特開 2024-101156 薬液注入装置

(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】P2024101156

(43)【公開日】2024-07-29

(54)【発明の名称】薬液注入装置

(51)【国際特許分類】

   G21C 9/004 20060101AFI20240722BHJP

   C02F 1/00 20230101ALI20240722BHJP

   B01J 4/00 20060101ALI20240722BHJP

   G21D 1/00 20060101ALN20240722BHJP

【ＦＩ】

G21C9/004 300

C02F1/00 K

B01J4/00 103

G21D1/00 Y

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023004937

(22)【出願日】2023-01-17

(71)【出願人】

【識別番号】507250427

【氏名又は名称】日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001829

【氏名又は名称】弁理士法人開知

(72)【発明者】

【氏名】太田 優介

(72)【発明者】

【氏名】小部 強

【テーマコード（参考）】

2G002

4G068

【Ｆターム（参考）】

2G002AA01

2G002CA02

2G002DA01

2G002EA02

4G068AA01

4G068AB15

4G068AC16

4G068AD21

4G068AF01

(57)【要約】

【課題】省スペース化及び設備費用の低減を実現することができる薬液注入装置を提供する。
【解決手段】薬液注入装置１００は、第２流路Ｐ２と、薬液タンク３と、第１弁４Ａと、第２弁４Ｂと、を備える。第２流路Ｐ２は、注水ポンプ１の吐出口に繋がる第１流路Ｐ１に並列に接続される。薬液タンク３は、第２流路Ｐ２に設けられ、薬液を貯留する。第１弁４Ａは、薬液タンク３の下流側の第２流路Ｐ２に設けられる。第２弁４Ｂは、第１流路Ｐ１と第２流路Ｐ２とが接続される２つの接続部（Ｃ１、Ｃ２）の間の第１流路Ｐ１に設けられる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

注水ポンプの吐出口に繋がる第１流路に並列に接続される第２流路と、
前記第２流路に設けられ、薬液を貯留する薬液タンクと、
前記薬液タンクの下流側の前記第２流路に設けられる第１弁と、
前記第１流路と前記第２流路とが接続される２つの接続部の間の前記第１流路に設けられる第２弁と、
を備える薬液注入装置。

【請求項2】

請求項１に記載の薬液注入装置であって、
前記注水ポンプは、複数あり、
前記薬液注入装置は、それぞれの注水ポンプの吐出口に繋がる流路が合流する合流部の下流に設けられる
ことを特徴とする薬液注入装置。

【請求項3】

請求項１に記載の薬液注入装置であって、
前記薬液タンクの上流側の前記第２流路に設けられ、前記第２流路の下流から上流へ前記薬液が逆流することを防止する逆止弁を備える
ことを特徴とする薬液注入装置。

【請求項4】

請求項１に記載の薬液注入装置であって、
前記第１弁を閉じ、前記第２弁を開くことで水を前記第１流路の先端から放出し、
前記第１弁を開き、前記第２弁を閉じることで前記薬液を前記第１流路の先端から放出する
ことを特徴とする薬液注入装置。

【請求項5】

請求項４に記載の薬液注入装置であって、
前記薬液は、アルカリ性であり、原子力発電プラントのサプレッションプールに注入される
ことを特徴とする薬液注入装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、薬液注入装置に関する。

【背景技術】

【0002】

水溶液のpHをアルカリ性とすることで液相から気相への無機ヨウ素の再揮発化及び有機ヨウ素の発生を抑制することが可能である。そのため、原子力発電プラントにおいてはサプレッションプール水をアルカリ性に保ち、格納容器内雰囲気中のヨウ素を低減し、格納容器ベントの際に放射性物質の環境影響低減を目的としたpH調整設備が導入されつつある。

【0003】

pHを調整することを目的に薬液をポンプまたはガス加圧によって輸送することで目的の溶液に薬液を注入する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開2015-175775号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

福島での震災以降、原子力発電プラントは安全性の向上を目的に規制局から設けられた新規制の要求を満たす設備を有することが要求されている。そのため、これまでの原子力発電プラントと比較して設備が増加している。

【0006】

安全性の向上を目的とした設備の内、原子力発電プラントの事故時にサプレッションプール水内に溶解する無機ヨウ素の揮発化を防ぐことを目的としてpHを調整する設備が考案されているが、新規制の要求以上の自主対策設備であるため省スペース化（設備の物量低減）及び設備費用の低減が課題として挙げられる。

