JPS62218606A - 原子力発電システム - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、原子力発電システムに関する。

蒸気タービンにおいてはタービンに流入する主蒸気の圧
力を高めることによりタービンにて回転エネルギに変換
可能な蒸気の有効熱落差を増加させ発電システムの熱効
率を向上させることができる。また、原子炉から発生す
る蒸気は原子炉の特性上、飽和蒸気となるためチービン
系における蒸気状態は主に湿り蒸気であり、この湿り蒸
気の湿分除去を効果的に行うことはタービン内部の二ロ
ーション（腐食）を抑制すると共に発電システムの熱効
率を向上させる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来の原子力発電システムにおける蒸気
タービン系装置の構成では蒸気湿り度の制約から主蒸気
圧力の上限は７０ａｔｇ程度であり。

この原子力発電システムの熱効率は３５％程度までにし
かならない。

さて、近年においては原子力発電プラントの大容量化が
推進されており、発電システムの熱効率向上の要望は非
常に高く主蒸気圧力を現状より上昇させることが可能と
なるよう湿り蒸気の湿分除去が効果的に行なえ、システ
ム熱効率を向上させる原子力発電用蒸気タービン装置の
開発が強く望まれている。

本発明の目的は、上記要望に鑑みてなされたもので、湿
り蒸気の湿分除去を効果的に行ない、さらに、システム
熱効率を高める原子力発電システムを提供することにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

原子炉より発生した蒸気の熱エネルギを回転エネルギに
変換する高圧タービンと、それより排気される湿り蒸気
の湿分を除去し、さらに加熱する湿分分離器と、その後
再び蒸気の熱エネルギを回転エネルギに変換する低圧タ
ービンとより構成された原子力発電システムにおいて、
前記高圧タービンに相当する構成要素を、高圧タービン
と中圧タービンに分離させ、それらを結ぶ蒸気ラインの
途中に前記のものとは別置の湿分分離器を配置すること
を特徴とする。

〔作用〕

本発明によれば、従来の原子力発電システムの蒸気ター
ビン装置における高圧タービンに相当する構成要素を高
圧タービンと中圧タービンに分離し、それらを結ぶ蒸気
ラインの途中に従来とは別置の湿分分離器（又は、湿分
分離器および加熱器）を設け、低圧タービンの上流に配
置される湿分分離器および加熱器（又は湿分分離器のみ
の場合もある）と共に湿り蒸気の湿分除去を分散して効
果的に行ない、システムの熱効率を高めるものである。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を図面により説明する。

本発明の一実施例を採用した原子力発電システムの構成
を第１図に示す。この原子力発電システムは蒸気を発生
させる原子炉設備１と、蒸気の熱エネルギを回転エネル
ギに変換する単流の高圧タービン２および単流の中圧タ
ービン３および複流の低圧タービン４（ここでは３連の
場合を示す）と、この高圧タービン２と中圧タービン３
を結ぶ蒸気ラインの途中に設けられた第１段湿分分離器
５１と、中圧タービン３と低圧タービン４を結ぶ蒸気ラ
インの途中に設けられた第２段湿分分離器５２および２
連の加熱器６と、低圧タービン４からの排気を凝縮し、
圧力を真空まで低下させる復水器７と、これにより凝縮
された復水（後に給水となる）を加熱する給水加熱器８
と、タービン軸に連結された発電機９とにより構成され
る。

本実施例においては、高圧タービン２と中圧タービン３
は単流形であるため対向流一体型として配置するが、中
圧タービン３を複流形とすることもできる。

簡略な蒸気ｉ−３線図を示す第３図において本発明の一
実施例の作用を説明する。第３図には、高圧−中圧−低
圧タービンによる本実施例の場合の蒸気膨張線及び複流
高圧−低圧タービンからなる従来装置による蒸気膨張線
を比較した一例を示し。

作用を明確にするために再膨張線で主蒸気入口圧力Ｐ１
は同一とし、従来装置の高圧タービン排気圧力と本装置
の中圧タービン排気圧力は同一圧力のＰ、とする。さら
に、低圧タービン入口圧力Ｐ４および低圧タービン排気
圧力Ｐ５も再膨張線において同一とする。

なお、Ｐは前述のように圧力、ｉはエンタルピ、Ｓはエ
ントロピ、ｈは有効熱落差、ｙは湿り度をそれぞれ示す
。

さて、従来装置において高圧タービン内における膨張線
は点１と点３１を結ぶ曲線で表わされ、その時エンタル
ピはｉ工からｉａｘ　まで変化し有効熱落差は、（１１
−ｉａｔ）＝　（ｈｘ”ｈｚ□）で表わされる。これに
比較して、本実施例においては高圧タービン内の膨張線
は点１と点２１を結ぶ曲線、中圧タービン内の膨張線は
点２２と点３２を結ぶ曲線で表わされ。

