JP6234303B2

JP6234303B2 - 給水系統のクリーンアップ装置及び方法

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Publication number: JP6234303B2
Application number: JP2014069084A
Authority: JP
Inventors: 健太郎西尾; 崇宏一戸
Original assignee: Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2014-03-28
Filing date: 2014-03-28
Publication date: 2017-11-22
Anticipated expiration: 2034-03-28
Also published as: JP2015190711A

Description

本発明は、発電プラントなどに適用される給水系統のクリーンアップ装置及び方法に関するものである。

例えば、加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）を有する原子力発電プラントは、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、原子炉の炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水（１次冷却材）を蒸気発生器に送って熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気（２次冷却材）をタービン発電機へ送って発電するものである。ここで、２次冷却材は、蒸気発生器で原子炉からの高温高圧の１次冷却材の熱により蒸気となり、蒸気タービンを駆動した後、復水器で海水により冷却されて復水となり、ポンプにより再び蒸気発生器に戻される。

この２次冷却材が循環する給水系統では、２次冷却材に含まれる不純物が配管や各種の機器に付着したり堆積したりすることから、定期点検時に給水系統のクリーンアップ処理を行う。このような給水系統のクリーンアップ装置として、例えば、下記特許文献に記載されたものがある。

特公平０１−０３５２４５号公報特開平０３−１２２４０１号公報

ところで、給水系統のクリーンアップ処理を行う場合、低圧クリーンアップラインに対するクリーンアップ処理を実行してから、高圧クリーンアップラインに対するクリーンアップ処理を実行している。そのため、クリーンアップ処理を行う時間が長くなり、クリーンアップ処理効率が良くないという問題がある。

本発明は上述した課題を解決するものであり、給水系統をクリーンアップ処理するクリーンアップ処理時間を短縮することでクリーンアップ処理効率の向上を図る給水系統のクリーンアップ装置及び方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明の給水系統のクリーンアップ装置は、復水器の復水を低圧給水加熱器、脱気器、高圧給水加熱器を通して蒸気発生器に戻す給水系統をクリーンアップする給水系統のクリーンアップ装置において、洗浄水を前記復水器から前記低圧給水加熱器及び前記脱気器を通して前記復水器に戻す低圧クリーンアップラインと、洗浄水を前記復水器から前記脱気器及び前記高圧給水加熱器を通して前記復水器に戻す高圧クリーンアップラインと、前記脱気器に加熱蒸気を供給する加熱蒸気供給ラインと、前記高圧クリーンアップラインにおける前記高圧給水加熱器より下流側から分岐して前記脱気器に至る第２循環ラインと、前記高圧クリーンアップラインにおける前記第２循環ラインの分岐部より下流側に設けられる第２循環開閉弁と、前記高圧クリーンアップラインにおける前記復水器と前記脱気器との間から分岐して前記脱気器の入口側に連結されると共に熱交換器が設けられる加熱洗浄水供給ラインと、前記脱気器出口側から前記熱交換器を通って前記復水器に連結される洗浄水加熱ラインと、を有することを特徴とするものである。

従って、高圧クリーンアップ処理を実行するとき、第２循環開閉弁を閉止し、洗浄水を高圧クリーンアップライン及び第２循環ラインに供給することで、復水戻しライン、脱気器、高圧給水加熱器が洗浄される。このとき、高圧クリーンアップ処理で洗浄水が流れるラインが独立していることから、低圧クリーンアップ処理と高圧クリーンアップ処理を同時に実施することができる。また、復水器からの低温の洗浄水が加熱洗浄水供給ラインにより分岐し、熱交換器を通って脱気器に供給されるとき、脱気器で加熱蒸気により加熱された高温の洗浄水は、熱交換器を通って復水器に戻されるため、熱交換器により、加熱洗浄水供給ラインを流れる低温の洗浄水が、洗浄水加熱ラインを流れる高温の洗浄水により加熱され、使用済の洗浄水の熱を効率良く回収してこれから使用する洗浄水を加熱することができ、加熱蒸気の供給量を低減することができる。その結果、給水系統をクリーンアップ処理するクリーンアップ処理時間を短縮することができると共に、洗浄水を加熱するための蒸気を効率的に使用することで蒸気の使用量を減少してクリーンアップ処理に要するコストを削減することができ、クリーンアップ処理効率を向上することができる。

本発明の給水系統のクリーンアップ装置では、前記脱気器を通して洗浄水を循環する脱気器循環ラインが設けられると共に、前記脱気器循環ラインに循環ポンプが設けられ、洗浄水加熱ラインは、基端部が前記脱気器循環ラインにおける前記循環ポンプより下流側に連結されることを特徴としている。

従って、洗浄水を循環する脱気器循環ライン及び循環ポンプを洗浄水加熱ラインの一部として兼用することで、設備コストの増加を抑制することができる。

本発明の給水系統のクリーンアップ装置では、前記脱気器循環ラインにおける前記循環ポンプより下流側に開閉弁が設けられ、洗浄水加熱ラインは、基端部が前記脱気器循環ラインにおける前記循環ポンプと前記開閉弁との間に連結されることを特徴としている。

従って、開閉弁により脱気器循環ラインを用いた洗浄水の加熱循環処理と、洗浄水加熱ラインを用いた洗浄水の加熱処理とを容易に切り替えることができる。

本発明の給水系統のクリーンアップ装置では、加熱洗浄水供給ラインは、前記熱交換器よりも上流側に第１開閉弁が設けられ、前記洗浄水加熱ラインは、前記熱交換器よりも上流側に第２開閉弁が設けられることを特徴としている。

