JPH1123771A - タービン建屋 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】沸騰水型原子力発電タービン建屋内配置におい
て、湿分分離加熱器を運転床下に設置する際、最適な位
置とすることにより、タービン建屋寸法を縮小し、且つ
大口径の配管物量を低減させるタービン建屋内配置の合
理化。 【解決手段】高地震地域に建設する発電所や、タービン
定期検査の部品置き場の確保などの観点から湿分分離加
熱器を運転床下に設置しする際、平面位置の工夫から最
適な位置とし、またタービン駆動給水ポンプをも最適な
位置とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】沸騰水型原子力発電設備のタ
ービン建屋機器配置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術を図４（平面図）と図５（断
面図）を用いて説明する。

【０００３】沸騰水型原子力発電所のタービン建屋１で
蒸気タービンの効率を上げるため湿分分離加熱器７，８
を採用している。この機器は、１００〜１５０万ＫＷ級
原子力発電所用では、直径が約４ｍ，全長約３２〜３４
ｍの横置きタイプの大型熱交換器である。そして熱交換
器のチューブ（管束）を補修や交換の為に引き出しスペ
ース７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂを長手方向に胴体の前後両
側に確保する必要があるので加熱器本体７プラス管束引
き出しスペース７ａ，７ｂでは、おおよそ６６ｍを越す
ほどの長さになり、この分の空間を占有してしまうので
配置場所の選択は、タービン建屋１の大きさやほかの機
器の配置を左右するものである。

【０００４】タービン建屋１の中でタービン２，３ａ，
３ｂ，３ｃ，発電機４の据付床１ｂより下のフロア１ｃ
に設置する方式に関しては（特公平3−16470号公報；タ
ービン建屋）にある。この特許では、湿分分離再熱器と
表現しているが本文の湿分分離加熱器と同じものであ
り、以下湿分分離加熱器で表示する。２基の湿分分離加
熱器７，８を高圧タービン２の両側に対の位置でタービ
ン２，３ａ，３ｂ，３ｃ，発電機４の回転軸と平行に配
置するものである。タービン発電機据付床１ｂより下の
フロア１ｃにはこの近くにある復水器５ａ，５ｂ，５ｃ
の上部胴に内蔵する給水加熱器９がありこの引き出し９
ａに邪魔にならないように胴体の端部位置を制限し高圧
タービン側２に長手の胴体を位置付ける。

【０００５】従ってこの場合は、高圧タービン２を挟ん
だ２基の湿分分離加熱器７，８と管束引き出しスペース
７ａ，８ａで占有されたエリアのスパン幅の床面積が長
く必要となり、また建屋形状を凸凹状にすることは一般
的に選択をせず結局マットから屋根までの建屋全幅に整
形した矩形状のタービン建屋１が長くなり、それにつれ
て容積も大きくなる。管束引き出しスペース７ａ，８ａ
で占有されたエリアには、ほかの機器を配置することは
できない。

【０００６】また、タービン建屋に設置される機器のな
かで、タービン駆動給水ポンプ10ａ，１０ｂの配置がほ
かの機器配置を左右する主要なものである。タービン排
気を復水器５ａに排出することと主蒸気を駆動源として
いる機器であるため、できるだけ復水器５ａの近くに設
置するのが好ましいのであるが従来のものは前記湿分分
離加熱器７，８の設置される高圧タービン２の前方の場
所に配置されている。高圧タービン前方には主蒸気管６
および主蒸気止め弁６ａ，リード管６ｂの優先場所でも
あり、前記タービン駆動給水ポンプ１０ａ，１０ｂの位
置もこれらの制限を受けるため、復水器５ａから離れて
しかも１つ下のフロア１ｄになって大口径の排気管１１
ａ，１１ｂが長く物量増となっている。この排気管は直
径1800mmの配管であり復水器５ａまで存在するエリア
は、まとまったスペースが確保されず他の機器を配置で
きずこのエリアをはずして配置している。また、排気管
は大口径でありほかの配管と比較して製造や据付工事に
手間のかかるものとなっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】請求項１によって、２
基の湿分分離加熱器７，８のうち１基８を発電機４寄り
にずらして配置しタービン建屋が長くなることから避け
て１スパン（約１２ｍ）ほど短縮させ他の１基の管束引
き出しスペースを部分的な張り出しの建屋１ａに確保す
ることによりタービン建屋全体を短くし容積を低減させ
ること。且つ、湿分分離加熱器８から低圧タービン３
ａ，３ｂ，３ｃまでの蒸気配管を短縮させる。

【０００８】請求項３によって、従来技術の配置では、
タービン駆動給水ポンプ１０ａ，１０ｂの位置が制限を
受け、復水器５ａから離れてしまい大口径の排気管１１
ａ，１１ｂが長くなることを避けるとともに排気管を短
縮させることにより排気管設置エリアのデッドスペース
を少なくし補機のスペースファクターを向上させる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題はそれぞれ以
下により解決される。

