JPS6038693A - 原子炉冷却材浄化装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ｌ！Ｉｌｉ騰水型原子力発′亀設備の原子炉
冷却材浄化系及び所内蒸気糸に係わり、特に原子炉熱を
４１′【悴的にＬＩＪＪ収・利用して蒸気を発生させ、
Ｊツ１内の熱負荷を賄うのに好適な装置に関するもので
ある。

〔発明の背景〕

原子炉冷却材浄化糸の従来技術を以下に示す。

原子炉圧力容器内の炉水け、原子炉内の構造物の駅１食
生成物及び給水配管を通って持ち込まれる不純物等によ
り汚れる。これらの物質は、炉心を通過する間に燃料体
表面に付着して熱除去の効率を低下はせたり、炉心内で
の中性子照射の結果放射化された汚染物置が配管内壁に
１を着して配管の表面線量率を上昇させたりする。

以上、熱除去の効率低下あるいは配管の表面線量率の上
昇などの悪影響を低減するため原子炉圧力容器内炉水け
、常にブローシ原子炉圧力容器内に持ち込まれる不純物
等を低減させておく必侠がある。

第１図は、原子炉冷却材浄化系を示すものであり、原子
炉圧力容器１から炉水２（ｉｌ−抽出するための抽出配
管３と、炉水を循環させるための循環ポンプ４と、循環
ポンプ４により抽出された炉水を冷却するための再生熱
交換器５及び非Ｃ）生態交換器６と、冷却された炉水を
浄化するための濾過脱塩装置７と、原子炉圧力容器ｌＶ
ｃ炉水を戻すための戻り配管８とから構成される。

炉水の浄化は、原子炉圧力容器１から炉水２を循環ポン
プ４により、炉水抽出配電３をノ１０シて吸込み非再生
、再生熱交換器６で冷却し、濾過脱塩装置６７で浄化し
、再生熱交換器５により加熱して給水配管に戻すことに
より常時行っている。

以上の原子炉冷却拐浄化系においては、禾統購成上、次
のような無駄な点がある。

原子炉圧力容器内の炉水の水買を良好に保つためには、
原子炉圧力容器への給水量の約２％程度の旬の炉水を復
水器へブローすれば良いわけであるが、炉水を循環させ
て浄化しようとする閉ループ１１ケ成としているため、
原子炉冷却＠沖化系専用のｆ）ゴ過脱塩装置が設けられ
ている。

−また、濾過脱塩装置が設けられていることからｌ均温
の炉水を濾過脱塩装置の強鹿上からくる要求τ７１Ｍ　
＃ｉ：約５０Ｃ程度１で冷却しなければならず、このた
め再生熱交換器及び非再生熱交換器を設は晶温の炉水を
冷却しており、非再生熱変換器での冷却熱は、補機冷却
水配管１１を通して補機冷却水熱へへ４工か器１３を介
し４、補機冷却海水配管１５から４ｉｃ放出纒れている
。すなわち原子炉熱が無駄に〆階に放４）（されるシス
テム構成となっている。

貫だ、原子力発電１９［には、発電所内の空気を換気し
、発電Ｈ［内に設備されているさまざ１な機器が、一定
の環境条件の基に運転できるよう室内空調を行う換気空
調系給気処理装置や、発電０１内で発生した廃液を煮詰
めて水分を取り去り廃棄物として処理し易いようにする
ための１２棄物処理系廃液濃縮器や、タービンのグラン
ド部に圧力を加え放射性蒸気が室内に漏洩しないように
するためのタービングランド蒸気系シール装置など、加
熱操作機器及びシール操作機器などがあり、これら機器
の加熱及びシール操作には、原子炉以外の熱源による発
生蒸気を使用していた。

第２図は、以上に示した加熱操作機器及びシール操作機
器に必要な蒸気を供給する所内蒸気糸を示すものであり
、重油を燃料として蒸気を発生する重油　ボイラー１９
と、重油焚ボイラーにて発生した蒸気を加熱操作機器及
びシール操作機器などの蒸気負（（ｒ２１に移送供給す
るための蒸気供給配管２０と、移送蒸気が蒸気負荷で熱
を奪われ凝節水として回収される凝縮水回収屹Ｉ白２２
と、凝縮水の再蒸発を防ぐための縦軸水回収装置？Ｉ２
３と回収されたＩｖ絹水を再び重油焚ボイラーに給水す
るための給水タンク２４とボイラー給水ポンプ２５と刀
・らｉｉ、γ成されている。

