(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気発生器（１０）に蒸気管（１１）を介して連結されたタービン（２０）と、
前記タービン（２０）による回転動力で電力を生産するタービン発電機（２５）と、
前記タービン（２０）を回転させて発生した蒸気を回収するように、凝縮水管（３１）を介してタービン（２０）に連結された凝縮水回収タンク（３０）と、
前記凝縮水回収タンク（３０）に補充水管（３２）を介して連設された加圧給水タンク（４０）と、
前記蒸気発生器（１０）と加圧給水タンク（４０）との間に連設された蒸気圧供給管（５０）と、
前記加圧給水タンク（４０）と蒸気発生器（１０）との間に連設された給水管（６０）と、
前記補充水管（３２）の管路に設置された補充水制御バルブ（７０）と、
前記蒸気圧供給管（５０）の管路に設置された圧力供給制御バルブ（８０）と、
前記給水管（６０）の管路に設置された給水制御バルブ（９０）とで構成され、
加圧給水タンク（４０）の上端には前記加圧給水タンク（４０）の蒸気層（４１）に満たされた蒸気圧が凝縮水回収タンク（３０）に全量排出されると、自動に冷却剤を噴射する冷却剤噴射管（１００）が内部に連設されたことを特徴とする蒸気圧を利用した発電所用給水ポンピング装置。
【請求項２】
補充水管（３２）は一側が加圧給水タンク（４０）の上端に連結され、他側は凝縮水回収タンク（３０）の内部に浸されるように配置され、浸られた部位の先端は開放されることを特徴とする請求項１に記載の蒸気圧を利用した発電所用給水ポンピング装置。
【請求項３】
補充水管（３２）は一側が加圧給水タンク（４０）の上端に連結され、他側は凝縮水回収タンク（３０）の内部に浸されるように配置され、浸された部位の先端は密閉され、外周面に複数のノズル孔（３２ａ）が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の蒸気圧を利用した発電所用給水ポンピング装置。
【請求項４】
補充水管（３２）は一側が加圧給水タンク（４０）の上端に連結され、他側は凝縮水回収タンク（３０）の内部に浸されるように配置され、浸された部位の先端に設置された連結部材（３６）には一側先端が密閉された排出吸入兼用ヘッダー（３７）が連結され、前記排出吸入兼用ヘッダー（３７）の外周面には複数のノズル孔（３７ａ）が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の蒸気圧を利用した発電所用給水ポンピング装置。
【請求項５】
補充水管（３２）は一側が加圧給水タンク（４０）の上端に連結され、他側は凝縮水回収タンク（３０）の内部に浸されるように配置され、浸された部位の先端には「Ｔ」型分岐管（３８）が連結され、前記「Ｔ」型分岐管（３８）の両側には排出吸入兼用ヘッダー（３９）が連結され、前記排出吸入兼用ヘッダー（３９）の外周面には複数のノズル孔（３９ａ）が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の蒸気圧を利用した発電所用給水ポンピング装置。
【請求項６】
加圧給水タンク（４０）の外側には冷却チャンバ（１１１）が形成された冷却用ジャケット（１１０）がさらに設置され、前記冷却用ジャケット（１１０）の両側には冷却剤供給管（１１２）がそれぞれ連設されたことを特徴とする請求項１に記載の蒸気圧を利用した発電所用給水ポンピング装置。
【請求項７】
加圧給水タンク（４０）には温度センサー（１２０）または圧力センサー（１２５）がさらに設置されたことを特徴とする請求項１に記載の蒸気圧を利用した発電所用給水ポンピング装置。
【請求項８】
蒸気発生器（１０）は原子力発電や火力発電から出るエネルギー源（１）を利用して水を沸して蒸気を作ることを特徴とする蒸気圧を利用した発電所用給水ポンピング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発電所で用いる蒸気発生器に保存された蒸気圧を利用して、上記蒸気発生器に別途の大容量のポンプ及び復水器を用いなくても、さらに迅速且つ円滑に水を供給する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、原子力発電は原子炉で原子核の分裂から出るエネルギーを利用するが、火力発電は重油と石炭を燃やす時に出るエネルギーを利用するという観点で相互エネルギー源が異なる。
【０００３】
