JP4398608B2 - Compressed air supply system for nuclear power plants - Google Patents

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  • Pipeline Systems (AREA)
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は原子力発電プラントの所内及び計装用の圧縮空気供給システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
原子力プラントにおける計装用空気系(以下IA系と略す。)は主に空気作動弁及び計装制御機器の作動等にオイルレスでかつ除湿、除塵された圧縮空気を供給するための系統である。
【0003】
また、原子力プラントにおける所内空気系(以下SA系と略す。)は主に各建屋内外の脱塩装置、濾過装置の再生・逆洗及び空気作動工具等に必要な圧縮空気を供給するための系統である。
【0004】
そこで、まずIA系の系統構成について図3を参照しながら説明する。
この系統は図に示すように並列に2系統の空気圧縮機系列を有し、それぞれの系統には空気圧縮機6と後部冷却器7が接続された気水分離器8及び機器接続配管から構成されている。気水分離器8から下流側は合流して空気貯槽9に接続され、この空気貯槽9の下流側は再び2系統に分岐して除湿装置10に接続され、その下流側は再び合流して各負荷先へ供給する構成となっている。なお、空気貯槽9内の空気はその一部を圧縮機制御用空気20として使用される。そして、IA系の設備仕様としては、1系列100%容量とし片系列を予備機としている。
【0005】
次に、IA系の運転状態はプラント通常運転中が最も負荷率が高く平均40〜60%程度であるが、プラント定期点検中においては負荷率が10〜20%程度と非常に低いため、長期間のアンロード運転状態となることから機器内にドレンが滞留し、発錆を起因とした作動不良を招く可能性がある。
この対策として、空気圧縮機6と後部冷却器7の間に連続排気する目的で大気放出ライン18が接続されている。
【0006】
次に、IA系除湿装置10の機能について説明する。
IA系除湿装置10は空気貯槽9の出口からの飽和湿り空気を中空糸膜除湿ユニット入口の濾過部11に流入させる。この濾過部11は流入した飽和湿り空気をプロセスの負荷である計測制御機器の使用に支障のない程度まで除塵する。濾過部11で除塵されたプロセス空気は、中空糸膜エレメント13を備えた除湿部に流入する。
【0007】
除湿部は、中空糸膜エレメント13に均一に空気を分配する中空糸膜入口エアヘッダ12と並列に並んだ中空糸膜エレメント13及び中空糸膜出口エアヘッダ15で構成されている。除湿部に流入したプロセス空気は中空糸膜エレメント13にて除湿され、乾燥空気として中空糸膜出口エアヘッダ15に流出し、プラント内に計装用空気として供給される。この時の出口露点は露点要求の最も高い特定負荷の要求値露点−40℃以上(低露点)を満足するようにしている。
【0008】
一方、中空糸膜除湿ユニットを経て乾燥した空気の一部は、中空糸膜で除去された湿分を系外に放出するために必要とされるブリード(大気放出)用空気としてブリード用空気制御部16に分岐される。ブリード用空気量は定格除湿流量に対して15〜20%程度必要となる。
【0009】
ブリード用空気制御部16はブリード用空気遮断弁14と中空糸膜エレメントにブリード用空気を供給するためのブリード用空気配管にて構成され、ブリード用空気配管を経て中空糸膜エレメントにブリード空気が供給され、中空糸膜で除去された湿分と共にブリード(大気放出)ライン19から系外に放出される。
【0010】
次にSA系の系統構成について図3を参照しながら説明する。
この系統は図に示したように並列に2系統の空気圧縮機系列を有し、各々の系統には空気圧縮機1と後部冷却器2が接続された気水分離器3及び機器接続配管から構成されている。気水分離器3から下流側は合流し空気貯槽4を経て各負荷先へ供給する構成となっている。なお、空気貯槽4の空気はその一部を圧縮機制御用空気5として使用される。そして、SA系の設備仕様としては、1系列50%容量とし2系列100%容量としており、片系列を常用待機機(負荷率の上昇に伴い、片系列自動起動)としている。
【0011】
SA系の運転状態は、IA系と逆にプラント通常運転は負荷率が低く一台当たり平均5〜10%程度でしかなく、プラント定期点検中においては最大負荷率が1台目が100%であり、2台目が10〜40%程度まで上昇する。プラント通常運転中は長期間のアンロード運転状態となることから機器内にドレンが滞留し、発錆を起因とした作動不良を招く可能性がある。
この対策として、IA系と同様に空気圧縮機と後部冷却器の間に連続排気する目的で大気放出ライン17が接続されている。
【0012】
