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JP2000338278A - Nuclear cogeneration plant - Google Patents

Nuclear cogeneration plant

Info

Publication number
JP2000338278A
JP2000338278A JP11149981A JP14998199A JP2000338278A JP 2000338278 A JP2000338278 A JP 2000338278A JP 11149981 A JP11149981 A JP 11149981A JP 14998199 A JP14998199 A JP 14998199A JP 2000338278 A JP2000338278 A JP 2000338278A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nuclear
mixed medium
mixed
ice
generation system
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
JP11149981A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Arata Ito
新 伊藤
Hideji Hirono
秀治 廣野
Tatsuo Miyazawa
竜雄 宮沢
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 JP11149981A priority Critical patent/JP2000338278A/en
Publication of JP2000338278A publication Critical patent/JP2000338278A/en
Pending 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
    • 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
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    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To supply wide energy with high thermal efficiency by installing a nuclear generation system and a mixed medium cycle generation system underground and taking in seawater for cooling via an artificial island or the like being installed on the sea. SOLUTION: In the nuclear cogeneration plant, deep-layer cooling seawater intake piping 79 for pumping deep-layer cooling seawater 40 from an artificial island 76 or the like for joining to a nuclear generation plant 1, an underground tunnel 77 to a mixed medium system 6, and an underground tunnel 48. The mixed medium system 6 is attached to the plant 1 for performing generation and manufacturing chill, and an artificial lake 84 is provided at the upper portion of the plant 1. Then, ice is manufactured from deep-layer cooling seawater by nighttime nuclear energy and is stored at the artificial lake 84, stored water is thawed for daytime peak power consumption for cooling the turbine exhaust of mixed medium cycle generation and for improving thermal efficiency, and thawing water is supplied, for example, as fresh water. Crane facilities or the like are provided at the artificial island 76 for carrying various kinds of machinery and materials.

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、原子力発電システ
ムに混合媒体サイクル発電システムを付設したものを地
下に設置し、各種設備に電力と冷暖熱とを供給すること
ができる原子力コジェネプラントに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nuclear power generation system in which a nuclear power generation system provided with a mixed medium cycle power generation system is installed underground to supply electric power and cooling / heating heat to various facilities.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の経済発展に伴い、電力需要は家電
機器の大型化や冷暖房の普及などの個人消費にも支えら
れ、産業用および民生用とも着実な増加を続けている。
2. Description of the Related Art With economic development in recent years, power demand has been supported by personal consumption such as enlargement of home appliances and spread of air conditioning, and both industrial and consumer use have been steadily increasing.

【0003】この電力需要の中で、冷熱に変換されて冷
房に使われるものが多い。現在、熱効率の大きい発電方
式として天然ガスを燃焼して得られる高温高圧の燃焼ガ
スによってガスタービンを駆動させると同時に、ガスタ
ービンから排出される高温ガスにより蒸気を発生させ、
蒸気タービンを駆動させるコンバインドサイクル発電が
知られており、その熱効率は40〜50%である。
[0003] Of these power demands, there are many that are converted into cold heat and used for cooling. Currently, as a power generation method with high thermal efficiency, the gas turbine is driven by high-temperature and high-pressure combustion gas obtained by burning natural gas, and at the same time, steam is generated by the high-temperature gas discharged from the gas turbine,
A combined cycle power generation for driving a steam turbine is known, and its thermal efficiency is 40 to 50%.

【0004】これに対してタービン抽気を行い、熱交換
器で蒸気あるいは温水を製造し、パイプラインで30k
m程度の距離を輸送して熱供給をするのと同時に発電を
行うコージェネレーション技術が知られている。このコ
ジェネレーションを採用すると熱効率は60〜80%と
なる。この場合、エネルギの利用方法としては、電気エ
ネルギと熱エネルギとが用いられるため、コジェネレー
ションを採用すると、地球環境に対する排熱量を削減す
ることができるようになる。
On the other hand, turbine bleeding is performed, steam or hot water is produced by a heat exchanger, and 30 k
2. Description of the Related Art There is known a cogeneration technology for transporting a distance of about m to supply heat and generate power at the same time. When this cogeneration is adopted, the thermal efficiency becomes 60 to 80%. In this case, since electric energy and heat energy are used as a method of using energy, if cogeneration is employed, the amount of heat exhausted to the global environment can be reduced.

【0005】我が国での熱利用においては冷房需要が多
いため、一般に吸収式冷凍機で生成した温水あるいは蒸
気を用いて冷熱を得る方法が取られている。例えば和歌
山マリーナシティににおける重油燃焼の海南発電所で
は、60万kWのタービンより抽気した蒸気との熱交換
により得られた30t/hの蒸気を供給し、吸収式冷凍
機で生成した冷熱および蒸気を、ホテルや住宅、スポー
ツ施設等に供給している。
[0005] Since there is a great demand for cooling in the use of heat in Japan, a method of obtaining cold heat using hot water or steam generated by an absorption refrigerator is generally adopted. For example, a heavy oil-burning Hainan power plant at Wakayama Marina City supplies 30 t / h of steam obtained by heat exchange with steam extracted from a 600,000 kW turbine, and generates cold and steam generated by an absorption refrigerator. Is supplied to hotels, houses, sports facilities, etc.

【0006】また、例えば110万kW級の沸騰水型原
子力発電プラントでタービン抽気を行い、熱利用をする
場合、発電出力(776MWe)、熱出力(1245M
Wt)で総合熱効率を61.4%程度にすることがで
き、発電のみによる場合の33.4%に対して大幅な熱
利用効率の向上が図れる。
For example, when turbine extraction is performed at a 1.1 million kW class boiling water nuclear power plant to utilize heat, a power generation output (776 MWe) and a heat output (1245 MW) are used.
With Wt), the total thermal efficiency can be reduced to about 61.4%, and the heat utilization efficiency can be greatly improved compared to 33.4% when only power generation is performed.

【0007】ところで従来、特開平9−209716
号、特公平4−27367号等に記載されているよう
に、熱源で生成された水蒸気により駆動される蒸気ター
ビンと、蒸気タービンからの排気を凝縮させる復水器
と、復水器で生成された復水を熱源に輸送する復水輸送
手段とを有する水蒸気系と、蒸気タービンからの排気と
混合媒体との間で熱交換を行う熱交換手段と、熱交換手
段で加熱された混合媒体を液体と気体とに分離する分離
手段と、分離手段で分離された気体状の混合媒体で駆動
される混合媒体タービンと、混合媒体タービンからの排
気と分離手段で分離された液体状の混合媒体を混合させ
る混合手段と、混合された混合媒体を凝縮させる復液手
段と、復液手段で生成された復液を熱交換手段に輸送す
る復液輸送手段とを有する水・アンモニア混合媒体サイ
クルを複合させた高熱効率の発電プラントが知られてい
る。
Conventionally, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-209716 describes
As described in Japanese Patent Publication No. Hei 4-27367, a steam turbine driven by steam generated by a heat source, a condenser for condensing exhaust gas from the steam turbine, and a condenser formed by a condenser. A steam system having condensed water transport means for transporting the condensed water to a heat source, a heat exchange means for exchanging heat between the exhaust gas from the steam turbine and the mixed medium, and a mixed medium heated by the heat exchange means. Separating means for separating into liquid and gas, a mixed medium turbine driven by the gaseous mixed medium separated by the separating means, and a liquid mixed medium separated by the separating means and the exhaust gas from the mixed medium turbine. A water / ammonia mixed medium cycle having a mixing means for mixing, a condensate means for condensing the mixed mixed medium, and a condensate transport means for transporting the condensate generated by the condensate means to the heat exchange means is combined. High fever Power generation plant of the rate is known.

【0008】この混合媒体サイクルは、吸収式冷凍機の
冷媒製造部に混合媒体タービンを取り付けて発電を行う
ようにしたものであるため、冷媒製造部も併設すること
により発電を行いながら冷媒製造が可能なシステムであ
る。
In this mixed medium cycle, the mixed medium turbine is attached to the refrigerant producing section of the absorption refrigerator to generate electric power. Therefore, the refrigerant producing section is also provided so that the refrigerant can be produced while generating electric power. A possible system.

