原子力発電所の換気空調設備およびその空調風量制御方法
【課題】原子力発電所の換気空調設備において、既存の設備改造量を少なく抑え、運用上の利便性を向上させるとともに、建屋内を負圧に維持し、送風機および排風機の風量変化時の外乱を低減させたもの。
【解決手段】原子力発電所の換気空調設備１０は、外気を原子力発電所の換気空調対象区域１２に供給する送風機２４、送風機用電動機３８と、換気空調対象区域１２を換気した空気を排出させる排風機２８および前記排風機用電動機３９と、送風機２４からの送風で換気空調対象区域１２を換気して排風機２８に導かれる換気ダクト２３，２６と、を有する。この換気空調設備１０は、送風機用電動機３８および排風機用電動機３９に多速度電動機を用いる一方、温度検出器３７からの温度信号ａを信号処理する換気空調設備制御装置３６を設ける。換気空調設備制御装置３６は、送風機用電動機３８および排風機用電動機３９を個別に極数変換による回転速度制御と、風量調節ダンパ１９のダンパ開度制御とで風量調節を行なう風量調節機能とを備えたものである。
【解決手段】原子力発電所の換気空調設備１０は、外気を原子力発電所の換気空調対象区域１２に供給する送風機２４、送風機用電動機３８と、換気空調対象区域１２を換気した空気を排出させる排風機２８および前記排風機用電動機３９と、送風機２４からの送風で換気空調対象区域１２を換気して排風機２８に導かれる換気ダクト２３，２６と、を有する。この換気空調設備１０は、送風機用電動機３８および排風機用電動機３９に多速度電動機を用いる一方、温度検出器３７からの温度信号ａを信号処理する換気空調設備制御装置３６を設ける。換気空調設備制御装置３６は、送風機用電動機３８および排風機用電動機３９を個別に極数変換による回転速度制御と、風量調節ダンパ１９のダンパ開度制御とで風量調節を行なう風量調節機能とを備えたものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力発電所の換気空調技術に係り、特に、原子力発電所の建屋内の換気空調対象区域へ清浄な空気を供給し、換気した空気を排出する原子力発電所の換気空調設備およびその空調風量制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所はその敷地内に建設された原子炉建屋、タービン建屋、放射性廃棄物処理建屋等の各建屋を有する。原子炉建屋、タービン建屋、放射性廃棄物処理建屋内には、空気中に放射能を含む可能性のある放射性区域を含む換気空調対象区域が備えられる。原子力発電所の換気空調設備は、この換気空調対象区域に清浄な外気を供給する給気側空調設備と、換気空調対象区域の排気側空調設備とを備える。
【０００３】
原子力発電所の換気空調設備は、原子炉建屋内の換気空調対象区域より放射能が外部にもれることを防ぐため、外界に対して換気空調対象区域内が常時負圧に維持されるように、負圧維持手段が設けられている。
【０００４】
一般に、原子力発電所の建屋の空調設備は、放射能を含んだ機器が設置されており、公衆被曝線量管理の理由から年間を通して一定の風量で運用される。風量を一定にするのは、排気された空気を排気筒から高所に吹き上げて拡散放出させる効果を変えないようにするためであり、風量は年間を通して最大所要風量に設定される。ここでの最大所要風量は、夏季の給気温度が最も高い状態での冷房に必要な風量となる。
【０００５】
この原子力発電所の換気空調設備においては、冬期などで外気温度が低い場合には、給気風量を低減しても、建屋の各室内を所定の室温に十分に維持できる。外気温度が低い時期には、建屋内の冷房の観点からは風量を低減した運転が可能となるにもかかわらず、公衆被曝線量管理の理由から最大所要風量での定格風量運転をしており不要な送風動力が必要になる。この結果、原子力設備の換気空調設備は極めてエネルギ効率が悪く、多量のエネルギを必要とし、無駄なエネルギを消費している。
【０００６】