しかし、上記エネルギーを利用して蒸気発生器内で水を沸して蒸気を作って、この蒸気でタービンを回転させて得た動力でタービン発電機を稼動して電力を生産し、上記タービンを回転させて発生した蒸気は復水器を通過させて、海水による冷却凝縮過程を通じて液体状態に変換した後、再び上記蒸気発生器に送られて蒸気を生成する循環過程を繰り返す方式は互いに同一である。
【０００４】
このような原子力発電や火力発電の時、上記蒸気発生器に水を供給するためには、必ず海水（冷却水）をポンピングして上記復水器に供給するための別途の大容量の冷却水ポンプ及び上記復水器によって凝縮された水を上記蒸気発生器に供給するための別途の高圧給水ポンプを設備しなければならない。これによる設備費用がたくさん必要となり、ポンプの起動及び作動に多い電力が用いられて、エネルギーの效率性及び運用性が低下され、メンテナンス費用が多くかかるという問題がある実情である。
【０００５】
また、上記蒸気発生器に水を供給する高圧の給水ポンプが具備されても、高温によるキャビテーション現象で高圧ポンプのポンピングが順調に行われなくて、上記復水器に冷却水を供給して常温の温度に戻した後給水ポンプに供給しなければならない。そこで、復水器を通過しながら海水が暖められるが、この暖められた海水を全量海へ排出することによって、非常に深刻な環境問題を引き起こしている。
【０００６】
即ち、上記復水器を通過しながら、熱交換を通じて熱を吸収し、加温された温排水は原子力発電や火力発電の副産物として、通常の自然水温より７〜１３高い温度を有しているが、これを全量海へ排出することによって、自然生態系を破壊する結果をもたらす実情である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は原子力発電や火力発電の時、必ず各種大容量のポンプ及び復水器を必要とした従来の諸問題点を積極的に解消するために案出されたもので、蒸気圧を利用して加圧給水タンクに一時的に真空圧力を生成して、強い吸入力で凝縮水回収タンク内の水を吸い込みながら、自動に補充するようにし、ただ発電所に設置された蒸気発生器で発生する蒸気圧を利用して、上記蒸気発生器に円滑に給水することができるようにすることを発明の解決課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記のような課題を解決するための手段として、蒸気発生器で発生した蒸気を利用して回転するタービンを設置し、上記タービンによる回転動力で電力を生産するタービン発電機を設置し、上記タービンを回転させて発生した蒸気を回収する凝縮水回収タンクをタービンと連設し、一方、上記凝縮水回収タンクは補充水制御バルブが設置された補充水管を介して加圧給水タンクと連設し、上記蒸気発生器と加圧給水タンクは圧力供給制御バルブが設置された蒸気圧供給管を介して連設し、上記加圧給水タンクと蒸気発生器は給水制御バルブが設置された給水管を介して連設する技術を提供する。
【０００９】
また、本発明は上記加圧給水タンクの内部に冷却剤を噴射する冷却剤噴射管を加圧給水タンクの内部に連設する技術を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、原子力発電や火力発電の時、蒸気発生器に保存された蒸気圧を利用して、上記蒸気発生器に持続的且つ円滑に水を供給することができるという效果を奏する。
【００１１】
また、このような效果を提供する際にも、従来のように、原子力発電や火力発電に必ず必要な各種大容量のポンプ及び復水器を全く使わなくて、これによる設備費用を画期的に節減するとともに、これらを稼動することによる不必要な電力消耗がなくて、エネルギーの效率性及び運用性を向上し、メンテナンス費用を節減するという效果を奏する。
【００１２】
また、原子力や火力発電の副産物として海へそのまま排出される温排水の生成を根本的に解除して、自然生態系を積極的に保存する有用な效果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明が適用された発電所用給水ポンピング装置の全体構成を総合的に示したブロック図である。
【図２】本発明の凝縮水回収タンク及び加圧給水タンクの設置状態の縦断面図である。
【図３】本発明の凝縮水回収タンクの内部に補充水管が連設された状態の平面図である。
【図４】本発明の凝縮水回収タンクの内部に補充水管が連設された状態の平面図である。
【図５】本発明の凝縮水回収タンクの内部に補充水管が連設された状態の平面図である。
【図６】本発明の加圧給水タンクに冷却剤噴射管が設置された状態の拡大断面図である。
