JP2019120444A - Cooling device - Google Patents

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JP2019120444A
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小嶋 俊樹
Toshiki Kojima
俊樹 小嶋
健治 桐原
Kenji Kirihara
健治 桐原
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Abstract

To suppress a drainage volume by eliminating the need of in-house water to be consumed for cooling hot-water drain that is generated when steam is separated from high temperature drain, and to miniaturize a device.SOLUTION: A cooling device includes: a steam drum; and a chiller provided integrally with the steam drum inside the steam drum to cool hot-water drain that is generated when steam is separated from high temperature drain flowing into the steam drum.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、冷却装置に関する。   The present invention relates to a cooling device.

原子力プラントなどでは、起動時に発生する高温ドレンを排水するために、サイクロンセパレータ等を内蔵したブローダウンタンクを設置している。通常、ブローダウンタンクでは、高温ドレンを排水するために、内部に導入された高温ドレンを、蒸気と、温水ドレンとに汽水分離する。そして、ブローダウンタンクは、蒸気を排気管から大気中に放出し、温水ドレンを冷却しつつ排水槽へと排出するが、温水ドレンをさらに排水槽に受け入れ可能な温度まで冷却するために、温水ドレンを排水するための排水配管に冷却水を注入して混合している。   In a nuclear power plant etc., in order to drain the high temperature drain generated at the time of startup, a blow-down tank incorporating a cyclone separator etc. is installed. Usually, in the blow-down tank, in order to drain the high temperature drain, the high temperature drain introduced inside is separated into steam and a hot water drain. The blowdown tank releases steam from the exhaust pipe to the atmosphere and discharges the hot water drain to the drainage tank while cooling it, but the hot water drain is cooled to a temperature that can be further received by the drainage tank. Cooling water is injected into the drainage pipe for draining the drain and mixed.

特許文献1には、ボイラやタービンの下流側に配され、高温の蒸気が排水配管の流路に流れ込むのを防止する手段を備えたブローダウンタンクが開示されている。   Patent Document 1 discloses a blow-down tank which is disposed downstream of a boiler or a turbine and includes means for preventing high temperature steam from flowing into the flow path of the drainage pipe.

特開2014−238239号公報JP, 2014-238239, A

背景技術では、温水ドレンと、冷却水との温度差が小さいため、温水ドレンを冷却するために多量の水を温水ドレンに混合させる必要があり、排水槽へ排出される排水量が大幅に増加するほか、温水ドレンを冷却するために消費される所内用水が不足してしまう恐れもある。   In the background art, since the temperature difference between the hot water drain and the cooling water is small, it is necessary to mix a large amount of water with the hot water drain to cool the hot water drain, and the amount of drainage discharged to the drainage tank increases significantly. In addition, there may be a shortage of local water consumed to cool the hot water drain.

特許文献1に記載のブローダウンタンクでは、温水ドレンを排水するための排水配管と、温水ドレンが排水される排水槽との間に排水冷却器を配置し、その排水冷却器に冷水を流すことで排水配管を流れる温水ドレンの温度を冷却している。この場合、ブローダウンタンクと、排水冷却器が別体に設けられているため、温水ドレンを冷却するための設備が大型化してしまう可能性がある。また、このような設備では、排水冷却器はブローダウンタンクの下流側に設置することになるため、ブローダウンタンクを設置するための場所に制限が掛かってしまう。   In the blow-down tank described in Patent Document 1, a drainage cooler is disposed between a drainage pipe for draining the hot water drain and a drainage tank from which the hot water drain is drained, and cold water is allowed to flow through the drainage cooler. The temperature of the hot water drain flowing in the drainage pipe is cooled. In this case, since the blow-down tank and the drainage cooler are separately provided, there is a possibility that the facility for cooling the hot water drain may become large. Moreover, in such a facility, since the drainage cooler is installed downstream of the blow-down tank, the place for installing the blow-down tank is limited.

本発明は上述した課題を解決するものであり、冷却水として消費される所内用水を削減して排水槽へ排出される排水量を抑制し、かつ小型な冷却装置を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to reduce the amount of in-house water consumed as cooling water to suppress the amount of drainage discharged to the drainage tank, and to provide a compact cooling device.

上述した課題を解決するために、本発明の冷却装置は、蒸気ドラムと、前記蒸気ドラムの内部において、前記蒸気ドラムと一体に設けられ、前記蒸気ドラムに流入した高温ドレンが汽水分離して発生する温水ドレンを冷却する冷却器と、備える。   In order to solve the problems described above, the cooling device according to the present invention is provided integrally with the steam drum and the steam drum inside the steam drum, and the high temperature drain flowing into the steam drum is separated by brackish water and generated. And a cooler for cooling the hot water drain.

この構造により、蒸気ドラムの内部に冷却器を設けているので、温水ドレンの冷却構造を小型化することができる。   With this structure, since the cooler is provided inside the steam drum, the cooling structure of the hot water drain can be miniaturized.

また、前記蒸気ドラムは、前記高温ドレンをフラッシュ蒸気と温水ドレンとに汽水分離器を更に備えることが好ましい   Preferably, the steam drum further comprises a steam separator for the high temperature drain to the flash steam and the hot water drain.

