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JP2543905B2 - 原子力発電所のタ―ビン系統 - Google Patents

原子力発電所のタ―ビン系統

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Publication number
JP2543905B2
JP2543905B2 JP62223121A JP22312187A JP2543905B2 JP 2543905 B2 JP2543905 B2 JP 2543905B2 JP 62223121 A JP62223121 A JP 62223121A JP 22312187 A JP22312187 A JP 22312187A JP 2543905 B2 JP2543905 B2 JP 2543905B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure heater
low
heater
pressure
condensate
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP62223121A
Other languages
English (en)
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JPS6466597A (en
Inventor
小林  実
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
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP62223121A priority Critical patent/JP2543905B2/ja
Publication of JPS6466597A publication Critical patent/JPS6466597A/ja
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Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin

Landscapes

  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は原子力発電所において、一次系給水中への鉄
等の金属不純物持込み量を低減させ、放射能発生を抑制
すると同時に熱効率を向上させ得るように構成した原子
力発電所のタービン系統に関する。
(従来の技術) 一般に、沸騰水型原子力発電プラントにおいては、給
水系から原子炉内へ持込まれた金属不純物が炉内を流過
する際に放射化され、これが炉心外や主蒸気系、給水系
へ流れ出るため、炉心外の放射能が増大し、放射線被曝
量の増加につながる恐れがある。
このため、最近の沸騰水型原子力発電プラントでは、
給水系の金属不純物低減対策として、復水浄化系の二重
化による復水系金属不純物の除去、または給水酸素ガス
注入による給水系配管の腐蝕抑制、あるいは給水ヒータ
のチューブ材にオーステナイト系ステンレス鋼を採用す
ることによる腐蝕抑制等を実施し、給水中の金属不純物
濃度、なかでも被曝量に大きく影響を与える鉄、コバル
ト、ニッケルを低減させるようにしている。その結果、
我が国の沸騰水型原子力発電プラントにおける定期点検
時の被曝量は通常、100人・レム以下と、世界的に見て
も充分に低い値に保たれている。
一方、沸騰水型原子力発電プラントの出力向上のた
め、高圧タービンの低圧タービンの間に湿分分離加熱器
(MSH)を設置し、高圧タービンで仕事をした主蒸気を
湿分分離加熱器で再加熱した後、低圧タービンへ供給す
ることにより、タービン効率を向上させる方法が知られ
ている。
また、高圧ヒータおよび低圧ヒータにて給水を加熱す
ることにより凝縮されたヒータドレインを高圧ヒータか
ら低圧ヒータへ順次戻して最終的に主復水器へ常温回収
する従来のカスケード方式も知られている。
さらに、このカスケード方式に代え、高圧ヒータおよ
び低圧ヒータからのヒータドレンを復水浄化系の復水脱
塩装置の上流側等に回収するフォワードドレン方式を備