【0009】一方、濃度差の異なる混合媒体を製造し、
これを長距離輸送して冷熱および温熱を得る常温熱輸送
方式を秋澤等が提案している(平成8年度日本冷凍協会
学術講演会講演論文集(8/11〜13,14,15,
福岡);B20「溶液輸送型吸収式冷凍機による常温熱
輸送」参照)。
On the other hand, mixed media having different concentration differences are produced,
Akizawa et al. Have proposed a room temperature heat transport method in which this is transported over long distances to obtain cold and warm heat (Academic Lecture Papers of the Japan Refrigeration Association in 1996 (8 / 11-13,14,15,
Fukuoka); see B20, “Normal temperature heat transport by solution transport type absorption refrigerator”).

【0010】我が国の発電所の立地は、海岸立地が大部
分であり、また大都市も海岸部に立地している。この発
電所から大都市の消費地に電力および熱の輸送を行う場
合、電力は鉄塔を建設して高電圧で送電している。熱の
輸送はパイプラインを地中に埋めて温水あるいは蒸気を
輸送している。しかし、これらの方法、特にパイプライ
ンを地中に埋める方法は、用地の確保および敷設経費の
点で問題が多い。
Most of the power plants in Japan are located on the coast, and large cities are also located on the coast. When electricity and heat are transported from this power plant to consumption areas in large cities, electric power is transmitted at a high voltage by constructing steel towers. For heat transport, pipelines are buried underground to transport hot water or steam. However, these methods, especially the method of burying a pipeline underground, have many problems in terms of securing land and laying costs.

【0011】一方、最近では水中トンネル技術(添付資
料2)の開発が進んできている。この技術を活用すれ
ば、発電所から大都市まで電力と熱を輸送する手段を、
短建設期間で確保することができると考えられる。
On the other hand, recently, the development of underwater tunnel technology (Attachment 2) has been advanced. With this technology, the means to transport electricity and heat from power plants to big cities,
It can be secured in a short construction period.

【0012】また、原子力発電プラントのサイトの敷地
を有効に利用するため、耐震性の向上、非常時の安全性
の向上のため円筒状の建屋に原子炉系、タービン系を上
下に配置して、全体を地中に埋没状態で設置する提案も
なされている(特開平6−258482号等)。
Further, in order to effectively use the site of the nuclear power plant site, the reactor system and the turbine system are vertically arranged in a cylindrical building to improve earthquake resistance and safety in an emergency. It has also been proposed to install the entire device buried in the ground (Japanese Patent Laid-Open No. 6-258482).

【0013】なお、例えば高知沖の海においては、水深
が300m程度になると、約7℃程度の深層冷水となっ
ていることが知られている。この冷水は植物性プランク
トンの生産に適した富栄養塩である。また、日本近海を
流れる黒潮は、温暖な水温、高い塩分を有しているが、
栄養塩の状況は貧栄養である。そのため黒潮の影響を受
ける海域での魚介類の養殖においては、深層冷海水を利
用したのが効果的であると言われている。
[0013] It is known that, for example, in the sea off Kochi, when the water depth reaches about 300 m, deep cold water of about 7 ° C is formed. This cold water is a eutrophic salt suitable for the production of phytoplankton. In addition, the Kuroshio flowing near Japan has a warm water temperature and high salinity,
The nutrient situation is oligotrophic. Therefore, it is said that the use of deep cold seawater is effective in cultivating fish and shellfish in the sea area affected by the Kuroshio Current.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】原子力発電プラント
は、化石燃料火力発電プラントに比較して建設コストは
高いが燃料費が安いという特徴があり、トータルとして
は発電コストが安い発電システムである。しかし、この
原子力発電プラントの立地は、大都市より離れているた
め、熱輸送を行うのが困難である。また、原子力発電プ
ラントのタービン抽気で利用できる蒸気量は、膨大な量
であるため、この熱エネルギを効率良く輸送する必要が
ある。
The nuclear power plant is characterized in that the construction cost is high but the fuel cost is low as compared with the fossil fuel-fired power plant, and the power generation system as a whole is low in power generation cost. However, the location of this nuclear power plant is far from large cities, making it difficult to carry out heat transport. Further, since the amount of steam that can be used for turbine extraction in a nuclear power plant is enormous, it is necessary to efficiently transport this thermal energy.

【0015】コジェネプラントを適用すれば、熱効率を
向上することが可能であるが、熱および電力需要の昼間
と夜間との差は大きなものがあるため、原子力発電プラ
ントの夜間エネルギを貯蔵して昼間のピーク需要に対応
する必要がある。そのために原子力発電プラントのサイ
トにおいて貯蔵設備を設置する場所を確保する必要があ
る。
By applying a cogeneration plant, it is possible to improve thermal efficiency. However, there is a large difference between daytime and nighttime heat and power demands. Needs to meet peak demand. Therefore, it is necessary to secure a place to install storage facilities at the site of the nuclear power plant.

【0016】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、原子力発電システムおよび混合媒体サイクル発
電システムを同時に利用するとともに海域および海水を
有効に利用して、高熱効率のエネルギ供給を広範に行え
る原子力コジェネプラントを提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of such circumstances, and simultaneously uses a nuclear power generation system and a mixed-medium cycle power generation system while effectively utilizing sea areas and seawater to widely supply energy with high thermal efficiency. The purpose is to provide a nuclear cogeneration plant that can be used.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、請求項1の発明では、原子力発電システムおよび混
合媒体サイクル発電システムを陸地の地下に設置し、こ
れらのシステムに使用する冷却用海水および各種器材の
搬出入を、海上に設置した人工島、水中トンネルおよび
地下トンネルを経由して行うようにしたことを特徴とす
る原子力コジェネプラントを提供する。
According to the first aspect of the present invention, a nuclear power generation system and a mixed medium cycle power generation system are installed underground on land, and cooling seawater used for these systems is provided. And a nuclear cogeneration plant characterized in that the loading and unloading of various equipment is performed via an artificial island, an underwater tunnel and an underground tunnel installed on the sea.

【0018】請求項2の発明では、請求項1記載の原子
力コジェネプラントにおいて、原子力発電システムおよ
び混合媒体サイクル発電システムの上方に人工湖を設け
たことを特徴とする原子力コジェネプラントを提供す
る。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a nuclear cogeneration plant according to the first aspect, wherein an artificial lake is provided above the nuclear power generation system and the mixed medium cycle power generation system.

【0019】請求項3の発明では、請求項2記載の原子
力コジェネプラントにおいて、混合媒体サイクル発電シ
ステムに吸収式冷凍システムを付設し、夜間に氷を製造
して人工湖に貯蔵し、昼間に貯蔵氷を解凍して前記混合
媒体サイクル発電システムのタービン排気を冷却するよ
うにしたことを特徴とする原子力コジェネプラントを提
供する。
According to a third aspect of the present invention, in the nuclear power cogeneration plant according to the second aspect, an absorption refrigeration system is attached to the mixed medium cycle power generation system, ice is produced at night and stored in an artificial lake, and stored at daytime. A nuclear cogeneration plant, characterized in that ice is thawed to cool turbine exhaust of the mixed medium cycle power generation system.

【0020】請求項4の発明では、請求項3記載の原子
力コジェネプラントにおいて、氷の製造を海水を用いて
行い、解凍をして混合媒体サイクル発電システムのター
ビン排気を冷却した水を淡水として利用することを特徴
とする原子力コジェネプラントを提供する。
According to a fourth aspect of the present invention, in the nuclear power cogeneration plant according to the third aspect, ice is produced using seawater, and the water obtained by thawing and cooling the turbine exhaust of the mixed medium cycle power generation system is used as fresh water. A nuclear cogeneration plant is provided.