従って、低圧クリーンアップ作業時や高圧クリーンアップの完了時は、各開閉弁を閉止することで、加熱洗浄水供給ラインと洗浄水加熱ラインへの洗浄水の供給を停止し、低圧クリーンアップ作業や高圧クリーンアップの完了後の冷却水の循環作業を適正に行うことができる。

本発明の給水系統のクリーンアップ装置では、前記低圧クリーンアップラインにおける前記脱気器より上流側から分岐して前記復水器に至る第１循環ラインが設けられると共に、前記低圧クリーンアップラインにおける第１循環ラインの分岐部より下流側に第１循環開閉弁が設けられることを特徴としている。

従って、低圧クリーンアップ処理を実行するとき、第１循環開閉弁を閉止し、洗浄水を低圧クリーンアップライン及び第１循環ラインに供給することで、復水戻しラインが洗浄される。また、高圧クリーンアップ処理を実行するとき、第２循環開閉弁を閉止し、洗浄水を高圧クリーンアップライン及び第２循環ラインに供給することで、復水戻しライン、脱気器、高圧給水加熱器が洗浄される。このとき、低圧クリーンアップ処理で洗浄水が流れるラインと、高圧クリーンアップ処理で洗浄水が流れるラインとが独立していることから、低圧クリーンアップ処理と高圧クリーンアップ処理を同時に実施することができ、給水系統をクリーンアップ処理するクリーンアップ処理時間を短縮することができる。

本発明の給水系統のクリーンアップ装置では、洗浄水を前記復水器に供給する第１洗浄水供給ラインと、洗浄水を前記脱気器に供給する第２洗浄水供給ラインとが設けられることを特徴としている。

従って、低圧クリーンアップ処理時には、第１洗浄水供給ラインにより洗浄水を復水器に供給し、高圧クリーンアップ処理時には、第２洗浄水供給ラインにより洗浄水を脱気器に供給することとなり、クリーンアップする各領域に適切に洗浄水を供給することができる。

本発明の給水系統のクリーンアップ装置では、前記蒸気発生器からのブローダウンラインが前記洗浄水加熱ラインにおける前記熱交換器よりも上流側に連結されることを特徴としている。

従って、蒸気発生器からのブローダウンラインを洗浄水加熱ラインの一部として用いることで、設備コストの増大を抑制することができる。

また、本発明の給水系統のクリーンアップ方法は、復水器の復水を低圧給水加熱器、脱気器、高圧給水加熱器を通して蒸気発生器に戻す給水系統をクリーンアップする給水系統のクリーンアップ装置において、洗浄水を前記脱気器から前記高圧給水加熱器を通して前記脱気器に戻すと共に前記脱気器に加熱蒸気を供給して洗浄水を加熱する工程と、洗浄水を前記復水器から前記脱気器に供給する工程と、前記復水器から前記脱気器に供給される洗浄水と前記脱気器を通って前記復水器に戻る洗浄水との間で熱交換を行う工程と、を有することを特徴とするものである。

従って、低圧クリーンアップ工程と高圧クリーンアップ工程とを同時に実行することで、給水系統をクリーンアップ処理するクリーンアップ処理時間を短縮することができ、また、熱交換器により加熱洗浄水供給ラインを流れる低温の洗浄水が洗浄水加熱ラインを流れる高温の洗浄水により加熱され、使用済の洗浄水の熱を効率良く回収してこれから使用する洗浄水を加熱することから、加熱蒸気の供給量を低減することができ、洗浄水を加熱するための蒸気を効率的に使用することで蒸気の使用量を減少してクリーンアップ処理に要するコストを削減することができる。その結果、クリーンアップ処理効率を向上することができる。

本発明の給水系統のクリーンアップ装置及び方法によれば、高圧クリーンアップ処理で洗浄水が流れるラインが独立しているので、低圧クリーンアップ処理と高圧クリーンアップ処理を同時に実施することができ、また、熱交換器により使用済の洗浄水の熱を効率良く回収するので、加熱蒸気の供給量を低減することができる。その結果、給水系統をクリーンアップ処理するクリーンアップ処理時間を短縮することができると共に、洗浄水を加熱するための蒸気を効率的に使用することで蒸気の使用量を減少してクリーンアップ処理に要するコストを削減することができ、クリーンアップ処理効率を向上することができる。

図１は、第１実施形態の給水系統のクリーンアップ装置を表す概略構成図である。図２は、給水系統のクリーンアップ装置を用いた第１低圧クリーンアップ処理及び洗浄水加熱処理を説明するための概略図である。図３は、給水系統のクリーンアップ装置を用いた第２低圧クリーンアップ処理及び高圧クリーンアップ処理を説明するための概略図である。図４は、給水系統のクリーンアップ装置を用いた高圧クリーンアップ処理を説明するための概略図である。図５は、原子力発電プラントを表す概略構成図である。図６は、第２実施形態の給水系統のクリーンアップ装置を表す概略構成図である。

以下に添付図面を参照して、本発明の給水系統のクリーンアップ装置及び方法の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。

［第１実施形態］
図５は、原子力発電プラントを表す概略構成図である。

図６に示す原子力発電プラントは、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電する加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）である。

加圧水型原子炉を有する原子力発電プラントにおいて、図５に示すように、原子炉格納容器１１は、内部に加圧水型原子炉１２及び蒸気発生器１３が格納されており、この加圧水型原子炉１２と蒸気発生器１３とは配管１４，１５を介して連結されており、配管１４に加圧器１６が設けられ、配管１５に１次冷却水ポンプ１７が設けられている。この場合、減速材及び１次冷却水（冷却材）として軽水を用い、炉心部における１次冷却水の沸騰を抑制するために、１次冷却系統は加圧器１６により１５０〜１６０気圧程度の高圧状態を維持するように制御している。従って、加圧水型原子炉１２にて、燃料（原子燃料）として低濃縮ウランにより１次冷却水としての軽水が加熱され、高温の１次冷却水が加圧器１６により所定の高圧に維持した状態で配管１４を通して蒸気発生器１３に送られる。この蒸気発生器１３では、高温高圧の１次冷却水と２次冷却水との間で熱交換が行われ、冷やされた１次冷却水は配管１５を通して加圧水型原子炉１２に戻される。

