JP4461081B2 - 原子力発電所の換気空調設備 - Google Patents

Description

本発明は、電源盤や制御盤などの重要な電気品を収納する電気品室の換気や空気調和を行い、原子力発電所の安全機能を維持する原子力発電所の換気空調設備に関する。

原子力発電所内には、原子炉建屋やタービン建屋内に電源盤や制御盤等の重要な電気品を収納する電気品室が設けられている。この電気品室には、給気ダクトや排気ダクト等の換気空調ダクトが配設され、この換気空調ダクトにより換気や冷暖房等の空気調和を行なっている。換気空調ダクトにより、電気品室の温度や湿度環境を維持し、原子力発電所の安全機能を維持している。

原子力発電所内で蒸気配管の破損等により高温・高圧蒸気が漏洩し、建屋内に充満した場合、漏洩した蒸気が、換気空調設備のダクトを通して建屋内の各部屋に流入する可能性がある。

従来の原子力発電所の換気空調設備は、図３に示すように構成され、電源盤や制御盤等の重要な電気品１を収納する電気品室２が、原子力発電所のタービン建屋３等に配置される。電気品室２には、部屋の温度・湿度環境維持のために、給気ダクト４および排気ダクト５が配設され、この給気および排気ダクト４，５により、電気品室２内の換気と冷暖房の空気調和が行なわれるようになっている。

原子力発電所の電気品１は、給気および排気ダクト４，５による空気調和により、年間を通じて所要の温度および湿度に温湿度環境が維持される。

また、電気品室２に配設される給気ダクト４および排気ダクト５は、タービン建屋３内の各室６の換気および冷暖房も実施しており、タービン建屋３内全域に配置される。

原子力発電所の換気空調設備においては、電気品室２に配置される給気ダクト４および排気ダクト５が、タービン建屋３内の換気や冷暖房も実施するため、タービン建屋３内の全域に配置される。この給気ダクト４および排気ダクト５は、タービン建屋３内の高温・高圧の蒸気配管７が配設される近傍にも配設される場合がある。

何らかの原因で蒸気配管７から高温・高圧の蒸気が漏れてタービン建屋３内に充満した場合、漏洩した蒸気が給気ダクト４および排気ダクト５を通して電気品室２に流入する虞がある。

高温・高圧の蒸気が電気品室２内に、図３の矢印で示すように、流入すると、電気品室２にも高温で高圧の蒸気が充満し、電気品の保護が充分に図れず、電気品の作動誤差を生じたり、作動不良を発生させ、電気品１を損傷させる虞がある。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、漏洩蒸気の電気品室への流入を確実にかつ有効的に阻止することができ、電気品を保護してその損傷を防止し、電気品の機能維持を図ることができる原子力発電所の換気空調設備を提供することを目的とする。

本発明に係る原子力発電所の換気空調設備は、上述した課題を解決するために、請求項１に記載したように、原子力発電所の建屋内に設けられた換気空調ダクトと、建屋内に設けられ、蒸気を検出する蒸気検知センサと、前記換気空調ダクトが配設され、電気品を収納した電気品室と、前記換気空調ダクトに設けられ、前記蒸気検知センサからの蒸気検出信号により閉止される自動隔離手段と、を備えたものである。

この原子力発電所の換気空調設備によれば、漏洩蒸気が電気品室に流入するのを未然にかつ確実に防止でき、電気品を保護してその損傷を有効的に防止し、電気品の作動不良や誤作動を防いで信頼性を向上させることができる。

本発明に係る原子力発電所の換気空調設備の実施の形態について添付図面を参照して説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明が適用される原子力発電所のタービン建屋１０を示し、このタービン建屋１０内に配管室１１や電気品室１２が区画されて形成される。配管室１１には、蒸気タービン駆動用の蒸気を案内する蒸気配管１４が配設される一方、電気品室１２には、電源盤および制御盤等の重要な電気品１５が収納され、設置される。

また、配管室１１および電気品室１２には、給気ダクト１７および排気ダクト１８からなる換気空調ダクト１６を備えた換気空調設備１９が配設され、この換気空調設備１９により配管室11や電気品室１２の換気や冷暖房等の空気調和が行なわれる。この空気調和により、電気品室１３は、１年を通じて１０℃〜４０℃、例えば２０℃の温度、３０％〜９０％、例えば６０％の湿度となるように温湿度環境が調節される。電気品室１２は、冬期でも例えば１０℃以上の温度、３０％以上の湿度に調節維持される。

