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JP2001004791A - Reactor heat utilization system - Google Patents

Reactor heat utilization system

Info

Publication number
JP2001004791A
JP2001004791A JP11179753A JP17975399A JP2001004791A JP 2001004791 A JP2001004791 A JP 2001004791A JP 11179753 A JP11179753 A JP 11179753A JP 17975399 A JP17975399 A JP 17975399A JP 2001004791 A JP2001004791 A JP 2001004791A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat
refrigerant
reactor
nuclear
turbine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11179753A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuyoshi Kataoka
一芳 片岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP11179753A priority Critical patent/JP2001004791A/en
Publication of JP2001004791A publication Critical patent/JP2001004791A/en
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  • Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To raise the safety of a reactor heat utilization system and heat utilization efficiency. SOLUTION: A reactor 11 for heating cooling water and sending it out, a turbine 12 rotated by cooling water, a compressor 21 driven by the turbine 12 for compressing loop circulation water, a heat utilization side heat exchanger 22 for exchanging heat between utility water for finally utilizing the reactor 11 heat and loop circulation water and a reactor side heat exchanger 14 whereto cooling water from the turbine 12 and loop circulation water from the compressor 12 or the heat utilization side heat exchanger 22 are supplied and heat in them is exchanged when the utility water is heated by the heat of the reactor 11 and the heat of cooling water and loop circulation water is discharged when the utility water cooled by the heat of the reactor 11 are provided to raise the safety of the reactor heat utilization system and heat utilization efficiency and to lower the cost.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、原子力発電所から
の電力及び熱を安全、かつ、効率的に利用することがで
きるようにした原子力熱利用システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nuclear heat utilization system capable of safely and efficiently using electric power and heat from a nuclear power plant.

【0002】[0002]

【従来の技術】今日、原子力発電所からの蒸気やエンジ
ン等の冷却水の熱を回収して効率的なエネルギー利用を
行う目的から、熱利用システム(いわゆるコージェネレ
ーションシステム)が提案されている。
2. Description of the Related Art Today, a heat utilization system (so-called cogeneration system) has been proposed for the purpose of recovering steam from a nuclear power plant and heat of cooling water for an engine or the like to efficiently use energy.

【0003】図12は、原子力発電所からの電力や熱を
利用して海水の淡水化等を行う、原子力熱利用システム
の概略構成図である。
[0003] FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a nuclear heat utilization system that performs desalination of seawater and the like using electric power and heat from a nuclear power plant.

【0004】なお、本明細書中における図では、蒸気等
の気体が流動する配管を点線で示し、液体が流動する配
管を実線で示す。
In the drawings in this specification, pipes through which gas such as steam flows are shown by dotted lines, and pipes through which liquid flows are shown by solid lines.

【0005】図12に示す海水淡水化システムは蒸留方
式の海水淡水化システムで、沸騰水型原子炉(BWR)
100からの高圧蒸気が、高圧タービン101に供給さ
れて、当該高圧タービン101で仕事をした後、低圧タ
ービン102及び海水淡水化装置の熱交換器103に供
給されるようになっている。なお、高圧タービン101
及び低圧タービン102には、発電機104が接続され
ている。
[0005] The seawater desalination system shown in FIG. 12 is a distillation type seawater desalination system, and is a boiling water reactor (BWR).
The high-pressure steam from 100 is supplied to the high-pressure turbine 101, and after the work in the high-pressure turbine 101, is supplied to the low-pressure turbine 102 and the heat exchanger 103 of the seawater desalination apparatus. The high-pressure turbine 101
Further, a generator 104 is connected to the low-pressure turbine 102.

【0006】そして、熱交換器103で、蒸気は海水と
熱交換し、タービン蒸気復水器105で低圧タービン1
02からの蒸気と一緒になって、海水に放熱して復水
し、給水ポンプ106により給水加熱器107に送ら
れ、ここで加熱されて沸騰水型原子炉100(以下、特
別な場合を除き、単に原子炉と記載する)へと循環す
る。
Then, the steam exchanges heat with seawater in the heat exchanger 103, and the low-pressure turbine 1
02 together with the steam from the water 02 to return to seawater by condensing water, sent to a feedwater heater 107 by a feedwater pump 106, and heated there to be heated by a boiling water reactor 100 (hereinafter, except in special cases). , Simply referred to as the reactor).

【0007】このとき、熱交換器103で蒸気が熱交換
する海水は、淡水化を行う海水であり、蒸気からの熱に
より当該海水が蒸発して淡水化し、濃縮された海水は排
水される。
[0007] At this time, the seawater with which the steam exchanges heat in the heat exchanger 103 is seawater for desalination, and the seawater is evaporated and desalinated by heat from the steam, and the concentrated seawater is drained.

【0008】ところで、かかる構成の場合に熱交換器1
03に穴が開く等の不具合が生じると、原子炉100か
ら供給された蒸気が放射能に汚染されている場合には、
この汚染された蒸気が淡水化する海水に混じってしま
い、当該淡水化された水は放射能に汚染される恐れがあ
る。
By the way, in the case of such a configuration, the heat exchanger 1
When a defect such as a hole is created in the reactor 03, if the steam supplied from the reactor 100 is contaminated with radioactivity,
The contaminated steam mixes with the seawater to be desalinated, and the desalinated water may be contaminated by radioactivity.

【0009】そこで、図13に示すように、原子炉10
0からの蒸気が熱交換器103を介して海水と直接熱交
換しないように中間熱交換器108を設けることが考え
られている。
Therefore, as shown in FIG.
It is conceivable to provide an intermediate heat exchanger 108 so that steam from zero does not directly exchange heat with seawater via the heat exchanger 103.

【0010】この場合、原子炉100からの蒸気は、中
間熱交換器108を介してしか熱交換しないので、例え
当該中間熱交換器108に穴が開いても淡水化された水
が汚染される恐れは非常に少なくなる。
In this case, since the steam from the reactor 100 exchanges heat only through the intermediate heat exchanger 108, even if a hole is made in the intermediate heat exchanger 108, the desalinated water is contaminated. Fear is greatly reduced.

【0011】無論、原理的には中間熱交換器108の次
側及び2次側が共に損傷を受ける場合があるので、かか
る場合にも対応するために当該中間熱交換器108を多
数用いて安全性を高めている。
Of course, in principle, both the secondary side and the secondary side of the intermediate heat exchanger 108 may be damaged, and in order to cope with such a case, the safety is increased by using a large number of the intermediate heat exchangers 108. Is increasing.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の原子力熱利用システムでは、原子炉100からの蒸
気の熱を熱交換器103を介して回収するため、熱利用
効率を高めることが困難である問題があると共に、中間
熱交換器108を複数設けるとコストアップになる問題
があった。
However, in the nuclear heat utilization system having the above configuration, since the heat of the steam from the reactor 100 is recovered through the heat exchanger 103, it is difficult to enhance the heat utilization efficiency. In addition to the problem, there is a problem that providing a plurality of intermediate heat exchangers 108 increases the cost.

