(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉側の加圧水を熱源とする蒸気発生器と、蒸気発生器からの蒸気を駆動源とする蒸気タービンと、蒸気タービンの排気蒸気を復水する復水器と、復水器の流体を蒸気発生器に投入する復水系統と、復水系統に設けられ流体の不純物を除去する復水脱塩装置と、復水系統に設けられ復水脱塩装置をバイパスするバイパス系統とを備え、
蒸気発生器から蒸気タービン、復水器、復水系統に流体を循環させると共に循環させる流体にアンモニアを投入して流体を高pHとして運用する際には流体をバイパス系統に循環させ、
蒸気発生器の流体の一部をブローダウンして排出すると共に排出したブローダウン流体をバイパス系統を通水することなく復水脱塩装置に投入する排出系統を設け、復水系統の流体を冷却媒体としてブローダウン流体を冷却する熱交換手段を排出系統に設け、熱交換手段に対する出入流路の間における復水系統に加熱手段を設けたことを特徴とする原子力発電設備。
【請求項２】
原子炉側の加圧水を熱源とする蒸気発生器と、蒸気発生器からの蒸気を駆動源とする蒸気タービンと、蒸気タービンの排気蒸気を復水する復水器と、復水器の流体を蒸気発生器に投入する復水系統と、復水系統に設けられ流体の不純物を除去する復水脱塩装置と、復水系統に設けられ復水脱塩装置をバイパスするバイパス系統とを備え、
蒸気発生器から蒸気タービン、復水器、復水系統に流体を循環させると共に機器配管中の鉄成分等の溶出を防止するため循環させる流体にアンモニアを投入して流体を高pHとして運用した際には流体をバイパス系統に循環させて復水脱塩装置への通水をなくし、起動時等に流体を高pHとして運用しない際には流体を復水脱塩装置に全量通水させ、
流体を高pHとして運用する際に蒸気発生器の流体の一部をブローダウンして排出すると共に排出したブローダウン流体をバイパス系統を通水することなく復水脱塩装置に投入してブローダウン流体の不純物を除去させる排出系統を設け、復水系統の流体を冷却媒体として排出系統のブローダウン流体を冷却することで復水脱塩装置のイオン交換樹脂耐熱温度以下にブローダウン流体の温度を低下させる熱交換手段を排出系統に設け、熱交換手段に対する出入流路の間における復水系統に復水系統の流体を加熱する加熱手段を複数段に設けたことを特徴とする原子力発電設備。
【請求項３】
原子炉側の加圧水を熱源とする蒸気発生器と、蒸気発生器からの蒸気を駆動源とする蒸気タービンと、蒸気タービンの排気蒸気を復水する復水器と、復水器の流体を蒸気発生器に投入する復水系統と、復水系統に設けられ流体の不純物を除去する復水脱塩装置と、復水系統に設けられ復水脱塩装置をバイパスするバイパス系統とを備え、
蒸気発生器から蒸気タービン、復水器、復水系統に流体を循環させると共に循環させる流体にアンモニアを投入して流体を高pHとして運用する際には流体をバイパス系統に循環させ、
蒸気発生器の流体の一部をブローダウンして排出すると共に排出したブローダウン流体をバイパス系統を通水することなく復水脱塩装置に投入する排出系統を設け、排出系統に複数のフラッシュタンクを直列に連結して設けることでブローダウン流体を冷却する冷却手段を構成し、冷却手段のフラッシュタンクにミストセパレータを設ける一方、圧力に応じて複数段の加熱手段を復水系統に設け、各フラッシュタンクの蒸気を圧力に応じた加熱手段にそれぞれ投入する投入系を設けたことを特徴とする原子力発電設備。
【請求項４】
原子炉側の加圧水を熱源とする蒸気発生器と、蒸気発生器からの蒸気を駆動源とする蒸気タービンと、蒸気タービンの排気蒸気を復水する復水器と、復水器の流体を蒸気発生器に投入する復水系統と、復水系統に設けられ流体の不純物を除去する復水脱塩装置と、復水系統に設けられ復水脱塩装置をバイパスするバイパス系統とを備え、
蒸気発生器から蒸気タービン、復水器、復水系統に流体を循環させるに際し、機器配管中の鉄成分等の溶出を防止するため循環させる流体にアンモニアを投入して流体を高pHとして運用する際には流体をバイパス系統に循環させて復水脱塩装置への通水をなくし、起動時等に流体を高pHとして運用しない際には流体を復水脱塩装置に全量通水させ、
流体を高pHとして運用する際に蒸気発生器の流体の一部をブローダウンして排出すると共に排出したブローダウン流体をバイパス系統を通水することなく復水脱塩装置に投入してブローダウン流体の不純物を除去させる排出系統を設け、排出系統に複数のフラッシュタンクを直列に連結して配設することで排出系統のブローダウン流体を冷却して復水脱塩装置のイオン交換樹脂耐熱温度以下にブローダウン流体の温度を低下させる冷却手段を設け、冷却手段のフラッシュタンクにミストセパレータを設ける一方、圧力に応じた複数段の加熱手段を復水系統に設け、各フラッシュタンクの蒸気を圧力に応じた加熱手段にそれぞれ投入する投入系を設けたことを特徴とする原子力発電設備。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、復水脱塩装置は、複数の脱塩塔が並列に備えられ、複数の脱塩塔に流体を送る一つの入口ラインと、複数の脱塩塔から通水されてイオン交換された後の流体が排出される一つの出口ラインとが備えられ、入口ラインと出口ラインとが再循環路で連通され、再循環路に出口ライン側の流体を入口ラインに圧送するポンプが設けられていることを特徴とする原子力発電設備。
【請求項６】