この構造により、蒸気ドラムの内部に温水ドレンを蓄えることができる。したがって、蒸気ドラムの内部に設けられた冷却器によって温水ドレンを冷却することができる。   With this structure, the hot water drain can be stored inside the steam drum. Therefore, the hot water drain can be cooled by the cooler provided inside the steam drum.

また、前記汽水分離器は、前記高温ドレンが前記蒸気ドラムの内壁に沿って旋回するサイクロンセパレータであることが好ましい。   Preferably, the steam separator is a cyclone separator in which the high temperature drain swirls along the inner wall of the steam drum.

この構造により、蒸気ドラムには既存の設備を使用することができる。したがって、新たな蒸気ドラムを用意する必要はないので、汎用性が高く、コストの観点からも有利となる。   With this structure, existing equipment can be used for the steam drum. Therefore, since it is not necessary to prepare a new steam drum, it is versatile and advantageous from the viewpoint of cost.

また、前記汽水分離器は、前記蒸気ドラムの内側に設けられた内筒を更に備えることが好ましい。   Preferably, the steam separator further comprises an inner cylinder provided inside the steam drum.

この構造により、フラッシュ蒸気を蒸気ドラムの外部に排出することが容易となる。したがって、蒸気ドラム内部の圧力を大気圧に保つことが容易となる。   This structure facilitates discharging the flashed vapor out of the steam drum. Therefore, the pressure inside the steam drum can be easily maintained at atmospheric pressure.

また、前記冷却器は、前記蒸気ドラムの下部に蓄えられる温水ドレンに接して冷却することが好ましい。   Moreover, it is preferable to cool the said cooler in contact with the warm water drain stored in the lower part of the said steam drum.

この構造により、冷却器は温水ドレンと間接的に熱交換することができる。したがって、温水ドレンを効率よく冷却することができる。   This structure allows the cooler to indirectly exchange heat with the hot water drain. Therefore, the hot water drain can be cooled efficiently.

また、前記冷却器は、高さが前記蒸気ドラムの下部に蓄えられる温水ドレンの深さ以下であることが好ましい。   Preferably, the cooler has a height equal to or less than the depth of the hot water drain stored in the lower portion of the steam drum.

この構造により、適切な大きさの冷却器を使用することができる。したがって、コストの観点から有利となる。   This construction allows for the use of appropriately sized coolers. Therefore, it is advantageous from the viewpoint of cost.

また、前記冷却器は、縦型熱交換器であることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the said cooler is a vertical heat exchanger.

この構造により、冷却器には既存の装置を使用することができる。したがって、既存の原子力プラントに対しても適用することができる。   This construction allows the cooler to use existing equipment. Therefore, it can be applied to existing nuclear power plants.

また、前記温水ドレンを冷却するための媒体を前記冷却器に供給する供給配管と、前記温水ドレンによって加熱された前記媒体を前記冷却器から排出する排出配管と、を更に備えることが好ましい。   Moreover, it is preferable to further provide a supply pipe for supplying a medium for cooling the hot water drain to the cooler, and a discharge pipe for discharging the medium heated by the hot water drain from the cooler.

この構造により、温水ドレンを冷却するための液体を温水ドレンに混合させずに回収することができる。したがって、温水ドレンを冷却するために消費される所内用水を不要にすることができる。   With this structure, the liquid for cooling the hot water drain can be recovered without being mixed with the hot water drain. Therefore, it is possible to dispense with the in-house water consumed to cool the hot water drain.

また、前記供給配管は、復水器と接続されており、前記媒体は、前記復水器から供給される復水であることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the said supply piping is connected with a condenser, and the said medium is the condensate supplied from the said condenser.

この構造により、原子力プラントなどにおける復水系統の復水を温水ドレンの冷却媒体として使用することができる。したがって、温水ドレンを冷却するために消費される所内用水を不要にすることができる。   By this structure, the condensate of the condensate system in a nuclear power plant etc. can be used as a cooling medium of a warm water drain. Therefore, it is possible to dispense with the in-house water consumed to cool the hot water drain.

また、前記排出配管は、前記復水器と接続されており、前記排出配管から流出した前記復水は、前記復水器に排出されることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the said discharge piping is connected with the said condenser, and the said condensed water which flowed out out of the said discharge piping is discharged | emitted by the said condenser.

この構造により、温水ドレンを冷却した後の復水を再利用することができる。したがって、復水の不足分を補うために前記復水器へ補給される補給水量を少なくすることができる。   With this structure, it is possible to reuse the condensed water after cooling the hot water drain. Therefore, the amount of makeup water supplied to the condenser can be reduced to compensate for the shortage of the condensate.

また、前記蒸気ドラムから大気中に放出される蒸気を回収するための蒸気回収管を有し、前記蒸気回収管は、前記復水器に接続されていることが好ましい。   Moreover, it is preferable to have a vapor | steam collection | recovery pipe | tube for collect | recovering the vapor | steam discharged | emitted from the said steam drum in air | atmosphere, It is preferable that the said steam collection | recovery pipe | tube is connected to the said condenser.

この構造により、大気中に放出される蒸気を温水ドレンの冷却に使用する復水として回収することができる。したがって、復水の不足分を補うために前記復水器へ補給される補給水量をさらに少なくすることができる。   With this structure, steam released to the atmosphere can be recovered as condensate used to cool the hot water drain. Therefore, it is possible to further reduce the amount of makeup water supplied to the condenser to compensate for the shortage of the condensate.