【0013】また、砂漠地帯では発電より海水の淡水化
を目的に原子力熱利用システムが用いられる場合がある
が、発電を目的とした原子力熱利用システムでは海水の
淡水化を目的とした原子力熱利用システムより高圧の蒸
気を扱う必要がある等の観点から部材の耐圧も高くしな
ければならず、使用目的に対してシステムが過剰装備に
なる問題がある。
In a desert area, a nuclear heat utilization system is sometimes used for the purpose of desalination of seawater rather than power generation. However, in a nuclear heat utilization system for the purpose of power generation, nuclear heat utilization system for the desalination of seawater is used. In view of the necessity of handling steam at a higher pressure than the system, the pressure resistance of the members must be increased, and there is a problem that the system is excessively equipped for the intended use.

【0014】そこで、本発明は、原子力熱利用システム
の安全性を高めると共に、熱利用効率を高めた低コスト
な原子力熱利用システムを提供することを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a low-cost nuclear heat utilization system that enhances the safety of the nuclear heat utilization system and enhances the heat utilization efficiency.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1にかかる発明は、第1の冷媒を加熱して送
り出す原子炉と、該第1の冷媒により回転するタービン
と、該タービンにより駆動されて第2の冷媒を圧縮する
圧縮機と、原子炉の熱を最終的に利用する熱利用側の冷
媒と第2の冷媒とを熱交換させる熱利用側熱交換器と、
該タービンからの第1の冷媒と圧縮機又は熱利用側熱交
換器からの第2の冷媒とが供給されて、原子炉の熱によ
り熱利用側の冷媒を加熱する際には、これら第1の冷媒
と第2の冷媒とを熱交換させ、原子炉の熱により熱利用
側の冷媒を冷却する際には、これら第1の冷媒と第2の
冷媒との熱を放熱させる原子炉側熱交換器とを有して、
原子力熱利用システムの安全性を高めると共に、熱利用
効率を高め、かつ、低コストを図ったことを特徴とす
る。
Means for Solving the Problems To solve the above problems, the invention according to claim 1 comprises a reactor for heating and sending a first refrigerant, a turbine rotated by the first refrigerant, and a turbine. A compressor that compresses the second refrigerant driven by the heat-utilization-side heat exchanger that performs heat exchange between the second refrigerant and the heat-utilization-side refrigerant that finally uses the heat of the nuclear reactor;
When the first refrigerant from the turbine and the second refrigerant from the compressor or the heat utilization side heat exchanger are supplied and the heat utilization side refrigerant is heated by the heat of the nuclear reactor, these first refrigerants are used. When exchanging heat between the first refrigerant and the second refrigerant and cooling the heat utilization-side refrigerant by the heat of the nuclear reactor, the heat generated by the first refrigerant and the second refrigerant dissipates the heat of the first refrigerant and the second refrigerant. Having an exchanger and
It is characterized by improving the safety of the nuclear heat utilization system, increasing the heat utilization efficiency, and reducing the cost.

【0016】請求項2にかかる発明は、原子炉が、沸騰
水型原子炉、加圧水型原子炉、液体金属冷却原子炉又は
ガス冷却原子炉のいずれか1つであることを特徴とす
る。
[0016] The invention according to claim 2 is characterized in that the reactor is any one of a boiling water reactor, a pressurized water reactor, a liquid metal cooled reactor and a gas cooled reactor.

【0017】請求項3にかかる発明は、熱利用側の冷媒
が、蒸気圧縮方式の海水淡水化システムに供給される海
水であることを特徴とする。
The invention according to claim 3 is characterized in that the refrigerant on the heat utilization side is seawater supplied to a vapor compression type seawater desalination system.

【0018】請求項4にかかる発明は、熱利用側の冷媒
が、逆浸透方式の海水淡水化システムに供給される海水
であることを特徴とする。
The invention according to claim 4 is characterized in that the heat utilization side refrigerant is seawater supplied to a reverse osmosis type seawater desalination system.

【0019】請求項5にかかる発明は、原子炉側熱交換
器が、タンクと、該タンクに挿通して第1冷媒が流動す
る複数の第1伝熱管と、タンクに挿通して第2冷媒が流
動する複数の第2伝熱管と、タンクに貯留されて第1伝
熱管を流動する第1冷媒と第2伝熱管を流動する第2冷
媒とを熱接触させる第3冷媒とを有して、安全性を高め
たことを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, the reactor-side heat exchanger comprises a tank, a plurality of first heat transfer tubes through which the first refrigerant flows, and a second refrigerant which passes through the tank. A plurality of second heat transfer tubes that flow through the first heat transfer tube stored in the tank and a third refrigerant that makes thermal contact between the first refrigerant that flows through the first heat transfer tube and the second refrigerant that flows through the second heat transfer tube. It is characterized by enhanced safety.

【0020】請求項6にかかる発明は、第3冷媒が、大
気圧で第1冷媒と第2冷媒との最低温度より低い融点を
有し、かつ、大気圧で第1冷媒と第2冷媒との最高温度
より高い沸点を有することを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, the third refrigerant has a melting point lower than the lowest temperature of the first refrigerant and the second refrigerant at atmospheric pressure, and the first refrigerant and the second refrigerant at atmospheric pressure. Characterized by having a boiling point higher than the maximum temperature of

【0021】請求項7にかかる発明は、原子炉側熱交換
器が、2室に区画されたタンクと、それぞれの部屋に連
通して複数設けられたヒートパイプとを有して、一方の
部屋に流入してきた第1又は第2の冷媒の熱をヒートパ
イプを介して他方の部屋に伝達し、当該部屋に流入して
きた第2又は第1の冷媒に伝達して、安全性を高めたこ
とを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, the heat exchanger on the reactor side has a tank partitioned into two chambers, and a plurality of heat pipes provided in communication with the respective rooms. The heat of the first or second refrigerant flowing into the room is transmitted to the other room via the heat pipe, and is transmitted to the second or first refrigerant flowing into the room, thereby enhancing safety. It is characterized by.

【0022】請求項8にかかる発明は、原子炉側熱交換
器からの第1の冷媒を原子炉に戻す際に、該原子炉から
の第1冷媒の一部又はタービンから抽気された第1冷媒
が注入されて、原子炉に戻る第1の冷媒の圧力及び温度
を高めるインジェクタを設けて、システムの熱効率を高
めると共に、コストを下げるようにしたことを特徴とす
る。
In the invention according to claim 8, when returning the first refrigerant from the heat exchanger on the reactor side to the nuclear reactor, the first refrigerant extracted from a part of the first refrigerant from the nuclear reactor or the turbine. An injector is provided to increase the pressure and temperature of the first refrigerant that is injected into the reactor and returns to the reactor, thereby increasing the thermal efficiency of the system and reducing the cost.

【0023】請求項9にかかる発明は、原子炉からの第
1冷媒の一部で発電機を駆動して発電を行うようにした
ことを特徴とする。
The invention according to claim 9 is characterized in that a generator is driven by a part of the first refrigerant from the nuclear reactor to generate electric power.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図を参照し
て説明する。図1は、第1の実施の形態の説明に適用さ
れる原子力熱利用システムの概略構成図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a nuclear heat utilization system applied to the description of the first embodiment.

