JP2001242287A

JP2001242287A - 原子力発電所

Info

Publication number: JP2001242287A
Application number: JP2000050990A
Authority: JP
Inventors: Naruhito Kondo; 成仁近藤; Akihiro Hara; 昭浩原
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-02-28
Filing date: 2000-02-28
Publication date: 2001-09-07

Abstract

(57)【要約】【課題】原子炉格納容器内に設置した従来の蒸気発生器
に換えて、直接電気を発生する熱電変換装置を設置した
原子力発電所を提供する。【解決手段】炉心と１次冷却材を収容する原子炉圧力容
器と、１次冷却材の熱を２次冷却材に伝えるための熱交
換器と、原子炉圧力容器と熱交換器とを接続し１次冷却
材を流通させる連結配管とを備えた原子力発電所におい
て、熱交換器内に、１次冷却材と２次冷却材とが熱電素
子モジュールの高温度側と低温度側とで隣接して流れる
流路を有し、それらの温度差に基づいて発電を行う熱電
発電器からなる熱電変換装置を設置したので、従来必要
とされた多数の伝熱管等の構造材、発電機タービン及び
発電機並びにそれらを収納する建屋が不要となり、経済
性の向上、システムの単純化およびメンテナンスの容易
化、発電所の稼働率の向上、安全性の向上等が可能な原
子力発電所を提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、炉心と１次冷却材
を収容する原子炉容器と、１次冷却材の熱を２次冷却材
に伝える熱交換器と、前記原子炉容器と熱交換器とを接
続し１次冷却材を流通させる連絡配管とを備えた原子力
発電所に係り、特に逆Ｕ字型の伝熱管を多数本束ねた伝
熱管束を有する熱交換器に換えて設置した熱電変換器で
直接、発電等を行えるようにした原子力発電所に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】１次冷却材の熱を２次冷却材に伝えるた
めの熱交換器を備えた原子力発電所のうち、一般的な従
来例として加圧水型軽水炉発電所（以下ＰＷＲ発電所と
記す）を図７の構成図を参照して説明する。

【０００３】図に示すように、従来のＰＷＲ発電所で
は、原子炉格納容器１０内に設置された原子炉圧力容器
４内の炉心１で発生した熱を、効率的に輸送するために
１次冷却材２を１次冷却系ポンプ３によって強制的に循
環させている。原子炉圧力容器４を出た１次冷却材２は
蒸気発生器５に流入して２次冷却材６に熱を伝え、発電
機タービン７を駆動する蒸気８を発生させた後、１次冷
却材ポンプ３により原子炉圧力容器４に戻される。

【０００４】１次冷却材２はこのような循環ループ内を
流通しており、この循環ループ数は原子炉の出力に応じ
て増やされている。すなわち、従来のＰＷＲ発電所で
は、蒸気発生器１基当りの交換熱量は電気出力換算で３
０〜４０万ｋＷｅ程度であり、また原子炉（１次冷却
材）圧力は加圧器９によって一定に制御されている。す
なわち、加圧器９は温度の変動に伴う１次冷却材２の膨
張・収縮をスムーズにし、原子炉圧力を一定に保つ機能
も有している。

【０００５】発電機タービン７を駆動した蒸気８は、復
水器１１内において３次冷却材ポンプ１２により復水器
１１内に供給される３次冷却材１３により冷却され、復
水器１１内において２次冷却材６となり、２次冷却材ポ
ンプ１４により再び蒸気発生器５に送られる。この蒸気
発生器５の機能は、原子炉で発生し１次冷却材２で運ば
れてきた熱を２次冷却材６に伝えて蒸気８を発生するこ
とと、１次冷却材２の高圧に耐えてこれを閉じこめてい
る原子炉冷却材圧力バウンダリの一部を形成することで
ある。そして、発電機タービン７は発電機１５を駆動
し、この発電機１５の駆動により発電が行われる。

