(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電設備と一体をなす鉄筋コンクリート造の地下構造体内に、前記発電設備のために行われる熱交換に用いる熱媒体を循環させるための配管が埋設されており、
当該配管内に流体である熱媒体が貯留され、
前記配管は、前記地下構造体と一体をなす外管と、前記外管内に挿通され前記熱媒体が流通する内管と、を有し、
前記外管と前記内管との温度差により生じる前記外管と前記内管との相対変位を吸収し、
前記外管の端部と前記内管の外周部とはシールされていることを特徴とする発電設備の熱交換構造。
【請求項２】
発電設備と一体をなす鉄筋コンクリート造の地下構造体内に、前記発電設備のために行われる熱交換に用いる熱媒体を循環させるための配管が埋設されており、
当該配管内に流体である熱媒体が貯留され、
前記配管は、前記地下構造体と一体に形成され、前記発電設備が設けられた鉄筋コンクリート造の建屋の壁面に設けられており、
前記配管の外周側に外部に露出させて鋼板が設けられていることを特徴とする発電設備の熱交換構造。
【請求項３】
前記配管は、前記地下構造体を構築する際に地面を掘削した掘削空間にコンクリートを打設する前に、前記地下構造体内に埋設される鉄筋と共に敷設されることを特徴とする請求項１又は２に記載の発電設備の熱交換構造。
【請求項４】
前記発電設備は、火力発電所であり、
前記配管内を循環される前記熱媒体は冷媒であり、
前記地下構造体を冷熱源及び熱交換器として用いて前記火力発電所が備える機器を冷却することを特徴とする請求項１〜３のうち何れか１項に記載の発電設備の熱交換構造。
【請求項５】
前記発電設備は、原子力発電所であり、
前記配管内を循環される前記熱媒体は冷媒であり、
前記地下構造体を冷熱源及び熱交換器として用いて前記原子力発電所が備える原子炉設備を冷却することを特徴とする請求項１〜３のうち何れか１項に記載の発電設備の熱交換構造。
【請求項６】
前記熱媒体は、外部より新たな熱媒体を加えつつ循環させることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の発電設備の熱交換構造。
【請求項７】
前記地下構造体は、前記コンクリート内と地中とに跨って設けられたヒートパイプを備えていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の発電設備の熱交換構造。
【請求項８】
前記地下構造体は、前記発電設備の基礎であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の発電設備の熱交換構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電設備の熱交換構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、縦列多段に多数の太陽受熱器を備えたタワー型太陽熱発電装置のような発電設備は、太陽受熱器にて集熱した熱で加熱して水を沸騰蒸気化しその圧力気体を用いて発電機を回転させて発電する。発電機を駆動した圧力気体は熱交換器にて冷却された後、再び加熱されるべく循環される。圧力気体の冷却には、施設土地内に垂直方向にボーリングされた垂直方向の地熱冷却管から吸引された地下水を用いられ、熱交換器にて冷却される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２４０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発電設備である、たとえば火力・原子力発電所は，多量の熱で蒸気を発生させ蒸気タービンを駆動することにより発電するシステムである。このため設備不具合発生時や災害発生時等の緊急停止時には、蒸気タービンへの蒸気供給を止め速やかに高速回転する蒸気タービン等を停止するとともに、ボイラやガスタービン・原子炉などでの熱の発生を急速に停止させる。このとき、停止前に発生した熱や自己崩壊によって発生する熱は、蒸気タービンによる電力への変換による熱の消費が出来ないため，外部の冷媒による冷却が必要となる。【０００５】