【0025】当該原子力熱利用システムは、高温蒸気を
供給する沸騰水型原子炉(BWR)11、該原子炉11
から高温蒸気が供給されて回転するタービン12、原子
炉側熱交換器13、給水ポンプ14、主蒸気(原子炉1
1から直接供給された蒸気)を用いた給水加熱器15、
タービン12の回転軸に連結された圧縮機21、該圧縮
機からの蒸気が供給される熱利用側熱交換器22等を有
している。
The nuclear heat utilization system includes a boiling water reactor (BWR) 11 for supplying high-temperature steam, the reactor 11
12 supplied with high-temperature steam from the turbine, rotates, the reactor-side heat exchanger 13, the feedwater pump 14, the main steam (the reactor 1)
Feed water heater 15 using steam supplied directly from 1),
It has a compressor 21 connected to the rotating shaft of the turbine 12, a heat utilization side heat exchanger 22 to which steam from the compressor is supplied, and the like.

【0026】なお、以下の説明では原子炉11、タービ
ン12、原子炉側熱交換器13、給水ポンプ14及び給
水加熱器15を循環する冷媒(第1の冷媒)を冷却水、
圧縮機21、熱利用側熱交換器22及び原子炉側熱交換
器13を循環する冷媒(第2の冷媒)をループ循環水、
熱利用側熱交換器22でループ循環水と熱交換する冷媒
(熱利用側の冷媒)を利用水と記載して説明する。
In the following description, the refrigerant (first refrigerant) circulating through the reactor 11, the turbine 12, the reactor-side heat exchanger 13, the feed water pump 14, and the feed water heater 15 will be referred to as cooling water.
The refrigerant (second refrigerant) circulating through the compressor 21, the heat utilization-side heat exchanger 22, and the reactor-side heat exchanger 13 is passed through loop circulating water,
The refrigerant that exchanges heat with the loop circulating water in the heat utilization-side heat exchanger 22 (the refrigerant on the heat utilization side) will be described as utilization water.

【0027】このような構成で、原子炉11からの蒸気
は、タービン12に供給されて当該タービン12を回転
させ、原子炉側熱交換器13で凝縮される。その後、給
水ポンプ14で圧送され、給水加熱器15で加熱されて
原子炉11に循環する。
With such a configuration, the steam from the reactor 11 is supplied to the turbine 12 to rotate the turbine 12 and is condensed in the reactor-side heat exchanger 13. Thereafter, the water is pumped by a feed water pump 14, heated by a feed water heater 15, and circulated to the nuclear reactor 11.

【0028】この給水加熱器15には、原子炉11から
の高温蒸気の一部が供給されており、給水ポンプ14か
らの冷却水がこの高温蒸気と一緒になって、原子炉11
に戻ることにより当該冷却水の温度を高めている。
A part of the high temperature steam from the reactor 11 is supplied to the feed water heater 15, and the cooling water from the feed pump 14 is combined with the high temperature steam to form the reactor 11
, The temperature of the cooling water is raised.

【0029】従って、当該原子炉11から供給される蒸
気の温度はその分高くすることができ、または蒸気量を
多くすることができるようになっている。
Therefore, the temperature of the steam supplied from the nuclear reactor 11 can be increased accordingly, or the amount of steam can be increased.

【0030】一方、タービン12には圧縮機21が連結
されており、当該圧縮機21にはループ循環水が循環し
ている。このループ循環水は、原子炉側熱交換器13を
通過する際に、タービン12からの冷却水の蒸気により
加熱されて蒸気となり圧縮機21に供給される。
On the other hand, a compressor 21 is connected to the turbine 12, and loop circulating water is circulating through the compressor 21. The loop circulating water is heated by steam of the cooling water from the turbine 12 when passing through the reactor-side heat exchanger 13, and is supplied to the compressor 21 as steam.

【0031】従って、圧縮機21は液圧縮を起すことな
く蒸気化したループ循環水を圧縮する。この圧縮過程
は、略断熱圧縮と見なせるので、ループ循環水の温度及
び圧力が高くなり熱利用側熱交換器22に供給される。
Therefore, the compressor 21 compresses the vaporized loop circulating water without causing liquid compression. Since this compression process can be regarded as substantially adiabatic compression, the temperature and pressure of the loop circulating water increase and are supplied to the heat utilization side heat exchanger 22.

【0032】この熱利用側熱交換器22には、利用水が
循環しているので、この利用水はループ循環水により加
熱されてお湯となり、原子炉の熱を安全に利用すること
が可能になる。
Since the use water is circulated in the heat use side heat exchanger 22, the use water is heated by the loop circulating water to become hot water, so that the heat of the reactor can be used safely. Become.

【0033】このときループ循環水は、圧縮機21で圧
縮されて高温高圧になり、ヒートポンプサイクルが形成
されているので、圧縮せずに単に原子炉側熱交換器13
で熱交換しただけの場合に比べ、また原子炉11からの
蒸気と直接熱交換した場合に比べて、より多くの熱を回
収して利用することができるようになっている。
At this time, the loop circulating water is compressed by the compressor 21 to have a high temperature and a high pressure, and a heat pump cycle is formed.
In this case, more heat can be recovered and used as compared with the case where the heat is simply exchanged with the steam and the case where the heat is directly exchanged with the steam from the nuclear reactor 11.

【0034】なお、上記説明においては熱利用装置は原
子炉11からの熱を回収して利用するヒートポンプサイ
クルの場合について説明したが、図2に示すように、ル
ープ循環水を逆方向に循環させることにより利用水を冷
却する冷凍サイクルを形成することも可能になる。
In the above description, the case where the heat utilization apparatus is a heat pump cycle in which the heat from the reactor 11 is recovered and used is described. As shown in FIG. 2, the loop circulating water is circulated in the reverse direction. This makes it possible to form a refrigeration cycle for cooling the water used.

【0035】但し、この場合には、原子炉側熱交換器1
6でループ循環水とタービン12からの蒸気とが熱交換
するようにせず、海水とループ循環水及び冷却水とが熱
交換するように構成する。
However, in this case, the reactor-side heat exchanger 1
In 6, the heat is not exchanged between the loop circulating water and the steam from the turbine 12, but the seawater is exchanged with the loop circulating water and the cooling water.

【0036】そして、高温の利用水が熱利用側熱交換器
22に循環すると、この利用水がループ循環水を加熱し
て当該ループ循環水を蒸発させる。これにより、圧縮機
21には蒸気が供給されるようになり、当該蒸気を圧縮
して高温高圧の蒸気とする。
When the high-temperature utilization water circulates through the heat utilization-side heat exchanger 22, the utilization water heats the loop circulation water to evaporate the loop circulation water. As a result, steam is supplied to the compressor 21, and the steam is compressed into high-temperature and high-pressure steam.

【0037】その後、ループ循環水の蒸気は、原子炉側
熱交換器16で海水に放熱して凝縮し、熱利用側熱交換
器22に循環する。利用水はループ循環水を加熱した分
だけ熱を失い冷却される。
Thereafter, the vapor of the loop circulating water releases heat to seawater in the reactor-side heat exchanger 16 to be condensed, and circulates to the heat utilization-side heat exchanger 22. The used water loses heat by the amount of heating the loop circulating water and is cooled.