電気品室１２に配設される給気ダクト１７および排気ダクト１８は換気空調ダクト１６としてタービン建屋１０内にも配設されており、タービン建屋１０内の換気・冷暖房を実施している。タービン建屋１１内全域に給気ダクト１７および排気ダクト１８が配置される。

タービン建屋１０の配管室１１に配管される主蒸気管等の蒸気配管１４の近傍にも給気ダクト１７および排気ダクト１８が配設される場合がある。

また、タービン建屋１０の配管室１１から電気品室１２に延びる給気ダクト１７および排気ダクト１８には、自動隔離手段としての自動隔離ダンパ２０がそれぞれ設けられる。この自動隔離ダンパ２０は、常開ダンパで自動閉止ダンパとして機能し、蒸気漏洩検知センサ２１に接続される。自動隔離ダンパ２０が閉止されることで電気品室１２は配管室１１などの周辺領域から隔離され、電気品室１２は周辺の配管室１１から独立させることができる。

蒸気漏洩検知センサ２１は、タービン建屋１０の配管室１１内の各所に設置され、蒸気配管１４からの蒸気漏洩を検知して蒸気漏洩検知信号を自動隔離ダンパ２０に自動閉止信号として出力し、自動隔離ダンパ２０を自動的に閉作動させ、給気ダクト１７および排気ダクト１８を閉止している。給気ダクト１７および排気ダクト１８の閉止により、電気品室１２は配管室１１から隔離される。

ところで、蒸気漏洩検知センサ２１は、タービン建屋１０内の各所に設置されている防災設備の煙検知器２３で構成される。煙検知器２３は既設の煙感知器でよく、この煙感知器の作動によりダンパ閉止信号を出力し、自動隔離ダンパ２０が閉止せしめられる。このダンパ閉止により電気品室１２はタービン建屋１０内の配管室１１等から隔離され、漏洩蒸気の流入が阻止される。煙感知器は、煙を感知するだけでなく、蒸気漏洩を正確に精度よく感知できることを本発明者等は知見した。

次に、本発明に係る原子力発電所の換気空調設備の作用を説明する。

通常時には、給気ダクト１７および排気ダクト１８に設けられた自動隔離ダンパ２０は開放されており、給気ダクト１７の各給気口１７ａから電気品室１２や配管室１１内に矢印Ａで示すように給気される一方、排気ダクト１８の各排気口１８ａを通じてタービン建屋１０外に、矢印Ｂで示すように、排気され、電気品室１２や配管室１１の換気・冷暖房の空気調和が行なわれる。

また、タービン建屋１０の蒸気配管１４から何らかの原因で高温・高圧の蒸気が漏れてタービン建屋１０の配管室１１が漏洩蒸気で充満した場合、この蒸気漏洩を蒸気漏洩検知センサ２０としての煙検知器２３が検出する。煙検知器２３は、蒸気漏洩を検出して漏洩蒸気検出信号を自動隔離ダンパ２０に出力し、この隔離ダンパ２０を自動的に閉じる。

自動隔離ダンパ２０が閉止されることにより、電気品室１２は周りの配管室１１から隔離され、配管室１１から電気品室１２に給気ダクト１７および排気ダクト１８を通じて高温・高圧の蒸気が、図２に矢印Ｃで示すように、流入するのを確実に防止できる。

この実施形態においては、蒸気配管１４から何らかの原因で高温・高圧の蒸気が漏れて、タービン建屋１０の配管室１１内が漏洩蒸気で充満しても、漏洩蒸気が給気ダクト１７および排気ダクト１８を通じて電気品室１２に流入するのを未然にかつ確実に阻止できる。このため、電気品室１２内が漏洩蒸気により異常高温・高圧になるのを確実に防止できるので、電気品１５を保護してその損傷を有効的に防止でき、電気品１５の作動不良や誤作動を有効的に防止でき、信頼性の向上を図ることができる。

［第１変形例］
本発明の一実施形態では、漏洩蒸気検知センサ２０として煙検知器２３を備えた例を説明したが、第１変形例では、煙検知器２３に代えて、あるいは煙検知器２３とともに蒸気検知センサ２４が図１および図２に示すように設けられる。この蒸気検知センサ２４は、給気ダクト１７および排気ダクト１８にそれぞれ設けられる。

