(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
常設圧縮機から駆動源となる圧縮気体が供給されるアクチュエータに対して、切替弁を介して、前記常設圧縮機と並列に接続される圧縮気体供給システムであって、
第１圧縮気体を貯留するための気体タンクと、
前記第１圧縮気体を生成して前記気体タンクに供給するとともに、前記気体タンク内の前記第１圧縮気体の圧力を第１圧力Ｐ１以上第２圧力Ｐ２以下の圧力範囲に制御するように構成された圧縮機と、
前記気体タンクからの前記第１圧縮気体を前記第１圧力Ｐ１以下の第３圧力Ｐ３に減圧するための減圧装置と、
前記減圧装置の下流側に設けられ、前記第３圧力Ｐ３の前記第１圧縮気体を前記第１圧力Ｐ１よりも大きい目標圧力Ｐ＊に増圧するための増圧弁と、
第２圧縮気体を供給するための圧縮気体ボンベと、
を備え、
前記常設圧縮機の停止時に前記切替弁を切り替えることにより、前記増圧弁又は前記圧縮気体ボンベから前記アクチュエータに前記第１圧縮気体又は前記第２圧縮気体を前記圧縮気体として供給可能に構成されることを特徴とする圧縮気体供給システム。
【請求項２】
前記常設圧縮機の停止時に、前記圧縮気体ボンベから前記アクチュエータに前記第２圧縮気体を前記圧縮気体として供給し、その後、前記増圧弁から前記アクチュエータに前記第１圧縮気体を前記圧縮気体として供給するように前記切替弁が切り替えられるように構成されることを特徴とする請求項１に記載の圧縮気体供給システム。
【請求項３】
前記圧縮気体供給システムは、前記常設圧縮機の停止時において、前記常設圧縮機に代替して前記目標圧力Ｐ＊の前記第１圧縮気体を生成するように構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の圧縮気体供給システム。
【請求項４】
前記アクチュエータは、原子力プラントにおける圧力逃し弁の弁体を動かして前記圧力逃し弁を開閉制御するように構成されたことを特徴とする請求項３に記載の圧縮気体供給システム。
【請求項５】
前記圧力逃し弁は、前記原子力プラントの加圧器内の１次冷却材を減圧するための加圧器逃し弁であることを特徴とする請求項４に記載の圧縮気体供給システム。
【請求項６】
前記減圧装置は、前記気体タンクからの前記第１圧縮気体の圧力を前記第３圧力Ｐ３に規制するレギュレータを含むことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の圧縮気体供給システム。
【請求項７】
１次冷却材を加熱するための原子炉容器と、
前記１次冷却材を加圧するための加圧器と、
前記加圧器内の前記１次冷却材を減圧するための加圧器逃し弁と、
前記加圧器逃し弁の弁体を動かして前記加圧器逃し弁を開閉制御するための前記アクチュエータと、
前記アクチュエータに対して圧縮気体を供給するように構成された請求項１乃至６の何れか一項に記載の圧縮気体供給システムと、
を備えることを特徴とする原子力プラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、圧縮気体を生成するための圧縮気体供給システム及びこれを備えた原子力プラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、各種プラントには様々な弁が設置されており、これら弁を開閉することで気体又は液体の流れを制御するようになっている。例えば、原子力プラントの加圧器には１次冷却系統を減圧するための加圧器逃し弁が設けられている。
【０００３】
上述した弁の中には、圧縮気体を駆動源として開閉制御される圧縮気体作動弁が存在する。圧縮気体作動弁の駆動源としての圧縮気体は、通常、常設圧縮機において生成される。ところが、電源喪失時には、常設圧縮機が停止して圧縮気体が得られなくなってしまうことがあり、このような事態に備えて圧縮気体の代替供給システムが必要とされる。
【０００４】
特許文献１には、圧縮気体作動弁への気体の流れの開閉を行うための電磁弁の排気ラインに切替え弁を設置し、電源喪失時には前記切替え弁を操作して、電磁弁に対して気体供給源からの気体を供給するようにした気体供給装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５３７３２１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、電源喪失時を想定した代替の圧縮気体供給システムは、通常時には使用されないため、安価な装置構成であることが望ましい。また、圧縮気体供給システムに万が一異常が発生した場合における早急なメンテナンスを可能とする観点から、入手性（市場流通性）に優れた汎用装置の組み合わせにより圧縮気体供給システムを構成することが望ましい。