【0038】以上説明したように、原子炉11からの冷
却水の蒸気が、利用水と直接熱交換しないようになるの
で、例え原子炉側熱交換器13,16に損傷が発生して
も利用水が汚染される恐れが少なくなる。
As described above, since the steam of the cooling water from the reactor 11 does not directly exchange heat with the water to be used, even if the reactor-side heat exchangers 13 and 16 are damaged, the cooling water is utilized. The risk of water contamination is reduced.

【0039】無論、タービン12からの蒸気が原子炉側
熱交換器13,16でループ循環水と直接熱交換するの
で、この原子炉側熱交換器13、16が損傷を受けた場
合には、ループ循環水が汚染されるような場合もあり得
る。
Of course, the steam from the turbine 12 directly exchanges heat with the loop circulating water in the reactor-side heat exchangers 13 and 16, so if the reactor-side heat exchangers 13 and 16 are damaged, The loop circulating water may become contaminated.

【0040】しかし、図1の場合には熱利用側熱交換器
22でループ循環水が凝縮するので、原子炉側熱交換器
13に供給されるループ循環水の圧力は、圧縮機21か
ら吐出された時の圧力より低くなるものの、それでも大
気圧より高くなっており、タービン12からの蒸気の圧
力は略大気圧とみなせることから、冷却水がループ循環
水に混じったりする恐れが少なくなっている。
However, in the case of FIG. 1, since the loop circulating water is condensed in the heat utilization side heat exchanger 22, the pressure of the loop circulating water supplied to the reactor side heat exchanger 13 is discharged from the compressor 21. Although the pressure is lower than the pressure at the time of the cooling, the pressure is still higher than the atmospheric pressure, and the pressure of the steam from the turbine 12 can be regarded as substantially the atmospheric pressure. Therefore, the possibility that the cooling water is mixed with the loop circulation water is reduced. I have.

【0041】また、図2の場合には圧縮機21から圧縮
されたループ循環水がそのまま原子炉側熱交換器16に
供給されるので、タービン12からの蒸気の圧力より大
きい。
In the case of FIG. 2, since the loop circulating water compressed from the compressor 21 is supplied to the reactor-side heat exchanger 16 as it is, the pressure is higher than the pressure of the steam from the turbine 12.

【0042】従って、原子炉側熱交換器13、16が損
傷を受けた場合でも、ループ循環水に汚染された冷却水
が混じるような事態の発生が非常に小さくなっている。
Therefore, even when the reactor-side heat exchangers 13 and 16 are damaged, the occurrence of a situation in which contaminated cooling water is mixed with the loop circulating water is extremely small.

【0043】なお、上記説明ではタービン12に供給さ
れる蒸気は原子炉11の冷却水である場合について説明
したが、当該冷却水を直接用いなくても良いことは明ら
かで、例えばこの冷却水の熱で別途蒸気を発生させ、そ
の蒸気をタービン12に供給するようにしても良い。
In the above description, the case where the steam supplied to the turbine 12 is the cooling water of the nuclear reactor 11 has been described. However, it is clear that the cooling water does not need to be used directly. Steam may be separately generated by heat, and the steam may be supplied to the turbine 12.

【0044】また、給水加熱器15の熱源として主蒸気
だけでなく、タービン12から抽気した蒸気を用いても
よいことは付言するまでもない。
It goes without saying that not only the main steam but also the steam extracted from the turbine 12 may be used as the heat source of the feed water heater 15.

【0045】さらに、原子炉11として沸騰水型原子炉
を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、加圧水型原子炉(PWR)、液体金属冷却原子炉
(LMR)、ガス冷却原子炉(GCR)等であってもよ
い。
Furthermore, although a boiling water reactor has been described as an example of the reactor 11, the present invention is not limited to this, and a pressurized water reactor (PWR), a liquid metal cooled reactor (LMR), It may be a gas-cooled nuclear reactor (GCR) or the like.

【0046】次に、本発明の第2の実施の形態について
説明する。なお、上記実施の形態と同一構成に関しては
同一符号を伏して説明を適宜省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, about the same structure as the said embodiment, the same code | symbol is turned down and description is abbreviate | omitted suitably.

【0047】上述したように本発明は、原子炉として沸
騰水型原子炉11に限定されるものではない。そこで、
本実施の形態では、その他の原子炉としてガス冷却原子
炉(GCR)を用いた場合の原子力熱利用システムにつ
いて説明する。
As described above, the present invention is not limited to the boiling water reactor 11 as the nuclear reactor. Therefore,
In the present embodiment, a nuclear heat utilization system using a gas-cooled nuclear reactor (GCR) as another nuclear reactor will be described.

【0048】この場合の原子力熱利用システムは、 図
3のようにガス冷却原子炉31、該ガス冷却原子炉31
からの高温ガスが供給されて回転するタービン32、該
タービン32から排出されるガスの熱を放熱して低温ガ
スにする原子炉側熱交換器33、タービン32により駆
動されて、温度が下がったガスを圧縮するガス圧縮機3
4、タービン32により駆動されて、蒸気化したループ
循環水を圧縮する圧縮機21、ループ循環水と利用水と
を熱交換させる熱利用側熱交換器22等を有している。
The nuclear heat utilization system in this case includes a gas-cooled nuclear reactor 31 as shown in FIG.
The turbine 32 is supplied with high-temperature gas from the turbine and rotates, the reactor 32 heat exchanger 33 that radiates heat of the gas discharged from the turbine 32 to generate a low-temperature gas, and the turbine 32 drives to lower the temperature. Gas compressor 3 for compressing gas
4. It has a compressor 21 driven by the turbine 32 to compress the vaporized loop circulating water, a heat utilization side heat exchanger 22 for exchanging heat between the loop circulating water and utilization water, and the like.

【0049】そして、ガス冷却原子炉31からの高温ガ
スは、タービン32に供給されて当該タービン32を回
転させ、その後に原子炉側熱交換器33に供給される。
The high-temperature gas from the gas-cooled nuclear reactor 31 is supplied to the turbine 32 to rotate the turbine 32, and thereafter is supplied to the reactor-side heat exchanger 33.

【0050】ここでガスはループ循環水を加熱すること
により冷却されて温度が下がり、ガス圧縮機34で圧縮
されて高温のガスとなってガス冷却原子炉31に戻る。
一方、ループ循環水は、ガスにより加熱されて蒸気とな
り圧縮機21に供給される。
Here, the gas is cooled by heating the loop circulating water to lower the temperature, and is compressed by the gas compressor 34 to become a high-temperature gas and returns to the gas-cooled nuclear reactor 31.
On the other hand, the loop circulating water is heated by the gas to become steam and supplied to the compressor 21.

【0051】この圧縮機21はタービン32により駆動
され、これにより高温高圧の蒸気となって熱利用側熱交
換器22に供給される。
The compressor 21 is driven by a turbine 32, whereby high-temperature and high-pressure steam is supplied to the heat-use-side heat exchanger 22.

【0052】従って、当該熱利用側熱交換器22で利用
水は、圧縮機21により高温になったループ循環水と熱
交換して温度が上昇する。
Accordingly, the water used in the heat-use-side heat exchanger 22 exchanges heat with the loop circulating water whose temperature has been increased by the compressor 21 to increase the temperature.