蒸気発生器１３は、蒸気供給ライン１８を介して蒸気タービン１９と連結されており、この蒸気供給ライン１８に主蒸気隔離弁２０が設けられている。蒸気タービン１９は、高圧タービン２１と低圧タービン２２を有すると共に、発電機２３が接続されている。また、高圧タービン２１と低圧タービン２２との間には、湿分分離加熱器２４が設けられており、蒸気供給ライン１８から分岐した冷却水分岐配管２５が湿分分離加熱器２４に連結される一方、高圧タービン２１と湿分分離加熱器２４は低温再熱管２６により連結され、湿分分離加熱器２４と低圧タービン２２は高温再熱管２７により連結されている。

蒸気タービン１９の各低圧タービン２２は、復水器２８を有しており、各低圧タービン２２から蒸気が排出される。また、この復水器２８は、蒸気供給ライン１８からバイパス弁２９を有するタービンバイパス配管３０が接続されている。

そして、この復水器２８は、復水戻しライン３１が接続されており、復水ポンプ３２、グランドコンデンサ３３、復水脱塩装置３４、復水ブースタポンプ３５、低圧給水加熱器３６が接続されている。また、復水戻しライン３１は、脱気器３７が連結されると共に、主給水ポンプ３８、高圧給水加熱器３９、主給水制御弁４０が設けられている。

従って、蒸気発生器１３にて、高温高圧の１次冷却水と熱交換を行って生成された蒸気は、蒸気供給ライン１８を通して蒸気タービン１９（高圧タービン２１から低圧タービン２２）に送られ、この蒸気により蒸気タービン１９を駆動して発電機２３により発電を行う。このとき、蒸気発生器１３からの蒸気は、高圧タービン２１を駆動した後、湿分分離加熱器２４で蒸気に含まれる湿分が除去されると共に加熱されてから低圧タービン２２を駆動する。そして、蒸気タービン１９を駆動した蒸気は、復水器２８で海水を用いて冷却されて復水となり、グランドコンデンサ３３、復水脱塩装置３４、低圧給水加熱器３６、脱気器３７、高圧給水加熱器３９などを通して蒸気発生器１３に戻される。そして、蒸気発生器１３は、蒸気供給ライン１８及び復水戻しライン３１を介して蒸気タービン１９と連結されており、復水ブースタポンプ３５、主給水ポンプ３８などにより冷却水（蒸気、復水）が循環している。

このような原子力発電プラントにおける２次冷却水の給水系統にて、特に、復水器２８で冷却された復水を蒸気発生器１３に戻す給水系統は、２次冷却水に含まれる不純物が配管や各種機器に付着したり堆積したりする。そのため、原子力発電プラントの定期点検時、この給水系統のクリーンアップ処理を行う。

ここで、第１実施形態の給水系統のクリーンアップ装置について説明する。図１は、第１実施形態の給水系統のクリーンアップ装置を表す概略構成図である。

第１実施形態の給水系統のクリーンアップ装置は、図１に示すように、復水器２８の復水を低圧給水加熱器３６、脱気器３７、高圧給水加熱器３９を通して蒸気発生器１３に戻す給水系統をクリーンアップするためのものである。

給水系統のクリーンアップ装置は、洗浄水を復水器２８から低圧給水加熱器３６及び脱気器３７を通して復水器２８に戻す低圧クリーンアップライン１０１と、洗浄水を復水器２８から脱気器３７及び高圧給水加熱器３９を通して復水器２８に戻す高圧クリーンアップライン１０２と、脱気器３７に加熱蒸気を供給する加熱蒸気供給ライン７０と、低圧クリーンアップライン１０１における脱気器３７より上流側から分岐して復水器２８に至る第１低圧クリーンアップ循環ライン（第１循環ライン）５６と、低圧クリーンアップライン１０１における第１低圧クリーンアップ循環ライン５６の分岐部より下流側に設けられる開閉弁（第１循環開閉弁）６０と、高圧クリーンアップライン１０２における高圧給水加熱器３９より下流側から分岐して脱気器に至る第１高圧クリーンアップ循環ライン（第２循環ライン）９７と、高圧クリーンアップライン１０２における第２高圧クリーンアップ循環ライン９７の分岐部より下流側に設けられる第３遮断弁（第２循環開閉弁）７５と、低圧クリーンアップライン１０１における復水器２８と脱気器３７との間から分岐して脱気器３７の入口側に連結されると共に熱交換器８２が設けられる加熱洗浄水供給ライン８１と、高圧クリーンアップライン１０２における脱気器３７の出口側から分岐して熱交換器８２を通って復水器２８に連結される洗浄水加熱ライン８５とを有している。

具体的に説明すると、復水器２８から蒸気発生器１３に連結される復水戻しライン３１は、復水ポンプ３２、グランドコンデンサ３３、フィルタ４１、復水脱塩装置３４、復水ブースタポンプ３５、開閉弁６０、低圧給水加熱器３６、脱気器３７が連結されると共に、主給水ポンプ３８、高圧給水加熱器３９、主給水制御弁４０が下流側に向けて順に設けられている。フィルタ４１にて、復水戻しライン３１に開閉弁４２が設けられ、この開閉弁４２を迂回するバイパス通路４３が設けられており、このバイパス通路４３に開閉弁４４とフィルタ本体４５が設けられている。また、復水脱塩装置３４にて、復水戻しライン３１に開閉弁４６が設けられ、この開閉弁４６を迂回するバイパス通路４７が設けられており、このバイパス通路４７に開閉弁４８と復水脱塩装置本体４９が設けられている。

