特開 2023-39195 高速炉の予熱電源システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023039195

(43)【公開日】2023-03-20

(54)【発明の名称】高速炉の予熱電源システム

(51)【国際特許分類】

   G21D 1/02 20060101AFI20230313BHJP

   G21D 3/08 20060101ALI20230313BHJP

【ＦＩ】

G21D1/02 C

G21D3/08 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021146234

(22)【出願日】2021-09-08

(71)【出願人】

【識別番号】307041573

【氏名又は名称】三菱ＦＢＲシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100166006

【弁理士】

【氏名又は名称】泉 通博

(74)【代理人】

【識別番号】100154070

【弁理士】

【氏名又は名称】久恒 京範

(74)【代理人】

【識別番号】100153280

【弁理士】

【氏名又は名称】寺川 賢祐

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 大輔

(72)【発明者】

【氏名】黒木 博▲徳▼

(72)【発明者】

【氏名】平松 貴志

(57)【要約】

【課題】高速炉の予熱電源システムにおいて、電源盤のメンテナンス性を保ったまま電源盤に接続されているケーブルの亘長を短くする。
【解決手段】原子炉容器室と接続されている冷却系配管と、冷却系配管を予熱するための複数の予熱ヒータと、冷却系機器とを有する、空気雰囲気の機器・配管室と、予熱ヒータに電源を供給するための電源部が設けられている電源室とを備え、冷却系配管は二重配管であり、冷却系機器は二重容器構造を有し、機器・配管室は、冷却系配管が複数のブロックに分割されており、分割されたブロック毎に予熱ヒータが冷却系配管に配置されており、電源部から供給された電源を複数の前記予熱ヒータに供給するか否かをブロック毎に切り換える、予熱電源盤を更に有する、予熱電源システム。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体金属を用いて原子炉の炉心を冷却する高速炉の予熱電源システムであって、
前記炉心を内包する原子炉容器が設けられている窒素雰囲気の原子炉容器室と接続されている冷却系配管と、
前記冷却系配管を予熱するための複数の予熱ヒータと、前記液体金属を循環させるための冷却系機器とを有する、空気雰囲気の機器・配管室と、
前記予熱ヒータに電源を供給するための電源部が設けられている電源室と
を備え、
前記冷却系配管は、前記液体金属を移送するための内管と、前記内管の周囲を囲うように設けられている外管とを含む二重配管であり、
前記冷却系機器は、前記液体金属を内包する内部機器と、前記内部機器を覆うように設けられている外筒容器とを含む二重容器構造を有し、
前記機器・配管室は、
前記冷却系配管が複数のブロックに分割されており、
分割されたブロック毎に前記予熱ヒータが前記冷却系配管に配置されており、
前記電源部から供給された電源を複数の前記予熱ヒータに供給するか否かをブロック毎に切り換える、予熱電源盤を更に有する、
予熱電源システム。

【請求項2】

前記機器・配管室は、前記冷却系配管の分割されたブロック毎に配置されており、前記冷却系配管の温度を検出するための複数の温度センサを更に有し、
１つのブロックの前記温度センサの温度検出結果に基づき、前記１つのブロックの前記予熱ヒータに電源を供給するか否かを判定して、判定結果に基づく制御信号を前記予熱電源盤に供給する予熱制御盤を更に備える、
請求項１に記載の予熱電源システム。

【請求項3】

前記予熱制御盤から前記予熱電源盤に前記制御信号を伝送する信号線は、プラスチック材料の被覆で覆われた多芯ケーブルである、
請求項２に記載の予熱電源システム。

【請求項4】

前記機器・配管室には、複数の前記予熱ヒータと前記予熱電源盤が設けられており、複数の前記予熱ヒータのケーブルと、前記予熱電源盤とにそれぞれ電気的に接続されている端子箱を更に有し、
前記端子箱と前記予熱電源盤との間のケーブルは、プラスチック材料の被覆で覆われた多芯ケーブルである、
請求項１から３のいずれか一項に記載の予熱電源システム。

