JPS6052796A - 原子炉一次格納容器冷却除湿装置 - 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−次格納容器内の雰囲気を冷却除湿する
ようにした原子炉格納容器冷却除湿装置の改良に関する
。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に、原子力発電所の原子炉−次格納容器内は所定の
雰囲気（例えばＮ２ガス）温度と湿度が要求されている
。例えば雰囲気温度としては約５７℃、露点としては２
０’Ｃ程度である。

従来、この種の冷却除湿装置としては（１）除湿器方式
、（２）半チラ一方式、（３）全チラ一方式のものがあ
った。以下これらの従来方式について説明する。

（１）除湿器方式（第１図参照） この方式は原子炉−欠格納容器１内の取入ガスＧを、ま
ず、比紋的高温（例えば約３５℃）の補機冷却水Ｂによ
シ予め冷却し、次に比較的低温（例えば約７℃）の冷凍
機冷却水Ａで冷却除湿するようにしたものである。

したがって上記補機冷却水Ｂを冷却媒体とする冷却コイ
ル２を備えた冷却器３と、冷凍機冷却水Ａを冷却媒体と
する冷却コイル４を備えた冷却除湿器５とを直列に接続
して原子炉−欠格納容器１内へ設置される。このように
直列に接続された冷却器３と冷却除湿器５とを１ユニツ
トとして複数ユニット配設して、所定の雰囲気温度、湿
度に保つようになっている。また、第１図では２ユニツ
トのみしか記載していないが、設備の故障を考慮して要
求されるユニット数に１ユニツト以上余分に設置される
。

上記補機冷却水Ｂは海水と熱交換される淡水系の冷却水
であシ、Ｂ給水循還配管６を介して各冷却器３へ給水さ
れ、こζで取入ガスＧと熱交換を行なった後、戻り水β
として図示しない補機冷却水熱交換器へ還流される。ま
た冷凍機冷却水ＡはＡ給水循還配管７を介して各冷却除
湿器５へ案内され、ここで送風機８によシ冷却器３から
送られて来たガスＧをさらに冷却し、かつ除湿した後、
戻り水αとして図示しない冷凍機へ戻す。このとき、切
換弁９および【０は全閉とされる。

一方、取入ガスＧは冷却コイル２にて約４０℃程度まで
一旦冷却され、送風機８によりダンノ＜１１およびヘッ
ダー１２を経て分流し、一部ガスＧｌは除湿されずに、
給気ダクト１３からそのまま原子炉−欠格納容器１内へ
吐出され、残余のガスＧ２は冷却コイル４にて約［５°
Ｃ程度にさらに冷却除湿された後、給気ダクト［４から
原子炉−欠格納容器１内へ吐出される。

そして原子炉−欠格納容器１内の定検時には、その雰囲
気温度を約５℃程度にするために閉止井水を停止し、切
換弁９、ＩＯを全開にして冷凍機冷却水Ａを冷却器３の
方へ切替えて給水し、雰囲気温度を所定温度以下に保つ
Ｌうにしている。

この除湿器方式は比較的高温の補４幾冷却水Ｂによりあ
る程度冷却した後、さらに冷凍機冷水Ａにより冷却除湿
するので、補機冷却水Ｂを最大限利用することができ、
冷凍機（図示省略）の冷却負担は低減される。しかし、
反面この補機冷却水Ｂにより熱交換される冷却器３等の
諸設備は大容量かつ大形となり、設置スペースが嵩み、
また冷却器３と共に冷却除湿器５も設置しなければなら
ず、この点でも設置スペースが大きくなる。しかも定検
時には冷却水流路の切替が必要となり、運転およびメン
テナンス上手間を要する。

原子炉−欠格納容器ｌ内には多種の機器が多数設置され
ており、この種の冷却除湿装置が小型化できれば、その
分作業スペースの確保が容易となシ、その小型化に伴な
う長所は運転コストが経済的でおるという長所以上に重
要でおるとする立場に立脚すると、この除湿器方式では
必ずしも充分とはいえない。

（２）半チラ一方式（第２図参照） この半チラ一方式は除湿器方式に比べて冷凍機の負担を
高め、その分補機冷却水Ｂの負担を低くしたものであり
、冷凍機冷却水Ａを冷却媒体とする冷却除湿器５と、補
機冷却水Ｂを冷却媒体とする冷却器３とを原子炉−欠格
納容器１内に並行運転するように並設したものである。

定検時には隔離弁１９、加を全開として、補機冷却水Ｂ
の給水を断ち、送風機８の運転も停止し、冷凍機冷却水
Ａの系統を運転する。この半チラ一方式によれば補機冷
却水Ｂの負担が軽減された分だけ、系統の送風量は低減
され、その設備の小型化が図れるので設置スペースが改
善される余地が生ずる。しかし、冷却器３と冷却除湿器
５とはその冷却水の温度が異なるために、これらが故障
時でも原子炉−欠格納容器１内を所定温度に保つために
は、予備ユニットが冷凍機冷却水系と補機冷却水系とに
各１ユニツト以上、合計２ユニット以上必要となり、結
局、設置スペースについては改善されていない。