以上の従来技術における所内蒸気系には、次のような欠
点かある。

原子力発電ノツ「全体を見ると、原子炉補機冷却海水禾
やタービン袖イ幾冷却海水系あるいｆｄ循環水系から無
駄に海水に放出されている排熱や、発ＩＫｆ９＋の主サ
イクルのシステム設ｄ１上、復水器冷却の海水１１□Ａ
１りに余裕を取り設δ１しなければならないため冬萌の
海水温度の低い時期に出現する余剰の炉蒸ｖ（〃ど、重
油焚ボイラーから発生する蒸気のかわりとなる利用ＥＪ
能な熱源が発電Ｈ［には相当量存在ず乙にもかかわらず
、ｎ「内蒸気系に生がされておらす年間を通し、↓ｌ（
油を燃料としたボイラーを使１１４−Ｊ−るため、省エ
ネルギー効果が＋ｈｊＬ端に低いシステム構成となって
いる。

又、ハ［内蒸気糸の蒸気発生装置としては、軍油ホイラ
ーのみであるため年間を通してのボイラーの稼働率が非
常に尚く、そのため、年間を通じて排煙の絶える１ｖ＋
がなく、ヤ素酸化物、イオウ酵化物等による大気汚染防
止上、好甘しくないシステムとなっている。

さらには、所内蒸気系の蒸気負荷において、放射能のな
い７Ｈ浄な蒸気負荷と廃棄物処理系などの放射性流体を
内包する蒸気負荷があり、この放射性流体を内包する蒸
気負荷は、伝熱管破損などによって、クリーンである所
内蒸気系を放射能で汚染させる潜在的存袈因をもってい
る。このため清浄な蒸気負荷１でも放射能で汚染きれる
可能注がらり放射能汚染拡大防止上、好１しくないシス
テム構成となっている。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、炉水抽出配管途中に設けた、高温炉水
を加熱源とする蒸気発生装置ｋＫ：より、従来重油たき
ボイラーにて賄っていた発′＠’ｉ、Ｉｇｒ内の補機類
に必要なシール用・１凌房用・加熱用などの＃気を供給
し、蒸気発生装置にて熱を失った炉水はゆ水器にブロー
して、復水浄化系で浄化ず−ことで原子炉圧力容器内の
炉水の水″ＪＲを良好に保つ、原子炉冷却月浄化機能の
他に蒸気発生機能を兼ね備え、しかも、重油焚ボイラー
の運転比率を低くおさえることからボイラー設備の燃料
＊を大ｄ」に低減できる。ホ統構成が単純な合理的で且
つ経済的な装置を提供することにある。

〔づ１ち明の概を〕 本発明の特徴は、原子炉圧力容器より抽出したＩＶ？Ｉ
幌１い水を力ｌＪ熱源とする蒸気発生装置にて蒸気を発
生きせ、その蒸気を従来重油たきボイラーにて供給して
いた、発？ｌＬ所内の補機の蒸気負荷へ供給し７、石油
燃料を用いるボイラーの運転比率を低くかさえ、蒸気発
生によって熱を失った炉水け、直接復水器へブローシ、
復水系、給水系を介して、原子炉圧力容器へ戻し原子炉
圧力容器内の炉氷水Ｔ走を良好に保つものとした、再生
熱父換器非再生；゛〜又換器原子炉冷劫材循嬢ポンプ及
び濾過脱塩装置Ｉ′ｌＩ−を必要としない単純で省エネ
ルギー効果が絶大である糸２玩溝成としたものである。

〔発明の実施例〕

以下、不４し明の一実施例について、第３図により説明
する。

第３図は、原子炉圧力容器ｌがら復水器１７へ炉水をブ
ローする炉水抽出配管４を設け、その配管途中に高温炉
水２を加熱源として蒸気を発生婆せる蒸気発生装置＋ｆ
ｉ−１と、ドレンクーラ１．−２と流邦制阻装置２７を
設けたものであり、蒸気発生機能鍾、８−１にて発生し
た蒸気は、重油焚ボイラ−１９から蒸気負荷２１に蒸気
を供給する蒸気供給配管２０に継ぎ込１れた蒸気移送配
管２６により蒸気負荷２１に送気出来るようにしたもの
である。

育だ、蒸気発生装置、８−Ｉへの給水は、給水タンク２
４から給水ボン１ｚ５全経て爪油焚ホイラー１９に接続
されている１油焚ホイラー給水配管２８から分岐した、
蒸気発生装置鞄水配％２９により行なわれる。

次にその運転について述べる。

まず、原子炉圧力容器１内の炉水の浄化は、原子炉圧力
容器１から、給水配管９にて原子炉圧力容器に戻されて
くる給水の紺の約２ｑＡ程度（約１２０’ｌ”／ｈ）の
炉水を炉水抽出配管４にて抽出し、復水器１７にブロー
し、復水浄化＠置３４を通して行われる。