洗浄水タンク５１は、所定量の洗浄水を貯留しており、第１洗浄水供給ライン５２により復水器２８に連結され、第１洗浄水供給ライン５２に流量調整弁５３が設けられている。復水戻しライン３１は、復水器２８と復水ポンプ３２との間にブローライン５４が設けられ、開閉弁５５が設けられている。また、復水戻しライン３１は、復水ブースタポンプ３５と開閉弁６０との間に第１低圧クリーンアップ循環ライン５６の基端部が連結され、先端部が復水器２８に連結されている。そして、第１低圧クリーンアップ循環ライン５６は、ブローライン５７が設けられ、開閉弁５８が設けられると共に、ブローライン５７より下流側に第１遮断弁５９が設けられている。

復水戻しライン３１は、低圧給水加熱器３６より上流側に開閉弁６０が設けられる一方、下流側にブローライン６１が設けられ、開閉弁６２が設けられている。脱気器３７は、復水戻しライン３１の一部を用いて復水（洗浄水）を循環する脱気器循環ライン６３が設けられ、循環ポンプ６４が設けられている。また、脱気器３７は、出口側に第２低圧クリーンアップ循環ライン６５の基端部が連結され、先端部が復水器２８に連結されている。そして、第２低圧クリーンアップ循環ライン６５は、ブローライン６６が設けられ、開閉弁６７が設けられると共に、ブローライン６６より下流側に第２遮断弁６８が設けられている。

低圧クリーンアップライン１０１は、復水戻しライン３１の一部と第１低圧クリーンアップ循環ライン５６と第２低圧クリーンアップ循環ライン６５により構成されている。また、第１低圧クリーンアップ循環ライン５６は、第１循環ラインとして機能し、低圧給水加熱器より上流側から分岐している。そして、復水戻しライン３１に設けられる開閉弁６０は、第１循環開閉弁として機能する。

起動用ボイラ６９は、加熱蒸気を生成可能であり、加熱蒸気供給ライン７０により脱気器３７に連結されている。第１高圧クリーンアップ循環ライン７１は、基端部が復水戻しライン３１における下流側端部に連結され、先端部が復水器２８に連結されている。第１高圧クリーンアップ循環ライン７１は、ブローライン７２が設けられ、開閉弁７３が設けられると共に、ブローライン７２より下流側に第３遮断弁７５が設けられている。なお、復水戻しライン３１は、第１高圧クリーンアップ循環ライン７１の連結部より下流側に開閉弁７６が設けられている。

また、洗浄水タンク５１は、第２洗浄水供給ライン９５により脱気器３７に連結され、第２洗浄水供給ライン９５に流量調整弁９６が設けられている。第１高圧クリーンアップ循環ライン（第２循環ライン）９７は、基端部が第１高圧クリーンアップ循環ライン７１におけるブローライン７２の分岐部と第３遮断弁７５との間に連結され、先端部が脱気器に連結されている。この第２高圧クリーンアップ循環ライン９７は、開閉弁（第２循環開閉弁）９８が設けられている。

高圧クリーンアップライン１０２は、復水戻しライン３１と第１高圧クリーンアップ循環ライン７１と第１高圧クリーンアップ循環ラインとにより構成されている。また、第２高圧クリーンアップ循環ライン９７は、第２循環ラインとして機能し、第３遮断弁７５が第２循環開閉弁として機能する。そして、低圧クリーンアップライン１０１と高圧クリーンアップライン１０２は、復水器２８から低圧給水加熱器３６を介して脱気器３７に至る共通のクリーンアップラインを有している。

加熱洗浄水供給ライン８１は、基端部が復水戻しライン３１における第１低圧クリーンアップ循環ライン５６との連結部と開閉弁６０との間に連結され、先端部が復水戻しライン３１における低圧給水加熱器３６と脱気器３７との間に連結されている。加熱洗浄水供給ライン８１は、熱交換器８２が設けられており、熱交換器８２より上流側に第１開閉弁８４が設けられている。この加熱洗浄水供給ライン８１は、復水戻しライン３１から低圧給水加熱器３６を迂回して脱気器３７の入口側に連結されている。

洗浄水加熱ライン８５は、基端部が脱気器循環ライン６３における循環ポンプ６４より下流側に連結され、先端部が復水器２８に連結されている。洗浄水加熱ライン８５は、加熱洗浄水供給ライン８１における熱交換器８２に連結されており、熱交換器８２より上流側に第２開閉弁８６が設けられている。また、脱気器循環ライン６３は、循環ポンプ６４より下流側に開閉弁８７が設けられており、洗浄水加熱ライン８５は、基端部が脱気器循環ライン６３における循環ポンプ６４と開閉弁８７との間に連結されることとなる。

以下、第１実施形態の給水系統のクリーンアップ方法について説明する。図２は、給水系統のクリーンアップ装置を用いた第１低圧クリーンアップ処理及び洗浄水加熱処理を説明するための概略図、図３は、給水系統のクリーンアップ装置を用いた第２低圧クリーンアップ処理及び高圧クリーンアップ処理を説明するための概略図、図４は、給水系統のクリーンアップ装置を用いた高圧クリーンアップ処理を説明するための概略図である。

