JPS6042693A - 排ガス復水器冷却方法 - 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、沸騰水型原子炉の排ガス復水器冷却方法に関
する。

〔発明の背景〕

従来の排ガス復水器冷却方法を第１図を用いて以下説明
する。

原子炉５内では原子炉冷却材の放射線分解によって酸素
ガスと水素ガスが発生する。この酸素ガス・水素ガスと
炉心燃料中で放射化された原子炉冷却材中の酸素・アル
ゴン等の放射化生成ガスは総称して排ガスと呼ばれ、原
子炉５内で発生した排ガスは原子炉主蒸気とともに主蒸
気管９を通って主タービン６を回転させた後、主復水器
７に入る。

主復水器７内では主蒸気は凝縮され原子炉復水となって
原子炉５へ戻される。一方、主復水器７に持ち込まれた
排ガスは、空気抽出器１０で抽出し、水素ガスの可燃限
界以下とするために水蒸気で水素ガス濃度を４％Ｖ０１
．以下に希釈され、酸素と水素の再結合の効率を高める
ために排ガス予熱器１１で加熱され、再結合器１２で排
ガス中の水素ガスと酸素ガスは触媒反応によって再結合
されて水蒸気となシ、排ガス復水器１３で水蒸気分は凝
縮しその他の希ガスと分離される。

排ガス復水器１３を出た排ガスは廃棄物処理系１４に送
られて処理される。

排ガス復水器１３はタービン建屋２内に２基設置され、
排ガス中の水蒸気分の潜熱（４０ＸＩＯ−ｋｍ／’ｈ）
を除去して凝縮させるために、２基で４０Ｘ１０′Ｋｇ
／ｈの冷却水を必要とする。

従来は前記排ガス復水器１３の冷却を原子炉補機冷却系
によシ行なっていたため、原子炉補機冷却系は、原子炉
建屋内１の各補機８、排ガス復水器１３、タービン建屋
２内の排ガス復水器以外の放射性補機１５及びその他の
補機１６のすべての冷却を行なえるよう、表１に示す合
計交換熱量２６９Ｘ１０’ｂｌ／ｈ、合計冷却水量３６
８Ｘ１０’日／ｈを満足するように設計され、かつ各々
の補機に冷却水を供給する配管及び熱交換されて温度が
上昇した冷却水を回収する配管を備えていただめ、原子
炉補機冷却系の設備費及び運転費が大きくなる欠点があ
った。

さらに、原子炉補機冷却系熱交換器１８は原子炉補機冷
却海水系ポンプが供給する海水によって冷却され、温度
上昇した海水は放水路２４を通じて海水へ放出されてい
たため、原子力発電所全体の熱効率を劣化させる原因と
なってお９かつ周囲環境に与える影響を大きくする欠点
があった。

又、第２図には制御棒駆動水圧系の構成を示す。

制御棒駆動水圧系は原子炉復水を水源として、原子炉出
力の調節及び原子炉緊急停止時に作動する制御棒２５に
、駆動源である高圧水を供給する目的で設置され、ポン
プサクションフィルタ２７、制御棒駆動水ポンプ２８、
制御棒駆動水フィルタ２９及び配管・弁類よ）成る。こ
の制御棒駆動水圧系においては、比較的温度の低い原子
炉復水を水源としていることから、原子炉−火路納容器
４内の高温・多湿雰囲気内で原子炉−火路納容器内配管
２６の外側で結露する可能性があシ、これを防止するた
めに原子炉復水の温度が低い場合には制御棒駆動水を加
熱してから制御棒２６に供給する必要がある。

従来は前記制御棒駆動水の加熱用として専用の電気式の
制御棒駆動水加熱器３０を設置していたため、設備費及
び加熱器３０の電気代としての運転費が大きくなる欠点
があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、排ガス復水器の凝縮機能を損なわずに
、原子炉補機冷却系の容、量を低減しかつ排ガス復水器
によって与えられた冷却水の熱を有効に回収できる排ガ
ス復水器冷却方法を提供するにある。