請求項５において、複数の脱塩塔から一つの出口ラインへの流路から分岐する分岐路がそれぞれ設けられ、分岐路は、一つの回収ラインによって復水器側に連通し、回収ラインと入口ラインとが循環路で連通され、循環路に回収ライン側の流体を入口ラインに圧送する第２ポンプが設けられていることを特徴とする原子力発電設備。
【請求項７】
請求項５もしくは請求項６のいずれか一項において、復水脱塩装置は、流体を高pHとして運用して流体をバイパス系統に循環させブローダウン流体が一つの入口ラインに送られた際に、複数の脱塩塔の最低流量を確保するためにポンプを駆動して出口ライン側の流体を入口ラインに圧送す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、原子炉で発生する熱により二次系の水を蒸気に変えてタービン発電機を駆動する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、蒸気発生器に戻される。復水器の後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。原子力発電設備では、蒸気発生器に不純物が蓄積して濃縮されるのを防止するため、二次系の水の一部をブローダウンして蒸気発生器から排出し、ブローダウンした流体は系外に捨てられるか復水器に直接回収されている。
【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（復水脱塩装置の出口側）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、復水脱塩装置の入口側のアンモニア濃度が高くなり、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する必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の原子力発電設備では、二次系の流体を高pHで運用する場合、蒸気発生器の流体をブローダウンして復水器で回収された後の流体が復水脱塩装置をバイパスすることになる。このため、不純物の除去が十分に行なえないことになってしまう。蒸気発生器からのブローダウン流体の系路に不純物除去手段を設け、復水器で回収する前でブローダウンした後の流体の不純物を除去することも考えられるが、新たに不純物除去手段を構築する必要があり、大幅なコスト高につながってしまう。また、ブローダウンした流体は高温のまま復水器に回収されるので、熱回収効率の点で改善の余地が十分に考えられる。
【０００６】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、コストを高めることなく蒸気発生器からのブローダウン流体の不純物を除去することができ、しかも、熱回収効率に優れた原子力発電設備を提供することを目的とする。
【０００９】
【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構成は、原子炉側の加圧水を熱源とする蒸気発生器と、蒸気発生器からの蒸気を駆動源とする蒸気タービンと、蒸気タービンの排気蒸気を復水する復水器と、復水器の流体を蒸気発生器に投入する復水系統と、復水系統に設けられ流体の不純物を除去する復水脱塩装置と、復水系統に設けられ復水脱塩装置をバイパスするバイパス系統とを備え、
蒸気発生器から蒸気タービン、復水器、復水系統に流体を循環させると共に循環させる流体にアンモニアを投入して流体を高pHとして運用する際には流体をバイパス系統に循環させ、
蒸気発生器の流体の一部をブローダウンして排出すると共に排出したブローダウン流体をバイパス系統を通水することなく復水脱塩装置に投入する排出系統を設け、復水系統の流体を冷却媒体としてブローダウン流体を冷却する熱交換手段を排出系統に設け、熱交換手段に対する出入流路の間における復水系統に加熱手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】
また、上記目的を達成するための本発明の構成は、原子炉側の加圧水を熱源とする蒸気発生器と、蒸気発生器からの蒸気を駆動源とする蒸気タービンと、蒸気タービンの排気蒸気を復水する復水器と、復水器の流体を蒸気発生器に投入する復水系統と、復水系統に設けられ流体の不純物を除去する復水脱塩装置と、復水系統に設けられ復水脱塩装置をバイパスするバイパス系統とを備え、
蒸気発生器から蒸気タービン、復水器、復水系統に流体を循環させると共に機器配管中の鉄成分等の溶出を防止するため循環させる流体にアンモニアを投入して流体を高pHとして運用する際には流体をバイパス系統に循環させて復水脱塩装置への通水をなくし、起動時等に流体を高pHとして運用しない際には流体を復水脱塩装置に全量通水させ、
流体を高pHとして運用する際に蒸気発生器の流体の一部をブローダウンして排出すると共に排出したブローダウン流体をバイパス系統を通水することなく復水脱塩装置に投入してブローダウン流体の不純物を除去させる排出系統を設け、復水系統の流体を冷却媒体として排出系統のブローダウン流体を冷却することで復水脱塩装置のイオン交換樹脂耐熱温度以下にブローダウン流体の温度を低下させる熱交換手段を排出系統に設け、熱交換手段に対する出入流路の間における復水系統に復水系統の流体を加熱する加熱手段を複数段に設けたことを特徴とする。
【００１１】
また、上記目的を達成するための本発明の構成は、原子炉側の加圧水を熱源とする蒸気発生器と、蒸気発生器からの蒸気を駆動源とする蒸気タービンと、蒸気タービンの排気蒸気を復水する復水器と、復水器の流体を蒸気発生器に投入する復水系統と、復水系統に設けられ流体の不純物を除去する復水脱塩装置と、復水系統に設けられ復水脱塩装置をバイパスするバイパス系統とを備え、