えた例が特公昭55−14964号公報に開示され、ヒータド
レンを高温度で復水給水系に回収して熱損失を低減さ
せ、プラント出力の上昇を図るようにした原子力発電プ
ラントも知られている。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、特公昭55−14964号公報開示の原子力
発電プラントでは、タービン抽気管や給水ヒータ(高圧
ヒータおよび低圧ヒータ)、ヒータドレン管等のヒータ
ドレン系には、耐食性材料が用いられておらず、耐エロ
ージョン対策が施されていない。このため、ヒータドレ
ン系の金属不純物、特にクラッド鉄濃度が高く、浄化装
置なしで復水給水系に回収することができなかったり、
浄化装置なしで復水給水系で万一回収した場合、放射線
被曝量が増大する虞があった。
また、最近の沸騰水型原子力発電プラントにおいて
は、耐エロージョン対策として、タービン抽気管、給水
ヒータ、ヒータドレン管等に耐食性材料を採用し、ヒー
タドレン系の金属不純物,特にクラッド鉄の濃度を低く
するように配慮したものがある。
しかし、耐エロージョン対策を施し、ヒータドレン系
に耐食性材料を用いた従来の原子力発電プラントにおい
ても、ヒータドレン中に含まれるクラッド鉄濃度が高い
プラントもあり、浄化装置なしで給水系へ回収した場
合、給水中の鉄濃度が上昇し、放射線被曝量が増大する
おそれがあった。
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、原
子炉への給水中の金属不純物を低濃度に保って放射線被
曝量を低減させる一方、ヒータドレンの熱損失を低減さ
せてプラント出力を向上させた原子力発電所のタービン
系統を提供することを目的とする。
〔発明の構成〕
(課題を解決するための手段) 本発明に係る原子力発電所のタービン系統において
は、上述した課題を解決するために、原子炉で発生した
蒸気を主蒸気ラインを通して高圧タービンへ導き、この
高圧タービンで仕事をした蒸気を湿分分離加熱器を経て
低圧タービンに案内し、この低圧タービンで仕事をした
蒸気を主復水器で凝縮して復水にし、この復水を復水浄
化系、低圧ヒータおよび高圧ヒータを通して加熱して前
記原子炉へ給水し、かつ原子炉からの蒸気の一部を前記
高圧タービン上流側の主蒸気ラインからバイパスして前
記湿分分離加熱器内の熱交換チューブに流入し、このチ
ューブから流出する蒸気を前記高圧ヒータ内に流入さ
せ、この高圧ヒータおよび低圧ヒータで発生するヒータ
ドレンを給水中に回収するフォワードドレンポンプアッ
プ方式を備えた原子力発電所のタービン系統において、
前記フォワードドレンポンプアップ方式は、高圧ヒータ
で発生する高圧ヒータドレンをポンプアップして高圧ヒ
ータの吸込側に供給する高圧ヒータドレンポンプアップ
方式と、低圧ヒータからの低圧ヒータドレンを低圧ヒー
タドレンのクラッド鉄濃度如何により前記主復水器の下
流と前記復水浄化系の上流との間、復水浄化系の復水フ
ィルタの下流と復水脱塩装置の上流との間、および復水
浄化系の下流側のいずれかに戻すように設けた低圧ヒー
タドレンポンプアップ方式とを備えたものである。
(作用) 本発明の原子力発電所のタービン系統においては、高
圧ヒータおよび低圧ヒータで発生するヒータドレンを給
水中にフォワードドレンポンプアップ方式に、高圧ヒー
タドレンポンプアップ方式(HPPD方式)と低圧ヒータド
レンポンプアップ方式(LPPD方式)をそれぞれ独立して
採用し、高圧ヒータからのヒータドレンおよび低圧ヒー
タからのヒータドレンをそれぞれ高温度で給水中に効率
よく有効に回収して熱損失を低下させてプラント出力の
上昇を図るようにしている。
また、低圧ヒータドレンポンプアップ(LPPD)方式
は、低圧ヒータからのヒータドレンを、主復水器の下流
と復水浄化系の上流との間、復水浄化系の復水フィルタ
の下流と復水脱塩装置の上流との間、および復水浄化系
の下流側のいずれかに、低圧ヒータドレンのクラッド鉄
濃度如何により戻すように設けたので、熱効率を向上さ
せることができ、LPPD方式を採用して低圧ヒータドレン
を給水に回収しても、給水中のクラッド鉄濃度が上昇す
るのを未然にかつ有効的に防止でき、給水系の金属不純