【0021】請求項5の発明では、請求項1記載の原子
力コジェネプラントにおいて、混合媒体サイクル発電シ
ステムに吸収式冷凍システムを付設し、下水処理場より
人工島に船で輸送された汚泥を、人工島、水中トンネル
および地下トンネルを経由して前記吸収式冷凍システム
に搬入するとともに冷凍濃縮して再生利用材に変えた
後、再び人工島を経由して搬出することを特徴とする原
子力コジェネプラントを提供する。
According to a fifth aspect of the present invention, in the nuclear power cogeneration plant according to the first aspect, an absorption refrigeration system is added to the mixed medium cycle power generation system, and the sludge transported by ship from the sewage treatment plant to the artificial island is converted into an artificial refuse. A nuclear cogeneration plant characterized in that it is carried into the absorption refrigeration system via an island, an underwater tunnel and an underground tunnel, is frozen and concentrated and converted into recycled material, and then is again carried out via an artificial island. provide.

【0022】請求項6の発明では、請求項1記載の原子
力コジェネプラントにおいて、混合媒体サイクル発電シ
ステムに濃度差エネルギ生成システムを付設し、地下ト
ンネル、水中トンネルを経由して下水処理場、熱供給セ
ンターに高濃度また低濃度の混合媒体を搬送いる一方、
中濃度の混合媒体を受け入れる熱サイクルを形成し、前
記下水処理場では冷媒を生成するとともに汚泥を冷凍濃
縮して脱水を行い、前記熱供給センターでは冷媒を生成
するとともに氷を製造して貯蔵し、氷スラリーとしてオ
フィスビル等の間で冷房の熱サイクルを形成し、または
温水を生成してオフィスビルもしくはハウス栽培農場等
の間で暖房用の熱サイクルを形成することを特徴とする
原子力コジェネプラントを提供する。
According to a sixth aspect of the present invention, in the nuclear power cogeneration plant according to the first aspect, the mixed medium cycle power generation system is provided with a concentration difference energy generation system, and the sewage treatment plant is connected to the sewage treatment plant via the underground tunnel and the underwater tunnel. While transporting high or low concentration mixed media to the center,
Form a heat cycle to receive a medium concentration of the mixed medium, generate a refrigerant in the sewage treatment plant and freeze-concentrate the sludge to perform dehydration, and produce and store ice in the heat supply center and produce and store ice. A nuclear cogeneration plant characterized by forming a cooling heat cycle between office buildings or the like as an ice slurry, or forming a heat cycle for heating between office buildings or house cultivation farms by generating hot water. I will provide a.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0024】なお、以下の実施形態による原子力コジェ
ネプラントは、原子炉建屋構造およびタービン建屋構造
をケーソン構造の上に構築して地中に埋設し、両方の建
屋の上に地中氷貯蔵槽構造を設け、その上に屋根を設け
た原子力発電プラント配置で、タービン抽気蒸気で混合
媒体の濃度分離を行い、発電と冷熱製造を行う原子力コ
ジェネプラントとしたものである。そして、夜間の原子
力エネルギで深層冷海水より氷を製造して貯蔵し、昼間
のピーク電力需要に対して貯蔵氷を回答して混合媒体サ
イクル発電のタービン排気を冷却して熱効率を向上させ
て負荷平準化に対応し、タービン排気の冷却に用いた解
凍水を淡水として供給するものである。
In the nuclear power cogeneration plant according to the following embodiment, a reactor building structure and a turbine building structure are constructed on a caisson structure and buried underground, and an underground ice storage tank structure is built on both buildings. And a nuclear power plant with a roof on top of it, which separates the concentration of the mixed medium with turbine bleed steam to generate power and produce cold power. Then, ice is produced from deep cold seawater with nuclear energy at night and stored, and ice is stored in response to peak power demand during the day to cool the turbine exhaust of mixed media cycle power generation to improve thermal efficiency and load. In response to leveling, thawing water used for cooling turbine exhaust is supplied as fresh water.

【0025】図1は、地下式原子力発電プラントへの深
層冷海水の取水を行う配管敷設と、濃度差エネルギを輸
送する配管敷設の概念を示し、図2は図1における人工
島部分の詳細を示している。
FIG. 1 shows the concept of laying pipes for taking in deep cold seawater into an underground nuclear power plant and laying pipes for transporting concentration difference energy. FIG. 2 shows details of the artificial island part in FIG. Is shown.

【0026】これらの図に示すように、中性浮力となる
人工島76をケーブル41で海底80に固定し、人工島
76より7℃程度の深層冷海水40を汲み上げるための
深層冷海水取水配管79を必要な水深(高知県沖で約3
00m)まで敷設する。そして、人工島76より原子力
発電プラント1および混合媒体システム6まで太陽光の
透過する限度の深さ(約20m)で水中トンネル77を
敷設し、陸地に達した地点からは地中トンネル48に接
合する構成とする。水中トンネル77および地中トンネ
ル48には、深層冷海水40の搬送配管、凍結濃縮され
た海水搬送配管、濃度差の異なる混合媒体液搬送配管等
の配管が設置され、また核燃料や関係機材の搬送用の搬
送装置11およびそのための通路等が設けられている。
なお、原子力発電プラント1には混合媒体システム6が
付設され、また、プラント上方には人工湖84が設けら
れる。
As shown in these figures, an artificial island 76 having neutral buoyancy is fixed to the seabed 80 with a cable 41, and a deep cold seawater intake pipe for pumping the deep cold seawater 40 of about 7 ° C. from the artificial island 76. 79 required water depth (approximately 3
00m). Then, an underwater tunnel 77 is laid from the artificial island 76 to the nuclear power plant 1 and the mixed medium system 6 at a depth (about 20 m) at which sunlight can penetrate, and is joined to the underground tunnel 48 from a point where it reaches the land. Configuration. In the underwater tunnel 77 and the underground tunnel 48, pipes such as a pipe for transporting deep cold seawater 40, a pipe for transporting freeze-concentrated seawater, and a pipe for mixed medium liquid having different concentrations are provided, and transport of nuclear fuel and related equipment. Transport device 11 and a passage therefor.
The nuclear power plant 1 is provided with a mixed medium system 6, and an artificial lake 84 is provided above the plant.

【0027】一方、人工島76には、船で運ばれる核燃
料や関係機材の取扱い設備のクレーン設備等が設けられ
る。また、水中トンネル77の深さで、その水中トンネ
ル77の周辺に中性浮力の人工海底78が設置される。
水中トンネル77の内部には深層冷海水取水配管43お
よび放流配管44が設置され、放流配管の出口は、人工
海底78の上方部分に開孔し、富栄養塩海水82を放流
する。
On the other hand, the artificial island 76 is provided with a crane facility for handling nuclear fuel and related equipment carried by ship. At the depth of the underwater tunnel 77, an artificial seabed 78 having neutral buoyancy is installed around the underwater tunnel 77.
Inside the underwater tunnel 77, a deep cold seawater intake pipe 43 and a discharge pipe 44 are provided, and an outlet of the discharge pipe is opened in an upper part of the artificial seabed 78 to discharge the eutrophic salt seawater 82.

【0028】人工島76は、海上構造物51、海中構造
物47、垂直配管45等によって構成される。海中構造
47と海底80に固定される基礎構造46とは、垂直配
管45で結合される。また、海中構造物47と、後述す
る混合媒体システム6の復液器等との間が、水中トンネ
ル77によって結合される。水中トンネル77の深さ位
置には、中性浮力の人工海底78がケーブル41によっ
て海底80に固定される。
The artificial island 76 includes the offshore structure 51, the underwater structure 47, the vertical pipe 45, and the like. The undersea structure 47 and the foundation structure 46 fixed to the seabed 80 are connected by a vertical pipe 45. An underwater tunnel 77 connects the underwater structure 47 and a condenser or the like of the mixed medium system 6 described below. At the depth position of the underwater tunnel 77, a neutral buoyancy artificial seabed 78 is fixed to the seabed 80 by the cable 41.

【0029】海中構造物47内にはポンプ設備42が設
置され、水中トンネル77の内部に設置される取水配管
43を介して、深層冷海水40が混合媒体システム6の
後述する復液器57(図7参照)、氷製造システム35
(図8参照)に送水される。
A pump facility 42 is installed in the underwater structure 47, and the deep cold seawater 40 is condensed with a condensate 57 (described later) of the mixed medium system 6 through an intake pipe 43 installed inside an underwater tunnel 77. 7), ice production system 35
(See FIG. 8).

