(57)【要約】【課題】電気ヒータを用いずに１次冷却水を加熱することによって、コストダウンを図るとともに、メンテナンサビィティの向上を図ること。【解決手段】本発明の加圧水型原子炉用加圧器によれば、電流を供給する電源１２と、容器１１の外周に巻かれ、電源１２から電流が供給されると誘導加熱を引き起こし、この誘導加熱によって容器１１を加熱する誘導加熱用コイル１３と、加熱された容器１１の外周表面温度が、予め定めた温度を超えないように、電源１２から誘導加熱用コイル１３へ供給される電流を制御する制御装置１４とを備えている。【選択図】  図１
2004170312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧水型原子炉に適用される加圧器において、
電流を供給する電源と、
加圧器本体の外周に巻かれ、前記電源から電流が供給されると誘導加熱を引き起こし、この誘導加熱によって前記加圧器本体を加熱する誘導加熱用コイルと、
前記加熱された加圧器本体の外周表面温度が、予め定めた温度を超えないように、前記電源から前記誘導加熱用コイルへ供給される電流を制御する電流制御手段と
を備えた加圧水型原子炉用加圧器。
【請求項２】
加圧水型原子炉に適用される加圧器において、
電流を供給する電源と、
加圧器本体に接続して設けられ、誘電体金属によって構成されてなる誘導加熱部と、
前記誘導加熱部の外周に巻かれ、前記電源から電流が供給されると誘導加熱を引き起こし、この誘導加熱によって前記誘導加熱部を加熱する誘導加熱用コイルと
を備えた加圧水型原子炉用加圧器。
【請求項３】
加圧水型原子炉の冷却水の一部を取り込み、前記取り込んだ冷却水を加熱することによって、前記加圧水型原子炉を加圧する加圧器において、
電流を供給する電源と、
両端開口部が加圧器本体に接続され、前記取り込んだ冷却水の前記加圧器本体側からの導入、およびこの導入した冷却水の前記加圧器本体側への排出がなされるようにしている循環配管と、
前記循環配管の外周に巻かれ、前記電源から電流が供給されると誘導加熱を引き起こし、この誘導加熱によって前記循環配管を加熱する誘導加熱用コイルと
を備えた加圧水型原子炉用加圧器。
【請求項４】
加圧水型原子炉の冷却水の一部を配管を介して取り込み、前記取り込んだ冷却水を加熱することによって、前記加圧水型原子炉を加圧する加圧器において、
電流を供給する電源と、
前記配管の外周に巻かれ、前記電源から電流が供給されると誘導加熱を引き起こし、この誘導加熱によって前記配管を加熱する誘導加熱用コイルと、
前記加熱された配管の外周表面温度が、予め定めた温度を超えないように、前記電源から前記誘導加熱用コイルへ供給される電流を制御する電流制御手段と
を備えた加圧水型原子炉用加圧器。
【請求項５】
加圧水型原子炉に適用される加圧器において、
電流を供給する電源と、
加圧器本体を貫通し、加圧器内部側に向かって配置されるように前記加圧器本体に固定され、前記加圧器内部側の端部を閉塞してなる長尺筒状形状の導入配管と、
棒状誘電体金属の外周にコイルが巻かれてなり、前記導入配管の内部に挿入され配置された状態で前記コイルに前記電源から電流が供給されると、誘導加熱を引き起こし、この誘導加熱によって前記加圧器内部側を加熱する誘導加熱用コイル部と
を備えた加圧水型原子炉用加圧器。
【請求項６】
加圧水型原子炉に適用される加圧器において、
マイクロ波を発生するマイクロ波発生手段と、
前記マイクロ波発生手段によって発生されたマイクロ波を導波する導波管と、
加圧器本体に設けられ、前記導波管によって導波されたマイクロ波を、加圧器内部側へ導波するマイクロ波窓と
を備えた加圧水型原子炉用加圧器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加圧水型原子炉の内部を加圧する加圧水型原子炉用加圧器に係り、更に詳しくは、メンテナンスが容易で、かつ製造も容易な加圧水型原子炉用加圧器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０に加圧型原子力発電プラントの構成概念を示す。
【０００３】
すなわち、加圧水型原子力発電プラントは、原子炉６０の冷却に供された１次冷却水が、ポンプ６１によって駆動されることによって１次冷却系６２内を図中の矢印に示す通りに循環し、繰り返し原子炉６０を冷却するように構成されている。
【０００４】
１次冷却系６２には、ポンプ６１の他に、加圧水型原子炉用加圧器６４（以下、単に「加圧器６４」と称する）および蒸気発生器６６が備えられている。原子炉６０を冷却することによって加熱された１次冷却水は、蒸気発生器６６において、２次冷却系６８内を流れる２次冷却水から蒸気を生成するための熱源として用いられる。
【０００５】