しかしながら、上記のタワー型太陽熱発電装置のように、地上に設けられた発電設備に垂直方向にボーリングされた地熱冷却管が設けられていると、例えば地震等により地面と発電設備とに相対変位が生じた場合には、地熱冷却管及び地熱冷却管と発電設備との接合部が損傷し、発電設備を冷却できなくなるおそれがあるという課題がある。【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、極めて甚大な被害をもたらす災害においても損傷し難い発電設備の熱交換構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述の目的を達成するため本発明は、発電設備と一体をなす鉄筋コンクリート造の地下構造体内に、前記発電設備のために行われる熱交換に用いる熱媒体を循環させるための配管が埋設されており、当該配管内に流体である熱媒体が貯留され、前記配管は、前記地下構造体と一体をなす外管と、前記外管内に挿通され前記熱媒体が流通する内管と、を有し、前記外管と前記内管との温度差により生じる前記外管と前記内管との相対変位を吸収し、前記外管の端部と前記内管の外周部とはシールされていることを特徴とする発電設備の熱交換構造である。
本発電設備の熱交換構造によれば、配管内を循環する熱媒体と地下構造体を形成するコンクリートとは温度差が生じるので、配管を鋼製としても配管とコンクリートとは温度差により伸縮量が相違する。このとき、配管が地下構造体と一体をなす外管と、外管内に挿通され熱媒体が流通する内管とを有し、温度差による外管と内管との相対変位を吸収するので、配管及びコンクリートには負荷は生じない。このため、配管及びコンクリートが損傷しにくい発電設備の熱交換構造を実現することが可能である。
また、外管の端部と内管の外周部とがシールされているので、外管と内管との隙間に打設したコンクリートが入り込まないので、外管と内管とを滑らかに相対移動させることが可能である。なおシールは比較的容易に施工可能である。
更に本発明は、発電設備と一体をなす鉄筋コンクリート造の地下構造体内に、前記発電設備のために行われる熱交換に用いる熱媒体を循環させるための配管が埋設されており、当該配管内に流体である熱媒体が貯留され、前記配管は、前記地下構造体と一体に形成され、前記発電設備が設けられた鉄筋コンクリート造の建屋の壁面に設けられており、前記配管の外周側に外部に露出させて鋼板が設けられていることを特徴とする発電設備の熱交換構造である。
本発電設備の熱交換構造によれば、発電設備が設けられた鉄筋コンクリート造の建屋の壁面に設けられた配管の外周側に外部に露出させて鋼板が設けられているので、外部から鋼板を放水等で冷却することにより、配管内を循環する熱媒体を冷却することが可能である。このため、容易に前記地下構造体が備える熱容量を実質的に増やすことが可能である。
【０００９】
前述の発電設備の熱交換構造において、前記配管は、前記地下構造体を構築する際に地面を掘削した掘削空間にコンクリートを打設する前に、前記地下構造体内に埋設される鉄筋と共に敷設されることが望ましい。【００１０】
本発明の発電設備の熱交換構造によれば、地下構造体を構築する際には、掘削した掘削空間内に配管と鉄筋とを敷設してコンクリートを打設するので、配管を埋設するためだけに行う作業を大幅に削減することが可能である。また鋼製の配管を埋設すれば、コンクリート基礎の引張強度を担保する鉄筋の代替とすることが可能である。【００１１】
前述の発電設備の熱交換構造において、前記発電設備は、火力発電所であり、前記配管内を循環される前記熱媒体は冷媒であり、前記地下構造体を冷熱源及び熱交換器として用いて前記火力発電所が備える補機用冷却水を冷却することが望ましい。【００１２】
本発電設備の熱交換構造によれば、火力発電所が有する地下構造体を冷熱源及び熱交換器として用いて補機用冷却水を冷却し緊急停止時に必要となる冷却水を確保することが可能である。【００１３】