しかも、冷凍機の冷却負担が高まる分だけ運転コストが
嵩むという問題があった。

（３）全チラ一方式（第３図参照） この方式は補機冷却水の使用は止め、冷凍機冷却水系の
みで原子炉−次格納容器内雰囲気を冷却除湿しようとす
るものである。冷凍機冷却水Ａの温度は約７℃と比較的
低いので処理風量は少なくて足り、このために冷却除湿
器５および送風機８は小型のものでよく、設置スペース
は上述の３つの方式の中で最小となる。しかし、全てを
冷凍機冷水Ａで賄うものであるため、冷凍機として大容
量のものが必要となり、かつ運転コストが著しく嵩むと
いう問題がある。

以上、３つの従来方式ではいずれも冷凍機（図示省略）
を用いているが、この冷凍機は非常時にも対処できるよ
うにディーゼル発電機を用いた非常用電源に接続される
必要が゛ある。したがってこの非常用電源は非常時に冷
凍機に供給するだめの電力量の分だけ容量が増大され、
その結果、大容量のディーゼル発電機が必要となり、設
備費が著しく嵩むという共通の問題があった。

なお、第１図ないし第３図において同一または相当部分
には同一符号を符してその説明を省略している。

〔発明の目的〕

本発明は上述した３つの従来方式の採長袖短を図ってな
されたもので、設置スペース、運転コスト、運転保守性
、および予備ユニット数等の面で優れ、冷凍機が全数故
障した場合であっても、補機冷却水系により原子炉−次
格納容器内を所定の温度以下に保つことができ、しかも
非常時にディーゼル発電機に頼ることがないためにその
設備費の低減を確実に達成できる原子炉−次格納容器冷
却除湿装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

上述の目的を達成するために本発明に係る原子炉−次格
納容器冷却除湿装置は次のように構成される。

原子炉−次格納容器内に配設され、この原子炉−次格納
容器内雰囲気を冷却除湿するようにした冷却除湿器の冷
却除湿コイルに、少なくとも平常運転時には、温度の異
なる複数種の冷却媒体が混合された混合冷却媒体を供給
するようにして構成される。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例について第４図を参照して説明
する。

本発明の基本的な思想は、第１に平常時には、冷却媒体
として比較的高温の補機冷却水と、比較的低温の冷凍機
冷却水とを予め混合し、この混合冷却水を冷却除湿コイ
ルに供給して原子炉−次格納容器内を冷却除湿しようと
するものである。また、第２に非常運転時には冷凍機の
運転を停止し、補機冷却水のみを冷却除湿コイルに給水
するように構成し、冷凍機の非常用電源としてはディー
ゼル発電機を不要とするものである。これら基本的思想
の背景としては、原子炉−次格納容器内の雰囲気条件と
して、例えば温度が約５７℃、露点約加℃程度であるこ
とが平常時には要求され、一方、非常時には温度を保つ
ことのみが要求され、湿度条件は特に要求されず、この
ために冷凍機冷却水よりも温度の高い補機冷却水のみで
温度条件を充足することができる点にある。

第４図は本発明に係る原子炉−次格納容器冷却除湿装置
の一実施例の全体構成を示す概要図であシ、原子炉−欠
格納容器１内にガ′ス冷却処理二二ツ）３０を複数台、
例えば４台（柁４図では２台のみ例示している）並設し
ている。これらガス冷却処理ユニット３０内には取入ガ
スＧの流路に冷却除湿コイル３１がそれぞれ装着されて
いる。このガス冷却処理ユニット（９）は取入ガスＧを
冷却除湿コイル３１にて冷却除湿処理した後、再び原子
炉−欠格納容器１内へ吐出して、この原子炉−欠格納容
器１内を冷却除湿するものであり、送風機３２の吸込側
に接続される。この送風機３２の吐出側は送風量を調節
するためのダンノ（３３を介してヘッダ゛あに接続され
、このヘッダあの複数の分岐管には複数の給気ダク）３
５がそれぞれ連結されている。こレラ複数の絶気ダク）
３５の他端は原子炉−欠格納容器１の適宜箇所にそれぞ
れ開口し、冷却され、かつ除湿された取入ガスｇｆ原子
炉−次格納容ｇ？ｒｌ内へ吐出するようになっている。

上記複数のガス冷却処理ユニノ１−３０の冷却除湿コイ
ル３１の流入側には給水配管３６が、また、その流出側
には排水配管３７がそれぞれ並列に接続されている。給
水配管あの先端部は原子炉−次格納器１を貫通して図示
しない原子炉建屋内へ嬌出し、給水側隔離弁あを介装さ
せた後、Ａ給水分岐配管３６ＡおよびＢ給水分岐配管３
６Ｂの２股に分岐する。