なお、IA系,SA系の空気圧縮機は貯槽内圧力にて加圧(ロード運転)/無負荷(アンロード運転)の運転制御が行われている。さらに、IA系とSA系は各々のバックアップとして、空気貯槽4,9の下流側を弁21を介してバックアップ配管22にて接続されている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、SA系の運転負荷率はプラント運転中において非常に低いため、長期間のアンロード運転状態となることから機器内にドレンが滞留し、発錆を起因とした作動不良を招く可能性がある。また、IA系はSA系とは逆にプラント定検中の運転負荷率が非常に低いため、長期間のアンロード運転状態となることから機器内にドレンが滞留し、発錆を起因とした作動不良を招く可能性がある。
【0014】
さらに、錆による影響として従来の空気圧縮機の制御用空気は空気貯槽から分岐された乾燥前の飽和湿り空気を使用しており、空気貯槽内面からの錆等が混入し圧縮機自体の動作不良を招く可能性がIA系,SA系両方にある。
【0015】
IA系除湿装置の露点性能は、露点要求の最も高い特定負荷の露点−40℃以上(低露点)を満足するようにしているが、本負荷は全体の数パーセントでしかなく、他の負荷の露点要求は−10℃程度であり、設備仕様としては不経済なものになっている。
【0016】
またIA系中空糸膜除湿装置は、定格除湿流量の20%程度のブリード空気が常時一定に消費されるため、現状構成では低負荷時においても定格除湿流量の20%程度のブリード空気が系外に放出されることになり、ブリード量としても不経済なものになっている。
【0017】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、その課題は、IA系,SA系供給設備の信頼性向上と供給設備の設備仕様及び運転性の経済性を同時に向上可能な原子力発電所の圧縮空気供給システムを提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項1は、計装用空気系及び所内空気系の空気圧縮機と、この空気圧縮機の下流側に配設され後部冷却器が接続された気水分離器と、この気水分離器の下流側に配設され内部に流入した空気中の湿分を除去する中空糸膜エレメントを備えた中空糸膜除湿ユニットとから構成される圧縮空気供給設備を複数系統並列に設け、さらにその下流を合流させて空気貯槽及び機器接続配管を配置し低負荷時に前記圧縮機内に滞留するドレンを連続排気する大気放出ラインと前記中空糸膜除湿装置ユニットの中空糸膜で除去された湿分を系外に放出する連続ブリードラインを前記中空糸膜除湿ユニット側に設けた原子力発電所の圧縮空気供給システムにおいて、前記連続ブリードラインの空気圧縮機ロード及びアンロード時間からの負荷率を算定し、実際の負荷量の推移を基に前記ブリードラインのブリード量を制御することを特徴とする。
【0019】
請求項1によると、圧縮機と後部冷却器間に設けていた大気放出ラインの機能と中空糸除湿装置ユニットの中空糸膜で除去された湿分を系外に放出するために必要とされる連続ブリードラインの機能を中空糸膜除湿ユニット側に統合することになり、設備構成の簡略化が図られる。
【0021】
また、中空糸除湿装置ユニットの中空糸膜で除去された湿分を系外に放出するために必要とされる連続ブリードライン(大気放出)の機能に対して、除湿ユニット出口の露点推移をもしくは空気圧縮機ロード・アンロード時間からの実際の負荷量の推移を基にブリードラインのブリード量を制御することで効率の良いブリード量制御が図られる。
【0022】
また、IA系負荷先の必要露点に合わせて乾燥空気を供給することで除湿装置の仕様を下げ、かつ効率の良い乾燥空気の使用が図られる。
【0023】
請求項は、請求項1記載の原子力発電所の圧縮空気供給システムにおいて、前記機器接続配管から分岐した低露点要求の高い特定負荷への接続ラインにはさらに中空糸膜除湿ユニットを設けて低露点の乾燥空気を供給することを特徴とする。
【0024】
請求項によると、空気圧縮機の制御用空気は、これまで圧縮空気系空気貯槽からの空気(飽和湿り空気)を用いていたが、乾燥空気を使用することになるため、制御機器側の信頼性が向上する。
【0025】
請求項は、請求項1記載の原子力発電所の圧縮空気供給システムにおいて、前記空気貯槽に前記空気圧縮機の制御装置に接続する配管を接続し、圧縮機の制御用空気に乾燥空気を使用することを特徴とする。
請求項によると、SA系供給空気が低露点の乾燥空気となることで、供給配管内の発錆低減が図られる。
【0026】
請求項は、請求項1記載の原子力発電所の圧縮空気供給システムにおいて、計装用空気系空気圧縮装置システムと所内空気系空気圧縮装置システムを1つのシステムに統合することで所内空気系供給空気が低露点の乾燥空気となることを特徴とする。
請求項によると、IA系空気圧縮装置システムとSA系空気圧縮装置システムを1つのシステムに統合し、設備構成を簡略化できる。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。
図1は本発明の第1実施形態の構成図である。