また、原子力発電所の換気空調設備には、消費エネルギの低減を図るため、送風機および排風機を駆動する各電動機を個々の可変周波数電源装置により周波数制御して電源供給する方法が提案されている。可変周波数電源装置は電源供給される制御周波数を調節することで、送風機および排風機は、回転数を調節することができる。送風機および排風機は、給排気風量を必要な風量まで少なくすることで、不要な動力を低減することができる。しかし、一般に、可変周波数電源装置は大型であり、導入には、その設置場所の確保、工事費などのコストがかかり、設備改造量が増大するという課題が生じる。
【０００７】
そこで、可変周波数電源装置を導入する際の設備改造量の低減を図った提案として、特許文献１に記載されたものがある。特許文献１で提案されている原子力発電所の換気空調設備は、前記送風機と排風機の各電動機へ電源を供給する可変周波数電源装置を共通化している。可変周波数電源装置を共通化することで、可変周波数電源装置の設置台数を少なくし、導入による設備改造量を低減させている。
【０００８】
ところで、特許文献１記載の換気空調設備制御装置には、給排気温度と最低給排気風量との関係式が予め設定されており、温度計で検出される給排気温度に応じて必要な最低給排気風量が換気空調設備制御装置で算出される。換気空調設備制御装置は、温度計で検出された給排気温度に応じて送風機および排風機の給排気風量を最低給排気風量に低減させるように、対応する送風機および排風機を共通の可変周波数電源装置の周波数制御により行っている。
【０００９】
しかし、対応する送風機や排風機を可変周波数電源装置の周波数制御により、風量を低減させると、排気風量が少なくなり、排気筒からの吹出し流速が小さくなる。この吹出し流速が小さくなると、放射能が排気筒から放出される際の高さ（以下、有効高さ）が低くなるため、放射能が十分に拡散されない虞があり、公衆被曝線量が局所的に高くなるところが出る。
【００１０】
排気筒からの吹出し風量が少なくなると、吹出し流速が小さくなり有効高さが低くなることから、有効高さが最低となる吹出し流速が少なくなった場合を想定し、吹出し流速が少なくなった場合でも、公衆被曝線量が原子力発電所建設時に評価している公衆被曝線量以上とならない原子力発電所の建屋内発生放射能濃度を計算により算出している。
【００１１】
そして、この計算された建屋内発生放射能濃度を放射能検出器に設定値として予め設定しておく。このようにして求められた建屋内発生放射能濃度の放射能濃度であれば、吹出し流速が少ない場合の排気風量または給気風量であっても公衆被曝線量は、原子力発電所建設時に評価している公衆被曝線量以下を満たすことができる。
【００１２】
一方、放射能検出器が計算された建屋内発生放射能濃度以上になったとき、温度計からの温度信号による送風機および排風機の作動制御を中止し、原子力発電所建設時に評価した給排気風量となるように送風機および排風機の作動制御を行うようになっている。この場合、換気空調設備制御装置は温度計からの温度信号に優先して、放射能検出器からの放射能信号により作動制御される。
【００１３】
原子力発電所の換気空調設備では、原子力発電所の建屋内の放射能濃度が低いときは、送風機および排風機の給排気風量を温度検出器からの温度信号に基づいた換気空調に必要な最低給排気風量まで少なくすることで、送風機および排風機の動力を低減させる。建屋内の放射能濃度が高いときは、原子力発電所建設時に評価している公衆被曝線量以下を満たす給排気風量を実現している。また同時に風量調節ダンパの作動制御を行うことで、換気空調対象区域を負圧に維持することを可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００６−３１７２３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
特許文献１では、送風機および排風機用電動機に電源を供給する可変周波数電源装置を共通化し設置台数を削減することで、一般に可変周波数電源装置を導入する際の設置場所の確保や、工事費の増大などといった課題を回避している。また、可変周波数電源装置の作動制御により、送風機および排風機の風量を換気空調に必要な最低給排気風量まで抑え、動力低減を実現している。
【００１６】