【０００６】図８は図７における蒸気発生器の内部を説
明するために容器の一部を切除した蒸気発生器の斜視図
である。図に示すように、蒸気発生器５は、逆Ｕ字型の
伝熱管を多数本束ねた伝熱管束１６を有する熱交換器で
あり、循環ループから１次冷却材入口ノズル１７に供給
された１次冷却材は伝熱管内を流れ、１次冷却材出口ノ
ズル１８から循環ループに戻される。また、２次冷却材
入口ノズル１９に供給された２次冷却材は伝熱管の外側
を流れ、伝熱管束１６を介して１次冷却材により熱せら
れ蒸気となり、ら旋翼湿分分離器２０において大半の湿
分を除去された後、湿分分離器２１により残りの湿分が
取り除かれ、蒸気出口ノズル２２より蒸気となって発電
機タービン７へ送られる。

【０００７】伝熱管束１６内外では冷却材が高速で流れ
るために流力振動が生じる。このため、管板２３、管支
持板２４および図示していない振れ止め金具などによっ
て伝熱管を支えることにより、この振動を抑制してい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の原子力
発電所においては、１次冷却水と２次冷却水は蒸気発生
器を境に完全に分離されているので、放射能を帯びた１
次冷却水がタービン建屋にまで達することはないという
利点がある一方、蒸気発生器は多数の細い伝熱管で構成
され、腐食やその他のひび割れが起きるため、蒸気発生
器に構造上のトラブルが発生するという課題があった。

【０００９】我が国では、運転中に蒸気発生器の伝熱管
からの漏洩を許容しないことを原子力発電所の保守管理
の基本方針としており、定期検査において、伝熱管にＥ
ＣＴ（渦電流探傷検査）等を実施し、有意な損傷が検出
されれば、損傷が発生した伝熱管に対しては、主として
金属製スリーブで内張り補修（スリーブ補修）が行われ
ている。しかし、このようなスリーブ補修が困難な場合
には「施栓」（ブラッギング）などの措置を講じるな
ど、伝熱管の施栓、補修等を行っている。また、蒸気発
生器の検査・補修には多大な労力と時間がかかり、定検
の長期化、作業者の受ける線量当量の増加といった課題
があった。

【００１０】さらに、伝熱管が破損すると高圧の１次系
から２次系側に冷却材が漏れ出し、この漏洩量が多いと
事故の拡大を防止するために原子炉緊急炉心冷却系（Ｅ
ＣＣＳ）を作動させなければならなくなるという課題が
あった。

【００１１】また、このような課題、すなわち、運転中
の原子力発電所の蒸気発生器伝熱管の漏洩量が制限値に
達して計画外停止に至るリスクが高くなること、伝熱管
補修にかかる直接間接の費用がかかること、伝熱管の施
栓が増えて定格出力の維持が困難なこと等から、従来、
蒸気発生器はプラント寿命中に多い場合は数回の取替え
が必要であるという新たな課題も残されていた。

【００１２】さらに上述した従来の原子力発電所におい
ては、蒸気発生器内で単に１次冷却材と２次冷却材との
熱交換を行い蒸気を発生させた後、その蒸気を用いて発
電を行うようになっているため、蒸気発生器、蒸気と発
電機タービンを接続する配管、発電機タービン等および
それらを収納するための建屋が必須の構成要素となって
おり、これら蒸気発生器、蒸気と発電機タービンを接続
する配管、発電機タービン等および付随する多くの配管
等によって発電所全体の構成が非常に複雑となり、経済
性の悪化やシステムの複雑さ、並びに発電機タービン等
の回転機器のメンテナンスおよびメンテナンスに伴い発
電所自体の稼働率が低下するという課題があった。

