JP2005147717A

JP2005147717A - 原子力発電所の換気空調設備およびその制御方法

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Publication number: JP2005147717A
Application number: JP2003381750A
Authority: JP
Inventors: Susumu Sasaki; 進佐々木; Koichi Yoshino; 浩一吉野; Koichi Taira; 耕一平
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Plant Systems and Services Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Plant Systems and Services Corp
Priority date: 2003-11-11
Filing date: 2003-11-11
Publication date: 2005-06-09
Anticipated expiration: 2023-11-11
Also published as: JP4383831B2

Abstract

【課題】原子力発電所の建屋からの排気風量如何に拘らず、排気筒からの吹き上げ高さをほぼ一定に維持し、公衆被曝線量を規定値より大幅に低減させ、電力エネルギの消費を軽減させたもの。
【解決手段】本発明に係る原子力発電所１０の換気空調設備は、冷却・加熱器１９を有する給気側空調設備１３と、この給気側空調設備１３から供給される外気が案内される原子炉建屋１１等の放射性区域１２と、この放射性区域１２からの排気を案内する排気側空調設備１４と、この排気側空調設備１４から排出される排気を高所から拡散放出する排気筒１５と、放射性区域１２からの排気風量の大小に拘らず、排気筒１５からの吹上げ高さをほぼ一定に調節設定する吹上げ高さ調節装置３５とを備えたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、原子力発電所の換気空調設備およびその制御方法に係り、特に、原子力発電所内の建屋からの排気風量如何に拘らず、排気筒からの吹上げ高さをほぼ一定に保つようにした原子力発電所の換気空調設備およびその制御方法に関する。

原子力発電所の換気空調設備は、原子力発電所の建屋内に清浄な空気を供給し、必要に応じその空気を加熱あるいは冷却し、建屋内設置の各機器からの発熱に対して冷却を行って建屋内が適正な室内温度となるように維持するとともに、建屋内に供給される空気の流れを適切に保ち、建屋内の清浄な区域の汚染を防止するために設けられる。このため、換気空調設備には、原子炉建屋等の空気中に放射能を含む可能性のある区域（以下、放射性区域という。）に清浄な空気を供給する供給側空調設備と、上記放射性区域からの排気を排気筒から高所拡散放出する排気側空調設備とを備えている。

この原子力発電所の換気空調設備は、建屋の室内にて発生する放射能を換気により適正値以内に抑える一方、原子力発電所外に建屋から排気を行なう際、排気筒から排気を高所に吹き上げさせて拡散放出させることで、公衆被曝量を電気事業法で定める規定値を下廻る目標値以下に抑え、周辺環境に悪影響を及ぼすことがないようにしている。

従来の原子力発電所の換気空調設備として、特開平３−１８３９９７号公報（特許文献１）および特開平６−２３０１８０号公報（特許文献２）に開示されたものがある。

特許文献１に開示された原子力発電所の換気空調設備は、原子炉建屋、タービン建屋、廃棄物処理建屋等からの排気を合流させ、この合流後に原子力発電所の廃熱を利用して排気を加熱し、温度上昇させている。原子力発電所からの排気は、排気筒の高所から拡散放出させるか、排気温度を上昇させることで、自然対流による上昇作用力を高め、排気筒からより高所に向けて吹き上げさせ、公衆被曝線量の線量当量をより一層低減させている。

また、特許文献２に開示された原子力発電所の換気空調設備は、原子炉建屋等の各建屋からの排気に、海水熱交換器建屋等の非放射性区域からの空気を合流させて排気筒に導き、排気筒の高所から拡散放出される排気の放射線量を、電気事業法等に規定する放射能濃度以下に制御し、原子力発電所の周囲環境に悪影響を与えないように充分に配慮している。
特開平３−１８３９９７号公報特開平６−２３０１８０号公報

従来の原子力発電所の換気空調設備においては、夏期冷房時の給気温度が設計上最も高いため、この給気温度にて原子力発電所の建屋内の各室が適正温度に維持できるように算出した合計給気風量にて給気側空調設備の給気ファンおよび排気側空調設備の排気ファンの定格容量を決定している。