前述の発電設備の熱交換構造において、前記発電設備は、原子力発電所であり、前記配管内を循環される前記熱媒体は冷媒であり、前記地下構造体を冷熱源及び熱交換器として用いて前記原子力発電所が備える原子炉設備を冷却することとしてもよい。
本発電設備の熱交換構造によれば、原子力発電所が有する地下構造体を冷熱源及び熱交換器として用いて原子炉等の設備を冷却することが可能である。【００１４】
前述の発電設備の熱交換構造において、前記熱媒体は、外部より新たな熱媒体を加えつつ循環させることを特徴とする。
本発電設備の熱交換構造によれば、外部から新たな熱媒体を追加することにより、前記地下構造体が備える熱容量を実質的に増やすことが可能である。【００１６】
本発電設備の熱交換構造によれば、配管内を循環する熱媒体と地下構造体を形成するコンクリートとは温度差が生じるので、配管を鋼製としても配管とコンクリートとは温度差により伸縮量が相違する。このとき、配管が地下構造体と一体をなす外管と、外管内に挿通され熱媒体が流通する内管とを有し、温度差による外管と内管との相対変位を吸収するので、配管及びコンクリートには負荷は生じない。このため、配管及びコンクリートが損傷しにくい発電設備の熱交換構造を実現することが可能である。【００１８】
前述の発電設備の熱交換構造において、前記地下構造体は、前記コンクリート内と地中とに跨って設けられたヒートパイプを備えていることが望ましい。
本発電設備の熱交換構造によれば、地下構造体には、コンクリート内と地中とに跨ってヒートパイプが設けられているので、ヒートパイプによりコンクリートと地中との間にて熱交換することが可能である。このため、鉄筋コンクリート造の地下構造体が備える熱容量を増やすことが可能である。【００１９】
前述の発電設備の熱交換構造において、前記地下構造体は、前記発電設備の基礎であることが望ましい。
本発電設備の熱交換構造によれば、発電設備、例えば、発電所の基礎は剛性と強度を備えて、より大きく形成されている。このため、より熱容量が大きく、発電設備と一体をなす基礎を用いることにより、施工が容易でかつより大きな熱容量を備えた発電設備の熱交換構造を実現することが可能である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、極めて甚大な被害をもたらす災害においても発電設備が備える熱交換設備が損傷し難い発電設備の熱交換構造を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】基礎上に構築された火力発電設備を示すモデル図である。
【図２】基礎及び建屋に埋設された冷却水配管を示すモデル図である。
【図３】基礎内に埋設されている冷却水配管を示す断面図である。
【図４】基礎内に埋設されている冷却水配管の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について、発電設備の熱交換構造として火力発電所の熱交換構造を例に挙げて説明する。図１は、基礎上に構築された火力発電設備を示すモデル図である。図２は、基礎及び建屋に埋設された冷却水配管を示すモデル図である。図２においては、蒸気機関としてボイラ４のみを示し、その他の部位は省略している。
【００２５】
本実施形態の発電設備としての火力発電所１は、図１に示すように、基礎２上に構築され、ボイラ４が収容されるボイラ建屋３ａおよび蒸気タービン５と蒸気タービン５の付属機器である補機類等が収容される蒸気タービン建屋３ｂを有している。基礎２、ボイラ建屋３ａ、蒸気タービン建屋３ｂは、いずれも鉄筋コンクリート造である。
【００２６】
本実施形態における火力発電所１の熱交換構造は、ボイラ４や蒸気タービン５の付属機器である補機類の冷却水（軸冷水）を冷却するものである。本実施形態においては、冷却対象の補機類として、「蒸気タービン軸受油冷却器」を例に挙げて説明する。
【００２７】
