JP2613637B2 - 原子力発電プラント - Google Patents

原子力発電プラント

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JP2613637B2 JP63229583A JP22958388A JP2613637B2 JP 2613637 B2 JP2613637 B2 JP 2613637B2 JP 63229583 A JP63229583 A JP 63229583A JP 22958388 A JP22958388 A JP 22958388A JP 2613637 B2 JP2613637 B2 JP 2613637B2
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順二 澄川
斎藤  修
宏 松村
清美 小野瀬
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は原子炉建屋とタービン建屋を含む原子力発電
プラントに係わり、特に原子炉建屋及びタービン建屋間
を通る配管の物量低減及び建屋建設の合理化に好適な原
子力発電プラントに関する。
〔従来の技術〕
従来の原子力発電プラントは、例えば特開昭61−9649
8号に記載のように、原子炉建屋とタービン建屋がそれ
ぞれ独立した建屋構造になっており、原子炉建屋とター
ビン建屋間には主蒸気系、復水給水系等の多数の配管が
通っている。又、タービン建屋内には高圧タービン1
機、低圧タービン3機、発電機1機を直列に配置してい
る。
なお、原子炉建屋を含む複数の建屋配置に関連するも
のとしては特開昭54−133292号が挙げられる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、原子炉建屋とタービン建屋がそれぞれ
独立した構造をした従来の原子力発電プラントは以下の
ような問題点があった。
(1)原子炉建屋とタービン建屋がそれぞれ独立した構
造になっているため、原子炉建屋とタービン建屋を通る
主蒸気系、復水給水系等の配管が必要であり、それら配
管の物量が膨大となる。
(2)上記配管には配管サポート、保温材等の配管付属
品が装着されているが、配管が両建屋間を通ることから
これらの配管付属品も多量に必要になる。
(3)原子力発電プラントの主要配管である主蒸気系、
復水給水系の配管が長いため、圧力損失等の影響が大き
く、システム的に熱効率が低い。
(4)遮蔽計画上、両建屋間を通る主蒸気系、復水給水
系配管に専用の配管スペースを設置しており、躯体形状
において無駄がある。
(5)原子炉建屋とタービン建屋が独立しているため、
建屋間の地震による相対的な移動が大きく、両建屋間を
通る配管は構造強度的に厳しい状態になる。
このように、従来の原子力発電プラントは、原子力建
屋とタービン建屋が独立した構造になっているため、主
蒸気系、復水給水系の配管が両建屋間を通る部分が必要
であり、配管及び配管付属品の物量の増大、熱効率の低
下、躯体形状の無駄、耐震強度の低下等の問題があっ
た。
またさらに、従来の原子力発電プラントは、原子炉建
屋やタービン建屋の強度を向上し建屋の容量を軽減する
点や、高圧タービン、低圧タービン、及び発電機の設置
エリアにスペースの制約がある場合の方策や、レイダウ
ン計画及び定期検査時の作業の合理化及び検査期間の短
縮について、特に配慮されていなかった。
本発明の第1の目的は、原子炉建屋及びタービン建屋
の配置の合理化を図り、両建屋間を通る配管経路を短縮
できる原子力発電プラントを提供することである。
本発明の第2の目的は、原子炉建屋やタービン建屋の
強度を向上し建屋の容量を軽減することができる原子力
発電プラントを提供することである。
本発明の第3の目的は、高圧タービン、低圧タービ
ン、及び発電機の設置エリアにスペースの制約がある場
合にも、これらの設置を可能とする原子力発電プラント
を提供することである。
本発明の第4の目的は、レイダウン計画及び定期検査
時の作業の合理化及び検査期間の短縮を図ることができ
る原子力発電プラントを提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
上記第1及び第2の目的を達成するために、本発明の
第1の概念は、原子炉を設置してなる原子炉建屋、及び
高圧タービン、低圧タービン、発電機及びその関連機器
を設置してなるタービン建屋を含む原子力発電プラント
において、前記原子炉建屋を前記タービン建屋内に配置
し、両建屋間のエリアに前記高圧タービン、低圧タービ
ン、発電機及びその他の関連機器を設置し、かつ、前記
原子炉建屋及びタービン建屋を円筒状に形成し、タービ
ン建屋に対して原子炉建屋を偏心配置したことを特徴と
する原子力発電プラントを提供する。
また、上記第1及び第2の目的を達成するために、本
発明の第2の概念は、原子炉を設置してなる原子炉建