この原子力発電所の換気空調設備においては、冬期等で外気温度が低く、給気側空調設備の冷却器で冷房しなくても、給気温度が低い場合には、給気風量を低減しても、建屋の各室内を所定の室温に充分に維持できる。

しかし、給気風量を低減させると、排気風量も低減し、排気筒出口の流速が低下し、放出源の有効高さが低くなってしまう。放出源の有効高さの大小で、原子力発電所の建設時に評価している公衆被曝線量が変化し、放射源の有効高さが低い場合には、電気事業法等で定める規定値以下ではあるが、公衆被曝線量が局所的に大きくなる虞がある。

現状では、給気側空調設備の給気ファンおよび排気側空調設備の排気ファンを、年間を通して定格風量運転させ、排気筒出口の流速が所定値以上となるようにして排気筒から高所吹出しを行っている。給気ファンおよび排気ファンを定格風量運転させることにより、原子力発電所建設時に評価している公衆被曝線量を、大幅な規定値以下に維持し、周辺環境に悪影響を与えないように配慮している。

しかし、給気ファンや排気ファンは、建屋内の換気に用いられるため、ファンモータは（水頭）ヘッド差を大きくとる運転が必要となり、大きな駆動力を必要とするため、無駄なエネルギを消費（電力消費）しているという課題があった。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、原子力発電所の建屋からの排気風量如何に拘らず、排気筒からの吹き上げ高さをほぼ一定に維持し、公衆被曝線量を規定値より大幅に低減させた原子力発電所の換気空調設備およびその制御方法を提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、給気温度が低い場合、給気風量を低減させても原子力発電所の建屋内の室温維持が図れ、電力エネルギの消費を軽減させることができる原子力発電所の換気空調設備およびその制御方法を提供するにある。

本発明に係る原子力発電所の換気空調設備は、上述した課題を解決するために、請求項１に記載したように、冷却・加熱器を有し外気を原子力発電所の放射性区域に供給する給気側空調設備と、放射性区域を換気した排気が案内される排気側空調設備と、この排気側空調設備を通った排気を高所から大気中に放出する排気筒と、前記放射性区域からの排気風量如何に拘らず、排気筒からの吹上げ高さを調節設定する吹上げ高さ調節装置とを備えたものである。

また、上述した課題を解決するために、本発明に係る原子力発電所の換気空調設備は、請求項２に記載したように、前記吹上げ高さ調節装置は、排気筒の吹出部に設けられる吹出開口調節装置と、前記排気側空調設備からの排気路を通る排気風量を検出する風量検出器と、この風量検出器からの検出信号を信号処理する風量調節器とを備え、この風量調節器により吹出開口調節装置を制御し吹出口の開口面積を調節設定するものであり、さらに、請求項３に記載したように、前記吹上げ高さ調節装置は、排気筒の頂部に設けられた吹上げ高さ保持装置と、前記排気側空調設備からの排気路を通る排気風量を検出する風量検出器と、この風量検出器からの検出信号を信号処理する風量調節器とを備え、前記風量調節器により吹上げ高さ保持装置を制御するものである。

さらに、上述した課題を解決するために、本発明に係る原子力発電所の換気空調設備は、請求項４に記載したように、前記吹上げ高さ調節装置は、補助空気取入口から取り入れられる補助空気量を調節する風量調整装置と、この風量調整装置からの補助空気を原子力発電所の各建屋からの排気路に補填させる補助排気ファンと、上記排気路を通る排気風量を検出する風量検出器と、この風量検出器からの検出信号を信号処理する風量調節器とを備え、前記風量調節器により風量調整装置を制御し補助空気を調節するものであり、また、請求項５に記載したように、前記吹上げ高さ調節装置は、非放射性区域を換気して排気を排出する排気ファンと、この排気ファンから、前記排気側空調設備の排気路に送られる排気空気量を調節する風量調整装置と、前記排気側空調設備からの排気路を通る排気風量を検出する風量検出器と、この風量検出器からの検出信号を信号処理する風量調節器とを備え、前記風量調節器からの作動信号により風量調整装置を制御し前記排気側空調設備の排気路に送られる排気空気量を調節するものである。