【００１３】本発明（請求項１ないし請求項１０対応）
は、上記課題を解消するためになされたもので、その目
的は、１次冷却材の熱および流動性等を利用して原子炉
格納容器内に設置した蒸気発生器に換えて熱電変換器を
設置し、この熱電変換器により直接電気を発生するよう
にした新規な原子力発電所を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、炉心と１次冷却材を収容する原
子炉圧力容器と、１次冷却材の熱を２次冷却材に伝える
ための熱交換器と、前記原子炉圧力容器と熱交換器とを
接続し１次冷却材を流通させる連結配管とを備えた原子
力発電所において、前記熱交換器内に、１次冷却材と２
次冷却材とが熱電素子モジュールの高温度側と低温度側
とで隣接して流れる流路を有し、それらの温度差に基づ
いて発電を行う熱電発電器からなる熱電変換装置を設置
したことを特徴とする。

【００１５】請求項２の発明は、請求項１記載の原子力
発電所において、熱電発電器の高温側の流路は１次冷却
材と共存性の高い材料によって構成されるとともに、低
温側の流路は２次冷却材と共存性の高い材料によって構
成されていることを特徴とする。

【００１６】請求項３の発明は、請求項１または請求項
２記載の原子力発電所において、熱電発電器内の１次冷
却材および２次冷却材の各流路を囲む壁は、原子炉運転
温度範囲内において電気的絶縁性が高い材料により構成
されていることを特徴とする。

【００１７】請求項４の発明では、請求項１ないし請求
項３のいずれかに記載の原子力発電所において、熱電発
電器の熱電素子モジュールは、ｎ型半導体、ｐ型半導体
およびこれらの半導体を電気的に直列に接続する電極に
より構成される熱電素子と、この熱電素子の両面に設け
られ、当該熱電素子の熱膨張およびその熱膨張により発
生する熱応力ならびに１次冷却材および２次冷却材の流
路に生じる流体圧力を緩和するためのコンプライアント
パッドと、このコンプライアントパッドの外側に設けら
れた電気的な絶縁体とにより層状に構成されていること
を特徴とする。

【００１８】請求項５の発明は、請求項４記載の原子力
発電所において、熱電素子モジュールの半導体の少なく
とも１つは単結晶材料であり、磁場中で用いられること
を特徴とする。

【００１９】請求項６の発明は、請求項１ないし請求項
５のいずれかの請求項に記載の原子力発電所において、
１次冷却材は水、液体金属、溶融塩、不活性ガス、二酸
化炭素または水の中から選ばれたものであることを特徴
とする。

【００２０】請求項７の発明は、請求項１ないし請求項
５のいずれかの請求項に記載の原子力発電所において、
２次冷却材は１次冷却材よりも低温の水、液体金属、溶
融塩、不活性ガス、二酸化炭素、水または空気の中から
選ばれたものであることを特徴とする。

【００２１】請求項８の発明は、請求項１ないし請求項
４のいずれかに記載の原子力発電所において、２次冷却
材は液体金属、溶融塩、不活性ガス、二酸化炭素、水ま
たは空気で、かつ原子炉容器の外部に設けた冷却器を介
して３次冷却材によって冷却される構成とされているこ
とを特徴とする。

【００２２】請求項９の発明は、請求項８記載の原子力
発電所において、２次冷却材の冷却のための３次冷却材
は溶融塩、不活性ガス、二酸化炭素、水、海水または空
気であることを特徴とする。

【００２３】請求項１０の発明は、請求項６ないし請求
項９のいずれかに記載の原子力発電所において、不活性
ガスは、窒素ガスまたはアルゴンガスであることを特徴
とする。

【００２４】請求項１ないし請求項１０の発明によれ
ば、１次冷却材と２次冷却材の熱交換器内に熱電発電器
を設置あるいは熱交換器に換えて熱電変換装置を設置す
ることにより、直接発電を行っているので、システムの
単純化およびメンテナンスの容易化、発電所の稼働率の
向上、安全性の向上等を図ることができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態（請求
項１ないし請求項１０対応）を図を参照して説明する。
図１は本発明の実施の形態の原子力発電所の概略構成図
であり、既に説明した図７の従来の原子力発電所と同一
構成部分には同一符号を付して説明する。