このとき抽出孕れる炉水は、高温（約２９０ｔｌ？）で
しかも＾圧（約７０　ｋｇ　／ｃｍ”　ａ　）であるた
め、炉水抽出配窟゛途中に設けた蒸気発生装置！、□１
で、給水タンク２４からの補給水を十分加熱蒸発させる
ことができ、従来、重油焚ボイラーにて賄なっていた原
子力発砲ｌヅ［内の補機の蒸気負荷２Ｎ約２５１’／　
Ｉ＋　）程度は、十分冊なうことができる。

蒸気発生装置１．ｌ−１で発生させた蒸気は、蒸気供鞄
配”１ｈ２０を経由し、蒸気負荷２１に供給される。

、ｌ−り（負楯２１で蒸気は復水となり、凝縮水回収配
・自２２にて凝縮水回収装置２３に持ち込まれ大気Ｋｌ
ｉ勤ｙしても減圧沸１培を起さない温度（約８　（ｌ　
ｃ１イー′Ｉ′ＩＪＩ牙で冷却され、給水タンク２４に
戻され、胞水ホンプ２５で蒸気発生装置１８に給水され
、再（）−需シ（となって蒸気負荷２１に供給される。

」ゾ上、プラント通常運転中すなわち原子炉圧力谷器内
の炉水ブロー中は、車油焚ホイラー１９を１史用せす、
蒸気負荷２１へ蒸気全供給することができ、重油焚ボイ
ラ−１９を使用して蒸気負荷２１に蒸気を供給する時期
は、プラント定検時（停止時）あるいは、プラント起動
操作、／停止操作時など、炉水の圧力／温度が蒸気発“
生装置１８の加熱源として栄件を満たさない時だけとな
る。このようなプラント定検時あるいは、プラント起動
／停止操作時など原子炉冷温状態のときにおいても、蒸
気負荷２１に廃液濃縮器加熱用負荷などプラント通常運
転時より、むしろ、プラント停止時に使用の度合の高い
負荷があるため、蒸気供給を停止することはできない。

従って、このようなプラント停止状態のときは重油焚ボ
イラ−１９にて蒸気を発生させ、蒸気供給配管２０にて
蒸気負荷２１に蒸気を供給し、蒸気負荷２１で復水とな
った蒸気を、ａｔｈ水回収配管２２にて凝縮水回収装置
２３を介し、給水夕／り２４に回収し給水ホンダ２５で
重油焚ボイラ−１９に給水し、再び蒸気として蒸気負荷
２１Ｖｃ供給するバックアンプ運転を行う。

以上、本発明の実施例による２次の効果がある。

第１図に示すように、従来の原子力発電所には原子炉圧
力容器内の炉水の水質を良好に保つための７ステムとし
て、原子炉冷却制量化系が設けられており、この原子炉
冷却制量化系の浄化方式として、原子炉圧力容器から抽
出した炉水を濾過／脱塩して内び原子炉圧力容器に戻す
。循環方式を昧出していたため、炉水循環ポンプ、再生
熱交換器、非再生熱交換器及び原子炉冷却材濾過脱塩装
置トｊ：を必要としていたが、原子炉圧力容器内の炉水
を、復水器ヘブローする方式としたため、ｍｌ記のよう
な、原子炉冷却材循環ポンプ、再生熱交換器非再生熱交
換器及び原子炉冷却材濾過脱塩装置は不要となる。

すなわち、復水器に原子炉圧力容器内の炉水を−７０〜
することで、原子力発電所：所に健米設けていたような
、原子炉冷却材浄化糸を設けなくても原子炉Ｈニカ谷器
内の炉水の水質を良好に保つことが出来ることになる。

また、第２図に示すように、従来の原子力発電ノヅｆに
おける、発電ｌヅを内の補機の暖房用、７−ル用加熱用
などの蒸気負荷は、重油焚ボイラーにて賄なわれていた
が、原子炉圧力容器より抽出される炉水を加熱源とした
蒸気発生装置を利用することで、プラント通常運転中は
、爪油焚ボイラーを使用しなくても良いことになり、プ
ラント運転サイクルを１５ケ月サイクルとすると、１２
ケ月間のプラント運転中は、全く石油炸；料を消費せず
運用でき絶大な省エネルギー効果が図れる。

なお、Ａ（油焚ボイラーの運転期間を従来の５分の１程
度と、短い期間におさえることで、年間を通しての窒素
酸化物、イオウ酸化物の大気放出Ｊ１１も少なくするこ
とができ、大気汚染防止」二においても大変有利なプラ
ントを得ることができる。

さらに、重油焚ボイラーを運転する場合には、重油の噴
霧用空気や、ボイラー補（幾の冷却用水などを必要とす
るが、蒸気発生装置を利用し７′ｃ場合は、これら蒸気
発生に間接的にｆＡ４わってくるイづ帯設備を必要とし
ないため、この点でも省エネルギー効果は十分図れる。