他方、本発明に係る原子力発電所の換気空調制御方法は、上述した課題を解決するために、請求項６に記載したように、冷却・加熱器を有し外気を原子力発電所の放射性区域に供給する給気側空調設備と、放射性区域を換気した排気が案内される排気側空調設備と、この排気側空調設備を通った排気を高所から大気中に放出する排気筒と、前記放射性区域からの排気風量如何に拘らず、排気筒からの吹上げ高さを調節設定する吹上げ高さ調節装置とを備えた原子力発電所の換気空調制御方法において、前記排気側空調設備から排気筒に放出される排気量を検出するステップと、この検出された排気量を用いて排気筒からの吹き上げ高さを調節するステップとを有する方法である。

本発明に係る原子力発電所の換気空調設備およびその制御方法によれば、原子力発電所の各建屋からの排気風量如何に拘らず、排気筒からの吹き上げ高さをほぼ一定の高さに維持でき、ほぼ一定の吹き上げ高さを維持した排気筒の高所からの排気を拡散放出できるので、公衆被曝線量を規定値より大幅に低減させることができる。

給気温度が低く、給気風量を低減させても原子力発電所の各建屋内の室温維持が図れる場合、各建屋への給気風量ひいては排気風量を減らすことができるので、電気エネルギ消費を大幅に軽減させることができ、冷暖房費用や給気ファン、排気ファンのファン動力量を低減させることができる。

本発明に係る原子力発電所の換気空調設備およびその制御方法の実施形態について、添付図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る原子力発電所の換気空調設備の第１実施形態を示す概略図である。

この原子力発電所１０は、原子力発電所の敷地内に建設された原子炉建屋１１、図示しないタービン建屋、放射性廃棄物処理建屋等を有し、原子炉建屋１１内、タービン建屋内、放射性廃棄物処理建屋内には、空気中に放射能を含む可能性のある区域（以下、放射性区域１２という。）を有している。放射性区域１２の換気空調設備は、この放射性区域１２に清浄な外気を供給する給気側空調設備１３と、放射性区域１２からの排気を案内する排気側空調設備１４と、この排気側空調設備１４からの排気を高所から大気中に拡散放出させる排気筒１５とを備える。

給気側空調設備１３は、外気取入口１７から取り入れられた外気を除塵して清浄化する給気フィルタ１８と、この給気フィルタ１８で清浄化された外気（空気）を冷却あるいは加熱する冷却・加熱器１９と、この冷却・加熱器１９からの清浄な空気を、放射性区域１２の原子炉建屋１１内に給気ダクト２０を介して供給する複数台の給気ファン２１とを有する。冷却・加熱器１９は、１つのケーシング内に冷却コイルと加熱コイルを収容した一体構成物としても、あるいは独立した冷却器と加熱器とをシリーズに接続して構成してもよい。

給気ファン２１は、例えば４台が並設されており、このうち１台は予備用の給気ファンとして構成される。また、給気ダクト２０には隔離弁２２が設けられ、この隔壁弁２２により非常時に原子炉建屋１１内を周囲から隔離できるようになっている。

例えば、１１０万ｋＷクラスの沸騰水型原子力発電所では、原子炉運転中に原子炉建屋１１内に約２０万ｍ^３／ｈｒの換気空気量が導かれ、タービン建屋には約４０万ｍ^３／ｈｒの換気空気量が案内される。

一方、排気側空調設備１４は原子炉建屋１１から排気ダクト２５を介して排出される排気をフィルタリングして粒子状の放射能の一部を除去する排気フィルタ２６と、排気フィルタ２６でフィルタリングされ、異物除去された排気を送風する複数台の排気ファン２７とを有し、この排気ファン２７から主排気ダクト２８を通り、（主）排気筒１５に導かれるようになっている。排気ファン２７は例えば４台を有し、１台は予備用の排気ファンとして構成される。

原子炉建屋１１から排気側空調設備１４に排気を案内する排気ダクト２５には隔離弁２９が設けられており、この隔離弁２９は給気側空調設備１３の隔離弁２２と協働作用して原子炉建屋１１内を周囲から隔離できるようになっている。隔離弁２２，２９は、排気ダクト２５内を通る排気の放射線線量（放射能濃度）が予め定められた規定値を超えた場合に自動閉鎖され、放射性ガスの放出を換気空調設備１０から図示しない非常用ガス処理系に切り換えるようになっている。