また、前記媒体は、海水であることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the said medium is seawater.

この構造により、海水を高温ドレンの液体冷媒として使用することができる。したがって、温水ドレンを冷却するために消費される所内用水を不要にすることができる。 With this structure, seawater can be used as a high temperature drain liquid refrigerant. Therefore, it is possible to dispense with the in-house water consumed to cool the hot water drain.

本発明の冷却装置によれば、高温ドレンが汽水分離して発生する温水ドレンを冷却するための冷却器を蒸気ドラムの内部に設けることから、原子力プラントなどにおける温水ドレンの冷却設備を小型化することができる。また、本発明の冷却装置によれば、温水ドレンを冷却するための冷却媒体として復水を用いていることから、温水ドレンを冷却するために必要な水の量を少なくすることができる。   According to the cooling device of the present invention, since the cooler for cooling the hot water drain generated by separating the high temperature drain by brackish water is provided inside the steam drum, the cooling facility of the hot water drain in a nuclear power plant etc. is miniaturized. be able to. Further, according to the cooling device of the present invention, since the condensed water is used as a cooling medium for cooling the hot water drain, the amount of water necessary for cooling the hot water drain can be reduced.

図1は、本発明の実施形態に係る冷却装置の構成を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of a cooling device according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の実施形態に係る冷却装置が備える蒸気ドラムの上部断面図である。FIG. 2 is a top cross-sectional view of a steam drum provided in a cooling device according to an embodiment of the present invention. 図3は、本実施形態の冷却装置が用いられる原子力プラントの概略を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic view showing an outline of a nuclear power plant in which the cooling device of the present embodiment is used. 図4は、本実施形態の変形例に係る冷却装置が用いられる原子力プラントの概略を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic view showing an outline of a nuclear power plant in which a cooling device according to a modification of the present embodiment is used.

以下に添付図面を参照して、本発明に係る冷却装置の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。   Hereinafter, preferred embodiments of a cooling device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited by the embodiments, and in the case where there are a plurality of embodiments, the present invention also includes those configured by combining the respective embodiments.

図1は、本発明の実施形態に係る冷却装置の構成を示す模式図である。図1に示すように、冷却装置は、蒸気ドラム110と、冷却器120と、供給配管130と、排出配管140と、管板150と、内筒160と、ドレン排出配管170と、を備える。   FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of a cooling device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the cooling device includes a steam drum 110, a cooler 120, a supply pipe 130, a discharge pipe 140, a pipe plate 150, an inner cylinder 160, and a drain discharge pipe 170.

蒸気ドラム110は、ドレン導入配管111と、蒸気排出配管112と、第1の水室113と、第2の水室114とを有する。   The steam drum 110 has a drain introduction pipe 111, a steam discharge pipe 112, a first water chamber 113, and a second water chamber 114.

ドレン導入配管111は、蒸気ドラム110の円周方向から高温ドレンを導入するように設けられており、例えば、原子力プラントにおいて、プラントの起動時に発生する飽和蒸気と、飽和水との2相流の高温ドレンを蒸気ドラム110に導入する配管である。   The drain introduction pipe 111 is provided to introduce a high temperature drain from the circumferential direction of the steam drum 110. For example, in a nuclear power plant, a two-phase flow of saturated steam generated at the start of the plant and saturated water. It is a pipe for introducing the high temperature drain into the steam drum 110.

蒸気排出配管112は、蒸気ドラム110の頂部に設けられており、蒸気ドラム110の内部で発生し、内筒160を通過した蒸気を、大気中に放出する配管である。   The steam discharge pipe 112 is provided at the top of the steam drum 110, and is a pipe that generates steam inside the steam drum 110 and passes the inner cylinder 160 into the atmosphere.

図2を参照して、蒸気ドラムの内部で発生したフラッシュ蒸気が排出されるまでの流れについて説明する。図2は、蒸気ドラム110の内部の構造を示す模式図である。なお、図2では、高温ドレンは、2か所から蒸気ドラム110の内部に導入されるものとして説明するが、本発明を限定するものではない。   Referring to FIG. 2, the flow until the flash steam generated inside the steam drum is discharged will be described. FIG. 2 is a schematic view showing the internal structure of the steam drum 110. As shown in FIG. In addition, in FIG. 2, although high temperature drain is demonstrated as what is introduce | transduced into the inside of the steam drum 110 from two places, this invention is not limited.

図2に示すように、ドレン導入配管111は、蒸気ドラム110の円周方向から、蒸気ドラム110の内部に高温ドレンを導入する。蒸気ドラム110に流入した高温ドレンは、フラッシュ蒸気と、温水ドレンとに汽水分離される。フラッシュ蒸気は、ドレン導入配管111が蒸気ドラム110の円周方向に沿って設けられているため、内筒160の外周を沿うように旋回する。そして、フラッシュ蒸気は、内筒160の内部に導かれて、蒸気ドラム110の頂部に設けられた蒸気排出配管112から排出される。これにより、蒸気ドラム110の内部は大気圧に保たれる。温水ドレンは、蒸気ドラム110に蓄えられる。   As shown in FIG. 2, the drain introducing pipe 111 introduces a high temperature drain into the inside of the steam drum 110 from the circumferential direction of the steam drum 110. The high temperature drain that has flowed into the steam drum 110 is brackish water separated into flush steam and hot water drain. The flush steam swirls along the outer periphery of the inner cylinder 160 because the drain introduction pipe 111 is provided along the circumferential direction of the steam drum 110. Then, the flash steam is introduced into the inner cylinder 160 and discharged from the steam discharge pipe 112 provided at the top of the steam drum 110. Thereby, the inside of the steam drum 110 is maintained at atmospheric pressure. The hot water drain is stored on the steam drum 110.

