JP2533097B2 - 原子力発電所の補機冷却設備 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、原子力発電所の補機冷却設備に関する。

（従来の技術） 原子力発電設備には、各種設備、機器が設けられてい
るが、除熱冷却水を必要とする補機に対して冷却水を供
給するために補機冷却設備を設けている。

これらの補機は、常時使用される常用補機と、プラン
ト通常時は運転されプラント点検時には停止される常用
補機、および常時は停止している非常用補機、とに分け
られる。

また一般にこれら常用補機および非常用補機は同種の
ものが複数系統設けられている。

この種の補機冷却装置は、海水による熱交換器を介し
て冷却された一次冷却水を、冷却水ポンプにより被冷却
補機に供給し、除熱により昇温した戻り一次冷却水を、
再び熱交換器に通して冷却するようにしている。

以下、従来の原子力発電所の補機冷却設備を第２図で
説明する。

被冷却補機は上述のように常時使用される常用補機
（以下常用補機）とプラント定期点検時に停止する常用
および非常用補機（以下非常用補機）とに分けられ、さ
らにこれらは助長性をもたせるために複数系列設けられ
ている。

第２図では、複数系列を２系列a,bとし、常用補機11
a,11bおよび非常用補機12a,12bは構成を同一とする２つ
の冷却系、系列ａおよび系列ｂによって冷却される。

ここでまず系列ａについて説明する。

常用補機11aおよび非常用補機12aには、一次冷却水ポ
ンプ13a,14aおよび熱交換器15a,16aが順次一次冷却水配
管25aによって接続されており、一次冷却系が形成され
ている。常用補機11aおよび非常用補機12aに供給されて
高温となった一次冷却水は一次冷却水ポンプ13a,14aを
経て熱交換器15a,16aで冷却され、一次冷却系を循環す
る。また、熱交換器15a,16aには二次冷却水ポンプ21a,2
2aが二次冷却水配管26aによって接続され、二次冷却系
が形成されている。二次冷却水ポンプ21a,22aによって
送られる二次冷却水（通常は海水）は、熱交換器15a,16
aで昇温されて海へ放出される。

また一次冷却水配管25aの常用および非常用補機11a,1
2a出口側にはサージタンク23aが接続され、このサージ
タンク23aには水位検出器24aが設けられ、この水位検出
器24aによってサージタンク23aへの補給水の供給制御
（図示せず）および水位低下時の一次冷却水ポンプ13a,
14aの停止を行っている。

一方、系列ｂも系列ａと同様な構成で、常用補機11
b、非常用補機12b、一次冷却水ポンプ13b,14b、熱交換
器15b,16b、二次冷却水ポンプ21b,22b、サージタンク12
b、水位検出器13b等が設けられている。

この系列ａと系列ｂとの間には、常用補機11a、非常
用補機12aの出口側と常用補機11b、非常用補機11bの出
口側とを連結する連結配管31が接続され、また、常用補
機11a、非常用補機12aの入口側と常用補機11b、非常用
補機12bの入口側とを連結する連結配管32が接続されて
いる。

このような従来の補機冷却設備において、プラント通
常運転時は、系列ａおよび系列ｂのそれぞれが独立して
運転され、常用補機11a,11bおよび非常用補機12a,12bが
冷却される。

一方、プラントの定期点検時には、非常用補機12a,12
bは停止される。また、同時にａ系列およびｂ系列のう
ちの一方の二次冷却系、例えばａ系列の熱交換器15a,16
a、二次冷却水ポンプ21a,22aおよび二次冷却水配管26a
を停止隔離して点検補修を行っている。

この場合は弁17a,18aおよび弁19a,20aを閉とし熱交換
器15a,16aを隔離する。また、ａ系列の一次冷却水ポン
プ13a,14aを停止し、ｂ系列の一次冷却水ポンプ13b,14b
を運転し、連結配管31および32を開としてｂ系列よりａ
系列に一次冷却水を供給する。

次にｂ系列の二次冷却系を停止隔離して点検補修を行
い、ａ系列よりｂ系列に一次冷却水を供給する。

なお、上記補機冷却設備のうち、一次冷却水ポンプ1
3,14、熱交換器15,16および二次冷却水ポンプ21,22等の
諸機器は、系列毎に独立して運転する場合および１系列
で２系列をまかなう場合を考慮した必要容量を満たすよ
うに複数台設けられている。

（発明が解決しようとする問題点） 上述のように、プラントの定期点検時に一方の二次冷
却系を停止し点検する場合、例えば一方の一次冷却水ポ
ンプ13a,14aを停止し連結配管31および32を開として、
ｂ系列からａ系列へ一次冷却水ポンプ13b,14bを用いて
ａ系列を供給するバックアップ運転をしている。しかし
ながら、このバックアップの切換時にはａ系列およびｂ
系列の水バランスの点から、サージタンク23a,23bの水
位を一定に保つよう諸機器および弁類の切換を行わなけ
ればならず、切換操作が煩雑となる。

