(57)【要約】      （修正有）【課題】安全安心なエネルギーを提供する。【解決手段】原子力発電所の核燃料棒・核分裂反応制御棒及び放射性成分を一掃撤去し、全設備を活用利用して太陽光発電に転換する。核燃料棒の代わりに、耐熱加熱棒を炉の下部水域から中央上部に通し、炉の上端部で耐熱加熱棒の周りを耐熱部材で強固に密封し、炉から上に出た耐熱加熱棒の先端部の周りを耐熱内壁ミラーボックスで囲み、その最上部先端を円錐形にして露出配備する。この耐熱加熱棒の最上部先端に、太陽光熱を集光した焦点を直接焦射して炉内の水を熱し水蒸気を発生させて蒸気タービンを回し発電機を回転させて発電する。朝日から夕日まで太陽の方向に追跡移動ができる仕組みを構築する。四季を通じて日照のあるかぎり安全安心で完璧な再生可能なエネルギー活用の模範的な発電所に転換できる。方位方向位置関係は日本の緯度を基準とする。北回帰線、赤道、南回帰線の各々地域で同様対応できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
問題になって進退窮まった既存の原子力発電所の原子炉内にある核燃料棒・核分裂反応制御棒を撤去、放射性成分一掃除去して全設備を有効に加工して太陽光発電所に転換する。炉の上部を加工して、炉中央に下部水域から炉上に達する耐熱加熱棒を配備設置、炉の最上端部で耐熱加熱棒と炉の間を強固な耐熱財で密封、耐熱加熱棒の炉より上に出た部分の周りを耐熱内壁ミラーボックスで囲み、最上部先端を円錐形で露出し、この部分に太陽光熱を集光した焦点を焦射して炉内に通じている耐熱加熱棒を熱し炉内の水を水蒸気に変えて、蒸気タービンを回し発電機を回転させて発電する。太陽光集光レンズ機器一式は、炉の中央上部空間にろを中心に東西に跨る南側北側の二本の、半径を太陽光熱集光レンズからその焦点までの距離で、耐熱加熱棒の上部先端を中心とする同心半円状のガイドレールに南北に跨ぐように取り付ける。太陽光熱集光レンズ機器一式は半径を集光レンズとその焦点までの距離と同じくする二本の弧状のガイドレールを両サイドに配備しそのレールを可動できるように太陽光集光レンズ及び微調整部材が取り付けてある。太陽光熱集光レンズ機器一式は、東西方向に跨る二本の同心半円状のガイドレールを移動することで、朝日から夕日まで東西方向に太陽の方向を追跡移動でき、季節に応じて南北方向に跨る二本の弧状のガイドレールを移動することで、南北方向に太陽の方向を追跡移動でき年中、日照のある限り太陽光熱の集光焦点を、炉の中央の耐熱加熱棒の最上部先端に焦射し続けることができる構造である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【００１】本発明は、既設の原子力発電所を炉内の核燃料棒と核分裂反応制御棒および放射能性成分を完全に撤去消去した原子炉施設を活用利用して、太陽光熱を集光して炉内の最下部水域に通した耐熱加熱棒を熱して水蒸気を発生させて、蒸気タービンを回転させその回転力で発電機を回して発電する太陽光発電所に転換する。
【背景技術】
【００２】原子力発電所の事故、老朽化、地域環境諸条件により世界中でその可否賛否両論の渦中、特に国土の狭い平野の少ない、その上自然災害の多い我が国では、問題山積が実情、エネルギー問題と原子力は火急の最大課題である。【００３】原子炉内で核燃料棒の核分裂反応の熱エネルギーで水蒸気を発生させ蒸気タービンを回転させ、その回転力を発電機に伝達し発電するこのメカニズムを、核燃料棒の代わりに太陽光熱を集光して耐熱加熱棒に焦射して、炉内の水を熱して水蒸気を発生させる方法で原子力発電所の施設を原子炉ごとそのまま活用利用して発電できる仕組みである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００４】エネルギー問題は人類にとって究極のテーマと言える必須課題である。現在の核燃料棒の核分裂反応による熱エネルギーを利用して発電するシステムは放射能という人類が未だ解決できていない、最も有害な物質と隣り合わせであるために、事故、災害のたびに、その脅威にさらされ、不可欠のエネルギーとあってはならない災害のはざ間で、大変な問題になりつつあるのが実情である。【００５】核燃料を使用するかぎり、その脅威は膨張するばかりで決して減少することはない。