また、排気側空調設備１４の主排気ダクト２８には、タービン建屋からの排気ダクト３０や放射性廃棄物処理建屋からの排気ダクト３１も接続され、原子炉建屋１１からの排気は、タービン建屋や放射性廃棄物建屋からの排気と合流して排気筒１５に導かれるようになっている。

排気筒１５は原子力発電所の建設場所の地形により地上高さＨを異にするが、一般的には百数十ｍ、例えば１５０ｍの地上高さＨを有する。排気筒１５の頂部には、吹き上げ高さ調節装置３５の吹出し開口調節装置３６が設けられる。

吹上げ高さ調節装置３５は、排気筒１５の頂部に設けられる吹出し開口調節装置３６と、この吹出し開口調節装置３６の吹出し開口調節用作動信号を出力するコントローラとしての風量調節器３７と、この風量調節器３７に主排気ダクト２８を通る排気風量を検出して、検出信号を入力させる風量検出器３８とを有する。風量検出器３８は主排気ダクト２８の直線部に設けた例を示したが、排気筒１５のスタック部に設けて排気風量を測定するようにしてもよい。

吹出し開口調節装置３６は、排気筒１５の頂部に設けられる開口調節手段としての調整ダンパ４０とこの調整ダンパ４０を駆動させるアクチュエータ４１とを有し、このアクチュエータ４１は風量調節器３７から吹出し開口調節用の作動信号を入力して調節ダンパ４０の吹出し開口の開口面積をコントロールするようになっている。

吹上げ高さ調節装置３５は、（主）排気ダクト２５を通る排気風量の変化に応じて、吹出し開口調節装置３６により排気筒１５頂部の吹出し開口面積を調節し、排気筒１５からの排気の吹上げ高さが排気風量の大小如何に拘らずほぼ一定（あるいは一定以上）となるように調節設定し、排気ダクト２５を通る排気が高所から大気中へ拡散放出されるようになっている。

排気筒１５からの排気の吹上げ高さΔＨ（ｍ）は、

で表わされる。

この式（１）により吹上げ高さΔＨは、排気筒１５の出口の口径と流速に依存しており、吹上げ高さΔＨは、（ΔＨ∝流速・口径）の関係があることがわかる。

この吹上げ高さΔＨを考慮すると、放出源の有効高さＶは、理論的には排気筒１５の地上高さＨに吹上げ高さΔＨを加算した値（Ｈ＋ΔＨ）となるが、実際の放出源の有効高さＶ_Ｈは、上記加算値を風洞実験で補正した値を用いている。

図２は、原子力発電所からの公衆被曝線量の評価方法を説明した図である。

公衆被曝線量の評価に際しては、原子力発電所の敷地の境界を、（主）排気筒１５を中心として例えば１６方向に分割し、原子力発電所の周辺監視区域境界地点Ｐ毎に、放出源の有効高さＶ_Ｈから建屋内発生放射能が拡散したとして、放出源の有効高さにおける年間の風向・風速出現頻度を加味して放射線量の年間平均濃度を算出し、放射線被曝線量を算出している。なお、符号４４はタービン建屋である。

次に、原子力発電所の換気空調設備の作用について説明する。

原子力発電所１０の換気空調設備が作動すると、給気側空調設備１３の外気取入口１７から取り入れられた外気は、給気フィルタ１８にて除塵され、清浄化され、この清浄化された外気は、冷却・加熱器１９により所定の温度に調節される。外気は、夏期には冷却され、冬期は必要に応じて加熱された後、給気ファン２１により放射性区域１２の原子炉建屋１１の各室に給気ダクト２０を通して送風される。