【００１０】１）運転床下で高圧タービンの両側に配置
する２基の湿分分離加熱器７，８のうち、復水器内蔵の
給水加熱器引き出しの反対側の湿分分離加熱器８を発電
機寄りにずらして配置し、整形状のタービン建屋の長さ
から湿分分離加熱器の管束引き出しスペースを決定要因
からはずし床面積，容積を低減させる。

【００１１】但し、片方の湿分分離加熱器７の管束引き
出しスペース７ａは、局部張り出しの建屋に確保するか
または隣接のタービン建屋搬入口１３を兼用する。この
ため、従来のタービン建屋長さからずらした分の建屋長
さを短縮できる。

【００１２】２）上述で短縮したままでは、別のフロア
での機器配置に支障が生じるので従来高圧タービン前側
下方のフロア１ｄに配置されていたタービン駆動給水ポ
ンプを別の場所の機器と替えることにより且つ、大口径
のタービン排気管の復水器への接続が好ましい位置とな
り、排気管長さの短縮に伴う補機の配置スペースファク
ターが向上し、タービン建屋長さを短縮できるのであ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図１ないし図１
３を用いて説明する。

【００１４】１．図１は発明に関わる設備の配置を示す
タービン発電機設置床下の平面図で図２はそれの長手方
向の断面図、図３は短辺方向の断面図である。

【００１５】タービン建屋１の平面ほぼ中央にタービン
発電機架台１２と復水器５ａ，５ｂ，５ｃを配置し復水
器の上部胴に内蔵した給水加熱器９がタービン発電機の
回転軸に直角方向に向き片側の方にこれの引き出し用の
スペース９ａがある。

【００１６】このエリアの湿分分離加熱器７の胴体を給
水加熱器９の引き出し用のスペース９ａに干渉しないよ
うに位置付けしてこれより高圧タービン２側に配置す
る。一方他の１基の湿分分離加熱器８を高圧タービン２
を挟んだ位置としてもっと発電機側にずらして置くこと
により管束の引き出しスペース８ａをも含め短縮したタ
ービン建屋１のなかにおさまる。この湿分分離加熱器８
が発電機寄りにずらせることに関しては、以下の技術的
な解決をはかった。

【００１７】図１１，図１２，図１３は、２基の湿分分
離加熱器７と８をずらして配置し高圧タービン２からこ
の湿分分離加熱器７，８への蒸気配管１７ａ,１７ｂ,１
８ａ，１８ｂおよび湿分分離加熱器７，８から低圧ター
ビン３ａ，３ｂ，３ｃへの蒸気入り口弁１５ａ，１５
ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆまでの配管１６
ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆそれぞれ
のルートを示す。

【００１８】（１）湿分分離加熱器８を湿分分離加熱器
７より約１２ｍほどずらしたために高圧タービン２から
この湿分分離加熱器７，８への入り口側蒸気の配管１７
ａ，１７ｂと１８ａ，１８ｂとは１８０度平面で時計回
りに回転させ平行移動させた状態で配管長さは相似であ
る。湿分分離加熱器７からの出口配管側１６ａ，16ｂ，
１６ｃと湿分分離加熱器８からの出口側の配管１６ｄ，
１６ｅ，１６ｆとが蒸気配管の長さが異なることに関し
て管路の圧力損失の差違が生じるが、この差圧は管路の
運転圧力約１４kg／ｍ² に対して、０．３パーセント以
下であることから、このシステム運転上問題はない。

【００１９】（２）上記配管の最高使用温度が摂氏約３
００度であり、配管長さの変化によるタービンとの接続
点の熱膨張による応力が変化することも考えられる。し
かし、従来より配管が全体として短縮されているため熱
膨張量は、温度と長さに比例することから取り合い点の
応力は変更前より小さくなり、左右対称ではないが全体
としては問題はない。

【００２０】（３）湿分分離加熱器８をずらした場所
は、復水器まわりの配管スペースであったが、湿分分離
加熱器８がきても、復水器まわりの配管引き回しには影
響が少ない。湿分分離加熱器８を優先させ若干のルート
変更はあるものの対応は容易である。

【００２１】前記湿分分離加熱器７の胴体をタービン建
屋１の中にいれるが管束の引き出しスペース７ａは局部
的に張り出した建屋１ａの中にすることによってタービ
ン建屋全幅の長さを１スパン（約１２ｍ）短縮できる。
張り出した建屋１ａは平屋状でよくタービン建屋１とは
別の構造で隣り合ったスペースがあれば目的は達する。
図９，図１０に示す複数のタービン建屋がスライドで隣
接して並んだ場合はこの部分的に張り出した建屋１ａは
２号機の隣接タービン建屋１の搬入口１３を兼用して代
替えすることもでき、この場合２ユニットで張り出した
建屋１ａは、１カ所で済む。