一方、蒸気発生器６６において生成された蒸気は、２次冷却系６８を介してタービン発電機７０へと送られ、発電用タービンを回転するために用いられる。その後この蒸気は、復水器７２において復水され、さらに給水ポンプ７４によって蒸気発生器６６に供給される。これによって、２次冷却水は２次冷却系６８内を循環する。
【０００６】
上述したような構成をなす加圧水型原子力発電プラントにおいて、加圧器６４は、原子炉６０の定常運転中に１次冷却水の圧力を一定に保ち、負荷変動などの過渡時に原子炉６０および１次冷却系６２の内部の圧力変化を一定範囲内に制御するために用いられている。
【０００７】
図１１は、この種の従来から用いられている加圧器の構成を示す立断面図である。
【０００８】
すなわち、従来から用いられている加圧器６４は、略円筒形状の容器６３によって構成され、その下端部には、１次冷却系６２と容器６３とを接続するサージ管７５が接続されている。容器６３には一般的に炭素鋼が用いられる。更に、上述したような圧力制御を行うために、多数の電気ヒータ７６と、冷却スプレイ７８とが設けられている。
【０００９】
電気ヒータ７６は、図１２の部分立断面図に示すように、容器６３の底部に貫通して備えられ、溶接により固定されたヒータスリーブ８０の中に、ニクロム等が用いられたヒータエレメント８２が挿入されている。ヒータスリーブ８０の上端部はステンレス製のエンドプラグ８４により密栓されることによって、容器６３内に取り込まれた１次冷却水が外部に漏洩しないような対策が施されている。１次冷却水の圧力を増加させる場合には、このヒータエレメント８２に電流を供給する。これによって、ヒータエレメント８２が発熱し、容器６３の内部の１次冷却水が加熱されることによって、１次冷却水の圧力が高められる。
【００１０】
一方、１次冷却水の圧力を減少させる場合には、冷却水供給配管７９から、容器６３の頭頂部に接続された冷却スプレイ７８へと冷却水を供給する。冷却水供給配管７９から供給された冷却水は、冷却スプレイ７８によって噴霧化され、容器６３の内部に放散される。これによって、容器６３の内部の１次冷却水が冷却され、１次冷却水の圧力が低められる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の加圧水型原子炉用加圧器では、以下のような問題がある。
【００１２】
すなわち、従来の加圧器６４は、上述したように、多数の電気ヒータ７６が容器６３を貫通して溶接固定されている。この電気ヒータ７６の本数は、原子力発電所の出力に依存するものであり、現行の商用炉では、約５０本から８０本程度にもおよぶ。このように電気ヒータ７６の本数が多いために、電気ヒータ７６自体のコストインパクトも大きい。
【００１３】
これに加えて、このように多数の電気ヒータ７６を容器６３を貫通させて溶接固定しなければならない。したがって、加圧器６４の製造は容易ではなく、コストダウンを図ることが極めて困難であるという問題がある。
【００１４】
また、万が一、電気ヒータ７６を交換する必要性が生じても、上述したような構成であるが故に、交換は容易ではなく、メンテナンサビリティに乏しいという問題がある。
【００１５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、電気ヒータを用いずに１次冷却水を加熱するようにすることによって、コストダウンを図るとともに、メンテナンサビィティの向上を図ることが可能な加圧水型原子炉用加圧器を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を講じる。
【００１７】
すなわち、請求項１の発明は、加圧水型原子炉に適用される加圧器において、電流を供給する電源と、加圧器本体の外周に巻かれ、電源から電流が供給されると誘導加熱を引き起こし、この誘導加熱によって加圧器本体を加熱する誘導加熱用コイルと、加熱された加圧器本体の外周表面温度が、予め定めた温度を超えないように、電源から誘導加熱用コイルへ供給される電流を制御する電流制御手段とを備えている。
【００１８】
従って、請求項１の発明の加圧器においては、以上のような手段を講じることにより、加圧器の容器内部に取り込んだ１次冷却水を誘導加熱用コイルによって加熱することができる。その結果、電気ヒータ７６を省略することができ、構成を簡素化し、製造を容易とし、コストダウンを図ることが可能となる。また、誘導加熱用コイルは、加圧器の容器外周に巻いているので、メンテナンスも容易となる。更に、加圧器に貫通部を設ける必要が無くなるので、溶接部に起因する割れの発生が無くなり、長期安定性向上を図ることができる。
【００１９】
請求項２の発明は、加圧水型原子炉に適用される加圧器において、電流を供給する電源と、加圧器本体に接続して設けられ、誘電体金属によって構成されてなる誘導加熱部と、誘導加熱部の外周に巻かれ、電源から電流が供給されると誘導加熱を引き起こし、この誘導加熱によって誘導加熱部を加熱する誘導加熱用コイルとを備えている。