原子炉建屋１１の各室に送られた外気は、室内設置機器からの発生熱負荷の除熱を行ない、各室の換気を行なって排気ダクト２５により排気側空調設備１４に導かれる。

排気ダクト２５にて原子炉建屋の各室から集められた排気は、排気側空調設備１４の排気フィルタ２６にて粒子状の放射能の一部を除去した後、排気ファン２７にて主排気ダクト２８を介して排気筒１５に送られ、この排気筒１５から数十ｍ、例えば３０ｍ程度吹き上げ、高所にて拡散排気している。この排気筒１５あるいは主排気ダクト２８には、排気中に放射能を含む可能性のある他の建屋からの排気ダクト３０，３１も接続され、他の建屋からの排気も合流して排気筒１５の高所から拡散排気される。

吹上げ高さ調節装置３５は、主排気ダクト２８を通る排気風量を検出してその検出信号を風量調節器３７に送っており、風量調節器３７は検出信号を処理して排気風量の変化に応じた作動信号を吹出し開口調節装置３６に送り、この調節装置３６のアクチュエータ４１を作動させて、開口面積を排気風量の変化に応じて調節制定している。

吹上げ高さ調節装置３５は、吹出し開口調節装置３６の開口面積を、（吹上げ速度×口径）の値が一定となるように調節制御している。主排気ダクト２８を通る排気風量が多い場合には、吹出し開口調節装置３６の開口面積を大きくとり、また、排気風量が減少した場合には、開口面積を小さくして吹出し速度を増加させ、（吹上げ速度×口径）の値を一定に保つことにより、排気筒１５の排気の吹上げ高さをほぼ一定に維持している。吹上げ高さΔＨは、排気風量の大小如何に拘らず、ほぼ一定の数十ｍ、例えば約３０ｍの高さとなるように調節設定している。

この原子力発電所１０の換気空調設備によれば、水頭ヘッド差が大きく、大きな駆動力を必要とする給気ファン２１および排気ファン２７の消費電力を低減させるために、排気風量を低減させた場合にも、排気筒１５の吹出し部に設けた吹出し開口調節装置３６により、開口面積を調節設定し、吹上げ高さΔＨがほぼ一定となる換気空調運転が可能となる。

このため、公衆被曝線量を、電気事業法等で定める規定値５０μＳｕ／年／サイトより大幅に、数分の１から数十分の１に低減させた目標値以下とすることができる。

原子力発電所１０の換気空調設備は、その各建屋からの排気風量を低減させても、排気筒１５からの排気の吹上げ高さをほぼ一定に保持する換気空調運転ができるので、給気ファン２１や排気ファン２７の動力量を低減させることができ、夏期や中間期には冷却・加熱器の冷房費の低減が図れ、また冬期には暖房費の低減を図ることができる。

また、原子力発電所の各建屋からの排気風量を低減させることにより、給気フィルタ１８や排気フィルタ２６のフィルタ寿命を延長させることができる一方、排気フィルタの廃棄物量の低減を図ることができ、放射性廃棄物の量を軽減させることができる。各建屋内に送られる外気量も軽減できるので、外気による塩分持込みによる悪影響も軽減できる。

図３は、本発明に係る原子力発電所の換気空調設備の第２実施形態を示す簡略的な系統図である。

この実施形態に示された原子力発電所１０Ａの換気空調設備は、吹上げ高さ調節装置５０を、図１に示された原子力発電所１０の換気空調設備と異にし、他の構成および作用は実質的に異ならないので、同一部分には同じ符号を付して説明を省略する。

この吹上げ高さ調節装置５０は、排気筒１５の頂部に設けられる吹上げ高さ保持装置５１と、この吹上げ高さ保持装置５１の作動を制御する作動信号を出力する風量調節器５２と、この風量調節器５２に主排気ダクト２８を通る排気風量の検出信号を出力する風量検出器５３とを有する。風量検出器５３は、好ましくは主排気ダクト２８の直管部に設けられるが、排気筒１５内に設けても、各排気ダクト２５，３０，３１に設けてもよい。

また、吹上げ高さ保持装置５１は、排気筒１５の頂部に設けられる昇降自在でスリーブ状の風洞５５と、この風洞５５を昇降させる駆動アクチュエータ５６とを有し、このアクチュエータ５６に風量調節器５２から吹上げ高さ調節用の作動信号を入力して風洞５５を昇降させるようになっている。

