JP3256586B2 - 原子力発電所の冷暖房設備 - Google Patents

原子力発電所の冷暖房設備

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JP3256586B2
JP3256586B2 JP02124493A JP2124493A JP3256586B2 JP 3256586 B2 JP3256586 B2 JP 3256586B2 JP 02124493 A JP02124493 A JP 02124493A JP 2124493 A JP2124493 A JP 2124493A JP 3256586 B2 JP3256586 B2 JP 3256586B2
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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

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  • Other Air-Conditioning Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は原子力発電所の冷暖房設
備に関する。
【0002】
【従来の技術】原子力発電所内には、各種設備・機器が
設置されており、それぞれ所望の環境温度に保つように
冷房および暖房を行っている。一般に、冷房は冷凍機に
より作られた冷水を所内の各種空調コイルに供給する冷
水供給システムが用いられ、冷凍機は電気式のターボ冷
凍機が採用されている。
【0003】他方、暖房は炉水浄化系の非再生熱交換器
からの冷却水の戻り水の排熱を利用する所内温水供給シ
ステムが用いられ、炉水浄化系の非再生熱交換器からの
高温戻り水と熱交換して作った温水を所内の各種空調コ
イルへ供給し、所内の暖房を行っている。また、炉水浄
化系の排熱を利用できない場合のバックアップ用として
は、所内ボイラ蒸気により温水を作る熱交換器を設置し
ている。
【0004】次に、従来の原子力発電所の冷暖房設備を
図3および図4に基づいて説明する。図3は原子力発電
所の冷房設備の概略系統図であり、この冷房設備には原
子力発電所内の換気空調系の冷房用空調コイル11へ冷
水を供給する冷水供給系10が用いられ、この冷水供給
系10は冷水供給ポンプ12、冷凍機13a〜13e、
冷水供給配管14から構成され、これら冷凍機13a〜
13eには除熱用の補機冷却水15が供給されている。
【0005】したがって、上記冷房設備における冷凍機
13a〜13eで作られた冷水は、冷房用空調コイル1
1へ供給されて所内冷房に使用される。この冷房用空調
コイル11にて昇温した水は、再び冷水供給配管14お
よび冷水供給ポンプ12にて冷凍機13a〜13eに戻
される。
【0006】図4は原子力発電所の暖房設備の概略系統
図であり、この暖房設備には原子力発電所内の暖房用空
調コイル21へ温水を供給する温水供給系20が用いら
れ、炉水浄化系の非再生熱交換器22への冷却水23の
高温の戻り水24を熱交換器25へ導き、この熱交換器
25で温水ループ配管26を循環する水と熱交換され、
昇温された温水を暖房用空調コイル21へ供給し暖房用
として使用する。
【0007】暖房用空調コイル21からの戻り水は、温
水ループ配管26および温水供給ポンプ27により循環
され、再び暖房用として使用される。温水ループ配管2
6にはバックアップ熱交換器28が設けられ、上記炉水
浄化系の排熱を利用できない場合には、所内ボイラ30
の蒸気を熱交換器28に導いて温水を作り、この温水を
暖房用空調コイル21に供給する。
【0008】すなわち、所内ボイラ30からは、蒸気供
給配管31を通してバックアップ熱交換器28に蒸気が
供給される他、所内の各蒸気使用負荷32にも蒸気が供
給される。これらの蒸気使用負荷32からの戻り蒸気
は、復水回収配管33を通して復水回収装置34に回収
され、冷却・凝縮後、復水移送ポンプ35により所内ボ
イラ30へ移送され給水として再利用される。
【0009】炉水浄化系には非再生熱交換器22の他、
原子炉36に接続された再生熱交換器37、炉水浄化装
置38およびポンプ39が設けられている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、プラン
ト定期点検時には、炉水浄化系の排熱を利用できないた
め、従来の暖房設備では所内ボイラ30の蒸気を熱源と
して温水を作り、暖房を行う必要がある。また、所内ボ
イラ30はバックアップ熱交換器28への供給を見込ん
だ設備容量が必要となる。そして、バックアップ熱交換
器28への蒸気供給分の運転費もかなりなものとなる問
題点がある。
【0011】さらに、冷凍機は予備機を含め複数台設け
られるものの、プラント定期点検時には、所内設置各機
器からの発熱量が少ないことから、所内冷房用の必要容
量はプラント通常運転時に比較して小さく、例えば5台
設置の冷凍機の内、2台は停止させている結果、運転効
率が悪い問題点がある。
【0012】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、所内ボイラから所内温水供給設備であるバック