これらの要求を満たす圧縮気体供給システムとして、気体タンク内の圧縮気体の圧力を規定範囲内に制御するように構成された汎用の圧縮機を備えたものが考えられる。
【０００７】
しかしながら、この種の圧縮気体供給システムでは、汎用の圧縮機の特性上、当該圧縮機の気体タンクから供給される圧縮気体の圧力変動が原因で圧縮気体を安定的に供給することが難しい場合がある。
【０００８】
この点、特許文献１には、上述した構成の圧縮気体供給システムにおいて、圧縮気体の安定的供給を可能にするための工夫は何ら開示されていない。
【０００９】
本発明の少なくとも幾つかの実施形態の目的は、汎用の圧縮機を用いても圧縮気体の安定供給が可能な圧縮気体供給システム及びこれを備えた原子力プラントを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る圧縮気体供給システムは、
常設圧縮機から駆動源となる圧縮気体が供給されるアクチュエータに対して、切替弁を介して、前記常設圧縮機と並列に接続される圧縮気体供給システムであって、
第１圧縮気体を貯留するための気体タンクと、
前記第１圧縮気体を生成して前記気体タンクに供給するとともに、前記気体タンク内の前記第１圧縮気体の圧力を第１圧力Ｐ１以上第２圧力Ｐ２以下の圧力範囲に制御するように構成された圧縮機と、
前記気体タンクからの前記第１圧縮気体を前記第１圧力Ｐ１以下の第３圧力Ｐ３に減圧するための減圧装置と、
前記減圧装置の下流側に設けられ、前記第３圧力Ｐ３の前記第１圧縮気体を前記第１圧力Ｐ１よりも大きい目標圧力Ｐ＊に増圧するための増圧弁と、
第２圧縮気体を供給するための圧縮気体ボンベと、
を備え、
前記常設圧縮機の停止時に前記切替弁を切り替えることにより、前記増圧弁又は前記圧縮気体ボンベから前記アクチュエータに前記第１圧縮気体又は前記第２圧縮気体を前記圧縮気体として供給可能に構成される。
なお、本明細書において「圧縮気体」とは、圧縮機において一旦圧縮された気体のことを言い、圧縮機に供給される気体よりも一時的に圧力が低くなった気体（例えば減圧装置にて減圧された気体）も含む。
【００１１】
上記（１）の構成では、気体タンク内の圧縮気体の圧力を規定範囲（Ｐ１以上Ｐ２以下）内に制御するように構成された汎用の圧縮機を採用しているため、安価かつ入手性（市場流通性）に優れた圧縮気体供給システムを実現できる。
また、汎用の圧縮機の特性上、当該圧縮機の気体タンクから供給される圧縮気体の圧力はＰ１〜Ｐ２の範囲で変動するが、上記（１）の構成では、この圧縮気体の圧力変動を圧縮機下流側の減圧装置および増圧装置にて抑制している。すなわち、減圧装置にて、第１圧力Ｐ１以下の第３圧力Ｐ３（Ｐ３≦Ｐ１）まで圧縮気体を減圧した後、増圧装置にて、第１圧力Ｐ１よりも大きい目標圧力Ｐ＊に増圧する。これにより、汎用圧縮機の気体タンクからの圧縮気体の圧力変動を減圧装置において低減する（又は無くす）とともに、増圧装置において、汎用圧縮機の圧力制御範囲の下限値（第１圧力Ｐ１）よりも大きい目標圧力Ｐ＊の圧縮気体を生成することができる。こうして、汎用圧縮機を用いても圧縮気体を安定して供給することができる。
【００１２】
なお、幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記圧縮機は、前記気体タンク内における圧力が第１圧力Ｐ１未満になったときに圧縮運転を行い、前記気体タンク内における圧力が第２圧力Ｐ２を超えたときに圧縮運転を停止するように構成される。これにより、気体タンク内の圧力は、第１圧力Ｐ１以上第２圧力Ｐ２以下の圧力範囲に維持される。
【００１３】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記圧縮気体供給システムは、圧縮気体を生成するための常設圧縮機の停止時において、前記常設圧縮機に代替して前記目標圧力Ｐ＊の前記圧縮気体を生成するように構成される。
【００１４】
上記（２）の構成によれば、常設圧縮機の異常時（例えば電源喪失時）において常設圧縮機の代替として、上記（１）の圧縮気体供給システムを活用することができる。
常設圧縮機の代替としての圧縮気体供給システムは、通常時には使用されないため、安価な装置構成であることが望ましい。また、圧縮気体供給システムに万が一異常が発生した場合における早急なメンテナンスを可能とする観点から、入手性（市場流通性）に優れた汎用装置の組み合わせにより圧縮気体供給システムを構成することが望ましい。