第1の水室113と、第2の水室114とは、蒸気ドラム110において、管板150によって区切られた下部の空間に設けられている。第1の水室113には、温水ドレンを冷却するための液体が供給され一時的に蓄えられている。第2の水室114には、温水ドレンと熱交換した後の加熱された液体が導入され一時的に蓄えられている。第1の水室113と、第2の水室114との間には、互いに蓄えている液体が混ざらないように仕切り板115が設けられている。また、管板150によって区切られた上部の空間には、深さDの温水ドレンが蓄えられている。   The first water chamber 113 and the second water chamber 114 are provided in the lower part of the steam drum 110 separated by the tube sheet 150. In the first water chamber 113, a liquid for cooling the hot water drain is supplied and temporarily stored. In the second water chamber 114, a heated liquid after heat exchange with the hot water drain is introduced and temporarily stored. A partition plate 115 is provided between the first water chamber 113 and the second water chamber 114 so as not to mix the liquid stored in each other. In the upper space divided by the tube sheet 150, a warm water drain of depth D is stored.

冷却器120は、温水ドレンと間接的に熱交換することで、温水ドレンの温度を冷却することのできる冷却器である。冷却器120は、例えば、多管式の縦型熱交換器であり、蒸気ドラム110の内部において管板150を介して、蒸気ドラム110と一体に設けられている。具体的には、冷却器120は、第1の水室113と、第2の水室114とを繋ぐように管板150上に設けられている。すなわち、冷却器120は、第1の水室113に蓄えられた液体が、冷却器120の内部に流入し、冷却器120の内部を通過した液体が第2の水室114に流出する構造となっている。これにより、冷却器120は、蒸気ドラム110に蓄えられた温水ドレンと間接的に熱交換することで、温水ドレンを冷却することができる。具体的には、冷却器120には、温水ドレン(例えば、100〜120℃)を、所定の許容温度(例えば、60℃前後)まで冷却するための液体を流すことができる。冷却器120に流す液体に特に制限はないが、例えば、原子力プラントに用いられている復水系統から供給される復水や、海水をあげることができる。温水ドレンを冷却するために冷却器120に流す液体の温度は、温水ドレンより温度が低ければ特に制限はないが、例えば、30℃程度の冷水である。なお、海水を使用する場合には、錆などの腐食を防止するための腐食対策を施すことが好ましい。また、冷却器120の高さTは、温水ドレンの深さD以下であることが好ましい。これは、冷却器120は、蒸気ドラム110に蓄えられる温水ドレンを冷却するために設けられているため、温水ドレンが達することのない位置まで高くする必要がないためである。冷却器120を小さくすることは、コストの観点からも有利となる。   The cooler 120 is a cooler that can cool the temperature of the hot water drain by indirectly exchanging heat with the hot water drain. The cooler 120 is, for example, a multi-tube vertical heat exchanger, and is integrally provided with the steam drum 110 via the tube sheet 150 inside the steam drum 110. Specifically, the cooler 120 is provided on the tube sheet 150 so as to connect the first water chamber 113 and the second water chamber 114. That is, the cooler 120 has a structure in which the liquid stored in the first water chamber 113 flows into the inside of the cooler 120 and the liquid that has passed through the inside of the cooler 120 flows out into the second water chamber 114. It has become. Thus, the cooler 120 can cool the hot water drain indirectly by heat exchange with the hot water drain stored in the steam drum 110. Specifically, liquid for cooling the warm water drain (for example, 100 to 120 ° C.) to a predetermined allowable temperature (for example, around 60 ° C.) can be allowed to flow through the cooler 120. Although there is no restriction | limiting in particular in the liquid sent through the cooler 120, For example, the condensate and seawater which are supplied from the condensate system used for the nuclear power plant can be raised. The temperature of the liquid flowing through the cooler 120 to cool the hot water drain is not particularly limited as long as the temperature is lower than that of the hot water drain, and is, for example, cold water of about 30 ° C. In addition, when using seawater, it is preferable to take the corrosion countermeasure for preventing corrosion, such as rust. Further, the height T of the cooler 120 is preferably equal to or less than the depth D of the hot water drain. This is because the cooler 120 is provided to cool the hot water drain stored in the steam drum 110, and therefore, it is not necessary to raise the temperature to a position where the hot water drain does not reach. Making the cooler 120 smaller is also advantageous from the viewpoint of cost.

供給配管130は、温水ドレンを冷却するための液体を冷却器120に供給する。具体的には、供給配管130は、第1の水室113に接続されており、第1の水室113に、温水ドレンを冷却するための液体を供給する。そして、第1の水室113に供給された液体は、第1の水室113から冷却器120に供給される。供給配管130が冷却器120に供給する液体は、例えば、復水や、海水である。   The supply pipe 130 supplies a liquid for cooling the hot water drain to the cooler 120. Specifically, the supply pipe 130 is connected to the first water chamber 113, and supplies the first water chamber 113 with a liquid for cooling the hot water drain. Then, the liquid supplied to the first water chamber 113 is supplied to the cooler 120 from the first water chamber 113. The liquid supplied to the cooler 120 by the supply piping 130 is, for example, condensed water or seawater.