〔発明の概要〕

本発明は排ガス復水器の冷却水として原子炉復水の一部
を利用し、前記の目的を達成できるようにしたものであ
る。

〔発明の実施例とその効果〕

以下に本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第３図に、原子炉復水系の途中に復水浄化設備を組み込
んだいわゆるイン２イン復水浄化力式の場合の実施例を
示す。インライン復水浄化方式では、主復水器７から出
た原子炉復水は低圧復水ポンプ３１、復水ろ過装置３２
、復水脱塩装置３３及び高圧復水ポンプ３４を経由して
、原子炉へ戻される。本実施例は、排ガス復水器１３へ
原子炉復水を供給する配管３５とその戻シ配管３６を、
復水脱塩装置３３と高圧復水ポンプ３４の間に接続し、
排ガス復水器１３の冷却を原子炉復水にて行なえるよう
にしたものである。この場合、排ガス復水器１３の出入
口には補修用として弁３７及び弁３９を又排ガス復水器
１３の出口には流量調整用としてオリスイス３８を設置
することが望ましい。

第４図には、原子炉復水系とは別に専用の復水浄化設備
を備えたいわゆるサイドストリーム復水浄化方式の場合
の実施例を示す。サイトス）　ＩＪ　−ム復水浄化方式
では、主復水器７から復水浄化ポンプ４０によって取シ
出された原子炉復水は、復水ろ過装置３２及び復水脱塩
装置３３を通って浄化された後、主復水器７へ戻される
。本実施例は排ガス復水器１３へ、原子炉復水を供給す
る配管３５とその戻り配管３６を、復水脱塩装置３３と
主復水器７０間に接続し、排ガス復水器１３の冷却を原
子炉復水にて行なえるようにしたものである。この場合
も前記インライン復水浄化方式と同様に、排ガス復水器
１３の出入口には補修用として弁３７及び３９を、又排
ガス復水器１３の出口には流量調整用としてオリアイス
３８を設置することが望ましい。

上記の二実流側によれば、原子炉補機冷却系で排ガス復
水器１３を冷却する必要がなく、原子炉補機冷却系は原
子炉建屋１内の各補機８、タービン建屋２内の排ガス復
水器以外の放射性補機１５及びその他の補機１６の冷却
のみ行なえばよい。

したがって原子炉補機冷却系の系統容量は表２に示すよ
うに、従来技術に比較して全交換熱量で１５％程度、全
冷却水量で１１％低減することができる。

又、前記第１図の従来技術において、排ガス復水器１３
への原子炉補機冷却系からの冷却水供給配管２２とその
戻シ配管２３が削除できるとともに、原子炉補機冷却系
からタービン建屋２内の補機に冷却水を供給する配管２
０とその戻シ配管２工の配管内流量が約１／４に減った
事から前記配管２０及び配管２１の配管口径を１／２に
することができ、配管・弁類を縮少することができる。

さらに、原子炉補機冷却系熱交換器１８の交換熱量が低
減されたことにより必要冷却水量も低減されるため、原
子炉補機冷却海水系の系統流量も１１％程度低減するこ
とが可能である。

一方、排ガス復水器１３で奪われた排ガス中の水蒸気分
の潜熱は、従来は原子炉補機冷却系及び原子炉補機冷却
海水系を経由して海水へ放出されていたが、本実施例に
よれば原子炉復水へ有効に回収することができるため、
原子力発電所全体の熱効率を従来の３３．４％から３＆
５％に上昇させることかできる。

