JP4542987B2

JP4542987B2 - 原子力発電所の圧縮空気設備

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Publication number: JP4542987B2
Application number: JP2005350103A
Authority: JP
Inventors: 信行阿佐美; 龍男永瀬
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Plant Systems and Services Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Plant Systems and Services Corp
Priority date: 2005-12-05
Filing date: 2005-12-05
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2025-12-05
Also published as: JP2007155464A

Description

本発明は、原子力発電所における計装用圧縮空気系設備および所内用圧縮空気系設備で使用される圧縮空気を供給する原子力発電所の圧縮空気設備に関する。

この種の原子力発電所の圧縮空気設備は、計装用圧縮空気系設備と所内用圧縮空気系設備とから構成されていることが知られている（例えば、特許文献１参照）。

計装用圧縮空気系設備は、空気圧縮機、空気貯槽、除湿装置及びこれらを連結する配管から構成される。この計装用圧縮空気系設備で除湿され乾燥した圧縮空気は、発電所内の計装、制御品に供給される。

一方、所内用圧縮空気系設備は、空気圧縮機、空気貯槽及びこれらを連結する配管から構成される。この所内用圧縮空気系設備で圧縮され湿潤状態のままの圧縮空気は、発電所内の機器、空気作動工具等に供給される。

この原子力発電所の圧縮空気設備に係る計装用圧縮空気（ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＡｉｒ：ＩＡ）系設備及び所内用圧縮空気（ＳｔａｔｉｏｎＡｉｒ：ＳＡ）系設備の系統構成について説明する。

従来の原子力発電所の計装用圧縮空気系設備は、計装用圧縮空気系空気圧縮機にて圧縮された空気は、計装用圧縮空気系空気圧縮機出口配管、計装用圧縮空気系空気貯槽及び計装用圧縮空気系空気貯槽出口配管を経由して計装用圧縮空気系除湿装置に導入される。この計装用圧縮空気系除湿装置で除湿された圧縮空気は、計装用圧縮空気系除湿装置出口配管を介して発電所内の各使用先へ供給される。

一方、所内用圧縮空気系設備は、所内用圧縮空気系空気圧縮機にて圧縮された空気は、所内用圧縮空気系空気圧縮機出口配管を経由して所内用圧縮空気系空気貯槽に導入される。この所内用圧縮空気系空気貯槽に蓄圧された圧縮空気は、所内用圧縮空気系空気貯槽出口配管を介して発電所内の各使用先へ圧縮により湿潤状態のまま供給される。

また、所内用圧縮空気系空気貯槽出口配管と計装用圧縮空気系空気貯槽出口配管とは、所内用圧縮空気系バックアップ供給配管により接続されている。上記の計装用圧縮空気系設備の圧力が何らかの原因により低下したときには、計装用圧縮空気系空気貯槽出口配管圧力計からの信号により所内用圧縮空気系バックアップ供給配管に介在する所内用圧縮空気系バックアップ供給弁が開放され、所内用圧縮空気系設備より計装用圧縮空気系設備に圧縮空気がバックアップ供給される。

また、所内用圧縮空気系バックアップ供給配管には、所内用圧縮空気系バックアップ供給逆止弁が設置されている。この所内用圧縮空気系バックアップ供給逆止弁により、通常時閉状態の所内用圧縮空気系バックアップ供給弁が万が一シートリーク等をしても、計装用圧縮空気設備が所内用圧縮空気系設備に不用意に供給されることが防止されている。
特開２００２−２５３９２０号公報

上述した原子力発電所の圧縮空気設備においては、所内用圧縮空気系空気圧縮機容量は発電所定検時における最大負荷使用量を考慮して決定されている。

しかしながら、発電所通常運転時には所内用圧縮空気の使用量は少なく空気圧縮機運転時間のほとんどが無負荷運転状態となっており、所内用圧縮空気系空気圧縮機の動力は使用されても設備利用率が低い、という課題があった。また、吸入空気の圧縮に伴い発生する凝縮水により空気圧縮機内及び配管内に発生した錆が原因で空気圧縮設備の動作不良が発生する、という課題があった。

さらに、発電所内の機器及び空気作動工具等のために所内用圧縮空気を使用するときに、配管末端部の負荷接続部に溜まった凝縮水である錆水を排出させてから空気を供給する必要があるために、事前の追加作業が現場作業員の負担となっている、という課題があった。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、所内用圧縮空気使用量が減少する通常運転時において、計装用圧縮空気系空気圧縮機の容量を増加させることなく、所内用圧縮空気系空気圧縮機を停止させて所内用圧縮空気系の配管内の腐食防止、凝縮水発生量低減等の環境改善を図ることができる原子力発電所の圧縮空気設備を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の原子力発電所の圧縮空気設備においては、空気を圧縮する計装用空気圧縮機と、この圧縮された空気を貯溜する計装用空気貯槽と、この貯溜された圧縮空気を除湿する計装用除湿装置と、この除湿された圧縮空気を計装用圧縮空気系負荷に供給する計装用配管と、を含む計装用圧縮空気系設備と、空気を圧縮する所内用空気圧縮機と、この圧縮された空気を貯溜する所内用空気貯槽と、この貯溜された圧縮空気を所内用圧縮空気系負荷に供給する所内用配管と、を含む所内用圧縮空気系設備と、を有する原子力発電所の圧縮空気設備において、前記所内用圧縮空気系設備から前記計装用圧縮空気系設備に圧縮空気を供給する第１のバックアップ供給配管と、この第１のバックアップ供給配管に介在し前記計装用圧縮空気系設備に設けられた計装用圧縮空気系圧力計からの信号により開閉動作される第１のバックアップ供給弁と、前記第１のバックアップ供給配管に介在し前記計装用圧縮空気系設備から所内用圧縮空気系設備に圧縮空気が漏洩するのを防止する逆止弁と、前記計装用圧縮空気系設備から前記所内用圧縮空気系設備に圧縮空気を供給する第２のバックアップ供給配管と、この第２のバックアップ供給配管に介在し前記計装用圧縮空気系圧力計からの信号により開閉動作される第２のバックアップ供給弁と、を具備することを特徴とするものである。