【0028】
図に示すように、IA,SA系統合の空気圧縮機26にて加圧された空気は、後部冷却器27で冷却されてドレンが発生し、そのドレンは気水分離器28にて処理される。飽和湿り空気となったIA,SA供給空気は片系列の中空糸膜除湿ユニット29に流入する。中空糸膜除湿ユニット29にはフィルタが内蔵されており、流入した飽和湿り空気はフィルタ部でプロセスの負荷である計測制御機器の使用に支障のない程度まで除塵される。
【0029】
フィルタ部で除塵されたプロセス空気は、中空糸膜エレメント30を備えた除湿部に流入する。除湿部は中空糸膜エレメント30へ均一に空気を分配する中空糸膜入口エアヘッダ31と並列に並んだ中空糸膜エレメント30及び中空糸膜出口エアヘッダ32にて構成される。除湿部に流入したプロセス空気は中空糸膜エレメント30にて除湿され乾燥空気として中空糸膜出口エアヘッダ32に流出し、さらに合流してIA,SA系空気貯槽33に流入する。一方、中空糸膜除湿ユニット29を経て乾燥した空気の一部は、ブリード用空気としてブリード空気流量調節弁45を介してブリード用空気制御部39に分岐される。
【0030】
この除湿装置のブリード空気は、ブリード用空気配管を経て中空糸膜エレメント30に供給され、中空糸膜で除去された湿分と共にブリードライン41から系外に放出されることから従来の技術で示した圧縮機の発錆を起因とした作動不良防止用の空気圧縮機、後部冷却器間の連続排気の機能も兼ねている。また、ブリードされる空気量は除湿装置出口に設けられる露点計46で出口露点を検出し、検出された露点推移を基に演算器47からの出力信号47aでブリード空気流量調節弁45の開度を制御しブリード流量を最適値に制御する。
【0031】
IA,SA系空気貯槽33の出口ラインは、SA供給ライン34及びIA供給ライン35に分割され、さらにIA供給ライン35上から低露点要求の特定負荷へ供給するために分岐された専用供給ライン36には低露点の乾燥空気を発生させるための中空糸膜除湿ユニット37が設置されている。なお、IA,SA系空気貯槽33内の空気の一部は圧縮機制御用空気42として使用される。
【0032】
従って、IA系には計測制御機器の使用に支障のない程度まで除湿された高露点の乾燥空気が、SA系にも高露点の乾燥空気が、さらに移動式炉心内計装パージ装置等の特定負荷には必要露点を満足した低露点の乾燥空気が各々に供給されることになる。
【0033】
なお、従来のIA,SA系空気圧縮機の容量は同じであるため、各供給空気の負荷率としては、
プラント運転中
IA(40〜60%)/台 +SA(5〜10%)/台
=45〜70%/台 at 圧縮機1台運転
プラント定検中
IA(10〜20%)/台+
SA[1台目(100%)、2台目(10〜40%)]
=1台目(100%)+2台目(20〜60%)
at 圧縮機2台運転
となり、IA,SA系全体を1つの供給システムで賄うことができる。
【0034】
また、空気貯槽33内面は常時、低露点乾燥空気の雰囲気となり、空気貯槽内面の発錆が抑制され、圧縮機制御用としての空気も錆混入の可能性の低い、清浄な乾燥空気が供給されることになる。さらに、空気圧縮機26,26および中空糸膜除湿ユニット29,29の各々の一台運転の場合は除湿装置切替ライン40の切替弁40aおよび供給ライン切替弁43,44を適宜開閉させることによって、切替運転を行うことができる。
【0035】
図2は本発明の第2実施形態の構成図である。
本実施形態が図1の第1実施形態と相違する構成は、ブリードされる空気量を圧縮機本体にロード時間とアンロード時間を検出し、その各測定時間から実際の負荷率及び負荷量を算定する演算器48を設けている点であり、その他の構成は同一であるので、同一構成部分には同一符号を付して重複説明は省略する。
【0036】
本実施形態によると、演算器48からの負荷量推移の出力信号を基に、ブリード空気流量調節弁45の開度を制御し、ブリード流量を最適値に制御することができる。なお、圧縮機負荷量の算定式は下記のとおりである。すなわち、
圧縮機負荷量=
ロード時間/(ロード時間+アンロード時間)×圧縮機定格流量
となる。
【0037】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、IA系,SA系供給設備の信頼性向上と供給設備の設備仕様及び運転経済性の向上可能な原子力発電所の圧縮空気供給システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態の構成図。
【図2】本発明の第2実施形態の構成図。
【図3】従来の原子力プラントにおける圧縮空気供給システムの構成図。
【符号の説明】