【００２０】
従って、請求項２の発明の加圧器においては、以上のような手段を講じることにより、加圧器の容器内部に取り込んだ１次冷却水を誘導加熱用コイルによって加熱することができる。その結果、電気ヒータ７６を省略するとともに、電気ヒータ７６を挿入するための貫通部も不要となる。したがって溶接部に起因する割れの発生が無くなり、長期安全性の向上を図ることができる。また、電気ヒータ７６に代わって１次冷却水を加熱するための誘導加熱用コイルは、加圧器の容器外側に設けられた誘導加熱部の外周に巻いているので、メンテナンスも容易となる。
【００２１】
請求項３の発明は、加圧水型原子炉の冷却水の一部を取り込み、取り込んだ冷却水を加熱することによって、加圧水型原子炉を加圧する加圧器において、電流を供給する電源と、両端開口部が加圧器本体に接続され、取り込んだ冷却水の加圧器本体側からの導入、およびこの導入した冷却水の加圧器本体側への排出がなされるようにしている循環配管と、循環配管の外周に巻かれ、電源から電流が供給されると誘導加熱を引き起こし、この誘導加熱によって循環配管を加熱する誘導加熱用コイルとを備えている。
【００２２】
従って、請求項３の発明の加圧器においては、以上のような手段を講じることにより、加圧器の容器内部の１次冷却水の一部を循環配管側に導き、この循環配管の外周側を誘導加熱用コイルによって加熱することによって、１次冷却水を加熱することができる。その結果、電気ヒータ７６を省略するとともに、電気ヒータ７６を挿入するための貫通部も不要となる。したがって、１次冷却水の漏洩の危険性もなくなり、安全性の向上を図ることができる。また、循環配管は、加圧器の容器よりも径が細く、耐圧機能維持のための必要肉厚が加圧器の容器ほど厚くはないために、外周側の熱を効率良く１次冷却水側に伝達し、効率良い加熱を実現することができる。更に、１次冷却水を加熱するための誘導加熱用コイルは、加圧器の容器外側に設けられた循環配管の外周に巻いているので、メンテナンスも容易となる。
【００２３】
請求項４の発明は、加圧水型原子炉の冷却水の一部を配管を介して取り込み、取り込んだ冷却水を加熱することによって、加圧水型原子炉を加圧する加圧器において、電流を供給する電源と、配管の外周に巻かれ、電源から電流が供給されると誘導加熱を引き起こし、この誘導加熱によって配管を加熱する誘導加熱用コイルと、加熱された配管の外周表面温度が、予め定めた温度を超えないように、電源から誘導加熱用コイルへ供給される電流を制御する電流制御手段とを備えている。
【００２４】
従って、請求項４の発明の加圧器においては、以上のような手段を講じることにより、１次冷却系から加圧器の容器内部に１次冷却水を導く配管の外周側を誘導加熱用コイルによって加熱することによって、１次冷却水を加熱することができる。その結果、電気ヒータ７６を省略するとともに、電気ヒータ７６を挿入するための貫通部も不要となる。したがって、溶接部に起因する割れの発生が無くなり、長期安全性の向上を図ることができる。また、この配管は、加圧器の容器よりも径が細く、耐圧機能維持のための必要肉厚が加圧器の容器ほど厚くはないために、外周側の熱を効率良く１次冷却水側に伝達し、効率良い加熱を実現することができる。更に、１次冷却水を加熱するための誘導加熱用コイルは、加圧器の容器外側に設けられた循環配管の外周に巻いているので、メンテナンスも容易となる。
【００２５】
更にまた、加圧器の容器自体は加熱されないために以下のようなメリットがある。つまり、加熱器の容器自体が加熱される場合には、空焚きを阻止するために、加熱されている部位以上に水位を保つ必要がある。しかしながら、加圧器の容器自体は加熱されないことにより、加圧器の容器内部に取り込まれた１次冷却水の水位を所定水位以上に保つ必要はなくなるために、加圧器の容器の高さを低くすることができ、加圧器の小型化を図ることができる。
【００２６】
請求項５の発明は、加圧水型原子炉に適用される加圧器において、電流を供給する電源と、加圧器本体を貫通し、加圧器内部側に向かって配置されるように加圧器本体に固定され、加圧器内部側の端部を閉塞してなる長尺筒状形状の導入配管と、棒状誘電体金属の外周にコイルが巻かれてなり、導入配管の内部に挿入され配置された状態でコイルに電源から電流が供給されると、誘導加熱を引き起こし、この誘導加熱によって加圧器内側を加熱する誘導加熱用コイル部とを備えている。
【００２７】
従って、請求項５の発明の加圧器においては、以上のような手段を講じることにより、加圧型原子力発電プラントに設置されている既設の加圧器に対し、ヒータスリーブ８０から電気ヒータ７６を取り外し、代わりに誘導加熱用コイル部を配置することによって実現することができる。電気ヒータ７６は、出力を増加させようとするとヒータ自体の温度が上昇し、その最高使用温度から出力の限界が自ずと決定されてしまい、出力増加が容易ではない。それに対して、誘導加熱用コイルは、コイル自体を発熱させることなく加熱量を増加することができる。