蒸気発生器から蒸気タービン、復水器、復水系統に流体を循環させると共に循環させる流体にアンモニアを投入して流体を高pHとして運用する際には流体をバイパス系統に循環させ、
蒸気発生器の流体の一部をブローダウンして排出すると共に排出したブローダウン流体をバイパス系統を通水することなく復水脱塩装置に投入する排出系統を設け、排出系統に複数のフラッシュタンクを直列に連結して設けることでブローダウン流体を冷却する冷却手段を構成し、冷却手段のフラッシュタンクにミストセパレータを設ける一方、圧力に応じて複数段の加熱手段を復水系統に設け、各フラッシュタンクの蒸気を圧力に応じた加熱手段にそれぞれ投入する投入系を設けたことを特徴とする。
【００１２】
また、上記目的を達成するための本発明の構成は、原子炉側の加圧水を熱源とする蒸気発生器と、蒸気発生器からの蒸気を駆動源とする蒸気タービンと、蒸気タービンの排気蒸気を復水する復水器と、復水器の流体を蒸気発生器に投入する復水系統と、復水系統に設けられ流体の不純物を除去する復水脱塩装置と、復水系統に設けられ復水脱塩装置をバイパスするバイパス系統とを備え、
蒸気発生器から蒸気タービン、復水器、復水系統に流体を循環させるに際し、機器配管中の鉄成分等の溶出を防止するため循環させる流体にアンモニアを投入して流体を高pHとして運用する際には流体をバイパス系統に循環させて復水脱塩装置への通水をなくし、起動時等に流体を高pHとして運用しない際には流体を復水脱塩装置に全量通水させ、
流体を高pHとして運用する際に蒸気発生器の流体の一部をブローダウンして排出すると共に排出したブローダウン流体をバイパス系統を通水することなく復水脱塩装置に投入してブローダウン流体の不純物を除去させる排出系統を設け、排出系統に複数のフラッシュタンクを直列に連結して配設することで排出系統のブローダウン流体を冷却して復水脱塩装置のイオン交換樹脂耐熱温度以下にブローダウン流体の温度を低下させる冷却手段を設け、冷却手段のフラッシュタンクにミストセパレータを設ける一方、圧力に応じた複数段の加熱手段を復水系統に設け、各フラッシュタンクの蒸気を圧力に応じた加熱手段にそれぞれ投入する投入系を設けたことを特徴とする。
【００１３】
そして、復水脱塩装置は、複数の脱塩塔が並列に備えられ、複数の脱塩塔に流体を送る一つの入口ラインと、複数の脱塩塔から通水されイオン交換された後の流体が排出される一つの出口ラインとが備えられ、入口ラインと出口ラインとが再循環路で連通され、再循環路に出口ライン側の流体を入口ラインに圧送するポンプが設けられていることを特徴とする。また、複数の脱塩塔から一つの出口ラインへの流路から分岐する分岐路がそれぞれ設けられ、分岐路は、一つの回収ラインによって復水器側に連通し、回収ラインと入口ラインとが循環路で連通され、再循環路に回収ライン側の流体を入口ラインに圧送する循環ポンプが設けられていることを特徴とする。また、復水脱塩装置は、流体を高pHとして運用して流体を再循環系統に循環させブローダウン流体が一つの入口ラインに送られた際に、複数の脱塩塔の最低流量を確保するためにポンプを駆動して出口ライン側の流体を入口ラインに圧送することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１には本発明の第一実施形態例に係る原子力発電設備の全体構成、図２には復水脱塩装置の詳細構成を示してある。
【００１７】
図１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駆動手段としての蒸気タービン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の排気蒸気は復水器４に送られて海水等により冷却されて復水され、復水器４で復水された水は復水系統５から蒸気発生器２に給水されるようになっている。復水系統５は、上流側から順に、復水ポンプ６、復水脱塩装置７、復水ブースタポンプ８、低圧給水加熱器９及び脱気器１０を備えている。尚、低圧給水加熱器９は、２個乃至５個のヒータを直列に配設して構成してもよい。
【００１８】
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系統としてのバイパス路１２が備えられている。バイパス路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１３が設けられ、バイパス路１２には第２弁装置１４が設けられている。第１弁装置１３を閉じる共に第２弁装置を開くことで、復水器４からの流体はバイパス路１２を通って蒸気発生器２側に送られる。また逆に、第１弁装置１３を開くと共に第２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に通水されて蒸気発生器２側に送られる。
【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及び復水系統５により、二次系の流体が循環して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、復水脱塩装置７の下流側における復水系統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】