排出配管140は、冷却器120を通過し、温水ドレンを冷却した後の液体を排出する。具体的には、排出配管140は、第2の水室114に接続されており、蒸気ドラム110の内部に設けられた第2の水室114に蓄えられた液体を排出する。排出配管140には、排出量調整器141が設けられている。排出量調整器141を設けることで、蒸気ドラム110から排出する液体の量を調整することができる。排出量調整器141は、例えば、原子力プラントの起動時に開状態となるが、これに限定されない。排出量調整器141は、例えば、原子力プラントの通常運転時に開状態であってもよい。これは、原子力プラントの通常運転時にも少量ながらも高温ドレンは発生し、その高温ドレンが蒸気ドラム110に流入するためである。このような排出量調整器141に特に制限はないが、例えば、オリフィス、玉形弁(手動弁)、および制御弁をあげることができる。排出配管140は、例えば、原子力プラントの復水系統における復水器に接続されている。この場合、排出配管140は、冷却器120から排出した温水ドレンによって加熱された液体を復水器に排出する。   The discharge pipe 140 passes the cooler 120 and discharges the liquid after cooling the hot water drain. Specifically, the discharge pipe 140 is connected to the second water chamber 114, and discharges the liquid stored in the second water chamber 114 provided inside the steam drum 110. The discharge pipe 140 is provided with a discharge regulator 141. By providing the discharge amount adjuster 141, the amount of liquid to be discharged from the steam drum 110 can be adjusted. The emission regulator 141 is, for example, opened at the start of the nuclear power plant, but is not limited thereto. The emission regulator 141 may, for example, be open during normal operation of the nuclear plant. This is because a high temperature drain is generated in a small amount even during normal operation of the nuclear power plant, and the high temperature drain flows into the steam drum 110. Although there is no particular limitation on such a discharge regulator 141, for example, an orifice, a ball valve (manual valve), and a control valve can be mentioned. The discharge pipe 140 is connected to, for example, a condenser in a condensate system of a nuclear power plant. In this case, the discharge pipe 140 discharges the liquid heated by the hot water drain discharged from the cooler 120 to the condenser.

ドレン排出配管170は、冷却された温水ドレンを排出する。具体的には、ドレン排出配管170は、蒸気ドラム110に設けられており、冷却器120によって冷却された温水ドレンを排出し、排水槽180に供給する。ドレン排出配管170には、ドレン水量調整器171が設けられている。ドレン水量調整器171を設けることで、蒸気ドラム110に蓄えられる温水ドレンの水量を調整することができる。このようなドレン水量調整器171に特に制限はないが、例えば、制御弁をあげることができる。   The drain discharge pipe 170 discharges the cooled hot water drain. Specifically, the drain discharge pipe 170 is provided on the steam drum 110, drains the hot water drain cooled by the cooler 120, and supplies it to the drain tank 180. A drain water amount adjuster 171 is provided in the drain discharge pipe 170. By providing the drain water amount adjuster 171, the amount of hot water drain stored in the steam drum 110 can be adjusted. Although there is no restriction | limiting in particular in such a drain water volume regulator 171, For example, a control valve can be raised.

排水槽180は、蒸気ドラム110から排出されたドレンを一時的に蓄える。排水槽180には、排水配管190が設けられている。排水配管190は、排水槽180に蓄えられたドレンをポンプ191で吸い上げて、排水処理設備などへ排水する。   The drainage tank 180 temporarily stores the drain discharged from the steam drum 110. A drainage pipe 190 is provided in the drainage tank 180. The drainage pipe 190 sucks up the drain stored in the drainage tank 180 by the pump 191 and drains it to a drainage processing facility or the like.

図3は、本実施形態の冷却装置が用いられる原子力プラント1の概略を示す模式図である。   FIG. 3 is a schematic view showing an outline of a nuclear power plant 1 in which the cooling device of the present embodiment is used.

原子力プラント1は、冷却装置100と、復水器10と、蒸気発生器20と、供給量調整器21と、低圧給水加熱器22と、脱気器23と、給水ポンプ24と、高圧給水加熱器25と、湿分分離加熱器26と、高圧タービン31と、低圧タービン32と、復水ポンプ41と、を含む。まず、図3を参照しつつ、原子力プラント1において、電力を生成する流れについて説明する。   The nuclear power plant 1 includes a cooling device 100, a condenser 10, a steam generator 20, a supply amount regulator 21, a low pressure feed water heater 22, a deaerator 23, a feed water pump 24, and high pressure feed water heating. And a moisture separation heater 26, a high pressure turbine 31, a low pressure turbine 32, and a condensate pump 41. First, the flow of generating electric power in the nuclear power plant 1 will be described with reference to FIG.

蒸気発生器20には、例えば、加圧水型原子炉(PWR:Pressurized Water Reactor)から、加熱された一次冷却材(水、液体)が冷却材ポンプによって供給される。そして、蒸気発生器20は、高温の一次冷却材を、二次冷却材と熱交換させることで二次冷却材を蒸発させ、蒸発した二次冷却材(蒸気)を高圧タービン31に向かって供給する。   The heated primary coolant (water, liquid) is supplied to the steam generator 20 by a coolant pump, for example, from a Pressurized Water Reactor (PWR). Then, the steam generator 20 evaporates the secondary coolant by heat-exchanging the high temperature primary coolant with the secondary coolant, and supplies the evaporated secondary coolant (steam) toward the high pressure turbine 31. Do.

