JP2009216708A - 冷却回路の冷却材から中性子吸収材を分別除去する方法とその装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】冷却材としての脱イオン水と中性子吸収材としての濃縮ほう酸溶液への蒸留分離並びに生の冷却材としての酸素含有脱イオン水からの酸素の脱気が、真空ポンプによって発生された低い圧力で実施され、その分離過程にとって必要な熱エネルギが、分離装置ないしそれに付属された復熱復水器あるいは気体冷却器から、原子力設備の中間冷却水系に接続された冷却水回路に放出される。この冷却水回路は熱交換器を介して複数の閉鎖ヒートポンプ回路に接続され、冷媒が封入された複数のヒートポンプ回路が熱エネルギを熱交換器において大部分吸収し、温度レベルを冷媒蒸気の機械的圧縮によって高め、その熱エネルギをほう酸塔や脱気塔のような分離装置あるいは他の熱負荷で利用する。
【選択図】図1
Description
a)状態量:ほう酸塔3の蒸発回路における中性子吸収材NA(ほう酸)の量。測定量:ほう酸塔3の溜め20における充填レベル。操作部:ほう酸化水供給管11における流量調整弁。
b)状態量:中性子吸収材NAの濃度。測定量:ほう酸塔3の溜め20におけるホウ素濃度。操作部:ほう酸排出管4における流量調整弁。
c)状態量:ほう酸塔3および脱気塔30における運転圧力。測定量:真空ポンプ6への排気管における圧力。操作部:真空ポンプ6におけるバイパス調整弁(図示せず)。
d)状態量:分離装置3からの脱イオン水排出。測定量:復水タンク27における充填レベル。操作部:貯蔵槽17への復水排出管における流量調整弁。
e)状態量:脱気塔30の蒸発回路における冷却材Kの量。測定量:脱気塔30の溜め29における充填レベル。操作部:脱気排出管34における流量調整弁。
f)状態量:ヒートポンプ5、15、25に対する熱源の入口温度。測定量:冷却水還流分配系8における温度。操作部:冷却水還流分配系8における流量調整弁19ないし冷却水管ヘッダ7への流量調整弁10。
2 中性子吸収材の分別除去装置
3 ほう酸塔の形の分離装置
4 ほう酸排出管
5 第1ヒートポンプ回路
6 真空ポンプ
7 冷却水管ヘッダ
8 還流分配系
9 送り分配系
10 第2冷却水調整弁
11 ほう酸供給管
12 冷却水循環ポンプ
13 中性子吸収材の抽出ポンプ
14 原子炉冷却材貯蔵槽
15 第2ヒートポンプ回路
16 中間冷却水系
17 脱イオン水槽
18 ほう酸貯蔵槽
19 冷却水調整弁
20 分離装置3の溜め
21 蒸発器供給ポンプ
22 復熱式加熱器
23 復水ポンプ
24 復水器
25 第3ヒートポンプ回路
26 気体冷却器
27 復水タンク
28 復水調整弁
29 分離装置30の溜め
30 脱気塔の形の分離装置
31 詰め物
32 帰還復水器
33 気体冷却器
34 脱気器抽出ポンプ
35 非凝縮性ガスを受けるための排気系
36 溜め回路/蒸発回路
37 圧縮機
38 熱交換器(冷媒蒸発器)
39 熱交換器(冷媒凝縮器)
40 絞り
GAS 非凝縮性ガス/酸素
K 冷却材
KD 蒸発済み(原子炉)冷却材
KM 冷媒
KMD 冷媒蒸気
KW 冷却水
NA 中性子吸収材
RK ホウ素含有原子炉冷却材(K+NA)
Claims (15)
- 原子力設備(1)の原子炉冷却材(RK)が分離装置(3)における加熱によって蒸発され、その冷却材蒸気(KD)が未蒸発中性子吸収材(NA)から分離され分離装置(3)から排出される、原子力設備(1)の原子炉冷却材(RK)から中性子吸収材(NA)を分別除去する方法であって、
冷却材蒸気(KD)から少なくとも部分的に熱エネルギが取り出され、冷却水(KW)の冷却循環回路に放出され、冷却水(KW)の冷却回路に接続された少なくとも1つのヒートポンプ回路(5、15、25)によって、冷却回路から熱エネルギが取り出され、他のプロセス経過に対して利用されることを特徴とする原子力設備(1)の原子炉冷却材(RK)から中性子吸収材(NA)を分別除去する方法。 - 冷却材蒸気(KD)に蓄えられた熱エネルギが、少なくとも1つの復水器(24)および/又は少なくとも1つの気体冷却器(26)によって、少なくとも部分的に冷却水(KW)の冷却回路に導入されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- ヒートポンプ回路(5、15、25)が分離装置(3)に熱的に接続された熱交換器(38)と圧縮機(37)とを有し、このヒートポンプ回路(5、15、25)内において冷媒(KM)が循環され、その熱交換器(38)で冷却水(KW)の冷却回路から取り出された熱エネルギが、圧縮機(37)による温度上昇後に、この分離装置(3)において原子炉冷却材(RK)を蒸発するためにおよび/又は他の分離装置(30)において冷却材(K)を脱気するために利用されることを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。
