(57)【要約】【課題】原子力施設における空調設備の有効な省エネルギーを実現できる制御システムを提供することにある。【解決手段】原子力施設用空調制御システム１において、制御装置１０は、外気温度値に従って外気導入量指示値を作成し、かつ放射線強度に従って外気導入量指示値を作成する。制御装置１０は、いずれかの大きい値を示す外気導入量指示値を選択して、これに基づいて外気導入量を調整するための風量制御系であるファン１１及びダンパ１２を制御する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子力施設の空調を行なうための空調手段と、
前記空調手段に対する外気導入量を調整する外気調整手段と、
外気温度を検知する温度センサ手段と、
外気温度と外気導入量との関係に基づいて、前記温度センサ手段により検知された外気温度値に従って外気導入量を指示する外気導入量指示値を作成する作成手段と、
前記外気導入量指示値に基づいて前記外気調整手段を制御する手段と
を具備したことを特徴とする原子力施設用空調制御システム。
【請求項２】
原子力施設の空調を行なうための空調手段と、
前記空調手段に対する外気の導入量を調整する外気調整手段と、
外気温度を検知する温度センサ手段と、
前記原子力施設の放射線強度を測定する測定手段と、
外気温度と外気導入量との関係に基づいて、前記温度センサ手段により検知された外気温度値に従って外気導入量の指示値を示す第１の外気導入量指示値を作成する第１の作成手段と、
放射線強度と外気導入量との関係に基づいて、前記測定手段により測定された放射線強度に従って外気導入量の指示値を示す第２の外気導入量指示値を作成する第２の作成手段と、
前記第１の外気導入量指示値及び前記第２の外気導入量指示値のいずれかを外気導入量指示値として選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された外気導入量指示値に基づいて前記外気調整手段を制御する手段と
を具備したことを特徴とする原子力施設用空調制御システム。
【請求項３】
前記作成手段は、
前記外気温度と外気導入量との関係に基づいて、前記温度センサ手段により検知された外気温度値から外気導入量を算出するための変換表を有することを特徴とする請求項１に記載の原子力施設用空調制御システム。
【請求項４】
前記第１の作成手段は、前記外気温度と外気導入量との関係に基づいて、前記温度センサ手段により検知された外気温度値から外気導入量を算出するための第１の変換表を有し、
前記第２の作成手段は、前記放射線強度と外気導入量との関係に基づいて、前記測定手段により測定された放射線強度から外気導入量を算出するための第２の変換表を有することを特徴とする請求項２に記載の原子力施設用空調制御システム。
【請求項５】
前記選択手段は、
前記第１の外気導入量指示値と前記第２の外気導入量指示値とを比較し、大きい値を示す一方を外気導入量指示値として選択するように構成されていることを特徴とする請求項２又は請求項４のいずれか１項に記載の原子力施設用空調制御システム。
【請求項６】
前記選択手段は、
前記第１の外気導入量指示値及び前記第２の外気導入量指示値の中で、第２の外気導入量指示値が予め設定された基準値を超える場合を除いて、前記第１の外気導入量指示値を優先的に外気導入量指示値として選択し、
第２の外気導入量指示値が予め設定された基準値を超える場合には前記第２の外気導入量指示値を優先的に外気導入量指示値として選択するように構成されていることを特徴とする請求項２又は請求項４のいずれか１項に記載の原子力施設用空調制御システム。
【請求項７】
前記作成手段により作成された前記外気導入量指示値を画面上に表示する表示手段を有することを特徴とする請求項１又は請求項３のいずれか１項に記載の原子力施設用空調制御システム。
【請求項８】
前記第１の作成手段により作成された前記第１の外気導入量指示値、及び前記第２の作成手段により作成された前記第２の外気導入量指示値を画面上に表示する表示手段を有することを特徴とする請求項２、請求項４、請求項５、請求項６のいずれか１項に記載の原子力施設用空調制御システム。
【請求項９】
前記作成手段により作成された前記外気導入量指示値に基づいて省エネルギー量を算出する手段と、
前記省エネルギー量を画面上に表示する表示手段と
を有することを特徴とする請求項１、請求項３、請求項７のいずれか１項に記載の原子力施設用空調制御システム。
【請求項１０】
前記選択手段により選択された前記外気導入量指示値に基づいて省エネルギー量を算出する手段と、
前記省エネルギー量を画面上に表示する表示手段と
を有することを特徴とする請求項２、請求項４、請求項５、請求項６、請求項８のいずれか１項に記載の原子力施設用空調制御システム。
【請求項１１】
前記空調手段から前記原子力施設に空気を送出するためのダクトの吹出し温度の指示値を、前記外気温度に基づいて作成する手段と、
前記吹出し温度の指示値に従って、前記ダクトの吹出し温度を制御する手段と
