JP2954256B2 - 原子力発電所の温水システム - Google Patents

原子力発電所の温水システム

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JP2954256B2
JP2954256B2 JP2045436A JP4543690A JP2954256B2 JP 2954256 B2 JP2954256 B2 JP 2954256B2 JP 2045436 A JP2045436 A JP 2045436A JP 4543690 A JP4543690 A JP 4543690A JP 2954256 B2 JP2954256 B2 JP 2954256B2
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、原子力発電所に施設される暖房システムに
関する。
〔従来の技術〕
従来の所内温水系の系統構成は、特開昭59−112297号
公報に記載のように、原子炉冷却材浄化系より生じる排
熱を有効利用するため、この熱を所内温水系の温水熱交
換器により同系統へ受熱させ温水として暖房対象へ供給
していた。
また、従来の所内温水系の温度制御装置は、特開昭60
−165597号公報に記載のように、所内温水系の温水熱交
換器より加熱された温水と、暖房対象より戻つた冷水と
を混合させ、この混合比を変化させることにより、外気
温度に追従した温度の循環水を得る暖房システムとして
いた。
また、暖房対象に対しての温水供給量の設定は手動弁
を設け、予め設計流量を固定していた。
〔発明が解決しようとする課題〕
所内温水系による暖房は、原子力発電所建屋全般が対
象となり、具体的には加熱源である原子炉冷却材浄化系
と並行して運転する設備室、及び、その付帯設備室、す
なわち、原子炉建屋内、廃棄物処理区域内、タービン建
屋内、海水熱交換建屋内及びサービス建屋内等を暖房す
る。ここでこの建屋の暖房容量は、建屋の換気量及び換
気系統が要求する設計給気温度によつて、冬期の外気を
必要温度に加熱する必要があるため、膨大な容量となつ
ている。
一方、従来技術は、原子炉冷却材浄化系に配設される
非再生熱交換器からの排熱1基を使用した設備構成とし
ており、この熱量では、上述の換気系統の要求する熱量
を確保することは不可能である。
さらに、所内温水系には原子炉の停止に伴い、原子炉
冷却材浄化系の排熱が使用できなくなつた場合に使用す
るボイラ蒸気を加熱源としたバツクアツプ熱交換器を設
けており、温水熱交換器で回収できなかつた熱量を補う
ために、バツクアツプ熱交換器を併用して使用する必要
性が生じ、運転費の面で増大してしまう難点があつた。
所内温水系に要求される運転範囲は、冬期通常プラン
ト運転時と冬期点検時の二つあり、温水熱交換器は、冬
期通常プラント運転時に使用し、バツクアツプ熱交換器
は、冬期点検時に使用する。
従来技術は、冬期通常運転時に温水熱交換器を加熱源
とし、外気温度に追従して温水供給温度を調節するもの
としているが、点検時の供給温度調節について考慮され
ておらず、ボイラ蒸気を加熱源とするバツクアツプ熱交
換器は高温流体を取扱う機器であるので、この制御方式
を確立させる。
外気温度に追従した供給温度制御により従来各暖房対
象に設けられていた空調設備の給気温度を調節するため
の流量調節弁が削除できる。つまり、所内温水系が暖房
対象へ供給する温水量は一定となるため、暖房対象出口
側、或いは、入口側管に手動弁を設け、ある流量で固定
すれば良いとしているが、暖房対象には暖房容量として
の余裕を見込み設計しており、経年劣化により能力低下
した場合には、必要流量を供給する様に固定した弁開度
を調節しなければならない。
ところが、一度固定した流量設定を変えると、温水ル
ープ全体の流量バランスが乱れ、流量調節の必要ない他
の暖房対象にも流量調節の必要性が生じる難点がある。
さらに、本温水システムの特徴である冷温水兼用コイ
ル(夏期冷房のため冷凍機冷水を供給し、冬期にはコイ
ル内を温水を通水し暖房させる)の負荷へ温水を供給さ
せるために、コイル入口部、出口部の切替弁の操作によ
り、温水供給を行うが、この切替操作を必要とする兼用
コイルの負荷が、多台数有り、所内温水系の負荷として
支配的であるため、同時に切替を行わないと、負荷側必
要流量を確保出来ないという難点がある。
本発明の目的は、温水システム内の機器に負担を極力
かけないで暖房容量の増大に対処できる原子力発電所の
温水システムを提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するための第1手段は、原子力発電所
内の暖房に用いられる閉ループの所内温水系をもつ温水
システムにおいて、前記所内温水系に配設される、原子
炉冷却材浄化系の複数の非再生熱交換器から受熱して前
記所内温水系の循環水を加熱する温水熱交換器を、前記
非再生熱交換器の設備数に応じて並列に複数基設けたこ
とを特徴とする原子力発電所の温水システムである。
同じく第2手段は、第1手段において、前記循環水を
加熱する加熱手段として、前記温水熱交換器及び所内温