屋、及び高圧タービン、低圧タービン、発電機及びその
関連機器を設置してなるタービン建屋を含む原子力発電
プラントにおいて、前記原子炉建屋を前記タービン建屋
内に配置し、両建屋間のエリアに前記高圧タービン、低
圧タービン、発電機及びその他の関連機器を設置し、か
つ、前記原子炉建屋及びタービン建屋を円筒状に形成
し、タービン建屋と原子炉建屋を同心的に配置したこと
を特徴とする原子力発電プラントを提供する。
さらに、上記第1及び第3の目的を達成するために、
本発明の第3の概念は、原子炉を設置してなる原子炉建
屋、及び高圧タービン、低圧タービン、発電機及びその
関連機器を設置してなるタービン建屋を含む原子力発電
プラントにおいて、前記原子炉建屋を前記タービン建屋
内に配置し、両建屋間のエリアに前記高圧タービン、低
圧タービン、発電機及びその他の関連機器を設置し、か
つ、前記高圧タービン、低圧タービンと前記発電機間の
動力伝達シャフトを低圧タービン間で二部し、両シャフ
ト部分を斜めに角度を付けて動力伝達手段を介して接合
し、高圧タービン及び低圧タービンの一部と発電機及び
低圧タービンの残りとを同様に角度を付けて配置したこ
とを特徴とする原子力発電プラントを提供する。
また、上記第1及び第4の目的を達成するために、本
発明の第4の概念は、原子炉を設置してなる原子炉建
屋、及び高圧タービン、低圧タービン、発電機及びその
関連機器を設置してなるタービン建屋を含む原子力発電
プラントにおいて、原子原子炉建屋を前記タービン建屋
内に配置し、両建屋間のエリアに前記高圧タービン、低
圧タービン、発電機及びその他の関連機器を設置し、か
つ、前記原子炉建屋とタービン建屋に共用の天井クレー
ンを設置したことを特徴とする原子力発電プラントを提
供する。
〔作用〕
このように構成された本発明の原子力発電プラントに
おいては、原子炉建屋をタービン建屋内に配置したの
で、原子炉建屋からタービン建屋に入る主蒸気系及び復
水給水系の配管経路が短縮され、当該配管及びその付属
品の物量の低減が図れる。又、主蒸気系及び復水給水系
の配管経路が短縮することから、圧力損失等に影響が少
なくなり、熱効率が向上する。また原子炉建屋から出た
主蒸気系及び復水給水系配管はタービン建屋内に直接入
るので、従来遮蔽計画上必要であった放射線保護用パイ
プスペース及び建屋を設ける必要がなくなり、建屋躯体
の物量も低減できる。更に、原子炉建屋とタービン建屋
の一体性が強化され、建屋間の地震による変位がほぼ同
じとなり、主蒸気系、復水給水系等配管の耐震強度が向
上する。又、両建屋間のスペースを利用して高圧タービ
ン、低圧タービン、発電機、その他の関連機器を設置す
ることにより、建設工程、建屋内機器の配置見直し及び
合理化が図れる。
原子炉建屋及びタービン建屋を円筒状に形成すること
により、外部圧力が円筒状外壁に均一に加わるので、強
度が向上し、建屋容量の低減が図れる。
高圧タービン、低圧タービンと発電機間の動力伝達シ
ャフトと低圧タービン間で二分し、両シャフト部分を斜
めに角度を付けて動力伝達手段を介して接合し、高圧タ
ービン及び低圧タービンの一部と発電機及び低圧タービ
ンの残りと同様に角度を付けて配置することにより、設
置エリアにスペースの制約がある場合でも設置が可能と
なる。
又、上記建屋配置は両建屋に共用の天井クレーンを設
置することを可能にし、これによりレイダウン計画及び
定期検査時の作業及び検査期間の短縮が図れる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
本発明の第1の実施例を示す第1図〜第3図におい
て、原子力発電プラントは円筒状のタービン建屋1と、
タービン建屋1内に設置された同様に円筒状の原子炉建
屋2とからなり、原子炉建屋2はタービン建屋1に対し
て偏心配置されている。原子炉建屋2は通常の如く原子
炉格納容器3を有し、原子炉格納容器3内には原子炉圧
力容器4が収納されている。タービン建屋1の最上階フ
ロアと原子炉建屋2の最上階のフロアは連続したフロア
5を形成し、その上方に大きな室6を形成している。こ
の室6のうち、第1図で点線で囲まれた原子炉建屋2の
上部は原子炉建屋エリア2Aを提供し、その外側はタービ
ン建屋エリア1Aを提供し、タービン建屋エリア1Aは両建
屋1,2の偏心配置の結果、偏心方向一側に最大幅を持つ
環状の形をしている。タービン建屋エリア1Aのその最大
幅部分のフロア5には、高圧タービン7が1機、低圧タ
ービン8が3機、発電機9が1機、両建屋の偏心方向を
横切る方向に直列に配置されている。タービン建屋エリ
ア1Aのその最大幅部分のフロア5の階下には第2図に示
すように復水器10が設置されている。又、原子炉建屋2
とタービン建屋エリア1Aとの間には主蒸気系配管11及び
復水給水系配管12が通っている。
タービン建屋のその他の関連機器も環状のタービン建
屋エリア1Aのフロア5上に設置されている。この関連機