【0007】

本発明の目的は、省スペース化及び設備費用の低減を実現することができる薬液注入装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、本発明の薬液注入装置は、注水ポンプの吐出口に繋がる第１流路に並列に接続される第２流路と、前記第２流路に設けられ、薬液を貯留する薬液タンクと、前記薬液タンクの下流側の前記第２流路に設けられる第１弁と、前記第１流路と前記第２流路とが接続される２つの接続部の間の前記第１流路に設けられる第２弁と、を備える。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、省スペース化及び設備費用の低減を実現することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１の実施形態による薬液注入装置を含む注水系統の構成図である。

【図2】第２の実施形態による薬液注入装置を含む注水系統の構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の第１～第２の実施形態によるpH調整を目的とした設備（薬液注入装置）の追設について図面を参照しながら詳細に説明する。

【0012】

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態による薬液注入装置１００を含む注水系統の構成図である。注水系統は、原子力発電プラントのサプレッションプールへ注水を行う。

【0013】

（薬液注入装置の構成）
第１流路Ｐ１の上流には、注水ポンプ１が設けられる。注水ポンプ１は吸込口から吸い込んだ水を吐出口から吐出する。注水ポンプ１と第１流路Ｐ１は、例えば、既存の設備である。

【0014】

薬液注入装置１００は、第２流路Ｐ２と、薬液タンク３と、第１弁４Ａと、第２弁４Ｂと、を備える。これらの構成要素（設備）は、新設されるが、第２弁４Ｂは既存の設備であってもよい。

【0015】

第２流路Ｐ２は、注水ポンプ１の吐出口に繋がる第１流路Ｐ１に並列に接続される。薬液タンク３は、第２流路Ｐ２に設けられ、薬液を貯留する。第１弁４Ａは、薬液タンク３の下流側の第２流路Ｐ２に設けられる。第２弁４Ｂは、第１流路Ｐ１と第２流路Ｐ２とが接続される２つの接続部（Ｃ１、Ｃ２）の間の第１流路Ｐ１に設けられる。第１弁４Ａ及び第２弁４Ｂは、例えば、電動弁である。

【0016】

図１に示すように、薬液注入装置１００は、逆止弁５を備えることが好ましい。逆止弁５は、薬液タンク３の上流側の第２流路Ｐ２に設けられ、第２流路の下流から上流へ薬液が逆流することを防止する。逆止弁５は、新設される。

【0017】

本実施形態では、第１弁４Ａを閉じ、第２弁４Ｂを開くことで水を第１流路Ｐ１の先端から放出し（注水）、第１弁４Ａを開き、第２弁４Ｂを閉じることで薬液を第１流路Ｐ１の先端から放出する（薬液の注入）。なお、図１の第１弁４Ａの記号の色（黒）は、この弁が閉じられている状態を示しており、第２弁４Ｂの記号の色（白）は、この弁が開いている状態を示している。

【0018】

薬液の注入時には、第１弁４Ａを開き、第２弁４Ｂを閉じることで、注水ポンプ１から吐出された水は、接続部Ｃ１と逆止弁５を通過し、薬液タンク３に流れ込む。そして、薬液タンク３の内部の薬液は、薬液タンク３に流れ込んだ水によって押し出され、第１弁４Ａと接続部Ｃ２を通過し、第１流路Ｐ１の先端から放出される。

【0019】

薬液は、アルカリ性であり、原子力発電プラントのサプレッションプールに注入される。サプレッションプール水がアルカリ性になることで、無機ヨウ素の再揮発化及び有機ヨウ素の発生を抑制することができる。第２流路Ｐ２の先端は、ドライウェル又はサプレッションプール（圧力抑制室）に接続される。ドライウェルと圧力抑制室は連通しているため、第２流路Ｐ２から放出された薬液は、最終的にサプレッションプール水と混合する。

【0020】

なお、第２流路Ｐ２の先端は、沸騰水型原子炉の原子炉格納容器に接続されるということもできる。本実施形態の薬液は、液体であるが、粉末状（固体）の薬剤を溶かして生成してもよい。

【0021】

（薬液注入装置の制御）
薬液注入装置は、例えば、制御装置によって制御される。第１弁４Ａ及び第２弁４Ｂは、制御装置からの指令に応答して作動する。制御装置は、例えば、ＣＰＵ等のプロセッサ、メモリ等の記憶装置、キーボード等の入力装置、ディスプレイ等の表示装置、通信I/F等の通信装置から構成される。

【0022】

以下では、説明を簡単にするため、注水ポンプ１はすでに作動しており、第１弁４Ａは閉じており、第２弁４Ｂは開いているとする。すなわち、注水系統により注水が行われている。