しかし、送風機と排風機を共通の可変周波数電源装置により、電源供給するようにすると、可変周波数電源装置の故障時に送風機および排風機が共に停止してしまうという課題や、メンテナンス時に、送風機と排風機を同時に止めなければならないといった課題がある。
【００１７】
送風機と排風機は個別の運用が不可能であるため、運用上の利便性を低下させてしまっている。また、可変周波数電源装置はノイズを放出するため、共通化することで台数を削減したものの、依然として可変周波数電源装置が放出するノイズが核計装に悪影響を与える課題が残る。
【００１８】
本発明は、上述した課題を考慮してなされたもので、既存の設備改造量を少なくして運用上の利便性を向上させた上で、送風機および排風機の消費動力を低減可能とし、建屋内を安定的に負圧に維持可能な原子力発電所の換気空調設備およびその空調風量制御方向を提供することを主な目的とする。
【００１９】
本発明の他の目的は、原子力発電所の建屋内を負圧に維持可能で、建屋内の放射能濃度が高いときでも、外部への公衆被曝線量を抑え、送風機および排風機の風量が変化する際に生じる外乱も低減することが可能な原子力発電所の換気空調設備およびその空調風量制御方法を提供するにある。
【００２０】
本発明の別の目的は、放出ノイズの影響を回避し、核計装に悪影響を与えない原子力発電所の換気空調設備およびその空調風量制御方法を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明に係る原子力発電所の換気空調設備は、上述した課題を解決するために、請求項１に記載したように、外気を原子力発電所の換気空調対象区域に供給する送風機および前記送風機用電動機と、前記換気空調対象区域を換気した空気を排出させる排風機および前記排風機用電動機と、前記送風機からの送風で換気空調対象区域を換気して前記排風機に導かれる換気ダクトと、を有する原子力発電所の換気空調設備において、前記送風機用電動機および前記排風機用電動機に多速度電動機を用いる一方、前記換気ダクトに設けた温度検出器からの温度信号を信号処理する換気空調設備制御装置を設け、前記換気空調設備制御装置は、前記送風機用電動機および排風機用電動機を個別に極数変換による回転速度制御と、前記換気ダクトに設けられた風量調節ダンパのダンパ開度制御とで風量調節を行なう風量調節機能を備えたことを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明に係る原子力発電所の換気空調設備は、上述した課題を解決するために、請求項７に記載したように、外気を原子力発電所の換気空調対象区域に供給する送風機および前記送風機用電動機と、前記換気空調対象区域を換気した空気を排出させる排風機および前記排風機用電動機とを複数台ずつ有し、前記送風機からの送風で換気空調対象区域を換気して前記排風機に導かれる換気ダクトを備えた原子力発電所の換気空調設備において、一方の前記送風機用電動機および排風機用電動機に多速度電動機を用い、残りの送風機用電動機および排風機用電動機を可変周波数電源装置で個別に制御可能に設け、前記換気ダクトに設けた温度検出器からの温度信号を信号処理する換気空調設備制御装置を設け、前記換気空調設備制御装置は、前記温度検出器からの温度信号に基づいて、多速度電動機の極数変換を行なう極数変換機能を備えた前記一方の送風機用電動機および排風機用電動機と、前記可変周波数電源装置の周波数制御を行なう前記残りの送風機用電動機および排風機用電動機との制御による風量調節機能を備えたことを特徴とするものである。
【００２３】
一方、本発明に係る原子力発電所の換気空調設備の空調風量制御方法は、上述した課題を解決するために、請求項１３に記載したように、外気を原子力発電所の換気空調対象区域に送風機で換気ダクトを介して供給し、前記換気空調対象区域を換気した空気を排風機から換気ダクトを通して排出する原子力発電所の換気空調設備の空調流量制御方法において、前記送風機を駆動する送風機用電動機と前記排風機を駆動する排風機用電動機とに多速度電動機をそれぞれ使用し、前記換気ダクトに設けた温度検出器からの温度信号に基づき、換気空調設備制御装置は、前記送風機用電動機および排風機用電動機の極数変換を行なう回転速度制御と、前記換気ダクトに設けられた風量調節ダンパのダンパ開度制御とを行ない、前記原子力発電所の換気空調設備を前記送風機および排風機と風量調節ダンパとを併用して風量調節制御を行なうことを特徴とする空調流量制御方法である。