第３図及び第４図に示した実施例の問題点としては、原
子炉補機冷却系冷却水供給温度に対して原子炉復水の温
度が、イン２イン復水浄化力式で約３Ｃ％サイドストリ
ーム復水浄化方式で約２０高くなっているために、排ガ
ス復水器１３の伝熱面積がやや大きめになる欠点がある
。この伝熱面積の増加量は、インライン復水浄化方式で
約６％、サイドストリーム復水浄化方式で約４％である
が、原子炉補機冷却系の熱交換器１８、ポンプ１７、配
管・弁類及び原子炉補機冷却海水系のポンプ１９、配管
・弁類の縮少効果（設備費低減効果）の方が大幅に上ま
わると考えられる。

前記実施例では、排ガス復水器１３への原子炉復水供給
配管３５及びその戻シ配管ｉ６の接続位置を、インライ
ン復水浄化方式では復水脱塩装置３３と高圧復水ポンプ
３４の間、サイドストリーム復水浄化方式では復水脱塩
装置３３と主復水器７の間としたが、原子炉復水温度条
件が同一でかつ運転時の圧力が比較的低い他の位置に接
続して（９） もよい。すなわち、インライン復水浄化方式では復水ろ
過装置３２と復水脱塩装置３３の間あるいは低圧復水ポ
ンプ３１と復水ろ過装置３２の間、サイトス）リーＡ復
水浄化方式では復水ろ過装置３２と復水脱塩装置３３の
間あるいは復水浄化ポンプ４０と復水ろ過装置３２の間
のいずれに接続してもよい。復水脱塩装置３３の上流側
に接続する場合、復水脱塩装置３３の入口温度が高すぎ
ると復水脱塩装置３３内にイオン交換用として装填され
ているプリコート樹脂が劣化し、脱塩性能が低下する心
配があるが、排ガス復水器１３の熱交換による原子炉復
水の温度上昇は、インライン復水浄化方式で０．６Ｃ程
度、サイドストリーム復水浄化方式で１．ＩＣ程度であ
り、復水脱塩装置３３の性能低下に致るような温度上昇
ではない。

第５図は本発明の他の実施例であシ、排ガス復水器１３
への原子炉復水供給配管３５を、従来から設置されてい
る制御棒駆動水圧系への原子炉復水供給配管４６と一部
共用したものである。本実□施例によれば復水脱塩装置
３３の下流側配管上の（１０） 溶接線数を低減させることができる。

第６図は排ガス復水器１３を通った原子炉復水の一部を
、制御棒駆動水圧系へ供給する実施例である。本実施例
によれば、前記従来技術における制御棒駆動水加熱器３
０を用いなくとも温度上昇した原子炉復水を利用して制
御棒駆動水を加熱することができ、原子炉−火路納容器
内配管外側の結露を防止することができる。この場合、
制御棒駆動水を原子炉−欠格納容器４内の露点温度以上
に維持するために、制御棒駆動水圧系の配管の途中に温
度計４３及び排ガス復水器１３からの原子炉復水供給配
管４１上に温度制御弁を設置する。

制御棒駆動水の温度が原子炉−欠格納容器４内で露点温
度以下にならないための排ガス復水器１３出口から制御
棒駆動水圧系への原子炉復水供給流量は、通常運転中、
インライン復水浄化方式では全制御棒駆動水流量の７％
程度、サイドストリーム復水浄化方式では全制御棒駆動
水流量の１０％程度である。

第７図は本発明の他の実施例であシ、タービン（１１） 建屋内の排ガス復水器以外の放射性補機１５も原子炉復
水で冷却できるようにしたものである。本実施例によれ
ば原子炉補機冷却系の系統容量を前記実施例からさらに
全交換熱量で約７％（従来技術からは約２１％）、全冷
却水量で約４％（従来技術からは約１５％）それぞれ低
減することができるとともに、前記第１図における原子
炉補機冷却系からタービン建屋２に冷却水を供給する配
管２０及びその戻シ配管２１を削除することができる。

又原子力発電所全体の熱効率を前記実施例からさらに０
．０１％程度増加させることができる。

以上の本発明の実施例による効果をまとめると下記のよ
うになる。

（１）原子炉補機冷却系の系統容量を大幅に低減するこ
とができる。低減量は従来技術と比較して、全交換熱量
で１５〜２１％程度、全冷却水量で１１〜１５％程度で
ある。