【００２６】図に示すように、本実施の形態の原子力発
電所は、原子炉格納容器１０内に設置された原子炉圧力
容器４内の炉心１で発生した熱を、効率的に輸送するた
めに１次冷却材２を１次冷却系ポンプ３によって強制的
に循環させている。

【００２７】原子炉圧力容器４を出た１次冷却材２は、
熱電変換装置２５内に設置された熱電発電器２７におい
て、２次冷却材６に熱を伝える過程で発電を行う。一
方、暖められた２次冷却材６は、熱交換器２６において
３次冷却材ポンプ１２により復水器１１内に供給される
３次冷却材１３により冷却され、２次冷却材ポンプ１４
により再び熱電変換装置２５に送られる。

【００２８】本実施の形態では、従来の蒸気発生器の伝
熱管束や湿分分離器に換えて、熱電変換装置２５が例え
ば１基設置されている。この熱電変換装置２５は図２に
示すように、例えば横断面が略四角形状の熱電発電器ベ
ッセル２８内に熱電発電器本体２９を収納した構成とな
っており、この熱電発電器本体２９内に流通する１次冷
却材２と後述する２次冷却材６との熱交換によって直
接、発電を行うようになっている。

【００２９】図２は図１の熱電変換装置の斜視図、図３
はその縦断面図である。これらの図に示すように、熱電
発電器ベッセル２８は上下端部が開口し、その内側に収
容した熱電発電器本体２９にその周囲部から１次冷却材
２を例えば蛇行流として通過させる高温側流路３２を有
する構成となっている。この高温側流路３２は上下方向
に仕切り壁３３で仕切られ、上部に連設した１次冷却材
２の入口配管３０から導入された１次冷却材２が、仕切
り壁３３により蛇行流となって熱電発電器本体２９を通
過した後、高温側流路３２の下部に連設した１次冷却材
出口配管３１から導出されるように構成されている。

【００３０】また、２次冷却材入口配管３４および２次
冷却出口配管３５は、熱交換器２６に配管を介して接続
されている。この熱交換器２６は、３次冷却系配管を流
通する３次冷却材１３との熱交換によって２次冷却材６
の冷却を行うように構成されている。

【００３１】図４は熱電発電器の詳細な構造を示す斜視
図である。図に示すように、熱電発電器本体２９は、例
えば２個の本体構成ブロック４１を上下に積層したもの
である。各本体構成ブロック４１は、その内部に２次冷
却材６を下方から上方に流通させることができる２次冷
却材流路孔４５ａと、１次冷却材２を横方向に流通させ
ることができる１次冷却材流路孔４５ｂとを有する構成
となっている。

【００３２】また、本体構成ブロック４１は、複数の平
板状の熱電素子モジュール４２を縦スペーサ４３および
横スペーサ４４を介して間隔的に接合することで、ブロ
ック状に構成されている。即ち、等間隔で平行に配列さ
れた複数の熱電素子モジュール４２間の間隔部のうち、
例えば縦方向に沿う両端位置の１つおきの間隔部に、縦
スペーサ４３を嵌込んで固定することで上下方向に沿う
１次冷却材流路孔４５ａを形成するとともに、他の１つ
おきの間隔部の横方向に沿う両端位置および中間位置
に、横スペーサ４４を嵌込んで固定することで、横方向
に沿う２次冷却材流路孔４５ｂを形成してある。なお、
各スペーサ４３、４４は電気的絶縁性を持つ材料によっ
て構成されている。

【００３３】また、各熱電素子モジュール４２は、例え
ば各隅角部に設けたモジュール間リード４６によって互
いに電気的に接続するとともに、両端位置の熱電素子モ
ジュール４２（４２ａ，４２ｂ）にプラス（＋）側電流
端子４７およびマイナス（−）側電流端子４８をそれぞ
れ突設してある。

【００３４】そして、上下に積層された本体構成ブロッ
ク４１が相互に各端子４７、４８を介して電気的に接合
され、さらに最上端に位置する本体構成ブロック４１
（４１ａ）の上端の各端子４７、４８に（＋）側電流端
子管４９および（−）側電流端子管５０がそれぞれ接続
され（図２参照）、これらの各端子管４９、５０が炉外
の図示しない送配電設備に導かれている。