1…SA系空気圧縮機、2…後部冷却器、3…気水分離器、4…空気貯槽、5…圧縮機制御空気、6…IA系空気圧縮機、7…後部冷却器、8…気水分離器、9…空気貯槽、10…IA系除湿装置、11…濾過部、12…中空糸膜入口エアヘッダ、13…中空糸膜エレメント、14…ブリード用空気遮断弁、15…中空糸膜出口エアヘッダ、16…ブリード用空気制御部、19…ブリード(大気放出)ライン、26…IA,SA系空気圧縮機、27…後部冷却器、28…気水分離器、29…中空系膜除湿ユニット、30…中空糸膜エレメント、31…中空糸膜入口エアヘッダ、32…中空糸膜出口エアヘッダ、33…IA,SA系空気貯槽、34…SA供給ライン、35…IA供給ライン、36…専用供給ライン、37…中空糸膜除湿ユニット、39…ブリード用空気制御部、40…除湿装置切替ライン、41…ブリードライン、43,44…供給ライン切替弁、45…ブリード空気流量調節弁、46…露点計、47…演算器(露点温度信号−弁開度信号変換)、48…演算器(圧縮機負荷量信号−弁開度信号変換)。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a compressed air supply system for in-house and instrumentation of a nuclear power plant.
[0002]
[Prior art]
An air system for instrumentation (hereinafter abbreviated as IA system) in a nuclear power plant is a system for supplying compressed air that is oilless and dehumidified and dedusted mainly for the operation of air operated valves and instrumentation control devices.
[0003]
In addition, the in-house air system (hereinafter abbreviated as SA system) in nuclear power plants is a system for supplying compressed air necessary mainly for desalination equipment inside and outside of each building, regeneration and backwashing of filtration equipment, and air working tools. It is.
[0004]
First, an IA system configuration will be described with reference to FIG.
As shown in the figure, this system has two air compressor series in parallel, each system comprising an air / water separator 8 to which an air compressor 6 and a rear cooler 7 are connected, and equipment connection piping. Has been. The downstream side from the steam separator 8 joins and is connected to the air storage tank 9. The downstream side of the air storage tank 9 is branched again into two systems and connected to the dehumidifying device 10. It is configured to supply to the load destination. A part of the air in the air storage tank 9 is used as compressor control air 20. And as an IA system equipment specification, one series is 100% capacity, and one series is a spare machine.
[0005]
Next, the operating state of the IA system has the highest load factor during normal plant operation and an average of about 40 to 60%, but the load factor is very low at about 10 to 20% during regular plant inspections. Since it will be in the unload operation state for a period, drain may accumulate in the equipment and may cause malfunction due to rusting.