第１実施形態の給水系統のクリーンアップ方法は、洗浄水を復水器２８から復水戻しライン（給水ライン）３１を通して復水器２８に戻す低圧クリーンアップ工程と、洗浄水を脱気器３７から高圧給水加熱器３９を通して脱気器３７に戻すと共に脱気器３７に加熱蒸気を供給して洗浄水を加熱する高圧クリーンアップ工程と、低圧クリーンアップ工程と高圧クリーンアップ工程とを同時に実行する工程とを有している。

また、第１実施形態の給水系統のクリーンアップ方法は、洗浄水を脱気器３７から高圧給水加熱器３９を通して脱気器３７に戻すと共に脱気器３７に加熱蒸気を供給して洗浄水を加熱する工程と、洗浄水を復水器２８から脱気器３７に供給する工程と、復水器２８から脱気器３７に供給される洗浄水と脱気器３７を通って復水器２８に戻る洗浄水との間で熱交換を行う工程とを有している。

給水系統における低圧クリーンアップ処理と高圧クリーンアップ処理を並行して実施する方法について説明する。図２に示すように、まず、第１低圧クリーンアップ処理において、開閉弁４２，４４を閉止する一方、開閉弁５５を開放した状態で、流量調整弁５３を開放し、洗浄水タンク５１の洗浄水を第１洗浄水供給ライン５２から復水器２８に供給する。すると、洗浄水が復水器２８に供給されることで、この復水器２８が１次洗浄され、使用済の洗浄水がブローライン５４から外部に排出される。復水器２８が１次洗浄されると、開閉弁５５を閉止する一方、開閉弁４２，４６を開放して開閉弁４４，４８を閉止し、また、開閉弁６０，８４を閉止する一方、開閉弁５８を開放して第１遮断弁５９を閉止してから、洗浄水タンク５１の洗浄水を復水器２８に供給する。すると、洗浄水が復水ポンプ３２（復水ブースタポンプ３５）を駆動することで復水器２８から復水戻しライン３１を通して第１低圧クリーンアップ循環ライン５６に供給され、使用済の洗浄水がブローライン５７から外部に排出される。そのため、復水戻しライン３１の一部、復水ポンプ３２、グランドコンデンサ３３、復水ブースタポンプ３５が１次洗浄される。

このとき、開閉弁４２，４６を閉止して開閉弁４４，４８を開放することで、フィルタ４１におけるバイパス通路４３及びフィルタ本体４５に洗浄水を供給する。

その後、復水戻しライン３１の一部、グランドコンデンサ３３、復水ブースタポンプ３５，フィルタ４１、復水脱塩装置３４が洗浄されると、開閉弁５８を閉止する一方、第１遮断弁５９を開放し、流量調整弁５３を閉止して洗浄水タンク５１からの洗浄水の供給を停止し、洗浄水を復水戻しライン３１及び第１低圧クリーンアップ循環ライン５６により循環させる。そのため、復水器２８、復水戻しライン３１の一部、復水ポンプ３２、グランドコンデンサ３３、復水ブースタポンプ３５が２次洗浄され、洗浄水の汚れがフィルタ４１により分離される。そして、この冷却水の循環を行い、水質が復水脱塩装置３４の通水基準値を満足するまで清浄化されたら、復水脱塩装置３４へ通水する。

一方、第１高圧クリーンアップ処理において、主給水制御弁４０、第２遮断弁６８、開閉弁７６，９８を閉止し、開閉弁６７を開放した状態で、流量調整弁９６を開放し、洗浄水タンク５１の洗浄水を第２洗浄水供給ライン９５から脱気器３７に供給する。すると、洗浄水が脱気器３７から第２低圧クリーンアップ循環ライン６５に供給され、使用済の洗浄水がブローライン６６から外部に排出される。そのため、脱気器３７が１次洗浄される。脱気器３７が１次洗浄されると、開閉弁６７を閉止し、循環ポンプ６４を駆動することで、脱気器３７に供給された洗浄水を脱気器循環ライン６３により脱気器３７を循環させる。同時に、起動用ボイラ６９で生成した加熱蒸気を加熱蒸気供給ライン７０により脱気器３７に供給する。すると、脱気器循環ライン６３を循環する洗浄水に加熱蒸気が混合されることで、この洗浄水が加熱されて高温となる。

第１実施形態の給水系統のクリーンアップ方法では、復水器２８と復水戻しライン３１の一部と復水ポンプ３２とグランドコンデンサ３３と復水ブースタポンプ３５を洗浄する第１低圧クリーンアップ処理と、脱気器３７を洗浄し脱気器３７に供給される洗浄水を加熱する第１高圧クリーンアップ処理とを同時に実施する。

次に、図３に示すように、第２低圧クリーンアップ処理において、開閉弁５８を閉止して第１遮断弁５９を開放する一方、開閉弁６０，６２を開放し、また、開閉弁６７と第２遮断弁６８を閉止した状態で、洗浄水タンク５１の洗浄水を復水器２８に供給する。すると、洗浄水が復水ポンプ３２（復水ブースタポンプ３５）を駆動することで復水器２８から復水戻しライン３１に供給され、使用済の洗浄水がブローライン６１から外部に排出される。そのため、復水戻しライン３１の一部と低圧給水加熱器３６が１次洗浄される。

一方、第２高圧クリーンアップ処理において、脱気器３７を循環する洗浄水が所定の温度になると、循環ポンプ６４を停止して開閉弁８７を閉止すると共に、主給水制御弁４０及び開閉弁７３を開放して第３遮断弁７５及び開閉弁７６，９８を閉止する。そして、主給水ポンプ３８を駆動することで、脱気器３７の復水戻しライン３１から第１高圧クリーンアップ循環ライン７１に供給され、使用済の洗浄水がブローライン７２から外部に排出される。そのため、復水戻しライン３１の一部が１次洗浄される。