- 冷媒(KM)がこの冷媒(KM)に対する蒸発器として作用する熱交換器(38)において蒸発され、その冷媒蒸気(KMD)が圧縮機(37)において温度上昇のもとで圧縮され、続いて冷媒蒸気(KMD)がこの冷媒蒸気(KMD)に対する凝縮器として作用する熱交換器(39)において放熱しながら液化し、最終的に絞り(40)を介して放圧され、冷媒(KM)に対する蒸発器として作用する熱交換器(38)に再び導入されることを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 冷却水(KW)の冷却回路が原子力設備(1)の中間冷却水系(16)に非放射性閉鎖冷却回路の形に接続されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の方法。
- 冷却水(KW)の冷却回路から取り出された熱エネルギが、ヒートポンプ回路(5、15、25)によって同様に他のプロセスに対して、特に他の分離装置(30)の温度上昇のためにおよび/又は補給水加熱器における冷却材(K)の加熱のために使用されることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の方法。
- 真空ポンプ(6)によって、分別除去装置(2)および特に分離装置(3、30)の内部に周囲圧力と異なった圧力が発生されることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1つに記載の方法。
- 真空ポンプ(6)によって、分離装置(3、30)内に周囲圧力に比べて低い、特に0.125バールの静圧が発生されることを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 冷却材蒸気(KD)から非凝縮性ガス(GAS)が、復水器(24)および/又は気体冷却器(26)において少なくとも部分的に分別除去され、排気系(35)に導かれることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1つに記載の方法。
- 原子炉冷却材(RK)を蒸発するためおよび冷却材蒸気(KD)を未蒸発中性子吸収材(NA)から分離して排出するための分離装置(3)を備えた、原子力設備(1)の原子炉冷却材(RK)から中性子吸収材(NA)を分別除去するための装置(2)であって、
熱交換要素(24、26)が冷却材蒸気(KD)から少なくとも部分的に熱エネルギを取り出し、冷却水(KW)の冷却回路に放出し、その冷却水(KW)の冷却回路に接続され冷媒(KM)が閉鎖回路を循環する少なくとも1つのヒートポンプ回路(5、15、25)がこの冷却回路から熱エネルギを取り出し、他のプロセス(KM)に対して利用することを特徴とする原子力設備(1)の原子炉冷却材(RK)から中性子吸収材(NA)を分別除去するための装置(2)。 - 少なくとも1つの復熱式加熱器(22)および/又は少なくとも1つの復水器(24)および/又は少なくとも1つの気体冷却器(26)が、冷却水(KW)の冷却回路に冷却材蒸気(KD)の熱エネルギを伝達し、ヒートポンプ回路(5、15、25)が冷却水(KW)から熱エネルギを再び取り出し、そのようにして回収され機械的仕事によって再利用可能となった熱エネルギが、原子炉冷却材(RK)を蒸発するために前記分離装置(3)に、および/又は冷却材(K)を脱気するために他の分離装置(30)に供給されることを特徴とする請求項10に記載の装置(2)。
- 真空ポンプ(6)が分別除去装置(2)従って分離装置(3、30)に周囲圧力と異なった静圧を発生することを特徴とする請求項10又は11に記載の装置(2)。
- ヒートポンプ回路(5、15、25)における冷媒(KM)が、この冷媒(KM)に対する蒸発器として作用する熱交換器(38)において蒸発され、その冷媒蒸気(KMD)が圧縮機(37)において温度上昇のもとで圧縮され、続いて冷媒蒸気(KMD)に対する凝縮器として作用する熱交換器(39)が冷媒蒸気(KMD)を放熱しながら液化し、その液化冷媒(KM)が続いて絞り(40)を介して放圧され、最終的に蒸発器として作用する熱交換器(38)に再び導入されることを特徴とする請求項10ないし12のいずれか1つに記載の装置(2)。
- 請求項1ないし9のいずれか1つに記載の方法を実施するための手段を備えていることを特徴とする請求項10ないし13のいずれか1つに記載の装置(2)。
- 請求項10ないし14のいずれか1つに記載の原子力設備(1)の原子炉冷却材(RK)から中性子吸収材(NA)を分別除去するための装置(2)を備えていることを特徴とする原子力設備特に加圧水形原子炉。
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