器の設置はエリア1Aが原子炉建屋2を取り囲む形状をし
ていることから、その設置箇所の選択に制約が少なく、
設置スペースの有効利用が可能である。第1図に想像線
でこれら関連機器の特に好ましいと思われる設置例を示
す。20,21は主蒸気系配管11に設けられた主塞止弁及び
加減弁、22は復水ポンプ、23は復水ブーストポンプ、24
は低圧第1給水加熱器、25は低圧第2〜第4給水加熱
器、26は高圧第1及び第2給水加熱器である。又、復水
ブーストポンプ23と高圧第1及び第2給水加熱器26の間
付近のフロア5の階下にはタービン駆動原子炉給水ポン
プ及びモータ駆動原子炉給水ポンプが設置されている。
原子力発電プラントの機器設置の流れは一般的に第4
図に示すようになっている。従って、これら機器を原子
炉4を中心としてその流れの通りに設置できれば最も配
管長さも短くて済み、スペースの節約にもなり、合理的
である。従来の原子力発電プラントでは原子炉建屋とタ
ービン建屋が独立した構造になっているため、そのよう
な合理的配置は得られなかった。本実施例の上記配置例
では、タービン建屋エリア1Aが原子炉建屋2を環状に取
り囲んでいるため合理的な配置を実現している。即ち、
第1図の矢印Aから矢印Bを経て矢印Cの順序で機器設
置の流れを追ってみると、その流れは第4図の流れと概
略一致している。従って、これら機器を接続する配管長
が短くて済み、スペースの節約にもなる。
室6内には、柱30に装架された1対のクレーン用レー
ル31上に、原子炉建屋2とタービン建屋1に共用の天井
クレーン32が配置されている。
このように構成された本実施例の原子力発電プラント
においては、原子炉建屋2をタービン建屋1内に配置し
たので、原子炉建屋2からタービン建屋1の高圧タービ
ン7に入る主蒸気系配管11及び給水加熱器26からタービ
ン建屋7に入る復水給水系配管12の経路が短縮でき、曲
り部も低減できる。これにより配管の物量が低減でき、
配管サポート、保温材等の配管付属品の物量も低減でき
る。又、配管11,12の経路が短縮でき、曲り部も短縮で
きることから、圧力損失等に影響が少なくなり、熱効率
が向上する。従って、発電機9の高速回転が可能とな
り、発電効率の向上が可能となる。又、主蒸気系配管11
及び復水給水系配管12に放射線保護用パイプスペース及
び建屋を設置する必要がないので、建屋躯体の物量も低
減できる。更に、原子炉建屋2とタービン建屋1の一体
性が強化され、建屋間の地震による変位がほぼ同じとな
り、耐震上も有利である。又、タービン建屋エリア1Aが
原子炉建屋2を取り囲む形状となるため、原子炉建屋2
を中心として、上述したように高圧タービン、低圧ター
ビン、発電機及びその他の関連機器の合理的な配置が可
能となり、配管物量の一層の低減が可能である。又、原
子炉建屋2がタービン建屋1にあるため、天井クレーン
32にように両建屋1,2の機器の共用化が可能となり、機
器の合理化が図れる。そして特に天井クレーン32を共用
した場合には、レイダウン計画及び定期検査時において
もレイダウン作業の合理化及び定期検査作業期間の短縮
ができる。更に、原子炉建屋2及びタービン建屋1を円
筒状に形成することにより、外部圧力が円筒状外壁に均
一に加わるので、強度が向上し、建屋容量の低減が図れ
る。
本発明の第2の実施例を第5図〜第7図を参照して説
明する。本実施例では、タービン建屋40と原子炉建屋41
を同心的に配置し、原子炉建屋エリア41Aの周囲に位置
するタービン建屋エリア40Aを一定幅の環状の形にして
いる。タービン建屋エリア40Aに設置される高圧タービ
ン7、低圧タービン8(3機)及び発電機9は、第2及
び第3の低圧タービン8の間で二分し、両者をくの字形
に折り曲げ、両者の動力伝達シャフト42,43を第7図に
拡大して示すようにカサ歯歯車44を使用して接合する。
シャフト42,43の接合角度は90゜以上180゜以下とする。
このような接合構造を取ることにより、両建屋を同心的
に配置し、エリア40Aのスペース制約がある場合でも、
高圧タービン7、低圧タービン8(3機)及び発電機9
の設置が可能となる。その他は第1の実施例と同様であ
る。
本実施例においても第1の実施例と同様の効果を得る
ことができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、原子炉建屋をタービン建屋内に配置
したので、以下に列挙する効果を得ることができる。
(1)主蒸気系及び復水給水系の配管経路が短縮され、
配管及び配管付属品の物量の低減が図れる。
(2)配管経路が短縮することから、圧力損失等に影響
が少なくなり、熱効率が向上する。
(3)建屋の立体面積の縮少即ち建屋の小形化及び建屋
物量の低減が可能である。
(4)建屋間の地震による変位が発生せず、耐震性が向
上する。
(5)天井クレーン等、両建屋での機器の共用が可能と
なり、機器の合理化が図れる。
(6)建設工程の短縮化が可能である。