この点、上記（１）の圧縮気体供給システムは、気体タンク内の圧縮気体の圧力を規定範囲内に制御するように構成された汎用圧縮機を備えており、安価かつ入手性（市場流通性）に優れている。
【００１５】
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、
前記圧縮気体供給システムは、圧縮気体を駆動源とするアクチュエータに対して、前記増圧装置からの前記目標圧力Ｐ＊の前記圧縮気体を供給するように構成される。
【００１６】
上記（３）の構成によれば、アクチュエータに対して安定した圧力（目標圧力Ｐ＊）の圧縮気体を供給することができ、アクチュエータを適切に動作させることができる。
【００１７】
（４）幾つかの実施形態では、上記（３）の構成において、
前記アクチュエータは、原子力プラントにおける圧力逃し弁の弁体を動かして前記圧力逃し弁を開閉制御するように構成される。
【００１８】
上記（４）の構成によれば、圧力逃し弁のアクチュエータに対して安定した圧力（目標圧力Ｐ＊）の圧縮気体を供給することができ、圧力逃し弁を適切に開閉動作させて、原子力プラントの各部の圧力上昇を抑制することができる。
なお、原子力プラントの圧力逃し弁は、通常、常設圧縮機において生成された圧縮気体を用いて開閉動作するように構成されている。そこで、上記（３）で述べた圧縮気体供給システムを常設圧縮機の代替として設けることで、例えば電源喪失時のように常設圧縮機の停止を余儀なくされた場合であっても、圧縮気体供給システムから供給される圧縮気体により圧力逃し弁を適切に動作させて、原子力プラントの各部の圧力上昇を抑制することができる。
【００１９】
（５）一実施形態では、上記（４）の構成において、
前記圧力逃し弁は、前記原子力プラントの加圧器内の１次冷却材を減圧するための加圧器逃し弁である。
【００２０】
上記（５）の構成によれば、加圧器逃し弁のアクチュエータに対して安定した圧力（目標圧力Ｐ＊）の圧縮気体を供給することができ、加圧器逃し弁を適切に開閉動作させて、原子力プラントの１次冷却系統の圧力上昇を抑制することができる。
【００２１】
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（５）の何れかの構成において、
前記減圧装置は、前記気体タンクからの前記圧縮気体の圧力を前記第３圧力Ｐ３に規制するレギュレータを含む。
【００２２】
上記（６）の構成によれば、レギュレータを含む簡素な構成にて、気体タンクからの圧縮気体の圧力を第３圧力Ｐ３まで確実に減圧することができる。
【００２３】
（７）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（６）の何れかの構成において、
前記増圧装置は、前記減圧装置からの前記圧縮気体を前記目標圧力Ｐ＊に増圧するための増圧弁を含む。
【００２４】
上記（７）の構成によれば、増圧弁を含む簡素な装置構成にて、減圧装置からの圧縮気体を目標圧力Ｐ＊まで確実に増圧することができる。
【００２５】
（８）本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る原子力プラントは、
１次冷却材を加熱するための原子炉容器と、
前記１次冷却材を加圧するための加圧器と、
前記加圧器内の前記１次冷却材を減圧するための加圧器逃し弁と、
前記加圧器逃し弁の弁体を動かして前記加圧器逃し弁を開閉制御するためのアクチュエータと、
前記アクチュエータに対して圧縮気体を供給するように構成された上記（１）乃至（７）の何れかの構成の圧縮気体供給システムと、
を備える。
【００２６】
上記（８）の構成にて採用する圧縮気体供給システム（上記（１）乃至（７）の何れかの構成の圧縮気体供給システム）は、気体タンク内の圧縮気体の圧力を規定範囲（Ｐ１以上Ｐ２以下）内に制御するように構成された汎用の圧縮機を採用しており、安価かつ入手性（市場流通性）に優れている。