人給水分岐配管３６Ａの他端は流量調整弁３９を介装さ
せた後、図示しない冷凍機の冷却水吐出口側に接続され
、この冷凍機により冷却された冷凍機冷却水Ａが供給さ
れるようになっている。一方、Ｂ給水分岐配管３６Ｂの
他端は流量調整弁４０を介装させた後、図示しない補機
冷却水熱交換器の流出口側に接続され、この熱交換しに
て熱交換されて冷却された補機冷却水Ｂが供給されるよ
うになっている。この補機冷却水Ｂは海水と熱交換した
淡水系の冷却水であシ、例えば約あ℃の水温である。

また、冷凍機冷却水Ａは例えば約７℃の比較的低温に冷
却されている。

一方、冷却除湿コイル３１の流出側に接続された排水配
管３７の先端部は原子炉−欠格納容器１を貫通して図示
しない原子炉建屋内へ廷出し、排水側隔離弁４１を介装
させた後、Ａ排水分岐配管３７ＡおよびＢ排水分岐配管
３７Ｂの２股に分岐する。Ａ排水分岐配管３７Ａの他端
は流量調整弁４２を介して図示しない冷凍機の吸込口側
に接続され、戻り冷凍機冷却求人をこの冷凍機へ戻すよ
うになっている。

また、Ｂ排水分岐配管３７Ｂの他端は流量調整弁４３を
介して図示しない補機冷却水熱交換器の流入側に接続さ
れ、戻シ補機冷却水Ｂをこの熱交換器へ戻すようになっ
ている。

次に上述実施例の運転について説明すると、平常時には
給水、排水両院管あ、３７の流量調整弁３９．４０．４
２．４３および隔離弁ア、４１が開弁される。これによ
り冷凍４幾冷却水Ａと補機冷却水Ｂとの冷却水系の閉ル
ープが形成される。したがって冷凍機冷却水Ａおよび補
機冷却水Ｂは、Ａ、Ｂ両給水分岐配’１３６Ａ、３６ｎ
をそれぞれ介して給水配管３６の２股分岐部へそれぞれ
流入し、ここで両冷却水Ａ１Ｂは合流し、かつ混合され
て給水配管３６を介して所要数のガス冷却処理ユニット
（２）の冷却除湿コイル３１へ給水される。ここで冷凍
機冷却水Ａと補機冷却水Ｂとの混合冷却水が取入ガスＧ
と熱交換をしてこの取入ガスＧを所定温度に冷却すると
共に、所定湿度に除湿する。冷却され、かつ除湿された
取入ガスＧは送風機３２によシヘツダあを介して複数の
給気ダク）３５から原子炉−欠格納容器１内の適宜箇所
へそれぞれ吐出される。吐出された取入ガス９はこの原
子炉−欠格納容器１内を対流した後、再びガス冷却処理
ユニット３０により取入れられ、再び冷却かつ除湿され
て原子炉−欠格納容器１内へ吐出される。これを繰り返
すことによシ原子炉−次格納容器１内を所定の温度、湿
度に保っている。そして所要数の冷却除湿コイル３１に
て熱交換をした混合冷却水は、戻り混合冷却水として排
水配管３７を介して原子炉−欠格納容器１外へ出て、Ａ
％Ｂ両排水分岐配管３７Ａ、３７Ｂによりそれぞれ分流
され、一方は図示しない冷凍機の吸込側へ還流され、他
方は図示しない補機冷却水熱交換器の流入側へ還流され
る。これら混合冷却水の還流流量は各々の流量調整弁４
２．４３により調節されるようになっている。

一方、常用電源喪失時または冷凍機（図示省略）の全数
故障時等の非常時においては、この非常状態を検出した
検出信号に基づいて自動または手動により、Ａ給水分岐
配管３６Ａの流量調整弁３９およびＡ排水分岐配管３７
Ａの流量調整弁４２を全閉し、冷凍機冷却水系の給排水
を停止し、他方、補機冷却水系のみを運転するようにす
る。しかし、この非常時では、平常時と同数台のガス冷
却処理ユニット刃を稼動するのみでは所定の雰囲気温度
および湿度に保つことができないので、予備のガス冷却
処理ユニット（資）についても稼動される。すなわち、
この予備−二ツ）３０へも補機冷却水Ｂが供給され、か
つその送風機３２が駆動される。しかし、予備のガス冷
却処理ユニット刃を具備していない場合には、補機冷却
水系の流量調整弁４０．４３を例えば全開する等の開度
制御によ如、平常時よりも多量の補機冷却水Ｂをガス冷
却処理ユニット３０へ通水し、しかも非常時の設定室温
を若干高く設定すれば、この方法によっても充分に対応
することができる。

