冷却系统的控制方法及装置制造方法及图纸

一种冷却系统的控制方法及控制装置，在起动比通常运转时少的用于冷却系统的泵时，减小泵的起动转矩和防止泵的过流量。冷却系统具备：原子能发电厂的辅助设备冷却用的冷却材料循环的循环线路；相对于循环线路相互并联的多台泵；设置于多台泵的排出侧下游且调整冷却材料流量的流量控制阀，控制方法具备：阀全闭控制步骤，其检测泵的运转台数，在测出多台泵停止的情况下，输出控制流量控制阀全闭的阀控制信号；第一泵起动步骤，其在流量控制阀全闭的状态下，起动比通常运转台数少的泵；第一开阀控制步骤，其在第一泵起动步骤后，输出在限制开度以下对流量控制阀进行控制的阀控制信号，该限制开度被设定为比通常运转时的流量控制阀的上限开度小的值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种冷却原子能发电厂的辅助设备的冷却系统的控制方法及控制装置。
技术介绍
通常，在原子能发电厂设置有以冷却辅助设备为目的的冷却系统。这里所说的辅助设备是除核反应堆以外的设备，例如涡轮机或发电机等。该冷却系统是直接或间接冷却辅助设备的系统，并且对供给至涡轮机的轴承的润滑油进行冷却，或者对供给至发电机的冷却剂进行冷却，或者对其他辅助设备进行冷却等。例如，在压水反应堆、高温气体反应堆或高速增殖反应堆中，独立设置有去除由核反应堆产生的热量的一次冷却系统、利用由一次冷却系统回收的热量产生蒸汽的二次冷却系统，上述冷却系统属于二次冷却系统。如图5所示，通常，冷却系统150具备:由闭环构成并且使冷却水循环的循环线路151 ;使冷却水循环的泵152a、152b ;热交换器155、156，其设置于循环线路151，并且通过与冷却水进行热交换而冷却被冷却对象。因为在上述冷却系统150中，冷却水的需求流量大，所以相对于循环线路151彼此并联地设置多个泵152a、152b。而且，在多个泵152a、152b的排出侧下游设置有利用海水等冷却冷却水的冷却水冷却器153、流量控制阀154。流量控制阀154主要以调整冷却水温度为目的进行开闭控制。在这样的冷却系统中，在例如停电时那样地切断向泵供给电源的情况下，利用紧急用电源重新开始向泵供给电源。但是，在原子能发电厂中，因为优先向一次冷却系统供给电源，所以向辅助设备用的冷却系统供给的电力大多无法满足起动所有的泵所需要的所有电力。因此，仅起动多台泵中的一台或多台泵，使比通常运转时少的台数的泵运转。但是，在起动比通常运转时少的台数的泵时，泵变成为过流量。在此，图6表示泵的性能特性曲线。在图6中，a表示两台泵并列运转的情况下的泵的性能特性曲线，b表示运转一台泵的情况下的泵的性能特性曲线，SI表示通常运转时的系统阻力，S2表示阀开度比通常运转时大时的系统阻力。在图5所示的冷却系统中，并列运转两台泵的情况下的性能特性曲线是a，因为通常运转时系统阻力为SI，所以泵的运转点为A。这时，因为运转点A的流量为Q1，所以每台泵的流量为(1/2) XQ1。电源丧失后再次开始运转一台泵时，表示为图6的曲线b所示的性能特性。这时，因为系统阻力为SI，所以泵的运转点为BI。运转点BI的流量为Q2。通常，因为系统阻力与流量的平方成比例地增加，所以一台运转的泵的流量Q2大于两台并列运转的每台泵的流量(1/2) X Ql，从而可能变成为流量。在此基础上，在现有的控制中，因为一旦所有的泵都停止而使冷却水温度上升，所以将流量控制阀控制在打开侧，并且增加冷却水的循环量，从而降低冷却水温度。由于将流量控制阀控制在打开侧，所以系统阻力降低至S2，因此运转点变为B2，从而使泵的过流量增长。作为防止泵的过流量的技术，在专利文献I中记载了过流量防止回路，如果该过流量防止回路在多台泵并列运转中解除一台泵，则根据解除信号限制其他泵的转速。