【0023】

制御装置は、所定のイベント（ユーザからの入力、上位システムからの指令等）が発生したときに、第２弁４Ｂを閉じ、第１弁４Ａを開くように制御を行うことで、薬液をサプレッションプールに注入する。制御装置は、例えば、所定の時間経過後、第１弁４Ａを閉じ、第２弁４Ｂを開くように制御を行うことで、注水を再開させる。なお、注水ポンプ１の制御は、上位システムが行ってもよいし、制御装置が行ってもよい。

【0024】

本実施形態によれば、薬液注入装置１００が第１流路Ｐ１に並列に設けられるため、pH調整機構の追設が可能となる。また、薬液用ポンプが不要であるため、省スペース化及び設備費用の低減という効果を奏する。

【0025】

［第２の実施形態］
図２は、第２の実施形態による薬液注入装置１００を含む注水系統の構成図である。以下、図２を用いて、共有の流路を持つポンプの注水流路の合流部に対して下流側の位置に注水流路と並列に設置された薬液タンクを有する薬液を注入可能な設備の構成を説明する。

【0026】

本実施形態では、薬液注入装置１００の上流側に、複数の注水ポンプ１Ａ、１Ｂ、１Ｃがある。薬液注入装置１００は、それぞれの注水ポンプの吐出口に繋がる流路が合流する合流部２の下流に設けられる。

【0027】

詳細には、図２の設備は、共有の流路を有する注水ポンプ１Ａ、１Ｂ、１Ｃと注水流路の合流部２、及び合流部２の下流側において注水経路（第１流路Ｐ１）と並列に設置された薬液タンク３を有し、開閉状態の切り替えによって注水から薬液の注入へと機能を切り替え可能とする第１弁４Ａと第２弁４Ｂを有する。また、図２の設備は、注水が可能な状態での薬液タンク３から薬液が逆流することを防ぐ逆止弁５を有する。

【0028】

共有の流路を有する注水ポンプ１が複数設置されるため他系統のポンプではあるが薬液注入機能に対して駆動源が多重化されている。

【0029】

本実施形態によれば、薬液注入装置１００が第１流路Ｐ１に並列に設けられるため、pH調整機構の追設が可能となる。また、薬液用ポンプが不要であるため、省スペース化及び設備費用の低減という効果を奏する。さらに、複数の注水系統の注水ポンプ１Ａ、１Ｂ、１Ｃを駆動源として薬液が押し出されるので、いずれかの注水ポンプが故障等により停止しても、薬液の注入を継続することができる。その結果、薬液の注入の信頼性が向上する。

【0030】

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。例えば、図２に示す合流部２の上流側のそれぞれの流路に、逆止弁が設けられていてもよい。

【0031】

本発明の実施形態は、以下の態様であってもよい。

【0032】

（１）．薬液タンクを注水系統に並列設置することによる薬液注入機能の追設可能とする。他系統の注水ポンプを駆動源として注水によって薬液をタンクから押し出す。複数の注水系統が共有する流路合流部の下流側に薬液タンクを設置し、駆動源となるポンプを複数有することによる多重化を可能とする。

【0033】

（２）．薬液タンクが注水ポンプ下流側に位置することを特徴とした（１）に記載の設備。

【0034】

上記の態様の実施形態では、従来はポンプの上流に設置される薬液タンクをポンプの下流側で注水経路と並列に設置することで薬液の注入機能を追設する。流路の切り替えは電動弁の開閉によって操作する。

【0035】

また、原子力発電プラントでは複数のシナリオを想定して同一の流路を共有する複数のポンプによって注水が可能であることから前記の複数ポンプを用いた注水流路の合流部に対して下流側に設置することで複数のポンプが駆動ポンプとなり、実質的な駆動源の多重化を図る。

【0036】

従来、薬液注入を目的に設置されていたポンプ及び配管などの削減によって省スペース化（設備の物量低減）及び設備費用低減に寄与する。薬液は、注水ポンプの注水を介して薬液タンクから注水先へと押し出される。

【0037】

以上説明したように、従来であればpH調整を目的として設備を設計するが注水機能を有する設備に薬液タンクを並列に設置することでpH調整機能を追設することを可能とする。pH調整を目的としたポンプ及び配管設備の設置が不要または大きく削減可能となることから従来のpH調整機能を目的とする設備と比較して省スペース化(設備の物量低減)及び費用低減が期待できる。サプレッションプールへの注水が可能なポンプによる注水経路の合流部かつ下流側へ薬液タンクを設置することで薬液注入ポンプの多重化を可能とする。

【符号の説明】

【0038】

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ…注水ポンプ
２…合流部
３…薬液タンク
４Ａ…第１弁
４Ｂ…第２弁
５…逆止弁
１００…薬液注入装置

【図1】

【図2】