蒸気タービン５を緊急停止したときに、緊急停止操作後も慣性により蒸気タービン５は空転して数時間停止しないため軸受油の供給が必要となる。また蒸気タービン５及び蒸気タービン車室５ａは高温のため蒸気タービン軸受け５ｂのバビットメタルが高温になって変形するため、軸受油は指定の温度に冷却される必要が有る。このため、本実施形態の火力発電所１は、蒸気タービン軸受け５ｂに供給する軸受油を冷却するための蒸気タービン軸受油冷却器２０ａと、蒸気タービン軸受油冷却器２０ａにて循環される軸受油を冷却するための軸冷水冷却器２１ａとを備えており、本実施形態の熱交換構造は、軸冷水冷却器２１ａにて循環される軸冷水を冷却するために設けられている。
【００２８】
本実施形態の火力発電所１は、ボイラ建屋３ａ内に設けられたボイラ４と、蒸気タービン建屋３ｂ内に設けられボイラ４と繋がり蒸気タービン５を備えた蒸気タービン車室５ａと、蒸気タービン車室５ａから突出している蒸気タービン５の軸に設けられた発電機６と、冷却された蒸気をボイラ４に戻すための復水器７と、蒸気タービン５の軸を支持する蒸気タービン軸受け５ｂに軸受油を供給するための軸受油供給部２０とを有している。
【００２９】
また、この火力発電所１には、軸受油供給部２０内にて循環される軸受油を冷却するための軸受油冷却部２１と、軸受油冷却部２１内にて循環される軸冷水を冷却するための軸冷水冷却部２２とを有している。すなわち、本実施形態の熱交換構造は、軸冷水冷却部２２として用いられている。
【００３０】
軸受油供給部２０は、蒸気タービン軸受油タンク２０ｂから蒸気タービン軸受油ポンプ２０ｃにより送り出された軸受油が蒸気タービン軸受け５ｂに供給された後に蒸気タービン軸受油タンク２０ｂに戻るように油供給管２０ｄが設けられており、蒸気タービン軸受油ポンプ２０ｃと蒸気タービン軸受け５ｂとの間に軸受油冷却部２１が備える蒸気タービン軸受油冷却器２０ａが介在されている。
【００３１】
蒸気タービン軸受油冷却器２０ａは、油供給管２０ｄと連通し軸受油が一時的に貯留されるチャンバーをなしている。このチャンバー内には、内部を通過する軸受油冷却部２１の軸冷水供給管２１ｃが螺旋状に屈曲されており、軸冷水ポンプ２１ｂから送り出された軸冷水が螺旋状に屈曲された部位を通過して軸冷水冷却器２１ａに戻るように構成されている。このため、蒸気タービン軸受油ポンプ２０ｃにより送り出された軸受油は、蒸気タービン軸受油冷却器２０ａを通過する際に冷却され、冷却された軸受油が蒸気タービン軸受け５ｂに供給されることにより蒸気タービン軸受け５ｂが冷却される。
【００３２】
軸受油冷却部２１は、軸冷水冷却器２１ａから軸冷水ポンプ２１ｂにより送り出された軸冷水が蒸気タービン軸受油冷却器２０ａ内を通過した後に軸冷水冷却器２１ａに戻るように軸冷水供給管２１ｃが設けられている。軸冷水冷却器２１ａ内には、軸冷水冷却部２２から繋がる冷却水配管８が螺旋状に屈曲されており、冷却水配管８内を流れる冷却水により軸冷水冷却器２１ａ内の軸冷水が冷却される。
【００３３】
軸冷水冷却部２２は、蒸気タービン建屋３ｂ内において基礎２の一部が下方に窪む冷却水ピット２ｂ内に貯留される冷却水が、蒸気タービン建屋３ｂ内に設けられた冷却水ポンプ１２により送り出され軸冷水冷却器２１ａ内を通過した後に冷却水ピット２ｂに戻るように配管が設けられている。
【００３４】
基礎２は、火力発電所１の建屋３が地震等により損傷を受けないように、十分な強度と剛性とを備えて構築されている。このため十分に大きく形成されている。また、基礎２の周面２ａから地中９に向かって複数のヒートパイプ１０が突出させて備えられている。
【００３５】
冷却水配管８は、基礎２の施工時に数メートル掘削された地中に鉄筋(不図示)とともに予め配設されており、基礎２は、鉄筋及び冷却水配管８が設置された後にコンクリートが打設されて形成されている。また、施工時には、地中９に設けられる基礎２の周面２ａをなす位置に、基礎２をなすコンクリート内と地中９とに跨って基礎２から突出させて設けられる複数のヒートパイプ１０も配設される。
【００３６】