を有することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の原子力施設用空調制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力発電プラントなどの原子力施設の空調設備に適用する原子力施設用空調制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、原子力発電プラントなどの原子力施設に使用される空調設備は、空気の全量を外気から取り入れる方式である。この場合、外気量は、年間を通して一定値である。
【０００３】
大量の外気が導入されると、夏季には、ある程度の冷房効果が得られる。しかし、外気温度が例えば３０℃程度まで達すると、原子力建屋内が暑すぎることになるので、空調設備による冷房が必要となる。しかし、外気導入量が大きいので、空調設備として大きな冷凍容量と送風動力が必要となる。また、冬季には逆に、原子力建屋内が冷えすぎるので暖房することになるが、このときも大量の暖房容量と送風動力が必要になる。この結果、原子力施設用の空調システムは極めて効率の悪い、大量のエネルギーを要するシステムとなっていた。
【０００４】
そこで、このような原子力特有の条件下において、空調設備の省エネルギー運転を実現するために、大容量の冷凍機を使用する場合でも、中低負荷にも対応できるような方法や設備が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。この先行技術の具体的内容は、冬期における冷凍機の低負荷時でも、簡単な設備で冷凍機が連続運転する為のダミー負荷を与えることができる原子力発電所の冷房空調用冷水供給方法及び設備を提供するものである。
【０００５】
また、原子力特有の性質である多量の排熱を利用して、吸収式冷凍機を駆動する方式も提案されている（例えば、特許文献２を参照）。この先行技術の具体的内容は、原子力発電の排熱を利用し、フロンガスを用いることなく、省エネルギー及び容量制御に優れた空調設備を提供するものである。
【特許文献１】特開平７−１２７９２９号公報
【特許文献２】特開平６−３３７１８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述の先行技術による方法において、ダミー負荷により冷凍機の中低負荷の特性を向上させる手法は、実際上では大きな省エネルギー効果を得ることは困難である。また、原子力の安全上の特有な条件や、さまざまな状況を勘案すると、原子力の排熱を空調に使用することは現実的ではなく、現時点では採用することは困難である。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、原子力施設の安全上の特有な条件、特に空調用空気の大半を外気から導入する条件下において、実際上での有効な省エネルギーを実現できる原子力施設用空調制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の観点に従った原子力施設用空調制御システムは、原子力施設の空調を行なうための空調手段と、前記空調手段に対する外気導入量を調整する外気調整手段と、外気温度を検知する温度センサ手段と、外気温度と外気導入量との関係に基づいて、前記温度センサ手段により検知された外気温度値に従って外気導入量を指示する外気導入量指示値を作成する作成手段と、前記外気導入量指示値に基づいて前記外気調整手段を制御する手段とを備えた構成である。
【０００９】
本発明の第２の観点に従った原子力施設用空調制御システムは、原子力施設の空調を行なうための空調手段と、前記空調手段に対する外気の導入量を調整する外気調整手段と、外気温度を検知する温度センサ手段と、前記原子力施設の放射線強度を測定する測定手段と、外気温度と外気導入量との関係に基づいて、前記温度センサ手段により検知された外気温度値に従って外気導入量の指示値を示す第１の外気導入量指示値を作成する第１の作成手段と、放射線強度と外気導入量との関係に基づいて、前記測定手段により測定された放射線強度に従って外気導入量の指示値を示す第２の外気導入量指示値を作成する第２の作成手段と、前記第１の外気導入量指示値及び前記第２の外気導入量指示値のいずれかを外気導入量指示値として選択する選択手段と、前記選択手段により選択された外気導入量指示値に基づいて前記外気調整手段を制御する手段とを備えた構成である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、原子力施設の安全上の特有な条件、特に空調用空気の大半を外気から導入する条件下において、実際上での有効な省エネルギーを実現できる原子力施設用空調制御システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００１２】
［システムの構成］
図１は、本実施形態に関する原子力施設用空調制御システムの要部を示すブロック図である。
【００１３】
図１に示すように、本システム１は、制御装置１０と空調本体である空調器１３とを主要部とするＨＶＡＣ（Heating Ventilation Air-conditioning）システムとも呼ばれる。