また、上記目的を達成するため、本発明の原子力発電所の圧縮空気設備においては、空気を圧縮する計装用空気圧縮機と、この圧縮された空気を貯溜する計装用空気貯槽と、この貯溜された圧縮空気を除湿する計装用除湿装置と、この除湿された圧縮空気を計装用圧縮空気系負荷に供給する計装用配管と、を含む計装用圧縮空気系設備と、空気を圧縮する所内用空気圧縮機と、この圧縮された空気を貯溜する所内用空気貯槽と、この貯溜された圧縮空気を所内用圧縮空気系負荷に供給する所内用配管と、を含む所内用圧縮空気系設備と、を有する原子力発電所の圧縮空気設備において、前記計装用圧縮空気系設備から前記所内用圧縮空気系設備に圧縮空気を供給するバックアップ供給配管と、このバックアップ供給配管に介在し前記計装用圧縮空気系設備に設けられた計装用圧縮空気系圧力計からの信号により開閉動作されるバックアップ供給弁と、を具備し、前記所内用圧縮空気系設備に設けられた所内用圧縮空気系圧力計からの信号が、前記バックアップ供給弁の開閉動作の制御条件として構成されていること、を特徴とするものである。
また、本発明の原子力発電所の圧縮空気設備においては、前記計装用圧縮空気系空気圧縮機及び所内用圧縮空気系空気圧縮機の少なくとも一方の負荷運転及び無負荷運転の切替信号を基に算出された前記計装用圧縮空気系設備及び所内用圧縮空気系設備の負荷率が、前記バックアップ供給弁の開閉動作の制御条件として構成されていること、を特徴とするものである。

本発明の原子力発電所の圧縮空気設備によれば、所内用圧縮空気使用量が減少する通常運転時において、計装用圧縮空気系空気圧縮機の容量を増加させることなく負荷率の低い所内用圧縮空気系設備に計装用圧縮空気系設備の圧縮空気を供給する。同時に、所内用圧縮空気系空気圧縮機を停止させて、所内用圧縮空気系設備の配管内の腐食防止、凝縮水発生量低減等の環境改善を図ることができる。この環境改善を図ることにより、発電所の運転に関わるランニングコストを低減することができる。

以下、本発明に係る原子力発電所の圧縮空気設備の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。

図１は、本発明の第１の実施の形態の原子力発電所の圧縮空気設備の構成を示す概略系統図である。

本図に示すように、原子力発電所の計装用圧縮空気系（ＩＡ系）設備２２は、空気を圧縮する計装用圧縮空気系空気圧縮機１を有している。この計装用圧縮空気系空気圧縮機１には、空気圧縮機の他に図示しない中間冷却器、後部冷却器、気水分離器が含まれる。

この計装用圧縮空気系空気圧縮機１にて圧縮された空気は、計装用圧縮空気系空気圧縮機出口配管２を経由して計装用圧縮空気系空気貯槽３に貯溜される。この計装用圧縮空気系空気貯槽３に貯溜された圧縮空気は、計装用圧縮空気系空気貯槽出口配管４を経由して計装用圧縮空気系除湿装置５に導入される。この計装用圧縮空気系除湿装置５で除湿され乾燥した圧縮空気は、計装用圧縮空気系除湿装置出口配管６を介して発電所内の各使用先である計装用圧縮空気系負荷２４に供給される。

また、上記の計装用圧縮空気系空気圧縮機１は、計装用圧縮空気系空気貯槽圧力計７からの信号７ａにより、圧力低下時には負荷運転され、圧力上昇時には無負荷運転される。上記の運転を繰り返すことにより、計装用圧縮空気系空気貯槽３内の圧力は一定に保持されている。

一方、所内用圧縮空気系（ＳＡ系）設備２３は、空気を圧縮する所内用圧縮空気系空気圧縮機８を有している。この所内用圧縮空気系空気圧縮機８には、空気圧縮機の他に図示しない中間冷却器、後部冷却器、気水分離器が含まれる。

この所内用圧縮空気系空気圧縮機８にて圧縮された空気は、所内用圧縮空気系空気圧縮機出口配管９を経由して所内用圧縮空気系空気貯槽１０に貯溜させる。この所内用圧縮空気系空気貯槽１０に貯溜された圧縮空気は、所内用圧縮空気系空気貯槽出口配管１１を介して発電所内の各使用先である所内用圧縮空気系負荷２５へ圧縮により湿潤状態のまま供給される。

また、所内用圧縮空気系空気圧縮機８は、所内用圧縮空気系空気貯槽圧力計１２からの信号１２ａにより、圧力低下時には負荷運転され、圧力上昇時には無負荷運転される。上記の運転を繰り返すことにより、所内用圧縮空気系空気貯槽１０内の圧力は一定に保持されている。