高圧タービン31は、蒸気発生器20から供給される蒸気によって回転し、使用後の蒸気を湿分分離加熱器26に向かって排出する。   The high pressure turbine 31 is rotated by the steam supplied from the steam generator 20, and discharges the used steam toward the moisture separation heater 26.

湿分分離加熱器26は、高圧タービン31から受けた蒸気から湿分を除去するとともに、加熱してから、低圧タービン32に向かって排出する。   The moisture separation heater 26 removes moisture from the steam received from the high pressure turbine 31, heats it, and discharges it toward the low pressure turbine 32.

低圧タービン32は、湿分分離加熱器26から供給される蒸気によって回転し、使用後の蒸気を復水器10に向かって排出する。   The low pressure turbine 32 is rotated by the steam supplied from the moisture separation heater 26 and discharges the used steam to the condenser 10.

このように、原子力プラント1では、蒸気発生器20で発生した蒸気で、高圧タービン31と、低圧タービン32との回転によって、図示しない発電機を回転させることで電力を発生させている。   As described above, in the nuclear power plant 1, power generated by the steam generated by the steam generator 20 is generated by rotating the generator (not shown) by the rotation of the high pressure turbine 31 and the low pressure turbine 32.

次に、原子力プラント1において、復水が生成され、その復水が、蒸気発生器20に供給されるまでの流れについて説明する。   Next, in the nuclear power plant 1, a flow until condensed water is generated and supplied to the steam generator 20 will be described.

復水器10は、その内部に設けられる冷却ライン(図示しない)によって低圧タービン32から排出される蒸気を凝集し、復水を生成する。復水は、復水器10から低圧給水加熱器22へ向けて供給される。   The condenser 10 condenses the steam discharged from the low pressure turbine 32 by a cooling line (not shown) provided therein, and generates condensed water. Condensed water is supplied from the condenser 10 toward the low pressure feed water heater 22.

低圧給水加熱器22は、復水器10から受けた復水を、低圧の状態で加熱する。低圧給水加熱器22は、加熱した復水を、脱気器23に供給する。また、低圧給水加熱器22の復水の流入側には、供給量調整器21が設けられている。供給量調整器21によって、低圧給水加熱器22に供給される復水の量を調整することができる。   The low pressure feed water heater 22 heats the condensed water received from the condenser 10 in a low pressure state. The low pressure feed water heater 22 supplies the heated condensate to the deaerator 23. Further, on the inflow side of the condensed water of the low-pressure feedwater heater 22, a supply amount adjuster 21 is provided. The amount of condensed water supplied to the low pressure feed water heater 22 can be adjusted by the supply amount adjuster 21.

脱気器23は、低圧給水加熱器22から受けた復水を加熱脱気する。脱気器23は、脱気した復水を、高圧給水加熱器25に供給する。   The deaerator 23 heats and degasses the condensed water received from the low pressure feed water heater 22. The deaerator 23 supplies the high pressure feed water heater 25 with the deaerated condensed water.

高圧給水加熱器25は、脱気器23によって脱気された復水を、高圧の状態で加熱する。高圧給水加熱器25は、加熱した復水を、加圧水型原子炉へと供給する。また、脱気器23と、高圧給水加熱器25との間には、給水ポンプ24が設けられている。給水ポンプ24は、脱気器23から高圧給水加熱器25へ向けて復水を供給する。   The high pressure feed water heater 25 heats the condensed water degassed by the deaerator 23 in a high pressure state. The high pressure feed water heater 25 supplies the heated condensate to the pressurized water reactor. Further, a water supply pump 24 is provided between the deaerator 23 and the high pressure water supply heater 25. The feed water pump 24 supplies condensed water from the deaerator 23 toward the high pressure feed water heater 25.

このように、原子力プラント1では、復水器10で生成された復水は、低圧給水加熱器22と、脱気器23と、給水ポンプ24と、高圧給水加熱器25と、を通過しつつ、蒸気発生器20に到達する。   As described above, in the nuclear power plant 1, the condensate generated by the condenser 10 passes through the low-pressure feedwater heater 22, the deaerator 23, the feedwater pump 24, and the high-pressure feedwater heater 25. , Reach the steam generator 20.

本実施形態では、復水器10で生成された復水を利用して蒸気ドラム110の内部の温水ドレンを冷却し、冷却に使用した復水を復水器10に排出している。以下では、蒸気ドラム110から復水を排出し、排出した復水を使用して蒸気ドラム110の内部の温水ドラムを冷却するまでの流れについて説明する。   In the present embodiment, the hot water drain in the steam drum 110 is cooled using the condensate generated in the condenser 10, and the condensate used for cooling is discharged to the condenser 10. In the following, a flow of discharging condensed water from the steam drum 110 and using the discharged condensed water to cool the warm water drum inside the steam drum 110 will be described.