蒸気検知センサ２４は、給気ダクト１７および排気ダクト１８に設けられた自動隔離ダンパ２０より、電気品室１２から離れた外側に設置される。

蒸気検知センサ２４を給気ダクト１７および排気ダクト１８にそれぞれ設け、この蒸気検知センサ２４により、蒸気配管１４から何らかの原因でタービン建屋１０内の配管室１１に蒸気が漏れ、この漏洩蒸気が配管室１１に充満しても、配管室１１の漏洩蒸気を蒸気検知センサ２４で検出して自動隔離ダンパ２０を閉じることで、給気ダクト１７および排気ダクト１８を通じて電気品室１２に高温で高圧の蒸気が流入するのを確実に防止できる。すなわち、電気品室１２を配管室１１などから隔離させることができる。

第１変形例では、蒸気配管１４から何らかの原因により高温で高圧の蒸気が漏れてタービン建屋１０の配管室１１に充満しても、漏洩蒸気を蒸気検知センサ２４で検出して自動隔離ダンパ２０を閉止しているので、高温・高圧の蒸気が給気ダクト１７や排気ダクト１８を通して電気品室１２に流入するのを確実に防止できる。したがって、電気品室１２に収納された電気品１５を保護してその損傷を防止でき、電気品１５の機能維持が図れる。

［第２変形例］
第２変形例では、煙検知器２３に代え、あるいは煙検知器２３とともに圧力センサ２５、温度センサ２６および湿度センサ２７の少なくとも一方を設けてもよい。

圧力センサ２５、温度センサ２６または湿度センサ２７はタービン建屋１０の配管室１１内に設けられる。具体的には、圧力センサ２５は、配管室１１から電気品室１２に通じる給気ダクト１７や排気ダクト１８に、自動隔離ダンパ２０の外側で設けられる一方、温度センサ２６または湿度センサ２７は配管室１１内の所要位置に設けられる。温度センサ２６や湿度センサ２７は、各タービン建屋１０内の各所に設置されている既存のセンサを利用してもよい。

第２変形例では、図１および図２に示すように、タービン建屋１０の配管室１１内に、蒸気配管１４から何らかの原因で高温で高圧の蒸気が漏れ、配管室１１内が漏洩蒸気で充満した場合、高温で高圧の漏洩蒸気を圧力センサ２５、温度センサ２６または湿度センサ２７により検知し、蒸気漏洩検知信号を自動隔離ダンパ２０に送り、この自動隔離ダンパ２０を自動的に閉止させる。

自動隔離ダンパ２０を閉止させることにより、電気品室１２に図２の矢印Ｃで示すように、給気ダクト１７および排気ダクト１８を通じて高温・高圧の蒸気が流入するのを確実に阻止できる。

第２変形例によれば、蒸気配管１４から何らかの原因により、高温で高圧の蒸気が漏れてタービン建屋１０の配管室１１内に漏洩蒸気が充満しても、この漏洩蒸気が給気ダクト１７や排気ダクト１８を通って電気品室１２に流入するのを未然にかつ確実に防止できる。したがって、電気品室１２に収納された電気品１５を保護してその損傷を防止でき、電気品１５の機能維持が図れるので、信頼性を向上させることができる。

［第３変形例］
第３変形例では、煙検知器２３に代え、あるいは煙検知器２３とともに、画像監視センサ２８および音センサ２９の少なくとも一方が設けられる。

画像監視センサ２８や音センサ２９は、タービン建屋１０内の各所に設置される既存の画像監視センサ２８や音センサ２９であってもよい。画像監視センサ２８は、例えばＣＣＤセンサであったり、ＣＭＯＳセンサで構成される。

第３変形例では、タービン建屋１０の配管室１１内に画像監視センサ２８や音センサ２９を設けることにより、蒸気配管１４から何らかの原因で高温で高圧の蒸気が漏れ、タービン建屋１０の配管室１１内が漏洩蒸気で充満した場合、画像監視センサ２８あるいは音センサ２９により、蒸気漏洩を検知して、その検出信号を自動隔離ダンパ２０に送り、この隔離ダンパ２０を自動閉止させる。

自動隔離ダンパ２０の自動閉止により、図２の矢印Ｃで示すように、電気品室１２に給気ダクト１７および排気ダクト１８を通って漏洩蒸気が流入するのを未然にかつ確実に防止できる。