さらに、バックアップ時には被冷却補機への一次冷却
水の供給流量バランスも考慮しなければならず運転操作
が煩雑である。

本発明の目的は、運転および操作の安定性を向上させ
ることができる原子力発電所の補機冷却設備を得ること
にある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、各々が独立した複数の系列からなり、各系
列は並列に接続された常用補機と非常用補機に、一次冷
却水ポンプおよび並列に接続された複数の熱交換器を順
次一次冷却水配管で接続して形成された一次冷却系と、
前記各熱交換器に二次冷却水ポンプを二次冷却水配管で
接続して形成された二次冷却系とを備え、前記各系列の
各々の二次冷却系は系内に取入れた冷却用海水を系外に
放出する開放構造となっており、前記各系列における各
熱交換器の全てに、各々対応する前記二次冷却水ポンプ
が独立して接続され、各熱交換器毎に独立した二次冷却
系を形成出来る構成としたことを特徴とする原子力発電
所の補器冷却設備である。

（作 用） 本発明によれば、原子力発電所の補機冷却設備は複数
の系列からなり、各系列に設けられ並列に接続された常
用補機と非常用補機に、並列に接続された複数の熱交換
機を接続しているため、非常用補機の停止時に、複数の
熱交換器のうちの任意の熱交換器を停止して他の熱交換
器を運転し、各系列とも停止した任意の熱交換器につい
て点検補修をすることができる。

また、各系列における各熱交換器の全てに、各々対応
する二次冷却水ポンプが独立して接続され、各熱交換器
毎に独立した二次冷却系を形成出来る構成としたことに
よって、いずれかの熱交換器の停止時に、熱交換器だけ
でなく、それに接続された二次冷却水ポンプおよび二次
冷却水配管を含む当該熱交換器に対応する二次冷却系全
体の運転を停止できる。また、各系列における各二次冷
却系毎に独立して接続された二次冷却水ポンプによっ
て、各二次冷却系毎に独立して運転を調整できる。

さらに、各系列に設けられ並列に接続された常用補機
と非常用補機に、並列に接続された複数の熱交換器を接
続するとともに、各系列における各熱交換器の全てに各
々対応する二次冷却水ポンプが独立して接続され、各交
換器毎に独立した二次冷却系を形成出来る構成としたこ
とによって、各系列において並列に接続された常用補機
と非常用補機に対して、複数の独立した二次冷却系が並
列に対応することになるため、いずれかの二次冷却系停
止時にも、他の二次冷却系による熱交換器で、並列に接
続された常用補機と非常用補機の冷却が行われる。

（実施例） 以下図面を参照して本発明の実施例について説明す
る。

第１図は本発明による原子力発電所の補機冷却設備の
一実施例を示す概略系統図である。なお従来装置と同一
部材には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

第１図に示すように、２つの系列a,bの冷却系によっ
て常用補機11a,11bおよび非常用補機12a,12bが冷却され
る。

ここでまず系列ａについて説明する。

常用補機11aおよび非常用補機12aには、一次冷却水ポ
ンプ13a,14aおよび熱交換器15a,16aが順次一次冷却水配
管25aによって接続され、一次冷却系が形成される。常
用補機11aおよび非常用補機12aに供給されて高温となっ
た一次冷却水は、一次冷却水ポンプ13a,14aを経て熱交
換器15a,16aで冷却され、一次冷却系を循環する。ま
た、一次冷却水配管25aの常用補機11aおよび非常用補機
12a出口側にはサージタンク23aが接続されている。この
サージタンク23aには水位検出器24aが設けられ、この水
位検出器24aによってサージタンク23aへの補給水の供給
制御（図示せず）および水位低下時の一次冷却水ポンプ
13a,14aの停止が行われる。

また、一次冷却水配管25aの熱交換器15a,16aの入口側
には弁17a,19aが取付けられ、また出口側には弁18a,20a
が取付けられている。また、熱交換器15a,16aには、二
次冷却水ポンプ21a,22aがそれぞれ別個に二次冷却水配
管26a,27aによって接続されており、このようにして各
熱交換器15a,16aの毎に独立の二次冷却系が形成出来る
構成とされている。

一方、系列ｂも系列ａと同様な構成で、常用補機11
b、非常用補機12b、一次冷却水ポンプ13b,14b、熱交換
器15b,16b、が順次一次冷却水配管25bによって接続され
一次冷却系が形成されている。また、一次冷却水配管25
bの常用補機11bおよび非常用補機12bの出口側には、サ
ージタンク23bが接続され、サージタンク23bには水位検
出器24bが設けられている。

さらに、一次冷却水配管25bの熱交換器15b,16bの入口
側には弁17b,19bが取付けられ、また出口側には弁18b,2
0bが取付けられている。また、熱交換器15b,16bには、
二次冷却水ポンプ21b,22bがそれぞれ別個に二次冷却水
配管26b,27bによって接続されており、このようにして
各熱交換器15b,16b毎に独立の二次冷却系が形成出来る
構成とされている。

また、上記二次冷却水ポンプ21a,21b,22a,22bは、冷
却用の海水を二次冷却系の系内に取入れるよう配設され
ており、さらに二次冷却系は取入れた海水を系外へ放出
する開放構造となっている。