冷却水配管８は、図１、２に示すように、巨大な基礎２の中にて、コンクリートとの接触面積を増やすべく、屈曲させて埋設されている。より具体的には、冷却水ピット２ｂと連通し、基礎２内を平面視矩形状をなすような螺旋状に引き回され、緩やかに下降する傾斜を備えて設けられている。
【００３７】
螺旋状に引き回されて基礎２の下端側に至った冷却水配管８は、基礎２内を上方に立ち上げられ、冷却水ポンプ１２を介して軸冷水冷却器２１ａに至るように設けられている。すなわち、本熱交換構造は、冷却水ポンプ１２により閉じた循環経路に水を強制的に循環させる熱交換構造である。そして、蒸気タービン軸受け５ｂを冷却する際には、熱媒体、すなわち冷媒としての純水が、冷却水ポンプ１２により、冷却水ピット２ｂ及び基礎２内に引き回された冷却水配管８内を循環された後、軸冷水冷却器２１ａに注入されるように構成されている。なお図には示していないが，通常時の軸冷水冷却器には別の系統から海水が冷却水として連通されている。
【００３８】
図３は、基礎内に埋設されている冷却水配管を示す断面図である。図４は、基礎内に埋設されている冷却水配管の変形例を示す断面図である。
図３に示すように、基礎２内に埋設されている冷却水配管８は、基礎２に直接埋設されてコンクリートと一体をなす外管８１と、外管８１の内側に挿通されて外管８１に対して相対移動可能に設けられ内部を純水が流通する内管８２とを有し、外管８１の端部と内管８２の外周面とはコーキング材１３にてシールされている。このため、純水が循環して温度が変化する内管８２は、コンクリートに一体化されてコンクリートとほぼ同温度である外管８１に対し、温度の変化に応じて伸縮することが可能である。ここで、冷却水配管８は、図４に示すように、内管８３が伸縮可能な蛇腹状に形成された部位８３ａを備えた構成であっても構わない。
【００３９】
冷却水配管８は、図２に示すように、基礎２と一体に形成された鉄筋コンクリート造のボイラ建屋３ａおよび蒸気タービン建屋３ｂの、外部に露出する壁３ｃ内に屈曲させて設けられており、屈曲された冷却水配管８の外周側に外部に露出させて鋼板１４が設けられている。
【００４０】
本火力発電所１の熱交換構造は、通常は、冷却水ピット２ｂ及び冷却水配管８内に純水が貯留されており、地中９に設けられている基礎２が地熱温度に保たれることにより冷却水配管８内の純水も地熱温度に保たれている。この状態にて、ボイラ４により気化された水蒸気により蒸気タービン５が駆動され、蒸気タービン５と連結されている発電機６により発電される。
【００４１】
蒸気タービン５は、たとえば緊急停止したときに緊急停止操作後も慣性により空転して数時間停止しないため、緊急停止する際には蒸気タービン軸受け５ｂに軸受油を供給する。このとき、軸受油供給部２０及び軸受油冷却部２１とともに軸冷水冷却部２２も稼働する。そして、冷却水ポンプ１２が駆動されて純水が冷却水ピット２ｂ及び冷却水配管８内を通って軸冷水冷却器２１ａに注入されるよう循環されることにより、軸冷水冷却器２１ａにて冷却された軸冷水に軸受油が蒸気タービン軸受油冷却器２０ａにて冷却され、冷却された軸受油が蒸気タービン軸受け５ｂに供給されることにより蒸気タービン軸受け５ｂが冷却される。すなわち、基礎２が構築されている地盤は冷却水配管８内の純水より十分に温度が低いので、地盤により冷却された基礎２との間で冷却水配管８が熱交換することにより、効率的に熱交換が行われる。特に、火力発電所１の基礎２は体積が大きいので熱容量が大きいため、より効率的に熱交換が行われる。
【００４２】
軸冷水冷却器２１ａへ送られた純水は、軸冷水を冷却することにより熱交換された後、冷却水ピット２ｂに貯留され、基礎２に引き回された冷却水配管８内を循環する間に基礎２との間にて熱交換して冷却され、再び軸冷水冷却器２１ａへ送られる。
【００４３】
冷却水配管８からの熱により加熱される基礎２も、また、基礎２の外側の地面が持つ冷熱を利用し冷却される。このとき、基礎２の外周部に設けられたヒートパイプ１０により効率良く冷却され、大きな熱容量が保持される。ここで、地面が持つ保有熱量は、冷却水配管８内を循環されている純水の保有熱量より小さいので冷熱としている。