【0030】また、復液器57からの戻りの海水、氷製
造システム35で濃縮された海水は、水中トンネル77
に設置される放流配管44によって移送され、海中構造
47の人工海底78の上方で富栄養塩海水82として放
流される。
The seawater returned from the condenser 57 and the seawater concentrated in the ice production system 35 are supplied to the underwater tunnel 77.
And discharged as eutrophic salt seawater 82 above the artificial seabed 78 of the underwater structure 47.

【0031】水中トンネル77の内部には、濃度差の異
なる混合媒体液搬送配管も設置され、人工島76の海中
構造物47を経由して水中トンネルで大都市近くの熱供
給センターに輸送したり、人工島76で混合媒体液輸送
タンカーへの積み降ろしを行うように構成される。ま
た、核燃料や関係機材の搬送用の搬送装置49が利用す
る通路56が設けられる。
Inside the underwater tunnel 77, mixed medium liquid transfer pipes having different concentration differences are also installed, and the underwater tunnel is used to transport the mixed medium liquid to the heat supply center near a large city via the underwater structure 47 of the artificial island 76. The artificial island 76 is configured to perform loading / unloading to / from the mixed medium liquid transport tanker. Further, a passage 56 used by a transfer device 49 for transferring nuclear fuel and related equipment is provided.

【0032】人工島76の海上構造物51と海中構造物
47とは連絡構造物52で結合され、その内部に昇降装
置53が設置される。海上構造物51には、海上制御室
54、昇降装置機械室55およびクレーン設備50等が
設置される。海上構造物51には、輸送船の接岸機能が
設備され、核燃料や関係機材の積み降ろし作業を行える
ようになっている。
The offshore structure 51 and the underwater structure 47 of the artificial island 76 are connected by a connecting structure 52, and an elevating device 53 is installed therein. The marine structure 51 is provided with a marine control room 54, a lifting and lowering device machine room 55, a crane facility 50, and the like. The marine structure 51 is provided with a berthing function for a transport ship, and is capable of loading and unloading nuclear fuel and related equipment.

【0033】図3は、地下式負荷平準化対応原子力発電
プラントを示す断面構成図であり、図4は、混合媒体シ
ステムの構成を示す正面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram showing an underground load leveling-capable nuclear power plant, and FIG. 4 is a front view showing the configuration of a mixed medium system.

【0034】また、図5は、図4の側面を示したもので
あり、図6は、混合媒体システム付設熱電供給負荷平準
化原子力コジェネプラントのシステム構成を示したもの
である。
FIG. 5 shows a side view of FIG. 4, and FIG. 6 shows a system configuration of a thermoelectric supply load leveling nuclear cogeneration plant with a mixed medium system.

【0035】図3に示すように、ケーソン構造10の上
に、原子炉建屋構造11およびタービン建屋構造12が
搭載される。これらの両建屋構造の上に、氷貯蔵槽構造
13が設置され、地上には地上制御室14および氷製造
建屋15が設置され、両者の上に屋根構造が設けられ
る。地上制御室14および氷製造建屋15と、原子炉建
屋構造11およびタービン建屋構造12とは、それぞれ
昇降設備17で結合されている。原子炉建屋構造11の
ペデスタル18には、原子炉圧力容器19が設置され
る。タービン建屋構造12には、発電機4,8、水蒸気
タービン3、混合媒体タービン7、熱交換器28、エジ
ェクター式吸収器36、復液器37、高圧分離器29、
中圧分離器32等が設置される。
As shown in FIG. 3, a reactor building structure 11 and a turbine building structure 12 are mounted on a caisson structure 10. An ice storage tank structure 13 is installed on both of these building structures, a ground control room 14 and an ice manufacturing building 15 are installed on the ground, and a roof structure is provided on both. The ground control room 14 and the ice building 15 are connected to the reactor building 11 and the turbine building 12 by lifting equipment 17. A reactor pressure vessel 19 is installed on the pedestal 18 of the reactor building structure 11. The turbine building structure 12 includes generators 4 and 8, a steam turbine 3, a mixed medium turbine 7, a heat exchanger 28, an ejector absorber 36, a condenser 37, a high-pressure separator 29,
An intermediate pressure separator 32 and the like are provided.

【0036】氷製造建屋15には後述する冷媒製造シス
テム9(図7、8参照)、氷製造システム35(図7、
8参照)等が設置され、タービン建屋構造12の混合媒
体システム6(図7参照)との間を高低中濃度の混合媒
体輸送配管が結合している。また、氷製造建屋15には
水中トンネル77、地中トンネル48を経由して深層冷
海水40が輸送される。氷製造システム35の氷貯蔵槽
72は、氷貯蔵槽構造13と同一のものである。
The ice production building 15 has a refrigerant production system 9 (see FIGS. 7 and 8) and an ice production system 35 (see FIGS.
8) and the like, and a mixed medium transport pipe of high, low and medium concentration is connected to the mixed medium system 6 (see FIG. 7) of the turbine building structure 12. Further, deep cold seawater 40 is transported to the ice manufacturing building 15 via the underwater tunnel 77 and the underground tunnel 48. The ice storage tank 72 of the ice production system 35 is the same as the ice storage tank structure 13.

【0037】しかして図4において、水蒸気タービン3
の排気は熱交換器28に導かれ、混合媒体と熱交換を行
って復水して循環ポンプ5に流入する。
In FIG. 4, the steam turbine 3
Is exhausted to a heat exchanger 28 where it exchanges heat with the mixed medium, condenses, and flows into the circulation pump 5.

【0038】混合媒体タービン7の排気はエジェクター
式吸収器36で中圧分離器32からの低濃度の混合媒体
と混合吸収して復液器37に流入し、深層冷海水40と
熱交換を行って復液し、加圧ポンプ38に流入する。
The exhaust gas of the mixed-medium turbine 7 is mixed and absorbed with the low-concentration mixed medium from the medium-pressure separator 32 by the ejector absorber 36, flows into the condenser 37, and exchanges heat with the deep cold seawater 40. Then, the liquid flows back to the pressure pump 38.

【0039】図5および図6に示すプラントは、原子力
発電システム1、混合媒体システム6、冷媒製造システ
ム9、氷製造システム35、混合媒体タービン7、淡水
貯蔵槽75等より構成される氷貯蔵負荷平準化原子力プ
ラントである。
The plant shown in FIGS. 5 and 6 has an ice storage load composed of a nuclear power generation system 1, a mixed medium system 6, a refrigerant production system 9, an ice production system 35, a mixed medium turbine 7, a fresh water storage tank 75, and the like. It is a leveling nuclear power plant.

【0040】即ち、図1における氷製造システム35の
氷貯蔵槽72からの氷・スラリーが混合媒体システム6
の復液器38の熱交換部に導かれ、熱交換をして解氷さ
れて淡水となったものが淡水貯蔵槽75に貯蔵される構
成になっている。その他の原子力発電システム1、混合
媒体システム6、冷媒製造システム9、氷製造システム
35の構成は、図1と同様である。
That is, the ice / slurry from the ice storage tank 72 of the ice production system 35 in FIG.
The liquid is condensed into a fresh water storage tank 75 after being guided to the heat exchange section of the liquid condenser 38 and subjected to heat exchange to be thawed to form fresh water. Other configurations of the nuclear power generation system 1, the mixed medium system 6, the refrigerant production system 9, and the ice production system 35 are the same as those in FIG.

【0041】図7は、図6における混合媒体システム6
および冷媒製造システム9の詳細構成を示したものであ
る。
FIG. 7 shows the mixed medium system 6 in FIG.
2 shows a detailed configuration of the refrigerant production system 9.

【0042】即ち、混合媒体システム6は、高圧分離器
29、中圧分離器32、吸収器36、復液器37、凝縮
器68等で構成される。加圧ポンプ38で加圧された混
合媒体が、中圧分離器32の低濃度の混合媒体液と熱交
換を熱交換器33でして加熱され、さらに原子力発電シ
ステム1の復水器28で水蒸気タービン3の排気で加熱
され、高圧分離器29に導かれて高濃度の混合媒体蒸気
と低濃度の混合媒体液に分離される。
That is, the mixed medium system 6 includes a high-pressure separator 29, a medium-pressure separator 32, an absorber 36, a liquid condenser 37, a condenser 68 and the like. The mixed medium pressurized by the pressurizing pump 38 is heated by exchanging heat with the low-concentration mixed medium liquid of the intermediate-pressure separator 32 by the heat exchanger 33, and further heated by the condenser 28 of the nuclear power generation system 1. The mixture is heated by the exhaust gas of the steam turbine 3 and guided to the high-pressure separator 29 to be separated into a high-concentration mixed medium vapor and a low-concentrated mixed medium liquid.