また、汎用の圧縮機の特性上、当該圧縮機の気体タンクから供給される圧縮気体の圧力はＰ１〜Ｐ２の範囲で変動するが、上記（１）乃至（７）の構成では、この圧縮気体の圧力変動を圧縮機下流側の減圧装置および増圧装置にて抑制している。すなわち、減圧装置にて、第１圧力Ｐ１以下の第３圧力Ｐ３（Ｐ３≦Ｐ１）まで圧縮気体を減圧した後、増圧装置にて、第１圧力Ｐ１よりも大きい目標圧力Ｐ＊に増圧する。これにより、汎用圧縮機の気体タンクからの圧縮気体の圧力変動を減圧装置において低減する（又は無くす）とともに、増圧装置において、汎用圧縮機の圧力制御範囲の下限値（第１圧力Ｐ１）よりも大きい目標圧力Ｐ＊の圧縮気体を生成することができる。したがって、上記（８）の構成によれば、加圧器逃し弁に対して圧縮気体を安定して供給することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、気体タンク内の圧縮気体の圧力を規定範囲内に制御するように構成された汎用の圧縮機を採用しているため、安価かつ入手性（市場流通性）に優れた圧縮気体供給システムを実現でき、且つ、圧縮機で生成される圧縮気体の圧力変動を緩和できるため、汎用圧縮機を用いても圧縮気体を安定して供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】一実施形態に係る原子力プラントの全体構成図である。
【図２】一実施形態に係る原子炉系（１次冷却系）の構成図である。
【図３】一実施形態に係る圧縮気体供給システムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００３０】
最初に、本実施形態に係る圧縮気体供給システムの適用先の一例として、図１に示す原子力プラントＡＰについて説明する。なお、図１は、一実施形態に係る原子力プラントＡＰを示す概略構成図である。
【００３１】
図１に示すように、一実施形態において、原子力プラントＡＰは、原子力を使って発電する原子力発電プラントであり、原子炉１を含む原子炉系（１次冷却系）ＣＳ１と、蒸気タービン１２及び発電機２５を含むタービン系（２次冷却系）ＣＳ２と、を備える。なお、原子炉系ＣＳ１とタービン系ＣＳ２とは、蒸気発生器７で分離される。
【００３２】
原子炉系ＣＳ１は、高温高圧な１次冷却材（熱水）を生成し、その熱水を蒸気発生器７に供給して、蒸気発生器７において１次冷却材（熱水）と２次冷却材との熱交換を行うことにより２次冷却材の蒸気を生成するように構成される。
【００３３】
具体的な構成例として、原子炉系ＣＳ１は、原子炉１を含む。この原子炉１は、１次冷却水（１次冷却材）が流れる１次冷却系配管２と、この１次冷却系配管２に接続された原子炉容器（圧力容器）３、加圧器６、蒸気発生器７及び１次冷却材ポンプ８と、を有している。これらの原子炉１を構成する機器は、原子炉格納容器９に格納される。
なお、図１に示す実施形態では、原子炉１は、炉心冷却材及び中性子減速材として軽水を使用する軽水炉のうち、加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Ｐｒｅｓｓｕｒｉｚｅｄ  Ｗａｔｅｒ  Ｒｅａｃｔｏｒ）を例示している。他の実施形態では、原子炉１は沸騰水型原子炉（ＢＷＲ：Ｂｏｉｌｉｎｇ  Ｗａｔｅｒ  Ｒｅａｃｔｏｒ）であってもよいし、あるいは、加圧水型原子炉及び沸騰水型原子炉を含む軽水炉とは異なり、減速材又は冷却材として軽水以外の物質を用いるタイプの原子炉であってもよい。
【００３４】
原子炉容器３にはペレット状の核燃料（例えばウラン燃料やＭＯＸ燃料等）を含む燃料棒４が収容されており、この燃料の核分裂反応で発生する熱エネルギーにより、原子炉容器３の中の１次冷却水が加熱される。原子炉容器３には、原子炉出力を制御するために、核燃料を含む炉心で生成される中性子数を吸収して調整するための制御棒５が設けられている。
加圧器６は、１次冷却水が沸騰しないように、１次冷却水を加圧する構成となっている。例えば、加圧器６は、１次冷却水の圧力を調整するための電気ヒータ、スプレー弁、及び加圧器逃し弁３３（図２参照）を有しており、１次冷却水の圧力が一定の値に維持されるように、１次冷却水の圧力を調整するようになっている。この加圧器６によって、１次冷却水は加圧されてその沸点が上昇し、原子炉系ＣＳ１における１次冷却水の沸騰が抑制される。なお、加圧器逃し弁３３（図２参照）を含む加圧器６周辺の具体的な構成については後述する。
１次冷却材ポンプ８は、１次冷却系配管２において、原子炉容器（圧力容器）３、加圧器６、蒸気発生器７を通って１次冷却水を循環させるように構成される。
なお、原子炉容器３内で加熱された１次冷却水は蒸気発生器７に送られ、熱交換により２次冷却系配管１０を流れる２次冷却水（２次冷却材）を加熱して蒸気を発生させる。
【００３５】
一方、タービン系ＣＳ２は、蒸気発生器７で生成された２次冷却水を用いて蒸気タービン１２（高圧タービン１２Ａ及び低圧タービン１２Ｂ）を駆動し、蒸気タービン１２に連結された発電機２５を作動させて発電を行うようになっている。
【００３６】
