JPS60155997A - 原子炉補機冷却設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は原子炉補機冷却設備に係り、特に、原子力発電
プラントの運転のために必要な各４重補機を冷却する原
子炉補機冷却設備の改良に関する。

〔発明の技術的背景〕

従来の原子炉補磯冷却岐１捕は原子炉補機を冷却するた
めの１次冷却水をさらに冷却する２次冷却水として海水
を１更用し、海水供給膜４８に設けていた。従来の原子
炉補機冷却設備は第１図に示すように構成され、原子炉
補＆！１　ｖｃ菌環配・ｕ２により循環ポンプ３と海水
熱交換器４を順次、かつ環状に接続して１次冷却水を循
環誓しめる閉じた１次閉ループを形成している。海水熱
交換器４は河水輸送配管５と海水排水配管６とにそれぞ
れ接続され、海水ＩｐＩＡ医配管５は、その途中に取水
ポンプ７を介装させ、海水取水槽８内に取水された海水
を海水熱交換器４へ輸送し、ここで１次冷却水と熱交換
し、冷却するようになっている。海水熱交換器４にて１
次冷却水と熱交換をして昇温された海水は、海水排出配
管６を介して海水放出ピット９へ排出されるようになっ
ている。海水熱交換器４へ海水全供給し、かつ排出する
海水輸送管５、海水排水配管６、海水取水槽８等の海水
供給設備は原子力発電プラント全体の安全性１に係わる
ものとして設計グレードの高いものが要求される。した
がって、海水供給設備は大規模なものとなり、原子力発
電プラントが内陸に立地する等海岸から遠隔地に立地す
る場合には海水嚇送配′ｕ５等配管が長大なものとなる
と共に、各種ポンプが大容量となる等建設コストが著し
く嵩むという問題があった。

また、２次冷却水に海水を使用しているために、海水供
給設備には海水による腐食が問題となり、原子炉補機冷
却設備の健全性ないし信頼性が低下するという問題があ
った。

さらに、現在では内陸ないし地下立地屋の原子力発電プ
ラントが計画されており、従来の海水冷却方式に替わる
原子炉補機冷却設備が要請されていた。

〔発明の目的〕

本発明は上述した事情に鑑みなされたもので、内陸また
は地下立地の原子力発電プラントに好適で設備コストの
低減全図ることができ、信頼性と安全性の高い原子炉補
機冷却設備を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

上述した目的を達成するために本発明に係る原子炉補機
冷却設備は次のようＩＣ構成される。

原子炉補機を冷却するための１次冷却水を強制循環させ
る１次循環配管により閉じた１次閉ループを形成し、上
記１次冷却水全それぞれ冷却する冷凍機とエアクーラと
熱交換器とを上記１次閉ループにそれぞれ介装し、上記
熱交換器を冷却するための２次冷却水全上記冷凍機に強
制循環させる２次循環配管により２次閉ループを形成し
て構成される。

〔発明の実施例〕

以下、本発明に係る原子炉補機冷却設備の実施例につい
て第２図ないし第６図を参照して説明する。

第２図は本発明に係る原子炉補機冷却設備の第１実施例
を示す系統図でらシ、図中符号１０は図示しない原子力
発電プラントの運転のために必要な原子炉補機でおり、
冷却水を流通させて冷却されるようになっている。この
原子炉補機１０に循環配管１１によりエアクーラ１２．
１次循環ポンプ１３、熱交換器１４、を順次、かつ環状
に接続して１次冷却水を矢印方向に循環せしめる１次閉
ループを形成している。この１次閉ループは１次Ｓ環ボ
ンゾ１３の下流側と、原子炉補機１０の下流側とを連通
する：ｚ１パイノξス管１５ヲ有し、この第１ノξイパ
ス管１５の途中には冷凍機１６を介装し、ここに流入さ
れる１次冷却水を冷却するようになっている。冷凍機１
６は熱交換器■４を冷却する２次冷却水を循環させる２
次循環配管１７に接続され、２次循環配管１７の途中に
は２次循環ポンプ１８が介装され、２次冷却水を強制循
環するようになっている。

上記エアクーラ１２は乾式のクローズタイプに構成され
ており、原子炉補機１０ヲ冷却した１次冷却水が、この
冷却の際に放射性物質により仮に汚染された場合でも、
系外に漏出しないようになっている。すなわち、エアク
ーラ１２は熱交換器１４とほぼ同様の構造に構成されて
おり、１次冷却水を流通せしめる冷水コイル１２ａを複
数の放熱ファン１２ｂの回転駆動にょシ大気と熱交換し
、１次冷却水が保有する熱を大気中に放熱して冷却する
ようになっている。したがって、１次冷却水は大気と直
接接触せず隔離されているので、万一、１次冷却水が放
射性物質により汚染された場合でも、大気全汚染するこ
とがない。

また、このエアクーラ１２は大気により冷水コイル１２
ａ中の゛１次冷却水を強制空冷するので、その冷却温度
は外気温度により左右され、例えば外気温度が４０℃で
ある場合は４０℃以下に低下せしめることができない。