したがって、電気品室１２内に収納された重要な電気品１５を保護してその損傷を有効的に防止でき、電気品１５の機能維持が図れるので、信頼性を向上させることができる。

［第４変形例］
本発明の第１実施形態では、蒸気漏洩検知センサとして煙検知器２３を設けた例を示したが、この煙検知器２３の他、圧力センサ２５、温度センサ２６、湿度センサ２７、画像監視センサ２８および音センサ２９を設け、各センサのうちいずれか２つ以上が蒸気配管１４からの蒸気漏洩を検出したとき、蒸気漏洩検出信号を自動隔離ダンパ２０に出力してこの隔離ダンパ２０を自動的に閉止させてもよい。

この場合には、蒸気配管１４より何らかの原因で高温で高圧の蒸気が漏れてタービン建屋１０の配管室１１内が漏洩蒸気で充満すると、煙検知器２３と、蒸気感知センサ２４、圧力センサ２５、温度センサ２６、湿度センサ２７、画像監視センサ２８および音センサ２９の２個以上のセンサにより、蒸気の漏洩を検知して、自動隔離ダンパ２０を閉止させるので、電気品室１２に漏洩蒸気が流入するのを確実に防止できる。

この第４変形例では、各センサ２４〜２９の誤動作による自動隔離ダンパ２０の閉止を防止できる。蒸気配管１４から何らかの原因で高温で高圧の蒸気がタービン建屋１０の配管室１１内に充満しても、この漏れを２つ以上のセンサで検出して自動隔離ダンパ２０を閉止させるので、自動隔離ダンパ２０の作動の信頼性が高く、電気品室１２に漏洩蒸気が流入するのを確実かつ未然に防止できる。

したがって、電気品室１２内に収納された重要な電気品１５の損傷を有効的に防止でき、電気品の機能維持が図れ、信頼性を向上させることができる。

なお、本発明の実施の形態や各変形例では、タービン建屋の配管室１１に高温高圧の蒸気が漏れた場合を説明したが、原子炉建屋内もタービン建屋同様に、配管室内に蒸気漏洩が生じる区域を対象とする。

原子炉建屋内でも、原子炉格納容器内の圧力バウンダリを除いて、配管室や電気品室にタービン建屋と同様、給気ダクトおよび排気ダクトからなる換気空調設備１９が配設される。

本発明に係る原子力発電所の換気空調設備の実施形態を示す簡略的な構成図。 本発明に係る原子力発電所の換気空調設備の実施形態を示すもので、配管室内に蒸気漏洩が発生した場合の構成図。 従来の原子力発電所の換気空調設備を示す構成図。

符号の説明

１０ タービン建屋（原子炉建屋）
１１ 配管室
１２ 電気品室
１４ 蒸気配管
１５ 電気品（電源盤、制御盤）
１６ 換気空調ダクト
１７ 給気ダクト
１８ 排気ダクト
１９ 換気空調設備
２０ 自動隔離ダンパ（自動隔離手段）
２１ 蒸気漏洩検知センサ
２３ 煙検知器（煙感知器）
２５ 圧力センサ
２６ 温度センサ
２７ 湿度センサ
２８ 画像監視センサ
２９ 音センサ

Claims (4)

1. 原子力発電所の建屋内に設けられた換気空調ダクトと、
   建屋内に設けられ、蒸気を検出する蒸気検知センサと、
   前記換気空調ダクトが配設され、電気品を収納した電気品室と、
   前記換気空調ダクトに設けられ、前記蒸気検知センサからの蒸気検出信号により閉止される自動隔離手段と、
   を備えたことを特徴とする原子力発電所の換気空調設備。
2. 前記蒸気検知センサは前記換気空調ダクト内に設けられ、前記自動隔離手段は前記蒸気検知センサより電気品室側に設けられたことを特徴とした請求項１記載の原子力発電所の換気空調設備。
3. 前記蒸気検知センサは、煙検知器、圧力センサ、温度センサ、湿度センサ、画像監視センサおよび音センサの少なくとも１つからなることを特徴とした請求項１記載の原子力発電所の換気空調設備。
4. 前記蒸気検知センサは、煙検知器、圧力センサ、温度センサ、湿度センサ、画像監視センサおよび音センサの少なくとも２つからなり、少なくとも２つのセンサからの蒸気検出信号により前記自動隔離手段を閉止させることを特徴とした請求項１記載の原子力発電所の換気空調設備。

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