JP2006317236A - 原子力発電所の換気空調設備およびその空調風量制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】共通のインバータ盤を用いて送風機と排風機の組に電源を供給し、省エネルギ化を図るとともに、省スペース化を図り、既設の原子力発電所への適用を容易にしたもの。
【解決手段】本発明に係る原子力発電所の換気空調設備は、外気を原子力発電所１０の換気空調対象区域１２に供給する送風機を有する給気側空調設備１３と、換気空調対象区域１２を換気した空気が排出される排風機２７を有する排気側空調設備１４と、この排気側空調設備１４からの排気を大気中に拡散放出する排気筒１５と、送風機２１および排風機２７の組に電源を供給する送・排風機共通電源系４０とを具備し、送・排風機共通電源系４０にて組みをなす送風機２１と排風機２７をインバータ制御して換気風量の可変制御を行なうものである。
【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空調風量制御方法に係り、特に、原子力発電所の建屋内の換気空調対象区域へ清浄な空気を供給し、換気した空気を排出する送風機および排風機を作動制御する原子力発電所の換気空調設備およびその空調風量制御方法に関する。

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、かつ原子力発電所外に排気する際、排気筒から高所にて拡散排気させ、公衆被曝線量を規定値以下に抑えている設備である。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、換気空調対象区域という。）に清浄な空気を供給する供給側空調設備と、上記換気空調対象区域を換気した排気を排気筒から高所に吹き上げて拡散放出させるように案内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、公衆被曝線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。

一般に、原子力発電所には、放射能を含んだ機器が設置されている建屋があり、この建屋の空調設備は、公衆被曝線量管理の理由から年間を通して一定の風量で運用されている。風量を一定にしているのは、排気された空気を排気筒から高所に吹き上げて拡散放出させる効果を変えないようにするためであり、風量は年間を通して最大所要風量に設定される。ここでの最大所要風量は、夏季の給気温度が最も高い状態での冷房に必要な風量となる。

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）に記載されたものがある。

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、廃棄物処理建屋等の放射性建屋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送風機および排気側空調設備の排風機の定格容量（定格給気風量および定格排気風量）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、排気筒の吹出し口の流速が低下し、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する。公衆被曝線量は放出源の有効高さが高いほど小さくなる。排気風量が少なく、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、給気側空調設備の送風機および排気側空調設備の排風機を、年間を通して最大所要風量である定格風量運転させ、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。送風機および排風機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。

そのため外気温度が低い時期には、建屋内の冷房の観点からは風量を低減した運転が可能となるにも拘らず、公衆被曝線量管理の理由から最大所要風量での定格風量運転をしており不用な送風動力が必要になる。この結果、原子力設備の換気空調設備は極めてエネルギ効率が悪い、多量のエネルギを必要とし、無駄なエネルギを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、共通のインバータ盤を用いて電源供給し、省エネルギ化を図るとともに、大規模なインバータ盤の設置スペースを必要とせず、既設の原子力発電所への適用を容易とす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空調風量制御方法を提供することを目的とする。

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、外気を原子力発電所の換気空調対象区域に供給する送風機を有する給気側空調設備と、上記換気空調対象区域を換気した空気が排出される排風機を有する排気側空調設備と、この排気側空調設備からの排気を大気中に拡散放出する排気筒と、前記送風機および排風機の組に電源を供給する送・排風機共通電源系とを具備し、上記送・排風機共通電源系にて組をなす前記送風機と排風機をインバータ制御したものである。

また、本発明に係る原子力発電所の空調風量制御方法は、上述した課題を解決するために、請求項５に記載したように、原子力発電所の換気空調対象区域に外気を送風機により供給するステップと、この外気の供給により、前記換気空調対象区域を換気した空気を排風機により排出するステップとを有し、前記換気空調対象区域の上流側および下流側設置の送風機および排風機は組をなし、この送風機と排風機の組に送・排風機共通電源系を介して電源を供給し、インバータ制御する方法である。

本発明に係る原子力発電所の換気空調設備およびその空調風量制御方法においては、送・排風機共通電源系を用いて送風機および排風機の組へ電源を供給してインバータ制御し、換気空調対象区域を効率よく最適な可変風量制御を行なって、省エネルギ化を図ることができるとともに、設置スペースのコンパクト化を図ることができ、既設の原子力発電所への適用が容易である等の効果を奏する。

本発明に係る原子力発電所の換気空調設備およびその空調風量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実施形態を系統的に示す概略図である。