【請求項5】

前記電源部は、３つの電圧線と１つの中性線との４つの配電線を用いて三相交流電流を伝送する三相４線式配電線を有し、
複数の前記予熱ヒータは、一端が前記中性線と共通に接続されており、他端が３つの前記電圧線のうち対応する１つの前記電圧線に接続されている、
請求項１から４のいずれか一項に記載の予熱電源システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、高速炉の予熱電源システムに関する。

【背景技術】

【0002】

原子炉の冷却に液体金属を使用する高速炉の予熱電源システムが知られている。このような予熱電源システムは、冷却材の液体金属を受け入れる前に配管及び機器をヒータで予熱して、配管及び機器に急激な熱変化を与えないようにすると共に、液体金属の凍結を防止していた（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平５－１４２３９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このような予熱電源システムによる配管及び機器の予熱は、冷却材として循環させる液体金属にナトリウムを用いるので、ナトリウムが漏洩した際に空気と反応することを防止すべく、窒素雰囲気にした部屋内で行っていた。この場合、作業者は、窒素雰囲気の部屋へ容易に出入りすることができないので、窒素雰囲気の部屋とは異なる空気雰囲気の部屋にヒータに電源を供給するための電源盤を配置して、電源盤を容易にメンテナンスできるようにしていた。この場合、電源盤とヒータとが別々の部屋に配置されるので、ケーブル亘長が長くなってしまうという課題があった。

【0005】

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、高速炉の予熱電源システムにおいて、電源盤のメンテナンス性を保ったまま電源盤に接続されているケーブルの亘長を短くすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１の態様においては、液体金属を用いて原子炉の炉心を冷却する高速炉の予熱電源システムであって、前記炉心を内包する原子炉容器が設けられている窒素雰囲気の原子炉容器室と接続されている冷却系配管と、前記冷却系配管を予熱するための複数の予熱ヒータと、前記液体金属を循環させるための冷却系機器とを有する、空気雰囲気の機器・配管室と、前記予熱ヒータに電源を供給するための電源部が設けられている電源室とを備え、前記冷却系配管は、前記液体金属を移送するための内管と、前記内管の周囲を囲うように設けられている外管とを含む二重配管であり、前記冷却系機器は、前記液体金属を内包する内部機器と、前記内部機器を覆うように設けられている外筒容器とを含む二重容器構造を有し、前記機器・配管室は、前記冷却系配管が複数のブロックに分割されており、分割されたブロック毎に前記予熱ヒータが前記冷却系配管に配置されており、前記電源部から供給された電源を複数の前記予熱ヒータに供給するか否かをブロック毎に切り換える、予熱電源盤を更に有する、予熱電源システムを提供する。

【0007】

前記機器・配管室は、前記冷却系配管の分割されたブロック毎に配置されており、前記冷却系配管の温度を検出するための複数の温度センサを更に有し、前記予熱電源システムは、１つのブロックの前記温度センサの温度検出結果に基づき、前記１つのブロックの前記予熱ヒータに電源を供給するか否かを判定して、判定結果に基づく制御信号を前記予熱電源盤に供給する予熱制御盤を更に備えてもよい。

【0008】

前記予熱制御盤から前記予熱電源盤に前記制御信号を伝送する信号線は、プラスチック材料の被覆で覆われた多芯ケーブルであってもよい。

【0009】

前記機器・配管室には、複数の前記予熱ヒータと前記予熱電源盤が設けられており、複数の前記予熱ヒータのケーブルと、前記予熱電源盤とにそれぞれ電気的に接続されている端子箱を更に有し、前記端子箱と前記予熱電源盤との間のケーブルは、プラスチック材料の被覆で覆われた多芯ケーブルであってもよい。

【0010】

前記電源部は、３つの電圧線と１つの中性線との４つの配電線を用いて三相交流電流を伝送する三相４線式配電線を有し、複数の前記予熱ヒータは、一端が前記中性線と共通に接続されており、他端が３つの前記電圧線のうち対応する１つの前記電圧線に接続されていてもよい。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、高速炉の予熱電源システムにおいて、電源盤のメンテナンス性を保ったまま電源盤に接続されているケーブルの亘長を短くできるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】従来の予熱電源システム１０の構成例を示す。