【0053】なお、図2に示すように、原子炉側熱交換
器33に海水等の冷却水を循環させ、ループ循環水を逆
方向に循環させることにより利用水の冷却を行うことも
可能である。
As shown in FIG. 2, it is also possible to circulate cooling water such as seawater through the reactor-side heat exchanger 33 and circulate loop circulating water in the reverse direction to cool the water used. is there.

【0054】これにより先に説明したと同様の作用原理
が成立ち、同様の効果を得ることが可能になる。
As a result, the same operation principle as described above is established, and the same effect can be obtained.

【0055】次に、第3の実施の形態について説明す
る。なお、上述した実施の形態と同一構成に関しては同
一符号を用いて説明を適宜省略する。
Next, a third embodiment will be described. Note that the same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.

【0056】これまでの実施の形態では、ヒートポンプ
サイクル及び冷凍サイクルを形成する場合について説明
した。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく
海水淡水化装置等にも適用できる。そこで、本実施の形
態では、かかる海水淡水化装置を用いる場合について図
4を参照して説明する。その際、第1の実施の形態で説
明した原子炉に沸騰水型原子炉11を用いる場合を例に
説明する。
In the embodiments described above, the case where the heat pump cycle and the refrigeration cycle are formed has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to a seawater desalination apparatus and the like. Thus, in the present embodiment, a case where such a seawater desalination apparatus is used will be described with reference to FIG. At this time, a case where the boiling water reactor 11 is used as the reactor described in the first embodiment will be described as an example.

【0057】この場合の原子力熱利用システムには、タ
ービン12により圧縮機21が駆動され、当該圧縮機2
1に海水が蒸発した淡水の蒸気が循環するようになって
いる。
In the nuclear heat utilization system in this case, the compressor 21 is driven by the turbine 12 and the compressor 2
1, freshwater vapor from which seawater evaporates is circulated.

【0058】そして、淡水化する海水は原子炉側熱交換
器35及び海水前加熱器36を経て蒸気復水器37に供
給される。
The seawater to be desalinated is supplied to a steam condenser 37 via a reactor-side heat exchanger 35 and a seawater pre-heater 36.

【0059】このとき海水は、原子炉側熱交換器35で
タービン12からの蒸気により加熱され、さらに海水前
加熱器36で加熱されて、蒸気復水器37に供給された
段階では略沸点に達している。
At this time, the seawater is heated by the steam from the turbine 12 in the reactor-side heat exchanger 35, further heated in the seawater pre-heater 36, and brought to a substantially boiling point in a stage where it is supplied to the steam condenser 37. Has reached.

【0060】従って、蒸気復水器37には蒸気が満たさ
れた状態となっており、圧縮機21はこの蒸気を圧縮す
ることにより、温度を高めて蒸気復水器37に戻すよう
になっている。
Accordingly, the steam condenser 37 is filled with steam, and the compressor 21 compresses the steam to raise the temperature and return the steam to the steam condenser 37. I have.

【0061】そして圧縮機21からの蒸気は、蒸気復水
器37内の海水を加熱して蒸発を促進させて復水して淡
水として取出され、また蒸気復水器37に残った濃度の
高くなった海水は排水される。
The steam from the compressor 21 heats seawater in the steam condenser 37 to promote evaporation and is condensed to be taken out as fresh water. The steam remaining in the steam condenser 37 has a high concentration. The depleted seawater is drained.

【0062】なお、原子炉側熱交換器35を経て供給さ
れる海水は図示しないポンプ等により圧送されているの
で、当該原子炉側熱交換器35が損傷を受けた場合であ
っても圧力関係から海水に冷却水が混じる恐れが非常に
少ない。
Since seawater supplied through the reactor-side heat exchanger 35 is pumped by a pump (not shown) or the like, even if the reactor-side heat exchanger 35 is damaged, the pressure relationship is not affected. There is very little risk of cooling water mixing with seawater.

【0063】また、圧縮機21で圧縮されて温度が上昇
した蒸気により蒸気復水器37の海水を加熱するので効
率的に淡水化を行うことができるようになる。
Since the seawater of the steam condenser 37 is heated by the steam whose temperature has been increased by being compressed by the compressor 21, desalination can be performed efficiently.

【0064】なお、海水を淡水化する方法としては、上
述した蒸留方式の他にも多々あり、例えば逆浸透器を用
いることも可能である。
There are various methods for desalinating seawater other than the above-mentioned distillation method. For example, a reverse osmosis device can be used.

【0065】図5は係る逆浸透器を用いた場合の原子力
熱利用システムの構成を示す図で、この場合にはタービ
ン12にポンプ39を設けて、当該ポンプ39により海
水を逆浸透器38に圧送している。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a nuclear heat utilization system using such a reverse osmosis device. In this case, a pump 39 is provided in the turbine 12, and seawater is supplied to the reverse osmosis device 38 by the pump 39. Pumping.

【0066】この逆浸透器38としては、例えば図6に
示すような公知の構成が可能で、ブラインシール39、
中心パイプ40、メッシュスペーサ41、逆浸透膜4
2、流路材43等を有して、高圧の海水(供給水)が逆
浸透膜42により淡水(真水)と排水(濃縮水)に分離
される。なお、逆浸透器38では、このような構成のエ
レメントが複数具備されている。
The reverse osmosis device 38 may have a known structure as shown in FIG.
Center pipe 40, mesh spacer 41, reverse osmosis membrane 4
2. The high-pressure seawater (supply water) is separated into fresh water (fresh water) and drainage water (concentrated water) by the reverse osmosis membrane 42 having the channel material 43 and the like. The reverse osmosis device 38 includes a plurality of elements having such a configuration.

【0067】そして、逆浸透器38に送られる海水の温
度は、ある程度高いほうが効率がよいことが知られてい
るので、海水は原子炉側熱交換器13で加熱し、これを
タービン12により駆動されるポンプ39で逆浸透器3
8に圧送している。
It is known that the higher the temperature of the seawater sent to the reverse osmosis device 38 is, the more efficient the seawater is. Therefore, the seawater is heated by the reactor-side heat exchanger 13 and is driven by the turbine 12. Pump 39 with reverse osmosis device 3
To 8

【0068】このように、原子炉側熱交換器13でター
ビン12からの蒸気と海水とを熱交換させるようにした
ので、従来のようにタービン12からの蒸気を復水させ
るために当該蒸気を冷却して温度上昇した海水を排水す
ることなく利用できるようになり熱効率が高まる。
As described above, since the steam from the turbine 12 and the seawater are heat-exchanged by the heat exchanger 13 on the reactor side, the steam is condensed in order to condense the steam from the turbine 12 as in the prior art. Seawater that has been cooled and the temperature of which has increased can be used without draining, thereby increasing thermal efficiency.

【0069】ところで、逆浸透器38に供給される海水
の適正圧力は、65〜70気圧であり、給水ポンプ14
の揚程は約70気圧であるので、特別なポンプを用いな
くても給水ポンプ14と同様のポンプを海水圧送のポン
プ39として用いることができて汎用性が高まりコスト
ダウンを図ることが可能になる。
The appropriate pressure of seawater supplied to the reverse osmosis device 38 is 65 to 70 atm.
Since the pumping head is about 70 atm, a pump similar to the water supply pump 14 can be used as the seawater pumping pump 39 without using a special pump, so that versatility is improved and cost can be reduced. .