【００１４】
空調器１３は、冷凍機及び温水ボイラからなる温度調整器に相当する冷暖房機１４により冷房効果又は暖房効果を発揮する。空調器１３は、送風用ファン１１及び外気導入調整用ダンパ１２により風量制御される外気１００を導入する。ファン１１及びダンパ１２を風量制御系（外気調整手段）と表記する場合がある。空調器１３は、ダクト１７を通じて原子力建屋２に空調用空気２００を供給する。原子力建屋２は、原子力発電プラントなどの原子力施設が設けられた建物である。
【００１５】
制御装置１０は、ファン１１及びダンパ１２を制御して、外気１００の導入量を制御（調整）する。また、制御装置１０は、冷暖房機１４を制御して、空調器１３による冷房効果又は暖房効果を制御する。制御装置１０は、後述するように、外気温度センサ１５からの外気温度検知信号を入力して、外気１００の温度値を監視している。また、制御装置１０は、原子力建屋２に設けられた放射線強度測定器２０からの測定信号を入力して、放射線強度を監視している。さらに、制御装置１０は、ダクト１７に設けられた温度センサ１６からの吹出し温度値を入力して、空調器１３から送出される空気２００の温度値を監視している。
【００１６】
（制御装置１０の機能）
以下図１と共に図２を参照して、制御装置１０の機能である外気導入量の制御動作を説明する。
【００１７】
図２は、制御装置１０の機能を説明するための図である。即ち、制御装置１０は、外気温度センサ１５からの外気温度検知信号３０を入力し、予め用意されている変換表３１を使用して、外気温度値に基づいた外気導入量指示値３２を作成する。
【００１８】
変換表３１は、図２に示すように、外気温度と外気導入量との関係から、外気温度値に対応する外気導入量指示値３２を算出するための情報である。具体的には、外気温度と外気導入量との関係とは、外気温度の上昇に伴って、空調器１３の外気導入量を増加させることを示す。
【００１９】
一方、制御装置１０は、放射線強度測定器２０からの放射線強度信号値３４を入力し、予め用意されている変換表３５を使用して、放射線強度値に基づいた外気導入量指示値３６を作成する。
【００２０】
変換表３５は、図２に示すように、放射線強度と外気導入量との関係から、放射線強度値に対応する外気導入量指示値３６を算出するための情報である。具体的には、放射線強度と外気導入量との関係とは、放射線強度の上昇に伴って、空調器１３の外気導入量を増加させることを示す。
【００２１】
制御装置１０は、選択部３３により、外気温度値に対応する外気導入量指示値３２または放射線強度値に対応する外気導入量指示値３６の一方を選択して、外気調整手段である風量制御系を制御するための外気導入量指示値３７として出力する。風量制御系とは、前述したように、空調器１３への外気導入量を調整するためのファン１１及びダンパ１２である。
【００２２】
ここで、選択部３３は、以下のような基準に基づいて外気導入量指示値３７を決定する。
【００２３】
一般的に、選択部３３は、外気導入量指示値３２と外気導入量指示値３６とを比較し、大きい値を示す方を選択して、外気導入量指示値３７とする。
【００２４】
これは、原子力建屋２では、放射線強度は一定の基準範囲内で変動しないように管理されている。従って、通常では、制御装置１０は、変動の大きい外気温度を監視することで、空調器１３の外気導入量を制御する。即ち、制御装置１０は、外気温度の上昇に伴って外気導入量を増加させるように、風量制御系であるファン１１及びダンパ１２を制御する。また、制御装置１０は、外気温度に基づいて、外気導入量を制御すると共に、冷暖房機１４の運転も制御する。即ち、外気温度が低温であれば冷暖房機１４の冷房効果を下げて、逆に高温になれば、冷暖房機１４の冷房効果を上げるように運転制御する。
【００２５】
一方、原子力建屋２では、放射線強度が一定の基準範囲を超えるような状況が発生した場合には、選択部３３は、放射線強度値に対応する外気導入量指示値３６を選択して、外気導入量指示値３７として出力する。即ち、この場合には、放射線強度値に対応する外気導入量指示値３６が、外気温度値に対応する外気導入量指示値３２より大きい値を示すためである。
【００２６】
なお、制御装置１０は、通常では、放射線強度測定器２０からの放射線強度信号値３４を参照せずに、外気温度値に対応する外気導入量指示値３２を外気導入量指示値３７として出力する制御でもよい。この場合、制御装置１０は、放射線強度測定器２０からの放射線強度信号値３４を入力して原子力建屋２の放射線強度を監視し、放射線強度が一定の基準範囲を超えるような状況が発生した場合に、放射線強度測定器２０からの放射線強度信号値３４を参照する制御を実行する。
【００２７】
以上のように本実施形態によれば、外気温度値に対応する外気導入量指示値３２または放射線強度測定器２０からの放射線強度信号値３４に従って、空調器１３の外気導入量を制御する。このため、従来では外気導入量指示値が常に一定でいわば定格運転されていたファン１１、ダンパ１２や冷暖房機１４を、本実施形態の場合には、例えば中間負荷で運転することが可能となる。これにより、外気温度値を監視することで、空調システムで消費されるエネルギーの節約を実現することができる。