【００２２】２．従来高圧タービンの前側の下方のフロ
ア１ｄに配置していたタービン駆動給水ポンプ１０ａ，
１０ｂを３つの復水器のうち高圧タービンから２つ目，
３つ目、すなわち発電機寄りの復水器３ｂ，３ｃの正面
側に配置しタービン排気管11ａ，１１ｂを１つ下のフロ
アに下向きで排気させてそこから水平管で復水器３ｂ，
３ｃの上部胴に接続させる。復水器３ｂ，３ｃの正面側
に配置することにより復水器から離す距離の制限は、前
述の湿分分離加熱器８が発電機側に寄ったため管束の引
き出しスペース８ｂが復水器３ｂ，３ｃの前にきたた
め、これに干渉しない位置となる。

【００２３】従って、従来の場合には、高圧タービン２
の下部にある架台１２と更に主蒸気管６ｂをもはさんだ
位置まで離しているのに比べ、１スパン（約１２ｍ）ほ
ど復水器に寄ったものとすることができる。そして、こ
のタービン排気管１１ａ，１１ｂがある場所には大口径
の配管であることやポンプとタービンに出入りする配管
が接続してこの配管を優先して位置決めするためほかの
機器が配置できなくなり、このエリアをはずしたところ
に配置せねばならない。

【００２４】この様にタービン駆動給水ポンプ１０ａ，
１０ｂが復水器３ａから離れれば離れるほどタービン排
気管１１ａ，１１ｂが存在するエリアのスペースファク
ターが悪くなってしまいほかの機器をこのエリアからず
らして配置する。本発明はタービン排気管１１ａ，１１
ｂを短縮することによりタービン建屋内機器配置のスペ
ースファクターを良くしたものである。これによりター
ビン建屋１が１スパン短縮されても他の補機を配置する
スペースを確保できるのである。

【００２５】尚、本発明のタービン排気管１１ａ，１１
ｂがある場所は元々復水器３ｂ，３ｃまわりの配管スペ
ースとなっており機器を置いていなかった場所であっ
た。また、タービン駆動給水ポンプ１０ａ，１０ｂを下
向きの排気管として配置することにしているのは、ター
ビンから上向きに排気していた従来の火力発電所のよう
な場合と比べ、タービンを分解する際にこの排気管を取
り外してからタービンを分解しなければならなく定期検
査の手順と作業量に差異が生じてくる。

【００２６】本発明はタービン駆動給水ポンプ１０ａ，
１０ｂを湿分分離加熱器８と同じフロア１ｃに配置した
ものであるが、もう１つ下のフロア１ｄにタービン駆動
給水ポンプ１０ａ，１０ｂを配置する応用もあり、図
６，図７，図８に示す。図６は平面図で図７，図８は断
面図である。この場合には、タービン駆動給水ポンプ１
０ａ，１０ｂをもっと復水器に寄った位置に配置でき、
またその場所も復水器３ｂ，３ｃの正面には限定されず
に復水器３ａと３ｂの正面にも配置できる。

【００２７】タービン駆動給水ポンプを２台の構成で説
明してきたが、３台の構成にして復水器３ａ，３ｂ，３
ｃの正面に配置することもできる。

【００２８】ただしタービン排気管は復水器３ａ，３
ｂ，３ｃの下部胴の底部近くの接続位置となるがタービ
ン駆動給水ポンプのタービン排気管は復水器の上部胴
や、下部胴に接続した先行例は原子力でどちらもあり、
復水器胴体の鋼板製側板に穴をあけ排気管端部を合わ
せ、溶接で接続するだけでタービンを回転させたあとの
蒸気を胴体内部へ放散し冷却させるもので胴体内部に突
き出すことがないので上部胴，下部胴どちらに接続して
も復水器側の内部構造物に影響はない。

【００２９】

【発明の効果】本発明により、以下に述べる効果があ
り、従来と比べ発電所の建設面で合理化でき、工期など
で有利である。

【００３０】１．タービン建屋の全長を従来技術のもの
よりも短縮でき、タービン建屋の幅や屋根高さなどは、
変えずに然も発明による部分的な張り出し部の容積を加
味してタービン建屋全体の容積を縮減できる。

【００３１】尚、タービン建屋は全体のエリアを換気し
ているが、建屋内風量は空間容積と換気回数に比例する
ことにより、容積低減に伴い、供給換気風量，排気処理
設備のフィルターなど負荷低減や室内を引き回す換気ダ
クトの物量低減が期待できる。