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の各建屋を有する。原子炉建屋１１、タービン建屋や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放射性区域を含む換気空調対象区域１２を備えている。換気空調対象区域１２の換気空調設備（換気空調系）は、この換気空調対象区域１２に清浄な外気を供給する給気側空調設備１３と、換気空調対象区域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。原子力発電所１０は沸騰水型原子力発電所であっても加圧水型原子力発電所であってもよい。

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）を加熱あるいは冷却する加熱・冷却器１９と、この加熱・冷却器１９からの清浄な空気を、換気空調対象区域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送風機（給気ファン）２１とを有する。加熱・冷却器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、あるいは独立した加熱器と冷却器とをシリーズに接続して構成してもよい。

送風機２１は、複数台、例えば２台が並設されており、このうち１台は予備用の送風機として構成される。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排風機２７とを有し、この排風機（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。排風機２７は複数台、例えば２台を有し、１台は送風機２１と同様に予備用の排風機として構成される。排風機２７は送風機２１とともに組をなし、図１では２組の送・排風機を設置した例が示されている。

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原子炉発電所１０の換気空調設備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。

一方、原子力発電所１０の換気空調設備には、主排気ダクト２８内を通る大気中の放射能濃度を測定し、風量低減制限信号を出力する放射能濃度検出装置３５と、この濃度検出信号を入力し、給気側空調設備１３の送風機２１および排気側空調設備１４の排風機２７を作動制御する風量制御装置３６と、この風量制御装置３６に温度検出信号を出力する温度計３７とが備えられる。

温度計３７は給気側空調設備１３の下流側、例えば給気ダクト２０に設けられており、給気ダクト２０内を通る給気の温度を測定し、検出している。温度計３７は原子炉建屋１１等の換気空調対象区域１２の建屋内に設けても、また、換気空調対象区域１２の下流側に設けてもよい。給気側空調設備１３の下流側、換気空調対象区域１２の建屋内および換気空調対象区域１２の下流側の少なくとも１箇所に設けられた温度計３７からの温度検出信号が風量制御装置３６に入力される。

空気風量制御装置３６は、電力系統間に敷設された送・排風機共通電源系４０に備えられ、換気空調対象区域１２の上流側および下流側設置の送風機２１および排風機２７の組に電源を供給するようになっている。

換気空調対象区域１２の上流側および下流側に対向して設置される送風機２１および排風機２７は互いに組をなし、複数組の送風機２１と排風機２７が設けられる。図１では２組の送風機２１と排風機２７とを設けた例を示し、各組の送風機２１および排風機２７は、回転数変化による風量変化特性がほぼ等しくなるように互いに設定される。

また、風量制御装置３６は、複数台、例えば２台のインバータ盤４１が設けられる。インバータ盤４１は、送風機２１と排風機２７の組をそれぞれ駆動できるように共通化が図られており、この共通のインバータ盤４１により、各１組の送風機２１と排風機２７に電源供給を行ない、回転数制御を行なって換気空調対象区域１２の換気風量を可変とし、省エネルギ化を図っている。

風量制御装置３６は、送風機２１および排風機２７の各ファンモーターの電源供給にインバータを用いてファン回転数を変化させることで換気風量を可変制御でき、省エネルギ化を図ることができる。

その際、原子力発電所１０の換気空調系は、建屋毎かつ設備機能毎に細分化されており、さらに、機器の故障時や点検時にも連続換気が可能なように予備機を持たせているため、送風機２１および排風機２７の設置台数が実際には非常に多い。全ての送風機２１および排風機２７を個別のインバータ盤を用いてインバータ制御することは、大規模なインバータ盤の設置スペースが必要となる。

しかし、この実施形態な示された原子力発電所１０の換気空調設備では、送風機２１と排風機２７の各組毎にインバータ盤４１を共通化し、共通な１台のインバータ盤４１で換気空調対象区域１２の上流側および下流側設置の送風機２１および排風機２７の組のファンモータを回転数制御（インバータ制御）することで、インバータ盤４１を半減させることができる。

この実施形態では、原子力発電所１０の換気空調対象区域１２の換気風量制御を行なうためのインバータ盤４１を送風機２１と排風機２７の各組で共通化を図ることにより、共通のインバータ盤４１にて送・排風機共通電源系４０から組をなす送風機２１および排風機２７に電源供給を行なうことができる。大規模なインバータ盤４１の設置スペースを要さずに、既設の原子力発電所への適用を容易とすることができる。