水系に配設されるバックアップ熱交換器を備え、前記加
熱手段のいずれかで前記循環水が加熱された高温水と、
前記加熱手段の全てをバイパスする低温水とを混合して
供給温度を調節する温度調節弁を設け、外気温度検出器
からの信号に基づき、前記温度調節弁の開度を調節して
循環水の温度を設定する原子力発電所の温水システムで
ある。
同じく第3手段は、第1手段において、前記非再生熱
交換器から受熱して前記所内温水系の循環水を加熱する
温水熱交換器と、前記所内温水系に前記温水熱交換器と
直列にして装備された暖房対象と、前記暖房対象の入口
側と出口側とを連結して前記暖房対象と並列に装備され
たバイパス管と、前記バイパス管に設けられた流量調節
弁とを備えた原子力発電所の温水システムである。
〔作用〕
第1手段によれば、所内温水系に配設される複数の温
水熱交換器はループに並列に設置され、この加熱源は原
子冷却材浄化系に配設される複数の非再生熱交換器を使
用するため、従来より設備容量は倍になるが、複数の温
水熱交換器は並列に配設されているので温水ポンプの負
担はかからない。
第2手段によれば、第1手段による作用に加えて、温
水熱交換器は原子炉プラント運転時に使用し、バックア
ップ熱交換器は原子炉プラント通常停止時に使用するの
で、熱交換器の運転に多重性がないため、外気温度に追
従した温水供給制御方法では組み合せによる誤動作は考
慮することはない。
第3手段によれば、第1手段による作用に加えて、暖
房対象へ供給する温水流量を調整するときには、暖房対
象をバイパスする流量調節弁を操作して、設計流量値を
変化させないで調節することができ、それによって、他
暖房負荷への流量バランスが乱れることはなく、温水ル
ープの圧力損失も変化しないので、温水ポンプに負荷が
かからない。
〔実施例〕
以下この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図はこの発明に係る温水システムの第一実施例を
示す系統図である。温水システム25は、所内温水系21,
原子炉冷却材浄化系2,原子炉補機冷却系8,9、及び所内
蒸気系15から構成される。
このうち、所内温水系21は原子炉冷却材浄化系2から
排出される熱を原子炉補機冷却水系8,9を介して受熱
し、その温水を原子力発電所の暖房対象22にて所定の温
度へ暖房する系統である。
また、原子炉冷却材浄化系2は、原子炉圧力容器1に
再生熱交換器3,非再生熱交換器4,5,循環ポンプ6、及
び、浄化装置7が配設される。
非再生熱交換器4,5により冷却材は浄化のため原子炉
補機冷却系8,9により必要な温度まで冷却される。冷却
された冷却材は、循環ポンプ6により浄化装置7へ送ら
れ、不純物を取り除き、さらに、再生熱交換器3を介し
て原子炉圧力容器に戻される。なお、非再生熱交換器4,
5は熱交換器のチユーブリークによる一次冷却水の系外
漏洩を防止するため一方が隔離できるように並列に二基
設けている。
一方、原子炉補機冷却水系8,9は、非再生熱交換器4,5
と、所内温水系21に配設される温水熱交換器12,13を連
結する二つの独立した閉ループを構成し、それぞれのル
ープに冷却水ポンプ10,11が設けられる。原子炉補機冷
却水系8,9の冷却水は、冷却水ポンプ10,11により循環
し、非再生熱交換器4,5からの排熱を温水熱交換器12,13
に供給する。
また、所内温水系21は複数の暖房対象22を温水ループ
に対して並列に配設する。温水熱交換器12及び13は並列
に連接するものであり、閉ループより構成される。この
閉ループには温水ポンプ24が配設され、温水熱交換器1
2,13及び暖房対象22に温水を循環させる。
各暖房対象22の出口側には、流量設定用の出口弁26が
それぞれ設けられる。この出口弁26は、各暖房対象22へ
供給される循環水の流量を設定させ、或いは、保守・点
検のために暖房対象22を所内温水系21から隔離させる機
能を持つ。また、暖房対象22の入口側と出口側とを連結
するバイパス管27を設け、さらに、バイパス管27には、
流量調節弁23を設置する。この弁は手動弁が用いられ
る。
流量調節弁23は循環水量をバランスさせ、暖房対象22
の加熱能力の余裕分をバイパスさせる。つまり、暖房対
象22の伝熱面の汚れ等による経年劣化に伴う能力の低下
に応じて流量調節弁23を絞り、暖房対象22の必要暖房容
量を確保する。これは、出口弁26で流量を調整した場
合、流量はバイパス方式と違い、暖房対象22にかかる圧
力損失が変化し、他の暖房対象22へ流量バランスが変化
するので、流量設定に二重三重の手間がかかることが考
えられるために流量調節弁23により暖房対象22の設定さ
れた流量を変化させずに流量調節をバランス良く行うも
のである。
また、所内温水系21には、原子炉圧力容器1の停止時
等、温水熱交換器12,13て排熱回収不可となつた場合に
暖房容量を確保するためのバツクアツプ熱交換器14が設
けられる。バツクアツプ熱交換器14は、所内蒸気系15を
加熱源として温度調節器17で温水出口温度を一定にする
信号を蒸気調節弁16に与え蒸気量を調節し、暖房対象22
の機能を維持する。
さらに、所内温水系21には、温水熱交換器12,13をバ
