JP6247917B2 - 可搬式代替熱交換器設備 - Google Patents
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Description
(構成)
図1は、本実施形態に係る可搬式代替熱交換器設備50の使用時における、原子力発電プラント100と可搬式代替熱交換器設備50との関係を示す図である。一般的に、可搬式代替熱交換器設備50は、不使用時は待機位置に配置され、使用時に所定の位置まで搬送される。なお、「待機位置」とは、例えば、可搬式代替熱交換器設備50を所定の位置に搬送して起動を開始するまでの所要時間が48時間以内となる位置を言い、原子力発電プラント100付近の高台などである。また、「所定の位置」とは、原子力発電プラント100に対して可搬式代替熱交換器設備50を接続ホース等で接続可能な範囲の位置を言う。可搬式代替熱交換器設備50は、必要時には、図1に示すように原子力発電プラント100に接続し、原子力発電プラント100の熱交換器機能を代替する。
熱交換器6A,6Bは、原子力発電プラント100から導入された被冷却流体を、冷却流体との熱交換によって冷却する機能を有する。熱交換器6A,6Bには、被冷却流体を導入する熱交換器入口側配管、被冷却流体を放出する熱交換器出口側配管7、冷却流体を導入する熱交換器上流側配管及び冷却流体を放出する熱交換器下流側配管13等の配管系統が接続している。これら配管系統については後述する。熱交換器6A,6Bの内部には被冷却流体が流れる管路が設けられている。この管路の一端側は熱交換器入口側配管に接続し、他端側は熱交換器出口側配管7に接続している。
配管系統は、熱交換器入口側配管、熱交換器出口側配管7、熱交換器上流側配管、及び熱交換器下流側配管等の複数の配管で構成されている。各構成要素について説明していく。
熱交換器入口側配管は、淡水ポンプ入口配管1と淡水ポンプ出口配管5とで構成されている。すなわち、本実施形態では、淡水ポンプ入口配管1と淡水ポンプ出口配管5とを纏めて熱交換器入口側配管という。
熱交換器出口側配管7は、一端が各熱交換器6A,6Bに接続し、他端が合流して、接続ホースを介して、原子力発電プラント100の壁面に設けた冷却系統の被冷却流体供給口に接続している。熱交換器出口側配管7には、動力又は人力で開閉可能な熱交換器出口弁8が設けられている。熱交換器出口弁8を開状態にすると、熱交換器出口側配管7が開通し、各熱交換器6A,6Bからの被冷却流体が熱交換器出口側配管7を流れる。一方、熱交換器出口弁8を閉状態にすると、熱交換器出口側配管7が遮断され、熱交換器出口側配管7における被冷却流体の流れが遮断される。
熱交換器上流側配管は、ストレーナ入口配管20とストレーナ出口配管12とで構成されている。すなわち、本実施形態では、ストレーナ入口配管20とストレーナ出口配管12とを纏めて熱交換器上流側配管という。
熱交換器下流側配管13は、一端が熱交換器6A,6Bに接続し、他端が合流して、取付部(例えば、フランジ部)を介して冷却流体排出配管23に接続している。冷却流体排出配管23は、図1に示すように、他端側が冷却流体源中に設置され、熱交換器下流側配管13から導かれた冷却流体を冷却流体源中に放出する。熱交換器下流側配管13には、動力又は人力で開閉可能な熱交換器下流側配管止弁14が設けられている。熱交換器下流側配管止弁14を開状態にすると熱交換器下流側配管13が開通する。一方、熱交換器下流側配管止弁14を閉状態にすると熱交換器下流側配管13が遮断される。
淡水ポンプ3は、淡水ポンプ入口配管1に接続する吸込口と、淡水ポンプ出口配管5に接続する吐出口とを備えている。淡水ポンプ3は、吸込口から原子力発電プラント100に導かれて淡水ポンプ入口配管1を流れる被冷却流体を吸い込み、吐出口から被冷却流体を淡水ポンプ出口配管5に吐出して熱交換器6A,6Bに送り込む。
分岐配管(第1の分岐配管)15及び分岐配管(第2の分岐配管)16は、試験用接続配管17(後述する)を接続するためのものである。特に図示されていないが、分岐配管15,16には開閉弁、もしくは試験用接続配管17の非接続時に被冷却流体の漏洩を防止する機構が備わっている。
仮設配管は、分岐配管15,16に接続して熱交換器入口側配管及び熱交換器出口側配管7とともに熱交換器6A,6Bを含む循環系統を構築するものであり、試験用接続配管17と給水配管18とを備えている。