アップ熱交換器への蒸気の供給量を可能な限り不要ある
いは少なくさせ、もって所内ボイラ容量を低減させた効
率的な冷暖房運転を行わせる原子力発電所の冷暖房設備
を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明に係る原子力発電
所の冷暖房設備は、上述した課題を解決するために、冷
凍機にて作られた冷水を所内の冷房用として供給する冷
水供給系と、炉水浄化系の排熱を用いて昇温した温水を
所内の暖房用として供給する温水供給系とを有する原子
力発電所の冷暖房設備において、上記冷水供給系に設け
られた冷凍機を冷水のみ製造する冷房用専用冷凍機と冷
水および温水を製造するヒートポンプ式冷凍機とで構成
するとともに、上記冷房用専用冷凍機と上記ヒートポン
プ式冷凍機とに一つの共用する配管が冷却水を給排する
一方、上記ヒートポンプ式冷凍機と上記温水供給系とを
接続する温水配管とを備え、上記排熱の使用不能時、上
記ヒートポンプ式冷凍機にて作られた温水を上記温水配
管を経て上記温水供給系に供給するものである。
【0014】
【作用】上記の構成を有する本発明においては、温水供
給系の所内ボイラにより蒸気加熱されるバックアップ熱
交換器に替わり、あるいはこれに加えて所内冷房用専用
冷凍機の停止機を活用するものであって、ヒートポンプ
式冷凍機を冷房用と併せて暖房用として用いる。
【0015】すなわち、プラント定期点検時のように炉
水浄化系からの排熱を利用できない時には、停止した冷
房用専用冷凍機の一部の台数を暖房用として活用して温
水を作り、この温水を温水配管を経て温水供給系の各暖
房負荷へ供給する。
【0016】これにより、炉水浄化系の排熱の使用不能
時、所内ボイラ蒸気の供給は不要あるいは大幅に低減さ
れる。
【0017】そして、その際、冷房用専用冷凍機とヒー
トポンプ式冷凍機とは、一つの共用する配管で冷却水を
給排させているので、設置面積の縮小化と相俟って点検
作業の際の作業工数を少なくさせることができる。
【0018】したがって、本実施形態によれば、所内ボ
イラの容量の低減化、設置面積の縮小化、点検作業工数
の低減化に伴って、冷暖房運転に効率的な運転を行わせ
ることができる。
【0019】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0020】図1は本発明に係る原子力発電所の冷暖房
設備の第1実施例を示す概略系統図である。なお、従来
の構成と同一または対応する部分には図3および図4と
同一の符号を用いて説明する。
【0021】図1において、冷暖房設備は原子力発電所
内の換気空調系の冷房用空調コイル11へ冷水を供給す
る冷水供給系10と、原子力発電所内の暖房用空調コイ
ル21へ温水を供給する温水供給系20とから大略構成
されている。
【0022】冷房用専用冷凍機13は冷房用の冷水のみ
を製造する機能を有し、ヒートポンプ式冷凍機40は冷
水製造および温水製造の両者の機能を併せて備えるもの
であり、実際、冷凍機13およびヒートポンプ式冷凍機
40は複数機設置されるが、図1では簡略化するため、
それぞれ1台だけを示している。
【0023】ヒートポンプ式冷凍機40には温水ループ
配管26から分岐した温水供給配管41、温水戻り配管
42が接続されて温水ループ水を導くとともに、補機冷
却水15を給排する一つの共用する配管から分岐した冷
却水供給配管43、冷却水戻り配管44により冷却水を
ヒートポンプ式冷凍機40の被冷却側に導くように構成
する。
【0024】次に、本実施例の作用について説明する。
【0025】プラントの通常運転時には、所内の冷房は
冷房用専用冷凍機13およびヒートポンプ式冷凍機40
により冷水を作り、これを冷房用空調コイル11へ供給
して行う。また、所内の暖房は炉水浄化系の非再生熱交
換器22からの冷却水23の高温の戻り水24を熱交換
器25に導き、温水ループ水と熱交換して作った温水を
暖房用空調コイル21へ供給して行う。
【0026】一方、プラントの定期点検時には所内の冷
房用の負荷は、小さくなることから図3に示す冷房設備
では複数機設けられた冷凍機の内、一部を停止させるこ
とになるが、本実施例では冷房専用冷凍機13は冷房用
として使用し、ヒートポンプ式冷凍機40は冷房用とし
て使用せずに、これを暖房用(温水製造)として使用す
る。
【0027】すなわち、プラントの定期点検時のように
炉水浄化系からの排熱を利用できない時には、温水ルー
プ配管26から分岐した温水供給配管41にて温水ルー
プ水をヒートポンプ式冷凍機40に導く一方、補機冷却
水15は冷却水供給配管43を通して熱源としてヒート
ポンプ式冷凍機40の被冷却側へ導く。ここで、ヒート
ポンプ式冷凍機40は補機冷却水15から給熱して温水
ループ水を昇温させ、この温水は温水戻り配管42およ
びバックアップ熱交換器28を経て暖房用空調コイル2
1へ供給される。
【0028】なお、本実施例ではバックアップ熱交換器
28を有しており、ヒートポンプ式冷凍機40で昇温さ
せた温水ループ水をバックアップ熱交換器28に導いた
所内ボイラ30の蒸気にてさらに加温できるようにして
いる。
【0029】このように本実施例によれば、プラントの
定期点検時に必要であった暖房用の所内ボイラ蒸気の供
給は、ヒートポンプ式冷凍機40を用いることで、その