核燃料のリサイクルも研究されているが未解決で、使用後にも放射能の脅威が残存するという最大の課題も上積みされるという過酷な重大な問題を解決する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００６】原子力発電所は、原子炉内で核燃料棒の核分裂反応で発生する高熱エネルギーで水を水蒸気に変え、蒸気タービンを回転させその回転力で発電機を回し発電。蒸気タービンを通った水蒸気を冷やし水にして原子炉に戻す。この循環系統の設備をそのまま利用活用する。【００７】原子炉内の核燃料棒、核分裂反応制御棒を撤去し施設の放射能性成分を完全浄化し、代わりに炉内から炉上外部に達する耐熱加熱棒を炉の中央に配備し、炉から上に出た中央先端部の周囲を耐熱内壁ミラーボックスで囲み耐熱加熱棒と炉の間を強固に耐熱材で密封設置する。【００８】図７で示すように、炉を中心に北側と南側に上空部東西方向に跨る半円形の二本の平行なガイドレールを設け太陽光熱集光レンズを備えた部材一式が、炉に配備した耐熱加熱棒の最上部先端に焦点を合わしながら朝日から夕日まで東から西へ移動できるように設置する。【００９】図８で示すように、炉を中心に東西に跨る南北二本の平行なガイドレールに取り付ける太陽光熱集光レンズを備えた部材一式は炉の上の耐熱加熱棒の最上部先端を中心とする半円状の二本のガイドレールを有し、太陽光熱集光レンズが南北に移動できる仕組みになっている。上下、角度の微調整もできる。季節に応じて太陽方向にレンズを南北方向に追跡移動しその焦点を耐熱加熱棒の最上端に焦射できる仕組みである。【０１０】図１で示すように、どの位置からも太陽光熱集光レンズの焦点が炉の中心に配備した耐熱加熱棒の最上端を焦射し、炉内の水を熱し蒸気を発生させる構造である。【０１１】耐熱加熱棒は高温加熱耐熱財で上部先端は円錐形、その周りは耐熱内壁ミラーボックスで囲い、炉の最下部水域まで達する形状で、炉の上の耐熱内壁ミラーボックスとの接続部を強固な耐熱部材で密閉する。日照のない時間帯は炉及びその周辺の保温装置で次の日照に備える。【０１２】図５で示すように、炉を中心に東西に跨る半円状で二本の平行な南北方向のガイドレールを通じて夏秋春冬と季節ごとに南北移動して、毎日、朝東から昼中央そして夕方西に朝日から夕日まで太陽を追跡して、太陽光熱集光レンズの焦点を炉の中央を通して繋がっている耐熱加熱棒上端部に焦射して熱する構造になっている。
【発明の効果】
【０１３】上述したように、本発明の発電システムは既設の原子力発電所の施設をそのまま活用利用して、再生可能な太陽光熱集光発電に転換する画期的な方法である。【０１４】原子炉内の核燃料棒、核分裂反応制御棒及び放射能性成分の完全撤去浄化の上、その全施設を有効に利用して四季を通じて日照のあるかぎり、朝から夕へ太陽光熱だけを活用して発電するという、防災・エネルギー確保・環境保全・安心安全安価のこの上ないリサイクルの模範でもある。
【図面の簡単な説明】
【０１５】
【図１】既設原子力発電所の核燃料棒、核分裂反応制御棒を撤去して太陽光熱発電所に加工した発電所と太陽光熱集光レンズの関係実施例図
【図２】太陽光熱を耐熱加熱棒の上部先端に集光焦射するレンズの実施例図
【図３】春秋時期の午後の太陽光熱集光レンズ、炉の位置関係実施例図
【図４】太陽光熱集光レンズが朝夕の時間帯、夏・秋春・冬の季節の変動に対応して、東西、南北にそれぞれ二本の半円状で平行なガイドレールを移動して、その焦点を耐熱加熱棒に焦射できる仕組みの実施例図
【図５】炉心の耐熱加熱棒、太陽光熱集光レンズが季節の変動に応じて移動するための、炉を中心に南側と北側に位置する南北方向の二本のガイドレールは集光レンズからその焦点までの距離を半径とする同心半円状で平行なガイドレールとその微調整一式部材、太陽光熱集光レンズ一式部材が、朝日から時間帯に応じて移動するための、東西方向の二本の半円状で平行なガイドレール、それぞれのガイドレールの補強支柱の位置関係実施例平面図
【図６】炉心に通じる耐熱加熱棒の最上端部及び耐熱内壁ミラーボックス周辺部財の側面断面と朝から夕への時間帯、太陽光熱集光レンズが移動するための炉を中心に北側南側に設けた東西方向に跨る二本の太陽光集光レンズからその焦点までの距離を半径とする同心半円状で平行なガイドレールの実施例側面図
【図７】原子力発電所再利用の太陽光熱集光発電転換システム実施例上部北側面概略図
【図８】原子力発電所再利用の太陽光熱集光発電転換システム実施例西側面概略図
【発明を実施するための形態】
【０１６】以下、本発明の実施の形態を図１〜図８に基づいて説明する。
【０１７】符号２の太陽光熱集光レンズを取り付けた集光レンズ機器Ｄが、朝昼夕季節を通じて常に炉の中央にある耐熱加熱棒１の最上部先端に、太陽光熱の焦点を焦射しながら南北東西四方に、太陽方向に向けて、炉中央の耐熱加熱棒から等距離を追跡移動できるように、それぞれ二本の集光レンズとその焦点までの距離を半径とする同心半円状で平行なガイドレールを配備する。