【００２８】
図３及び図４は、制御装置１０の機能の中で、空調制御に伴う制御情報の表示機能を説明するための図である。
【００２９】
制御装置１０は、図３に示すように、空調制御に関する各種情報を蓄積するためのデータベース４０、及び当該各種情報を画面上に表示するための表示装置４１を有する。制御装置１０は、制御装置１０が作成した外気導入量指示値３２，３６，３７及び外気温度センサ１５からの外気温度検知信号３０に従った外気温度値のそれぞれを、データベース４０に蓄積する。
【００３０】
また、制御装置１０は、外気導入量指示値３２，３６，３７及び外気温度値３０を処理した各種情報を、表示装置４１の画面上に表示する。具体的には、図４に示すように、例えば現在の外気温度値を表示する。
【００３１】
さらに、制御装置１０は、外気導入量指示値３２，３６，３７のそれぞれを、図４に示すように、外気導入量の定格値を１００％とした場合の外気導入量必要量を表示する。即ち、外気温度値に対応する外気導入量指示値３２を、外気導入量必要量として例えば「８０％」を表示する。これは、例えば現在の外気温度が「２８℃」の場合に、作成された外気導入量指示値３２から算出される外気導入量必要量に相当する。
【００３２】
一方、放射線強度値に対応する外気導入量指示値３６を、外気導入量必要量として例えば「５０％」を表示する。この場合、制御装置１０は、選択部３３により、相対的に大きい値である外気導入量指示値３２を選択し、外気導入量指示値３７として外気導入量必要量の「８０％」を表示する。
【００３３】
さらに、制御装置１０は、データベース４０に蓄積された外気導入量指示値３２，３６，３７に基づいて運転された結果として得られた省エネルギー量を算出する。そして、これを例えば「省エネ効果（本日現在まで）」として、表示装置４１の画面上に表示する。この場合、制御装置１０は、ファン１１などの動力費の低減効果と共に、冷暖房機１４などの低減効果も含めて、空調システム１の効果全体の評価として表示する。
【００３４】
以上要するに、本実施形態によれば、原子力施設において空調用空気の大半を外気１００から導入する条件下において、特に外気温度の変動に応じて外気導入の必要量を決定することにより、空調システムを効率的に運転し、結果として有効な省エネルギーを実現することができる。
【００３５】
（変形例）
図５は、本実施形態の変形例に関する図である。
【００３６】
なお、本変形例においてもシステムは、図１に示す構成と同一であり、詳細な説明は省略する。
【００３７】
本変形例では、制御装置１０は、外気温度センサ１５からの外気温度検知信号３０を入力し、予め用意されている変換表５０を使用して、外気温度値に基づいた吹出し温度指示値５１を作成する。ここで、吹出し温度とは、図１に示すように、空調器１３から送出される空気２００を、原子力建屋２に供給するためのダクト１７の通気温度である。
【００３８】
具体的には、制御装置１０は、外気温度に応じた吹出し温度指示値５１を、吹出し温度制御系に出力する。吹出し温度制御系とは、ダクト１７の通気温度を制御するもので、冷暖房機１４の制御系である。制御装置１０は、ダクト１７に設けられた温度センサ１６からの吹出し温度値を入力して、空調器１３から送出される空気２００の温度値を監視している。
【００３９】
制御装置１０は、例えば、外気温度の上昇に伴う吹出し温度指示値５１に基づいて、冷暖房機１４の運転を制御する。即ち、制御装置１０は、ダクト１７に設けられた温度センサ１６からの吹出し温度値が所定の温度範囲に設定されるように、例えば冷暖房機１４の暖房運転を停止する。また、制御装置１０は、例えば冷暖房機１４の冷房運転を実行して、冷房効果を高めるように制御する。要するに、本変形例の制御により、空調器１３から原子力建屋２に供給される空調用空気２００の温度を調整するための冷暖房機１４の運転を、外気温度の変動に従って効率化し、結果として有効な省エネルギーを実現することができる。
【００４０】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態に関する空調制御システムの構成を示すブロック図。
【図２】本実施形態に関する制御装置の外気導入量制御機能を説明するためのブロック図。
【図３】本実施形態に関する制御装置の表示機能を説明するためのブロック図。
【図４】本実施形態に関する表示画面の一例を示す図。
【図５】本実施形態の変形例に関する制御装置の機能を説明するためのブロック図。
【符号の説明】
【００４２】
１…原子力施設用空調制御システム、２…原子力建屋、１０…制御装置、
１１…送風用ファン、１２…外気導入調整用ダンパ、１３…空調器、
１４…冷暖房機、１５…外気温度センサ、１６…温度センサ、１７…ダクト、
２０…放射線強度測定器、３１，３５，５０…変換表、
１００…外気、２００…空調用空気。
【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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