【0043】高濃度の混合媒体蒸気は分岐され、混合媒
体タービン7に導かれてこれを駆動し、同軸に結合され
る発電機8で発電を行う。また、分岐された残りの高濃
度の混合媒体蒸気は凝縮器68に導かれ、ここで加圧ポ
ンプ38で加圧された混合媒体液の分流されたもの、お
よび深層冷海水40と熱交換され、冷却されて復液す
る。
The high-concentration mixed medium vapor is branched, guided to and driven by the mixed medium turbine 7, and is generated by a coaxially coupled generator 8. The remaining high-concentration mixed medium vapor that has been branched is guided to the condenser 68, where it is subjected to heat exchange with the separated mixed medium liquid pressurized by the pressurizing pump 38 and the deep cold seawater 40. The liquid is cooled and returned.

【0044】復液は媒製造システム9の膨脹弁63で断
熱膨脹して冷媒となり、氷製造システム35で熱交換を
行なって冷媒製造システム9の吸収器65に戻る。そし
て、高圧分離器29で生成される低濃度の混合媒体液
は、減圧弁30を介して中圧分離器32に導かれて高濃
度の混合媒体蒸気と低濃度の混合媒体液に分離される。
高濃度の混合媒体蒸気は混合媒体タービン7の中段に導
かれ、これを駆動して発電を行う。
The condensed liquid is adiabatically expanded by the expansion valve 63 of the medium production system 9 to become a refrigerant, and heat exchanges in the ice production system 35 to return to the absorber 65 of the refrigerant production system 9. Then, the low-concentration mixed medium liquid generated by the high-pressure separator 29 is guided to the medium-pressure separator 32 via the pressure reducing valve 30 and separated into the high-concentration mixed medium vapor and the low-concentration mixed medium liquid. .
The high-concentration mixed-medium vapor is guided to the middle stage of the mixed-medium turbine 7 and is driven to generate electric power.

【0045】一方の低濃度の混合媒体液は、熱交換器3
3で加圧ポンプ38で加圧された中濃度の混合媒体液と
熱交換を行って冷却され、分岐されて絞弁34を経由し
て吸収器36に導かれて混合媒体タービン7の排気と混
合吸収して復液器37に導かれ深層冷海水40と熱交換
をして冷却されて復液する。
On the other hand, the low concentration mixed medium liquid is supplied to the heat exchanger 3
The heat is exchanged with the medium-concentration mixed medium liquid pressurized by the pressurizing pump 38 in 3, cooled, branched, guided to the absorber 36 through the throttle valve 34, and exhausted from the mixed medium turbine 7. The mixture is absorbed, guided to the liquid condensing device 37, exchanges heat with the deep cold seawater 40, cooled, and condensed.

【0046】中圧分離器32で分離され分岐された残り
の低濃度の混合媒体液は、冷媒製造システム9の絞弁6
6を経由して吸収器65に導かれ、ここで氷製造システ
ム35で熱交換を行った高濃度の混合媒体を吸収して復
液器67に導かれ、深層冷海水40と熱交換をして復液
する。
The remaining low concentration mixed medium liquid separated and branched by the medium pressure separator 32 is supplied to the throttle valve 6 of the refrigerant production system 9.
6, is guided to the absorber 65, where it absorbs the high-concentration mixed medium subjected to heat exchange in the ice production system 35, is guided to the condenser 67, and exchanges heat with the deep cold seawater 40. And return to liquid.

【0047】冷媒製造システム9の復液器67で復液し
た混合媒体液は、混合媒体システム6の復液器37で復
液した混合媒体液と合流して加圧ポンプ38の入口側に
導かれ、加圧ポンプ38で加圧された混合媒体液を分岐
して凝縮器68で熱交換をして加熱する。
The mixed medium liquid condensed by the condenser 67 of the refrigerant production system 9 joins with the mixed medium liquid condensed by the condenser 37 of the mixed medium system 6 and is guided to the inlet side of the pressure pump 38. Then, the mixed medium liquid pressurized by the pressurizing pump 38 is branched and heat-exchanged by the condenser 68 for heating.

【0048】分岐した残りは中圧分離器32の低濃度混
合媒体液と熱交換器33で熱交換をして加熱する。これ
らの加熱された混合媒体液は、合流したあとで再度分流
し、一部は減圧弁39を経由して中圧分離器32に導か
れ、残りは原子力発電システム1の復水器28に導かれ
て加熱される。
The remaining portion is heated by exchanging heat with the low-concentration mixed medium liquid in the intermediate pressure separator 32 in the heat exchanger 33. These heated mixed medium liquids are separated again after being merged, and a part is guided to the medium pressure separator 32 via the pressure reducing valve 39, and the rest is guided to the condenser 28 of the nuclear power generation system 1. And heated.

【0049】冷媒製造システム9は、膨脹弁63、吸収
器65、絞弁66、復液器67等で構成される。混合媒
体システム6の凝縮器68で凝縮された高濃度の混合媒
体が膨脹弁63で断熱膨脹をして冷媒となり、氷製造シ
ステム35で熱交換をして加熱されて蒸気となり、吸収
器65に導かれ、深層冷海水40と熱交換を行って冷却
されて復液する。この復液が、混合媒体システム6の加
圧ポンプ38の入り口側に導かれる。
The refrigerant production system 9 includes an expansion valve 63, an absorber 65, a throttle valve 66, a condenser 67, and the like. The high-concentration mixed medium condensed in the condenser 68 of the mixed medium system 6 is adiabatically expanded by the expansion valve 63 to become a refrigerant, heat-exchanged in the ice production system 35 to be heated to become a vapor, and supplied to the absorber 65. It is guided and exchanges heat with the deep cold seawater 40 to be cooled and returned. This condensed liquid is guided to the inlet side of the pressure pump 38 of the mixed medium system 6.

【0050】図8は、図6における冷媒製造システム9
と氷製造システム35の詳細構成を示したものである。
FIG. 8 shows the refrigerant production system 9 in FIG.
2 shows a detailed configuration of the ice production system 35.

【0051】氷製造システム35は、過冷却器70、過
冷却解除槽71および氷貯蔵槽72等で構成される。過
冷却器70に深層冷海水40が導かれ、冷媒製造システ
ム9の膨脹弁63で断熱膨脹により生成した冷媒と熱交
換を行い、過冷却状態となって過冷却解除槽71に導か
れ、淡水氷と高塩分濃度の海水に分離する。
The ice production system 35 includes a subcooler 70, a subcooling release tank 71, an ice storage tank 72, and the like. The deep cold seawater 40 is led to the supercooler 70, exchanges heat with the refrigerant generated by the adiabatic expansion by the expansion valve 63 of the refrigerant production system 9, enters a supercooled state, and is guided to the supercool release tank 71, Separates into ice and seawater with high salinity.

【0052】そして、過冷却解除槽71の上部に浮かぶ
氷と淡水は混合媒体システム6の復液器37の熱交換部
に導かれ、熱交換を行って淡水貯蔵槽75に導かれる。
過冷却解除槽71の氷の下方の高塩分濃度の海水は、ポ
ンプ74で冷媒製造システム9の復液器67の熱交換部
に導かれ、吸収器65からの混合媒体と熱交換をし、海
水温度程度に昇温して人工海底78上方の放流海面領域
に放出される。
The ice and fresh water floating on the upper part of the supercooling release tank 71 are led to the heat exchange section of the condenser 37 of the mixed medium system 6, where they undergo heat exchange and are led to the fresh water storage tank 75.
The high-salinity seawater below the ice in the supercooling release tank 71 is guided to the heat exchange section of the condenser 67 of the refrigerant production system 9 by the pump 74 and exchanges heat with the mixed medium from the absorber 65. The temperature is raised to about the seawater temperature and released to the discharge sea surface area above the artificial seabed 78.