また、所内用圧縮空気系空気貯槽出口配管１１と計装用圧縮空気系空気貯槽出口配管４とは、第１のバックアップ供給配管である所内用圧縮空気系バックアップ供給配管１３により接続されている。上記の計装用圧縮空気系設備２２の圧力が何らかの原因により所定圧力より低下したときには、計装用圧縮空気系空気貯槽出口配管圧力計１４からの圧力低下信号１４ａにより所内用圧縮空気系バックアップ供給配管１３に介在する第１のバックアップ供給弁である所内用圧縮空気系バックアップ供給弁１５が開放される。そして、所内用圧縮空気系設備２３の圧縮空気が計装用圧縮空気系設備２２にバックアップ供給される。

また、所内用圧縮空気系バックアップ供給配管１３には、所内用圧縮空気系バックアップ供給逆止弁１６が設置されている。この所内用圧縮空気系バックアップ供給逆止弁１６により、通常時閉状態の所内用圧縮空気系バックアップ供給弁１５が万が一シートリーク等しても、計装用圧縮空気が所内用圧縮空気系設備２３に不用意に供給されることを防止している。

さらに、計装用圧縮空気系除湿装置出口配管６と所内用圧縮空気系空気貯槽出口配管１１とを接続する第２のバックアップ供給配管である計装用圧縮空気系バックアップ供給配管１７が設置されている。この計装用圧縮空気系バックアップ供給配管１７の中間には、第２のバックアップ供給弁である計装用圧縮空気系バックアップ供給弁１８が設けられている。

ここで、圧縮空気の供給の運用に係り、定検モードと通常運転モードとについて説明する。最初に、定検モードについて述べる。

所内用圧縮空気系設備２３は、所内用圧縮空気使用量が増加する定検時又は計装用圧縮空気使用量増加時において、計装用圧縮空気系バックアップ供給弁１８は閉状態となっている。この計装用圧縮空気系バックアップ供給弁１８を閉状態とすることにより、計装用圧縮空気系設備２２と所内用圧縮空気系設備２３とは隔離されている。

計装用圧縮空気系空気圧縮機１にて圧縮された空気が、計装用圧縮空気系空気圧縮機出口配管２、計装用圧縮空気系空気貯槽３及び計装用圧縮空気系空気貯槽出口配管４を経由して計装用圧縮空気系除湿装置５に導入される。この計装用圧縮空気系除湿装置５にて除湿され乾燥した圧縮空気は、計装用圧縮空気系除湿装置出口配管６を介して計装用圧縮空気系負荷２４に供給される。

一方、所内用圧縮空気系空気圧縮機８にて圧縮された空気が、所内用圧縮空気系空気圧縮機出口配管９を経由して所内用圧縮空気系空気貯槽１０に貯溜される。この所内用圧縮空気系空気貯槽１０に貯溜された圧縮空気は、所内用圧縮空気系空気貯槽出口配管１１を経由して圧縮により湿潤状態のまま所内用圧縮空気系負荷２５に供給される。この圧縮空気供給の運用は、定検モードと称される。

次に、通常運転モードについて述べる。所内用圧縮空気使用量が減少する通常運転時において、計装用圧縮空気系バックアップ供給弁１８を開放とすることにより計装用圧縮空気系設備２２と所内用圧縮空気系設備２３とが、計装用圧縮空気系除湿装置出口配管６と所内用圧縮空気系空気貯槽出口配管１１とを接続する計装用圧縮空気系バックアップ供給配管１７により連結された状態になる。この計装用圧縮空気系バックアップ供給配管１７により連結された状態のときに、所内用圧縮空気系空気圧縮機８を停止する。

この所内用圧縮空気系空気圧縮機８を停止した状態の下で、計装用圧縮空気系空気圧縮機１にて圧縮した空気は、計装用圧縮空気系空気圧縮機出口配管２、計装用圧縮空気系空気貯槽３及び計装用圧縮空気系空気貯槽出口配管４を経由し計装用圧縮空気系除湿装置５に導入される。この計装用圧縮空気系除湿装置５で除湿され乾燥した圧縮空気は、計装用圧縮空気系除湿装置出口配管６を介して計装用圧縮空気系負荷２４に供給される。

同時に、上記の除湿され乾燥した圧縮空気は、計装用圧縮空気系除湿装置出口配管６から計装用圧縮空気系バックアップ供給配管１７を介し、所内用圧縮空気系空気貯槽出口配管１１を経由して所内用圧縮空気系負荷２５に供給される。この圧縮空気供給の運用は、通常運転モードと称される。

上記の定検モードおいて、従来の原子力発電所の圧縮空気設備と同じく計装用圧縮空気系設備２２と所内用圧縮空気系設備２３とは隔離されている。この計装用圧縮空気系負荷２４には計装用圧縮空気系空気圧縮機１にて圧縮された空気を、所内用圧縮空気系負荷２５には所内用圧縮空気系空気圧縮機８にて圧縮された空気をそれぞれ供給する運用の仕方である。

通常運転モードにおいて所内用圧縮空気又は計装用圧縮空気の使用量が増加し供給圧力が所定圧力に低下した場合に、計装用圧縮空気系空気貯槽出口配管圧力計１４からの圧力低下信号１４ａにより計装用圧縮空気系バックアップ供給弁１８を閉状態とする。この計装用圧縮空気系バックアップ供給弁１８が閉状態になったときに、所内用圧縮空気系空気圧縮機８を起動させて通常運転モードから定検モードに移行する。

なお、定検モードから通常運転モードへの移行は、計装用圧縮空気使用量が減少し計装用圧縮空気系設備２２の供給圧力が所定圧力に回復した場合に、計装用圧縮空気系空気貯槽出口配管圧力計１４からの圧力回復信号１４ａにより計装用圧縮空気系バックアップ供給弁１８を開状態にして行われる。この計装用圧縮空気系バックアップ供給弁１８を開状態の下で、所内用圧縮空気系空気圧縮機８を停止させることにより通常運転モードに移行する。