通常設計では、例えば４５〜５０℃程度に設定される。

１次循環配管１１は第３図に示すように熱交換器１４ｅ
バイパスする流量調節管１９ヲ有する。この流量調節管
１９の両端は熱交換器１４の前後にそれぞれ接続され、
その途中に味流量調節弁２０を介装している。流量醐節
弁加の開度全適宜調節して熱交換器１４ヲパイ／ｅスす
る１次冷却水のパイノξス量ヲ制御することにより、辞
交換器１４への流入量を適宜制御して１次冷却水の冷却
温度を制御するようになっている。これ以外の冷却温度
制御の手段としては、例えば第４図に示すように循環量
調整弁２１を介装させた循環量調節管２２を、熱交換器
１４の冷１４ａへ循環される２次冷却水の循環量を調節
して熱交換器１４における熱交換量を制御してもよい。

次に本笑施例の作用について述べる。

原子炉補機ｌＯを冷却した１次冷却水は循環配管１１ヲ
介してエアクーラ１２へ流入し、冷水コイル１２ａ内を
流通する。この際回転１駆動する放熱７７ンＬ２ｂによ
り１次冷却水は強制空冷され、例えば４５〜５０℃の設
定値までに冷却される。エアクーラ１２にて冷却された
１次冷却水は１次循環ポンプ１３へ吸込まれ、所要の吐
出圧力で１次循環配管１１を介して熱交換器１４と、第
１バイパス配管ｉ５を介して冷凍機１６とへそれぞれ吐
出される。熱交換器１４へ流入された１次冷却水は２次
冷却水と熱交換し、ここで所要の温度に冷却され、再び
原子炉補機１０へ環流されて原子炉補機ｌＯを所要温度
まで冷却する。熱交換器１４にて冷却される１次冷却水
の水禍は第３図または第４図で示す流量調節弁頭または
循環ｒＡ整弁２１の開度制御により、熱交換器１４への
１次冷却水の流入量、または２次冷却水の循環量を調節
することにより制御される。

一方、冷凍機１６へ吐出された１次冷却水はここで、流
入前の水温よりも、例えば約３０℃程度低く冷却され、
２次冷却水として２次循環配’１１７’ｉ介して２次循
環ポンプ１８ｉｃより熱交換器１４の２次冷水コイルへ
強制循環される。熱交換器１４の２次冷水コイル全循環
する２次冷却水は、その１次冷水コイルを流通する１次
冷却水と熱交換して、これを冷却する。この熱交換によ
り昇温した２次冷却水は冷凍機１６へ環流されて再び冷
却され、２次循環配管１７を循環する。

熱交換器１４にて冷却された１次冷却水は原子炉補機１
０の図示しない冷却水回路へ流入されてこの原子炉補機
１０を所要温度に冷却する。この原子炉補機１０の冷却
温度の制御は第３図または第４図で示す流量鯛節弁加、
または循環量調整弁２１の弁開度制御により行なわれる
。すなわち、流量調節弁頭の弁開度制御により、熱交換
器１４へ流入する１次冷却水の一部を流量調節管１９ヘ
パイノξスさせ、熱交換器１４へ流入する流入量全制御
して行なわれる。したがって、熱交換器１４の下流では
冷却された１次冷却水に、流量調節管１９ヘパイ・ぐス
されて冷却されなかった１次冷却水が合流し、所要温度
に調整される。第４図に示すものは熱交換器１４の２次
冷水コイルに強制循環される２次冷却水の循環量を、循
環量調整弁２１の弁開度制御により調節して冷却温度を
制御するものである。

第５図は本発明に係る原子炉補機冷却設備の第２実施例
を示す系統図であり、第１実施例と同一または相当部分
には同一符号を付し、その説明は省略する。

この第２実施例が第１実施例と異なる主要な点は、要求
される冷却温度に応じて原子炉補機１０を複数、例えば
２つに分け、その冷却温度に応じて原子炉補機１０を１
次閉ループの適宜箇所にそれぞれ介装させた点にある。

原子炉補機１０Ａに比して比較的低温にまで冷却する必
要のない種類の原子炉補機１０Ｂは、第２パイ、ｅス管
２３ヲ介して１次循環ポンゾ１３の下流側とエアクーラ
１２の上流側に接続されている。したがって、この原子
炉補機１０Ｂは、エアクーラ１２出口での１次冷却水温
度で酊却される。原子炉補機１０Ａ、ＩＯＢは、それぞ
れ要求される冷却温度に応じて冷却されるので、必要以
上に冷却する事態が回赴され、無駄の無い合理的設計が
可能となり、冷凍機１６や１次、２次両循環ポンプ１３
　、１８等諸装置の容縫の低減を図ることができる。

第６図は本発明に係る原子炉補機冷却設備の第３実施例
を示す系統図であり、第２実施例とほぼ同一に構成され
ているので、同一部分には同一符号を付してその説明を
省略する。