この吹上げ高さ調節装置５０は、排気ダクト２８に設けた風量検出器５３により排気風量を検出して風量検出信号を風量調節器５２に送って信号処理し、排気風量の変化に応じた作動信号を駆動アクチュエータ５６に送って吹上げ高さ保持装置５１を作動させ、風洞５５を昇降させる。

すなわち、吹上げ高さ調節装置５０は、排気ダクト２８の風量検出器５３に検出された排気風量の検出信号を風量調節器５２で信号処理し、原子力発電所の建屋からの排気風量に応じて排気筒１５吹出し部の風洞５５の高さを自動調整する。

排気風量が増加して多い場合には、排気筒１５の吹出し口からの（吹上げ速度×口径）の値が大きく、充分な吹上げ速度が得られるので風洞５５を下げておく。排気風量が減少した場合には、（吹上げ速度×口径）の値が小さくなるが、吹上げ高さ不足分の高さを風洞５５を上昇させて調整することにより吹上げ高さを一定に保持する。

この第２実施形態においても、給気ファン２１および排気ファン２７の消費電力を低減させるために、排気風量を低減させた場合にも、風洞５５を上昇させることにより、排気筒１５の吹上げ高さを変更させることなく、ほぼ一定に維持した運転が可能となる。原子力発電所の各建屋からの排気は、排気筒１５の高所から拡散排気させることができ、公衆被曝線量を増加させることなく無駄なエネルギの消費を有効的に防止できる。

この場合にも、図１に示された原子力発電所の換気空調設備と同等の作用効果を奏することができる。

図４は、本発明に係る原子力発電所の換気空調設備の第３実施形態を示す簡略的な系統図である。

この実施形態に示された原子力発電所１０Ｂの換気空調設備は、吹上げ高さ調節装置６０の構成を、図１に示された原子力発電所１０の換気空調設備と異にし、他の構成および作用は異ならないので、同じ符号を付して説明を省略する。

この吹上げ高さ調節装置６０は、清浄な補助空気を利用して排気筒１５から吹き出される排気の吹上げ高さをほぼ一定に調節設定したものである。吹上げ高さ調節装置６０は、補助空気取入口６１から取り入れられる補助空気の空気量を調節する吹込み調節ダンパ等の風量調整装置６２と、風量調整装置６２からの補助空気を送風ダクト６３を通して主排気ダクト２８に送る補助排気ファン６４と、この補助空気と各建屋からの排気の合計排気量を検出する風量検出器６５と、この風量検出器６５で検出された検出信号を入力する風量調節器６６とを備える。この風量調節器６６は、風量検出器６５からの検出信号を信号処理して作動信号を風量調整装置６２に送り、主排気ダクト２８を通る合計排気風量がほぼ一定になるように調節制御している。風量検出器６５は排気筒１５側に設けてもよい。

この吹上げ高さ調節装置６０においては、主排気ダクト２８に設けた風量検出器６５により排気風量を検出し、この検出信号を風量調節器６６で信号処理して風量調整装置６２を作動制御している。この風量調整装置６２の作動制御により、補助空気取入口６１から取り入れられる補助空気量を調節制御し、主排気ダクト２８を案内させる、補助空気を含めた排気空気量がほぼ一定になるように調節される。風量調節装置６２による風量の調整に代えて補助排気ファン６４の回転数制御により、補助空気風量を調整してもよい。

この原子力発電所１０Ｂの換気空調設備は、各建屋からの排気空気量が減少した場合にも、吹上げ高さ調節装置６０により、補助空気量を調節制御して、補助空気を含む排気空気量がほぼ一定となるように制御し、排気筒１５から吹き上げられる排気の吹上げ高さがほぼ一定（あるいは所定値以上）となるように調節設定している。

吹上げ高さ調節装置６０により、各建屋からの排気空気量が減少した場合にも、排気筒１５からの吹上げ高さをほぼ一定の高さとなるように調整設定できるので、排気筒１５の高所から排気を拡散排出することができる。したがって、排気筒１５の吹出し口から吹き出される排気は、吹上げ高さを変更せずにほぼ一定高さの吹上げが可能となり、公衆被曝線量を増加させることなく規定値より大幅に低下させることができる。