次にこのような構成からなる本実施例の作用について
説明する。

プラント運転時は、系列ａおよび系列ｂのそれぞれが
独立して運転され、常用補機11a,11bおよび非常用補機1
2a,12bが冷却される。

プラント定期点検時には、非常用補機12a,12bは停止
される。

この時、ａ系列では一方の二次冷却系、例えば熱交換
器15a、二次冷却水ポンプ21aおよび二次冷却水配管26a
からなる二次冷却系が停止され点検補修が行われる。こ
の場合は、弁17aおよび弁18aを閉じて熱交換器16a、二
次冷却水ポンプ22aおよび二次冷却水配管27aからなる二
次冷却系を運転させて、常用補機11aを冷却する。

次に熱交換器16a側の二次冷却系が停止され点検補修
が行われ、熱交換器15a側の二次冷却系が運転される。

一方ｂ系列でもプラント運転点検時にａ系列と同様に
して二次冷却系の点検補修が行われる。

このように本実施例によれば、プラント運転点検時
に、例えばａ系列の熱交換器16a側の二次冷却系から熱
交換器15a側の二次冷却系へ運転を切換える際、一次冷
却水ポンプによる２つの系列a,b相互のバックアップ運
転をする必要がない。従ってａ系列およびｂ系列の相互
を連結する連結配管は不要となり、かつ系列相互の水バ
ランスを考慮することなく簡単に切換えることができ
る。

また、バックアップ運転をしないので、一次冷却水ポ
ンプ13,14の容量を必要以上に大きくすることはない。

なお、本実施例においては、連結系をa,bの２系列と
したが、これに限らず３系列またはそれ以上の系列とし
てもよい。また３系列とした場合、１つの系列のみ本発
明による構成とし、他の２つの系列は従来どおりの構成
とすることもできる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、独立した各系列毎に設けられ並列に
接続された常用補機と非常用補機に、並列に接続された
複数の熱交換器を接続しているため、非常用補機の停止
時に、例えば非常用補機に対応する特定の熱交換器に制
限されないで、複数の熱交換器のうちの任意の熱交換器
を停止して他の熱交換器を運転し、停止した任意の熱交
換器について点検補修をすることができる。このため、
各系列とも複数の熱交換器について順次、運転・停止の
切替えを行うことができる。このため、各系列とも複数
の熱交換器について順次、運転・停止の切替えを行うこ
とにより、全ての熱交換器の点検補修をきわめて効率的
かつ確実に行うことが出来る。また、各系列における熱
交換器の全てに、各々対応する二次冷却水ポンプが独立
して接続され、各熱交換器毎に独立した二次冷却系を形
成出来る構成としたことによって、いずれかの熱交換器
の停止時に、熱交換器だけでなく、それに接続された二
次冷却水ポンプおよび二次冷却水配管を含む当該熱交換
器に対応する二次冷却系全体の運転を停止して一度に点
検補修することができる。また、各系列における各二次
冷却系毎に独立して運転を調整できるため、各二次冷却
系を容易に最適の運転状態に保つことができる。さら
に、各系列に設けられ並列に接続された常用補機と非常
用補機に、並列に接続された複数の熱交換器を接続する
とともに、各系列における各熱交換器の全てに各々対応
する二次冷却水ポンプが独立して接続され、各熱交換器
毎に独立した二次冷却系を形成出来る構成としたことに
よって、各系列において並列に接続された常用補機と非
常用補機に対して、複数の独立した二次冷却系が並列に
対応することになるため、いずれかの二次冷却系が二次
冷却水ポンプまたは二次冷却水配管の故障等あるいは点
検補修のため運転停止となったとしても、他の二次冷却
系による熱交換器によって、並列に接続された常用補機
と非常用補機の冷却を必ず行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による原子力発電所の補機冷却設備の一
実施例を示す概略系統図であり、第２図は従来の原子力
発電所の補機冷却設備を示す概略系統図である。 11a,11b……常用補機、12a,12b……非常用補機、13a,13
b,14a,14b……一次冷却水ポンプ、15a,15b,16a,16b……
熱交換器、21a,21b,22a,22b……二次冷却水ポンプ、25
a,25b……一次冷却水配管、26a,26b……二次冷却水配
管。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 角田 淳郎 東京都港区西新橋１丁目18番17号 東芝 エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−38691（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−122600（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−22997（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−46142（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−77998（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−146192（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各々が独立した複数の系列からなり、各系
   列は並列に接続された常用補機と非常用補機に、一次冷
   却水ポンプおよび並列に接続された複数の熱交換器を順
   次一次冷却水配管で接続して形成された一次冷却系と、
   前記各熱交換器に二次冷却水ポンプを二次冷却水配管で
   接続して形成された二次冷却系とを備え、前記各系列の
   各々の二次冷却系は系内に取入れた冷却用海水を系外に
   放出する開放構造となっており、前記各系列における各
   熱交換器の全てに、各々対応する前記二次冷却水ポンプ
   が独立して接続され、各熱交換器毎に独立した二次冷却
   系を形成出来る構成としたことを特徴とする原子力発電
   所の補機冷却設備。