As a countermeasure against this, an atmospheric discharge line 18 is connected between the air compressor 6 and the rear cooler 7 for the purpose of continuous exhaust.
[0006]
Next, the function of the IA dehumidifier 10 will be described.
The IA-based dehumidifying device 10 causes saturated humid air from the outlet of the air storage tank 9 to flow into the filtration unit 11 at the inlet of the hollow fiber membrane dehumidifying unit. The filtration unit 11 removes the inflow of saturated humid air to such an extent that it does not interfere with the use of the measurement control device that is a process load. The process air dedusted by the filtration unit 11 flows into the dehumidifying unit including the hollow fiber membrane element 13.
[0007]
The dehumidifying part is composed of a hollow fiber membrane element 13 and a hollow fiber membrane outlet air header 15 arranged in parallel with the hollow fiber membrane inlet air header 12 that uniformly distributes air to the hollow fiber membrane element 13. The process air that has flowed into the dehumidifying section is dehumidified by the hollow fiber membrane element 13, flows out as dry air to the hollow fiber membrane outlet air header 15, and is supplied to the plant as instrumentation air. At this time, the outlet dew point satisfies the required dew point of a specific load having the highest dew point requirement of −40 ° C. or higher (low dew point).
[0008]
On the other hand, a part of the air dried through the hollow fiber membrane dehumidifying unit is used as a bleed (atmospheric release) air required to release moisture removed by the hollow fiber membrane outside the system. Branches to section 16. The bleed air amount is required to be about 15 to 20% of the rated dehumidification flow rate.
[0009]
The bleed air control unit 16 includes a bleed air shut-off valve 14 and a bleed air pipe for supplying bleed air to the hollow fiber membrane element, and the bleed air is supplied to the hollow fiber membrane element through the bleed air pipe. It is discharged out of the system from the bleed (atmospheric discharge) line 19 together with the moisture that is supplied and removed by the hollow fiber membrane.
[0010]
Next, the system configuration of the SA system will be described with reference to FIG.
As shown in the figure, this system has two air compressor series in parallel. Each system includes an air / water separator 3 to which an air compressor 1 and a rear cooler 2 are connected, and equipment connection piping. It is configured. The downstream side from the steam separator 3 is joined and supplied to each load destination via the air storage tank 4. A part of the air in the air storage tank 4 is used as compressor control air 5. The SA-system equipment specifications are 50% capacity for 1 line and 100% capacity for 2 lines, and one line is used as a normal standby machine (single line automatic start-up as the load factor increases).
[0011]
In contrast to the IA system, the SA system is operating in a normal plant operation with a low load factor and an average of only about 5 to 10% per unit, and the maximum load factor is 100% during the regular plant inspection. Yes, the second unit rises to about 10-40%. During normal plant operation, long-term unloading operation occurs, so drainage may accumulate in the equipment, possibly causing malfunction due to rusting.
As a countermeasure, an atmospheric discharge line 17 is connected between the air compressor and the rear cooler for the purpose of continuous exhaust as in the IA system.
[0012]
In the IA-based and SA-based air compressors, operation control of pressurization (load operation) / no load (unload operation) is performed by the pressure in the storage tank. Further, the IA system and the SA system are connected to the downstream side of the air storage tanks 4 and 9 via a valve 21 by a backup pipe 22 as backups.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, since the operating load factor of the SA system is very low during the plant operation, it becomes an unload operation state for a long period of time, so that the drain is accumulated in the equipment, which may cause a malfunction due to rusting. is there. In contrast to the SA system, the IA system has a very low operating load factor during the plant inspection, so it will be unloaded for a long period of time, so drainage will stay in the equipment and cause rusting. It may cause malfunction.
[0014]
In addition, as the influence of rust, the control air of the conventional air compressor uses saturated humid air before drying branched from the air storage tank, and rust etc. from the inner surface of the air storage tank is mixed and the compressor itself malfunctions. There is a possibility of incurring both the IA system and the SA system.
[0015]
The dew point performance of the IA dehumidifier is designed to satisfy the dew point of -40 ° C or higher (low dew point) for the specific load with the highest dew point requirement, but this load is only a few percent of the total load. The dew point requirement is about −10 ° C., which is uneconomical as equipment specifications.