風量制御装置３６には、給気温度（あるいは換気温度、排気温度）と最低給気風量（あるいは最低排気風量）との関係式が予め設定されており、温度計３７で検出される給気温度に応じて必要な最低給気風量が風量制御装置３６で算出される。風量制御装置３６は、温度計３７で検出された給気温度（あるいは換気温度、排気温度）に応じた風量低減可能性を判断し、風量低減可能性の範囲内で最低給気風量に風量低減をさせるように、送風機２１および排風機２７各組を共通のインバータ盤４１で作動制御を行なっている。

風量低減は、具体的には送風機２１および排風機２７のファン回転数を制御するインバータ制御により行なわれる。

ところで、送風機２１や排風機２７の各組を共通のインバータ盤４１によるインバータ制御により、風量を低減させると、排気風量が少なくなり、排気筒１７からの吹出し流速が小さくなる。この吹出し流速が小さくなると、放射能放出源の有効高さＶ_Ｈが低くなり、公衆被曝線量が局所的に高くなる虞がある。

排気筒１５からの吹出し風量が少なくなると、放射能放出源の有効高さＶ_Ｈが低くなることから、吹出し流速がなくなった場合を想定し、この吹出し流速がなくなった時の放出源の有効高さＶ_Ｈ１を排気筒１５の地上高さＨとして求められる公衆被爆量が、原子力発電所建設時に評価している公衆被曝線量となる原子力発電所の放射性区域１１の建屋内発生放射能濃度を計算により算出しておく。

そして、この計算された建屋内発生放射能濃度を放射能濃度検出装置３５に設定値として予め設定しておく。したがって、このようにして求められた建屋内発生放射能濃度以下の建屋内発生放射能濃度であれば、吹出し流速がない場合の排気風量（給気風量）であっても公衆被爆線量は、原子力発電所建設時に評価している公衆被曝線量以下を満たすことができる。

また、放射能濃度検出装置３５は、主排気ダクト２８を通る排気中の放射能濃度を測定する放射能検出器４４と、検出された放射能濃度が予め定められた設定値以上のとき、濃度検出信号を風量制御装置３６に出力する発信機４５とを備える。

そして、放射能濃度検出装置３５は、放射能検出器４４が計算された建屋内発生放射能濃度（設定値）以上になったとき、発信機４５から風量低減制限信号を風量制御装置３６に出力し、温度計３７からの温度検出信号による送風機２１および排風機２７の作動制御を中止し、原子力発電所建設時に評価した給気風量（評価給気風量）となるように送風機２１および排風機２７の作動制御を行なうようになっている。風量制御装置３６は、温度計３７からの温度検出信号に優先して、放射能濃度検出装置３５からの濃度検出信号により作動制御される。

放射能検出器４４は、主排気ダクト２８の直管部に設けた例を例示したが、この放射能検出器４４は排気筒１５の内部であってもよく、排気側空調設備１４から排出される排気中に含まれる放射能濃度を正確に測定できる場所に設置すればよい。

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、清浄化される。この清浄化された外気は、加熱・冷却器１９により所定の温度に調節される。外気は、夏期あるいは中間期には必要に応じて冷却され、冬期は必要に応じて加熱された後、送風機２１により換気空調対象区域１２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、排風機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の頂部吹出し口から数十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。

この原子力発電所１０の換気空調設備によれば、給気側空調設備１３の下流側（あるいは換気空調対象区域１２の建屋内、換気空調対象区域１２の下流側）に温度計３７を設けて給気温度（換気温度あるいは排気温度）を検出し、検出された給気温度から原子力発電所の建屋内を適正な室温に維持できる最低給気風量を風量制御装置３６で求め、この風量制御装置３６の共通のインバータ盤４１により送風機２１および排風機２７の組をインバータ制御し、給気風量ひいては排気風量を許容できる最低給気風量ひいては排気風量の最低値となるように低減される。

このように、給気風量あるいは排気風量を低減させても、原子力発電所の建屋内を適切な室温に維持でき、この室温を維持した状態で換気空調対象区域１２の建屋内を換気させることができる。

給気風量あるいは排気風量を低減させることにより、放射能濃度検出装置３５の放射能検出器４４が、万一、予め設定された放射能濃度以上を検出した場合には、発信機４５から風量低減制限信号を風量制御装置３６に出力する。風量制御装置３６は、風量低減制限信号の入力を受けて、送風機２１および排風機２７を評価給気風量より風量低減させないように作動制御されるので、実際の公衆被爆線量が、原子力発電所建設時に評価している評価している公衆被爆量以上となることがない。