具体的な構成例として、タービン系ＣＳ２は、２次冷却系配管１０と、この２次冷却系配管１０に接続された湿分分離加熱器１１、蒸気タービン１２（高圧タービン１２Ａ及び低圧タービン１２Ｂ）、復水器１３、グランドコンデンサ１５、復水脱塩装置１６、復水ブースタポンプ１７、低圧給水加熱器１８、脱気器１９及び高圧給水加熱器２１と、を含む。
【００３７】
湿分分離加熱器１１は、蒸気発生器７から送られてきた蒸気に含まれる湿分を除去し、その湿分が除去された蒸気を加熱するように構成される。
蒸気タービン１２は、蒸気発生器７から送られてきた蒸気により駆動するようになっている。図示される例では、蒸気タービン１２は、高圧タービン１２Ａ及び低圧タービン１２Ｂを有している。この場合、蒸気発生器７からの蒸気の少なくとも一部が高圧タービン１２Ａに供給され、高圧タービン１２Ａが駆動される。高圧タービン１２Ａで仕事をした後の蒸気は湿分分離加熱器１１に供給される。また、湿分分離加熱器１１には、蒸気発生器７からの蒸気の少なくとも他の一部も供給される。湿分分離加熱器１１では、蒸気に含まれる湿分を除去し、湿分が除去された蒸気を加熱する。湿分分離加熱器１１で加熱された蒸気は、低圧タービン１２Ｂに送られる。低圧タービン１２Ｂは、湿分分離加熱器１１からの蒸気によって駆動される。
【００３８】
発電機２５は回転軸を介して蒸気タービン１２と連結されており、蒸気タービン１２が駆動することによって発電機２５が作動し、発電を行うようになっている。
【００３９】
復水器１３、グランドコンデンサ１５、復水脱塩装置１６、復水ブースタポンプ１７、低圧給水加熱器１８、脱気器１９及び高圧給水加熱器２１は、低圧タービン１２Ｂで仕事をした後の蒸気がこれらを順に通過するように配置されており、蒸気はこれらを通過する過程で凝縮されるとともに加熱され、蒸気発生器７に戻されるようになっている。
２次冷却系配管１０には、復水ポンプ１４及び給水ポンプ２０が接続されており、これらのポンプにより２次冷却系配管１０において２次冷却水が循環するようになっている。また、復水器１３には、低圧タービン１２Ｂからの蒸気を熱交換により冷却するための冷却水（例えば海水）がポンプ２３を介して供給されるようになっている。
【００４０】
次に、図２、図３を参照して、一実施形態に係る原子炉１（主として加圧器６及びその周辺構造）の具体的な構成について説明する。なお、図２は、一実施形態に係る原子炉系（１次冷却系）ＣＳの構成図である。図３は、一実施形態に係る圧縮気体供給システム４０の構成図である。
【００４１】
図２に示すように、上述した原子力プラントＡＰにおいて、原子炉系ＣＳ１は、異常時において原子炉系（１次冷却系）ＣＳ１を減圧するための減圧機構３０をさらに備えている。
【００４２】
一実施形態において、減圧機構３０は、加圧器逃しタンク３１と、この加圧器逃しタンク３１と加圧器６を接続する配管３２と、配管３２のうち分岐管３２Ａに設けられた加圧器逃し弁３３と、配管３２のうち分岐管３２Ｂに設けられた加圧器安全弁３４と、を含む。
【００４３】
具体的には、配管３２は、一端側が加圧器逃しタンク３１に接続され、他端側が分岐管３２Ａ，３２Ｂに分岐している。分岐管３２Ａ，３２Ｂの端部は加圧器６に接続されている。なお、加圧器６の内部は、水がある水位まで充填されており、その水位よりも上は蒸気が溜まっている気相部である。分岐管３２Ａ，３２Ｂの端部は、加圧器６の気相部に接続される。
【００４４】
加圧器逃しタンク３１は、加圧器逃し弁３３又は加圧器安全弁３４が開いたとき、配管３２を介して加圧器６から蒸気が送られてくるようになっている。加圧器６から送られてきた蒸気は、加圧器逃しタンク３１にて凝縮して貯留される。なお、加圧器逃しタンク３１には、タンク内の異常な圧力上昇時に開いて蒸気を放出するように構成された安全弁（不図示）が設けられていてもよい。また、加圧器逃しタンク３１には、タンク内で凝縮した液体を排出するための排出機構（不図示）が設けられていてもよい。
加圧器逃し弁３３は、原子炉系（１次冷却系）ＣＳ１の圧力が過度に上昇した場合に、加圧器６内の蒸気を逃がすことで原子炉系ＣＳ１の１次冷却材を減圧するように構成される。加圧器逃し弁３３は、一つの加圧器６に対して複数設けられていてもよい。なお、加圧器逃し弁３３は、加圧器安全弁３４の作動を極力防止する役割も有する。
加圧器安全弁３４は、原子炉系（１次冷却系）ＣＳ１の異常な圧力上昇に対する防護のために、加圧器６に設置される安全弁である。加圧器安全弁３４は、一つの加圧器６に対して複数設けられていてもよい。
【００４５】
また、加圧器逃し弁３３は、以下に示す圧縮気体供給システム４０から送られる圧縮気体を駆動源として開閉制御されるようになっている。