この吹上げ高さ調節装置６０は、原子力発電所の各建屋からの排気風量が減少した場合には、排気風量の変化に応じて補助排気ファン６４を運転させることにより、主排気ダクト２８内を流れる排気風量が一定となるように調節できる。補助排気ファン６４により、補助排気量を補填することにより、排気筒１５への排気風量は一定となるように調整される。

この実施形態では、給気ファンおよび排気ファン２７の消費電力を低減させることができる。原子力発電所の各建屋からの排気風量を低減させた場合にも、補助排気ファン６４の作動による補助空気を主排気ダクト２８に補填することにより、排気筒１５への排気風量は変化せず、排気筒１５から一定の吹上げ高さを維持して、拡散放出させることができる。したがって、公衆被曝線量を増加なく、無駄なエネルギ消費を防止できる。

なお、原子力発電所の各建屋からの排気風量を低減させた場合には、補助排気ファン６４を作動させることとなるが、この補助排気ファン６４は水頭ヘッド差が小さくても運転できるので、水頭ヘッド差が大きな給気ファンや排気ファンと異なり、消費エネルギ量を少なくすることができる。

図５は本発明に係る原子力発電所の換気空調設備の第４実施形態を示す簡略的な系統図である。

この実施形態に示された原子力発電所１０Ｃの換気空調設備は、吹上げ高さ調節装置７０の構成を、図１に示された原子力発電所１０の換気空調設備と異にし、他の構成および作用は実質的に異ならないので同じ符号を付して説明を省略する。

この吹上げ高さ調節装置７０は、原子力発電所の非放射性区域７１、例えば海水熱交換器区域からの非放射性排気を利用して原子力発電所の各建屋からの排気に混入させて排気筒１５への排気風量を確保し、排気筒１５から吹上げ高さがほぼ一定となるように大気中へ拡散排気させたものである。

吹上げ高さ調節装置７０は、外気取入口７２から取り入れられた外気が案内される非放射性区域７１と、この非放射性区域７２からの排気を排出する非放射性排気ファン７３と、この排気ファン７３からの吹出排気を排気ダクト７４から主排気ダクト２８に案内する風量調整装置７５と、主排気ダクト２８を通す排気風量を検出する風量検出器７６と、この風量検出器７６からの検出信号を処理する風量調節器７７とを有し、この風量調節器７７で主排気ダクト２８を通る排気風量を検出して風量調整装置７５を作動制御している。この風量調整装置７５、例えば排気風量調節ダンパの開口調整により、主排気ダクト２８を通る排気風量がほぼ一定となるように調節設定している。

なお、符号７８は排出口である。

図５の実施形態に示された原子力発電所１０Ｃの換気空調設備においては、主排気ダクト２８（あるいは排気筒１５）に吹上げ高さ調節装置７０を設置し、この吹上げ高さ調節装置７０により、必要に応じ非放射性区域７１を換気して排気される非放射性排気を、原子力発電所の各建屋からの排気に混入させ、主排気ダクト２８を通る排気風量がほぼ一定となるように調節設定したので、排気筒１５から排出される排気の吹上げ高さをほぼ一定の高さとすることができる。排気筒１５から排出される排気の吹上げ高さを、原子力発電所の各建屋からの排気の大小に拘らず、ほぼ一定の高さとすることで、排気筒１５の高所から排気を拡散して放出でき、排気筒１５から吹上げ高さを変更させずに換気空調運転ができるので、公衆被曝線量を増加させることなく、規定値より大幅に低減させることができる。

なお、本発明の実施形態では、沸騰水型原子力発電所に適用した例を示したが、この原子力発電所の換気空調設備およびその制御方法は、加圧水型原子力発電所にも適用することができる。

本発明に係る原子力発電所の換気空調設備およびその制御方法の第１実施形態を示す簡略的な系統図。原子力発電所の公衆被曝線量の評価方法を示す説明図。本発明に係る原子力発電所の換気空調設備およびその制御方法の第２実施形態を示す簡略的な系統図。本発明に係る原子力発電所の換気空調設備およびその制御方法の第３実施形態を示す簡略的な系統図。本発明に係る原子力発電所の換気空調設備およびその制御方法の第４実施形態を示す簡略的な系統図。

