JPS62269099A - 原子力発電所における使用済燃料の崩壊熱回収・利用装置 - 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】 （発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、従来排熱として処理されていた原子力発電所
の使用済燃料の崩壊熱を回収し、利用する原子力発電所
における使用済燃料の崩壊熱回収・利用装置に関する。

（従来の技術） 一般に、原子力発電所の使用済燃料は放射能の拡散を防
止するため使用済燃料貯蔵プールに貯蔵きれる。、貯蔵
された使用済だ料は崩壊熱を発生し、プール水の温度を
上昇させる。プール水の温度が上昇してプール水が蒸発
すると使用済燃料貯蔵プール周辺の環境上好ましくない
ので、プール水の温度を下げる装置を設けている。一般
に、このプール水の温度を下げるため、原子炉補機冷却
系から冷却水をηぎ、プール水の熱を吸収し原子炉補機
冷却系を介して海水に排熱している。

一方、原子力発電所には発電所室内の温度あるいはｉ！
Ｊ度を調整する換気空調設備が設けられている。この換
気空調設備は放射性物質をできる限り拡散せぬよう局所
にとどめておくと共に、必要な母の換気を行ない室内空
気の清浄度を維持している。特に冬期室内温度の調整を
行なうための設備として給気加熱器を使用し、その熱源
として蒸気、温水等が使用されている。また、給湯設備
を使用するためにも蒸気、温水等が使用されている。

（発明が解決しようとする問題点） したがって、従来は使用済燃料の崩壊熱の回収、利用は
全く行なわれず、無駄に海水に排熱されていた。しかも
、使用済燃料貯蔵プールのプール水は使用済燃料から発
生する崩壊熱により温度上昇する関係上、プール水の温
度を下げるために原子炉補機冷ＩＪ′Ｉ系を運転する必
要があった。一方、換気空調設備や給湯設備を運転づる
際には蒸気や渇水などの熱源を必要とした。

本発明はこれらの問題点を考慮してなされたもので、使
用済燃料の崩壊熱を回収して、換気空調設備や給湯設備
等に有効に利用する原子力発電所における使用済燃料の
崩壊熱回収・利用装置を提供することを目的とする。

（発明の構成） （問題点を解決するための手段） 本発明は、使用済燃料をプール水中に貯蔵する使用済燃
料貯蔵プールと、この使用済燃料貯蔵プールに配管を介
して連絡されるヒートポンプと、このヒートポンプに配
管を介して連絡される回収熱利用設備とを設けたもので
ある。

く作用） 使用済燃料貯蔵プール内に貯蔵された使用済燃料は崩壊
熱を発生させる。、発生した崩壊熱はプール水の温度を
上げる。温度が上昇したプール水は配管を通ってヒート
ポンプへ送られ、このヒートポンプで崩壊熱が回収され
る。ヒートポンプで回収された熱は配管を介して回収熱
利用設備へ伝達され、この回収熱利用設備で積極的に利
用される。

（実施例） 本発明の一実施例を第１図を用いて説明する。

第１図において、使用済燃料貯蔵プール１があり、この
使用済燃料貯蔵ブール１内に使用済燃料２とプール水３
が入っている。使用済燃料２は残存する核分裂性物質が
自然崩壊して崩壊熱Ａを発生している。上記使用済燃料
貯蔵プール１からはプール水配管４ａが延びヒートポン
プ５に連絡している。このプール水配管４ａの途中には
ポンプ６が設けられている。上記ヒートポンプ５から延
びる戻り配管４ｂは、前記使用済燃料貯蔵プール１へ連
絡し、ＩＩＪループのプール水循環路を形成している。

また、ヒートポンプ５からは別の配管４Ｃが延びて回収
熱利用設備、例えば換気空調設備７や給湯設備８内の温
水器９に連絡している。この配管４Ｃの途中にはポンプ
６ｂが設けられている。上記換気空調設備７と給湯設備
８内の温水器９からは戻り配管４ｄが延びて上記ヒート
ポンプ５に連絡し、閉ルーズの循環路を形成している。

次に、上記実施例の作用を説明する。

使用済燃料貯蔵ブール１内の使用済燃料２は崩壊熱Ａを
発生してプール水３の温度を上昇させる。

温度が上昇したプール水３は、ポンプ６ａが運転される
ことによりプール水配管４ａを通ってヒートポンプ５へ
送られる。ヒートポンプ５内では熱交換が行なわれ、プ
ール水３の温度は下げられる。

温度が下げられたプール水３は戻り配管４ｂを通って前
記の使用済燃料貯蔵プール１へ戻る。プール水３は上記
の閉ループを循環して、使用済燃料２の崩壊熱Ａをヒー
トポンプ５へ伝達している。

ヒートポンプ５内で熱交換された熱は水等の媒体に伝達
され、この媒体はポンプ６ｂが運転されることにより配
管４Ｃを通って）負気空調段ｈ′＃７や給湯設面８の温
水器９へ送られる。この換気空調設＠７と給温ＬΩ備８
の温水器９では室内を暖房したり、給湯水との熱交換が
行なわれて、上記媒体は温度降下し、前記ヒートポンプ
５へ戻る。この水等の媒体は上記の閉ループ内を循環し
てヒートポンプ５で交換された熱を換気空調設備７と給
湯設備８へ伝達している。この換気空調設備７では空気
Ｂを温風Ｃに変えている。また給湯設備８の温水器９で
は水りを温水（給湯水）Ｅに変えている。