設備本体52は可搬式代替熱交換器設備50の外枠或いは外壁をなすものであり、上述した熱交換器6A,6B、配管系統、淡水ポンプ3及び分岐配管15,16等を収容する。試験用接続配管17は空間的余裕があれば設備本体52に収容しておいても良いが、設備本体52とは別に保管しておいても良い。設備本体52としては、40フィート海上コンテナ等を用いることができるが、設備本体52は可搬式代替熱交換設備50をユニットとして載置台51に載置して牽引できるものであればよい。載置台51は、設備本体52を所定の位置まで搬送する可動性と、可搬式代替熱交換設備50の重さに耐え得る強度を有している。載置台51としては、トレーラーの荷台等を用いることができる。なお、本実施形態では可動性を有する載置台51に設備本体52を載置した構成を例示したが、載置台51と設備本体52とを一体とする、設備本体52に車輪を付ける等、設備本体52自体が可動性を有していてもよい。
可搬式代替熱交換器設備50の動作について、代替熱交換器として機能する場合及び系統試験を行う場合をそれぞれ説明する。
まず、トレーラー等の牽引車両で牽引して可搬式代替熱交換器設備50を所定の位置へ移動させる。そして、可搬式代替熱交換器設備50の淡水ポンプ入口配管1の上流側に設けられた取付部及び熱交換器出口弁8の下流側に設けられた取付部と、原子力発電プラント100の壁面に設けられた、冷却系統の2つの取合い部とを接続ホースで繋ぐ。また、可搬式代替熱交換器設備50のストレーナ入口配管20の上流側に設けられた取付部に冷却流体供給配管21を接続する。なお、試験用接続配管17は必ずしも接続する必要はない。そして、淡水ポンプ入口止弁2、淡水ポンプ出口止弁4、熱交換器出口弁8、熱交換器下流側配管止弁14を操作して開状態にし、淡水ポンプ3及びポンプ22を駆動させる。すると、原子力発電プラント100の一方の取合い部側の配管から導出された被冷却流体が、可搬式代替熱交換器設備50の淡水ポンプ入口配管1、淡水ポンプ3、淡水ポンプ出口配管5の順に流れて熱交換器6A,6Bに導かれ、ポンプ22、ポンプ出口配管21、ストレーナ11、ストレーナ出口配管12の順に流れて熱交換器6A,6Bに導かれた冷却流体との熱交換によって冷却される。熱交換器6A,6Bで冷却された被冷却流体は熱交換器出口側配管7を流れ、原子力発電プラント100の他方の取合い部側の配管から原子力発電プラント100の冷却系統へ戻される。熱交換器6A、6Bで被冷却流体を冷却した冷却流体は、熱交換器出口配管13、冷却流体排出配管23の順に流れて冷却流体源中へ放出される。
まず、流体供給源25の場所により、必要に応じてトレーラー等の牽引車両で牽引して可搬式代替熱交換器設備50を流体供給源25の付近へ移動させる。待機位置が流体供給源25の付近である場合には移動は不要である。そして、分岐配管15の取付部に試験用接続配管17の一端側を取り付け、分岐配管16の取付部に試験用接続配管17の他端側を取り付ける。また、試験用接続配管17から分岐する給水配管18の開放端に流体供給源配管24の一端側を接続し、流体供給源配管24の他端側を流体供給源25に接続する。次に、給水配管止弁19及び淡水ポンプ出口止弁4を開状態にし、淡水ポンプ入口止弁2及び熱交換器出口弁8を閉状態にする。また、必要に応じて、熱交換器下流側配管止弁14を閉状態にし、ストレーナ入口配管20の取付部を閉じる。この状態で、淡水ポンプ3を駆動させると、流体供給源25から流体が吸い上げられる。流体供給源25から吸い上げられた流体は給水配管18を介して試験用接続配管17に流れる。
(1)系統試験の実施容易性
本実施形態の可搬式代替熱交換器設備50は、系統試験に配慮して仮設配管とこれを接続するための分岐配管15,16とを備えている。そのため、可搬式代替熱交換器設備50の系統試験に要する労力や時間を軽減することができ、配管系統や淡水ポンプ3、熱交換器6A,6Bの健全性を維持するのに大きく貢献し得る。これにより、必要時に満足な機能を発揮することができる、信頼性の高い可搬式代替熱交換器設備を提供することができる。
また、本実施形態の可搬式代替熱交換器設備50は、分岐配管15,16の取付部に試験用接続配管17を取り付けることで配管系統に流体供給源25を容易に接続することができる。そのため、例えば、原子力発電プラント100に接続して代替熱交換器として使用する場合には、原子力発電プラント100からの被冷却流体に対しより低温の流体を注入することができ、被冷却流体の温度をより短時間で下げることができる。
(構成)
図3は本実施形態に係る可搬式代替熱交換器設備60の構成図である。図3において、上記第1実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
分岐配管(第3の分岐配管)28は、分岐配管(第2の分岐配管)16との間で試験用接続配管(第2の仮設配管)30を接続するためのものである。分岐配管(第4の分岐配管)29は、分岐配管(第1の分岐配管)15との間で試験用接続配管(第1の仮設配管)31を接続するものである。
試験用接続配管30,31は、被冷却水を流す配管系統、冷却水を流す配管系統及び熱交換器6A,6Bを含めた循環系統を構築するためのものである。