また、計装用圧縮空気系設備２２の機能喪失により供給圧力が所定圧力より低下した場合には、従来の原子力発電所の圧縮空気設備と同じく、計装用圧縮空気系空気貯槽出口配管圧力計１４からの圧力低下信号１４ａにより所内用圧縮空気系バックアップ供給弁１５を開状態にする。この所内用圧縮空気系バックアップ供給弁１５を開状態の下で、所内用圧縮空気系空気圧縮機８にて圧縮した空気は、所内用圧縮空気系空気圧縮機出口配管９、所内用圧縮空気系空気貯槽１０、所内用圧縮空気系空気貯槽出口配管１１、所内用圧縮空気系バックアップ供給配管１３及び計装用圧縮空気系空気貯槽出口配管４を経由して計装用圧縮空気系除湿装置５に供給される。この計装用圧縮空気系除湿装置５で除湿され乾燥した圧縮空気は計装用圧縮空気系除湿装置出口配管６を経由して計装用圧縮空気系負荷２４に供給される。

なお、計装用圧縮空気系除湿装置５による圧縮空気の除湿が期待できないときには、計装用圧縮空気系負荷２４に対して所内用圧縮空気系空気貯槽出口配管１１から計装用圧縮空気系バックアップ供給配管１７、計装用圧縮空気系除湿装置出口配管６を経由して圧縮により湿潤状態のままの圧縮空気を供給することも可能である。

また、計装用圧縮空気系設備２２と所内用圧縮空気系設備２３とは計装用圧縮空気系バックアップ供給弁１８にて隔離された状態の定検モードから通常運転モードに移行する。この計装用圧縮空気系バックアップ供給弁１８の制御条件として、図２に示す所内用圧縮空気系空気貯槽出口配管圧力計１９からの圧力信号１９ａを追加し所内用圧縮空気使用状況を考慮することにより、運転モード切替の信頼性を高めることも可能である。

また、図３に示すように、計装用圧縮空気系空気圧縮機１及び所内用圧縮空気系空気圧縮機８の負荷運転／無負荷運転の切替信号１ａ、８ａを基に算出された計装用圧縮空気系と所内用圧縮空気系の負荷率を計装用圧縮空気系バックアップ供給弁１８の制御条件とすることにより、運転モード切替の信頼性を高めることも可能である。

本実施の形態によれば、所内用圧縮空気使用量が減少する通常運転時において、計装用圧縮空気系空気圧縮機の容量を増加させることなく負荷率の低い所内用圧縮空気系設備２３に計装用圧縮空気系設備２２の圧縮空気を供給する。このとき、所内用圧縮空気系空気圧縮機８を停止させて所内用圧縮空気系設備２３の配管内の腐食防止、凝縮水発生量低減等の環境改善を図ることができる。この所内用圧縮空気系の配管内の環境改善を図ることにより、発電所の運転に関わるランニングコストを低減させることができる。

また、発電所内の機器及び空気作動工具等に所内用圧縮空気を使用するときに行っていた配管末端部の負荷接続部に溜まった凝縮水である錆水の排出作業が不要となり、現場作業員の負担を軽減することができる。

図４は、本発明の第２の実施の形態の原子力発電所の圧縮空気設備の構成を示す概略系統図である。本実施の形態は、第１の実施の形態の計装用圧縮空気系バックアップ供給弁１８の代わりに所内用圧縮空気系バックアップ供給逆止弁バイパス弁２１を設けるものであり、第１の実施の形態と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。

本図に示すように、所内用圧縮空気系空気貯槽出口配管１１と計装用圧縮空気系空気貯槽出口配管４とは、所内用圧縮空気系バックアップ供給配管１３により接続されている。上記の計装用圧縮空気系の圧力が何らかの原因により所定圧力より低下したときには、計装用圧縮空気系空気貯槽出口配管圧力計１４からの圧力低下信号１４ａにより所内用圧縮空気系バックアップ供給配管１３に介在する所内用圧縮空気系バックアップ供給弁１５が開放され、所内用圧縮空気系設備２３により計装用圧縮空気系設備２２に圧縮空気がバックアップ供給される。

また、所内用圧縮空気系バックアップ供給配管１３には、所内用圧縮空気系バックアップ供給逆止弁１６が設置されている。この所内用圧縮空気系バックアップ供給逆止弁１６により、通常時閉状態の所内用圧縮空気系バックアップ供給弁１５が万が一シートリーク等をしても、計装用圧縮空気が所内用圧縮空気系に不用意に供給されることが防止されている。

また、この所内用圧縮空気系バックアップ供給逆止弁１６をバイパスして所内用圧縮空気系バックアップ供給逆止弁バイパス配管２０が配置されている。この所内用圧縮空気系バックアップ供給逆止弁バイパス配管２０には、所内用圧縮空気系バックアップ供給逆止弁バイパス弁２１が介在している。

ここで、圧縮空気の供給の運用に係り、定検モードと通常運転モードについて説明する。最初に、定検モードについて述べる。所内用圧縮空気使用量が増加する定検時又は計装用圧縮空気使用量増加時において、所内用圧縮空気系バックアップ供給弁１５と所内用圧縮空気系バックアップ供給逆止弁バイパス弁２１を閉状態とすることにより計装用圧縮空気系設備２２と所内用圧縮空気系設備２３とは隔離される。