物を低濃度に保って放射線被曝量を効率よく従来と同程
度に低減させることができる。
(実施例) 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
第1図において、原子炉1で発生した蒸気は主蒸気ラ
イン2を通して高圧タービン3に導かれ、ここで仕事を
した後、湿分分離加熱器4に流入する。
この湿分分離加熱器4を流過する蒸気は、主蒸気ライ
ン2からバイパスされ、湿分分離加熱器4内の熱交換チ
ューブ4aを流れる高圧蒸気との熱交換によってスーパヒ
ートされ、低圧タービン5に流入して再び仕事をし、発
電機(図示せず)を駆動した後、主復水器6に導入さ
れ、復水となる。この復水は復水ポンプ7で加圧され、
復水浄化系8で浄化され、低圧ヒータ9および高圧ヒー
タ10で順次加熱された後、原子炉1へ再供給される。
一方、湿分分離加熱器4内の熱交換チューブ4aへ加熱
源として供給された主蒸気は湿分分離加熱器4内での熱
交換によって冷却され、高温凝縮水の高圧ヒータドレン
となって高圧ヒータ10のシェル側へ流入し、高圧ヒータ
10内の熱交換チューブ10aを流れる給水を加熱した後、
高圧ヒータドレンポンプ11でポンプアップされて戻りラ
イン15から高圧ヒータ10の吸込側へ給水され、高圧ヒー
タドレンポンプアップ方式(HPPD方式)のヒータドレン
系が構成される。
また、低圧ヒータ9のシェル側へ流入した抽気蒸気は
低圧ヒータ9内の熱交換チューブ9aを流れる給水との熱
交換により冷却されて凝縮水の低圧ヒータドレンとなっ
た後、回収ライン16に設けられた低圧ヒータドレンポン
プ12でポンプアップされ、バルブ17を有する分岐管18か
ら復水浄化系8の出口側の復水浄化系下流側ライン13へ
流入される。また回収ライン16の他端は復水浄化系8の
入口側ライン14にバルブ19を介して接続されており、凝
縮水は上流側ライン14へ流入され、給水として回収され
る。復水浄化系8の入口側ライン14に戻す代りに、回収
ライン16を復水浄化系8の復水フィルタ8aの下流側と復
水脱塩装置8bの上流側との間にバルブ19aを介して戻す
ようにしてもよい。このようにして、低圧ヒータ9の低
圧ヒータドレンを給水中にポンプアップして回収する低
圧ヒータドレンポンプアップ方式(LPPD方式)のヒータ
ドレン系が構成され、このヒータドレン系と、HPPD方式
のヒータドレン系とはそれぞれ独立して設けられる。
しかして、高圧ヒータ10および低圧ヒータ9のヒータ
ドレンを給水中に回収するフォワードドレンポンプアッ
プ方式は、高圧ヒータドレンを給水ポンプ(図示せず)
の吸込み側へ戻す高圧ヒータドレンポンプアップ方式
(HPPD方式)および低圧ヒータドレンを復水浄化系の出
口側へ戻す低圧ヒータドレンポンプアップ方式(LPPD方
式)が独立して構成され、ヒータドレンを高温度で効率
よく給水中へ熱回収して熱損失を低下させ、プラントの
出力上昇を図るようになっている。
第2図は、耐エロージョン材を採用し、腐食抑制をは
かった沸騰水型原子力発電プラントのヒータドレン中の
クラッド鉄濃度を示す。耐エロージョン対策として、抽
気管、給水ヒータ、ヒータドレン管等のヒータドレン系
に耐食材料を採用することにより、ヒータドレン系の金
属不純物、特にクラッド鉄濃度が低くなっている。
そのため、高圧ヒータドレンポンプアップ方式(HPPD
方式)や低圧ヒータドレンポンプアップ方式(LPPD方
式)等のフォワードドレンポンプアップ方式を採用する
場合には、給水系統に浄化装置を設置しなくともヒータ
ドレンを給水系へ直接回収できる可能性が生じている。
第2図から明らかなように、HPPD側サンプリング点20
でのHPPD側クラッド鉄濃度22はいずれの原子力発電プラ
ントも低いため浄化装置が必要なく、そのまま給水へ回
収しても給水金属濃度を増加させない。
しかし、LPPD側サンプリング点21でのLPPD側クラッド
鉄濃度23は濃度が高い原子力発電プラントもある。符号
23aはLPPD側クラッド鉄濃度の平均値を示す。このクラ
ッド鉄濃度23aはHPPD側サンプリング点20でのクラッド
鉄濃度22よりかなり高い。そのため、LPPD側のクラッド
鉄濃度23が低い場合にはLPPDの低圧ヒータドレンを復水
浄化系8の下流側ライン13に戻すことにより低圧ヒータ