【0070】次に、本発明の第4の実施の形態の説明を
図7を参照して行う。なお、上述した実施の形態と同一
構成に関しては同一符号を用いて説明を適宜省略する。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that the same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.

【0071】これまで説明した各実施の形態では、原子
炉側熱交換器で凝縮した冷却水は、給水ポンプ14及び
給水加熱器15を介して原子炉11に循環する構成とな
っていた。
In each of the embodiments described so far, the cooling water condensed in the heat exchanger on the reactor side is circulated to the reactor 11 via the feed water pump 14 and the feed water heater 15.

【0072】かかる構成に対し、本実施の形態では主蒸
気やタービン12からの抽気蒸気を駆動用蒸気として、
冷却水を昇圧するインジェクタ44を用いている。
In this embodiment, the main steam and the extracted steam from the turbine 12 are used as the driving steam in this embodiment.
An injector 44 for increasing the pressure of the cooling water is used.

【0073】このインジェクタ44は、蒸気の超音速噴
流で給水を駆動する可動部のないポンプで、供給蒸気圧
より高い吐出圧を得るものであり、また蒸気と復水した
冷却水が直接接触する熱交換器とみなすこともできて、
給水加熱器15と給水ポンプ14との機能を併せ持って
いる。
The injector 44 is a pump having no movable part for driving water supply by a supersonic jet of steam to obtain a discharge pressure higher than the supply steam pressure, and the steam and the condensed cooling water come into direct contact with each other. Can also be considered a heat exchanger,
It has both functions of the feedwater heater 15 and the feedwater pump 14.

【0074】なお、このインジェクタ44については、
大森修一他による、多段インジェクタを用いた簡素化給
水系(日本機械学会、動力・エネルギー技術の最前線’
98、P183−185)を参照されたい。
The injector 44 has the following configuration.
Simplified water supply system using multistage injectors by Shuichi Omori et al. (The Japan Society of Mechanical Engineers, The forefront of power and energy technology '
98, pp 183-185).

【0075】このように給水加熱器15と給水ポンプ1
4との機能を併せ持つインジェクタ44を用いることに
より、部品点数の削減によるコストダウンが図られると
共に、インジェクタ44は可動部がないので動作の信頼
性が向上し、また保守が容易になる。
As described above, the feed water heater 15 and the feed pump 1
By using the injector 44 having both functions of the injector 4, the cost can be reduced by reducing the number of parts, and since the injector 44 has no movable parts, the reliability of operation is improved and the maintenance is facilitated.

【0076】次に、本発明の第5の実施の形態を図8を
参照して説明する。なお、上述した実施の形態と同一構
成に関しては同一符号を用いて説明を適宜省略する。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that the same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.

【0077】これまで説明した各実施の形態では、発電
を行わない場合について説明したが、本発明はこれに限
定されるものではなく、発電を行うようにしてもよい。
In each of the embodiments described above, the case where power generation is not performed has been described. However, the present invention is not limited to this, and power generation may be performed.

【0078】図8に示す構成は、原子炉11からの蒸気
をポンプ39を駆動するタービン12と、発電器45を
駆動するタービン46及び給水加熱器15に供給してい
る。
The configuration shown in FIG. 8 supplies steam from the nuclear reactor 11 to the turbine 12 for driving the pump 39, the turbine 46 for driving the generator 45, and the feed water heater 15.

【0079】そして、発電機45を駆動するタービン4
6からの蒸気は、ポンプ39を駆動するタービン12か
らの蒸気と共に原子炉側熱交換器13に供給している。
The turbine 4 for driving the generator 45
The steam from 6 is supplied to the reactor-side heat exchanger 13 together with the steam from the turbine 12 that drives the pump 39.

【0080】これにより、原子炉11で発生したエネル
ギーを電気として利用すると共に、効率よく熱回収して
利用することが可能になり利便性が向上する。
As a result, the energy generated in the nuclear reactor 11 can be used as electricity, and the heat can be efficiently recovered and used, thereby improving the convenience.

【0081】なお、発電と熱回収とを行う構成はこのよ
うな構成に限定されるものではない。例えは、本発明に
用いるポンプ39などのために必要なタービン12の入
口圧力は、沸騰水型原子炉で発電する場合の圧力などと
較べて低くても機能することに着目するならば、原子力
発電所において発電用のタービンからの蒸気又は抽気蒸
気を用いてポンプ39を駆動するタービンを駆動しても
良い。
The structure for performing power generation and heat recovery is not limited to such a structure. For example, if attention is paid to the fact that the inlet pressure of the turbine 12 necessary for the pump 39 and the like used in the present invention can be operated even if it is lower than the pressure at the time of generating power in the boiling water reactor, it is possible to use nuclear power. The turbine for driving the pump 39 may be driven using steam from the turbine for power generation or extracted steam at the power plant.

【0082】このような構成を示したのが図9で、原子
炉11からの蒸気で高圧タービン47を回転させ、その
排気蒸気を低圧タービン48及びタービン12に供給し
ている。
FIG. 9 shows such a configuration. The high pressure turbine 47 is rotated by the steam from the nuclear reactor 11, and the exhaust steam is supplied to the low pressure turbine 48 and the turbine 12.

【0083】そして、低圧タービン48及びタービン1
2からの蒸気は原子炉側熱交換器49により海水と熱交
換して給水ポンプ14等を介して原子炉11に戻るよう
になっている。
The low pressure turbine 48 and the turbine 1
The steam from 2 exchanges heat with seawater by the reactor-side heat exchanger 49 and returns to the reactor 11 via the feedwater pump 14 and the like.

【0084】従って、電力の供給と合わせ熱利用が効率
的に行えるようになり、経済性及び利便性が向上する。
Therefore, the heat can be efficiently used together with the supply of the electric power, and the economy and convenience are improved.

【0085】次に、本発明の第6の実施の形態を図を参
照して説明する。なお、上述した実施の形態と同一構成
に関しては同一符号を用いて説明を適宜省略する。
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.

【0086】なお、上述した原子炉側熱交換器や熱利用
側熱交換器は、上述したように圧力関係から安全性が確
保されているが、より安全を期すならば、図10及び図
11に示すような構成とすることが好ましい。
The safety of the above-described heat exchanger on the reactor side and the heat exchanger on the heat utilization side is ensured from the pressure relation as described above. However, if safety is expected, FIGS. It is preferable to adopt a configuration as shown in FIG.

【0087】図10に示す熱交換器50は、タンク5
1、該タンク51内を挿通して設けられた複数の1次側
伝熱管52及び2次側伝熱管53により形成されて、タ
ンク51内には伝熱媒体54が満たされている。
The heat exchanger 50 shown in FIG.
1. The tank 51 is formed by a plurality of primary heat transfer tubes 52 and secondary heat transfer tubes 53 provided through the inside of the tank 51, and the tank 51 is filled with a heat transfer medium 54.

【0088】従って、例え1次側伝熱管52に穴が開く
ようなことが起こっても、1次側伝熱管52を流動する
冷媒(例えば、冷却水)は伝熱媒体54に混じり込むだ
けなので、2次側伝熱管53内を流動している冷媒(例
えば、ループ循環水)と混じることがなく、まして利用
水に混じることが無くなる。よって、原子力熱利用シス
テムの安全性が高まる。
Accordingly, even if a hole is formed in the primary heat transfer tube 52, the refrigerant (for example, cooling water) flowing through the primary heat transfer tube 52 only mixes with the heat transfer medium 54. It does not mix with the refrigerant flowing in the secondary heat transfer tube 53 (for example, loop circulating water), and even less with the water used. Therefore, the safety of the nuclear heat utilization system is enhanced.