この隔離した状態の下で、計装用圧縮空気系空気圧縮機１にて圧縮した空気は、計装用圧縮空気系空気圧縮機出口配管２、計装用圧縮空気系空気貯槽３及び計装用圧縮空気系空気貯槽出口配管４を介して計装用圧縮空気系除湿装置５に導入される。この計装用圧縮空気系除湿装置５で除湿された圧縮空気は計装用圧縮空気系除湿装置出口配管６を経由して計装用圧縮空気系負荷２４に供給される。

一方、所内用圧縮空気系空気圧縮機８にて圧縮した空気は、所内用圧縮空気系空気圧縮機出口配管９を介して所内用圧縮空気系空気貯槽１０に貯溜される。この所内用圧縮空気系空気貯槽１０に貯溜された圧縮空気は、所内用圧縮空気系空気貯槽出口配管１１を経由して圧縮により湿潤状態のまま所内用圧縮空気系負荷２５へ供給される。

次に、通常運転モードについて述べる。所内用圧縮空気使用量が減少する通常運転時において、所内用圧縮空気系バックアップ供給弁１５及び所内用圧縮空気系バックアップ供給逆止弁バイパス弁２１を開状態とすることにより、計装用圧縮空気系設備２２と所内用圧縮空気系設備２３とが連結される。

すなわち、計装用圧縮空気系空気貯槽出口配管４と所内用圧縮空気系空気貯槽出口配管１１とは、所内用圧縮空気系バックアップ供給配管１３及び所内用圧縮空気系バックアップ供給逆止弁バイパス配管２０を介して接続された状態になる。同時に、所内用圧縮空気系空気圧縮機８を停止する。

上記の隔離した状態の下で、計装用圧縮空気系空気圧縮機１にて圧縮した空気は、計装用圧縮空気系空気圧縮機出口配管２、計装用圧縮空気系空気貯槽３、計装用圧縮空気系空気貯槽出口配管４を介して計装用圧縮空気系除湿装置５に導入される。この計装用圧縮空気系除湿装置５にて除湿され乾燥した圧縮空気は、計装用圧縮空気系除湿装置出口配管６を経由して計装用圧縮空気系負荷２４に供給される。

同時に、計装用圧縮空気系空気貯槽出口配管４から所内用圧縮空気系バックアップ供給配管１３、所内用圧縮空気系バックアップ供給逆止弁バイパス配管２０及び所内用圧縮空気系空気貯槽出口配管１１を経由して、圧縮により湿潤状態のままの圧縮空気は所内用圧縮空気系負荷２５に供給される。

上記の定検モードは、従来の原子力発電所の圧縮空気設備と同じく計装用圧縮空気系設備２２と所内用圧縮空気系設備２３とは隔離される。この隔離された状態の下で、計装用圧縮空気系負荷２４には計装用圧縮空気系空気圧縮機１にて圧縮された空気を、所内用圧縮空気系負荷２５には所内用圧縮空気系空気圧縮機８にて圧縮された空気がそれぞれ供給される。

通常運転モードおいて、所内用圧縮空気又は計装用圧縮空気使用量が増加し供給圧力が低下したときに、計装用圧縮空気系空気貯槽出口配管圧力計１４からの圧力信号１４ａにより所内用圧縮空気系バックアップ供給弁１５と所内用圧縮空気系バックアップ供給逆止弁バイパス弁２１が閉状態とされる。この閉状態の下で、所内用圧縮空気系空気圧縮機８を起動させることにより、通常運転モードから定検モードに移行する。

なお、定検モードから通常運転モードへの移行は、計装用圧縮空気使用量が減少し計装用圧縮空気系の供給圧力が回復したときに、計装用圧縮空気系空気貯槽出口配管圧力計１４からの圧力信号１４ａにより所内用圧縮空気系バックアップ供給弁１５及び所内用圧縮空気系バックアップ供給逆止弁バイパス弁２１を開放し、所内用圧縮空気系空気圧縮機８を停止させることにより行われる。

また、計装用圧縮空気系設備２２の機能喪失により供給圧力が所定圧力より低下したときには、従来の原子力発電所の圧縮空気設備と同じく、計装用圧縮空気系空気貯槽出口配管圧力計１４からの圧力低下信号１４ａにより所内用圧縮空気系バックアップ供給弁１５を開放して行われる。

上記の所内用圧縮空気系空気圧縮機８にて圧縮した空気は、所内用圧縮空気系空気圧縮機出口配管９を介して所内用圧縮空気系空気貯槽１０に貯溜される。この所内用圧縮空気系空気貯槽１０に貯溜された圧縮空気は、所内用圧縮空気系空気貯槽出口配管１１、所内用圧縮空気系バックアップ供給配管１３及び計装用圧縮空気系空気貯槽出口配管４を経由して計装用圧縮空気系除湿装置５に導入される。この計装用圧縮空気系除湿装置５にて除湿された圧縮空気は、計装用圧縮空気系除湿装置出口配管６を介して計装用圧縮空気系負荷２４に供給される。このとき所内用圧縮空気系バックアップ供給逆止弁バイパス弁２１は閉状態としておく。

また、計装用圧縮空気系設備２２と所内用圧縮空気系設備２３とが所内用圧縮空気系バックアップ供給弁１５と所内用圧縮空気系バックアップ供給逆止弁バイパス弁２１にて隔離された状態の定検モードから通常運転モードに移行される。この移行の際に、図５に示すように、所内用圧縮空気系バックアップ供給弁１５と所内用圧縮空気系バックアップ供給逆止弁バイパス弁２１の制御条件として所内用圧縮空気系空気貯槽出口配管圧力計１９からの圧力信号１９ａを追加する。この圧力信号１９ａの追加により所内用圧縮空気使用状況を考慮することにより、運転モード切替の信頼性を高めることも可能である。