ドレンの熱回収を有効にはかることができるが、LPPD側
クラッド鉄濃度23が高い場合、復水浄化系上流側ライン
14へ戻すことにより、熱回収をはかりつつ、金属不純物
も浄化が可能となる。上記構成により、従来の復水浄化
系を二重化し、給水低クラッド濃度のカスケードプラン
トと同程度のクラッド鉄濃度とすることができる。
また、LPPDを復水浄化系8の上流側へ戻す代りに、復
水浄化系8の復水フィルタ8aの下流側と復水脱塩装置8b
の上流側との間に回収させることもでき、この場合でも
同様の効果が期待できる。
〔発明の効果〕
以上に述べたように本発明に係る原子力発電所のター
ビン系統においては、フォワードドレンポンプアップ方
式が独立した高圧ヒータドレンポンプアップ方式と低圧
ヒータドレンポンプアップ方式とを備えたので、高圧ヒ
ータからの高圧ヒータドレン(高温凝縮水)および低圧
ヒータからの低圧ヒータドレン(凝縮水)を給水中に直
接かつ有効的に熱回収でき、熱効率を向上させてプラン
ト出力の向上を図ることができる。
また、低圧ヒータドレンポンプアップ方式は、低圧ヒ
ータドレンのクラッド鉄濃度如何によって、低圧ヒータ
ドレンを、主復水器の下流と復水浄化系の上流との間、
復水浄化系の復水フィルタの下流と復水脱塩装置の上流
との間、および復水浄化系の下流側のいずれかに戻すよ
うに設けたので、原子炉への給水中の金属不純物を低濃
度に保って、従来のカスケードタイプの原子力発電プラ
ントと同程度に抑制でき、ヒータドレンの熱回収を効率
よく行ないながら、定期点検時等における被曝量の低減
を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る原子力発電所のタービン系統の一
実施例を示す系統図、第2図は第1図において耐エロー
ジョン材を採用し、腐食抑制をはかったプラントのヒー
タドレンクラッド鉄濃度を示す図である。 1……原子炉、2……主蒸気ライン、3……高圧タービ
ン、4……湿分分離加熱器、5……低圧タービン、6…
…主復水器、7……復水ポンプ、8……復水浄化系、9
……低圧ヒータ、10……高圧ヒータ、11……高圧ヒータ
ドレンポンプ、12……低圧ヒータドレンポンプ、13……
復水浄化系下流側ライン、14……復水浄化系上流側ライ
ン、15……戻りライン、16……回収ライン、17……バル
ブ、18……分岐管、19……バルブ、20……HPPD側サンプ
リング点、21……LPPD側サンプリング点、22……HPPD側
クラッド鉄濃度、23……LPPD側クラッド鉄濃度。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】原子炉で発生した蒸気を主蒸気ラインを通
    して高圧タービンへ導き、この高圧タービンで仕事をし
    た蒸気を湿分分離加熱器を経て低圧タービンに案内し、
    この低圧タービンで仕事をした蒸気を主復水器で凝縮し
    て復水にし、この復水を復水浄化系、低圧ヒータおよび
    高圧ヒータを通して加熱して前記原子炉へ給水し、かつ
    原子炉からの蒸気の一部を前記高圧タービン上流側の主
    蒸気ラインからバイパスして前記湿分分離加熱器内の熱
    交換チューブに流入し、このチューブから流出する蒸気
    を前記高圧ヒータ内に流入させ、この高圧ヒータおよび
    低圧ヒータで発生するヒータドレンを給水中に回収する
    フォワードドレンポンプアップ方式を備えた原子力発電
    所のタービン系統において、前記フォワードドレンポン
    プアップ方式は、高圧ヒータで発生する高圧ヒータドレ
    ンをポンプアップして高圧ヒータの吸込側に供給する高
    圧ヒータドレンポンプアップ方式と、低圧ヒータからの
    低圧ヒータドレンを低圧ヒータドレンのクラッド鉄濃度
    如何により前記主復水器の下流と前記復水浄化系の上流
    との間、復水浄化系の復水フィルタの下流と復水脱塩装
    置の上流との間、および復水浄化系の下流側のいずれか
    に戻すように設けた低圧ヒータドレンポンプアップ方式
    とを備えたことを特徴とする原子力発電所のタービン系
    統。
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