復水戻しライン３１の一部が１次洗浄されると、開閉弁７３を閉止する一方、開閉弁９８を開放し、流量調整弁９６を閉止して洗浄水タンク５１からの洗浄水の供給を停止し、洗浄水を復水戻しライン３１と第１高圧クリーンアップ循環ライン７１と第２高圧クリーンアップ循環ライン９７の間で循環させる。そのため、復水戻しライン３１の一部が２次洗浄される。

第１実施形態の給水系統のクリーンアップ方法では、低圧給水加熱器３６を洗浄する第２低圧クリーンアップ処理と、脱気器３７と復水戻しライン３１を洗浄する第２高圧クリーンアップ処理とを同時に実施する。

その後、図４に示すように、復水戻しライン３１の一部と低圧給水加熱器３６が１次洗浄されると、開閉弁６２を閉止すると共に、流量調整弁５３を閉止して洗浄水タンク５１からの洗浄水の供給を停止する。

ここで、開閉弁６０を閉止する一方、第１開閉弁８４を開放し、復水戻しライン３１の洗浄水を加熱洗浄水供給ライン８１により低圧給水加熱器３６を迂回させて脱気器３７に供給する。また、第２開閉弁８６を開放して脱気器３７から排出された洗浄水の一部を洗浄水加熱ライン８５に供給する。ここで、加熱洗浄水供給ライン８１を流れる洗浄水は、低温状態にあるが、洗浄水加熱ライン８５を流れる洗浄水は、加熱蒸気が混合されて高温状態にある。そのため、加熱洗浄水供給ライン８１を流れる洗浄水が熱交換器８２を通るとき、洗浄水加熱ライン８５を流れる高温の洗浄水と熱交換する。

即ち、加熱洗浄水供給ライン８１を流れる洗浄水は、熱交換器８２にて、洗浄水加熱ライン８５を流れる高温の洗浄水から熱を回収することで加熱されて高温となる。そのため、加熱洗浄水供給ライン８１を流れる洗浄水は、熱交換器８２により高温となって脱気器３７に供給されることで、脱気器３７に供給する加熱蒸気の供給量を減少することができる。一方、加熱洗浄水供給ライン８１の洗浄水を加熱した洗浄水加熱ライン８５の洗浄水は、低温となって復水器２８に戻される。

そして、第１低圧クリーンアップ処理と第２高圧クリーンアップ処理により復水戻しライン３１の全部が２次洗浄されると、開閉弁６０を開放する一方、第１開閉弁８４を閉止し、加熱洗浄水供給ライン８１への洗浄水の供給を停止すると共に、第２開閉弁８６を閉止して洗浄水加熱ライン８５への洗浄水の供給を停止する。また、脱気器３７への加熱蒸気の供給を停止する。すると、洗浄水は、復水戻しライン３１及び第１高圧クリーンアップ循環ライン７１を循環し、洗浄水の汚れが復水脱塩装置３４とフィルタ４１により分離される。この状態で、蒸気発生器１３への復水の供給準備が行われる。

このように第１実施形態の給水系統のクリーンアップ装置にあっては、洗浄水を復水器２８から低圧給水加熱器３６及び脱気器３７を通して復水器２８に戻す低圧クリーンアップライン１０１と、洗浄水を復水器２８から脱気器３７及び高圧給水加熱器３９を通して復水器２８に戻す高圧クリーンアップライン１０２と、脱気器３７に加熱蒸気を供給する加熱蒸気供給ライン７０と、低圧クリーンアップライン１０１における脱気器３７より上流側から分岐して復水器２８に至る第１低圧クリーンアップ循環ライン（第１循環ライン）５６と、低圧クリーンアップライン１０１における第１低圧クリーンアップ循環ライン５６の分岐部より下流側に設けられる開閉弁（第１循環開閉弁）６０と、高圧クリーンアップライン１０２における高圧給水加熱器３９より下流側から分岐して脱気器３７に至る第１高圧クリーンアップ循環ライン（第２循環ライン）９７と、高圧クリーンアップライン１０２における第２高圧クリーンアップ循環ライン９７の分岐部より下流側に設けられる第３遮断弁（第２循環開閉弁）７５と、高圧クリーンアップライン１０２における復水器２８と脱気器３７との間から分岐して脱気器３７の入口側に連結されると共に熱交換器８２が設けられる加熱洗浄水供給ライン８１と、高圧クリーンアップライン１０２における脱気器３７の出口側から分岐して熱交換器８２を通って復水器２８に連結される洗浄水加熱ライン８５を設けている。

従って、低圧クリーンアップ処理を実行するとき、開閉弁６０を閉止し、洗浄水を低圧クリーンアップライン１０１及び第１低圧クリーンアップ循環ライン５６に供給することで、復水戻しライン３１が洗浄される。また、高圧クリーンアップ処理を実行するとき、第３遮断弁７５を閉止し、洗浄水を高圧クリーンアップライン１０２及び第２高圧クリーンアップ循環ライン９７に供給することで、復水戻しライン３１、脱気器３７、高圧給水加熱器３９が洗浄される。このとき、低圧クリーンアップ処理で洗浄水が流れるラインと、高圧クリーンアップ処理で洗浄水が流れるラインとが独立していることから、低圧クリーンアップ処理と高圧クリーンアップ処理を同時に実施することができる。その結果、給水系統をクリーンアップ処理するクリーンアップ処理時間を短縮することができ、クリーンアップ処理効率を向上することができる。