【００３２】２．また、２基の湿分分離加熱器のうち１
基を従来の配置の場合と比べ、発電機寄りに配置させる
ため、湿分分離加熱器から低圧タービンまでの蒸気配管
がずらした分の長さを短縮できる。さらに配管長が短縮
されたことによるこの蒸気系全体として管内流体の配管
圧力損失も減少する。

【００３３】３．請求項３によるタービン駆動給水ポン
プのタービン排気管が従来の配置の場合と比べ、復水器
に近づいたことにより配管長が短縮され、また従来の配
置ではタービン排気管が平面ルートで曲げ部が生じた
が、本発明の配置ではこれを直線ルートにできるため製
造，据付工事が容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な実施例のタービン建屋平面図。

【図２】図１のＩ−Ｉ断面図。

【図３】図１のII−II断面図。

【図４】従来の技術を示すタービン建屋平面図で本出願
にかかわる設備の配置を示す図。

【図５】図４のIII−III断面図。

【図６】本発明の応用例のタービン建屋の平面図。

【図７】図６のIV−IV断面図。

【図８】図６のＶ−Ｖ断面図。

【図９】２ユニット並列配置の平面図。

【図１０】２ユニット並列配置のVI−VI断面図。

【図１１】２基の湿分分離加熱器をずらした蒸気配管の
平面図。

【図１２】蒸気配管の平面図１１のVII−VII断面図。

【図１３】蒸気配管の平面図１１のVIII−VIII断面図。

【符号の説明】

１…タービン建屋、１ａ…張り出し建屋、１ｂ…タービ
ン建屋運転床、１ｃ，１ｄ…フロア、２…高圧タービ
ン、３ａ，３ｂ，３ｃ…タービン、４…発電機、５ａ，
５ｂ，５ｃ…復水器、６…主蒸気管、６ａ…主蒸気止め
弁、６ｂ…リード管、７，８…湿分分離加熱器、７ａ，
７ｂ…引き出しスペース、７ｃ…湿分分離加熱器吊りサ
ポート、８ａ，８ｂ…管束引き出しスペース、９…給水
加熱器、９ａ…給水加熱器引き出しスペース、１０ａ，
１０ｂ…タービン駆動給水ポンプ、１１ａ，１１ｂ…タ
ービン排気管、１２…タービン発電機架台、１３…搬入
口、１４…原子炉建屋、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５
ｄ，１５ｅ，１５ｆ…蒸気入り口弁、１６ａ，１６ｂ，
１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ…配管、１７ａ，１７
ｂ，１８ａ，１８ｂ…蒸気配管。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】沸騰水型原子力発電タービン建屋内配置に
   おいて、湿分分離加熱器をタービン発電機据え付け床の
   下方のフロアいわゆる運転床下に設置し、２基の湿分分
   離加熱器のうち１基の平面位置をタービン発電機中心軸
   方向に他の１基より発電機寄りにずらして置きタービン
   建屋の全体長さを短縮し片側の湿分分離加熱器のチュー
   ブ（管束）引き抜きスペースを部分的に張り出したター
   ビン建屋。
2. 【請求項２】請求項１の局部的にタービン建屋から張り
   出した湿分分離加熱器チューブ（管束）引き抜きスペー
   スを収容する建屋に関して複数のタービン建屋がタービ
   ン軸方向に隣接し並列する建屋で、この張り出した建屋
   の代わりに隣接したタービン建屋の搬入口をちょうどこ
   のスペースに位置付けさせて隣り合う外壁を取り外し可
   能なコンクリートブロック積みの構造とか、可動式鋼板
   製の構造とし、所用の時期に一時的な壁開口にして床面
   スペースを兼用させて張り出しの建屋なしにしたスライ
   ド並列配置のタービン建屋。
3. 【請求項３】タービン駆動給水ポンプをタービン発電機
   据え付け床の下方のフロアいわゆる運転床下とし、３つ
   の復水器のうち発電機寄りの２つの復水器正面側に配置
   し、給水ポンプ用タービンの排気管をタービン本体から
   下向きに排気するものであって、２基の復水器に接続す
   ることにより請求項１のタービン建屋の全体長さを短縮
   しても所用の補機配置ができるスペースを確保したター
   ビン建屋配置。
4. 【請求項４】請求項１の湿分分離加熱器を運転床下に設
   置し２基の湿分分離加熱器のうち１基の平面位置をター
   ビン発電機中心軸方向に他の１基より発電機寄りにずら
   して置くものでこの湿分分離加熱器よりさらに１つ下の
   フロアで復水器正面側にタービン駆動給水ポンプを配置
   し、給水ポンプ用タービンの排気管をタービン本体から
   下向きに排気するものであって、復水器に排気管を接続
   するタービン建屋配置。