復水系統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１３を閉じる共に第２弁装置１４を開くことで、復水器４からの流体をバイパス路１２に通して復水脱塩装置７への通水をなくし、また、起動時等高pHで運用しない場合、第１弁装置１３を開くと共に第２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】
一方、原子力発電設備では、蒸気発生器２に不純物が蓄積して濃縮されるのを防止するため、二次系の水の一部をブローダウンして蒸気発生器２から排出し、ブローダウンした流体を復水系統５に回収するようにしている。即ち、蒸気発生器２と、第１弁装置１３と復水脱塩装置７との間（復水脱塩装置７の上流側でバイパス系統分岐の下流側）における復水系統５とで、排出系統１５が構築されており、二次系の水の一部をブローダウンした流体は、排出系統１５によって復水系統５に投入されるようになっている。
【００２２】
高pHで運用する場合に復水器４からの流体をバイパス路１２に通して復水脱塩装置７への通水をなくしても、二次系の水の一部をブローダウンした流体を排出系統１５によって復水脱塩装置７に通水することができる。このため、ブローダウンした流体の不純物を除去する専用の装置を設けることなく、二次系の水の一部をブローダウンした流体の不純物除去が可能となる。
【００２３】
排出系統１５にはフラッシュタンク２１が設けられ、蒸気発生器２でブローダウンした二次系の水の一部はフラッシュタンク２１に導入される。フラッシュタンク２１にはミストセパレータ２２が設けられ、ミストセパレータ２２ではフラッシュタンク２１に戻される流体と蒸気とが分離され、分離された蒸気は脱気器１０に送られる。フラッシュタンク２１の下流の排出系統１５には冷却手段１６が備えられ、冷却手段１６により蒸気発生器２から排出されたブローダウン流体が復水脱塩装置７のイオン交換樹脂耐熱温度（例えば40度) 以下に冷却される。尚、図中の符号で２３は排出系統１５に設けられた供給ポンプである。尚、供給ポンプ２３は非設置であってもよい。また、図中の符号で２４は切換弁であり、ブローダウンした二次系の水の一部を直接復水器４に送る時に動作される。
【００２４】
冷却手段１６は、熱交換手段としての熱交換器１７，１８により構成され、熱交換器１７，１８は、復水系統５の流体を冷却媒体としている。即ち、復水系統５の低圧給水加熱器９の上流側には抽出ライン２０が設けられ、抽出ライン２０は熱交換器１８，１７を経由して低圧給水加熱器９の下流側における復水系統５に合流している。尚、熱交換手段としての熱交換器は、１個もしくは３個以上の複数個であってもよい。また、供給ポンプ２３の下流には熱交換手段としての熱交換器１９が設けられ、熱交換器１９は海水（または蒸気タービンの軸冷水）を冷却媒体としている。尚、熱交換器１９は非設置であってもよい。
【００２５】
図２に基づいて復水脱塩装置７を説明する。図に示すように、復水脱塩装置７は６基の脱塩塔３１が並列に備えられ、復水器４及び排出系統１５からの流体を６基の脱塩塔３１に送る一つの入口ライン３２が設けられている。脱塩塔３１はイオン交換樹脂が充填されており、イオン交換によって流体の不純物を除去するようになっている。尚、脱塩塔３１の数は２基以上の複数であれば６基に限定されない。一つの入口ライン３２からは、各脱塩塔３１にそれぞれ入口弁３３を介して復水器４及び排出系統１５からの流体が送られる。６基の脱塩塔３１からはそれぞれ出口弁３４を介して出口路３５から一つの出口ライン３６に通水されイオン交換された後の流体が送られ、出口ライン３６は復水系統５に連通している。
【００２６】
出口ライン３６と入口ライン３２は再循環路４１で連通されており、再循環路４１には出口ライン３６側の流体を入口ライン３２に圧送するリサイクルポンプ４２が設けられている。脱塩塔３１は、不純物の処理能力を確保するために流体の最低流量が設定されている。高pHで運用する場合に復水器４からの流体をバイパス路１２に通して復水脱塩装置７への通水をなくし、排出系統１５からのブローダウン流体が復水脱塩装置７に送られた場合、ブローダウン流体は全流量の約１％乃至３％であるため、脱塩塔３１の流体の最低流量（処理能力を確保するための流量）が確保出来なくなる。このため、ブローダウン流体だけが復水脱塩装置７に送られた場合には、流量が確保されるまで、リサイクルポンプ４２を駆動して６基の脱塩塔３１の系内に必要な流体流量を確保するようにしている。
【００２７】
また、高pHで運用する場合に復水器４からの流体をバイパス路１２に通して復水脱塩装置７への通水をなくし、蒸気発生器２から排出されたブローダウン流体を系外に捨てる運用時において、復水器４の細管漏洩が生じた場合は復水器４からの流体を復水脱塩装置７へ通水する必要がある。この場合、復水脱塩装置７には急激に復水器４からの流体を通水するため、復水脱塩装置７の出口水質が一時的に悪化する。この一時的水質悪化を防止するためにも高pHで運用する場合に復水器４からの流体をバイパス路１２に通水している場合はリサイクルポンプ４２を駆動して６基の脱塩塔３１の系内に必要な流体流量を確保するようにしている。
【００２８】
尚、一部の脱塩塔３１のみに流体を通水させることも考えられるが、一部の脱塩塔３１の劣化が進み再生能力回復作業の頻度が高くなってしまい、全体としての能力が劣ってしまう。
【００２９】
一方、各出口路３５の出口弁３４の上流側からは分岐路３７が分岐して設けられ、分岐路３７は分岐弁３８を介して復水器４側につながる一つの回収路３９に連通している。回収路３９と入口ライン３２は循環路４０で連通され、循環路４０には回収路３９側の流体を入口ライン３２に圧送する循環ポンプ４３が設けられている。所望の入口弁３３を開くと共に所望の出口弁３４を閉じて所望の分岐弁３８を開き、循環ポンプ４３を駆動することで、入口ライン３２からの流体を所望の脱塩塔３１に通水して復水器４に循環させる。