[0016]
In addition, since the IA-based hollow fiber membrane dehumidifier always consumes about 20% of the rated dehumidification flow rate constantly, the bleed air of about 20% of the rated dehumidification flow rate is out of the system even under low load in the current configuration. The amount of bleed is uneconomical.
[0017]
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and the problem is that a nuclear power plant capable of improving the reliability of the IA and SA supply facilities and the equipment specifications and operability of the supply facilities at the same time. It is to provide a compressed air supply system.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, claim 1 includes an air compressor for an instrumentation air system and an in-house air system, and an air / water separator disposed downstream of the air compressor and connected to a rear cooler, Compressed air supply equipment comprising a hollow fiber membrane dehumidifying unit provided on the downstream side of the air / water separator and having a hollow fiber membrane element for removing moisture in the air flowing into the air / water separator in parallel with a plurality of systems The air storage tank and the equipment connection pipe are arranged at the downstream, and the air storage line and the equipment connection pipe are arranged, and the air staying in the compressor at low load is continuously exhausted and removed by the hollow fiber membrane of the hollow fiber membrane dehumidifier unit. In the compressed air supply system of a nuclear power plant provided with a continuous bleed line for releasing the moisture outside the system on the hollow fiber membrane dehumidifying unit side, the air compressor loading and unloading time of the continuous bleed line Calculated load factor of al, and controls the actual bleed amount of the bleed line based on changes in load.
[0019]
According to the first aspect, it is necessary to release the moisture removed by the function of the atmospheric discharge line provided between the compressor and the rear cooler and the hollow fiber membrane of the hollow fiber dehumidifier unit out of the system. The function of the continuous bleed line is integrated on the hollow fiber membrane dehumidifying unit side, so that the equipment configuration can be simplified.
[0021]
In addition, the dew point transition at the dehumidification unit outlet or the function of the continuous bleed line (atmospheric release) required to release the moisture removed by the hollow fiber membrane of the hollow fiber dehumidifier unit to the outside of the system or Efficient bleed amount control is achieved by controlling the bleed amount of the bleed line based on the transition of the actual load amount from the air compressor load / unload time.
[0022]
In addition, by supplying the dry air in accordance with the required dew point of the IA system load destination, the specification of the dehumidifying device is lowered and the efficient use of the dry air is achieved.
[0023]
A second aspect of the present invention provides the compressed air supply system for a nuclear power plant according to the first aspect, wherein a hollow fiber membrane dehumidifying unit is further provided on a connection line branched from the equipment connection pipe to a specific load having a high low dew point requirement. It is characterized by supplying dry air with dew point.
[0024]
According to the second aspect , the air for controlling the air compressor has conventionally used air from the compressed air system air storage tank (saturated humid air). However, since dry air is used, Reliability is improved.
[0025]
3. A compressed air supply system for a nuclear power plant according to claim 1, wherein a pipe connected to the control device of the air compressor is connected to the air storage tank, and dry air is used as control air for the compressor. It is characterized by doing.
According to the third aspect , the SA-based supply air becomes dry air having a low dew point, thereby reducing rusting in the supply pipe.
[0026]
According to a fourth aspect of the present invention, in the compressed air supply system of the nuclear power plant according to the first aspect, the in-house air system supply air is obtained by integrating the instrumentation air system air compressor system and the in-house air system air compressor system into one system. Becomes dry air with a low dew point.
According to the fourth aspect , the IA system air compressor system and the SA system air compressor system can be integrated into one system, and the equipment configuration can be simplified.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Figure 1 is a first configuration diagram of an embodiment form status of the present invention.
[0028]
As shown in the figure, the air pressurized by the air compressor 26 integrated with the IA and SA system is cooled by the rear cooler 27 to generate drain, and the drain is processed by the steam separator 28. The The IA and SA supply air that has become saturated humid air flows into the single-line hollow fiber membrane dehumidifying unit 29. The hollow fiber membrane dehumidifying unit 29 has a built-in filter, and the saturated humid air that has flowed in is removed to the extent that it does not interfere with the use of the measurement control device, which is a process load, in the filter unit.