【図７】本発明の加圧給水タンクの外側に冷却用ジャケットが二重に設置された状態の縦断面図である。
【図８】本発明の加圧給水タンクに温度センサーまたは圧力センサーが設置された状態の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明が解決しようとする課題の解決手段をより具体的に具現するための好ましい実施例について説明する。
【００１５】
まず、本発明の好ましい実施例による全体的な技術構成を添付された図面に基づいて概略的に説明すれば、蒸気発生器１０に蒸気管１１を介して連結されたタービン２０と；上記タービン２０による回転動力で電力を生産するタービン発電機２５と；上記タービン２０を回転させて発生した蒸気を回収するために凝縮水管３１を介してタービン２０に連結された凝縮水回収タンク３０と；上記凝縮水回収タンク３０に補充水管３２を介して連設された加圧給水タンク４０と；上記蒸気発生器１０と加圧給水タンク４０との間に連設された蒸気圧供給管５０と；上記加圧給水タンク４０と蒸気発生器１０との間に連設された給水管６０と；上記補充水管３２の管路に設置された補充水制御バルブ７０と；上記蒸気圧供給管５０の管路に設置された圧力供給制御バルブ８０と；上記給水管６０の管路に設置された給水制御バルブ９０との有機的な結合構成で構成される。
【００１６】
以下、上記概略的な構成からなる本発明を容易に実施するようにより詳細に説明する。
【００１７】
本発明の蒸気発生器１０は原子力発電所の原子炉で発生するエネルギーや火力発電所で出るエネルギーのような多様なエネルギー源１を利用して、水を沸して蒸気を発生して保存する役割を果たすもので、蒸気管１１を介してタービン２０と一体化に連結されることによって、上記蒸気発生器１０で発生した蒸気を利用してタービン２０を回転させることができ、上記タービン２０に連結されたタービン発電機２５はタービン２０による回転動力で電力を生産することができる。
【００１８】
そして、上記タービン２０は凝縮水管３１を介して凝縮水回収タンク３０の一側に連結されることによって、上記タービン２０を回転させて発生した蒸気を全量凝縮水回収タンク３０に回収してエネルギーの損失を最小化することができる。
【００１９】
上記凝縮水回収タンク３０の他側は補充水管３２を介して加圧給水タンク４０に連結されて、上記凝縮水回収タンク３０の凝縮水を加圧給水タンク４０に補充することができ、上記凝縮水回収タンク３０にはタービン２０を回転する過程で自然に蒸発される蒸気量だけ減る凝縮水の量を補充することができるように、別途の定水位バルブ３４が具備された上水管３５が内部に連設される。
【００２０】
また、上記蒸気発生器１０と加圧給水タンク４０との間には、図１〜図２のように、蒸気圧供給管５０が連設され、上記加圧給水タンク４０と蒸気発生器１０との間には給水管６０が連設されることによって、蒸気発生器１０に保存された高圧蒸気圧の一部を加圧給水タンク４０に供給することができる。
【００２１】
即ち、本発明は上記蒸気発生器１０に保存された蒸気圧の一部を加圧給水タンク４０に供給することによって、蒸気発生器１０の内部圧力と加圧給水タンク４０の内部圧力を相互同等な状態にし、これによって加圧給水タンク４０に満たされた水は蒸気発生器１０により円滑な供給が可能な效果を提供し、特に、このような過程で別途の大容量のポンプを用いなくても良い。
【００２２】
上記補充水管３２の管路には補充水制御バルブ７０が設置され、上記蒸気圧供給管５０の管路には圧力供給制御バルブ８０が設置され、上記給水管６０の管路には給水制御バルブ９０が設置されることによって、それぞれの流路をコントローラーの選択的な操作によって、自動にＯＮ／ＯＦＦに制御することができる使用上の便宜性を提供する。
【００２３】
一方、本発明の補充水管３２は、図２のように、一側が加圧給水タンク４０と通水可能に連結され、他側は凝縮水回収タンク３０の内部の水に浸されるように配置され、 浸された部位の先端は開放される構成で実施されることができる。
【００２４】
また、本発明の補充水管３２は、図３のように、他側が凝縮水回収タンク３０の内部に浸されるように配置され、浸された部位の先端は密閉され、外周面には複数のノズル孔３２ａが等間隔で形成された構成で実施されることもできる。
【００２５】
また、上記補充水管３２は、図４のように、他側が凝縮水回収タンク３０の内部に浸されるように配置され、浸された部位の先端には連結部材３６が設置され、上記連結部材３６には一側先端が密閉された排出吸入兼用ヘッダー３７が連結され、上記排出吸入兼用ヘッダー３７の外周面には複数のノズル孔３７ａが形成される構成で実施されることができる。