また、図６に示すように、計装用圧縮空気系空気圧縮機１と所内用圧縮空気系空気圧縮機８の負荷運転又は無負荷運転の切替信号１ａ、８ａをそれぞれ発信する。この負荷運転又は無負荷運転の切替信号１ａ、８ａを基に算出された計装用圧縮空気系設備２２と所内用圧縮空気系設備２３の負荷率を所内用圧縮空気系バックアップ供給弁１５及び所内用圧縮空気系バックアップ供給逆止弁バイパス弁２１の制御条件とするものである。かくして、計装用圧縮空気系設備２２と所内用圧縮空気系設備２３の負荷率を考慮することにより、運転モード切替の信頼性を高めることも可能である。

本実施の形態によれば、所内用圧縮空気使用量が減少する通常運転時において、計装用圧縮空気系空気圧縮機の容量を増加させることなく負荷率の低い所内用圧縮空気系に計装用圧縮空気系を供給することにより、所内用圧縮空気系空気圧縮機を停止させて所内用圧縮空気系の配管内の腐食防止、凝縮水発生量低減等の環境改善を図ることができる。この所内用圧縮空気系の配管内の環境改善を図ることにより、発電所の運転に関わるランニングコストを低減させることができる。

図７は、本発明の第３の実施の形態の原子力発電所の圧縮空気設備の構成を示す概略系統図である。本実施の形態は、第１の実施の形態の所内用圧縮空気系バックアップ供給逆止弁１６を削除したものであり、第１の実施の形態と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。

本図に示すように、所内用圧縮空気系空気貯槽出口配管１１と計装用圧縮空気系空気貯槽出口配管４とは所内用圧縮空気系バックアップ供給配管１３にて接続されている。この所内用圧縮空気系バックアップ供給配管１３上の中間に所内用圧縮空気系バックアップ供給弁１５が設けられている。

ここで、圧縮空気の供給の運用に係り、定検モードと通常運転モードについて説明する。最初に、定検モードについて述べる。所内用圧縮空気使用量が増加する定検時又は計装用圧縮空気使用量増加時において、所内用圧縮空気系バックアップ供給弁１５を閉とすることにより、計装用圧縮空気系設備２２と所内用圧縮空気系設備２３は隔離される。

この隔離した状態の下で、計装用圧縮空気系空気圧縮機１にて圧縮した空気は、計装用圧縮空気系空気圧縮機出口配管２、計装用圧縮空気系空気貯槽３及び計装用圧縮空気系空気貯槽出口配管４を介して計装用圧縮空気系除湿装置５に導入される。この計装用圧縮空気系除湿装置５にて除湿され乾燥した圧縮空気は、計装用圧縮空気系除湿装置出口配管６を経由して計装用圧縮空気系負荷２４に供給される。

一方、所内用圧縮空気系空気圧縮機８にて圧縮した空気は、所内用圧縮空気系空気圧縮機出口配管９を介して所内用圧縮空気系空気貯槽１０に貯溜される。この所内用圧縮空気系空気貯槽１０に貯溜された圧縮空気は、所内用圧縮空気系空気貯槽出口配管１１を経由して圧縮により湿潤状態のまま所内用圧縮空気系負荷２５に供給される。

次に、通常運転モードについて述べる。所内用圧縮空気使用量が減少する通常運転時において、所内用圧縮空気系バックアップ供給弁１５が開放される。この所内用圧縮空気系バックアップ供給弁１５を開放することにより、計装用圧縮空気系空気貯槽出口配管４と所内用圧縮空気系空気貯槽出口配管１１とは所内用圧縮空気系バックアップ供給配管１３にて連結される。同時に、所内用圧縮空気系空気圧縮機８を停止する。

上記の連結した状態の下で、計装用圧縮空気系空気圧縮機１にて圧縮した空気は、計装用圧縮空気系空気圧縮機出口配管２、計装用圧縮空気系空気貯槽３及び計装用圧縮空気系空気貯槽出口配管４を介して計装用圧縮空気系除湿装置５に導入される。この計装用圧縮空気系除湿装置５にて除湿され乾燥した圧縮空気は、計装用圧縮空気系除湿装置出口配管６を経由して計装用圧縮空気系負荷２４に供給される。

同時に、計装用圧縮空気系空気貯槽出口配管４から所内用圧縮空気系バックアップ供給配管１３及び所内用圧縮空気系空気貯槽出口配管１１を経由して圧縮により湿潤状態のままの圧縮空気は、所内用圧縮空気系負荷２５に供給される。

上記の定検モードは、従来の原子力発電所の圧縮空気設備と同じく計装用圧縮空気系と所内用圧縮空気系は隔離され、計装用圧縮空気系負荷２４には計装用圧縮空気系空気圧縮機１にて圧縮された空気を、所内用圧縮空気系負荷２５には所内用圧縮空気系空気圧縮機８にて圧縮された空気をそれぞれ供給する。

通常運転モードおいて、所内用圧縮空気又は計装用圧縮空気使用量が増加し供給圧力が低下したときに、計装用圧縮空気系空気貯槽出口配管圧力計１４からの圧力信号１４ａにより所内用圧縮空気系バックアップ供給弁１５が閉状態とされる。この所内用圧縮空気系バックアップ供給弁１５の閉状態の下で、所内用圧縮空気系空気圧縮機８を起動させて、通常運転モードから定検モードに移行する。

なお、定検モードから通常運転モードへの移行は、計装用圧縮空気使用量が減少し計装用圧縮空気系設備２２の供給圧力が回復した場合に、計装用圧縮空気系空気貯槽出口配管圧力計１４からの圧力信号１４ａにより所内用圧縮空気系バックアップ供給弁１５を開とし、同時に所内用圧縮空気系空気圧縮機８を停止することにより行う。