その時それぞれのエンタルピ変化は１１から１２□およ
び１２□から１３１で示され（エンタルピ１２□からｊ
ｚｚまでの変化は第１段湿分分離器５１による）、有効
熱落差は（ｉニー１ａｘ）＝ｈｌおよび（１２□−１３
２）　＝　ｈ、□となる。また、低圧タービン内での膨
張線は従来装置、本発明実施例とともに点４と点５を結
ぶ曲線で表わされ、その時の有効熱落差は（Ｌ−１ｓ）
＝ｈ３となる。

二二で、従来装置の高圧タービン内有効熱落差（ｈｔ”
ｈｚ□）と本実施例の高・中圧タービン内有効熱落差（
ｈＬ”ｈ２２）を比べた場合、蒸気ｉ−５線図の特性か
らｈ２ｔ　＜　ｈｚ　２とすることは十分可能であり、
本実施例におけるタービン内の総合有効熱落差は入口圧
力を同一とした場合でも従来に比べ大きくなる。

また、従来の高圧タービン排気における湿り度ｙ、□と
本実施例における高圧タービン排気湿り度ｙ２□および
中圧タービン排気湿り度ｙ３２を比較した場合、ｉ−５
線図の特性から明らかにｙ２□＜　ｙ　ｓ□、かつＹｓ
ｚ＜Ｙｇｔとなり本実施例は湿り度を低くおさえること
を可能となる。そして、このことから入口圧力を従来よ
り高くとることが可能になり、より一層の熱効率の向上
が図れる。

以上説明したように、本発明の一実施例によれば従来に
比べ湿り蒸気の湿分除去を効果的に行なうことができ、
タービン主蒸気入口圧力を従来より高くとることを可能
とし、湿分除去と主蒸気圧力上昇とからによる相乗的な
熱効率の向上をもたらす。

この実施例はこの他に以下の効果が得られる。

■　従来、第１段目の加熱器への加熱蒸気ラインは、高
圧タービンの途中から抜いているが、本実施例では、第
１段湿分分離器５１後の蒸気ラインから抜くため、ター
ビンに加熱蒸気用の蒸気管を設けなくてすみ、タービン
の強度が増す。

■　中圧タービンを設けたことにより、構造上油気ライ
ンをふやすことが容易になり主蒸気圧力の上昇にあわせ
て給水加熱器８を増設することが可能になる。これによ
りシステム熱効率の向上をさらに図ることができる。

以上本発明の他の実施例を第２図に示す。この実施例は
、第１図の実施例に比較して、高圧タービンと中圧ター
ビンを結ぶ蒸気ラインの途中に湿分分離器５１のみでな
く、さらに加熱器６１を設置することを特徴としている
。これにより、第１図の実施例に比べて中圧タービンで
の有効熱落差がさらに大きくなり、中圧タービン排気の
湿り度がより低くなり、蒸気の湿り度のより効果的な除
去およびシステム熱効率のより一層の向上が図れる。

〔発明の効果〕

う 以上詳述したよあに、本発明によれば、原子力発電シス
テムにおいて、高圧タービンと中圧タービンとの間に湿
分分離器を設けるようにしたので湿り蒸気の湿分除去が
効果的に行なえ、さらに。

システム熱効率を高めることができる原子力発電システ
ムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す原子力発電システムの
構成図、第２図は本発明のその他の実施例を示す原子力
発電システムの構成図、第３図は第１図に示した実施例
の作用を従来と比較して示す蒸気ｉ−５線図である。 １・・・原子炉設備　　　　２・・・高圧タービン３・
・・中圧タービン　　　４・・・低圧タービン５１・・
・第１段湿分分離器　５２・・・第２段湿分分離器６１
・・・第１段加熱器　　　６２・・・第２段加熱器７６
３．復水器　　　　　　８・・・給水加熱器９・・・発
電機 第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）原子炉より発生した蒸気の熱エネルギを回転エネ
   ルギに変換する高圧タービンと、それより排気される湿
   り蒸気の湿分を除去し、さらに加熱する湿分分離器と、
   その後再び蒸気の熱エネルギを回転エネルギに変換する
   低圧タービンとより構成された原子力発電システムにお
   いて、前記高圧タービンに相当する構成要素を、高圧タ
   ービンと中圧タービンに分離させ、それらを結ぶ蒸気ラ
   インの途中に前記のものとは別置の湿分分離器を配置す
   ることを特徴とする原子力発電システム。
2. （２）別置の湿分分離器に加熱器をさらに配置したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の原子力発電シ
   ステム。