（２）原子炉補機冷却系の冷却水供給配管及び戻シ配管
を、口径縮少あるいは一部削除することができる。

（１２） （３）原子炉補機冷却海水系の系統流量を低減すること
ができる。低減量は従来技術と比較して１１〜１５％程
度である。

（４）原子力発電所全体の熱効率を０．１％程度増加さ
せることができる。

（５）制御棒、駆動水圧系の制御棒駆動水加熱器がなく
とも原子炉−次格納容器内配管の結露を防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は排ガス復水器冷却方法に従来技術を用いた原子
力発電所の全体概要図、第２図は従来技術による制御棒
駆動水圧系の系統概要図、第３図〜第７図は本発明の実
施例を示す図、第８図および第９図はそれぞれ従来例と
実施例に関する原子炉補機冷却系の系統容量の内訳けを
示す図である。 １・・・原子炉建屋、２・・・タービン建屋、３・・・
海水熱交換器建屋、４・・・原子炉−火路納容器、５・
・・原子炉、６・・・主タービン、７・・・主復水器、
８・・・原子炉建屋内袖機、９・・・主蒸気管、１０・
・・空気抽出器、１１・・・排ガス予熱器、１２・・・
再結合器、１３・・・排（１３） ガス復水器、１４・・・廃棄物処理設備、１５・・・タ
ービン建屋内放射性補機（排ガス復水器以外）、１６・
・・その他の補機、１７・・・原子炉補機冷却系ポンプ
、１８・・・原子炉補機冷却系熱交換器、１９・・・原
子炉補機冷却海水系ポンプ、２０〜２３・・・原子炉補
機冷却系配管、２４・・・放出路、２５・・・制御棒、
２６・・・制御棒駆動水圧系原子炉−次格納容器内配管
、２７・・・ポンプサクションフィルタ、２８・・・制
御棒駆動水ポンプ、２９・・・制御棒駆動水フィルタ、
３０・・・制御棒駆動水加熱器、３１・・・低圧復水ポ
ンプ、３２・・・復水ろ過装置、３３・・・復水脱塩装
置、３４・・・高圧復水ポンプ、３５・・・排ガス復水
器原子炉復水供給配管、３６・・・排ガス復水器原子炉
復水戻シ配管、３７・・・排ガス復水器入口補修弁、３
８−オリフィス、３９・・・排ガス復水器出口補修弁、
４０・・・復水浄化ポンプ、４１・・・排ガス復水器出
口原子炉復水供給配管、４２・・・温度調節弁、４３・
・・温度検出器、４４・・・タービン建屋内放射性補機
原子炉復水供給配管、４５・・・タービン建屋内放射性
補機原子炉復水戻シ配管、４６・・・制御棒駆動水圧（
１４） 系原子炉復水供給配管。 代理人　弁理士　高橋明夫 （１５）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、沸騰水型原子炉内で発生した排ガス中の水蒸気分を
   凝縮させる排ガス復水器を備え、この排ガス復水器に冷
   却水を供給して排ガスと熱交換を行なう排ガス復水器冷
   却方法において、主復水器内で凝縮された原子炉復水の
   一部を排ガス復水器の冷却水として利用したことを特徴
   とする排ガス復水器冷却方法。 ２　上記原子炉復水を原子炉復水系から供給することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の排ガス復水器冷
   却方法。 ３、　上記原子炉復水を原子炉復水浄化系から供給する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の排ガス復
   水器冷却方法。 ４、　上記原子炉復水を制御棒駆動水圧系の配管から供
   給することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の排
   ガス復水器冷却方法。 ５、前記排ガス復水器を通過し温度上昇した原子炉復水
   の一部を制御棒駆動水圧系に供給することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項、第２項、第３項又は第４項の排
   ガス復水器冷却方法。