【0053】次に、作用を説明する。Next, the operation will be described.

【0054】軽水よりなる冷却材は、原子炉2において
加熱されて飽和状態の水蒸気となり、この水蒸気は主蒸
気管を経由して水蒸気タービン3に送られる。水蒸気タ
ービン3に送られた水蒸気は水蒸気タービン3を駆動
し、タービンの回転エネルギが発電機4において電気エ
ネルギに変換されて発電が行なわれる。水蒸気タービン
3からの排気は復水器28に導かれ、混合媒体システム
6より送られる混合媒体と熱交換を行って復水となり、
循環ポンプ5の入り口側に流入し、原子炉3に還流され
る。
The coolant made of light water is heated in the nuclear reactor 2 to become saturated steam, and this steam is sent to the steam turbine 3 via the main steam pipe. The steam sent to the steam turbine 3 drives the steam turbine 3, and the rotation energy of the turbine is converted into electric energy in the generator 4 to generate power. The exhaust gas from the steam turbine 3 is guided to the condenser 28, and performs heat exchange with the mixed medium sent from the mixed medium system 6 to be condensed.
It flows into the inlet side of the circulation pump 5 and is returned to the reactor 3.

【0055】電力需要の多い昼間においては、混合媒体
システム6の高圧分離器29で分離された高濃度の混合
媒体蒸気を凝縮器68に分流せずに、全てを混合媒体タ
ービン7に流して発電を行う。混合媒体タービン7から
の排気を深層冷海水(水深約300mの海水で約7.5
℃)40と、氷製造システム35に貯蔵している氷を水
スラリー状としたものとを、復液器37の熱交換部に流
して熱交換を行って中濃度の混合媒体復液とする。中圧
分離器32の低濃度混合媒体液で熱交換器33で冷却さ
れた混合媒体液を冷媒製造システム9への分流を行わず
に、全流量を吸収器65に導く。混合媒体システム6の
加圧ポンプ38より流出する中濃度混合媒体液を凝縮器
68の冷却用にも分流を行わない。
In the daytime when power demand is high, the high-concentration mixed-medium vapor separated by the high-pressure separator 29 of the mixed-medium system 6 is not divided into the condenser 68 but is entirely supplied to the mixed-medium turbine 7 to generate electric power. I do. Exhaust gas from the mixed medium turbine 7 is converted into deep cold seawater (about 7.5
℃) 40 and the ice stored in the ice production system 35 in the form of a water slurry are flowed into the heat exchange section of the liquid condensing device 37 to perform heat exchange to obtain a medium-concentration mixed medium condensate. . The mixed medium liquid cooled by the heat exchanger 33 with the low-concentration mixed medium liquid in the intermediate-pressure separator 32 is guided to the absorber 65 without branching to the refrigerant production system 9. The medium-concentration mixed-medium liquid flowing out of the pressure pump 38 of the mixed-medium system 6 is not divided for cooling the condenser 68.

【0056】110万KW級の原子力発電プラントにお
いて、混合媒体システムの混合媒体タービン7の排気の
冷却を海水表面温度の20℃と深層冷海水温度の7.5
℃の間は、深層冷海水で行い、7.5℃と0℃の間は貯
蔵氷を解凍した氷スラリーで行うことにより、昼間のピ
ーク電力需要対応として混合媒体タービン発電機で約1
65KWの発電を7時間行うことができる。この時に解
凍した氷より約23万トンの淡水が海水より得られる。
In a 1.1 million kW-class nuclear power plant, the cooling of the exhaust gas of the mixed-medium turbine 7 of the mixed-medium system is performed by cooling the seawater surface temperature to 20 ° C. and the deep cold seawater temperature to 7.5.
C. by using deep-sea cold seawater and 7.5.degree. C. to 0.degree.
A power generation of 65 KW can be performed for 7 hours. About 230,000 tons of fresh water can be obtained from seawater from ice that has been thawed at this time.

【0057】電力需要の少ない夜間においては、混合媒
体システム6の高圧分離器29で分離された高濃度の混
合媒体蒸気を凝縮器68に分流し、凝縮器68で高圧ポ
ンプ38より吐出した混合媒体の一部を分流したものと
深層冷海水40との間で熱交換を行って混合媒体を復液
させる。この復液を冷媒製造システム9の膨脹弁63で
断熱膨脹させて低温の混合媒体冷媒を生成し、この混合
媒体冷媒を氷製造システム35の過冷却器70に輸送し
て熱交換を行い、海水を過冷却状態とし、混合媒体液は
加熱されて蒸気となり吸収器65に導かれる。
During nighttime when power demand is small, the high-concentration mixed-medium vapor separated by the high-pressure separator 29 of the mixed-medium system 6 is diverted to the condenser 68, and the mixed medium discharged from the high-pressure pump 38 by the condenser 68. Is subjected to heat exchange between the part of the mixture and the deep cold seawater 40 to return the mixed medium. The condensed liquid is adiabatically expanded by the expansion valve 63 of the refrigerant production system 9 to generate a low-temperature mixed medium refrigerant, and the mixed medium refrigerant is transported to the supercooler 70 of the ice production system 35 to perform heat exchange, and Is brought into a supercooled state, and the mixed medium liquid is heated to be a vapor and guided to the absorber 65.

【0058】吸収器65では、混合媒体システム6の中
圧分離器32の低濃度混合媒体液の一部を分流して絞弁
66で低圧化されたものと混合吸収を行い、復液器67
に導かれる。復液器67で混合媒体は、深層冷海水40
と氷製造システム35の過冷却解除槽71よりの高塩分
濃度の海水と熱交換をして冷却されて復液する。この復
液は、混合媒体システム6の加圧ポンプ38の入口側に
導かれる。
In the absorber 65, a part of the low-concentration mixed medium liquid in the intermediate-pressure separator 32 of the mixed medium system 6 is diverted, mixed and absorbed with the low-pressure mixed liquid by the throttle valve 66.
It is led to. In the condenser 67, the mixed medium is deep cold seawater 40
Then, heat exchange is performed with seawater having a high salt concentration from the supercooling release tank 71 of the ice production system 35 to cool and return the liquid. This condensed liquid is guided to the inlet side of the pressure pump 38 of the mixed medium system 6.

【0059】氷製造システム35の過冷却器70には深
層冷海水40が導かれ、膨脹弁63で断熱膨脹させて生
成された混合媒体冷媒で過冷却状態が形成され、過冷却
解除槽71で淡水氷と高塩分濃度の海水が形成される。
形成された氷は比重差より槽の液面に浮かび、槽の上部
は淡水の氷で下方が高塩分濃度の海水状態になる。この
上部より淡水氷と淡水を氷貯蔵槽72に導き貯蔵する。
過冷却解除槽71の下方より高塩分濃度の海水を抽出
し、ポンプ74で冷媒製造システム9の復液器67に移
送して、吸収器65より導かれる混合媒体と熱交換を
し、高塩分濃度の海水は昇温して放流配管135で人工
島76まで移送し、人工海底78の上方海域に放出す
る。
The deep cold seawater 40 is guided to the supercooler 70 of the ice production system 35, and a supercooled state is formed by the mixed medium refrigerant generated by adiabatic expansion by the expansion valve 63. Freshwater ice and high salinity seawater are formed.
The formed ice floats on the liquid surface of the tank due to the difference in specific gravity, and the upper part of the tank becomes freshwater ice and the lower part becomes a seawater state with a high salt concentration. From above, fresh water ice and fresh water are guided to an ice storage tank 72 for storage.
Seawater having a high salt concentration is extracted from below the subcooling release tank 71, transferred to the condenser 67 of the refrigerant production system 9 by the pump 74, and heat-exchanges with the mixed medium guided from the absorber 65, thereby obtaining high salt content. The heated seawater of the concentration is transported to the artificial island 76 by the discharge pipe 135 and discharged to the sea area above the artificial seabed 78.