【００２６】
同時に、上記補充水管３２は、図５のように、他側が凝縮水回収タンク３０の内部に浸されるように配置され、浸された部位の先端には「Ｔ」型分岐管３８が連結され、上記「Ｔ」型分岐管３８の両側には排出吸入兼用ヘッダー３９が連結され、上記排出吸入兼用ヘッダー３９の外周面には複数のノズル孔３９ａが形成される構成でも実施されることができる。
【００２７】
ここで、上記複数のノズル孔３２ａ、３７ａ、３９ａを形成する理由は、高圧の蒸気圧が凝縮水回収タンク３０へ排出される過程で、水が搖れながら、大きい騷音が発生する現象を防止するように急激な蒸気圧の排出を緩和するためで、上記微細なノズル孔３２ａ、３７ａ、３９ａを通じて蒸気圧が凝縮水回収タンク３０の幅全体にかけて均一に分散して排出されることによって、水の揺れ動きを最大限に減らして、騷音を低減し、外部へ水が溢れることを效果的に防止する。
【００２８】
このような構成からなる本発明は、加圧給水タンク４０に一部の蒸気圧を供給することによって、上記加圧給水タンク４０に満たされた水を蒸気発生器１０に円滑に供給し、これにより上記加圧給水タンク４０の水位が低下されると、直ちに凝縮水回収タンク３０の内部の水を補充するようになる。
【００２９】
このために、上記補充水管３２に設置された補充水制御バルブ７０を一時的に開放すると、加圧給水タンク４０の蒸気層４１に満たされた高圧の蒸気圧は補充水管３２を通じて直接に凝縮水回収タンク３０へ排出されるか、図３のように、補充水管３２に形成されたノズル孔３２ａを通じて排出されるか、図４及び図５のように、別途の排出吸入兼用ヘッダー３７、３９を通じて排出されることができる。
【００３０】
また、上記高圧の蒸気圧が排出されることによって、凝縮水回収タンク３０は温度が上昇することに反して、加圧給水タンク４０の蒸気層４１は温度が下がって、液化現象が発生し、このような液化過程で強い真空圧力を生成する。従って、この真空圧力による強い吸入力によって、凝縮水回収タンク３０の水は補充水管３２を通じて直接に吸入されるか、補充水管３２に形成されたノズル孔３２ａを通じて吸入されるか、別途の排出吸入兼用ヘッダー３７、３９を通じて吸入されながら、上記加圧給水タンク４０に自動的に補充される效果を提供する。
【００３１】
同時に、上記加圧給水タンク４０の水が設定された最高水位に到逹すると、自動に補充水制御バルブ７０が閉じられて補充水の供給を中断する。
【００３２】
一方、本発明は上記加圧給水タンク４０の内部に真空圧力が生成される時間をさらに短縮することによって、より迅速に補充水を供給することができるように、図６のように、上記加圧給水タンク４０の上端には別途の冷却剤噴射管１００が内部に連設され、上記冷却剤噴射管１００の下端に噴射ノズル１０１が具備される。
【００３３】
従って、上記加圧給水タンク４０の蒸気層４１に満たされた蒸気圧が凝縮水回収タンク３０に全量排出されると、上記冷却剤噴射管１００の噴射ノズル１０１は自動に冷却剤を噴射し、これによってより液化を促進して、真空圧力が生成される時間を画期的に短縮する效果を提供する。
【００３４】
また、本発明は上記加圧給水タンク４０の内部に真空圧力が生成される時間をさらに短縮するためのまた他の方案として、図７のように、上記加圧給水タンク４０の外側に冷却チャンバ１１１が設けられた冷却用ジャケット１１０がさらに二重に設置され、上記冷却用ジャケット１１０の両側にはそれぞれ冷却剤供給管１１２が連設され、これによって上記冷却剤供給管１１２を通じて供給される冷却剤が冷却チャンバ１１１を通過する過程で熱交換作用を通じて液化を促進して、真空圧力の生成時間を短縮することもできる。
【００３５】
また、本発明は上記加圧給水タンク４０に、図８のように、温度センサー１２０または圧力センサー１２５がさらに設置されることによって、上記加圧給水タンク４０の蒸気層４１に満たされた蒸気圧が凝縮水回収タンク３０に全量排出される正確な時点の内部温度や、内部圧力を上記温度センサー１２０または圧力センサー１２５が感知する瞬間、直ちに冷却剤を噴射するようにコントローラーに制御信号を伝達し、これによって冷却剤を適時に噴射することができるという效果を奏する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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