【0089】このとき、伝熱媒体54としては、大気圧
での融点が冷却水及びループ循環水の最低温度よりも低
く、かつ、その沸点が冷却水及びループ循環水の最高温
度より高いことが好ましい。
At this time, as the heat transfer medium 54, the melting point at atmospheric pressure is lower than the minimum temperature of the cooling water and the loop circulating water, and the boiling point is higher than the maximum temperature of the cooling water and the loop circulating water. preferable.

【0090】このような伝熱媒体54として、例えば1
次側伝熱管52を流動する蒸気が0.05気圧で、2次
側伝熱管53を流動するループ循環水が30℃の場合
は、不凍液で知られるエチレングリコール等を利用する
ことができる。
As such a heat transfer medium 54, for example, 1
When the steam flowing through the secondary heat transfer tube 52 is 0.05 atm and the loop circulating water flowing through the secondary heat transfer tube 53 is 30 ° C., ethylene glycol or the like, which is known as an antifreeze, can be used.

【0091】このような伝熱媒体54を用いると、伝熱
媒体54が凝固したり沸騰することがないので、このよ
うな相変化によるタンク51の内圧上昇や伝熱量の変化
が防止できて原子力熱利用システムの安全性が高まる。
When such a heat transfer medium 54 is used, since the heat transfer medium 54 does not solidify or boil, it is possible to prevent an increase in the internal pressure of the tank 51 and a change in the amount of heat transfer due to such a phase change. The safety of the heat utilization system increases.

【0092】また、図11に示す原子炉側熱交換器55
は、タンク56が仕切板59により1次側空間57と2
次側空間58とに区画され、各空間57,58にバッフ
ル板60、61が設けられると共に、これらの空間5
7,58を複数のヒートパイプ62が連通している。
The reactor-side heat exchanger 55 shown in FIG.
Is that the tank 56 is divided into the primary spaces 57 and 2 by the partition plate 59.
A baffle plate 60, 61 is provided in each of the spaces 57, 58, and these spaces 5
A plurality of heat pipes 62 communicate with 7, 58.

【0093】ヒートパイプ62には、図示しない伝熱媒
体が封入されて、1次側空間57に流入してきた冷媒
(例えば、冷却水)によりこの伝熱媒体が加熱されて蒸
発して2次側空間58に上昇し、当該2次側空間58に
流入してきた冷媒(例えば、ループ循環水)を加熱して
熱を失い凝縮して、1次側空間57のヒートパイプ62
の底部に貯留されるようになっている。
A heat transfer medium (not shown) is sealed in the heat pipe 62, and the heat transfer medium is heated by a refrigerant (for example, cooling water) flowing into the primary space 57, evaporates, and is heated to the secondary side. The refrigerant (for example, loop circulating water) that has risen into the space 58 and has flowed into the secondary space 58 is heated to lose heat and condensed, and the heat pipe 62 of the primary space 57 is heated.
It is designed to be stored at the bottom.

【0094】従って、1次側空間57におけるヒートパ
イプ62に穴があいても、2次側空間58を流動する冷
媒には1次側空間57を流動する冷媒が混じることがな
いので安全性が高まる。
Therefore, even if a hole is formed in the heat pipe 62 in the primary space 57, the refrigerant flowing in the secondary space 58 is not mixed with the refrigerant flowing in the primary space 57, so that safety is improved. Increase.

【0095】[0095]

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる原
子力熱利用システムによれば、原子炉からの第1の冷媒
により圧縮機を駆動して第2の冷媒を圧縮し、当該第2
の冷媒と熱利用側冷媒とを熱交換させるようにしたので
熱の利用効率が向上する。
As described above, according to the nuclear heat utilization system of the present invention, the compressor is driven by the first refrigerant from the nuclear reactor to compress the second refrigerant, and the second refrigerant is compressed.
The heat exchange between the refrigerant and the heat utilization side refrigerant is performed, so that the heat utilization efficiency is improved.

【0096】また、原子炉側熱交換器を1次側と2次側
の冷却材が接触する可能性を低減したので安価に、か
つ、容易に安全性を更に高めることが可能になる。
Further, since the possibility that the coolant on the primary side and the coolant on the secondary side come into contact with each other on the reactor side heat exchanger is reduced, the safety can be further improved at low cost and easily.

【0097】また、従来は海水などに捨てていたエネル
ギーを利用するようにしたので熱の利用率が向上すると
共に、経済性が向上する。
[0097] Further, since the energy which has been conventionally thrown away into seawater or the like is used, the heat utilization rate is improved and the economic efficiency is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態の説明に適用される
ヒートポンプサイクルの原子力熱利用システムの構成図
である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a nuclear heat utilization system of a heat pump cycle applied to the description of a first embodiment of the present invention.

【図2】図1における原子力熱利用システムを冷凍サイ
クルとして用いる場合の構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram when the nuclear heat utilization system in FIG. 1 is used as a refrigeration cycle.

【図3】本発明の第2の実施の形態の説明に適用される
原子力熱利用システムの構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of a nuclear heat utilization system applied to the description of a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施の形態の説明に適用される
原子力熱利用システムの構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram of a nuclear heat utilization system applied to the description of a third embodiment of the present invention.

【図5】図4に代る原子力熱利用システムの構成図であ
る。
FIG. 5 is a configuration diagram of a nuclear heat utilization system replacing FIG. 4;

【図6】逆浸透器の構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a reverse osmosis device.

【図7】本発明の第4の実施の形態の説明に適用される
原子力熱利用システムの構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of a nuclear heat utilization system applied to the description of a fourth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第5の実施の形態の説明に適用される
原子力熱利用システムの構成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram of a nuclear heat utilization system applied to the description of a fifth embodiment of the present invention.

【図9】図8に代る原子力熱利用システムの構成図であ
る。
9 is a configuration diagram of a nuclear heat utilization system replacing FIG.

【図10】本発明の第6の実施の形態の説明に適用され
る熱交換器の構成図である。
FIG. 10 is a configuration diagram of a heat exchanger applied to the description of a sixth embodiment of the present invention.

【図11】図8に代る熱交換器の構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram of a heat exchanger instead of FIG. 8;

【図12】従来の技術の説明に適用される原子力熱利用
システムの構成図である。
FIG. 12 is a configuration diagram of a nuclear heat utilization system applied to a description of a conventional technique.