可搬式代替熱交換器設備60の動作について、代替熱交換器として使用する場合は上記第1実施形態と同様であるため説明を省略する。なお、基本的に試験用接続配管30,31は接続しないが、接続して簡易的な熱交換器として使用することも可能である。この場合には接続配管止弁32,33を閉状態とする。以下、系統試験を行う場合について説明する。
まず、流体供給源25の場所により、必要に応じてトレーラー等の牽引車両で牽引して可搬式代替熱交換器設備60を流体供給源25の付近へ移動させる。待機位置が流体供給源25の付近である場合には移動は不要である。そして、分岐配管15の取付部に試験用接続配管31の一端側を取り付け、分岐配管29の取付部に試験用接続配管31の他端側を取り付ける。また、分岐配管16の取付部に試験用接続配管30の一端側を取り付け、分岐配管28の取付部に試験用接続配管30の他端側を取り付ける。さらに、淡水ポンプ入口配管1の開放端に設けられた取付部に流体供給源配管24の一端側を接続し、流体供給源配管24の他端側を流体供給源25に接続する。次に、熱交換器出口弁8及び熱交換器下流側配管止弁14を閉状態にし、淡水ポンプ入口止弁2、淡水ポンプ出口止弁4、接続配管止弁32,33を開状態にする。また、ストレーナ入口配管20の取付部を閉じる。この状態で、淡水ポンプ3を駆動させると、流体供給源25から流体が吸い上げられる。流体供給源25から吸い上げられた流体は淡水ポンプ入口配管1に流れる。
上記構成により、本実施形態では上述した第1実施形態で得られる各効果に加えて、次の効果が得られる。
(構成)
図4は本実施形態に係る可搬式代替熱交換器設備70の構成図である。図4において、上記第1実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
変圧器34を可搬式代替熱交換器設備70の外部電源、例えば、発電所の準備電源車に接続する。変圧器34は、この電源車からの出力された所定の電圧(例えば、6.6kV)を所定の電圧(例えば、440V)まで降圧し、淡水ポンプ3に出力する。淡水ポンプ3は、変圧器34からの出力電圧により駆動を開始する。他の動作は第1実施形態と同様である。
本実施形態においても、分岐配管15,16の取付部に試験用接続配管17を取り付けて系統試験を実施可能な循環系統を容易に形成することができるため、第1実施形態で得られる各効果が得られる。加えて、本実施形態においては次の効果が得られる。
本発明は上記した各実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を追加することも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除及び置換をすることも可能である。
1,5,7,12,13,20 複数の配管
15,16,28,29 分岐配管
17,18,30,31 仮設配管
Claims (5)
- 熱交換器と、
前記熱交換器に接続する複数の配管と、
前記複数の配管から分岐する複数の分岐配管と、
前記複数の分岐配管を接続し前記熱交換器を含む循環系統を構築する仮設配管とを備え、
前記複数の配管として、前記熱交換器に被冷却流体を供給する熱交換器入口側配管と、前記熱交換器から前記被冷却流体を排出する熱交換器出口側配管と、前記熱交換器に冷却流体を供給する熱交換器上流側配管と、前記熱交換器から前記冷却流体を排出する熱交換器下流側配管とを備え、
前記分岐配管として、前記熱交換器入口側配管から分岐する第1の分岐配管と、前記熱交換器出口側配管から分岐する第2の分岐配管と、前記熱交換器上流側配管から分岐する第3の分岐配管と、前記熱交換器下流側配管から分岐する第4の分岐配管とを備え、
前記仮設配管として、前記第1の分岐配管と前記第4の分岐配管とを接続する第1の仮設配管と、前記第2の分岐配管と前記第3の分岐配管とを接続する第2の仮設配管とを備えることを特徴とする可搬式代替熱交換器設備。 - 請求項1に記載の可搬式代替熱交換器設備において、
前記仮設配管に設けた流量計を備えていることを特徴とする可搬式代替熱交換器設備。 - 請求項1に記載の可搬式代替熱交換器設備において、
前記仮設配管に設けたアキュームレータを備えていることを特徴とする可搬式代替熱交換器設備。 - 請求項1に記載の可搬式代替熱交換器設備において、
前記複数の配管の少なくとも一つに設けた淡水ポンプを備えていることを特徴とする可搬式代替熱交換器設備。 - 請求項4に記載の可搬式代替熱交換器設備において、
前記淡水ポンプに接続する変圧器を備えていることを特徴とする可搬式代替熱交換器設備。
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