また、高圧クリーンアップ処理を実行するとき、復水器２８からの低温の洗浄水は、加熱洗浄水供給ライン８１により分岐し、熱交換器８２を通って脱気器３７に供給される一方、脱気器３７で加熱蒸気により加熱された高温の洗浄水は、熱交換器８２を通って復水器２８に戻される。そのため、熱交換器８２により、加熱洗浄水供給ライン８１を流れる低温の洗浄水が、洗浄水加熱ライン８５を流れる高温の洗浄水により加熱され、使用済の洗浄水の熱を効率良く回収してこれから使用する洗浄水を加熱することができ、加熱蒸気の供給量を低減することができる。その結果、洗浄水を加熱するための蒸気を効率的に使用することで蒸気の使用量を減少してクリーンアップ処理に要するコストを削減することができ、クリーンアップ処理効率を向上することができる。

第１実施形態の給水系統のクリーンアップ装置では、脱気器３７を通して洗浄水を循環する脱気器循環ライン６３を設けると共に、脱気器循環ライン６３に循環ポンプ６４を設け、洗浄水加熱ライン８５の基端部を脱気器循環ライン６３における循環ポンプ６４より下流側に連結している。従って、洗浄水を循環する脱気器循環ライン６３及び循環ポンプ６４を洗浄水加熱ライン８５の一部として兼用することで、設備コストの増加を抑制することができる。また、例えば、洗浄水加熱ライン８５の基端部を第２高圧クリーンアップ循環ライン９７に連結した場合、開閉弁９８を減圧弁とする必要があり、設備コストの増加を抑制することができる。

第１実施形態の給水系統のクリーンアップ装置では、脱気器循環ライン６３における循環ポンプ６４より下流側に開閉弁８７を設け、洗浄水加熱ライン８５の基端部を脱気器循環ライン６３における循環ポンプ６４と開閉弁８７との間に連結している。従って、開閉弁８７により脱気器循環ライン６３を用いた洗浄水の加熱循環処理と、洗浄水加熱ライン８５を用いた洗浄水の加熱処理とを容易に切り替えることができる。

第１実施形態の給水系統のクリーンアップ装置では、加熱洗浄水供給ライン８１は、熱交換器８２よりも上流側に第１開閉弁８４が設けられ、洗浄水加熱ライン８５は、熱交換器８２よりも上流側に第２開閉弁８６が設けられている。従って、低圧クリーンアップ作業時や高圧クリーンアップの完了時は、各開閉弁８４，８６を閉止することで、加熱洗浄水供給ライン８１と洗浄水加熱ライン８５への洗浄水の供給を停止することができ、低圧クリーンアップ作業や高圧クリーンアップの完了後の冷却水の循環作業を適正に行うことができる。

第１実施形態の給水系統のクリーンアップ装置では、洗浄水を復水器２８に供給する第１洗浄水供給ライン５２と、洗浄水を脱気器３７に供給する第２洗浄水供給ライン９５とを設けている。従って、低圧クリーンアップ処理時には、第１洗浄水供給ライン５２により洗浄水を復水器２８に供給し、高圧クリーンアップ処理時には、第２洗浄水供給ライン９５により洗浄水を脱気器３７に供給することとなり、クリーンアップする各領域に適切に洗浄水を供給することができる。

第１実施形態の給水系統のクリーンアップ方法にあっては、洗浄水を脱気器３７から高圧給水加熱器３９を通して脱気器３７に戻すと共に脱気器３７に加熱蒸気を供給して洗浄水を加熱する工程と、洗浄水を復水器２８から脱気器３７に供給する工程と、復水器２８から脱気器３７に供給される洗浄水と脱気器３７を通って復水器２８に戻る洗浄水との間で熱交換を行う工程とを設けている。

従って、低圧クリーンアップ工程と高圧クリーンアップ工程とを同時に実行することで、給水系統をクリーンアップ処理するクリーンアップ処理時間を短縮することができ、また、熱交換器８２により加熱洗浄水供給ライン８１を流れる低温の洗浄水が洗浄水加熱ライン８５を流れる高温の洗浄水により加熱され、使用済の洗浄水の熱を効率良く回収してこれから使用する洗浄水を加熱することから、加熱蒸気の供給量を低減することができ、洗浄水を加熱するための蒸気を効率的に使用することで蒸気の使用量を減少してクリーンアップ処理に要するコストを削減することができる。その結果、クリーンアップ処理効率を向上することができる。

［第２実施形態］
図６は、第２実施形態の給水系統のクリーンアップ装置を表す概略構成図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

第２実施形態の給水系統のクリーンアップ装置は、図６に示すように、第１実施形態と同様に、低圧クリーンアップライン１０１と、高圧クリーンアップライン１０２と、加熱蒸気供給ライン７０と、第１低圧クリーンアップ循環ライン５６及び開閉弁６０と、第２高圧クリーンアップ循環ライン９７及び第３遮断弁７５と、熱交換器８２が設けられる加熱洗浄水供給ライン８１と、熱交換器８２を通る洗浄水加熱ライン８５とを有している。

復水器２８の復水を低圧給水加熱器３６、脱気器３７、高圧給水加熱器３９を通して蒸気発生器１３に戻す給水系統は、この蒸気発生器１３からのブローダウン水を復水器２８に送水するブローダウンライン９１が設けられており、ブローダウンライン９１に開閉弁９２が設けられている。洗浄水加熱ライン８５は、このブローダウンライン９１の一部を利用することで、高圧クリーンアップライン１０２から分岐して復水器２８に至る経路を形成している。即ち、ブローダウンライン９１が洗浄水加熱ライン８５における熱交換器８２よりも上流側に連結されることとなる。

そのため、開閉弁６０を閉止する一方、第１開閉弁８４を開放し、復水戻しライン３１の洗浄水を加熱洗浄水供給ライン８１により低圧給水加熱器３６を迂回させて脱気器３７に供給する。また、開閉弁９２を閉止する一方、第２開閉弁８６を開放し、脱気器３７から排出された洗浄水の一部を洗浄水加熱ライン８５に供給する。すると、加熱洗浄水供給ライン８１を流れる低温の洗浄水が熱交換器８２を通るとき、洗浄水加熱ライン８５を流れる高温の洗浄水に加熱される。