【0060】110万KW級の原子力発電プラントにお
いて、混合媒体システムで生成する高濃度混合媒体蒸気
の約13%を、10時間の間使って混合媒体冷媒を製造
し、約23万トンの氷を製造して貯蔵する。
In a 1.1 million KW-class nuclear power plant, about 13% of the high-concentration mixed medium vapor generated by the mixed medium system is used for 10 hours to produce a mixed medium refrigerant, and about 230,000 tons of ice is produced. Manufacture and store.

【0061】以上の構成および作用に基づく効果を下記
に示す。
The effects based on the above configuration and operation are described below.

【0062】原子力発電プラントのボトミングサイクル
に混合媒体システムおよび混合媒体タービンを設置し、
混合媒体サイクルの復液器の冷却に深層冷海水を用いる
ことにより、原子力発電プラントの熱効率を向上するこ
とができ、環境への排熱を減少することができる。
Installing a mixed media system and a mixed media turbine in a bottoming cycle of a nuclear power plant,
By using deep cold seawater for cooling the condenser in the mixed medium cycle, it is possible to improve the thermal efficiency of the nuclear power plant and reduce the amount of heat exhausted to the environment.

【0063】また、混合媒体サイクルの一部システムを
共有した冷媒製造システムと氷製造システムを付設する
ことにより、夜間原子力エネルギの熱エネルギと電気エ
ネルギを用いて氷を製造し、これを貯蔵し、昼間の電力
需要の多い時に貯蔵している氷をスラリー状にして混合
媒体システムの復液器の冷却に用いることにより、原子
力発電プラントの熱効率をより向上することができ、昼
間のピーク発電需要に対応できるようになり、負荷平準
化原子力プラントを提供できることになる。
Further, by adding a refrigerant production system and an ice production system that share a part of the system of the mixed medium cycle, ice is produced using heat energy and electric energy of nuclear energy at night, and the ice is produced and stored. Slurry of ice stored during daytime power demands can be used as a slurry to cool the condenser of the mixed media system, thereby improving the thermal efficiency of the nuclear power plant and reducing peak daytime power demand. It is possible to provide a load leveling nuclear power plant.

【0064】原子力発電プラントは運転経費が他の発電
方法に比較して安いため、定格出力で運転することは、
省エネルギのためには有利であり、従来は化石燃料発電
プラントで電力負荷ピーク対応をしていたのを原子力エ
ネルギで対応できるため、炭酸ガスの排出のない発電方
法を提供できる。したがって、地球温暖化防止に貢献す
ることができる。
Since a nuclear power plant has a lower operating cost than other power generation methods, it is difficult to operate at a rated output.
It is advantageous for energy saving, and since the fossil fuel power plant has been able to respond to the peak power load with nuclear energy, it is possible to provide a power generation method that does not emit carbon dioxide gas. Therefore, it can contribute to the prevention of global warming.

【0065】夜間原子力エネルギを用いて海水より氷を
製造し、これを貯蔵して昼間のピーク電力需要に対処す
るために、この氷を混合媒体サイクルの復液器の冷却に
用いて発電効率を向上するのに用いたあとの排水を淡水
として利用できる。原子力エネルギを用いて海水より氷
を製造することにより、海水の淡水化と原子力発電プラ
ントの負荷平準化の2重の目的を達成することができ
る。
In order to produce ice from seawater using night-time nuclear energy and store it to meet peak daytime power demands, this ice is used to cool the condenser of the mixed media cycle to increase power generation efficiency. The wastewater used for improvement can be used as freshwater. By producing ice from seawater using nuclear energy, the dual purpose of desalination of seawater and load leveling of a nuclear power plant can be achieved.

【0066】混合媒体システムに高濃度混合媒体蒸気を
凝縮する凝縮器を設置し、冷媒製造システムに氷製造シ
ステムの過冷却器で熱交換をして蒸発した混合媒体蒸気
を、低濃度混合媒体液で吸収して復液を行う復液器を設
置することにより、混合媒体システムと冷媒製造システ
ムの設置場所間の距離を大きくしても、この間の混合媒
体の輸送を液体の状態で行うことにより輸送に必要なエ
ネルギおよび機器の物量を減らすことができる。
A condenser for condensing the high-concentration mixed-medium vapor is installed in the mixed-medium system, and the mixed-medium vapor evaporated and heat-exchanged by the supercooler of the ice-making system in the refrigerant production system is mixed with the low-concentration mixed-medium liquid. Even if the distance between the mixed medium system and the installation location of the refrigerant production system is increased by installing a liquid condensing unit that absorbs and condenses the liquid, by transporting the mixed medium during this time in a liquid state Energy and equipment required for transportation can be reduced.

【0067】深層冷海水を用いて混合媒体システムの復
液器の冷却に用いることにより、原子力発電プラントの
発電効率を向上することができると同時に、深層冷海水
は富栄養塩海水であるために使用後の海水を太陽光が透
過する限界深さに設置された中性浮力人工海底上方の海
域に放流することにより海洋養殖を行うことができる。
By using the deep cold seawater to cool the condenser of the mixed medium system, the power generation efficiency of the nuclear power plant can be improved, and at the same time, the deep cold seawater is eutrophic salt seawater. Marine aquaculture can be carried out by discharging used seawater into the sea area above the neutral buoyancy artificial seabed installed at the critical depth where sunlight can pass.

【0068】深層冷海水の取水のために人工島を設け、
原子力プラントと人工島の間を太陽光が透過する限界深
さで水中トンネルと人工海底を設けることにより、水中
トンネルを人工島までの通路としても活用でき、人工島
を中心とした海洋パークとして利用できるようになり、
原子力発電プラントを中心としたレジャー施設の提供と
魚養殖施設の提供を行えるようになる。
An artificial island is provided for taking in deep cold seawater,
By providing an underwater tunnel and artificial seabed at the critical depth where sunlight can pass between the nuclear plant and the artificial island, the underwater tunnel can also be used as a passage to the artificial island and used as a marine park centered on the artificial island Will be able to
It will be able to provide leisure facilities centered on nuclear power plants and provide fish farming facilities.

【0069】原子力発電プラントを地下式にし、その上
に氷貯蔵槽構造を設けることにより原子力発電サイトの
敷地を有効に利用できると同時に、負荷平準化対応が行
え、熱効率を向上させることができ、また復液器に用い
た海水より製造した氷の解凍水を淡水として利用でき
る。濃縮海水を工業原料として利用できる。
By making the nuclear power plant an underground type and providing an ice storage tank structure thereon, the site of the nuclear power generation site can be effectively used, and at the same time, load leveling can be performed and thermal efficiency can be improved. In addition, ice-thawed water produced from seawater used for the condenser can be used as fresh water. Concentrated seawater can be used as an industrial raw material.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、原子力
発電システムおよび混合媒体サイクル発電システムを同
時に利用するとともに海域および海水を有効に利用し
て、高熱効率のエネルギ供給を広範に行える原子力コジ
ェネプラントを提供することができる。
As described above, according to the present invention, the nuclear power generation system and the mixed medium cycle power generation system can be used at the same time and the sea area and seawater can be effectively used to provide a wide range of energy supply with high thermal efficiency. A cogeneration plant can be provided.

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

【図1】本発明に係る原子力コジェネプラントの一実施
形態を示すもので、海水取水配管および熱輸送配管配置
を示す概念図。
FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating an arrangement of a seawater intake pipe and a heat transport pipe, showing an embodiment of a nuclear cogeneration plant according to the present invention.

【図2】前記実施形態における人工島を示す概念図。FIG. 2 is a conceptual diagram showing an artificial island in the embodiment.

【図3】前記実施形態における地下式負荷平準化対応原
子力発電プラントを示す断面図。
FIG. 3 is a sectional view showing an underground load leveling-compatible nuclear power plant according to the embodiment.

【図4】前記実施形態における混合媒体システム配置を
示す正面図。
FIG. 4 is a front view showing the arrangement of the mixed medium system in the embodiment.

【図5】前記実施形態における混合媒体システム配置を
示す側面図。
FIG. 5 is a side view showing the arrangement of the mixed medium system in the embodiment.