【００２８】
よって、ヒータスリーブ８０が設けられている既設の加圧器に対するバックフィットが可能であると共に、誘導加熱コイル部１つあたりの加熱量を増加させることにより、電気ヒータ７６よりも少ない数の誘導加熱コイル部で、同等の加熱性能を実現することができる。
【００２９】
請求項６の発明は、加圧水型原子炉に適用される加圧器において、マイクロ波を発生するマイクロ波発生手段と、マイクロ波発生手段によって発生されたマイクロ波を導波する導波管と、加圧器本体に設けられ、導波管によって導波されたマイクロ波を、加圧器内部側へ導波するマイクロ波窓とを備えている。
【００３０】
従って、請求項６の発明の加圧器においては、以上のような手段を講じることにより、加圧器の容器内部に取り込んだ１次冷却水をマイクロ波によって加熱することができる。その結果、電気ヒータ７６を省略することができ、もって、構成を簡素化し、製造を容易とし、コストダウンを図ることが可能となる。また、マイクロ波発生手段コイルは、加圧器の容器外周に配置されているので、メンテナンスも容易となる。電気ヒータ使用時に必要であった貫通部も、容器に設ける必要が無くなるので、溶接部に起因する割れの発生が無くなり、長期安全性の向上を図ることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００３２】
なお、以下の各実施の形態の説明に用いる図中の符号は、図１０から図１２と同一部分については同一符号を付して示すことにする。
【００３３】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態を図１を用いて説明する。
【００３４】
図１は、第１の実施の形態に係る加圧水型原子炉用加圧器（以下、単に「加圧器」と称する）の構成例を示す立断面図である。
【００３５】
すなわち、本実施の形態に係る加圧器１０は、図１１に示す従来技術の加圧器６４の電気ヒータ７６を省略し、代わりに、略円筒状の容器１１の外周に誘導加熱用コイル１３を螺旋状に巻いている。容器１１には一般的に炭素鋼が用いられる。更に、この誘導加熱用コイル１３に電流を供給する電源１２と、電源１２から供給される電流を制御する制御装置１４とを備えている。なお、電気ヒータ７６が無いことから、電気ヒータ７６を挿入するための貫通孔は、容器１１には存在しない。
【００３６】
電源１２が誘導加熱用コイル１３に電流を供給すると、誘導加熱用コイル１３は、誘導加熱によって、容器１１の外周を加熱する。これによって、容器１１の内部に取り込まれた１次冷却水Ｗが加熱されるようにしている。なお、空焚きを防ぐために、容器１１の内部の１次冷却水Ｗの水位は、誘導加熱用コイル１３が巻かれた上端部よりも上位になるようにする。
【００３７】
また、材料健全性維持の観点から容器１１には、使用最高表面温度がある。例えば、炭素鋼製の容器１１の場合、この使用最高表面温度は、約３７５℃である。したがって、容器１１の表面温度を測定するための温度計１５を備えている。この温度計１５は、容器１１の表面温度を測定し、温度測定データを制御装置１４へと出力する。
【００３８】
制御装置１４は温度計１５から出力された温度測定データに基づいて、容器１１の表面温度が使用最高表面温度を超えないように、電源１２から供給される電流を制御する。
【００３９】
本実施の形態に係る加圧器１０は、上述したように構成しているので、電源１２から誘導加熱用コイル１３へと電流が供給されることによって、誘導加熱用コイル１３によって誘導加熱が引き起こされ、容器１１の外周が加熱される。これによって、容器１１の内部に取り込まれた１次冷却水Ｗが加熱される。
【００４０】
なお、材料健全性維持の観点から容器１１には、使用最高表面温度が設けられているが、温度計１５によって容器１１の表面温度が測定される。そして、その温度測定データに基づいて、電源１２から誘導加熱用コイル１３へと供給される電流が制御装置１４によって制御される。これによって、容器１１の過加熱が阻止され、容器１１の健全性が維持される。
【００４１】
また、容器１１の内部の１次冷却水Ｗの水位は、誘導加熱用コイル１３が巻かれた上端部よりも上位になるようにされているので、誘導加熱用コイル１３による空焚きは起こらない。
【００４２】
上述したように、本実施の形態に係る加圧器においては、上記のような作用により、容器１１の内部に取り込んだ１次冷却水Ｗを誘導加熱用コイル１３によって加熱することができる。その結果、電気ヒータ７６を省略することができ、もって、構成を簡素化し、製造を容易とし、コストダウンを図ることが可能となる。
【００４３】
また、誘導加熱用コイル１３は、容器１１の外周に巻いているので、メンテナンスも容易となる。更に、容器１１に貫通部を設ける必要が無くなるので、溶接部に起因する割れの発生が無くなり、長期安全性の向上を図ることができる。
【００４４】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態を図２を用いて説明する。
【００４５】
図２（ａ）は、第２の実施の形態に係る加圧器の構成例を示す立断面図、図２（ｂ）は、同底面図である。
【００４６】
すなわち、本実施の形態に係る加圧器１６は、図１１に示す従来技術の加圧器６４の電気ヒータ７６を省略し、代わりに、容器１１の下端部側に複数の誘導加熱部１８を溶接等により固定し、各々の誘導加熱部１８の外周に誘導加熱用コイル１３を螺旋状に巻いている。容器１１には例えば炭素鋼を用い、誘導加熱部１８は、鉄、ＳＵＳ、インコネル等の誘導加熱によって加熱されることが可能な誘電体金属を用いる。更に、誘導加熱用コイル１３に電流を供給する電源１２を備えている。また、第１の実施の形態に係る加圧器１０と同様に、電気ヒータ７６が無いことから、電気ヒータ７６を挿入するための貫通孔は容器１１には存在しない。
【００４７】
電源１２が誘導加熱用コイル１３に電流を供給すると、誘導加熱用コイル１３は、誘導加熱によって、誘導加熱部１８を加熱する。この熱が、容器１１に伝達し、容器１１が加熱されることによって、容器１１の内部に取り込まれた１次冷却水Ｗが加熱されるようにしている。
【００４８】
なお、第１の実施の形態で説明したように、制御装置１４と、温度計１５とを備え、温度計１５によって測定された容器１１の表面温度に基づいて、制御装置１４が、電源１２から供給される電流を制御するようにしてもよい。
【００４９】
本実施の形態に係る加圧器１６は、上述したように構成しているので、電源１２から誘導加熱用コイル１３へと電流が供給されることによって、誘導加熱用コイル１３によって誘導加熱が引き起こされ、誘導加熱部１８が加熱され、この熱が伝達されることによって容器１１の下端部側が加熱される。これによって、容器１１の内部に取り込まれた１次冷却水Ｗが加熱される。
【００５０】
上述したように、本実施の形態に係る加圧器においては、上記のような作用により、容器１１の内部に取り込んだ１次冷却水Ｗを加熱することができる。その結果、電気ヒータ７６を省略することができ、構成を簡素化し、製造を容易とし、コストダウンを図ることが可能となる。
【００５１】
また、誘導加熱用コイル１３は、容器１１の外側に存在するので、メンテナンスも容易となる。更に、容器１１に貫通部を設ける必要が無くなるので、溶接部に起因する割れの発生が無くなり、長期安全性の向上を図ることができる。
【００５２】
更に、容器１１の下端部側のみが加熱されることから、容器１１の加熱される面には常に１次冷却水Ｗが存在しているので、空焚きは起こらず、容器１１の内部の１次冷却水Ｗの所定水位を確保する必要はなくなる。これによって、容器１１のサイズを低くすることができるようになり、加圧器１６全体のコンパクト化を図ることが可能となる。その結果、コストダウンを図ることが可能となる。
【００５３】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態を図３を用いて説明する。
【００５４】
図３は、第３の実施の形態に係る加圧器の構成例を示す立断面図である。
【００５５】
すなわち、本実施の形態に係る加圧器２０は、図１１に示す従来技術の加圧器６４の電気ヒータ７６を省略し、代わりに、両端が容器１１に接続された循環配管２２を設けている。加圧器２０の容器１１内に取り込まれた１次冷却水Ｗは、この循環配管２２への導入、および導入された後の容器１１の内部側への排出が自由になされるようにしている。
【００５６】
この循環配管２２の外周に誘導加熱用コイル１３を螺旋状に巻いている。容器１１には例えば炭素鋼を用い、循環配管２２は、鉄、ＳＵＳ、インコネル等の誘導加熱によって加熱されることが可能な誘電体金属を用いる。循環配管２２の径は、容器１１の径よりも十分小さいので、耐圧設計から要求される循環配管２２の肉厚は、容器１１の肉厚よりも薄くすることができる。
【００５７】
更に、誘導加熱用コイル１３に電流を供給する電源１２を備えている。なお、第１の実施の形態に係る加圧器１０と同様に、電気ヒータ７６が無いことから、電気ヒータ７６を挿入するための貫通孔は容器１１には存在しない。
【００５８】
電源１２が誘導加熱用コイル１３に電流を供給すると、誘導加熱用コイル１３は、誘導加熱によって、循環配管２２を加熱する。これによって、循環配管２２の内部の１次冷却水Ｗが加熱されるようにしている。１次冷却水Ｗが加熱されると、自然対流によって上昇し、図３中の矢印Ａに示すように循環配管２２から容器１１側へと戻る一方、図３中の矢印Ｂに示すように容器１１側から循環配管２２側への流れが生じる。これによって、容器１１の内部の１次冷却水Ｗを加熱する。
【００５９】
本実施の形態に係る加圧器２０は、上述したように構成しているので、電源１２から誘導加熱用コイル１３へと電流が供給されることによって、誘導加熱用コイル１３によって誘導加熱が引き起こされ、循環配管２２が加熱され、この熱が伝達されることによって１次冷却水Ｗが加熱される。
【００６０】
上述したように、本実施の形態に係る加圧器においては、上記のような作用により、容器１１の外部に設けた循環配管２２を誘導加熱用コイル１３によって加熱することによって、１次冷却水Ｗを加熱することができる。なお、循環配管２２の肉厚は、容器１１の肉厚よりも薄くすることができるために、図１に示すように、容器１１そのものを加熱する場合よりも、高い加熱効率で１次冷却水Ｗを加熱することができる。
【００６１】
すなわち、電気ヒータ７６を省略することができ、構成を簡素化し、製造を容易とし、コストダウンを図ることが可能となる。
【００６２】
更に、誘導加熱用コイル１３は、容器１１の外側に存在するので、メンテナンスも容易となる。更に、容器１１に貫通部を設ける必要が無くなるので、溶接部に起因する割れの発生が無くなり、長期安全性の向上を図ることができる。
【００６３】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態を図４を用いて説明する。
【００６４】
図４は、第４の実施の形態に係る加圧器の構成例を示す立断面図である。
【００６５】
すなわち、本実施の形態に係る加圧器２４は、図１１に示す従来技術の加圧器６４の電気ヒータ７６を省略し、代わりに、サージ管７５の外周に誘導加熱用コイル１３を螺旋状に巻いている。容器１１には一般的に炭素鋼が用いられる。また、サージ管７５には一般的にステンレス鋼が用いられる。更に、この誘導加熱用コイル１３に電流を供給する電源１２と、電源１２から供給される電流を制御する制御装置１４とを備えている。なお、電気ヒータ７６が無いことから、電気ヒータ７６を挿入するための貫通孔は容器１１には、存在しない。
【００６６】
電源１２が誘導加熱用コイル１３に電流を供給すると、誘導加熱用コイル１３は、誘導加熱によって、サージ管７５の外周を加熱する。これによって、サージ管７５の内部の１次冷却水Ｗが加熱されるようにしている。
【００６７】
なお、材料健全性維持の観点からサージ管７５には、使用最高表面温度がある。例えば、ステンレス鋼製のサージ管７５の場合、この使用最高表面温度は、約４２５℃である。したがって、サージ管７５の表面温度を測定するための温度計１５を備えている。この温度計１５は、サージ管７５の表面温度を測定し、温度測定データを制御装置１４へと出力する。
【００６８】
制御装置１４は温度計１５から出力された温度測定データに基づいて、サージ管７５の表面温度が使用最高表面温度を超えないように、電源１２から供給される電流を制御している。上述したように、ステンレス鋼の使用最高表面温度は約４２５℃であることから、炭素鋼製の容器１１を加熱する場合よりも、高い加熱効率で１次冷却水Ｗを加熱することができる。
【００６９】
本実施の形態に係る加圧器２４は、上述したように構成しているので、電源１２から誘導加熱用コイル１３へと電流が供給されることによって、誘導加熱用コイル１３によって誘導加熱が引き起こされ、サージ管７５の外周が加熱される。これによって、サージ管７５の内部に取り込まれた１次冷却水Ｗが加熱される。
【００７０】
なお、材料健全性維持の観点からサージ管７５には、使用最高表面温度が設けられているが、温度計１５によってサージ管７５の表面温度が測定される。そして、その温度測定データに基づいて、電源１２から誘導加熱用コイル１３へと供給される電流が制御装置１４によって制御される。これによって、サージ管７５の過加熱が阻止され、サージ管７５の材料健全性が維持される。
【００７１】
このようにサージ管７５が加熱されるために、容器１１の内部の１次冷却水Ｗの水位は、常に誘導加熱用コイル１３よりも上位にあり、誘導加熱用コイル１３による空焚きは起こらない。
【００７２】
上述したように、本実施の形態に係る加圧器においては、上記のような作用により、サージ管７５の内部の１次冷却水Ｗを誘導加熱用コイル１３によって加熱することができる。その結果、電気ヒータ７６を省略することができ、もって、構成を簡素化し、製造を容易とし、コストダウンを図ることが可能となる。
【００７３】
また、誘導加熱用コイル１３は、サージ管７５の外周に巻いているので、メンテナンスも容易となる。更に、容器１１に貫通部を設ける必要が無くなるので、１次冷却水Ｗの漏洩の危険性もなくなり、安全性の向上を図ることができる。
【００７４】
サージ管７５は、加圧器２４の容器１１よりも径が細く、耐圧機能維持のための必要肉厚が容器１１ほど厚くはなく、かつ、使用最高表面温度も容器１１よりも高いために、誘導加熱された熱を効率良く１次冷却水Ｗ側に伝達し、効果的な加熱を実現することができる。
【００７５】
更にまた、加圧器２４の容器１１自体は加熱されないために以下のようなメリットがある。
【００７６】
つまり、容器１１自体が加熱される場合には、空焚きを阻止するために、加熱されている部位以上に水位を保つ必要がある。しかしながら、本実施の形態では、容器１１自体は加熱されないことにより、容器１１内部に取り込まれた１次冷却水Ｗの水位を所定水位以上に保つ必要はなくなるために、容器１１の高さを低くすることができる。これによって、加圧器２４の小型化を図ることができ、コストダウンを実現することが可能となる。
【００７７】
（第５の実施の形態）
本発明の第５の実施の形態を図５から図８を用いて説明する。
【００７８】
図５は、第５の実施の形態に係る加圧器の構成例を示す立断面図である。
【００７９】
すなわち、本実施の形態に係る加圧器２６は、図１１に示す従来技術の加圧器６４のヒータスリーブ８０からヒータエレメント８２を抜き取り、代わりに誘導加熱棒２８を挿入した構成としている。図６に、誘導加熱棒２８の構成例を示す。すなわち、誘導加熱棒２８は、鉄、ステンレス、インコネル等の棒状誘電体金属からなる軸芯２９の外周に誘導加熱用コイル１３が螺旋状に巻かれてなる。
【００８０】
更に、本実施の形態に係る加圧器２６は、誘導加熱用コイル１３に電流を供給する電源１２を備えている。
【００８１】
電源１２が誘導加熱用コイル１３に電流を供給すると、誘導加熱用コイル１３の誘導加熱によって軸芯２９が発熱する。この熱が、ヒータスリーブ８０を介して容器１１の内部側に伝達され、容器１１の内部に取り込まれた１次冷却水Ｗが加熱されるようにしている。なお、空焚きを防ぐために、容器１１の内部の１次冷却水Ｗの水位は、ヒータスリーブ８０に挿入された誘導加熱棒２８の上端部よりも上位になるようにする。
【００８２】
本実施の形態に係る加圧器２６は、上述したように構成しているので、電源１２から誘導加熱用コイル１３へと電流が供給されることによって誘導加熱が引き起こされ、容器１１の内部に取り込まれた１次冷却水Ｗが加熱される。
【００８３】
従来技術で適用されていた電気ヒータ７６は、出力を増加させようとすると電気ヒータ７６自体の温度が上昇し、その最高使用温度から出力の限界が自ずと決定されてしまい、出力増加が容易ではない。それに対して、誘導加熱用コイル１３は、コイル１３自体を発熱させないので加熱量の増加が容易に図られる。したがって、誘導加熱用コイル１３は、１つあたりの加熱量を増加させることにより、電気ヒータ７６よりも少ない数で、同等の加熱性能が実現される。
【００８４】
よって、ヒータスリーブ８０が設けられた既設の加圧器に対するバックフィットが可能であると共に、全てのヒータスリーブ８０に誘導加熱棒２８を挿入せずとも、電気ヒータ７６を用いていた従来技術の加圧器６４と同等の加熱効率が実現される。
【００８５】
上述したように、本実施の形態に係る加圧器においては、上記のような作用により、加圧型原子力発電プラントに設置されている既設の加圧器６４に対し、ヒータスリーブ８０から電気ヒータ７６のヒータエレメント８２を取り外し、ヒータスリーブ８０の一部に誘導加熱棒２８を配置することによって実現することができる。
【００８６】
電気ヒータ７６は、出力を増加させようとすると電気ヒータ７６自体の温度が上昇し、その最高使用温度から出力の限界が自ずと決定されてしまい、出力増加が容易ではない。それに対して、誘導加熱用コイル１３は、コイル１３自体は発熱しないので加熱量を容易に増加することができる。
【００８７】
よって、ヒータスリーブ８０が設けられている既設の加圧器６４に対するバックフィットが可能であると共に、誘導加熱棒２８あたりの加熱量を増加させることにより、電気ヒータ７６よりも少ない数の誘導加熱棒２８で、従来技術における加圧器６４と同等の加熱性能を実現することが可能となる。
【００８８】
なお、上記では、容器１１の下端部側に溶接固定され、鉛直方向に配置されたヒータスリーブ８０を備えた加圧器２６について説明したが、本実施の形態に係る加圧器は、これに限るものではない。たとえば、図７に示すように、水平方向に配置されたヒータスリーブ８０に誘導加熱棒２８を挿入した構成でもよい。
【００８９】
あるいは、図８に示すように、容器１１の内部で蛇行状になるように構成したヒータスリーブ８０に誘導加熱棒２８を挿入した構成としても良い。なお、このような蛇行状のヒータスリーブ８０に誘導加熱棒２８を挿入する場合には、例えばアルミニウムのように曲げ特性に優れた材料を軸芯２９に用いる。
【００９０】
（第６の実施の形態）
本発明の第６の実施の形態を図９を用いて説明する。
【００９１】
図９は、第６の実施の形態に係る加圧器の構成例を示す立断面図である。
【００９２】
すなわち、本実施の形態に係る加圧器３４は、図１１に示す従来技術の加圧器６４の電気ヒータ７６を省略し、代わりに、一般的に炭素鋼が用いられる容器１１の外壁の一部をマイクロ波窓３６に置き換えた構成としている。更に、容器１１の外側に、マイクロ波を発生するマイクロ波発生装置３８と、マイクロ波発生装置３８によって発生されたマイクロ波をマイクロ波窓３６に導波する導波管３９と、マイクロ波発生装置３８に必要な電力及び冷却水を供給する電源冷却水装置４０とを備えている。
【００９３】
なお、マイクロ波窓３６は、導波管３９によって導波されたマイクロ波を、容器１１の内部に導入させる窓である。このようなマイクロ波窓３６に適用される物質としては、マイクロ波に対する透過性が高く、マイクロ波によって照射されても発熱せず、絶縁性を有するという特性が要求され、セラミックスが好適である。
【００９４】
本実施の形態に係る加圧器３４もまた電気ヒータ７６が無いことから、電気ヒータ７６を挿入するための貫通孔は、容器１１には存在しない。
【００９５】
マイクロ波発生装置３８がマイクロ波を発生すると、このマイクロ波は導波管３９によってマイクロ波窓３６へと導波され、更にマイクロ波窓３６を介して容器１１の内部へと導入されるようにしている。
【００９６】
このように容器１１の内部へと導入されたマイクロ波は、容器１１の内部に取り込まれている１次冷却水Ｗを加熱する。
【００９７】
本実施の形態に係る加圧器３４は、上述したように構成しているので、マイクロ波発生装置３４によって発生されたマイクロ波を、マイクロ波窓３６を介して容器１１の内部へと導入することによって、容器１１の内部に取り込まれた１次冷却水Ｗを加熱することができる。その結果、電気ヒータ７６を省略することができ、構成を簡素化することができるとともに、容器１１に貫通部を設ける必要が無くなるので、溶接部に起因する割れの発生が無くなり、長期安全性の向上を図ることができる。
【００９８】
また、マイクロ波の発生および導波のための設備であるマイクロ波発生装置３８、導波管３９、および電源冷却水装置４０は、容器１１の外側に配置しているので、容易にメンテナンスすることが可能となる。
【００９９】
以上、本発明の好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかかる構成に限定されない。特許請求の範囲の発明された技術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１００】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電気ヒータを用いずに１次冷却水を加熱するようにすることによって、コストダウンを図るとともに、メンテナンサビィティの向上を図ることが可能な加圧水型原子炉用加圧器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る加圧水型原子炉用加圧器の構成例を示す立断面図
【図２】第２の実施の形態に係る加圧水型原子炉用加圧器の構成例を示す立断面図
【図３】第３の実施の形態に係る加圧水型原子炉用加圧器の構成例を示す立断面図
【図４】第４の実施の形態に係る加圧水型原子炉用加圧器の構成例を示す立断面図
【図５】第５の実施の形態に係る加圧水型原子炉用加圧器の構成例を示す立断面図
【図６】誘導加熱棒の構成例を示す立断面図
【図７】第５の実施の形態に係る加圧水型原子炉用加圧器の別の構成例を示す立断面図
【図８】第５の実施の形態に係る加圧水型原子炉用加圧器の別の構成例を示す立断面図
【図９】第６の実施の形態に係る加圧水型原子炉用加圧器の構成例を示す立断面図
【図１０】加圧型原子力発電プラントの構成概念図
【図１１】従来から用いられている加圧器の構成を示す立断面図
【図１２】電気ヒータの構成を示す部分立断面図
【符号の説明】
１０，１６，２０，２４，２６，３４，６４…加圧器
１１，６３…容器
１２…電源
１３…誘導加熱用コイル
１４…制御装置
１８…誘導加熱部
２２…循環配管
２８…誘導加熱棒
２９…軸芯
３４…マイクロ波発生装置
３６…マイクロ波窓
３８…マイクロ波発生装置
３９…導波管
４０…電源冷却水装置
６０…原子炉
６１…ポンプ
６２…１次冷却系
６６…蒸気発生器
６８…２次冷却系
７０…タービン発電機
７２…復水器
７４…給水ポンプ
７５…サージ管
７６…電気ヒータ
７８…冷却スプレイ
７９…冷却水供給配管
８０…ヒータスリーブ
８２…ヒータエレメント
８４…エンドプラグ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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