また、計装用圧縮空気系の機能喪失により供給圧力が低下した場合には、従来の原子力発電所の圧縮空気設備と同じく計装用圧縮空気系空気貯槽出口配管圧力計１４からの圧力低下信号１４ａにより所内用圧縮空気系バックアップ供給弁１５を開放する。

この所内用圧縮空気系バックアップ供給弁１５を開放した状態の下で、所内用圧縮空気系空気圧縮機８にて圧縮した空気は、所内用圧縮空気系空気圧縮機出口配管９を経由して所内用圧縮空気系空気貯槽１０に貯溜される。この所内用圧縮空気系空気貯槽１０に貯溜された圧縮空気は、所内用圧縮空気系空気貯槽出口配管１１、所内用圧縮空気系バックアップ供給配管１３及び計装用圧縮空気系空気貯槽出口配管４を経由して計装用圧縮空気系除湿装置５に導入される。この計装用圧縮空気系除湿装置５にて除湿され乾燥した圧縮空気は、計装用圧縮空気系除湿装置出口配管６を介して計装用圧縮空気系負荷２４に供給される。

なお、計装用圧縮空気系設備２２と所内用圧縮空気系設備２３とが所内用圧縮空気系バックアップ供給弁１５にて隔離された状態の定検モードから通常運転モードに移行する。この定検モードから通常運転モードに移行するときに、図８に示すように、所内用圧縮空気系バックアップ供給弁１５の制御条件として所内用圧縮空気系空気貯槽出口配管圧力計１９からの圧力信号１９ａを追加することができる。この圧力信号１９ａの追加により所内用圧縮空気使用状況を考慮することにより、運転モード切替の信頼性を高めることも可能である。

また、図９に示すように、計装用圧縮空気系空気圧縮機１と所内用圧縮空気系空気圧縮機８の負荷運転又は無負荷運転の切替信号１ａ、８ａがそれぞれ発信される。この負荷運転又は無負荷運転の切替信号１ａ、８ａを基に算出した計装用圧縮空気系と所内用圧縮空気系の負荷率を所内用圧縮空気系バックアップ供給弁１５の制御条件とするものである。かくして、計装用圧縮空気系設備２２と所内用圧縮空気系設備２３の負荷率を考慮することにより、運転モード切替の信頼性を高めることも可能である。

本実施の形態によれば、所内用圧縮空気使用量が減少する通常運転時において、計装用圧縮空気系空気圧縮機１の容量を増加させることなく負荷率の低い所内用圧縮空気系設備２３に計装用圧縮空気系の圧縮空気を供給する。同時に、所内用圧縮空気系空気圧縮機８を停止させて、所内用圧縮空気系設備２３の配管内の腐食防止、凝縮水発生量低減等の環境改善を図ることができる。この所内用圧縮空気系の配管内の環境改善を図ることにより、発電所の運転に関わるランニングコストを低減することができる。

さらに、本発明は、上述したような各実施の形態に何ら限定されるものではなく、計装用圧縮空気系バックアップ供給配管１７及び所内用圧縮空気系バックアップ供給逆止弁バイパス配管２０を併用してもよく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明の第１の実施の形態の原子力発電所の圧縮空気設備の構成を示す概略系統図。本発明の第１の実施の形態の原子力発電所の圧縮空気設備の変形例の構成を示す概略系統図。本発明の第１の実施の形態の原子力発電所の圧縮空気設備の変形例の構成を示す概略系統図。本発明の第２の実施の形態の原子力発電所の圧縮空気設備の構成を示す概略系統図。本発明の第２の実施の形態の原子力発電所の圧縮空気設備の変形例の構成を示す概略系統図。本発明の第２の実施の形態の原子力発電所の圧縮空気設備の変形例の構成を示す概略系統図。本発明の第３の実施の形態の原子力発電所の圧縮空気設備の構成を示す概略系統図。本発明の第３の実施の形態の原子力発電所の圧縮空気設備の変形例の構成を示す概略系統図。従来の原子力発電所の圧縮空気設備の構成を示す概略系統図。

符号の説明

１…計装用圧縮空気系空気圧縮機、２…計装用圧縮空気系空気圧縮機出口配管、３…計装用圧縮空気系空気貯槽、４…計装用圧縮空気系空気貯槽出口配管、５…計装用圧縮空気系除湿装置、６…計装用圧縮空気系除湿装置出口配管、７…計装用圧縮空気系空気貯槽圧力計、８…所内用圧縮空気系空気圧縮機、９…所内用圧縮空気系空気圧縮機出口配管、１０…所内用圧縮空気系空気貯槽、１１…所内用圧縮空気系空気貯槽出口配管、１２…所内用圧縮空気系空気貯槽圧力計、１３…所内用圧縮空気系バックアップ供給配管、１４…計装用圧縮空気系空気貯槽出口配管圧力計、１５…所内用圧縮空気系バックアップ供給弁、１６…所内用圧縮空気系バックアップ供給逆止弁、１７…計装用圧縮空気系バックアップ供給配管、１８…計装用圧縮空気系バックアップ供給弁、１９…所内用圧縮空気系空気貯槽出口配管圧力計、２０…所内用圧縮空気系バックアップ供給逆止弁バイパス配管、２１…所内用圧縮空気系バックアップ供給逆止弁バイパス弁、２２…計装用圧縮空気系設備、２３…所内用圧縮空気系設備、２４…計装用圧縮空気系負荷、２４…所内用圧縮空気系負荷。