【００３０】
これは、例えば、劣化した脱塩塔３１のみの通水を止めてイオン交換能力回復作業（イオン交換樹脂再生作業）を個別に行なう運転時や、脱塩塔３１の流体の最低流量（処理能力を確保するための流量）が確保されるための待機運転時や、脱塩塔３１のイオン交換能力回復作業を個別または全塔同時に実施した後にイオン交換能力が安定するまで循環通水を行う運転時等に適用される。また、これ以外にも、第２弁装置１４、入口弁３３、出口弁３４及び分岐弁３８の開閉制御や、リサイクルポンプ４２及び循環ポンプ４３の駆動制御を行なうことで、復水脱塩装置７の部分通水や全量通水等様々な通水態様を状況に応じて適宜選定することができる。
【００３１】
上記構成の復水脱塩装置７は、復水器４及び排出系統１５からの流体が送られる原子力発電設備だけでなく、ブローダウン流体の不純物の処理や復水器４からの流体の処理を専用に行なう復水脱塩装置として用いる等、図１に示した原子力発電設備以外にも適用可能である。また、リサイクルポンプ４２及び循環ポンプ４３を独立して設けたが、リサイクルポンプ４２（循環ポンプ４３）を循環ポンプ４３（リサイクルポンプ４２）の吐出流体を駆動源とするジェットポンプとすることも可能である。
【００３２】
上記構成の原子力発電設備では、二次系の流体の循環系統で、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、復水脱塩装置７の下流側における復水系統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）として運用するようになっている。復水系統５にアンモニア等を投入して流体を高pHで運用する場合、復水器４の出口側での流体のアンモニア濃度が高くなり、復水脱塩装置７での不純物処理能力をオーバーしてしまう。このため、二次系の流体を高pHで運用する場合、復水脱塩装置７の第１弁装置１３を閉じる共に第２弁装置１４を開くことで、復水器４からの流体をバイパス路１２に通して復水脱塩装置７への通水をなくしている。これにより、復水脱塩装置７での不純物処理能力が確保される。
【００３３】
一方、蒸気発生器２に不純物が蓄積して濃縮されるのを防止するため、二次系の水の一部をブローダウンして蒸気発生器２から排出し、ブローダウンした流体を排出系統１５から復水脱塩装置７に投入して復水系統５に回収するようにしている。この時、復水脱塩装置７には二次系の流体のごく一部のブローダウン流体だけが送られ、復水脱塩装置７の脱塩塔３１は処理能力を維持するための最低流量が確保されない状態となる。このため、脱塩塔３１の処理能力を維持する流量が確保されるまで、入口弁３３及び出口弁３４を開くと共に分岐弁３８を閉じ、リサイクルポンプ４２を駆動して６基の脱塩塔３１の系内に必要な流体流量を確保するようにしている。これにより、流体を高pHで運用する場合でも、ブローダウンした流体を復水脱塩装置７に通すことができ、不純物の除去を十分に行なうことが可能になる。
【００３４】
また、冷却手段１６によりブローダウンした流体を冷却しているので、流体の温度を復水脱塩装置７のイオン交換樹脂の耐熱温度以下に保つことができ、復水脱塩装置７のイオン交換樹脂の劣化を防止することができる。また、冷却手段１６は、復水系統５の流体との間で熱交換を行なう熱交換器１７，１８となっているので、ブローダウンした流体の熱回収を有効に行なうことができる。
【００３５】
本発明の第二実施形態例に係る原子力発電設備を説明する。図３には本発明の第二実施形態例に係る原子力発電設備の全体構成を示してある。尚、図１に示した構成物と同一物には同一符号を付してある。図３に示した原子力発電設備は、二次系の水の一部をブローダウンした流体を復水系統５に投入する排出系統の構成が図１に示した原子力発電設備を異なっている。
【００３６】
図に示すように、原子力発電設備では、原子炉１の一次系の水の熱により二次系の水が蒸気発生器２で蒸気に変えられ、蒸気により蒸気タービン３を駆動して発電機3aを作動させる。蒸気タービン３の排気蒸気は復水器４に送られて復水され、復水器４で復水された水は復水系統５から蒸気発生器２に給水される。復水系統５は、上流側から順に、復水ポンプ６、復水脱塩装置７、復水ブースタポンプ８、低圧給水加熱器９及び脱気器１０を備えている。低圧給水加熱器９は４段のヒータ9a,9b,9c,9が直列に配設されている。
【００３７】
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系統としてのバイパス路１２が備えられている。バイパス路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１３が設けられ、バイパス路１２には第２弁装置１４が設けられている。第１弁装置１３を閉じる共に第２弁装置を開くことで、復水器４からの流体はバイパス路１２を通って蒸気発生器２側に送られる。また逆に、第１弁装置１３を開くと共に第２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に通水されて蒸気発生器２側に送られる。
【００３８】