供給量が低減され、これに要する経費は熱効率の高いヒ
ートポンプを使用することにより、大幅に低減される。
【0030】また、図4の所内ボイラ30はバックアッ
プ熱交換器28への蒸気供給分を有する容量としていた
が、本実施例においてはバックアップ熱交換器28への
蒸気供給は零または大幅に低減されることになるから、
所内ボイラ30の容量を著しく低減することができる。
【0031】さらに、本実施例では、バックアップ熱交
換器28に加え、冷凍機の停止機を活用しているので、
運転効率を高めることができる。
【0032】さらにまた、本実施例では、原子炉用制御
棒用専用冷凍機13とヒートポンプ式冷凍機40で補機
冷却水15を給排させる際、一つの共用する配管を用い
ているので、設置面積の縮小化と点検作業に際しての作
業工数を低減させることができる。
【0033】図2は本発明に係る原子力発電所の冷暖房
設備の第2実施例を示す概略系統図である。なお、前記
第1実施例と同一の部分には同一の符号を付して説明す
る。
【0034】この第2実施例と図1に示す第1実施例と
の相違は、ヒートポンプ式冷凍機40での給熱源を冷房
用専用冷凍機13からの戻り水としたことであり、ヒー
トポンプ式冷凍機40を暖房用として用いる場合には冷
房用専用冷凍機13からの冷却水の戻り水を配管45に
てヒートポンプ式冷凍機40へ導き、この戻り水から給
熱して温水ループ水を加熱昇温させた後、配管46に送
る。
【0035】したがって、本実施例ではヒートポンプ式
冷凍機40での給熱源を冷房用専用冷凍機13からの冷
却水の戻り水を利用したので、図1に示した実施例と比
較しより高い温度の熱源として使用できる。また、本実
施例は図1に示す第1実施例と比較し、バックアップ熱
交換器、この熱交換器への蒸気供給配管および戻り蒸気
配管を削除してあり、プラントの定期点検時の暖房をヒ
ートポンプ式冷凍機40にて行う。
【0036】このように本実施例によれば、プラントの
定期点検時に必要であった暖房用として所内ボイラ蒸気
の供給が不要となり、また効率のよいヒートポンプを使
用することにより、暖房に要する運転費を大幅に低減で
きる。さらに、所内ボイラは暖房用に要していた分の容
量を低減できるとともに、バックアップ熱交換器および
この交換器への蒸気供給配管、蒸気戻り配管などの諸設
備を排除可能であるので、設備費を大幅に削減すること
ができる。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る原子
力発電所の冷暖房設備によれば、冷水供給系に設けられ
冷水および温水を製造するヒートポンプ式冷凍機と、こ
の冷凍機と温水供給系とを接続する温水配管とを備え、
炉水浄化系の排熱の使用不能時、ヒートポンプ式冷凍機
にて作られた温水を温水配管を経て温水供給系に供給す
ることにより、プラントの定期点検時において、炉水浄
化系の排熱を使用できない時の暖房用として従来必要で
あった所内ボイラからの蒸気の供給を不要あるいは大幅
に低減させることができる。そのため、暖房用に要して
いた分の容量を削減することができる。
【0038】また、本発明に係る原子力発電所の冷暖房
設備によれば、冷房用専用冷凍機とヒートポンプ式冷凍
機で冷却水を給排させる際、一つの共用する配管を用い
ているので、設置面積の縮減化と相俟って点検作業の際
の作業工数を少なくさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る原子力発電所の冷暖房設備の第1
実施例を示す概略系統図。
【図2】本発明に係る原子力発電所の冷暖房設備の第2
実施例を示す概略系統図。
【図3】従来の原子力発電所の冷房設備を示す概略系統
図。
【図4】従来の原子力発電所の暖房設備を示す概略系統
図。
【符号の説明】
10 冷水供給系 11 冷房用空調コイル 13 冷房用専用冷凍機 15 補機冷却水 20 温水供給系 21 暖房用空調コイル 22 非再生熱交換器 26 温水ループ配管 28 バックアップ熱交換器 30 所内ボイラ 40 ヒートポンプ式冷凍機 41 温水供給配管(温水配管) 42 温水戻り配管(温水配管) 43 冷却水供給配管 44 冷却水戻り配管

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 冷凍機にて作られた冷水を所内の冷房用
    として供給する冷水供給系と、炉水浄化系の排熱を用い
    て昇温した温水を所内の暖房用として供給する温水供給
    系とを有する原子力発電所の冷暖房設備において、上記
    冷水供給系に設けられた冷凍機を冷水のみ製造する冷房
    用専用冷凍機と冷水および温水を製造するヒートポンプ
    式冷凍機とで構成するとともに、上記冷房用専用冷凍機
    と上記ヒートポンプ式冷凍機とに一つの共用する配管が
    冷却水を給排する一方、上記ヒートポンプ式冷凍機と上
    記温水供給系とを接続する温水配管とを備え、上記排熱
    の使用不能時、上記ヒートポンプ式冷凍機にて作られた
    温水を上記温水配管を経て上記温水供給系に供給するこ
    とを特徴とする原子力発電所の冷暖房設備。
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