另外，在专利文献2中记载了泵过流量抑制控制装置，该泵过流量抑制控制装置在泵的下游侧配设有过流量抑制阀，在泵的流量超过预先设定的限定值时，控制过流量抑制阀的开度。另一方面，在泵起动时，除了泵的过流量以外，还存在起动转矩大的问题。通常，在循环线路被充水的状态下起动泵时，因为泵的起动转矩大，所以使起动电流变大，该始动电流用于使驱动泵的马达加速至额定速度。与此相对，导致在选定马达时，需要大容量的马达。因此，谋求以不提高起动时的电流值的方式抑制马达的转矩，从而进行运转。因此，在专利文献3中记载了以下结构:在使多台泵并列运转的泵设备中，使一台泵的排出截止阀半开而起动泵，在一定时间内起动第二台泵。专利文献1:(日本)特开平5-223060号公报专利文献2:(日本)特开昭59-122797号公报专利文献3:(日本)特开2001-194489号公报如上所述，在原子能发电厂中，在泵全部停止后，与通常运转时相比，在减少泵的运转台数而起动泵的情况下，从降低系统阻力的方面以及减少泵的运转台数的方面存在产生泵的过流量的问题。这时，如果泵的流量超过最大可能流量点，则可能由于过流量而导致损坏泵或马达。因此，为了防止泵的过流量，专利文献I控制泵的转速，但是该方法很难正确地调整冷却水的流量，并且很难将冷却系统维持在希望的温度。另外，专利文献2是设置有过流量控制阀的结构，但是在该结构中，从检测泵的流量到控制过流量抑制阀的开度产生时间滞后。特别是，如果是大型阀，则即使开闭也需要时间，因此，无法避免在此期间持续泵的过流量状态。另一方面，作为减小泵的起动转矩的方法，在专利文献3中，使泵的排出截止阀半开而起动泵，但是，通过手动作业开闭现有的泵的排出截止阀，例如，在停电时那样的紧急事态时，操作员很难适当地开闭排出截止阀。另外，即使在上述任一项现有技术中，也没有公开能够解决泵起动时的问题点，即，解决泵过流量及起动转矩增大的问题的具体的控制方法，因此，希望在起动比通常运转时少的台数的泵时的适当的运转控制技术。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述问题而做出的，目的在于提供一种冷却系统的控制方法及控制装置，其在原子能发电厂中，在起动比通常运转时少的台数的用于冷却系统的泵时，能够防止泵的过流量，并且能够减小泵的起动转矩。本专利技术的冷却系统的控制方法具备:使原子能发电厂的辅助设备冷却用的冷却材料循环的循环线路；相对于所述循环线路相互并联的多台泵；设置于多台所述泵的排出侧下游并且调整所述冷却材料的流量的流量控制阀，所述冷却系统的控制方法的特征在于，具备:阀全闭控制步骤，其检测所述泵的运转台数，在检测出多台所述泵全部停止的情况下，向所述流量控制阀输出控制所述流量控制阀全闭的阀控制信号；第一泵起动步骤，其在使所述流量控制阀全闭的状态下，使比通常运转台数少的台数起动的所述泵；第一开阀控制步骤，其在第一泵起动步骤后，向所述流量控制阀输出在限制开度以下对所述流量控制阀进行控制的阀控制信号，该限制开度被设定为比通常运转时的所述流量控制阀的上限开度小的值。根据本专利技术，在冷却系统中检测出多台泵全部停止的情况下，在阀全闭控制步骤中控制流量控制阀全闭后，在第一泵起动步骤中比通常运转台数少的台数的泵起动，因此，能够减小泵的起动转矩，并且能够减小马达的容量。这是因为通过泵的轴动力确定驱动泵的马达所必须的转矩，并且泵的轴动力依存于泵的流量，所以在泵起动时使流量控制阀全闭而减少泵的流量，从而能够减小马达的转矩。因此，能够利用小的起动电流起动泵，从而能够减小马达的容量。