【図13】従来の技術の説明に適用される原子力熱利用
システムの構成図である。
FIG. 13 is a configuration diagram of a nuclear heat utilization system applied to the description of a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 原子炉 12,32 タービン 13,16,33,35,49,55 原子炉側熱交換
器 14 給水ポンプ 15 給水加熱器 21 圧縮機 22 熱利用側熱交換器 34 ガス圧縮機 36 海水前加熱器 37 蒸気復水器 38 逆浸透器 39 ポンプ 43 流路材 44 インジェクタ 45 発電器 46 タービン 47 高圧タービン 48 低圧タービン 50 熱交換器 51,56 タンク 52 1次側伝熱管 53 2次側伝熱管 54 伝熱媒体 57 1次側空間 58 2次側空間 59 仕切板 60,61 バッフル板 62 ヒートパイプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Nuclear reactor 12, 32 Turbine 13, 16, 33, 35, 49, 55 Reactor side heat exchanger 14 Feedwater pump 15 Feedwater heater 21 Compressor 22 Heat use side heat exchanger 34 Gas compressor 36 Seawater pre-heater 37 Steam condenser 38 Reverse osmosis device 39 Pump 43 Channel material 44 Injector 45 Generator 46 Turbine 47 High pressure turbine 48 Low pressure turbine 50 Heat exchanger 51, 56 Tank 52 Primary heat transfer tube 53 Secondary heat transfer tube 54 Heat medium 57 Primary space 58 Secondary space 59 Partition plate 60, 61 Baffle plate 62 Heat pipe

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の冷媒を加熱して送り出す原子炉
と、 前記第1の冷媒により回転するタービンと、 該タービンにより駆動されて第2の冷媒を圧縮する圧縮
機と、 前記原子炉の熱を最終的に利用する熱利用側の冷媒と前
記第2の冷媒とを熱交換させる熱利用側熱交換器と、 前記タービンからの第1の冷媒と前記圧縮機又は前記熱
利用側熱交換器からの第2の冷媒とが供給されて、前記
原子炉の熱により前記熱利用側の冷媒を加熱する際に
は、これら第1の冷媒と第2の冷媒とを熱交換させ、前
記原子炉の熱により前記熱利用側の冷媒を冷却する際に
は、これら第1の冷媒と第2の冷媒との熱を放熱させる
原子炉側熱交換器とを有することを特徴とする原子力熱
利用システム。
A reactor that heats and sends a first refrigerant; a turbine that is rotated by the first refrigerant; a compressor that is driven by the turbine to compress a second refrigerant; A heat-using-side heat exchanger that performs heat exchange between the heat-using-side refrigerant that finally uses heat and the second refrigerant; and a first refrigerant from the turbine and the compressor or the heat-using-side heat exchange. When the second refrigerant is supplied from the vessel and the heat on the heat utilization side is heated by the heat of the nuclear reactor, the first refrigerant and the second refrigerant are heat-exchanged, and the When cooling the refrigerant on the heat utilization side by the heat of the reactor, it has a nuclear reactor-side heat exchanger for releasing heat of the first refrigerant and the second refrigerant. system.
【請求項2】 前記原子炉が、沸騰水型原子炉、加圧水
型原子炉、液体金属冷却原子炉又はガス冷却原子炉のい
ずれか1つであることを特徴とする請求項1記載の原子
力熱利用システム。
2. The nuclear reactor according to claim 1, wherein the nuclear reactor is one of a boiling water reactor, a pressurized water reactor, a liquid metal cooled reactor and a gas cooled reactor. Usage system.
【請求項3】 前記熱利用側の冷媒が、蒸気圧縮方式の
海水淡水化システムに供給される海水であることを特徴
とする請求項1又は2記載の原子力熱利用システム。
3. The nuclear heat utilization system according to claim 1, wherein the refrigerant on the heat utilization side is seawater supplied to a seawater desalination system of a vapor compression system.
【請求項4】 前記熱利用側の冷媒が、逆浸透方式の海
水淡水化システムに供給される海水であることを特徴と
する請求項1又は2記載の原子力熱利用システム。
4. The nuclear heat utilization system according to claim 1, wherein the heat utilization side refrigerant is seawater supplied to a reverse osmosis type seawater desalination system.
【請求項5】 前記原子炉側熱交換器が、タンクと、該
タンクに挿通して前記第1冷媒が流動する複数の第1伝
熱管と、前記タンクに挿通して前記第2冷媒が流動する
複数の第2伝熱管と、前記タンクに貯留されて前記第1
伝熱管を流動する第1冷媒と第2伝熱管を流動する第2
冷媒とを熱接触させる第3冷媒とを有することを特徴と
する請求項1乃至4いずれか1項記載の原子力熱利用シ
ステム。
5. The reactor-side heat exchanger includes a tank, a plurality of first heat transfer tubes through which the first refrigerant flows, and the second refrigerant flows through the tank. A plurality of second heat transfer tubes, and the first heat transfer tubes stored in the tank.
The first refrigerant flowing through the heat transfer tube and the second refrigerant flowing through the second heat transfer tube
The nuclear heat utilization system according to any one of claims 1 to 4, further comprising a third refrigerant that makes thermal contact with the refrigerant.
【請求項6】 前記第3冷媒が、大気圧で前記第1冷媒
と前記第2冷媒との最低温度より低い融点を有し、か
つ、大気圧で前記第1冷媒と前記第2冷媒との最高温度
より高い沸点を有することを特徴とする請求項5記載の
原子力熱利用システム。
6. The third refrigerant has a melting point lower than the minimum temperature of the first refrigerant and the second refrigerant at atmospheric pressure, and forms the first refrigerant and the second refrigerant at atmospheric pressure. The nuclear heat utilization system according to claim 5, having a boiling point higher than the maximum temperature.
【請求項7】 前記原子炉側熱交換器が、2室に区画さ
れたタンクと、それぞれの部屋に連通して複数設けられ
たヒートパイプとを有して、一方の部屋に流入してきた
第1又は第2の冷媒の熱を前記ヒートパイプを介して他
方の部屋に伝達し、当該部屋に流入してきた第2又は第
1の冷媒に伝達することを特徴とする請求項1乃至4い
ずれか1項記載の原子力熱利用システム。
7. The reactor-side heat exchanger has a tank partitioned into two chambers, and a plurality of heat pipes provided in communication with each of the chambers, and the first heat exchanger flowing into one of the chambers. The heat of the 1st or 2nd refrigerant | coolant is transmitted to the other room via the said heat pipe, and is transmitted to the 2nd or 1st refrigerant | coolant which flowed into the said room, The claim 1 characterized by the above-mentioned. The nuclear heat utilization system according to claim 1.
【請求項8】 前記原子炉側熱交換器からの第1の冷媒
を前記原子炉に戻す際に、該原子炉からの第1冷媒の一
部又は前記タービンから抽気された第1冷媒が注入され
て、前記原子炉に戻る第1の冷媒の圧力及び温度を高め
るインジェクタを設けたことを特徴とする請求項1乃至
7いずれか1記載の原子力熱利用システム。
8. When returning the first refrigerant from the reactor-side heat exchanger to the reactor, a part of the first refrigerant from the reactor or the first refrigerant extracted from the turbine is injected. The nuclear heat utilization system according to any one of claims 1 to 7, further comprising an injector for increasing the pressure and temperature of the first refrigerant that is returned to the nuclear reactor.
【請求項9】 前記原子炉からの第1冷媒の一部で発電
機を駆動して発電を行うようにしたことを特徴とする請
求項1乃至8いずれか1項記載の原子力熱利用システ
ム。
9. The nuclear heat utilization system according to claim 1, wherein a part of the first refrigerant from the nuclear reactor drives a generator to generate power.
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