【００４４】
本火力発電所１の熱交換構造によれば、火力発電所１が有する鉄筋コンクリート造の基礎２内に純水を循環するための冷却水配管８が埋設されているので、基礎２の外側の地面が持つ冷熱を利用して熱交換を行うことが可能である。すなわち、地盤の冷熱による熱エネルギーを鉄筋コンクリート造の基礎２との間にて熱交換することにより、火力発電所１が備える基礎２を、冷熱源を備えた熱交換器として用いて軸冷水を冷却して安全に非常停止し、重要機器の破損を防止することが可能である。
【００４５】
また、冷却水配管８が設けられた基礎２は、火力発電所１の基礎２なので、剛性と強度を備え、大きく形成されている。このため、熱容量が大きく、火力発電所１と一体をなす基礎２を熱交換器として用いることにより、施工が容易で、かつ、大きな熱容量を備えた火力発電所１の熱交換構造を実現することが可能である。
【００４６】
さらに、この熱交換構造は、ボイラ４が設けられている建屋３と、建屋３と一体をなす基礎２との間にて完結しているので、例えば、大地震等が発生したとしても、基礎２と火力発電所１とは一体となって変位し、冷却水配管８は損傷しにくい。このため、火力発電所１が備える熱交換設備が損傷し難い熱交換構造を提供することが可能である。
【００４７】
また、基礎２を構築する際には、地面を大きく掘削した掘削空間内に冷却水配管８と鉄筋とを敷設してコンクリートを打設する作業を繰り返して、掘削した地中９に階層状に積み上げるように形成していくので、冷却水配管８を埋設するためだけの作業は行われない。このため、冷却水配管８を配設する作業工数を大幅に削減することが可能である。すなわち、既に構築された基礎２に冷却水配管８を埋設するような煩雑な作業を必要としないので、より容易に熱交換構造を実現することが可能である。このとき、冷却水配管８として鋼製の配管を埋設すれば、コンクリート基礎の引張強度を担保する鉄筋の代替とすることが可能である。
【００４８】
また、本実施形態は、軸冷水ポンプ１２により純水を強制的に循環させる熱交換構造なので、冷却水ピットを大気開放とせずヘッドパイプを設置することで、循環する純水に圧力をかけることが可能である。このため、純水が大気圧における沸点（１００度）を超えるような高温となる場合であっても、単位体積当たりの熱用量が小さな水蒸気へと変化することなく液体のまま冷媒として使用することが可能である。このため、より熱効率の良い熱交換構造を実現することが可能である。
【００４９】
熱交換構造を構成する冷却水配管８内を循環する純水と基礎２を形成するコンクリートとは温度差が生じるので、冷却水配管８を鋼製としても冷却水配管８とコンクリートとは温度差により伸縮量が相違する。このとき、冷却水配管８が基礎２と一体をなす外管８１と、外管８１内に挿通され純水が流通する内管８２とを有し、温度差による外管８１と内管８２との相対変位を吸収する構成としたので、冷却水配管８及びコンクリートには負荷が作用し難い。このため、冷却水配管８及びコンクリートが損傷しにくい火力発電所１の熱交換構造を実現することが可能である。
【００５０】
また、外管８１の端部と内管８２の外周部とをコーキング材１３によりシールされる構成としたので、外管８１と内管８２との隙間に打設したコンクリートが入り込まない。このため、施工が容易であり、外管８１と内管８２とを滑らかに相対移動させることが可能である。
【００５１】
本実施形態の火力発電所１の熱交換構造は、基礎２が、コンクリート内と地中９とに跨って設けられたヒートパイプ１０を備えているので、ヒートパイプ１０によりコンクリートと地中９との間にて熱交換することが可能である。このため、鉄筋コンクリート造の基礎２により大きな備える熱容量を備えることが可能である。
【００５２】