このように、図１に示された原子力発電所１０の換気空調設備によれば、原子力発電所建設時に評価している評価している公衆被爆量を満たした上で、給気風量や排気風量を低減させることができ、送風機や排風機の作動に無駄なエネルギ消費を防ぐことができる。

また、給気風量が低減することから、その給気を冷却または加温するエネルギーも低減することができるため、夏期には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１０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。

この原子力発電所１０においては、原子力発電所１０の換気空調対象区域１２に外気を送風機２１により供給するステップと、この外気の供給により、換気空調対象区域１２を換気するステップと、換気空調対象区域１２を換気した空気を排風機２７により排出するステップとを有し、換気空調対象区域１２の上流側および下流側設置の送風機２１および排風機２７は組をなし、この送風機２１と排風機２７の組に共通のインバータ盤４１を介して電源を供給し、インバータ制御して空調風量可変制御を行なうようになっている。

ところで、原子力発電所は、建設場所の地形により排気筒１５の地上高さＨを異にするが、一般的には排気筒１５は百数十ｍ、例えば１５０ｍの地上高さＨを有する。排気筒１５は、その内部あるいは排気ダクト２５を通る排気風量の変化に応じて、頂部の吹出し口からの排気の吹上げ高さが変化し、排気筒１５により通常数十ｍ、例えば２０ｍ〜３０ｍ高い高所から排気が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、

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（Ｖ_Ｈ≦Ｖ）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Ｖ_Ｈ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４６はタービン建屋である。

上述のような関係を用いて、原子力発電所建設時に評価している建屋内発生想定放射濃度と、原子力発電所建設時に評価している評価している公衆被爆量とから原子力発電所建設時に評価した排気風量（給気風量）が求められる。この時、実際に原子炉建屋内に発生する放射濃度は、原子力発電所建設時に評価している建屋内発生想定放射濃度より小さいため、原子力発電所建設時に評価した排気風量（給気風量（以下、評価給気風量という。））より少ない排気風量（給気風量）であっても、実際の公衆被爆線量は、原子力発電所建設時に評価している評価している公衆被爆量を満たすことができる。

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に示す要部系統図である。

この実施形態に示された原子力発電所の換気空調設備は、複数の換気空調対象区域１２ａ，１２ｂ，１２ｃの換気空調を対象としたものである。原子力発電所１０には、原子炉建屋、タービン建屋や放射性廃棄物処理建屋等の各建屋があり、各建屋内に換気空調対象区域１２ａ，１２ｂ，１２ｃがそれぞれ形成される。

各換気空調対象区域１２ａ，１２ｂ，１２ｃには、上流側に給気側空調設備１３が、下流側に排気側空調設備１４がそれぞれ備えられており、これらの空調設備１３，１４は、簡略化のために一部図示を省略しているが、図１に示された原子力発電所１０の換気空調設備の給気側および排気側空調設備１３，１４の構成および作用と異ならないので、同一符号を付して説明を省略する。

第２実施形態に示された原子力発電所１０の換気空調設備は、複数の換気空調対象区域１２ａ，１２ｂ，１２ｃの送風機２１と排風機２７の各１組ずつに、共通のインバータ盤４１にて電源供給を行ない、電源周波数を制御する回転数制御（インバータ制御）を行なって、換気風量を可変とし、省エネルギ化を図っている。

共通のインバータ盤４１は、風量制御装置３６に複数台、図３の図示例では２台設置した例を示すが、実際には多数台設置される。１台は、予備用に設置される。１つの共通のインバータ盤４１にて複数の換気空調対象区域１２ａ，１２ｂ，１２ｃの送風機２１と排風機２７の各１組ずつに電源供給を行ない、回転数制御を行なって、各換気空調区域１２ａ，１２ｂ，１２ｃの換気風量が可変となるように調節制御している。

この実施形態においても、各換気空調対象区域１２ａ，１２ｂ，１２ｃに備えられる組の送風機２１と排風機２７は、ファン回転数変化による風量変化が略等しい特性を有するように設定される。

第２実施形態の原子力発電所１０の換気空調設備を３つの換気空調対象区域１２ａ，１２ｂ，１２ｃに適用した場合、換気風量制御のために、従来ではインバータ盤が１２台必要であったものを、各換気空調対象区域１２ａ，１２ｂ，１２ｃの送風機２１と排風機２７の各１組を共通の１台のインバータ盤４１でインバータ制御することができる。共通のインバータ盤４１にて送・排風機共通電源系４０から電源供給を行なって、各換気空調対象区域１２ａ，１２ｂ，１２ｃの換気空調をそれぞれ１組の送風機２１と排風機２７の回転数制御を行なっている。この実施形態では、共通のインバータ盤４１を２台に削減することができる。このため、インバータ盤４１の設置スペースのコンパクト化を図ることができ、大規模のインバータ盤４１の設置スペースを要さず、既設の原子力発電所への適用が容易となる。