符号の説明

１０原子力発電所
１１原子炉建屋
１２放射性区域
１３給気側空調設備
１４排気側空調設備
１５排気筒
１７外気取入口
１８給気フィルタ
１９冷却加熱器（冷却器および加熱器）
２０給気ダクト
２１給気ファン
２２，２９隔離弁
２５排気ダクト
２６排気フィルタ
２７排気ファン
２８主排気ダクト
３０，３１排気ダクト
３５吹上げ高さ調節装置
３６吹出し開口調節装置
３７風量調節器
３８風量検出器
４０調整ダンパ
４１アクチュエータ
４４タービン建屋
５０吹上げ高さ調節装置
５１吹上げ高さ保持装置
５２風量調節器
５３風量検出器
５５風洞
５６起動アクチュエータ
６０吹上げ高さ調節装置
６１補助空気取入口
６２風量調整装置
６３送風ダクト
６４補助排気ファン
６５風量検出器
６６風量調節器
７０吹上げ高さ調節装置
７１非放射性区域
７２外気取入口
７３非放射性排気ファン
７４排気ダクト
７５風量調整装置
７６風量検出器
７７風量調節器
７８排気口

Claims

冷却・加熱器を有し外気を原子力発電所の放射性区域に供給する給気側空調設備と、
放射性区域を換気した排気が案内される排気側空調設備と、
この排気側空調設備を通った排気を高所から大気中に放出する排気筒と、
前記放射性区域からの排気風量如何に拘らず、排気筒からの吹上げ高さを調節設定する吹上げ高さ調節装置とを備えたことを特徴とする原子力発電所の換気空調設備。
前記吹上げ高さ調節装置は、排気筒の吹出部に設けられる吹出開口調節装置と、
前記排気側空調設備からの排気路を通る排気風量を検出する風量検出器と、
この風量検出器からの検出信号を信号処理する風量調節器とを備え、
この風量調節器により吹出開口調節装置を制御し吹出口の開口面積を調節設定することを特徴とする請求項１記載の原子力発電所の換気空調設備。
前記吹上げ高さ調節装置は、排気筒の頂部に設けられた吹上げ高さ保持装置と、
前記排気側空調設備からの排気路を通る排気風量を検出する風量検出器と、
この風量検出器からの検出信号を信号処理する風量調節器とを備え、
前記風量調節器により吹上げ高さ保持装置を制御することを特徴とする請求項１記載の原子力発電所の換気空調設備。
前記吹上げ高さ調節装置は、補助空気取入口から取り入れられる補助空気量を調節する風量調整装置と、
この風量調整装置からの補助空気を原子力発電所の各建屋からの排気路に補填させる補助排気ファンと、
上記排気路を通る排気風量を検出する風量検出器と、
この風量検出器からの検出信号を信号処理する風量調節器とを備え、
前記風量調節器により風量調整装置を制御し補助空気を調節することを特徴とする請求項１記載の原子力発電所の換気空調設備。
前記吹上げ高さ調節装置は、非放射性区域を換気して排気を排出する排気ファンと、
この排気ファンから、前記排気側空調設備の排気路に送られる排気空気量を調節する風量調整装置と、
前記排気側空調設備からの排気路を通る排気風量を検出する風量検出器と、
この風量検出器からの検出信号を信号処理する風量調節器とを備え、
前記風量調節器からの作動信号により風量調整装置を制御し前記排気側空調設備の排気路に送られる排気空気量を調節することを特徴とする請求項１記載の原子力発電所の換気空調設備。
冷却・加熱器を有し外気を原子力発電所の放射性区域に供給する給気側空調設備と、
放射性区域を換気した排気が案内される排気側空調設備と、
この排気側空調設備を通った排気を高所から大気中に放出する排気筒と、
前記放射性区域からの排気風量如何に拘らず、排気筒からの吹上げ高さを調節設定する吹上げ高さ調節装置とを備えた原子力発電所の換気空調制御方法において、
前記排気側空調設備から排気筒に放出される排気量を検出するステップと、この検出された排気量を用いて排気筒からの吹き上げ高さを調節するステップとを有することを特徴とする原子力発電所の換気空調制御方法。