図２及び図３に示すように、一実施形態において、圧縮気体供給システム４０は、気体を圧縮するための圧縮装置４１と、圧縮装置４１で圧縮された気体を減圧するための減圧装置４４と、減圧装置４４で減圧された気体を増圧するための増圧装置４８と、を備える。なお、圧縮気体供給システム４０において用いられる気体は、圧縮性流体であれば特に限定されないが、例えば、空気、窒素、または蒸気等が用いられる。
【００４６】
図３に示すように、具体的には、圧縮装置４１は、圧縮機４２及び気体タンク４３を含む。
圧縮機４２は、圧縮気体を生成して気体タンク４３に供給するとともに、気体タンク４３内の圧縮気体の圧力を第１圧力Ｐ１以上第２圧力Ｐ２以下の圧力範囲に制御するように構成される。第１圧力Ｐ１は圧縮機４２に供給される気体の圧力よりも大きく、また第２圧力Ｐ２は第１圧力Ｐ１よりも大きい。例えば、圧縮気体が空気であり、大気圧の空気が圧縮機４２に供給される場合、第１圧力Ｐ１は大気圧よりも大きく、また第２圧力Ｐ２は第１圧力Ｐ１よりも大きい。
一例として、圧縮機４２は、気体タンク４３内における圧力が第１圧力Ｐ１未満になったときに圧縮運転を行い、気体タンク４３内における圧力が第２圧力Ｐ２を超えたときに圧縮運転を停止するように構成される。これにより、気体タンク４３内の圧力は、第１圧力Ｐ１以上第２圧力Ｐ２以下の圧力範囲に維持される。
気体タンク４３は、圧縮機４２で生成された圧縮気体を貯留するように構成される。
なお、圧縮装置４１は、圧縮機４２と気体タンク４３とが一体化された構成であってもよい。また、気体タンク４３又はこの気体タンク４３の下流側の気体ライン５１に、気体タンク４３内の圧縮空気が異常昇圧したときに開かれる安全弁（不図示）が設けられていてもよい。
【００４７】
減圧装置４４は、圧縮気体の流れ方向において圧縮装置４１の下流側に設けられており、圧縮気体を減圧するためのレギュレータ４５を含む。また、減圧装置４４は、レギュレータ４５の上流側に設けられた逆止弁４６又は開閉弁４７の少なくとも一方を含んでいてもよい。
レギュレータ４５は、気体タンク４３からの圧縮気体を第１圧力Ｐ１以下の第３圧力Ｐ３に減圧するように構成される。このように、増圧装置４８がレギュレータ４５を含むことで、簡素な装置構成にて、気体タンク４３からの圧縮気体を第３圧力Ｐ３まで確実に減圧することができる。
逆止弁４６は、気体タンク４３からレギュレータ４５へ向かう圧縮気体の流れのみを許容し、レギュレータ４５から気体タンク４３へ向かう圧縮気体の流れを阻止する。
開閉弁４７は、逆止弁４６とレギュレータ４５との間の流路を開閉するように構成される。
なお、本実施形態において「圧縮気体」とは、圧縮機４２において一旦圧縮された気体のことをいい、圧縮機４２に供給される気体よりも一時的に圧力が低くなった気体（例えば減圧装置４４にて減圧された気体）も含む。
【００４８】
増圧装置４８は、減圧装置４４の下流側に設けられており、レギュレータ４５から送られてきた第３圧力Ｐ３の圧縮気体を第１圧力Ｐ１よりも大きい目標圧力Ｐ＊に増圧するように構成される。例えば、増圧装置４８は、圧縮気体を増圧するための増圧弁４９と、増圧弁４９で増圧された圧縮気体を貯留するための増圧タンク５０を有している。このように、増圧装置４８が増圧弁４９を含むことによって、簡素な装置構成にて、減圧装置４４からの圧縮気体を目標圧力Ｐ＊まで確実に増圧することができる。
なお、増圧装置４８は、増圧弁４９と増圧タンク５０が一体化された構成であってもよい。また、増圧タンク５０又はこの増圧タンク５０の下流側の気体ライン５３に、増圧タンク５０内の圧縮空気が異常昇圧したときに開かれる安全弁（不図示）が設けられていてもよい。
他の実施形態では、増圧装置４８は、増圧用コンプレッサ（不図示）を含んでいてもよい。例えば、増圧用コンプレッサは、非常用電源によって駆動され、レギュレータ４５から送られてきた第３圧力Ｐ３の圧縮気体を第１圧力Ｐ１よりも大きい目標圧力Ｐ＊に増圧するように構成される。
【００４９】
圧縮装置４１のうち気体タンク４３と減圧装置４４とを接続する気体ライン５１、減圧装置４４と増圧装置４８とを接続する気体ライン５２、または、増圧装置４８と加圧器逃し弁３３（図２参照）のアクチュエータ３３ａとを接続する気体ライン５３は、少なくとも一部がフレキシブルホース５１ａ，５２ａ，５３ａで形成されていてもよい。図示される例では、圧縮装置４１、減圧装置４４及び増圧装置４８がそれぞれユニット化されており、圧縮装置４１と減圧装置４４とがフレキシブルホース５１ａによって接続され、減圧装置４４と増圧装置４８とがフレキシブルホース５２ａによって接続され、増圧装置４８とアクチュエータ３３ａとがフレキシブルホース５３ａによって接続されている。フレキシブルホース５１ａ，５２ａ，５３ａはいずれも、各装置に対して着脱自在な構成となっている。このように、各装置を着脱自在なフレキシブルホース５１ａ，５２ａ，５３ａで接続可能な構成とすることによって、各装置を分離した状態で容易に搬送ができ、また圧縮気体供給システム４０を、目的とする場所に簡単に設置することができる。