【図6】前記実施形態における混合媒体システム付設の
熱電供給負荷平準化原子力コジェネプラントを示すシス
テム構成図。
FIG. 6 is a system configuration diagram showing a thermoelectric supply load leveling nuclear cogeneration plant with a mixed medium system according to the embodiment.

【図7】前記実施形態における熱電供給混合媒体システ
ムを示す構成図。
FIG. 7 is a configuration diagram showing a thermoelectric supply mixed medium system in the embodiment.

【図8】前記実施形態における凍結法による海水淡水化
システムを示す構成図。
FIG. 8 is a configuration diagram showing a seawater desalination system by a freezing method in the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 原子力発電プラント 2 原子炉 3 水蒸気タービン 4 発電機 5 循環ポンプ 6 混合媒体システム 7 混合媒体タービン 8 発電機 9 冷媒製造システム 10 ケーソン構造 11 原子炉建屋構造 12 タービン建屋構造 13 氷貯蔵槽構造 14 地上制御建屋 15 氷製造建屋 16 屋根構造 17 昇降設備 18 ペデスタル 19 原子炉圧力容器 28 熱交換器 29 高圧分離器 30 減圧弁 31 混合器 32 中圧分離器 33 熱交換器 34 絞り弁 35 氷製造システム 36 吸収器 37 復液器 38 加圧ポンプ 39 減圧弁 40 深層冷海水 41 ケーブル 42 ポンプ装置 43 取水配管 44 放流配管 45 垂直配管 46 基礎構造 47 海中構造物 48 地中トンネル 49 搬送装置 50 クレーン設備 51 海上構造物 52 連絡構造物 53 昇降装置 54 海上制御室 55 昇降装置機械室 56 通路 63 膨脹弁 65 吸収器 66 絞り弁 67 復液器 68 凝縮器 70 過冷却器 71 過冷却解除槽 72 氷貯蔵槽 73 ポンプ 74 ポンプ 75 淡水貯蔵槽 76 人工島 77 水中トンネル 78 人工海底 79 深層冷海水取水配管 80 海底 81 海面 82 富栄養塩海水 83 海面 84 人工湖 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Nuclear power plant 2 Nuclear reactor 3 Steam turbine 4 Generator 5 Circulation pump 6 Mixing medium system 7 Mixing medium turbine 8 Generator 9 Refrigerant manufacturing system 10 Caisson structure 11 Reactor building structure 12 Turbine building structure 13 Ice storage tank structure 14 Ground Control building 15 Ice manufacturing building 16 Roof structure 17 Elevating equipment 18 Pedestal 19 Reactor pressure vessel 28 Heat exchanger 29 High pressure separator 30 Pressure reducing valve 31 Mixer 32 Medium pressure separator 33 Heat exchanger 34 Throttle valve 35 Ice manufacturing system 36 Absorber 37 Condenser 38 Pressure pump 39 Pressure reducing valve 40 Deep seawater 41 Cable 42 Pump device 43 Intake pipe 44 Discharge pipe 45 Vertical pipe 46 Foundation structure 47 Underwater structure 48 Underground tunnel 49 Transport device 50 Crane equipment 51 Offshore Structure 52 Communication structure 53 Apparatus 54 Marine control room 55 Elevating machine room 56 Passage 63 Expansion valve 65 Absorber 66 Throttle valve 67 Condenser 68 Condenser 70 Subcooler 71 Subcooling release tank 72 Ice storage tank 73 Pump 74 Pump 75 Freshwater storage tank 76 Artificial island 77 Underwater tunnel 78 Artificial seabed 79 Deep cold seawater intake piping 80 Seabed 81 Sea level 82 Eutrophic salt seawater 83 Sea level 84 Artificial lake

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 原子力発電システムおよび混合媒体サイ
クル発電システムを陸地の地下に設置し、これらのシス
テムに使用する冷却用海水および各種器材の搬出入を、
海上に設置した人工島、水中トンネルおよび地下トンネ
ルを経由して行うようにしたことを特徴とする原子力コ
ジェネプラント。
1. A nuclear power generation system and a mixed media cycle power generation system are installed underground on land, and seawater for cooling and various equipment used for these systems are carried in and out.
A nuclear cogeneration plant characterized by being carried out via an artificial island, underwater tunnel and underground tunnel installed at sea.
【請求項2】 請求項1記載の原子力コジェネプラント
において、原子力発電システムおよび混合媒体サイクル
発電システムの上方に人工湖を設けたことを特徴とする
原子力コジェネプラント。
2. The nuclear cogeneration plant according to claim 1, wherein an artificial lake is provided above the nuclear power generation system and the mixed medium cycle power generation system.
【請求項3】 請求項2記載の原子力コジェネプラント
において、混合媒体サイクル発電システムに吸収式冷凍
システムを付設し、夜間に氷を製造して人工湖に貯蔵
し、昼間に貯蔵氷を解凍して前記混合媒体サイクル発電
システムのタービン排気を冷却するようにしたことを特
徴とする原子力コジェネプラント。
3. The nuclear cogeneration plant according to claim 2, further comprising an absorption refrigeration system attached to the mixed medium cycle power generation system, producing ice at night, storing the ice in an artificial lake, and thawing the stored ice during the day. A nuclear cogeneration plant wherein the turbine exhaust of the mixed medium cycle power generation system is cooled.
【請求項4】 請求項3記載の原子力コジェネプラント
において、氷の製造を海水を用いて行い、解凍をして混
合媒体サイクル発電システムのタービン排気を冷却した
水を淡水として利用することを特徴とする原子力コジェ
ネプラント。
4. The nuclear cogeneration plant according to claim 3, wherein ice is produced using seawater, the water is thawed, and water cooled by turbine exhaust of the mixed medium cycle power generation system is used as fresh water. Nuclear cogeneration plant.
【請求項5】 請求項1記載の原子力コジェネプラント
において、混合媒体サイクル発電システムに吸収式冷凍
システムを付設し、下水処理場より人工島に船で輸送さ
れた汚泥を、人工島、水中トンネルおよび地下トンネル
を経由して前記吸収式冷凍システムに搬入するとともに
冷凍濃縮して再生利用材に変えた後、再び人工島を経由
して搬出することを特徴とする原子力コジェネプラン
ト。
5. The nuclear cogeneration plant according to claim 1, further comprising an absorption refrigeration system attached to the mixed-medium cycle power generation system, wherein the sludge transported by ship from the sewage treatment plant to the artificial island is supplied to the artificial island, the underwater tunnel and the underwater tunnel. A nuclear cogeneration plant, which is carried into the absorption refrigeration system via an underground tunnel, frozen and concentrated to be converted into recycled material, and then carried out again via an artificial island.
【請求項6】 請求項1記載の原子力コジェネプラント
において、混合媒体サイクル発電システムに濃度差エネ
ルギ生成システムを付設し、地下トンネル、水中トンネ
ルを経由して下水処理場、熱供給センターに高濃度また
低濃度の混合媒体を搬送いる一方、中濃度の混合媒体を
受け入れる熱サイクルを形成し、前記下水処理場では冷
媒を生成するとともに汚泥を冷凍濃縮して脱水を行い、
前記熱供給センターでは冷媒を生成するとともに氷を製
造して貯蔵し、氷スラリーとしてオフィスビル等の間で
冷房の熱サイクルを形成し、または温水を生成してオフ
ィスビルもしくはハウス栽培農場等の間で暖房用の熱サ
イクルを形成することを特徴とする原子力コジェネプラ
ント。
6. The nuclear cogeneration plant according to claim 1, further comprising a mixed energy cycle power generation system provided with a concentration difference energy generation system, and a high-density energy generation system connected to a sewage treatment plant and a heat supply center via an underground tunnel or an underwater tunnel. While conveying the mixed medium of low concentration, form a thermal cycle to receive the mixed medium of medium concentration, in the sewage treatment plant to generate a refrigerant and perform dehydration by freezing and condensing sludge,
The heat supply center produces a refrigerant and produces and stores ice, forms a cooling heat cycle between office buildings and the like as an ice slurry, or generates hot water to produce an office building or a house cultivation farm and the like. A nuclear cogeneration plant characterized by forming a heat cycle for heating at the plant.
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