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実施形態を簡略的に示す要部系統図である。

この実施形態に示された原子力発電所の換気空調設備は、換気空調対象区域１２の上流側に設置される送風機２１と、下流側設置の排風機２７とで回転数変化による風量変化が異なる場合を示す例である。

この実施形態に示された原子力発電所１０の換気空調設備は、原子炉建屋１１等の建屋内の換気空調対象区域１２内が外界に対して常時負圧維持が図れるように、負圧維持手段５０が設けられている。

負圧維持手段５０は、換気空調対象区域１２内の圧力と外界の圧力差を検出する差圧検出器５１と、この差圧検出器５１で検出された差圧検出信号に基づいて調節制御される風量調節手段としての風量調節ダンパ５２とを備え、風量調節ダンパ５２を給気側空調設備１３の各送風機２１上流側にそれぞれ設けたものである。

原子力発電所１０の換気空調設備の他の構成は、第１実施形態に示された原子力発電所の換気空調設備と異ならないので、同一符号を付して一部の図示ならびに説明を省略する。

第１実施形態に示された原子力発電所１０の換気空調設備では、送風機２１と排風機２７は回転数変化に伴う風量変化が略同一の特性を有する例（第２実施形態と同様）を説明したが、送風機２１と排風機２７の回転数変化による風量変化特性が異なる場合には、給気と排気の風量バランスが崩れて、換気空調対象区域１２の外界との圧力バランスが崩れてしまう。放射能を含む機器が設置されている原子力発電所１０の換気空調系の場合、外界に対して換気空調対象区域１２内は常に負圧に維持されているが、圧力バランスが崩れると正圧になる場合が考えられる。

この原子力発電所１０の換気空調設備においては、換気空調対象区域１２内を外界に対して負圧に維持する負圧維持手段１０を設け、送風機２１の上流側設置の風量調節ダンパ５２により換気空調対象区域１２に供給される外気量を調節し、内部を負圧に維持したものである。

この実施形態では、共通のインバータ盤４１にて送風機２１と排風機２７の回転数変化による風量変化が異なっていた場合に、換気空調対象区域１２の外界との差圧検出信号ａにて風量調節ダンパ５２を用いて風量を微調整し差圧の制御を行ない、換気空調対象区域１２内を負圧に維持するものである。

図４に示された原子力発電所１０の換気空調設備によれば、送風機２１と排風機２７の回転数変化による風量変化が異なっていた場合でも、換気空調対象区域１２の風量バランスを保ち、大規模のインバータ盤４１の設置スペースを要さずに、既設の原子力発電所への適用を容易とすることができる。

なお、図４では、送風機２１の上流側に風量調節ダンパ５２を設けた例を示したが、この風量調節ダンパ５２等の風量調節手段を送風機２１側ではなく、排風機２７側に設けてもよい。

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実施形態を簡略的に示す要部系統図である。

この第４実施形態に示された原子力発電所の換気空調設備は、原子炉建屋１１等の建屋内に形成される換気空調対象区域１２の上流側設置の送風機２１と下流側設置の排風機２７の１組については、共通のインバータ盤４１にて送・排風機共通電源系４０からの電源を供給してインバータ制御を行ない、残り（例えば予備用）の組の送風機２１および排風機２７には、インバータ盤４１を介さず、直接送・排風機共通電源系４０から電源供給を行なうようにしたものである。

この実施形態では、送排風機の運転時間の偏りを防止するために、切替器５５を送・排風機共通電源系４０に設け、切替器５５の切替操作によりインバータ制御する送風機２１と排風機２７とを切替使用できるようになっている。他の構成および作用は第１実施形態に示された原子力発電所の換気空調設備と異ならないので、同じ構成には同一符号を付して図示の一部ならびに説明を省略する。

図５に示された原子力発電所の換気空調設備では、省エネルギ運転を、共通のインバータ盤４１に接続された送風機２１と排風機２７の組にて行ない、故障時や点検時のような短期間の運転には、送・排風機共通電源系４０により直接給電している送風機２１および排風機２７を運転する。