另外，在本专利技术中，在起动比通常运转台数少的台数的泵后，在第一开阀控制步骤中，将流量控制阀控制在限制开度以下，该限制开度被设定为比通常运转时的流量控制阀的上限开度小的值，因此，增加冷却系统的系统阻力，并且限制泵的流量，从而能够防止泵过流量。这时，限制开度是能够确保将冷却水温度维持在冷却辅助设备所必须的温度以上的冷却水流量的开度。而且，根据本专利技术，检测泵的运转台数，根据该检测信号控制流量控制阀，因此，能够自动地控制冷却系统而不用经由操作员，从而即使在停电时那样的紧急事态时也能够切实地进行对应。在上述冷却系统的控制方法中，优选的是，还具备:第二泵起动步骤，其在将所述流量控制阀控制在所述限制开度以下的状态下，起动所述通常运转台数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷却系统的控制方法，其具备：使原子能发电厂的辅助设备冷却用的冷却材料循环的循环线路；相对于所述循环线路彼此并联的多台泵；设置于多台所述泵的排出侧下游并且调整所述冷却材料的流量的流量控制阀，所述冷却系统的控制方法的特征在于，具备：阀全闭控制步骤，其检测所述泵的运转台数，在检测出多台所述泵全部停止的情况下，向所述流量控制阀输出对所述流量控制阀进行全闭的阀控制信号；第一泵起动步骤，其在使所述流量控制阀全闭的状态下，起动比通常运转台数少的台数的所述泵；第一开阀控制步骤，其在所述第一泵起动步骤后，向所述流量控制阀输出在限制开度以下对所述流量控制阀进行控制的阀控制信号，该限制开度被设定为比通常运转时的所述流量控制阀的上限开度小的值。

【技术特征摘要】
2011.11.11 JP 2011-2474001.一种冷却系统的控制方法，其具备:使原子能发电厂的辅助设备冷却用的冷却材料循环的循环线路；相对于所述循环线路彼此并联的多台泵；设置于多台所述泵的排出侧下游并且调整所述冷却材料的流量的流量控制阀，所述冷却系统的控制方法的特征在于，具备: 阀全闭控制步骤，其检测所述泵的运转台数，在检测出多台所述泵全部停止的情况下，向所述流量控制阀输出对所述流量控制阀进行全闭的阀控制信号； 第一泵起动步骤，其在使所述流量控制阀全闭的状态下，起动比通常运转台数少的台数的所述泵； 第一开阀控制步骤，其在所述第一泵起动步骤后，向所述流量控制阀输出在限制开度以下对所述流量控制阀进行控制的阀控制信号，该限制开度被设定为比通常运转时的所述流量控制阀的上限开度小的值。2.如权利要求1所述的冷却系统的控制方法，其特征在于，还具备: 第二泵起动步骤，其在将所述流量控制阀控制在所述限制开度以下的状态下，起动所述通常运转台数的泵； 第二开阀控制步骤，其在检测出所述通常运转台数的泵起动的情况下，向所述流量控制阀输出在所述上限开度以下对所述流量控制阀进行控制的阀控制信号。3.如权利要求1所述的冷却系统的控制方法，其特征在于， 预先设定所述冷却水的温度阈值， 在所述第一开阀控制步骤中，检测所述冷却水的温度，在检测温度处于所述阈值以上的情况下，向所述流量控制阀输出将所述流量控制阀控制在所述限制开度的阀控制信号，在所述检测温度不满所 述阈值的情况下，向所述流量控制阀输出控制所述流量控制阀关闭的阀控制信号。4.如权利要求1所述的冷却系统的控制方法，其特征在于， 所述冷却系统还具备:设置于多台所述泵的排出侧下游并且冷却所述冷却材料的冷却材料冷却器；绕过所述冷却材料冷却器及所述流量控制阀的旁通线路；调整所述冷却材料的旁通流量的旁通阀， 在所述第一开阀控制步骤中，分别向所述流量控制阀及所述旁通阀输出在...

【专利技术属性】
技术研发人员：今治义典，河户希美，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP