(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子力発電設備の給水浄化装置であって、
復水器からの復水を脱気器に送る供給ラインと、
前記供給ラインに設けられる復水脱塩手段と、
前記復水脱塩手段をバイパスするバイパスラインと、
前記脱気器に溜められた流体を前記復水器に戻す戻しラインと、
前記供給ラインへの前記復水器の冷却媒体の混入を検出する漏れ検知手段と、
前記戻しライン及び前記バイパスラインの開閉を行い前記漏れ検知手段により冷却媒体の混入が検知された際に前記戻しラインを開くとともに前記バイパスラインを閉じる開閉手段とを備え、
前記脱気器の流体を蒸気発生器へ送ることを特徴とする給水浄化装置。
【請求項２】
火力発電設備の給水浄化装置であって、
復水器からの復水を脱気器に送る供給ラインと、
前記供給ラインに設けられる復水脱塩手段と、
前記復水脱塩手段をバイパスするバイパスラインと、
前記脱気器に溜められた流体を前記復水器に戻す戻しラインと、
前記供給ラインへの前記復水器の冷却媒体の混入を検出する漏れ検知手段と、
前記戻しライン及び前記バイパスラインの開閉を行い前記漏れ検知手段により冷却媒体の混入が検知された際に前記戻しラインを開くとともに前記バイパスラインを閉じる開閉手段とを備え、
前記脱気器の流体をボイラに送ることを特徴とする給水浄化装置。
【請求項３】
原子炉側の加圧水を熱源とする蒸気発生器と、
前記蒸気発生器からの蒸気を駆動源とする蒸気タービンと、
前記蒸気タービンの排気蒸気を復水する復水器と、
前記復水器からの復水を脱気器に供給する供給ラインと、
前記供給ラインに設けられ復水の不純物を除去する復水脱塩手段と、
前記供給ラインに設けられ前記供給ラインを流通する流体を高pHとして運用する際には前記復水脱塩手段を流体がバイパスするバイパスラインと、
前記脱気器に溜められた流体を前記復水器に戻す戻しラインと、
前記供給ラインへの前記復水器の冷却媒体の混入を検出する漏れ検知手段と、
前記戻しラインの開閉を行い前記漏れ検知手段により冷却媒体の混入が検知された際に前記バイパスラインを閉じるとともに前記戻しラインを開く開閉手段とを備え、
前記脱気器の流体を前記蒸気発生器へ送ることを特徴とする原子力発電設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給水浄化装置及びこの給水浄化装置を備えた原子力発電設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に原子力発電設備では、原子炉で発生する熱により一次系の水を加熱し、加熱された高温の一次系の水は蒸気発生器に送られ、蒸気発生器で一次系の高温の水により二次系の水を蒸気に変えて蒸気タービンを駆動して発電機を作動させるようになっている。蒸気タービンで仕事を終えた蒸気は復水器で海水により冷却されて復水され、脱気器を通して蒸気発生器に戻される。復水器の下流側には復水脱塩装置が設けられ、復水器で復水された流体の不純物が復水脱塩装置でイオン交換されて除去される（給水浄化装置）。
【０００３】
一方、原子力発電設備の蒸気発生器は、一次系の水の熱交換チューブの外側に二次系の水が存在する構造になっている。二次系の水の循環系統では、エロージョン・コロージョンにより機器配管内の鉄成分等が溶出して蒸気発生器内の一次系の水の熱交換チューブの外側における流れの絞り部や停滞部にスケールがたい積するのを防止するため、二次系の水の循環系統の流体にアンモニア等を投入して流体を高pH（例えばpH9.8 〜pH10.0）として運用する。流体を高pHとして運用することで、炭素鋼等の鉄成分等の溶出が抑制される。
【０００４】
二次系の水の循環系統の流体を高pHで運用する場合、復水脱塩装置はアンモニアを給水から除去してしまい、高pH運転するにはアンモニア投入量を大幅に増やさなければならない。更に、過大な不純物処理能力を備えた復水脱塩装置が必要となる。そこで、流体を高pHで運用する原子力発電設備では、復水脱塩装置をバイパスするバイパス路を設け、流体を高pHで運用する際には流体をバイパス路にバイパスさせ、復水脱塩装置を通さないようにしている。
【０００５】
そして、給水浄化装置を備えた原子力発電設備では、万一、復水器の海水が漏れた場合のために、復水器から脱気器までの間で海水の混入を検知する検知手段が備えられ、流体を高pHで運用する際に（復水脱塩装置をバイパスしている際）検知手段により海水の混入が検知された場合、バイパス路を閉じて海水が混入した流体を復水脱塩装置に送って流体を浄化するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
蒸気発生器における水質の制限から海水の混入は微量の混入でも検知する必要がある。しかし、給水浄化装置を備えた原子力発電設備では、検知手段は、例えば、海水中のナトリウムイオンによる電気的変化により海水の混入を検知するようになっているため、微量の混入の場合には検知までの時間がある程度必要になり、海水の混入が検知された時には海水が混入した流体が復水脱塩装置をバイパスして脱気器側に送られてしまう虞があった。
【０００７】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、供給ラインへの復水器の冷却媒体の混入が検出された時には復水器側に流体を確実に戻すことができる給水浄化装置を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、復水器の冷却媒体の混入した流体が復水脱塩装置をバイパスして脱気器側に送られてしまっても、蒸気発生器側へ海水が混入した流体が送られることを極力減少させる原子力発電設備を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の給水浄化装置の構成は、原子力発電設備の給水浄化装置であって、復水器からの復水を脱気器に送る供給ラインと、前記供給ラインに設けられる復水脱塩手段と、前記復水脱塩手段をバイパスするバイパスラインと、前記脱気器に溜められた流体を前記復水器に戻す戻しラインと、前記供給ラインへの前記復水器の冷却媒体の混入を検出する漏れ検知手段と、前記戻しライン及び前記バイパスラインの開閉を行い前記漏れ検知手段により冷却媒体の混入が検知された際に前記戻しラインを開くとともに前記バイパスラインを閉じる開閉手段とを備え、前記脱気器の流体を蒸気発生器へ送ることを特徴とする。
また、上記目的を達成する本発明の給水浄化装置の構成は、火力発電設備の給水浄化装置であって、復水器からの復水を脱気器に送る供給ラインと、前記供給ラインに設けられる復水脱塩手段と、前記復水脱塩手段をバイパスするバイパスラインと、前記脱気器に溜められた流体を前記復水器に戻す戻しラインと、前記供給ラインへの前記復水器の冷却媒体の混入を検出する漏れ検知手段と、前記戻しライン及び前記バイパスラインの開閉を行い前記漏れ検知手段により冷却媒体の混入が検知された際に前記戻しラインを開くとともに前記バイパスラインを閉じる開閉手段とを備え、前記脱気器の流体をボイラに送ることを特徴とする。
【００１１】
上記目的を達成するための本発明の原子力発電設備の構成は、原子炉側の加圧水を熱源とする蒸気発生器と、前記蒸気発生器からの蒸気を駆動源とする蒸気タービンと、前記蒸気タービンの排気蒸気を復水する復水器と、前記復水器からの復水を脱気器に供給する供給ラインと、前記供給ラインに設けられ復水の不純物を除去する復水脱塩手段と、前記供給ラインに設けられ前記供給ラインを流通する流体を高pHとして運用する際には前記復水脱塩手段を流体がバイパスするバイパスラインと、前記脱気器に溜められた流体を前記復水器に戻す戻しラインと、前記供給ラインへの前記復水器の冷却媒体の混入を検出する漏れ検知手段と、前記戻しラインの開閉を行い前記漏れ検知手段により冷却媒体の混入が検知された際に前記バイパスラインを閉じるとともに前記戻しラインを開く開閉手段とを備え、前記脱気器の流体を前記蒸気発生器へ送ることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１には本発明の一実施形態例に係る給水浄化装置を備えた原子力発電設備の全体構成を示してある。
【００１３】
図に示すように、原子力発電設備では、原子炉１で発生する熱により一次系の水（加圧水）が加熱されて蒸気発生器２に送られ、蒸気発生器２では一次系の高温の水により二次系の水が蒸気に変えられて蒸気タービン３に送られ、蒸気タービン３を駆動して発電機3aを作動させる。蒸気タービン３の排気蒸気は凝縮手段としての復水器４に送られ、例えば、海水により冷却されて復水され、復水器４で復水された水は供給ライン５から被投入機器としての脱気器１０に溜められた後、蒸気発生器２に給水されるようになっている。
【００１４】
供給ライン５には、上流側から順に、復水ポンプ６、復水脱塩手段としての復水脱塩装置７及び複数のヒータが直列に配設された低圧給水加熱器９を備えている。また、供給ライン５には、復水ポンプ６の下流側から分岐して復水器４につながる検知ライン８が設けられ、検知ライン８には供給ライン５への海水の混入、即ち、復水器４の細管4aの漏洩を検知する漏れ検知手段としての漏れ検知器２１が設けられている。漏れ検知器２１は、例えば、海水中のナトリウムイオンを電気的に検知することで供給ライン５への海水の混入を検知し、復水器４の細管4aの漏洩を判定する。尚、漏れ検知器２１は復水脱塩装置７の上流の任意の場所における供給ライン５に設けることが可能である。
【００１５】
復水脱塩装置７には、復水脱塩装置７をバイパスするバイパスライン１２が備えられている。バイパスライン１２の基端側の流路の下流における復水脱塩装置７の上流側には第１弁装置１１が設けられ、バイパスライン１２の終端側の流路の上流における復水脱塩装置７の下流側には第２弁装置１３が設けられている。そして、バイパスライン１２には開閉手段としての第３弁装置１４が設けられている。第１弁装置１１及び第２弁装置１３を閉じると共に第３弁装置１４を開くことで、復水器４からの流体はバイパスライン１２を通って脱気器１０に送られる。また逆に、第１弁装置１１及び第２弁装置１３を開くと共に第３弁装置１４を閉じることで、復水器４からの流体は復水脱塩装置７に通水されて脱気器１０に送られる。
【００１６】
一方、脱気器１０に溜められた流体を復水器４に戻す戻しライン２２が設けられ、戻しライン２２には開閉を行う開閉手段としての第４弁装置２３が設けられている。また、戻しライン２２には流体を系外に排出するライン２４が設けられている。通常運転時には第４弁装置２３を閉じておき、起動時等に第４弁装置２３を開いて戻しライン２２を循環させ、系内に溜まった循環流体の不純物が除去されるようになっている。
【００１７】
漏れ検知器２１の検知情報は制御装置２５に入力され、海水の漏れが検知された場合には、制御装置２５から第４弁装置２３を開く指令が出力される。また、制御装置２５からは、第１弁装置１１及び第２弁装置１３を開くと共に、第３弁装置１４を閉じる指令が出力され、海水の漏れが生じた流体が復水脱塩装置７に通水されるようになっている。尚、漏れ検知器２１の検知情報に基づいて各弁装置を制御装置２５によらずに手動で開閉することも可能である。
【００１８】
尚、上述した実施形態例では、復水器４から脱気器１０までのラインで構成される給水浄化装置を、蒸気発生器２と蒸気タービン３とを備えた原子力発電設備に適用して説明したが、脱気器１０の流体をボイラに送り、ボイラで発生した蒸気により蒸気タービンを駆動して排気蒸気を復水器４で復水する火力発電設備に適用することも可能である。
【００１９】
上述した原子力発電設備では、蒸気発生器２から蒸気タービン３、復水器４及び供給ライン５により、二次系の流体が循環する循環系統が構築されている。蒸気発生器２は、一次系の水の熱交換チューブの外側に二次系の水が存在する構造になっているため、蒸気発生器２内の一次系の水の熱交換チューブの外側における流れの絞り部や停滞部にスケールが堆積するのを防止する必要がある。このため、二次系の流体の循環系統では、エロージョン・コロージョンにより機器配管内の鉄成分等が溶出しないように、供給ライン５にアンモニア等を投入して流体を高pH（例えばpH9.8 〜pH10.0）として運用できるようになっている。流体を高pHとして運用することで、二次系の流体の循環系統における炭素鋼等の鉄成分等の溶出が抑制される。
【００２０】
供給ライン５にアンモニア等を投入して高pHで運用する場合、復水脱塩装置７の第１弁装置１１及び第２弁装置１３を閉じる共に第３弁装置１４を開くことで、復水器４からの流体をバイパスライン１２に通して復水脱塩装置７への通水をなくす。また、起動時等高pHで運用しない場合、第１弁装置１１及び第２弁装置１３を開くと共に第３弁装置１４を閉じることで、復水器４からの流体を復水脱塩装置７に全量通水させる。
【００２１】
上述した原子力発電設備での高pHで運用する運転中に、漏れ検知器２１の検知情報が制御装置２５に入力され、海水の混入の有無、即ち、復水器４の細管4aに海水の漏れがあるかが検知されている。漏れ検知器２１により海水の混入が検知されると、制御装置２５から第４弁装置２３を開く指令が出力される。また、制御装置２５からは、第１弁装置１１及び第２弁装置１３を開くと共に、第３弁装置１４を閉じる指令が出力され、海水の漏れが生じた流体が復水脱塩装置７に通水されるようになっている。これにより、高pHで運用してバイパスライン１２に通水を行っているときに海水の混入が検知された場合、バイパスライン１２が閉じられて海水が混入した流体が復水脱塩装置７に送られ流体が浄化される。
【００２２】
漏れ検知器２１は、例えば、海水中のナトリウムイオンによる電気的変化により海水の混入を検知するようになっているため、微量の混入の場合には検知までの時間がある程度必要になる。このため、漏れ検知器２１で海水の混入が検知された時点では海水が混入した流体が復水脱塩装置７をバイパスして脱気器１０側に送られている状態になっている。このため、漏れ検知器２１により海水の混入が検知された場合、第３弁装置１４を閉じると共に第１弁装置１１及び第２弁装置１３を開き、同時に、第４弁装置２３を開く。
【００２３】
これにより、海水が混入した流体が復水脱塩装置７に通水されて浄化されると共に、復水脱塩装置７をバイパスして脱気器１０側に送られた海水の混入した流体が蒸気発生器２側に給水されることなく脱気器１０から戻しライン２３を通って復水器４に戻される。従って、海水の混入の検知に時間がかかる漏れ検知器２１を用いていても、海水が混入して水質が悪化した流体が蒸気発生器２側に送られることがほとんどなくなり、水質が悪化した流体の蒸気発生器２への給水を最小限に抑制することが可能になる。
【００２４】
上述した実施形態例では、海水の混入した流体を脱気器１０から戻しライン２３を通して復水器４に戻しているため、起動時等に不純物を除去する戻しライン２３を用いることになり、設備の追加等がほとんど不要で既存の設備を最大限に生かすことが可能である。尚、海水の混入した流体を戻す専用の戻しラインを設けることも可能能である。
【００２５】
上述した実施形態例の給水浄化装置では、復水器４の凝縮水である海水の供給ライン５への混入が検出された時には、戻しライン２２の第４弁装置２３が開かれるので、海水の混入した流体を脱気器１０から復水器４に確実に戻すことができる。そして、上述した実施形態例の原子力発電設備では、海水が混入した流体が復水脱塩装置７をバイパスして脱気器１０側に送られてしまっても、戻しライン２２の第４弁装置２３が開かれて海水の混入した流体が脱気器１０から復水器４に確実に戻されるので、蒸気発生器２側には海水の混入した流体が送られることがない。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の給水浄化装置は、復水器からの復水を脱気器に送る供給ラインと、前記供給ラインに設けられる復水脱塩手段と、前記復水脱塩手段をバイパスするバイパスラインと、前記脱気器に溜められた流体を前記復水器に戻す戻しラインと、前記供給ラインへの前記復水器の冷却媒体の混入を検出する漏れ検知手段と、前記戻しライン及び前記バイパスラインの開閉を行い前記漏れ検知手段により冷却媒体の混入が検知された際に前記戻しラインを開くとともに前記バイパスラインを閉じる開閉手段とを備えたので、漏れ検知手段により、復水器の冷却媒体の供給ラインへの混入が検知された時には、開閉手段により戻しラインが開かれるとともにバイパスラインが閉じられて冷却媒体の混入した流体が復水器に戻される。この結果、冷却媒体の混入した流体を被投入機器から復水器に確実に戻すことが可能になる。
【００２８】
本発明の原子力発電設備は、原子炉側の加圧水を熱源とする蒸気発生器と、前記蒸気発生器からの蒸気を駆動源とする蒸気タービンと、前記蒸気タービンの排気蒸気を復水する復水器と、前記復水器からの復水を脱気器に供給する供給ラインと、前記供給ラインに設けられ復水の不純物を除去する復水脱塩手段と、前記供給ラインに設けられ前記供給ラインを流通する流体を高pHとして運用する際には前記復水脱塩手段を流体がバイパスするバイパスラインと、前記脱気器に溜められた流体を前記復水器に戻す戻しラインと、前記供給ラインへの前記復水器の冷却媒体の混入を検出する漏れ検知手段と、前記戻しラインの開閉を行い前記漏れ検知手段により冷却媒体の混入が検知された際に前記バイパスラインを閉じるとともに前記戻しラインを開く開閉手段とを備えたので、漏れ検知手段により、復水器の冷却媒体の供給ラインへの混入が検知された時には、開閉手段により戻しラインが開かれるとともにバイパスラインが閉じられて冷却媒体の混入した流体が復水器に戻されて冷却媒体の混入した流体を脱気器から復水器に確実に戻すことができる。この結果、冷却媒体の混入した流体が復水脱塩装置をバイパスして脱気器側に送られてしまっても、蒸気発生器側には冷却媒体の混入した流体が送られることがない原子力発電設備とすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態例に係る給水浄化装置を備えた原子力発電設備の全体構成図。
【符号の説明】
１  原子炉
２  蒸気発生器
３  蒸気タービン
４  復水器
５  供給ライン
６  復水ポンプ
７  復水脱塩装置
８  検知ライン
９  低圧給水加熱器
１０  脱気器
１１  第１弁装置
１２  バイパスライン
１３  第２弁装置
１４  第３弁装置
２１  漏れ検知器
２２  戻しライン
２３  第４弁装置
２４  ライン
２５  制御装置
【図１】
0004598996.tif 000002