イパスする配管18を設けている。これは温水ポンプ24の
吐出側と暖房対象22の上流側を連結するものであり、暖
房対象22の上流側の連結部には、供給温度調節弁19が設
けられる。この供給温度調節弁19には、外気温度を検出
し、外気温度に追従して温水供給温度を設定する温度調
節装置20が設けられる。温度調節装置20は、バイパス管
18を通る低温水と、温水熱交換器12,13、及びバツクア
ツプ熱交換器14を通る高温水を混合させて、定められた
供給温度に調節する。
本実施例によれば、暖房対象22の必要加熱容量の増大
に伴い、原子炉冷却材浄化系2に配設される非再生熱交
換器4,5を二基使用し、所内温水系21の増強を図つたた
め、排熱利用の観点より運転費の面でコストの低減が見
込める。
また、原子炉運転時の温水熱交換器12,13により温水
ループの加熱、及び、定検等による原子炉通常停止時の
バツクアツプ熱交換器14による加熱、いずれの運転モー
ドに対しても、外気温度に追従した供給温度調節ができ
るので、運用性の向上が図れる。
さらに、暖房対象22の入口側と出口側を連結するバイ
パス管27を設け、また、バイパス管27には流量調節弁23
を設けたことにより、暖房対象22の温水供給量の設定を
容易に行なえ、循環水の全体の流量バランスを損なうこ
となく調節することができる。
なお、本実施例では温水熱交換器12,13とバツクアツ
プ熱交換器とを温水ループ上直列に配設しているが、第
2図に示すように並列に配設しても良い。
〔発明の効果〕
請求項1の発明によれば、暖房対象の必要加熱容量の
増大に伴い、原子炉冷却材浄化系に配設される非再生熱
交換器と温水熱交換器とをそれぞれ複数基使用し温水ポ
ンプ等のシステム内の機器に負担を極力かけないで所内
温水系の増強を図つたことより、排熱利用の観点上、運
転費の面でコストの低減を図れる。
請求項2の発明によれば、請求項1の発明による効果
に加えて、原子炉運転時の温水熱交換器による温水ルー
プの加熱、及び、原子炉通常停止時のバツクアツプ熱交
換器による加熱、いずれの運転モードに対しても外気温
度に追従した供給温度調節ができるので運用性の向上が
図れる。
請求項3の発明によれば、請求項1の発明による効果
に加えて、暖房対象の入口側と出口側とを連結するバイ
パス管を設け、またバイパス管による流量調節弁を設け
たことにより、暖房対象の温水供給量の設定を容易に調
整でき、循環水の全体の流量バランスを損なうこともな
く調節することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の温水システムの系統図、第
2図は、第1図を基に温水熱交換器とバツクアツプ熱交
換器との配列を並列にした温水システムの系統図であ
る。 1……原子炉圧力容器、2……原子炉冷却材浄化系、3
……再生熱交換器、4,5……非再生熱交換器、6……循
環ポンプ、7……浄化装置、8,9……原子炉補機冷却水
系、10,11……冷却水ポンプ、12,13……温水熱交換器、
14……バツクアツプ熱交換器。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−186898(JP,A) 特開 昭60−181697(JP,A) 特開 昭60−165597(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G21D 9/00 G21D 1/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】原子力発電所内の暖房に用いられる閉ルー
    プの所内温水系をもつ温水システムにおいて、 前記所内温水系に配設される、原子炉冷却材浄化系の複
    数の非再生熱交換器から受熱して前記所内温水系の循環
    水を加熱する温水熱交換器を、前記非再生熱交換器の設
    備数に応じて並列に複数基設けたことを特徴とする原子
    力発電所の温水システム。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記循環水を加熱する
    加熱手段として、前記温水熱交換器及び所内温水系に配
    設されるバックアップ熱交換器を備え、前記加熱手段の
    いずれかで前記循環水が加熱された高温水と、前記加熱
    手段の全てをバイパスする低温水とを混合して供給温度
    を調節する温度調節弁を設け、外気温度検出器からの信
    号に基づき、前記温度調節弁の開度を調節して循環水の
    温度を設定する原子力発電所の温水システム。
  3. 【請求項3】請求項1において、前記非再生熱交換器か
    ら受熱して前記所内温水系の循環水を加熱する温水熱交
    換器と、前記所内温水系に前記温水熱交換器と直列にし
    て装備された暖房対象と、前記暖房対象の入口側と出口
    側とを連結して前記暖房対象と並列に装備されたバイパ
    ス管と、前記バイパス管に設けられた流量調節弁とを備
    えた原子力発電所の温水システム。
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