また、従来の原子炉冷却材浄化糸の（性成機器として設
けられていた、炉水冷却用の熱変換器のかわりに、蒸気
発生装置を設は炉熱を利用できるようにしたことで、炉
熱を無駄に海に廃棄することかなくなり、この点におい
ても省エネルギー効果に曖れでいると１える。

１＾ｊ、以上のような効果が得られる他の実施例を、；
Ｂ　４図により説明する。

第４図は、原子炉圧力容器１と復水器１７とをｔｒすふ
、炉水抽出配管４に設ｉｊた、高温／商圧炉水２を加熱
源とする蒸気発生装置、６−６の出口側に、トレンクー
ラー１８−２のかわりに温水発生装置ｆｔ：３０を設け
たものでありプラントの通常運転時において、原子炉圧
力容器内の炉水の浄化は、第３図の実施例で説明したと
同様、原子炉圧力容器１内の炉水を復水器１７にブロー
して行い、原子力発市ｊ９ｉ内の補機の７−ル用、加熱
用などの蒸気負荷へのく・（気供給は、炉水抽出配ｆ白
４上に設けた、高温／高１ｔの炉水を加熱所とする蒸気
発生装Ｌｓ−＋にて１］うようにしたものである。

仁こで、蒸気発生装置、８−０にて炉水タンク２４から
の水を蒸気に変換し終ったあとの炉水の温度が、約１０
０Ｃであるとすると、また十分熱を利用する余地があり
、特に１圀房用など加熱操作上蒸気でなくても目的が達
せられる蒸気負荷３１への熱供給については、蒸気発生
装置、、、の出口炉水を加熱源とする温水発生装置３０
にて発生させた温水を供給することで十分対応できる。

負荷３１への温水供給は、温水発生装置３０と、負荷３
１とを温水循榎配管３２にて閉ループ型に接続し、温水
循環配管３２上に設けた温水循環ポンプ３３により、温
水を循環させて行う。

以上のようなシステムとしても、第３図で説明した実施
例同様、従来のような原子炉冷却材浄化糸を新めて設り
なくても、原子炉圧力容器内の炉水の水質を良好に保つ
ことができ、′−１′た、１１を油焚ボイラーのランニ
ングコストについても大＋ｌｊに低減できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、原子炉圧力容器内の炉水を復水器にブ
ローし、復水浄化系で浄化することで原子炉圧力容器内
の炉水の水質が良好に保てることから、従来の原子炉冷
却材浄化糸の主要構成機器としてあった、原子炉冷却材
循瑣ボング、再生熱交換器、非再生熱交換器及び濾過脱
塩装置が削除でき、非常に単純な原子炉冷却材浄化系が
提供できる。

′また、以上の１１０素化これた原子炉冷却材浄化系に
、原子炉圧力容器よりブローした炉水を加熱源と１ノＣ
利用する蒸気発生装−をＶけることで、重油焚ホイラー
の燃料費を、年間当り８０チ程度低減でき、経済的で省
工不効来の商いプラントが提供できる。

な２、車油焚ボイラーの稼働率においても８０ヂ程助低
減できることから、ボ油焚ホイラー運転時に発生する排
煙も低くおさえることができ、大気汚染防止の観点から
も従来に比較し十分すぐれている。

【図面の簡単な説明】

化１図は従来の原子炉冷却材浄化系の一例を示す系統図
、第２図は従来のｌ九内蒸気系の一例を示す系統図、第
３図は本発明による熱源発生装置イボ原子炉冷却材浄化
系の実施例を示す系統図、第４図は、本発明の他の実施
例を示す系統図である。 ｌ・・・原子炉圧力容器、２・・・・炉水、３・・・炉
水循環ポンプ、４・・・炉水抽出配管、５・・・再生熱
交換器、６・・・非再生熱交換器、７・・・濾過脱塩装
置打、２７・・・流量側の装置、２８・・・重油焚ボイ
ラー給水配管、２９・・・蒸気発生装置給水配管、３０
・・・温水発生装置、３１・・・負荷、３２・・・温水
循環配管、３３・・・温水循１（埋入　弁理士　Ｉ笥倫
明夫　〜１１．′＄　ｌ　ロ ＄　２　目 １ 第３図 ２１ ノ 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ｊ、原子炉圧力容器内の炉水水質を良好に保つために炉
   水を原子炉圧力容器から抽出する炉水抽出配管によ！７
   　＋ｉｌｒ成され、原子炉圧力容器内の冷却月ｋ（Ｕ水
   器に戻し、復水浄化装置により冷却材を浄化することを
   特徴とする原子炉冷却材浄化系置。