この第３芙施例が第２実施例と異なる主要な点は、冷凍
機１６の１次冷却水流入側が第１パイ・ぞス管１５を介
して熱交換器１４の下流側の１次循環配管１１に接続さ
れている点にある。これにより冷凍機１２へ流入さｎる
１次冷却水は、熱交換器１４にて所要温度に既に冷却さ
れており、１次冷却水の水温は低温で安定している。し
たがって、冷凍機１６の設計の際はその１次冷却水入口
温、Ｗｋ低く設定することができる。すなわち、外気温
に左右されて冷凍機１６の１次冷却水人口温度が変動し
、かつ高温になるような事態全考慮に入れる特殊設計と
比較すると、コスト低減を図ることができると共に、冷
凍機１６等への信頼性を向上させることができる。

なお、上述の第２、第３実施例においても、第３図また
は第４図で示す熱交換器１４における冷却水冷却温度制
御手段等が通用されるのは勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に保る原子炉補機冷却設備は
、原子炉補機を冷却するための１次冷却水を強制循環さ
せる１次循環配管により閉じた１次閉ループを形成し、
上記１次冷却水をそれぞれ冷却する冷凍機とエアクーラ
と熱交換器とを上記１次閉ループにそれぞれ介装し、上
記熱交換器を冷却するための２次冷却水を上記冷凍機に
強制循環させる２次循環配管により２次閉ループを形成
した。したがって、本発明によれば、高コストの海水供
給設備が不要となり、著しいコスト低減を図ることがで
きると共に、海水による腐食の問題が解消され、信頼性
が向上する。また、内陸または地−ド立地の原子力発電
プラントにも適用することができる等、その実用的効果
は極めて高い。また、本発明に係る原子炉補機冷却設備
を非常用系に適用し、他の常用系には従来の海水冷却方
式を採用してもよい。これによれば従来の海水供給装置
は火力発電プラントのものと同程度の設計グレードでよ
く、海水供給装置のコスト低減を図ることができる効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の原子炉補機冷却設備の一例を示す系統図
、第２図は本発明に係る原子炉補機冷却設備の第１実施
例の系統図、第３図は同、流量調節弁を説明するための
部分拡大系統図、・第４図は同、循環量調整弁を説明す
るための部分拡大系統図、第５図は本発明に係る原子炉
補機冷却設備の第２芙施例を示す系統図、第６図は本発
明に係る原子炉補機冷却設備の第３実施例をかす系統図
である。 ｔｏ　、　ＩＯＡ　、　ＩＯＢ・・・原子炉補機、【１
・・・１次循環配管、１２・・・エアクーラ、１３・・
・１次循環ポンプ、１４・・・熱交換器、１５・・・第
１パイＡス管、１６・・・冷凍機、１７・・・２次循環
配管、１８・・・２次循環ポンプ、１９・・・流量調節
管、加・・・流量調節弁、２１・・・循環ｆＡ整弁、２
２・・・循環量調節管、乙・・・第２バイパス管。 出願人代理人　波多野　久

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原子炉補機を冷却するための１次冷却水を強制循環
   させる１次循環配管により閉じた１次閉ループを形成し
   、上記１次冷却水をそｎぞれ冷却する冷凍機とエアクー
   ラと熱交換器とを上記１次閉ループにそれぞれ介装し、
   上記熱交換器を冷却するための２次冷却水を上記冷凍機
   に強制循環させる２次循環配管により閉じた２次閉ルー
   プを形成したことを特徴とする原子炉補機冷却設備。 ２．１次閉ループは、原子炉補機にエアクーラと１次循
   環ポンプと熱交換器と全１次循環配管により順次、かつ
   環状に接続し、上記１次循環ポンプの下流側と上記原子
   炉補機の下流側とをバイパス管により接続し、このバイ
   パス管の途中に冷凍＠全介装して形成され、２次閉ルー
   プは上記冷凍機と上記熱交換器とを２次循環配管により
   接続して、この２次循環配管の途中に２次循環ポンプを
   介装して形成され、１次冷却水を上記１次循環配管とバ
   イパス管にそれぞれ強制循環させると共に、２次冷却水
   を上記２次循環配管に強制循環させる特許請求の範囲第
   １項に記載の原子炉補機冷却設備。 ３．１次閉ループは、１次循環ポンプの下流側とエアク
   ーラの上流側とを接続する第２バイパス管を有し、この
   第２バイパス管の途中に第２原子炉補機を介装してこの
   第２原子炉補機を１次冷却水により冷却するようにした
   特許請求の範囲第２項に記載の原子炉補機冷却設備。 ４、エアクーラが乾式のクローズドタイプである特許請
   求の範囲第２項または第３項に記載の原子炉補機冷却設
   備。 ５．１次閉ループは熱交換器を流通する１次冷却水の流
   量を適宜調節する調節配・ａを有する・特許請求の範囲
   第２項または第３項に記載の原子炉補機冷却設備。