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及び復水系統５により、二次系の流体が循環して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たい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、復水脱塩装置７の下流側における復水系統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の鉄成分等の溶出が抑制される。
【００３９】
復水系統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１３を閉じる共に第２弁装置１４を開くことで、復水器４からの流体をバイパス路１２に通して復水脱塩装置７への通水をなくし、起動時等高pHで運用しない場合、第１弁装置１３を開くと共に第２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。
【００４０】
一方、原子力発電設備では、蒸気発生器２に不純物が蓄積して濃縮されるのを防止するため、二次系の水の一部をブローダウンして蒸気発生器２から排出し、ブローダウンした流体を復水系統５に回収するようにしている。即ち、蒸気発生器２と、第１弁装置１３と復水脱塩装置７との間（復水脱塩装置７の上流側でバイパス系統分岐の下流側）における復水系統５とで、排出系統５１が構築されており、二次系の水の一部をブローダウンした流体は、排出系統５１によって復水系統５に投入されるようになっている。
【００４１】
高pHで運用する場合に復水器４からの流体をバイパス路１２に通して復水脱塩装置７への通水をなくしても、二次系の水の一部をブローダウンした流体を排出系統５１によって復水脱塩装置７に通水することができる。このため、ブローダウンした流体の不純物を除去する専用の装置を設けることなく、二次系の水の一部をブローダウンした流体の不純物除去が可能となる。
【００４２】
排出系統５１には冷却手段５２の一部を構成するフラッシュタンク２１が設けられ、蒸気発生器２でブローダウンした二次系の水の一部はフラッシュタンク２１に導入される。フラッシュタンク２１にはミストセパレータ２２が設けられ、ミストセパレータ２２ではフラッシュタンク２１に戻される流体と蒸気とが分離され、分離された蒸気は脱気器１０に送られる。フラッシュタンク２１にミストセパレータ２２を設けたことにより、フラッシュタンク２１のタンク容量を小さくすることができる。
【００４３】
フラッシュタンク２１の下流の排出系統５１には冷却手段５２が備えられ、冷却手段５２により蒸気発生器２から排出されたブローダウン流体が復水脱塩装置７のイオン交換樹脂の耐熱温度（例えば40度) 以下に冷却される。尚、図中の符号で２３は排出系統５１に設けられた供給ポンプである。また、供給ポンプ２３の下流には熱交換手段としての熱交換器１９が設けられ、熱交換器１９は海水（または蒸気タービンの軸冷水）を冷却媒体としている。
【００４４】
冷却手段５２は、第１フラッシュタンク５３，第２フラッシュタンク５４，第３フラッシュタンク５５及び第４フラッシュタンク５６が直列に連結されて構成され、フラッシュタンク２１で気水分離された液体が第１フラッシュタンク５３に投入され、第１フラッシュタンク５３で気水分離された液体が第２フラッシュタンク５４に投入され、第２フラッシュタンク５４で気水分離された液体が第３フラッシュタンク５５に投入され、第３フラッシュタンク５５で気水分離された液体が第４フラッシュタンク５６に投入され、更に、第４フラッシュタンク５６で気水分離された液体が供給ポンプ２３により熱交換器１９を介して復水系統５に送られる。尚、第１フラッシュタンク５３，第２フラッシュタンク５４，第３フラッシュタンク５５及び第４フラッシュタンク５６によって冷却手段５２を構成したが、設備の種類によっては２個以上の任意の数のフラッシュタンクによって冷却手段５２を構成することも可能である。
【００４５】
第１フラッシュタンク５３で気水分離された気体（蒸気）は低圧給水加熱器９のヒータ9dに投入系としての投入路53a を介して投入され、第２フラッシュタンク５４で気水分離された気体（蒸気）は低圧給水加熱器９のヒータ9cに投入系としての投入路54b を介して投入され、第３フラッシュタンク５５で気水分離された気体（蒸気）は低圧給水加熱器９のヒータ9bに投入系としての投入路55c を介して投入され、更に、第４フラッシュタンク５６で気水分離された気体（蒸気）は低圧給水加熱器９のヒータ9aに投入系としての投入路56d を介して投入される。つまり、第１フラッシュタンク５３，第２フラッシュタンク５４，第３フラッシュタンク５５及び第４フラッシュタンク５６の蒸気は、圧力に応じた低圧給水加熱器９にそれぞれ投入されるようになっている。尚、フラッシュタンクとヒータの数を一致させているが、一つの低圧給水加熱器のヒータに複数のフラッシュタンクからの蒸気を投入したり、一つのフラッシュタンクから複数の低圧給水加熱器に蒸気を投入する等、種々変更可能である。
【００４６】
復水脱塩装置７は、図１に示した第１実施形態例の原子力発電設備と同一構成であるので、詳細は図２に示した通りである。このため、ここでは詳細な説明は省略してある。
【００４７】
上記構成の原子力発電設備では、二次系の流体の循環系統で、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、復水脱塩装置７の下流側における復水系統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）として運用するようになっている。復水系統５にアンモニア等を投入して流体を高pHで運用する場合、復水器４の出口側での流体のアンモニア濃度が高くなり、復水脱塩装置７での不純物処理能力をオーバーしてしまう。このため、二次系の流体を高pHで運用する場合、復水脱塩装置７の第１弁装置１３を閉じると共に第２弁装置１４を開くことで、復水器４からの流体をバイパス路１２に通して復水脱塩装置７への通水をなくしている。これにより、復水脱塩装置７での不純物処理能力が確保される。