【図2】本実施形態に係る予熱電源システム２０の構成例を示す。

【図3】本実施形態に係る電源部１４１から予熱ヒータ１２１までの電気的な接続構成の第１例を示す。

【図4】本実施形態に係る電源部１４１から予熱ヒータ１２１までの電気的な接続構成の第２例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0013】

＜従来の予熱電源システム１０の構成例＞
図１は、従来の予熱電源システム１０の構成例を示す。図１は、液体金属を用いた冷却材が原子炉容器１０１、冷却系配管１１０、冷却系機器１２５を循環する高速炉の予熱電源システム１０の一例である。予熱電源システム１０は、窒素雰囲気の部屋において、液体金属を循環させる配管及び機器を予熱する。予熱電源システム１０は、原子炉容器室１００と、冷却系配管１１０と、機器・配管室１２０と、冷却系機器１２５と、制御盤室１３０と、電源室１４０とを備える。

【0014】

原子炉容器室１００は、原子炉容器１０１が設けられている。原子炉容器１０１は、炉心と炉内支持構造物とを収容し、内部の冷却材を保持する。原子炉容器１０１は、炉心を冷却するための液体金属を循環させるための冷却系配管１１０が接続されている。冷却系配管１１０は、原子炉容器室１００と機器・配管室１２０との間で液体金属を移送可能とするように設けられている。

【0015】

液体金属は、一例として、金属ナトリウムを含む。金属ナトリウムは、空気、水、水蒸気をはじめ多くの物質と激しい化学反応を発生させる。そこで、原子炉容器室１００及び機器・配管室１２０の内部は、液体金属が漏洩しても、発火、爆発等が生じることを防止する目的で、窒素雰囲気としている。なお、原子炉の構造、動作等は、既知の技術であり、詳細な説明は省略する。

【0016】

機器・配管室１２０は、冷却系配管１１０に接続されており、原子炉容器１０１との間で液体金属を循環させるためのポンプ等の冷却系機器１２５を有する。機器・配管室１２０は、原子炉容器室１００に隣接していることが望ましい。機器・配管室１２０は、複数設けられていてもよい。図１は、１つの機器・配管室１２０が原子炉容器室１００に隣接して設けられており、網掛けの原子炉容器室１００及び機器・配管室１２０が窒素雰囲気になっている例を示す。機器・配管室１２０は、予熱ヒータ１２１と、温度センサ１２２と、端子箱１２３と、センサ接続盤１２４とを有する。

【0017】

予熱ヒータ１２１は、冷却系配管１１０及び冷却系機器１２５を予熱するために設けられている。図１は、予熱ヒータ１２１をＨとして示した例を示す。予熱ヒータ１２１は、室温と比較して高温の液体金属が冷却系配管１１０に導入しても急激な熱変化が生じないように、併せて、液体金属の温度が融点よりも下がって凍結することを防止するために、液体金属を冷却系配管１１０及び冷却系機器１２５に導入する前から冷却系配管１１０及び冷却系機器１２５を予熱する。

【0018】

また、予熱ヒータ１２１は、温度センサ１２２の温度検出結果に基づいて冷却系配管１１０及び冷却系機器１２５の温度を安定化させるために制御される。例えば、機器・配管室１２０において、冷却系配管１１０及び冷却系機器１２５は複数のブロックに分割されており、分割されたブロック毎に予熱ヒータが冷却系配管１１０及び冷却系機器１２５に配置されており、予熱ヒータ１２１は、冷却系配管１１０及び冷却系機器１２５をブロック毎に出力制御される。

【0019】

温度センサ１２２は、冷却系配管１１０及び冷却系機器１２５の温度を検出する。図１は、温度センサ１２２をＴとして示した例を示す。温度センサ１２２は、例えば、冷却系配管１１０の分割されたブロック毎に複数配置されており、各ブロックにおける冷却系配管１１０の温度を検出する。温度センサ１２２は、一例として、熱電対である。