【０１８】符号１０の炉の南側の半円状のガイドレールは、炉の南側東西方向、真冬の太陽方向に集光レンズが充分移動できる位置で、炉の中央に設置した耐熱加熱棒の最上部先端から太陽光熱集光レンズからその焦点距離を半径とする軌道上に合致するように設置する。符号１１の半円状のガイドレールは、炉の北側東西方向、真夏の太陽方向に集光レンズが充分移動できる位置で、炉の中央に設置した耐熱加熱棒の最上部先端から太陽光熱集光レンズからその焦点距離を半径とする軌道上に合致するように設置する。
【０１９】符号１２の両サイドに設けた二本の平行なガイドレールを有する太陽光熱集光レンズが可動できるように取り付けた部材一式は、集光レンズからその焦点までの距離を半径とした二本の平行な同心弧状形で炉の中央の耐熱加熱棒の最上部先端に常時何処の位置からでも太陽光熱集光レンズの焦点が当たるように取り付け設置する。この符号１２の太陽光熱集光レンズが可動できるように取り付けた部材の両サイドレールの両端を東西に跨る二本の符号１０、符号１１の半円状のガイドレールに可動できるように取り付けることにより、図７、図８で示すように、四季を通じて日照時間帯、太陽光熱集光レンズがその焦点を炉の中央の耐熱加熱棒の最上部先端に当て、焦射し熱することができる。
【０２０】符号１耐熱加熱棒は、最上部円錐形の先端を太陽光熱集光レンズで集光した焦点で熱しその熱を炉内の水に伝導するためのもので、原子力発電所の原子炉内で使用していた核燃料棒、核分裂反応制御棒及び周辺機材、放射能性成分完全撤去浄化の後、一部加工して、炉の中央縦方向に設置する。下部水域に浸かる部分は表面積を増加、熱効率向上の形状に、炉の最上端部で周囲を完全に密封する。炉から上の部分は最上部先端を円錐形に、周りを強固な耐熱ミラー壁で囲い先端部の太陽光熱集光レンズの焦射部分だけが開いていて周囲のミラー壁は下広がりで、光熱が外部に逃げない構造である。周辺及び炉内温度を日照時間外には保温できるように保温設備を設けることで、次に備える。
【０２１】符号３炉の通水蒸気管、蒸気タービン、冷却水循環、給排水管及び周辺部材施設は放射能性成分一掃した上で、充分な加工修正して能力に応じた設備にする。
【０２２】太陽光熱集光レンズ２、耐熱加熱棒１、は現該当原子力発電所の原子炉、日照条件に合致した規模で炉内水域、形状に応じて耐熱加熱棒の形状規模を設定し、熱効率水蒸気発生率の高いものを選定する。
【０２３】日照太陽光熱が唯一のエネルギー源であるので、対象の原子力発電所の設備位置・環境・場所において、環境整備の必要が生じるので、従前の原子力との比ではないが、適材適所調整する。
【符号の説明】
【０２４】１    太陽光熱集光レンズの焦点を最上部先端に受け、炉の中央を下部水域に達する耐熱      加熱棒
２    太陽光熱集光レンズ
３    既設の原子力発電所の原子炉の核燃料棒・核分裂反応制御棒を撤去して、上部部材      と連結できるように加工した炉
４    既設の原子炉外殻格納容器及び周辺設備
５    既設の蒸気タービン
６    既設の発電機
７    水域
８    水蒸気通気管
９    耐熱内壁ミラーボックス
１０  炉心の南側に東西に跨る半円状の集光機器の移動用ガイドレールで１１に平行
１１  炉心の北側に東西に跨る半円状の集光機器の移動用ガイドレールで１０に平行
１２  太陽光熱集光機器の両サイドに配備した、炉心の耐熱加熱棒の最上部先端を中心と      する弧状の二本の移動用ガイドレールで各々両端を東西に跨るガイドレールに可動      できるようにとりつける
１３  北側ガイドレール１１の補強支柱
１４  南側ガイドレール１０の補強支柱
１５  太陽光熱集光レンズ機器取り付け部材
１６  太陽光熱集光レンズ微調整部材
Ａ    夏時期の太陽光
Ｂ    冬時期の太陽光
Ｃ    日照
Ｄ    季節ごとに南北に移動して日々東から西へ太陽方向に移動できる太陽光熱集光機器      を取り付けた部材
Ｆ    季節に応じて太陽光熱集光レンズがその焦点を、耐熱加熱棒の最上部先端に当てな      がら弧を描いて移動する軌道
Ｇ    朝日から夕日まで太陽の方向に、太陽光熱レンズがその焦点を炉中央の耐熱加熱棒      の最上部先端に焦射しながら東から西へ弧を描いて追跡移動する軌道
Ｈ    既存原子力発電所の建屋設備
Ｎ    北方角
Ｓ    南方角
Ｅ    東方角
Ｗ    西方角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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