【００４８】
一方、蒸気発生器２に不純物が蓄積して濃縮されるのを防止するため、二次系の水の一部をブローダウンして蒸気発生器２から排出し、ブローダウンした流体を排出系統５１から復水脱塩装置７に投入して復水系統５に回収するようにしている。この時、復水脱塩装置７には二次系の流体のごく一部のブローダウン流体だけが送られ、復水脱塩装置７の脱塩塔３１（図２参照）は処理能力を維持するための最低流量が確保されない状態となる。このため、脱塩塔３１（図２参照）の処理能力を維持する流量が確保されるまで、リサイクルポンプ４２（図２参照）を駆動して６基の脱塩塔３１（図２参照）の系内に必要な流体流量を確保するようにしている。これにより、流体を高pHで運用する場合でも、ブローダウンした流体を復水脱塩装置７に通すことができ、不純物の除去を十分に行なうことが可能になる。
【００４９】
また、第１フラッシュタンク５３，第２フラッシュタンク５４，第３フラッシュタンク５５及び第４フラッシュタンク５６が直列に連結された冷却手段５２によりブローダウンした流体を順次気水分離して冷却しているので、流体の温度を復水脱塩装置７のイオン交換樹脂の耐熱温度以下に保つことができ、復水脱塩装置７のイオン交換樹脂の劣化を防止することができる。また、第１フラッシュタンク５３，第２フラッシュタンク５４，第３フラッシュタンク５５及び第４フラッシュタンク５６で順次気水分離した蒸気を圧力に応じた低圧給水加熱器９に投入するようにしているので、ブローダウンした流体の熱回収を有効に行なうことができる。
【００５３】
【発明の効果】
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、蒸気発生器からの蒸気を駆動源とする蒸気タービンと、蒸気タービンの排気蒸気を復水する復水器と、復水器の流体を蒸気発生器に投入する復水系統と、復水系統に設けられ流体の不純物を除去する復水脱塩装置と、復水系統に設けられ復水脱塩装置をバイパスするバイパス系統とを備え、蒸気発生器から蒸気タービン、復水器、復水系統に流体を循環させると共に循環させる流体にアンモニアを投入して流体を高pHとして運用する際には流体をバイパス系統に循環させ、蒸気発生器の流体の一部をブローダウンして排出すると共に排出したブローダウン流体をバイパス系統を通水することなく復水脱塩装置に投入する排出系統を設け、復水系統の流体を冷却媒体としてブローダウン流体を冷却する熱交換手段を排出系統に設け、熱交換手段に対する出入流路の間における復水系統に加熱手段を設けたので、専用の処理装置を設けることなくブローダウンした流体を復水脱塩装置のイオン交換樹脂耐熱温度以下に保った状態で復水脱塩装置に通すことができ、プラント効率を高めると共に、復水脱塩装置のイオン交換樹脂の劣化を防止して不純物の除去を十分に行なうことが可能になる。この結果、コストを高めることなく蒸気発生器からのブローダウン流体の不純物を除去することが可能になり、プラント効率に優れた原子力発電設備とすることができる。
【００５４】
また、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、蒸気発生器からの蒸気を駆動源とする蒸気タービンと、蒸気タービンの排気蒸気を復水する復水器と、復水器の流体を蒸気発生器に投入する復水系統と、復水系統に設けられ流体の不純物を除去する復水脱塩装置と、復水系統に設けられ復水脱塩装置をバイパスするバイパス系統とを備え、蒸気発生器から蒸気タービン、復水器、復水系統に流体を循環させると共に機器配管中の鉄成分等の溶出を防止するため循環させる流体にアンモニアを投入して流体を高pHとして運用する際には流体をバイパス系統に循環させて復水脱塩装置への通水をなくし、起動時等に流体を高pHとして運用しない際には流体を復水脱塩装置に全量通水させ、流体を高pHとして運用する際に蒸気発生器の流体の一部をブローダウンして排出すると共に排出したブローダウン流体をバイパス系統を通水することなく復水脱塩装置に投入してブローダウン流体の不純物を除去させる排出系統を設け、復水系統の流体を冷却媒体として排出系統のブローダウン流体を冷却することで復水脱塩装置のイオン交換樹脂耐熱温度以下にブローダウン流体の温度を低下させる熱交換手段を排出系統に設け、熱交換手段に対する出入流路の間における復水系統に復水系統の流体を加熱する加熱手段を複数段に設けたので、専用の処理装置を設けることなくブローダウンした流体を復水脱塩装置のイオン交換樹脂耐熱温度以下に保った状態で復水脱塩装置に通すことができ、熱回収効率を高めると共に、復水脱塩装置のイオン交換樹脂の劣化を防止して不純物の除去を十分に行なうことが可能になる。この結果、コストを高めることなく蒸気発生器からのブローダウン流体の不純物を除去することが可能になり、プラント効率に優れた原子力発電設備とすることができる。
【００５５】