次に、使用済燃料の崩壊熱について説明すると、例えば
、燃料集合体が８年分貯蔵されると、２゜３６　Ｘ　１
０６Ｋｃａｌ　／ｈｒのエネルギが使用済燃料貯蔵ブー
ル１内で放出されることになる。上記実施例において、
ヒートポンプ５から使用済燃料貯蔵プール１へ導かれる
プール水３の温度を約１０℃にすると、排熱利用側の水
等の媒体の温度は７０〜８０℃となる。したがって、こ
れまで無駄に排熱されていた崩壊熱Ａを有効に利用する
ことができる。なお、従来は、原子炉補機冷却系から使
用済燃料貯蔵ブール１へ導かれる冷Ｕｌ水の温度は約３
５〜４０℃であり、プール水の温度は５０℃に制御され
ていた。上記実施例においては、ヒートポンプ５から導
かれるプール水の温度は約１０℃であるので、使用済燃
料貯蔵ブール１内のプール水３の温度を従来よりもかな
り低く抑えることができる。

次に、本発明の他の実施例を第２図を用いて説明する。

第２図に示す実施例は使用済燃料貯蔵ブール１とピー１
〜ポンプ５の間に中間熱媒介用の熱交換器１０を設けた
点で第１図に示す実施例と異なる。

使用済燃料貯蔵プール１と熱交換器１０とは配管４ａ、
４ｂで連絡されている。また、熱交換器１０とヒートポ
ンプ５とは配管４ｅ、４ｆで連絡されている。

使用済燃料貯蔵ブール１のプール水３は配管４ａを通っ
て熱交換器１０へ導かれ、熱交換器１０で熱交換を行な
ってから、配管４ｂを通って使用済燃料貯蔵ブール゛１
へ戻る。熱交換器１０で交換された熱は水等の媒体へ伝
達され、この媒体は配管４ｅを通ってヒートポンプ５へ
導かれ、ヒートポンプ５で熱交換を行なってから配管４
ｆを通って熱交換器８ｂへ戻る。この実施例においては
、配管４ｅ、４ｆを通る水等の媒体の圧力を配管４ａ、
４ｂを通るプール水３の圧力よりも高くすることで、使
用済燃料貯蔵ブール１のブール水３中の放射能物質がヒ
ートポンプ５側に漏洩することな防止することができる
。なお、その他の構成および作用については第１図に示
す実施例と異ならないので説明を省略する。

（発明の効果） 本発明では、使用済燃料の崩壊熱を回収するための配管
とヒートポンプを設Ｃプたので、従来無駄に排熱されて
いた使用済燃料の崩壊熱を回収することができる。また
、使用済燃料貯蔵プールのプール水の温度を下げるため
に原子炉補機冷却系Ｉ系を運転する必要がない。

また、ヒートポンプから配管を連絡して回収熱利用設備
を設けたので、ヒートポンプで回収した１Ｊ１１壊熱を
有効に利用プることができる。このため、従来のように
給湯のための蒸気や温水を特に必要としない。

使用済燃料貯蔵プール内のプール水の温度を積極的に回
収して従来よりも′ｇＡ度降下降下ることができるので
、プール水の蒸発を防ぐことができ、使用済燃料貯蔵プ
ール周辺の環境をなお一層向上させることができるとい
う効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す系統図、第２図は伯の
実施例を示す系統図である。 １・・・使用済燃料貯蔵プール、２・・・使用済燃料、
３・・・プール水、４　ａ　、　４　ｂ　、　／４　Ｃ
、４ｄ−・・配管、５・・・ヒートポンプ、５ａ、５ｂ
・・・ポンプ、７・・・換気空調設備、８・・・給湯設
備、９・・・渇水器、１０・・・熱交換器、Ａ・・・崩
壊熱、Ｂ・・・空気、Ｃ・・・温風、Ｄ・・・水、Ｅ・
・・温水。 第　ｆ　図 茶　２　回

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、使用済燃料をプール水中に貯蔵する使用済燃料貯蔵
   プールと、この使用済燃料貯蔵プールに配管を介して連
   絡されるヒートポンプと、このヒートポンプに配管を介
   して連絡される回収熱利用設備とを設けたことを特徴と
   する原子力発電所における使用済燃料の崩壊熱回収・利
   用装置。 ２、回収熱利用設備として原子力発電所内の換気空調用
   の換気空調設備を設け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所における使用済燃料の崩壊
   熱回収・利用装置。 ３、回収熱利用設備として原子力発電所内の給湯用の給
   湯設備を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の原子力発電所における使用済燃料の崩壊熱回収・
   利用装置。 ４、使用済燃料貯蔵プールとヒートポンプとの間に、中
   間熱媒介用熱交換器を設け、この熱交換器を介して使用
   済燃料の崩壊熱を使用済燃料貯蔵プールからヒートポン
   プへ熱伝達したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の原子力発電所における使用済燃料の崩壊熱回収・
   利用装置。