【００３５】図５は図４の本体構成ブロックの拡大した
断面図、図６は図５の熱電素子モジュールの組立て構成
を示す分解斜視図である。図５および図６に示すよう
に、熱電素子モジュール４２はｎ型半導体５１とｐ型半
導体５２とを熱的に並列かつ電気的に直列に多数接続し
た構成のものである。ｎ型半導体５１とｐ型半導体５２
とは、その外側に設けた１対の電極５３により電気的に
直列に接続されており、これらの両外側には電気絶縁の
ための絶縁体５４がそれぞれ設置されている。さらに各
絶縁体５４の両外側には、熱膨張、熱応力、１次冷却体
２および２次冷却体６からの圧力等に対するクッション
の役割を果すコンプライアントパッド５５が設置されて
いる。さらに、熱電素子モジュール４２の高温側に配置
されるコンプライアントパッド５５の外側には、１次冷
却材２と共存性の高い材料からなる高温用外側板５６が
設けられ、また熱電素子モジュール４２の低温側に配置
されるコンプライアントパッド５５の外側には２次冷却
材６と共存性の高い材料からなる低温用外側板５７が設
けられ、これにより化学変化、腐蝕等の防止が図られて
いる。なお、本発明において、ｎ型半導体５１およびｐ
型半導体５２の配置は図５および図６に示した配置に限
定されるものではない。

【００３６】上述した構成の熱電素子モジュール４２を
例えば横方向に６体、間隔的に対向させ、かつ縦方向に
２段積層として構成したものが、図４に示した本体構成
ブロック４１であり、さらにこの本体構成ブロック４１
を３体、縦方向に重ねたものが、図３に示した熱電変換
装置２５である。すなわち、図３ないし図５において、
１次冷却材２が流れる１次冷却材流路孔４５ａの壁面
が、高温用外側板５６によって構成され、また２次冷却
材６が流れる２次冷却材流路孔４５ｂの壁面が、低温用
外側板５７によって構成されている。そして、１次冷却
材２が１次冷却材流路孔４５ａを通る際、２次冷却材流
路孔４５ｂを流れる２次冷却材６と熱交換される。この
際に熱電素子モジュール４２内に発生する熱流束により
直流電流が発生する。

【００３７】各熱電素子モジュール４２はモジュール間
リード４６によって電気的に直列に接続されているの
で、発生した直流電流は（＋）側電流端子４７および
（＋）側電流端子管４９、ならびに（−）側電流端子４
８および（−）側電流端子管５０により外部に取り出さ
れる。なお、各熱電素子モジュール４２間の流路孔４５
ａ、４５ｂの間隔は電気的絶縁性を持つ材料により構成
される縦スペーサ４３および横スペーサ４４により確保
されているので、モジュール間リード４６は各スペーサ
４３、４４内に設置されていてもよい。

【００３８】以上の構成において、１次冷却材２には、
液体金属（例えばＮａ，ＮａＫ，Ｐｂ，Ｐｂ−Ｂｉ合
金，Ｇａ，Ｇａ−Ｉｎ合金，Ｇａ−Ｐｂ合金，Ｇａ−Ｓ
ｎ合金等）、溶融塩（例えばＬｉ塩化物、Ｋ塩化物等の
混合物）、窒素ガスまたはアルゴンガス等の不活性ガス
または二酸化炭素、軽水、重水等が適用されている。ま
た、２次冷却材６には、１次冷却材よりも低温の前記同
様の液体金属、溶融塩、不活性ガス、または二酸化炭
素、軽水、重水または空気等が適用されている。さら
に、２次冷却材６の冷却のための３次冷却材１３には、
前記同様の溶融塩、不活性ガス、二酸化炭素、軽水、重
水、海水または空気等が適用されている。