また、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、蒸気発生器からの蒸気を駆動源とする蒸気タービンと、蒸気タービンの排気蒸気を復水する復水器と、復水器の流体を蒸気発生器に投入する復水系統と、復水系統に設けられ流体の不純物を除去する復水脱塩装置と、復水系統に設けられ復水脱塩装置をバイパスするバイパス系統とを備え、蒸気発生器から蒸気タービン、復水器、復水系統に流体を循環させると共に循環させる流体にアンモニアを投入して流体を高pHとして運用する際には流体をバイパス系統に循環させ、蒸気発生器の流体の一部をブローダウンして排出すると共に排出したブローダウン流体をバイパス系統を通水することなく復水脱塩装置に投入する排出系統を設け、排出系統に複数のフラッシュタンクを直列に連結して設けることでブローダウン流体を冷却する冷却手段を構成し、冷却手段のフラッシュタンクにミストセパレータを設ける一方、圧力に応じて複数段の加熱手段を復水系統に設け、各フラッシュタンクの蒸気を圧力に応じた加熱手段にそれぞれ投入する投入系を設けたので、専用の処理装置を設けることなくブローダウンした流体を復水脱塩装置のイオン交換樹脂耐熱温度以下に保った状態で復水脱塩装置に通すことができ、熱回収効率を高めると共に、復水脱塩装置のイオン交換樹脂の劣化を防止して不純物の除去を十分に行なうことが可能になる。この結果、コストを高めることなく蒸気発生器からのブローダウン流体の不純物を除去することが可能になり、プラント効率に優れた原子力発電設備とすることができる。
【００５６】
また、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、蒸気発生器からの蒸気を駆動源とする蒸気タービンと、蒸気タービンの排気蒸気を復水する復水器と、復水器の流体を蒸気発生器に投入する復水系統と、復水系統に設けられ流体の不純物を除去する復水脱塩装置と、復水系統に設けられ復水脱塩装置をバイパスするバイパス系統とを備え、蒸気発生器から蒸気タービン、復水器、復水系統に流体を循環させるに際し、機器配管中の鉄成分等の溶出を防止するため循環させる流体にアンモニアを投入して流体を高pHとして運用する際には流体をバイパス系統に循環させて復水脱塩装置への通水をなくし、起動時等に流体を高pHとして運用しない際には流体を復水脱塩装置に全量通水させ、流体を高pHとして運用する際に蒸気発生器の流体の一部をブローダウンして排出すると共に排出したブローダウン流体をバイパス系統を通水することなく復水脱塩装置に投入してブローダウン流体の不純物を除去させる排出系統を設け、排出系統に複数のフラッシュタンクを直列に連結して配設することで排出系統のブローダウン流体を冷却して復水脱塩装置のイオン交換樹脂耐熱温度以下にブローダウン流体の温度を低下させる冷却手段を設け、冷却手段のフラッシュタンクにミストセパレータを設ける一方、圧力に応じた複数段の加熱手段を復水系統に設け、各フラッシュタンクの蒸気を圧力に応じた加熱手段にそれぞれ投入する投入系を設けたので、専用の処理装置を設けることなくブローダウンした流体を復水脱塩装置のイオン交換樹脂耐熱温度以下に保った状態で復水脱塩装置に通すことができ、熱回収効率を高めると共に、復水脱塩装置の破損を防止して不純物の除去を十分に行なうことが可能になる。この結果、コストを高めることなく蒸気発生器からのブローダウン流体の不純物を除去することが可能になり、プラント効率に優れた原子力発電設備とすることができる。
【００５７】
そして、復水脱塩装置は、複数の脱塩塔が並列に備えられ、複数の脱塩塔に流体を送る一つの入口ラインと、複数の脱塩塔から通水されイオン交換された後の流体が排出される一つの出口ラインとが備えられ、入口ラインと出口ラインとが再循環路で連通され、再循環路に出口ライン側の流体を入口ラインに圧送するポンプが設けられているので、少ないブローダウン流体量であっても脱塩塔の有効な流量を系内に確保することができる。この結果、ブローダウン流体の不純物処理に容易に適用することが可能になる。
【００５８】
また、復水脱塩装置は、流体を高pHとして運用して流体をバイパス系統に循環させブローダウン流体が一つの入口ラインに送られた際に、複数の脱塩塔の最低流量を確保するためにポンプを駆動して出口ライン側の流体を入口ラインに圧送するようにしたので、少ないブローダウン流体量であっても脱塩塔の有効な流量を系内に確保することができる。この結果、ブローダウン流体の不純物処理に容易に適用することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態例に係る原子力発電設備の全体構成図。
【図２】復水脱塩装置の詳細構成図。
【図３】本発明の第二実施形態例に係る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  復水系統
６  復水ポンプ
７  復水脱塩装置
８  復水ブースタポンプ
９  低圧給水加熱器
１０  脱気器
１２  バイパス路
１３  第１弁装置
１４  第２弁装置
１５  排出系統
１６  冷却手段
１７，１８，１９  熱交換器
２０  抽出ライン
２１  フラッシュタンク
２２  ミストセパレータ
２３  供給ポンプ
３１  脱塩塔
３２  入口ライン
３３  入口弁
３４  出口弁
３５  出口路
３６  出口ライン
３７  分岐路
３８  分岐弁
３９  回収路
４０  循環路
４１  再循環路
４２  リサイクルポンプ
４３  循環ポンプ
５１  排出系統
５２  冷却手段
53a,54b,55c,56d   投入路
５３  第１フラッシュタンク
５４  第２フラッシュタンク
５５  第３フラッシュタンク
５６  第４フラッシュタンク
【図１】
0004095738.tif 000002
【図２】
0004095738.tif 000003
【図３】
0004095738.tif 000004