また、原子炉−欠格納容器１内の定検時には、その雰囲
気温度が比較的低温に設定されているたに、補機冷却水
系の流量調整弁４０．４３は全閉され、補機冷却水Ｂの
給排水を断ち、他方、冷凍機冷却水系の流量調整弁３９
．４２は全開され、冷凍機冷却水のみを冷却除湿コイル
３１へ通水するように運転される。

〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明に係る原子炉−次格納容器
冷却除湿装置は、原子炉−欠格納容器内に配設され、こ
の原子炉−次格納容器内雰囲気を冷却除湿するようにし
た冷却除湿器の冷却除湿コイルに、少なくとも平常運転
時には、温度の異なる複数種類の冷却媒体が混合された
混合冷却媒体を供給するようにした。したがって次のよ
うな多くの効果を奏する。

（１）　本発明はガス冷却処理ユニットにより、原子炉
−欠格内容器内雰囲気を冷却し、かつ除湿するので、除
湿器方式や半チラ一方式のように、冷却除湿器のほかに
冷却器を設置する必要がなく、設置スペースはほぼ全チ
ラ一方式と同様な省スペースとなる。したがって原子炉
−欠格納容器内の作業スペースの確保が容易となる。

Ｃ２，）補機冷却水は平常時は勿論、非常時には比較的
多量に使用されるが、この補機冷却水は安価かつ多量に
得られ、かつ冷凍機の負担を著しく軽減できるから、半
チラ一方式程度の運転コストに低減することができる。

（３）　定検時においては除湿器方式のような冷却水の
流れ系統の複雑な切替が不要であり、メンテナンス性に
浸れている。

（４）　ガス冷却処理ユニットより吐出される取入ガス
の給気温度は全て同一であるので、予備台数は１台で足
り、半チラ・一方式のように２台以上必要になることが
ない。

（５）冷凍機の負担が比較的軽減されているので、除湿
方式に比べ同量が低減され、その分設備費を低減するこ
とができる。

（６）　ガス冷却処理ユニットは全てが同一構造となり
、全体構成も単純となシ、混合冷却水量の流量を調整す
るだけで目標温湿度が得られ、設計上の自由度が大きい
。また除湿器方式および半チラ一方式と比較すると給気
温度は全てのガス冷却処理ユニットにおいて同一である
ので原子炉−欠格納容器内を均一に冷却することができ
る。

（７）　非常時には冷凍機を運転することなく、補機冷
却水系のみを運転するものであるから、非常用電源のデ
ィーゼル発電機には冷凍機冷却水の電力容量を用意して
おく必要がない。その結果、ディーゼル発電機の設備容
量を従来方式よりも小さくすることができ、従来方式で
は不可能であった冷凍機の全数故障時においても確実に
対応できる。

（８）　また、原子炉−次格納容器を貫通する配管が、
混合冷却水の給水と排水のための２本で済む為に原子炉
−次格納容器の健全性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし甫３図は従来の冷却除湿方式を示し、第１
図は除湿器方式の全体１４成を示す概要図、第２図は半
チラ一方式の全体構成を示す概要図、第３図はチラ一方
式の全体構成を示す概要図、第４図は本発明に係る原子
炉−次格納容器冷却除湿装置の一実施例の全体構成を示
す概要図である。 １・・・原子炉−次格納容器、２・・・冷却コイル、３
・・・冷却器、５・・・冷却除湿器、６・・・Ｂ給水循
還配管、７・・・Ａ給水循還配管、８・・・送Ｓ、機、
［３，１４、あ・・・給気ダクト、加・・・ガス冷却処
理ユニット、３１・−・冷却除湿コイル、３２・・・送
風機、３３・・・ダンパ、３４・・・ヘッダ、あ・・・
給水配管、３６Ａ・・・Ａ給水分岐配管、３６Ｂ・・・
Ｂ給水分岐配管、３７・・・排水配管、３７Ａ・・・Ａ
排水分岐配管、３７Ｂ・・・Ｂ排水分岐配管。 出願人代理人　波　多　野　久

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原子炉−次格納容器内に配設され、この原子炉−次
   格納容器内雰囲気を冷却除湿するようにした冷却除湿器
   の冷却除湿コイルに、少なくとも平常運転時には、温度
   の異なる複数種類の冷却媒体が混合された混合冷却媒体
   を供給するようにしたことを特徴とする原子炉−次格納
   容器冷却除湿装置。 ２、混合冷却媒体が冷凍機冷水と補機冷却水との混合冷
   却水でおることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の原子炉−次格納容器冷却除湿装置。 ３、冷却除湿器は複数ユニット配設され、非布時運転用
   の予備ユニットを備えたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の原子炉−次格納容器冷却除湿装置。