【００５０】
上記構成を備える圧縮気体供給システム４０において、圧縮機４２に供給された気体は、圧縮機４２で圧縮されて気体タンク４３に送られる。このとき、圧縮機４２は、気体タンク４３内の圧縮気体の圧力が第１圧力Ｐ１以上第２圧力Ｐ２以下の圧力範囲となるように制御されて圧縮気体を生成する。気体タンク４３内に貯留された圧縮気体は、気体ライン５１を介して減圧装置４４に送られる。減圧装置４４では、レギュレータ４５によって圧縮気体を第１圧力Ｐ１以下の第３圧力Ｐ３に減圧する。減圧装置４４で減圧された圧縮気体は、気体ライン５２を介して増圧装置４８に送られる。増圧装置４８では、増圧弁４９により増圧された圧縮気体が増圧タンク５０に貯留される。このとき、増圧弁４９は、第３圧力Ｐ３の圧縮気体を第１圧力Ｐ１よりも大きい目標圧力Ｐ＊に増圧する。増圧タンク５０に貯留された圧縮気体は、気体ライン５３を介してアクチュエータ３３ａに送られる。
【００５１】
上記構成によれば、気体タンク４３内の圧縮気体の圧力を規定範囲（Ｐ１以上Ｐ２以下）内に制御するように構成された汎用の圧縮機４２を採用しているため、安価かつ入手性（市場流通性）に優れた圧縮気体供給システム４０を実現できる。
また、汎用の圧縮機４２の特性上、当該圧縮機４２の気体タンク４３から供給される圧縮気体の圧力はＰ１〜Ｐ２の範囲で変動するが、上記構成では、この圧縮気体の圧力変動を圧縮機４２の下流側の減圧装置４４および増圧装置４８にて抑制している。すなわち、減圧装置４４にて、第１圧力Ｐ１以下の第３圧力Ｐ３（Ｐ３≦Ｐ１）まで圧縮気体を減圧した後、増圧装置４８にて、第１圧力Ｐ１よりも大きい目標圧力Ｐ＊に増圧する。これにより、汎用圧縮機４２の気体タンクからの圧縮気体の圧力変動を減圧装置４４において低減する（又は無くす）とともに、増圧装置４８において、汎用圧縮機の圧力制御範囲の下限値（第１圧力Ｐ１）よりも大きい目標圧力Ｐ＊の圧縮気体を生成することができる。こうして、汎用圧縮機４２を用いても圧縮気体を安定して供給することができる。
【００５２】
さらに、上記圧縮気体供給システム４０は、圧縮気体を駆動源とするアクチュエータ３３ａに対して、増圧装置４８からの目標圧力Ｐ＊の圧縮気体を供給するように構成されているので、アクチュエータ３３ａに対して安定した圧力（目標圧力Ｐ＊）の圧縮気体を供給することができ、アクチュエータ３３ａを適切に動作させることができる。
さらにまた、このアクチュエータ３３ａは、原子力プラントＡＰ（図１参照）における加圧器逃し弁３３（図２参照）の弁体を動かして加圧器逃し弁３３を開閉制御するように構成されているので、加圧器逃し弁３３（図２参照）のアクチュエータ３３ａに対して安定した圧力（目標圧力Ｐ＊）の圧縮気体を供給することができ、加圧器逃し弁３３（図２参照）を適切に開閉動作させて、原子力プラントＡＰ（図１参照）の各部の圧力上昇を抑制することができる。
【００５３】
図２及び図３に示すように、一実施形態において、上記圧縮気体供給システム４０は、圧縮気体を生成するための常設圧縮機６０の停止時において、常設圧縮機６０に代替して目標圧力Ｐ＊の圧縮気体を生成するように構成される。すなわち、この実施形態において上記圧縮気体供給システム４０は、圧縮気体の代替供給システムとなる。
【００５４】
図３に示すように、具体的な構成例として、加圧器逃し弁３３（図２参照）のアクチュエータ３３ａには、圧縮空気を供給するための圧縮空気供給ライン７０が取り付けられている。圧縮空気供給ライン７０は、切替え弁７１を介して、圧縮気体供給システム４０の気体ライン５３に接続されるとともに、常設圧縮機６０の気体ライン６１に接続されている。原子炉系ＣＳ１の圧力が正常である場合には、アクチュエータ３３ａに常設圧縮機６０から圧縮気体が供給されるように切替え弁７１が設定されている。一方、常設圧縮機６０の異常時（例えば電源喪失時）には、切替え弁７１が切り替えられて、圧縮気体供給システム４０から圧縮気体が供給されるようになっている。
【００５５】
上記構成によれば、常設圧縮機６０の異常時において、常設圧縮機６０の代替として圧縮気体供給システム４０を活用することができる。