この場合には、インバータ盤４１をさらに減少させることかでき、インバータ盤４１を減少させても、第１実施形態に示された換気空調設備と同等の省エネルギ運転が可能となる。インバータ盤４１をより減少させることができるので、大規模なインバータ盤の設置スペースを要さずに、既設の原子力発電所への適用が容易となる。

なお、本発明の実施形態に示された原子力発電所の換気空調切替設備には、換気空調対象区域の上流側および下流側設置の送風機および排風機の組に共通のインバータ盤を設けた例を示したが、複数の組あるいは送風機や排風機それぞれにインバータを１台設置し、予備機には設置しないようにしてもよい。

本発明に係る原子力発電所の換気空調設備およびその空調風量制御方法の第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空調風量制御方法の第２実施形態を示す簡略的な要部系統図。 本発明に係る原子力発電所の換気空調設備およびその空調風量制御方法の第３実施形態を示す簡略的な要部系統図。 本発明に係る原子力発電所の換気空調設備およびその空調風量制御方法の第４実施形態を示す簡略的な要部系統図。

符号の説明

１０ 原子力発電所
１１ 原子炉建屋
１２ 換気空調対象区域
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 加熱・冷却器（加熱器および冷却器）
２０ 給気ダクト
２１ 送風機（給気ファン）
２２，２９ 隔離弁
２５ 排気ダクト
２６ 排気フィルタ
２７ 排風機（排気ファン）
２８ 主排気ダクト
３０，３１ 排気ダクト
３５ 放射能濃度検出装置
３６ 風量制御装置
３７ 温度計
４４ 放射能検出器
４５ 発信機
４６ タービン建屋
５０ 差圧維持手段
５１ 差圧検出器
５２ 風量調節ダンパ（風量調節手段）
５５ 切替器

Claims (8)

1. 外気を原子力発電所の換気空調対象区域に供給する送風機を有する給気側空調設備と、
   上記換気空調対象区域を換気した空気が排出される排風機を有する排気側空調設備と、
   この排気側空調設備からの排気を大気中に拡散放出する排気筒と、
   前記送風機および排風機の組に電源を供給する送・排風機共通電源系と
   を具備し、
   上記送・排風機共通電源系にて組をなす前記送風機と排風機をインバータ制御したことを特徴とする原子力発電所の換気空調設備。
2. 前記原子力発電所に複数の換気空調対象区域が設けられ、上記各換気空調対象区域の上流側および下流側に設けられた送風機および排風機の組に、送・排風機共通電源系により電源を供給し、インバータ制御した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。
3. 前記換気空調対象区域内を外界に対して負圧に維持する負圧維持手段を備え、
   上記負圧維持手段は、前記換気空調対象区域内と外界との圧力差を検出する差圧検出器と、この差圧検出器で検出された差圧検出信号に基づいて、前記負圧を維持するように風量調節する流量調節器とを具備したことを特徴とする請求項１または２記載の原子力発電所の換気空調設備。
4. 前記・排風機共通電源系の出力側に切替器を設け、この切替器により送風機と排風機の組に、送・排風機共通電源系からの電源供給を、インバータ制御する場合とインバータ制御しない場合とを切替可能に構成したことを特徴とする請求項１または２記載の原子力発電所の換気空調設備。
5. 原子力発電所の換気空調対象区域に外気を送風機により供給するステップと、
   この外気の供給により、前記換気空調対象区域を換気した空気を排風機により排出するステップとを有し、
   前記換気空調対象区域の上流側および下流側設置の送風機および排風機は組をなし、この送風機と排風機の組に送・排風機共通電源系を介して電源を供給し、インバータ制御することを特徴とする原子力発電所の空調風量制御方法。
6. 原子力発電所の複数の換気空調対象区域の上流側および下流側にそれぞれ設置される送風機および排風機で組を形成し、
   複数の換気空調対象区域にそれぞれ設けられる送風機と排風機の組に、送・排風機共通電源系を介して電源を供給し、インバータ制御することを特徴とする請求項５記載の原子力発電所の空調風量制御方法。
7. 前記換気空調対象区域内と外界との圧力差を検出し、前記換気空調対象区域内を外界に対して常時負圧に維持することを特徴とする請求項５または６記載の原子力発電所の空調風量制御方法。
8. 前記換気空調対象区域の上流側および下流側に設置される送風機および排風機の組を複数組設け、
   前記送風機および排風機の組に、送・排風機共通電源系からの電源供給を、インバータ制御を行なうか行なわないかを切替可能とすることを特徴とする請求項５または６記載の原子力発電所の空調風量制御方法。

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