このような第２実施形態の給水系統のクリーンアップ装置にあっては、蒸気発生器１３からのブローダウンライン９１が洗浄水加熱ラインにおける熱交換器８２よりも上流側に連結されている。従って、蒸気発生器１３からのブローダウンライン９１を洗浄水加熱ライン８５の一部として用いることで、設備コストの増大を抑制することができる。

なお、上述した実施形態では、１つの熱交換器８２を設けたが、熱交換器の数は各実施形態に限定されるものではなく、２つ以上設けてもよい。

また、上述した実施形態では、本発明の給水系統のクリーンアップ装置を原子力発電プラントの給水系統に適用して説明したが、火力発電プラントの給水系統など他のプラントの給水系統に適用してもよい。

１３蒸気発生器
１８蒸気供給ライン
１９蒸気タービン
２３発電機
２８復水器
３１復水戻しライン
３２復水ポンプ
３３グランドコンデンサ
３４復水脱塩装置
３５復水ブースタポンプ
３６低圧給水加熱器
３７脱気器
３８主給水ポンプ
３９高圧給水加熱器
４０主給水制御弁
４１フィルタ
５１洗浄水タンク
５２第１洗浄水供給ライン
５６第１低圧クリーンアップ循環ライン（第１循環ライン）
５９第１遮断弁
６０開閉弁（第１循環開閉弁）
６３脱気器循環ライン
６４循環ポンプ
６５第２低圧クリーンアップ循環ライン
６８第２遮断弁
６９起動用ボイラ
７０加熱蒸気供給ライン
７１第１高圧クリーンアップ循環ライン
７５第３遮断弁（第２循環開閉弁）
８１加熱洗浄水供給ライン
８２熱交換器
８４第１開閉弁
８５洗浄水加熱ライン
８６第２開閉弁
８７開閉弁
９１ブローダウンライン
９２開閉弁
９５第２洗浄水供給ライン
９７第２高圧クリーンアップ循環ライン（第２循環ライン）
９８開閉弁

Claims

復水器の復水を低圧給水加熱器、脱気器、高圧給水加熱器を通して蒸気発生器に戻す給水系統をクリーンアップする給水系統のクリーンアップ装置において、
洗浄水を前記復水器から前記低圧給水加熱器及び前記脱気器を通して前記復水器に戻す低圧クリーンアップラインと、
洗浄水を前記復水器から前記脱気器及び前記高圧給水加熱器を通して前記復水器に戻す高圧クリーンアップラインと、
前記脱気器に加熱蒸気を供給する加熱蒸気供給ラインと、
前記高圧クリーンアップラインにおける前記高圧給水加熱器より下流側から分岐して前記脱気器に至る第２循環ラインと、
前記高圧クリーンアップラインにおける前記第２循環ラインの分岐部より下流側に設けられる第２循環開閉弁と、
前記高圧クリーンアップラインにおける前記復水器と前記脱気器との間から分岐して前記脱気器の入口側に連結されると共に熱交換器が設けられる加熱洗浄水供給ラインと、
前記脱気器出口側から前記熱交換器を通って前記復水器に連結される洗浄水加熱ラインと、
を有することを特徴とする給水系統のクリーンアップ装置。
前記脱気器を通して洗浄水を循環する脱気器循環ラインが設けられると共に、前記脱気器循環ラインに循環ポンプが設けられ、洗浄水加熱ラインは、基端部が前記脱気器循環ラインにおける前記循環ポンプより下流側に連結されることを特徴とする請求項１に記載の給水系統のクリーンアップ装置。
前記脱気器循環ラインにおける前記循環ポンプより下流側に開閉弁が設けられ、洗浄水加熱ラインは、基端部が前記脱気器循環ラインにおける前記循環ポンプと前記開閉弁との間に連結されることを特徴とする請求項２に記載の給水系統のクリーンアップ装置。
加熱洗浄水供給ラインは、前記熱交換器よりも上流側に第１開閉弁が設けられ、前記洗浄水加熱ラインは、前記熱交換器よりも上流側に第２開閉弁が設けられることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の給水系統のクリーンアップ装置。
前記低圧クリーンアップラインにおける前記脱気器より上流側から分岐して前記復水器に至る第１循環ラインが設けられると共に、前記低圧クリーンアップラインにおける第１循環ラインの分岐部より下流側に第１循環開閉弁が設けられることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の給水系統のクリーンアップ装置。
洗浄水を前記復水器に供給する第１洗浄水供給ラインと、洗浄水を前記脱気器に供給する第２洗浄水供給ラインとが設けられることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の給水系統のクリーンアップ装置。
前記蒸気発生器からのブローダウンラインが前記洗浄水加熱ラインにおける前記熱交換器よりも上流側に連結されることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の給水系統のクリーンアップ装置。
復水器の復水を低圧給水加熱器、脱気器、高圧給水加熱器を通して蒸気発生器に戻す給水系統をクリーンアップする給水系統のクリーンアップ装置において、
洗浄水を前記脱気器から前記高圧給水加熱器を通して前記脱気器に戻すと共に前記脱気器に加熱蒸気を供給して洗浄水を加熱する工程と、
洗浄水を前記復水器から前記脱気器に供給する工程と、
前記復水器から前記脱気器に供給される洗浄水と前記脱気器を通って前記復水器に戻る洗浄水との間で熱交換を行う工程と、
を有することを特徴とする給水系統のクリーンアップ方法。