常設圧縮機６０の代替としての圧縮気体供給システム４０は、通常は使用されないため、安価な装置構成であることが望ましい。また、圧縮気体供給システム４０に万が一異常が発生した場合における早急なメンテナンスを可能とする観点から、入手性（市場流通性）に優れた汎用装置の組み合わせにより圧縮気体供給システム４０を構成することが望ましい。この点、上記圧縮気体供給システム４０は、気体タンク４３内の圧縮気体の圧力を規定範囲内に制御するように構成された汎用圧縮機４２を備えており、安価かつ入手性（市場流通性）に優れている。
【００５６】
また、圧縮気体供給システム４０は、加圧器逃し弁３３（図２参照）のアクチュエータ３３ａに対して圧縮気体を供給するための圧縮気体ボンベ５５をさらに備えていてもよい。この場合、圧縮空気供給ライン７０には、切替え弁７１を介して、上記した常設圧縮機６０の気体ライン６１および増圧装置４８の気体ライン５３の他に、圧縮気体ボンベ５５の気体ライン５６が接続されている。
この構成においては、原子炉系（１次冷却系）ＣＳの圧力が過剰に上昇し、且つ、常設圧縮機６０の異常時（例えば電源喪失時）において、まず圧縮気体ボンベ５５からの圧縮空気がアクチュエータ３３ａに送られて加圧器逃し弁３３（図２参照）が開閉制御される。この圧縮気体ボンベ５５内の圧縮気体量は有限であるため、圧縮気体ボンベ５５から圧縮空気を供給している間に、圧縮装置４１、減圧装置４４および増圧装置４８を運転可能な状態とし、その後切替え弁７１を切り替えて、圧縮装置４１、減圧装置４４および増圧装置４８にて生成された圧縮空気をアクチュエータ３３ａに送る。これにより、異常時においても継続的にアクチュエータ３３ａに圧縮空気を供給することができる。
【００５７】
上述したように、本発明の少なくとも幾つかの実施形態によれば、気体タンク４３内の圧縮気体の圧力を規定範囲内に制御するように構成された汎用の圧縮機４２を採用しているため、安価かつ入手性（市場流通性）に優れた圧縮気体供給システム４０を実現でき、且つ、圧縮機４２で生成される圧縮気体の圧力変動を緩和できるため、汎用圧縮機４２を用いても圧縮気体を安定して供給することができる。
【００５８】
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
例えば、上述の実施形態では、図３に示す圧縮気体供給システム４０が加圧器逃し弁３３（図２参照）のアクチュエータ３３ａに圧縮空気を供給する構成について説明したが、圧縮気体供給システム４０は、例えば蒸気発生器７（図１参照）等の他の機器に取り付けられた圧力逃し弁のアクチュエータを動作させるための圧縮空気を供給するものであってもよい。あるいは、圧縮気体供給システム４０は、原子力プラントＡＰ（図１参照）において他の用途で用いられる圧縮空気を供給するものであってもよい。あるいは、圧縮気体供給システム４０は、原子力プラントＡＰ以外で用いられてもよい。
【００５９】
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【符号の説明】
【００６０】
１      原子炉
２      １次冷却系配管
３      原子炉容器
６      加圧器
７      蒸気発生器
８      １次冷却材ポンプ
９      原子炉格納容器
１０    ２次冷却系配管
１１    湿分分離加熱器
１２    蒸気タービン
１２Ａ  高圧タービン
１２Ｂ  低圧タービン
１３    復水器
１８    低圧給水加熱器
１９    脱気器
２１    高圧給水加熱器
２５    発電機
３０    減圧機構
３１    タンク
３２    配管
３２Ａ  分岐管
３２Ｂ  分岐管
３３    弁
３３ａ  アクチュエータ
３４    加圧器安全弁
４０    圧縮気体供給システム
４１    圧縮装置
４２    圧縮機
４３    気体タンク
４４    減圧装置
４５    レギュレータ
４６    逆止弁
４７    開閉弁
４８    増圧装置
４９    増圧弁
５０    増圧タンク
５１〜５３，５６，６１    気体ライン
５１ａ〜５３ａ    フレキシブルホース
５５    圧縮気体ボンベ
６０    常設圧縮機
７０    圧縮空気供給ライン
７１    切替え弁
ＡＰ    原子力プラント
ＣＳ１  原子炉系
ＣＳ２  タービン系
【図１】
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【図２】
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【図３】
0006533684.tif 000004