Claims

空気を圧縮する計装用空気圧縮機と、この圧縮された空気を貯溜する計装用空気貯槽と、この貯溜された圧縮空気を除湿する計装用除湿装置と、この除湿された圧縮空気を計装用圧縮空気系負荷に供給する計装用配管と、を含む計装用圧縮空気系設備と、
空気を圧縮する所内用空気圧縮機と、この圧縮された空気を貯溜する所内用空気貯槽と、この貯溜された圧縮空気を所内用圧縮空気系負荷に供給する所内用配管と、を含む所内用圧縮空気系設備と、
を有する原子力発電所の圧縮空気設備において、
前記所内用圧縮空気系設備から前記計装用圧縮空気系設備に圧縮空気を供給する第１のバックアップ供給配管と、
この第１のバックアップ供給配管に介在し前記計装用圧縮空気系設備に設けられた計装用圧縮空気系圧力計からの信号により開閉動作される第１のバックアップ供給弁と、
前記第１のバックアップ供給配管に介在し前記計装用圧縮空気系設備から所内用圧縮空気系設備に圧縮空気が漏洩するのを防止する逆止弁と、
前記計装用圧縮空気系設備から前記所内用圧縮空気系設備に圧縮空気を供給する第２のバックアップ供給配管と、
この第２のバックアップ供給配管に介在し前記計装用圧縮空気系圧力計からの信号により開閉動作される第２のバックアップ供給弁と、
を具備することを特徴とする原子力発電所の圧縮空気設備。
前記所内用圧縮空気系設備に設けられた所内用圧縮空気系圧力計からの信号が、前記第１及び第２のバックアップ供給弁の少なくとも一方の開閉動作の制御条件として構成されていること、を特徴とする特許請求項１記載の原子力発電所の圧縮空気設備。
前記計装用圧縮空気系空気圧縮機及び所内用圧縮空気系空気圧縮機の少なくとも一方の負荷運転及び無負荷運転の切替信号を基に算出された前記計装用圧縮空気系設備及び所内用圧縮空気系設備の負荷率が、前記第１及び第２のバックアップ供給弁の少なくとも一方の開閉動作の制御条件として構成されていること、を特徴とする特許請求項１記載の原子力発電所の圧縮空気設備。
前記第２のバックアップ供給配管が、前記逆止弁にバイパスして配設されて構成されていること、を特徴とする特許請求項１記載の原子力発電所の圧縮空気設備。
前記第２のバックアップ供給配管に介在する第２のバックアップ供給弁の開閉動作の制御条件として、前記所内用圧縮空気系設備に設けられた所内用圧縮空気系圧力計からの信号が構成されていること、を特徴とする特許請求項４記載の原子力発電所の圧縮空気設備。
前記第２のバックアップ供給配管に介在する第２のバックアップ供給弁の開閉動作の制御条件として、前記計装用圧縮空気系空気圧縮機及び所内用圧縮空気系空気圧縮機の少なくとも一方の負荷運転及び無負荷運転の切替信号を基に算出された計装用圧縮空気系設備及び所内用圧縮空気系設備の負荷率が構成されていること、を特徴とする特許請求項４記載の原子力発電所の圧縮空気設備。
空気を圧縮する計装用空気圧縮機と、この圧縮された空気を貯溜する計装用空気貯槽と、この貯溜された圧縮空気を除湿する計装用除湿装置と、この除湿された圧縮空気を計装用圧縮空気系負荷に供給する計装用配管と、を含む計装用圧縮空気系設備と、
空気を圧縮する所内用空気圧縮機と、この圧縮された空気を貯溜する所内用空気貯槽と、この貯溜された圧縮空気を所内用圧縮空気系負荷に供給する所内用配管と、を含む所内用圧縮空気系設備と、
を有する原子力発電所の圧縮空気設備において、
前記計装用圧縮空気系設備から前記所内用圧縮空気系設備に圧縮空気を供給するバックアップ供給配管と、
このバックアップ供給配管に介在し前記計装用圧縮空気系設備に設けられた計装用圧縮空気系圧力計からの信号により開閉動作されるバックアップ供給弁と、
を具備し、
前記所内用圧縮空気系設備に設けられた所内用圧縮空気系圧力計からの信号が、前記バックアップ供給弁の開閉動作の制御条件として構成されていること、を特徴とする原子力発電所の圧縮空気設備。
空気を圧縮する計装用空気圧縮機と、この圧縮された空気を貯溜する計装用空気貯槽と、この貯溜された圧縮空気を除湿する計装用除湿装置と、この除湿された圧縮空気を計装用圧縮空気系負荷に供給する計装用配管と、を含む計装用圧縮空気系設備と、
空気を圧縮する所内用空気圧縮機と、この圧縮された空気を貯溜する所内用空気貯槽と、この貯溜された圧縮空気を所内用圧縮空気系負荷に供給する所内用配管と、を含む所内用圧縮空気系設備と、
を有する原子力発電所の圧縮空気設備において、
前記計装用圧縮空気系設備から前記所内用圧縮空気系設備に圧縮空気を供給するバックアップ供給配管と、
このバックアップ供給配管に介在し前記計装用圧縮空気系設備に設けられた計装用圧縮空気系圧力計からの信号により開閉動作されるバックアップ供給弁と、
を具備し、
前記計装用圧縮空気系空気圧縮機及び所内用圧縮空気系空気圧縮機の少なくとも一方の負荷運転及び無負荷運転の切替信号を基に算出された前記計装用圧縮空気系設備及び所内用圧縮空気系設備の負荷率が、前記バックアップ供給弁の開閉動作の制御条件として構成されていること、を特徴とする原子力発電所の圧縮空気設備。