【0020】

端子箱１２３は、複数の予熱ヒータ１２１のケーブルと電気的に接続されている。端子箱１２３は、機器・配管室１２０の外部に設けられている予熱電源盤１４２から入力した電源を、予熱ヒータ１２１毎に分散してそれぞれの予熱ヒータ１２１に供給する。予熱電源盤１４２については後述する。端子箱１２３は、機器・配管室１２０に複数設けられてよい。この場合、１つの端子箱１２３には、１又は複数のブロック毎に設けられている予熱ヒータ１２１に接続されていることが望ましい。

【0021】

センサ接続盤１２４は、複数の温度センサ１２２と後述する制御盤室１３０の予熱制御盤１３１との間に設けられており、複数の温度センサ１２２のケーブルと、予熱制御盤１３１とにそれぞれ電気的に接続されている。言い換えると、センサ接続盤１２４は、予熱制御盤１３１と複数の温度センサ１２２との間を電気的に中継する。センサ接続盤１２４は、機器・配管室１２０に複数設けられてよい。

【0022】

制御盤室１３０は、空気雰囲気の部屋であり、予熱制御盤１３１を有する。予熱制御盤１３１は、センサ接続盤１２４を介して複数の温度センサ１２２と電気的に接続されており、複数の温度センサ１２２の温度検出結果を取得する。また、予熱制御盤１３１は、予熱電源盤１４２に電気的に接続されており、予熱電源盤１４２に設けられている電磁接触器を開閉するための制御信号を予熱電源盤１４２に送信する。

【0023】

例えば、予熱制御盤１３１は、１つのブロックの温度センサ１２２の温度検出結果に基づき、１つのブロックの予熱ヒータ１２１に電源を供給するか否かを判定して、判定結果に基づく制御信号を予熱電源盤１４２に供給する。このように、予熱制御盤１３１は、冷却系配管１１０及び冷却系機器１２５が移送する液体金属の温度を略一定の温度範囲になるように、冷却系配管１１０及び冷却系機器１２５の温度をブロック毎に制御する。予熱制御盤１３１は、一例として、液体金属の温度を２００℃程度の温度となるように、冷却系配管１１０の温度を制御する。

【0024】

電源室１４０は、空気雰囲気の部屋であり、電源部１４１と予熱電源盤１４２とを有する。電源部１４１は、予熱電源盤１４２を介して予熱ヒータ１２１に電源を供給する。

【0025】

予熱電源盤１４２は、電源部１４１が供給した電源を複数の予熱ヒータ１２１に供給するか否かをブロック毎に切り換える。予熱電源盤１４２は、予熱制御盤１３１から入力した制御信号に基づき、予熱ヒータ１２１に電源を供給するか否かを切り換える複数の電磁接触器を有する。

【0026】

制御盤室１３０及び電源室１４０は、保守、点検を容易にするため、原子炉容器室１００から離れた位置に設けられている。以上のように、従来の予熱電源システム１０は、原子炉容器室１００から離れた位置に、予熱制御盤１３１及び予熱電源盤１４２が設けられており、窒素雰囲気の機器・配管室１２０の冷却系配管１１０及び冷却系機器１２５の温度を調節する。このような予熱電源システム１０は、予熱電源盤１４２と予熱ヒータ１２１との間の距離が長くなってしまい、ケーブル亘長が長くなっていた。

【0027】

ここで、ケーブル亘長を短くするために、予熱電源盤１４２を機器・配管室１２０に配置することが考えられる。しかしながら、この場合、予熱電源盤１４２の保守及び点検をするには、ナトリウムをドレンした後に機器・配管室１２０の窒素を空気に置換してから行うことになり、メンテナンス性が悪くなってしまう。そこで、本実施形態に係る予熱電源システム２０は、予熱電源盤１４２のメンテナンス性を保ったまま予熱電源盤１４２に接続されているケーブルの亘長を短くできるようにする。このような予熱電源システム２０について、次に説明する。

【0028】

＜予熱電源システム２０の構成例＞
図２は、本実施形態に係る予熱電源システム２０の構成例を示す。図２は、図１と同様に、液体金属を用いた原子炉容器１０１、冷却系配管２１０、冷却系機器２１３を循環する高速炉の予熱電源システム１０の一例である。予熱電源システム２０において、図１に示された従来の予熱電源システム１０の動作と略同一のものには同一の符号を付け、重複する説明を省略する。予熱電源システム２０は、空気雰囲気の部屋において、液体金属を循環させる配管及び機器を予熱しつつ、液体金属に含まれているナトリウムが漏洩して空気と反応することを防止する。予熱電源システム２０は、原子炉容器室１００と、冷却系配管２１０と、機器・配管室１２０と、冷却系機器２１３と、制御盤室１３０と、電源室１４０とを備える。