図3に示すように、排出配管140は、その一端が第2の水室114に接続され、他端が復水器10に接続されている。そのため、第2の水室114に蓄えられた復水は、復水器10に排出される。復水器10に排出された復水は、復水器10の冷却ラインによって冷却される。また、排出配管140には排出量調整器141が設けられている。排出量調整器141によって、第2の水室114から排出する復水の量を調整することができる。   As shown in FIG. 3, one end of the discharge pipe 140 is connected to the second water chamber 114, and the other end is connected to the condenser 10. Therefore, the condensed water stored in the second water chamber 114 is discharged to the condenser 10. The condensed water discharged to the condenser 10 is cooled by the cooling line of the condenser 10. In addition, the discharge pipe 140 is provided with a discharge amount adjuster 141. The amount of condensed water discharged from the second water chamber 114 can be adjusted by the discharge amount adjuster 141.

供給配管130は、その一端が第1の水室113に接続され、他端が復水器10と、供給量調整器21とを結ぶ配管の間に接続されている。そのため、本実施形態では、第2の水室114から排出し、復水器10によって冷却された復水を再び第1の水室113に供給することができる。具体的には、供給配管130と、復水器10との間には復水ポンプ41が設けられており、復水ポンプ41によって、復水器10から供給配管130に向かって復水を供給する。これにより、復水は、供給配管130を通過して、第1の水室113に供給される。   One end of the supply pipe 130 is connected to the first water chamber 113, and the other end is connected between the pipe connecting the condenser 10 and the supply amount adjuster 21. Therefore, in the present embodiment, the condensate discharged from the second water chamber 114 and cooled by the condenser 10 can be supplied to the first water chamber 113 again. Specifically, a condensate pump 41 is provided between the supply pipe 130 and the condenser 10, and the condensate pump 41 supplies condensate from the condenser 10 toward the supply pipe 130. Do. Thereby, the condensed water passes through the supply pipe 130 and is supplied to the first water chamber 113.

上述のとおり、本実施形態では、高温ドレンが汽水分離して発生する温水ドレンを冷却するための冷却器を蒸気ドラム110の内部に設けている。これにより、本実施形態は、原子力プラントなどにおいて、温水ドレンを冷却するための設備をより小型にすることができる。   As described above, in the present embodiment, a cooler for cooling the hot water drain generated by the high temperature drain being separated by the brackish water is provided inside the steam drum 110. Thereby, this embodiment can make equipment for cooling a warm water drain smaller in a nuclear power plant etc. more.

また、本実施形態では、高温ドレンが汽水分離して発生する温水ドレンを冷却するための液体として復水を利用している。これにより、本実施形態は、原子力プラントなどにおいて、温水ドレンを冷却するために消費される所内用水を不要にすることができる。   Further, in the present embodiment, condensed water is used as a liquid for cooling the hot water drain generated by the high temperature drain being separated by brackish water. Thus, the present embodiment can eliminate the need for in-house water consumed for cooling the hot water drain in a nuclear power plant or the like.

また、本実施形態では、冷却器120として、縦型の熱交換器を用いている。これにより、本実施形態は、既存の原子力プラントなどに適用する場合でも、大掛かりな工事が発生することなく適用することができるので、コストの観点からも有利である。   Further, in the present embodiment, a vertical heat exchanger is used as the cooler 120. As a result, even when the present embodiment is applied to an existing nuclear power plant or the like, it can be applied without the occurrence of a large-scale construction, which is advantageous also from the viewpoint of cost.

図4は、本実施形態の冷却装置が用いられる原子力プラント1Aの概略を示す模式図である。   FIG. 4 is a schematic view showing an outline of a nuclear power plant 1A in which the cooling device of the present embodiment is used.

本実施形態では、蒸気ドラム110内で発生したフラッシュ蒸気は、蒸気排出配管112によって、大気中に放出していた。図4に示す本実施形態の変形例では、蒸気ドラム110の頂部には、フラッシュ蒸気を回収するための蒸気回収配管116が設けられている。   In the present embodiment, the flash steam generated in the steam drum 110 is released to the atmosphere by the steam discharge pipe 112. In the modification of the present embodiment shown in FIG. 4, a steam recovery pipe 116 for recovering flash steam is provided at the top of the steam drum 110.

蒸気回収配管116は、蒸気ドラム110の内部で発生したフラッシュ蒸気を回収する。蒸気回収配管116は、回収したフラッシュ蒸気を、復水器10に供給する。また、蒸気回収配管116には、蒸気ドラム110の内部の圧力を調整する圧力制御器117が設けられていることが好ましい。圧力制御器117によって、蒸気ドラム110の内部の圧力を一定に制御することができる。   The steam recovery pipe 116 recovers the flash steam generated inside the steam drum 110. The steam recovery pipe 116 supplies the recovered flash steam to the condenser 10. In addition, it is preferable that the steam recovery pipe 116 be provided with a pressure controller 117 that adjusts the pressure inside the steam drum 110. The pressure controller 117 can control the pressure inside the steam drum 110 at a constant level.

復水器10は、その内部に設けられた冷却ラインによって、蒸気回収配管116によって回収されたフラッシュ蒸気から復水を生成する。   The condenser 10 generates condensed water from the flashed steam recovered by the steam recovery pipe 116 by a cooling line provided therein.