[0029]
The process air dedusted by the filter part flows into the dehumidifying part provided with the hollow fiber membrane element 30. The dehumidifying part is configured by a hollow fiber membrane element 30 and a hollow fiber membrane outlet air header 32 arranged in parallel with a hollow fiber membrane inlet air header 31 that uniformly distributes air to the hollow fiber membrane element 30. The process air that has flowed into the dehumidifying section is dehumidified by the hollow fiber membrane element 30, flows out as dry air to the hollow fiber membrane outlet air header 32, further joins, and flows into the IA and SA air storage tank 33. On the other hand, a part of the air dried through the hollow fiber membrane dehumidifying unit 29 is branched to the bleed air control unit 39 through the bleed air flow rate adjustment valve 45 as bleed air.
[0030]
The bleed air of this dehumidifier is supplied to the hollow fiber membrane element 30 through the air pipe for bleed, and is released from the bleed line 41 together with moisture removed by the hollow fiber membrane. It also functions as a continuous exhaust between the air compressor for preventing malfunction caused by rusting of the compressor and the rear cooler. The amount of air to be bleed is detected by the dew point meter 46 provided at the outlet of the dehumidifier, and the opening degree of the bleed air flow control valve 45 is detected by the output signal 47a from the calculator 47 based on the detected dew point transition. To control the bleed flow rate to the optimum value.
[0031]
The outlet line of the IA, SA-based air storage tank 33 is divided into an SA supply line 34 and an IA supply line 35, and is further branched from the IA supply line 35 to supply a specific load requiring a low dew point. Is provided with a hollow fiber membrane dehumidifying unit 37 for generating dry air having a low dew point. A part of the air in the IA, SA system air storage tank 33 is used as compressor control air 42.
[0032]
Therefore, high dew point dry air that has been dehumidified to the extent that it does not interfere with the use of measurement and control equipment in the IA system, high dew point dry air in the SA system, and identification of mobile in-core instrumentation purge devices, etc. The load is supplied with dry air having a low dew point that satisfies the required dew point.
[0033]
In addition, since the capacity | capacitance of the conventional IA and SA system air compressor is the same, as a load factor of each supply air,
IA (40-60%) / unit + SA (5-10%) / unit = 45-70% / unit at plant operation IA (10-20%) / unit +
SA [first unit (100%), second unit (10-40%)]
= 1st unit (100%) + 2nd unit (20-60%)
At operation of two compressors, the entire IA and SA system can be covered by a single supply system.
[0034]
Further, the inner surface of the air storage tank 33 is always in an atmosphere of low dew point dry air, rusting on the inner surface of the air storage tank is suppressed, and clean dry air with a low possibility of mixing rust is supplied to the compressor control air. It will be. Furthermore, in the case of operation of each of the air compressors 26 and 26 and the hollow fiber membrane dehumidifying units 29 and 29, by appropriately opening and closing the switching valve 40a and the supply line switching valves 43 and 44 of the dehumidifying device switching line 40, Switching operation can be performed.
[0035]
Figure 2 is a block diagram of the second embodiment forms state of the present invention.
The present embodiment differs from the first embodiment of FIG. 1 in that the amount of air that is bleed is detected in the compressor body by loading time and unloading time, and the actual load factor and load amount are determined from each measurement time. The calculation unit 48 is provided, and the other components are the same. Therefore, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[0036]
According to the present embodiment, the opening degree of the bleed air flow rate adjustment valve 45 can be controlled based on the output signal of the load amount transition from the computing unit 48, and the bleed flow rate can be controlled to the optimum value. The formula for calculating the compressor load is as follows. That is,
Compressor load =
Load time / (load time + unload time) × compressor rated flow rate.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a compressed air supply system for a nuclear power plant that can improve the reliability of IA and SA supply facilities, and improve the facility specifications and operating economy of the supply facilities.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram of a compressed air supply system in a conventional nuclear power plant.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... SA system air compressor, 2 ... Rear cooler, 3 ... Air-water separator, 4 ... Air storage tank, 5 ... Compressor control air, 6 ... IA system air compressor, 7 ... Rear cooler, 8 ... Air Water separator, 9 ... Air storage tank, 10 ... IA dehumidifier, 11 ... Filtering unit, 12 ... Hollow fiber membrane inlet air header, 13 ... Hollow fiber membrane element, 14 ... Bleed air shutoff valve, 15 ... Hollow fiber membrane outlet Air header, 16 ... air control unit for bleed, 19 ... bleed (atmospheric discharge) line, 26 ... IA, SA air compressor, 27 ... rear cooler, 28 ... air / water separator, 29 ... hollow membrane dehumidification unit, DESCRIPTION OF SYMBOLS 30 ... Hollow fiber membrane element, 31 ... Hollow fiber membrane inlet air header, 32 ... Hollow fiber membrane outlet air header, 33 ... IA, SA type air storage tank, 34 ... SA supply line, 35 ... IA supply line, 36 ... Dedicated supply line, 37 ... hollow fiber membrane dehumidification unit 39 ... Bleed air control unit, 40 ... Dehumidifier switching line, 41 ... Bleed line, 43, 44 ... Supply line switching valve, 45 ... Bleed air flow control valve, 46 ... Dew point meter, 47 ... Calculator (dew point temperature) Signal-valve opening signal conversion), 48 ... Calculator (compressor load amount signal-valve opening signal conversion).

