発電所の負荷を急に切断すると？

質問

素人です。

最大出力で稼働中の火力発電所の大元の送電線が、急に切断されたような場合、タービンの回転抵抗が急に小さくなると思うのですが、余った蒸気は大気放出せざるを得ないのでしょうか。出力を一気に下げて対応するのでしょうか。

出力が変更しにくい原子力発電所(沸騰水型原子炉など)で同じトラブルが起こったらどのように対応される仕組みなのでしょうか。

回答No.6

shibamint · ベストアンサー

No5です。

>所内用ということは有効利用目的なのでしょうね。
>冷暖房や照明に使うだけでは到底無理でしょうが
>温水を作るとかに利用しているのでしょうか。

ちょっと違います。有効利用という事ではありません。
原子力発電所というシステムは意外と電気を必要とします。
冷却水循環ポンプを始め復水器のポンプ、それに発電機には
励磁器も必要です。
それに、付随する施設や補機もたくさんあります。
全て電気で賄っています。

以上の理由で電気を作るのに電気が必要で
それらの電力は経費扱い(非課税)になります。
そのため中央制御室には経費扱いするための電力計があります。

回答No.5

shibamint

>出力が変更しにくい原子力発電所(沸騰水型原子炉など)で
>同じトラブルが起こったらどのように対応される仕組みなのでしょうか。

原発では100％出力時に送電系統を切り離し「ブラックアウト』試験を
実施してます。
お考えの通り大量の蒸気が余るわけですが、これは蒸気バイパス系に
切り替わり腹水器で処理されます。
同時に炉内では制御棒が挿入され原子炉出力を下げていきます。
このような状況では復水器の一定時間、持ちこたえる能力と
炉出力の低下特性がマッチしなければなりません。

今の原子力発電所では復水器の能力を95％近くまで高めており
炉出力を落とさなくとも良いようなシステムになっています。
ちなみに95％というのは残りの5％は発電に回し所内電源として
使用されるためです。

なお、原子力発電の蒸気はクローズ系であり蒸気を放出してしまうと
冷却系のバランスが崩れ(ある意味で空だき状態になるため)大気に
放出することは通常ではありません。

お礼

回答有難うございます。
想像するに、とてつもない容量の復水器が用意されているんでしょうね。
５％を所内電源用というと、例えば１００万キロワットの５％の場合、所内で、５万キロワット消費しないといけないのですね。

所内用ということは有効利用目的なのでしょうね。冷暖房や照明に使うだけでは到底無理でしょうが、温水を作るとかに利用しているのでしょうか。これならボイラーの加温給水に後で使えるので無駄にならないかも・・・と想像しています。

段々すっきりしてきました。有難うございました。

回答No.4

jkpawapuro

火力発電所の場合蒸気を放出させます。
原子力発電所の場合基本的に送電網が複数ありますので、本来そうそう１００％切断されることはありえないのですが、まあ先日の大地震やテロだと無いとは言い切れないですね。
原子力発電所の場合非常用復水器があるので基本的に復水器に蒸気を流すと同時にスクラムさせます。

最悪も何も原発が１００％送電網を断たれる事自体が非常事態ですので問答無用にスクラムです。

お礼

回答有難うございます。

スクラム停止しても、すぐには冷えないでしょうし、沸騰水型の場合、まずは、あれだけの蒸気を大気放出させずに処理する必要があるということですね。
原子力の場合、火力発電所どころではない大容量の復水器で蒸気を冷却する必要があるでしょうね。

回答No.3

ytrewq

発電機が100%負荷で運転中に、送電線事故などで遮断機がトリップし、いきなり負荷が0%になるということは充分に想定される状況です。

ご想像のとおり、余った蒸気は大気放出します。
発電所の建設中や点検中の試運転ではタービンの回転数やボイラーの圧力の変化が設計通りかを確認するために「負荷遮断試験」で実地に試します。
蒸気の放出はすごい迫力です。

お礼

回答ありがとうございます。

勤め先に9000kWのタービンがありますが、部署が違うためあまり詳しくありません。ボイラーの蒸気は発電以外にも使われていますが、たしかにトリップした時は結構な騒音です。

もし、一次冷却水を沸騰させてその蒸気でタービンを回す沸騰水型原子炉が大気放出したら怖いですね。非常用の冷却、バイパス経路があるのでしょうか。

回答No.2

ultraCS

急に負荷が無くなるとタービンが過回転になって電圧が上昇し、最終的にタービンが破壊されます。これを防止するために回転数検出器によって回転数上昇を検知して保護回路が働いて発電停止になります。そういう状況を「トリップ」と呼びます。その際、蒸汽は一時的にはバイパス弁を開けてバイパスし、同時にボイラ出力を自動的に絞ります。
原発でも動作としては同じです(原子炉出力の変更については回答者は詳しくないので)。

推力の場合も迂回水路でタービンを迂回します。

島嶼のガスタービン発電機やディーゼル発電機の場合は、燃料カットで一気に出力が落ちるのでそれで対応します。

2006年8月14日の首都圏大規模停電がまさにそうですね。クレーン船がクレーンを上昇させたまま航行して旧江戸川上空の架空高圧送電線を切断、東京電力品川火力発電所の全発電系統がトリップした結果大停電に至りました。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%A6%96%E9%83%BD%E5%9C%8F%E5%A4%A7%E8%A6%8F%E6%A8%A1%E5%81%9C%E9%9B%BB

お礼

回答ありがとうございます。

原子力発電所の場合は、最悪、スクラム停止する必要があるのでしょうか。

この記事を見ると品川火力発電所は、朝の電力需要増大で停止したようですね。

回答No.1

Tann3

通常は、出力／負荷アンバランス（パワー・ロード・アンバランス）を検出して、タ－ビンに流入する蒸気を緊急遮断します。

　同時にボイラーの燃料を急減させて発生熱量を下げますが、すぐに蒸気量は落ちませんので、余った蒸気はタービンをバイパスさせて直接復水器に放出するか、大気放出するしかありません。

　原子力の場合も基本的に同じはずです。

お礼

回答ありがとうございます。

基本的には復水器に戻すのですね。