【0029】

本実施形態に係る原子炉容器室１００の原子炉容器１０１には、冷却系配管２１０が接続されている。冷却系配管２１０は、内部を冷却するための液体金属を循環させるための配管である。原子炉容器室１００内の雰囲気は、従来と同様に、窒素雰囲気である。

【0030】

冷却系配管２１０は、原子炉容器室１００と機器・配管室１２０との間で液体金属を移送可能とするように設けられている。冷却系配管２１０は、液体金属を移送するための内管２１１と、内管２１１の周囲を囲うように設けられている外管２１２とを含む二重配管である。また、冷却系機器２１３は、液体金属を内包する内部機器２１４と、内部機器２１４を覆うように設けられている外筒容器２１５とを含む二重容器構造である。このような二重配管は、移送する液体金属が内管２１１から漏洩しても、外管２１２が内管２１１を覆っているので、冷却系配管２１０の外部へと液体金属が漏洩することを防止できる。同様に、二重容器構造は、移送する液体金属が内部機器２１４から漏洩しても、外筒容器２１５が内部機器２１４を覆っているので、冷却系機器２１３の外部へと液体金属が漏洩することを防止できる。

【0031】

機器・配管室１２０は、このような冷却系配管２１０に接続されている。機器・配管室１２０は、冷却系配管２１０を二重配管とすることにより、また、冷却系機器２１３を二重容器構造とすることにより、液体金属の漏洩を防止できる。そこで、機器・配管室１２０の内部の雰囲気を空気雰囲気にすることができる。これにより、機器・配管室１２０への作業者等の出入りが容易になり、機器・配管室１２０内部の機器等のメンテナンス性が窒素雰囲気の時より向上する。そこで、本実施形態に係る機器・配管室１２０は、予熱ヒータ１２１、温度センサ１２２、端子箱１２３、及びセンサ接続盤１２４に加えて、予熱電源盤１４２を有する。

【0032】

端子箱１２３は、機器・配管室１２０において、複数の予熱ヒータ１２１と予熱電源盤１４２との間に設けられており、複数の予熱ヒータ１２１のケーブルと、予熱電源盤１４２とにそれぞれ電気的に接続されている。言い換えると、端子箱１２３は、予熱電源盤１４２の電磁接触器と予熱ヒータ１２１との間を電気的に中継する。

【0033】

端子箱１２３は、予熱電源盤１４２から入力した電源を、予熱ヒータ１２１毎に分散して接続されているケーブルを介してそれぞれの予熱ヒータ１２１に供給する。予熱電源盤１４２が機器・配管室１２０に設けられていることにより、予熱電源盤１４２と端子箱１２３とを接続するケーブルの亘長を短くできる。そして、予熱電源盤１４２と端子箱１２３とを接続するケーブルの数は、電源部１４１と予熱電源盤１４２とを接続するケーブルの数よりも多い。したがって、電源部１４１から端子箱１２３までのケーブルの物量を低減できる。

【0034】

ここで、予熱ヒータ１２１の１本当たりの電気容量は比較的小さく、また、予熱ヒータ１２１に接続されているケーブルは端子箱１２３にまとめて接続されている。そこで、端子箱１２３と予熱電源盤１４２との間のケーブルを多芯ケーブルにすることができ、これにより、ケーブルの本数を更に低減できる。

【0035】

なお、従来の窒素雰囲気の機器・配管室１２０の場合、ケーブルとして耐高温用に金属被覆の無機絶縁ケーブル（ＭＩケーブル）が用いられていた。しかしながら、本実施形態に係る機器・配管室１２０は空気雰囲気なので、プラスチック材料の被覆で覆われた多芯ケーブルを用いることができる。プラスチック材料は、例えば、塩化ビニル混和物、ポリエチレン、ポリプロピレン、ふっ素樹脂、ポリアミド等である。このようなプラスチック材料の多芯ケーブルは、安価で、かつ、取り扱いが容易なので、予熱電源システム２０の構成を低コストにさせることができる。