又、本発明において、原子炉建屋及びタービン建屋を
円筒状に形成した場合には、外部圧力が円筒状外壁に均
一に加わるので、強度が向上し、建屋容量の低減が図れ
る。
高圧タービン、低圧タービン及び発電機を二分し、角
度を付けて配置した場合は、設置エリアにスペースの制
約がある場合でも設置が可能となり、これら機器を設置
する際の機器配置の一層の合理化が図れる。
両建屋に共用の天井クレーンを設置した場合は、レイ
ダウン計画及び定期検査時の作業及び検査期間の短縮が
図れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例による原子力発電プラントの
水平断面図であり、第2図は第1図のII−II線に沿った
断面図であり、第3図は第1図のIII−III線に沿った断
面図であり、第4図はタービン建屋機器の配置流れ図で
あり、第5図は本発明の第2の実施例による原子力発電
プラントの水平断面図であり、第6図は第5図のVI−VI
線に沿った断面図であり、第7図は第5図のVII部分の
拡大図である。 符号の説明 1,40……タービン建屋 1A,40A……タービン建屋エリア 2,41……原子炉建屋、4……原子力圧力容器 7……高圧タービン、8……低圧タービン、 9……発電機、11……主蒸気系配管 12……復水給水系配管、32……天井クレーン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斎藤 修 茨城県日立市幸町3丁目1番1号 株式 会社日立製作所日立工場内 (72)発明者 松村 宏 茨城県日立市幸町3丁目2番1号 日立 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 小野瀬 清美 茨城県日立市幸町3丁目2番1号 日立 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 福地 栄 茨城県日立市幸町3丁目2番1号 日立 エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−156594(JP,A) 実開 昭63−8699(JP,U) 実公 昭52−12078(JP,Y1)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】原子炉を設置してなる原子炉建屋、及び高
    圧タービン、低圧タービン、発電機及びその関連機器を
    設置してなるタービン建屋を含む原子力発電プラントに
    おいて、前記原子炉建屋を前記タービン建屋内に配置
    し、両建屋間のエリアに前記高圧タービン、低圧タービ
    ン、発電機及びその他の関連機器を設置し、かつ、前記
    原子炉建屋及びタービン建屋を円筒状に形成し、タービ
    ン建屋に対して原子炉建屋を偏心配置したことを特徴と
    する原子力発電プラント。
  2. 【請求項2】原子炉を設置してなる原子炉建屋、及び高
    圧タービン、低圧タービン、発電機及びその関連機器を
    設置してなるタービン建屋を含む原子力発電プラントに
    おいて、前記原子炉建屋を前記タービン建屋内に配置
    し、両建屋間のエリアに前記高圧タービン、低圧タービ
    ン、発電機及びその他の関連機器を設置し、かつ、前記
    原子炉建屋及びタービン建屋を円筒状に形成し、タービ
    ン建屋と原子炉建屋を同心的に配置したことを特徴とす
    る原子力発電プラント。
  3. 【請求項3】原子炉を設置してなる原子炉建屋、及び高
    圧タービン、低圧タービン、発電機及びその関連機器を
    設置してなるタービン建屋を含む原子力発電プラントに
    おいて、前記原子炉建屋を前記タービン建屋内に配置
    し、両建屋間のエリアに前記高圧タービン、低圧タービ
    ン、発電機及びその他の関連機器を設置し、かつ、前記
    高圧タービン、低圧タービンと前記発電機間の動力伝達
    シャフトを低圧タービン間で二分し、両シャフト部分を
    斜めに角度を付けて動力伝達手段を介して接合し、高圧
    タービ及び低圧タービンの一部と発電機及び低圧タービ
    ンの残りとを同様に角度を付けて配置したことを特徴と
    する原子力発電プラント。
  4. 【請求項4】原子炉を設置してなる原子炉建屋、及び高
    圧タービン、低圧タービン、発電機及びその関連機器を
    設置してなるタービン建屋を含む原子力発電プラントに
    おいて、前記原子炉建屋を前記タービン建屋内に配置
    し、両建屋間のエリアに前記高圧タービン、低圧タービ
    ン、発電機及びその他の関連機器を設置し、かつ、前記
    原子炉建屋とタービン建屋に共用の天井クレーンを設置
    したことを特徴とする原子力発電プラント。
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