上述のとおり、本実施形態の変形例では、蒸気ドラム110の内部で発生したフラッシュ蒸気をも、復水として利用することができる。これにより、本実施形態の変形例は、原子力プラントなどにおいて、復水の不足分を補うために復水器10へ補給される補給水量を少なくすることができる。   As described above, in the modification of this embodiment, the flash steam generated inside the steam drum 110 can also be used as the condensate. Thereby, in the nuclear power plant etc., the modification of this embodiment can reduce the amount of replenishment water replenished to the condenser 10 in order to compensate for the deficiency of condensate.

1,1A 原子力プラント
10 復水器
20 蒸気発生器
21 供給量調整器
22 低圧給水加熱器
23 脱気器
24 給水ポンプ
25 高圧給水加熱器
26 湿分分離加熱器
31 高圧タービン
32 低圧タービン
41 復水ポンプ
100 冷却装置
110 蒸気ドラム
111 ドレン導入配管
112 蒸気排出配管
113 第1の水室
114 第2の水室
115 仕切り板
116 蒸気回収配管
117 圧力制御器
120 冷却器
130 供給配管
140 排出配管
141 排出量調整器
150 管板
160 内筒
170 ドレン排出配管
171 ドレン水量調整器
180 排水槽
190 排水配管
1, 1 A Nuclear Power Plant 10 Condenser 20 Steam Generator 21 Supply Regulator 22 Low Pressure Feed Heater 23 Deaerator 24 Feed Pump 25 High Pressure Feed Heater 26 Moisture Separation Heater 31 High Pressure Turbine 32 Low Pressure Turbine 41 Condensed Water Pump 100 Cooling device 110 Steam drum 111 Drain introduction piping 112 Steam discharge piping 113 First water chamber 114 Second water chamber 115 Partition plate 116 Steam recovery piping 117 Pressure controller 120 Cooler 130 Supply piping 140 Discharge piping 141 Discharge Regulator 150 Tube plate 160 Inner cylinder 170 Drain discharge piping 171 Drain water volume regulator 180 Drain tank 190 Drain piping

Claims (12)

蒸気ドラムと、
前記蒸気ドラムの内部において、前記蒸気ドラムと一体に設けられ、前記蒸気ドラムに流入した高温ドレンが汽水分離して発生する温水ドレンを冷却する冷却器と、
備える、冷却装置。
With a steam drum,
A cooler which is integrally provided with the steam drum inside the steam drum and cools a hot water drain generated by the high temperature drain flowing into the steam drum being separated by brackish water;
Equipped with a cooling device.
前記蒸気ドラムは、前記高温ドレンをフラッシュ蒸気と温水ドレンとに汽水分離する汽水分離器を更に備える、請求項1に記載の冷却装置。   The cooling device according to claim 1, wherein the steam drum further comprises a steam separator separating the high temperature drain into flush steam and hot water drain. 前記汽水分離器は、前記高温ドレンが前記蒸気ドラムの内壁に沿って旋回するサイクロンセパレータである、請求項2に記載の冷却装置。   The cooling device according to claim 2, wherein the steam separator is a cyclone separator in which the high temperature drain swirls along an inner wall of the steam drum. 前記汽水分離器は、前記蒸気ドラムの内側に設けられた内筒を更に備える、請求項2または3に記載の冷却装置。   The cooling device according to claim 2, wherein the steam separator further includes an inner cylinder provided inside the steam drum. 前記冷却器は、前記蒸気ドラムの下部に蓄えられる温水ドレンに接して冷却する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の冷却装置。   The cooling device according to any one of claims 1 to 4, wherein the cooler cools in contact with a hot water drain stored in a lower portion of the steam drum. 前記冷却器は、高さが前記蒸気ドラムの下部に蓄えられる温水ドレンの深さ以下である、請求項5に記載の冷却装置。   The cooling device according to claim 5, wherein the cooler has a height equal to or less than a depth of a hot water drain stored in a lower portion of the steam drum. 前記冷却器は、縦型熱交換器である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の冷却装置。   The cooling device according to any one of claims 1 to 6, wherein the cooler is a vertical heat exchanger. 前記温水ドレンを冷却するための媒体を前記冷却器に供給する供給配管と、
前記温水ドレンによって加熱された前記媒体を前記冷却器から排出する排出配管と、を更に備える、請求項1〜7のいずれか1項に記載の冷却装置。
Supply piping for supplying a medium for cooling the hot water drain to the cooler;
The cooling device according to any one of claims 1 to 7, further comprising: a discharge pipe for discharging the medium heated by the hot water drain from the cooler.
前記供給配管は、復水器と接続されており、
前記媒体は、前記復水器から供給される復水である、請求項8に記載の冷却装置。
The supply piping is connected to a condenser,
The cooling device according to claim 8, wherein the medium is condensed water supplied from the condenser.
前記排出配管は、前記復水器と接続されており、
前記排出配管から流出した前記復水は、前記復水器に排出される、請求項9に記載の冷却装置。
The discharge pipe is connected to the condenser,
The cooling device according to claim 9, wherein the condensed water which has flowed out from the discharge pipe is discharged to the condenser.
前記蒸気ドラムから大気中に放出される蒸気を排出するための蒸気回収管を有し、
前記蒸気回収管は、前記復水器に接続されている、請求項9または10に記載の冷却装置。
A steam recovery pipe for discharging the steam released from the steam drum to the atmosphere;
The cooling device according to claim 9, wherein the steam recovery pipe is connected to the condenser.
前記媒体は、海水である、請求項8に記載の冷却装置。   The cooling device according to claim 8, wherein the medium is seawater.
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