【0036】

電源室１４０は、空気雰囲気の部屋であり、予熱ヒータ１２１に電源を供給するための電源部１４１が設けられている。電源部１４１は、機器・配管室１２０の予熱電源盤１４２に電源を供給する。

【0037】

以上の本実施形態に係る予熱電源システム２０は、冷却系配管２１０を二重配管とすること及び冷却系機器２１３を二重容器構造とすることにより、従来は窒素雰囲気としていた機器・配管室１２０を空気雰囲気にして、機器・配管室１２０の保守、点検を容易に行えるようにする。これにより、従来は原子炉容器室１００から離れた位置に設けられている電源室１４０に設けられていた予熱電源盤１４２を、機器・配管室１２０に設けることができ、メンテナンス性を保ちつつ、予熱電源盤１４２と端子箱１２３との間のケーブル亘長を短くすることができる。概算すると、予熱電源盤１４２から予熱ヒータ１２１間のケーブル亘長の短縮により、予熱電源システム２０の全体のケーブルのうち、約６割を占める電力ケーブルの亘長を予熱電源システム１０に対して３割程度に削減できることがわかった。

【0038】

なお、予熱電源盤１４２と端子箱１２３との間の複数のケーブルと、予熱制御盤１３１と予熱電源盤１４２とを接続している信号線とを、多芯ケーブルにする例を説明したが、これに限定されることはない。センサ接続盤１２４と予熱制御盤１３１とを接続する信号線も、プラスチック材料の被覆で覆われた多芯ケーブルとしてもよい。

【0039】

本実施形態に係る予熱電源盤１４２は、機器・配管室１２０に設けられているので、従来の予熱電源盤１４２が電源室１４０に設けられている構成と比較して、高温の環境で用いられることになる。この場合、予熱電源盤１４２の電磁接触器は、半導体スイッチよりも機械式スイッチを用いることが望ましい。これにより、機器・配管室１２０は、予熱電源盤１４２の温度を調節するための予熱電源盤１４２専用の空調設備を不要とすることができる。

【0040】

＜電源部１４１から予熱ヒータ１２１までの電気的な接続構成の第１例＞
図３は、本実施形態に係る電源部１４１から予熱ヒータ１２１までの電気的な接続構成の第１例を示す。電源部１４１は、電源母線２０１の三相電源を変圧した電源電圧を予熱電源盤１４２に供給する。電源母線２０１は、高速炉を構成する建物内に設けられている電源設備であり、例えば、定格６．６ｋＶの三相高圧母線である。電源部１４１は、変圧器１４３と、パワーセンタ１４４とを含む。

【0041】

変圧器１４３は、三相３線式（３φ３Ｗ）の動力変圧器である。変圧器１４３は、例えば、Ｙ－Ｙ結線、Ｙ－Δ結線、Δ－Δ結線等の変圧器である。図３は、変圧器１４３がΔ－Ｙ結線の変圧器である例を示す。変圧器１４３の二次側の結線の中性点は、接地されており、一例として、一次側結線に入力する三相６．６ｋＶの電圧を三相２１０Ｖに変圧する。

【0042】

パワーセンタ１４４は、変圧器１４３によって降圧された電圧を、所定の範囲の負荷を有する予熱電源盤１４２に給電する設備である。図３は、パワーセンタ１４４が三相３線２１０Ｖの電源電圧を予熱電源盤１４２に給電する例を示す。

【0043】

予熱電源盤１４２は、給電された三相３線２１０Ｖの電源電圧を単相の２１０Ｖ電源電圧として予熱ヒータ１２１のそれぞれに端子箱１２３を介して供給する。予熱電源盤１４２及び端子箱１２３の間は、多芯ケーブル２３０で接続されていることが望ましい。例えば、１つの予熱ヒータ１２１の両端に電磁接触器２２０を介して２つの電圧線が接続されており、予熱制御盤１３１から供給される制御信号に応じて、電磁接触器２２０を介して２つの電圧線が１つの予熱ヒータ１２１と電源部１４１とを電気的に接続して１つの予熱ヒータ１２１に２１０Ｖの電源電圧を供給する。