また、冷却水配管８は、基礎２と一体に形成され、蒸気タービン５やボイラ４が収容された鉄筋コンクリート造の建屋３の壁３ｃに、屈曲させて設けられており、屈曲された冷却水配管８の外周側に外部に露出させて鋼板１４が設けられている。このため、外部から鋼板１４を冷却することにより、冷却水配管８内を循環する純水を冷却することが可能である。このため、容易に純水の熱容量を増やすことが可能である。
【００５３】
上記実施形態においては、ポンプ１２により純水を強制的に循環させる熱交換構造として説明したが、外部より新たな熱媒体、たとえば、工業用水や消火用水や海水などを外部から冷却水ピット２ｂに直接加えつつ循環させる熱交換構造であっても構わない。この場合には、外部から新たな熱媒体を追加することにより、基礎２が備える熱容量を増やすことが可能である。このため、非常時など早急に冷却したい場合や、長期間連続して冷却したい場合などにより効果的に冷却することが可能である。
【００５４】
上記実施形態においては、発電設備を火力発電所１として軸冷水を冷却するための熱交換構造について説明したが、例えば、原子力発電所の基礎に配管が埋設されて、配管内を循環される純水にて原子炉や圧力容器や格納容器等を冷却する熱交換構造であっても構わない。例えばスクラム後に冷却する場合が考えられるが、基礎と冷却水配管内冷却水の温度が１５℃から９０℃迄上昇するまでに、６．４ＴＪの熱容量を原子炉等から奪うことが期待できる。
【００５５】
試算結果は、次の通りである。
原子力発電所における冷却能力試算（１３８０ＭＷクラス）
コンクリートの比熱：１．８９ＭＪ／ｍ3℃（参考:土石＝１．０５ＭＪ／ｍ3℃）
基礎コンクリート寸法：７９ｍ×８８ｍ×６．５ｍ
基礎内に敷設する配管径：６５Ａとする
配管長及び本数：８８ｍ×３９本＋７９ｍ＊４３本（２ｍ間隔で敷設）
配管内水量：２２．６ｍ3
１５℃から９０℃まで温度上昇した際の基礎コンクリートと配管内水量の熱容量：＝（４５１８８−２２．６）ｍ3＊(９０℃−１５℃)＊１．８９ＭＪ／ｍ3℃＋２２．６ｍ3＊(９０℃−１５℃)＊４．１９ＭＪ／ｍ3℃＝６．４ＴＪ
【００５６】
また、上記実施形態においては、蒸気タービン５を緊急停止したときに、蒸気タービン軸受け５ｂを冷却すべく軸受油及び軸冷水を冷却する例について説明したが、これに限らず、例えば、非常時などに発電所の制御用空気圧縮機の軸受けや出口空気や原子炉等の重要機器を冷却しても構わない。また、風力発電及び水力発電等も含む発電設備の制御用電子機器室等の冷房設備等の熱交換器として常時使用しても構わない。
【００５７】
また、上記実施形態においては、熱媒体を純水としたが、これに限らず。流動性を考慮したうえで油等の熱容量が高く、温度域として適切なものを選択して使用すればよい。
【００５８】
上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００５９】
１  火力発電所、２  基礎、２ａ  基礎の周面、２ｂ  冷却水ピット、
３  建屋、３ａ  ボイラ建屋、３ｂ  蒸気タービン建屋、３ｃ  建屋の壁、
４  ボイラ、５  蒸気タービン、５ａ  蒸気タービン車室、６  発電機、７  復水器、
８  冷却水配管、９  地中、１０  ヒートパイプ、１２  冷却水ポンプ、
１３  コーキング材、１４  鋼板、２０  軸受油供給部、
２０ａ  蒸気タービン軸受油冷却器、２０ｂ  蒸気タービン軸受油タンク、
２０ｃ  蒸気タービン軸受油ポンプ、２０ｄ  油供給管、２１  軸受油冷却部、
２１ａ  軸冷水冷却器、２１ｂ  軸冷水ポンプ、
２１ｃ  軸冷水供給管、２２  軸冷水冷却部、８１  外管、８２  内管、
８３  内管、８３ａ  伸縮可能な部位、
【要約】
発電設備と一体をなす鉄筋コンクリート造の地下構造体内に、前記発電設備のために行われる熱交換に用いる熱媒体を循環させるための配管が埋設されており、当該配管内に流体である熱媒体が貯留されている発電設備の熱交換構造である。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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