Claims (4)

計装用空気系及び所内空気系の空気圧縮機と、この空気圧縮機の下流側に配設され後部冷却器が接続された気水分離器と、この気水分離器の下流側に配設され内部に流入した空気中の湿分を除去する中空糸膜エレメントを備えた中空糸膜除湿ユニットとから構成される圧縮空気供給設備を複数系統並列に設け、さらにその下流を合流させて空気貯槽及び機器接続配管を配置し低負荷時に前記圧縮機内に滞留するドレンを連続排気する大気放出ラインと前記中空糸膜除湿装置ユニットの中空糸膜で除去された湿分を系外に放出する連続ブリードラインを前記中空糸膜除湿ユニット側に設けた原子力発電所の圧縮空気供給システムにおいて、
前記連続ブリードラインの空気圧縮機ロード及びアンロード時間からの負荷率を算定し、実際の負荷量の推移を基に前記ブリードラインのブリード量を制御することを特徴とした原子力発電所の圧縮空気供給システム。
An air compressor for an instrumentation air system and an in-house air system, an air / water separator disposed downstream of the air compressor and connected to a rear cooler, and disposed downstream of the air / water separator. Provided in parallel with a plurality of systems of compressed air supply equipment composed of a hollow fiber membrane dehumidification unit having a hollow fiber membrane element that removes moisture in the air flowing into the interior, An atmospheric discharge line for continuously exhausting the drain that stays in the compressor at the time of low load, and a continuous bleed line for releasing moisture removed by the hollow fiber membrane of the hollow fiber membrane dehumidifier unit. In the compressed air supply system of a nuclear power plant provided on the hollow fiber membrane dehumidification unit side ,
The calculated load rate from the air compressor loading and unloading time of a continuous bleed line, the actual compressed air of a nuclear power plant which is characterized in that to control the bleed amount of the bleed line based on changes in load Supply system.
記機器接続配管から分岐した低露点要求の高い特定負荷への接続ラインにはさらに中空糸膜除湿ユニットを設けて低露点の乾燥空気を供給することを特徴とした請求項1記載の原子力発電所の圧縮空気供給システム。Nuclear power before Symbol claim 1 wherein characterized in that to provide a low dew point dry air by providing a further hollow fiber membrane dehumidifier unit to a connection line to the low dew point demanding specific loading branched from device connection pipe Compressed air supply system. 記空気貯槽に前記空気圧縮機の制御装置に接続する配管を接続し、圧縮機の制御用空気に乾燥空気を使用することを特徴とした請求項1記載の原子力発電所の圧縮空気供給システム。 Before SL connects the pipe connected to the air reservoir to the control device of the air compressor, the compressor nuclear power plant compressed air supply system according to claim 1, wherein that characterized by the use of dry air to the control air . 装用空気系空気圧縮装置システムと所内空気系空気圧縮装置システムを1つのシステムに統合することで所内空気系供給空気が低露点の乾燥空気となることを特徴とした請求項1記載の原子力発電所の圧縮空気供給システム。 2. The nuclear power generation according to claim 1 , wherein the in-house air system supply air becomes dry air having a low dew point by integrating the instrumentation air system air compressor system and the in-house air system air compressor system into one system. Compressed air supply system.
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