【0044】

以上のように、第１例の接続構成の電源部１４１は、動力負荷への電源供給として一般的な三相３線式の動力変圧器を用いているが、これに限定されることはない。電源部１４１は、同じ電源母線２０１を用いてより大きい電源電圧を予熱ヒータ１２１に供給する構成を有してもよい。このような構成について、次に説明する。

【0045】

＜電源部１４１から予熱ヒータ１２１までの電気的な接続構成の第２例＞
図４は、本実施形態に係る電源部１４１から予熱ヒータ１２１までの電気的な接続構成の第２例を示す。電源部１４１は、電源母線２０１の三相電源を変圧した電源電圧を予熱電源盤１４２に供給する。電源部１４１は、変圧器１４３と、パワーセンタ１４４とを含む。

【0046】

変圧器１４３は、三相３線式の電源母線２０１からの３つの電圧線と中性線との４線で送電する。言い換えると、電源部１４１は、３つの電圧線と１つの中性線との４つの配電線を用いて三相交流電流を伝送する三相４線式（３φ４Ｗ）４２０Ｖ配電線の変圧器１４３を有する。ここで、中性線と各相の間の電圧は、いずれも２４０Ｖの単相電圧となる。そして、パワーセンタ１４４は、変圧器１４３によって降圧された電圧を、所定の範囲の負荷を有する予熱電源盤１４２に給電する。

【0047】

そして、複数の予熱ヒータ１２１は、一端が中性線と共通に接続されており、他端が３つの電圧線のうち対応する１つの電圧線に接続されている。これにより、予熱電源盤１４２は、給電された三相４線４２０Ｖの電源電圧を単相の２４０Ｖ電源電圧として予熱ヒータ１２１のそれぞれに供給する。

【0048】

例えば、１つの予熱ヒータ１２１の両端に電磁接触器２２０を介して１つの中性線と１つの電圧線が接続されており、予熱制御盤１３１から供給される制御信号に応じて、電磁接触器２２０を介して１つの中性線と１つ電圧線が１つの予熱ヒータ１２１と電源部１４１とを電気的に接続して、１つの予熱ヒータ１２１に２４０Ｖの電源電圧を供給する。

【0049】

以上のように、図４に示す三相４線式の電源部１４１は、図３に示す三相３線式の電源部１４１と比較して、三相の線間電圧を高くすることができる。これにより、三相の相電流を従来よりも小さくすることができ、予熱電源盤１４２から予熱ヒータ１２１の間のケーブルの電線断面積を小さくすることができる。

【0050】

例えば、図４の例の場合、図３の例と比較して、予熱電源盤１４２から予熱ヒータ１２１の間のケーブルの電線断面積を１／３^１／２から４／（３×３^１／２）程度に小さくできる。したがって、予熱電源システム２０は、三相４線式の電源部１４１を用いることにより、電源部１４１から予熱ヒータ１２１までのケーブルの物量を低減できる。また、ケーブルの断面積を小さくし、かつ、ケーブルに流れる電流を小さくすることができるので、より多くのケーブルをまとめて１つの多芯ケーブル２３０とすることができる。

【0051】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。

【符号の説明】

【0052】

１０ 予熱電源システム
２０ 予熱電源システム
１００ 原子炉容器室
１０１ 原子炉容器
１１０ 冷却系配管
１２０ 機器・配管室
１２１ 予熱ヒータ
１２２ 温度センサ
１２３ 端子箱
１２４ センサ接続盤
１２５ 冷却系機器
１３０ 制御盤室
１３１ 予熱制御盤
１４０ 電源室
１４１ 電源部
１４２ 予熱電源盤
１４３ 変圧器
１４４ パワーセンタ
２０１ 電源母線
２１０ 冷却系配管
２１１ 内管
２１２ 外管
２１３ 冷却系機器
２１４ 内部機器
２１５ 外筒容器
２２０ 電磁接触器
２３０ 多芯ケーブル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】