【００３９】また、熱電発電器２９の高温側の流路を構
成する１次冷却材２と共存性の高い材料としては例えば
ステンレス鋼等が適用され、低温側の流路を構成する２
次冷却材６と共存性の高い材料としては例えば低炭素
鋼、ステンレス鋼等が適用されている。

【００４０】さらに、熱電素子モジュール４２の外側板
５６、５７等の１次冷却材２および２次冷却材６の各流
路を囲む壁は、原子炉運転温度範囲内において電気的絶
縁性が高い材料、例えば雲母、アルミナその他のセラミ
ックス等により構成されている。

【００４１】また、熱電素子モジュール４２は磁場中に
設置され、ｎ型半導体５１とｐ型半導体５２は、各々例
えばゲルマニウムとシリコンの混合物の単結晶やビスマ
ス、鉛、テルルのうちいずれか２つあるいはすべての混
合物の単結晶より構成されている。

【００４２】次に、本発明の実施の形態である原子力発
電所の作用を説明する。図１に矢印ａで示すように、１
次冷却材２はポンプ３によって原子炉圧力容器４に流入
する。原子炉圧力容器４内の発熱している炉心１によっ
て１次冷却材２は加熱され、炉心１から高温になって上
昇流として流出する。高温になった１次冷却材２は原子
炉圧力容器４から熱電変換装置２５内の熱電発電器２７
に導かれ、この熱電発電器２７内で低温の２次冷却材６
との熱交換によって冷やされる。このとき、高温の１次
冷却材２と低温の２次冷却材６との温度差を起電力とし
て、熱電発電器２７内の熱電素子モジュール４２により
発電が行われる。熱交換後に低温となった１次冷却材２
は、ポンプ３によって原子炉圧力容器４に再び流入す
る。

【００４３】一方、熱交換した後の高温になった２次冷
却材６は、２次冷却材配管を通って熱交換器２６に循環
し、ここで３次冷却材１３と熱交換され、低温となった
２次冷却材６はポンプ１４によって再び熱電発電装置２
５に導かれる。

【００４４】本実施の形態によれば、１次冷却材２と２
次冷却材６の熱交換の過程で直接発電が行えるので、従
来のタービン等、発電のための水蒸気系が不要となり、
発電部に動的機器を用いることなく殆ど静的機器によっ
て構成することができる。また伝熱管のような流路構成
部分がないため、流力振動による伝熱管破損がない。し
たがって、構成が簡易でメンテナンスも容易となり、耐
用寿命も長期化でき、システムも単純化できるため経済
性の向上も図れるようになる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
発電所の稼働率の向上、安全性の向上等を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態である原子力発電所の全体
構成図。

【図２】図１の熱電変換装置の斜視図。

【図３】図２の熱電変換装置の断面図。

【図４】図２の熱電発電器の本体構成ブロックの拡大斜
視図。

【図５】図４の熱電素子モジュールの一部断面図。

【図６】図４の熱電素子モジュールの分解斜視図。

【図７】従来の原子力発電所の全体構成図。

【図８】従来の蒸気発生器の構成図。

【符号の説明】

１…炉心、２…１次冷却材、３…１次冷却材ポンプ、４
…原子炉圧力容器、５…蒸気発生器、６…２次冷却材、
７…発電機タービン、８…蒸気、９…加圧器、１０…原
子炉格納容器、１１…復水器、１２…３次冷却材ポン
プ、１３…３次冷却材、１４…２次冷却材ポンプ、１５
…発電機、１６…伝熱管束、１７…１次冷却材入口ノズ
ル、１８…１次冷却材出口ノズル、１９…２次冷却材入
口ノズル、２０…ら旋翼湿分分離器、２１…湿分分離
器、２２…蒸気出口ノズル、２３…管板、２４…管支持
板、２５…熱電変換装置、２６…熱交換器、２７…熱電
発電器、２８…熱電発電器ベッセル、２９…熱電発電器
本体、３０…１次冷却材入口配管、３１…１次冷却材出
口配管、３２…高温側流路、３３…仕切壁、３４…２次
冷却材入口配管、３５…２次冷却出口配管、４１，４１
ａ…本体構成ブロック、４２，４２ａ，４２ｂ…熱電素
子モジュール、４３…縦スペーサ、４４…横スペーサ、
４５ａ…１次冷却材流路孔、４５ｂ…２次冷却材流路
孔、４６…モジュール間リード、４７…（＋）側電流端
子、４８…（−）側電流端子、４９…（＋）側電流端子
管、５０…（−）側電流端子管、５１…ｎ型半導体、５
２…ｐ型半導体、５３…電極、５４…絶縁体、５５…コ
ンプライアントパッド、５６…高温用外側板、５７…低
温用外側板。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炉心と１次冷却材を収容する原子炉圧力
容器と、前記１次冷却材の熱を２次冷却材に伝える熱交
換器と、前記原子炉圧力容器と熱交換器とを接続し１次
冷却材を流通させる連結配管とを備えた原子力発電所に
おいて、前記熱交換器は、１次冷却材と２次冷却材とが
熱電素子モジュールの高温側と低温側とで隣接して流れ
る流路を有し、それらの温度差に基づいて発電を行う熱
電発電器からなる熱電変換装置であることを特徴とする
原子力発電所。
【請求項２】請求項１記載の原子力発電所において、
熱電発電器の高温側の流路は１次冷却材と共存性の高い
材料によって構成され、熱電発電器の低温側の流路は２
次冷却材と共存性の高い材料によって構成されているこ
とを特徴とする原子力発電所。
【請求項３】請求項１または請求項２記載の原子力発
電所において、熱電発電器内の１次冷却材および２次冷
却材の各流路を囲む壁は、原子炉運転温度範囲内におい
て電気的絶縁性が高い材料により構成されていることを
特徴とする原子力発電所。
【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれかの請
求項に記載の原子力発電所において、熱電発電器の熱電
素子モジュールは、ｎ型半導体、ｐ型半導体およびこれ
らの半導体を電気的に直列に接続する電極により構成さ
れる熱電素子と、この熱電素子の両面に設けられ、当該
熱電素子の熱膨張およびその熱膨張により発生する熱応
力ならびに１次冷却材および２次冷却材の流路に生じる
流体圧力を緩和するためのコンプライアントパッドと、
このコンプライアントパッドの外側に設けられた電気的
絶縁体とにより、層状に構成されていることを特徴とす
る原子力発電所。
【請求項５】請求項４記載の原子力発電所において、
熱電素子モジュールの半導体の少なくとも１つは単結晶
材料で、磁場中で用いられることを特徴とする原子力発
電所。
【請求項６】請求項１ないし請求項５のいずれかの請
求項に記載の原子力発電所において、１次冷却材は水、
液体金属、溶融塩、不活性ガス、二酸化炭素または水の
中から選ばれたものであることを特徴とする原子力発電
所。
【請求項７】請求項１ないし請求項５のいずれかの請
求項に記載の原子力発電所において、２次冷却材は１次
冷却材よりも低温の水、液体金属、溶融塩、不活性ガ
ス、二酸化炭素、水または空気の中から選ばれたもので
あることを特徴とする原子力発電所。
【請求項８】請求項１ないし請求項４のいずれかに記
載の原子力発電所において、２次冷却材は液体金属、溶
融塩、不活性ガス、二酸化炭素、水または空気で、かつ
原子炉容器の外部に設けた冷却器を介して３次冷却材に
よって冷却される構成とされていることを特徴とする原
子力発電所。
【請求項９】請求項８記載の原子力発電所において、
２次冷却材の冷却のための３次冷却材は溶融塩、不活性
ガス、二酸化炭素、水、海水または空気であることを特
徴とする原子力発電所。
【請求項１０】請求項６ないし請求項９のいずれかに
記載の原子力発電所において、不活性ガスは、窒素ガス
またはアルゴンガスであることを特徴とする原子力発電
所。