【００２４】
さらに、本発明に係る原子力発電所の換気空調設備の空調風量制御方法は、上述した課題を解決するために、請求項１４に記載したように、外気を原子力発電所の換気空調対象区域に送風機で換気ダクトを介して供給し、前記換気空調対象区域を換気した空気を排風機から換気ダクトを通して排出する原子力発電所の換気空調設備の空調流量制御方法において、前記送風機および送風機用電動機と前記排風機および排風機用電動機とを複数台ずつ並設して使用し、一方の前記送風機用電動機および排風機用電動機に多速度電動機を使用し、残りの前記送風機用電動機および排風機用電動機を可変周波数電源装置で個別に周波数制御し、前記換気ダクトに設けた温度検出器からの温度信号に基づき、換気空調設備制御装置は、前記一方の送風機用電動機および排風機用電動機を極数変換して回転速度制御を行なう一方、前記残りの送風機用電動機および排風機用電動機を前記可変周波数制御装置による可変周波数電源装置の周波数制御を行ない、前記原子力発電所の換気空調設備を、複数台ずつの前記送風機および排風機を併用して風量調節制御を行なうことを特徴とする空調流量制御方法である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明においては、多速度電動機を適用した送風機と排風機とを個別に運用でき、メンテナンス性や運用上の利便性を向上させ、既存の設備改造量を少なく抑えることができる。
【００２６】
また、多速度電動機の極数変換による送風機および排風機の回転速度制御と風量調節ダンパのダンパ開度制御を共用したり、あるいは多速度機能の極数変換による一方の送風機および排風機の回転速度制御と可変周波数電源装置による残りの送風機および排風機用電動機の周波数制御を共用して風量調節制御を円滑かつスムーズに行なうことができ、原子力発電所の建屋内を負圧に維持し、送風機および排風機の風量が変化する際に生じる外乱を低減させることができる。
【００２７】
さらに、送風機用電動機および排風機用電動機に多速度電動機を採用することで、換気空調設備制御装置を簡素化することができ、可変周波数電源装置を用いない場合には、放出ノイズの影響を回避し、核計装を安定的に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る原子力発電所の換気空調設備の第１実施形態を示す系統図。
【図２】第１実施形態に備えられた換気空調設備制御装置による風量調節ダンパの制御方式を図式化した制御ブロック図。
【図３】原子力発電所の換気空調設備制御装置による風量調節ダンパの制御方式を図式化した制御ブロック図。
【図４】原子力発電所の換気空調設備の第２実施形態を示すもので、換気空調設備制御装置による風量調節ダンパの制御方法を図式化した制御ブロック図。
【図５】原子力発電所の換気空調設備の第３実施形態を示すもので、換気空調設備制御装置による極数変換方法を図式化した制御ブロック図。
【図６】原子力発電所の換気空調設備の第３実施形態を示すもので、換気空調設備制御装置による風量調節ダンパの制御方法を図式化した制御ブロック図。
【図７】原子力発電所の換気空調設備の第４実施形態を示すもので、換気空調設備制御装置による風量調節ダンパの制御方法を図式化した制御ブロック図。
【図８】原子力発電所の換気空調設備の第５実施形態を示すもので、換気空調設備制御装置による風量調節ダンパの制御方法を図式化した制御ブロック図。
【図９】本発明に係る原子力発電所の換気空調設備の第６実施形態を示す系統図。
【図１０】原子力発電所の換気空調設備の第６実施形態を示すもので、換気空調設備制御装置による可変周波数電源装置の制御方法を図式化した制御ブロック図。
【図１１】原子力発電所の換気空調設備の第７実施形態を示すもので、換気空調設備制御装置による可変周波数電源装置の制御方法を図式化した制御ブロック図。
【図１２】原子力発電所の換気空調設備の第８実施形態を示すもので、換気空調設備制御装置による可変周波数電源装置の制御方法を図式化した制御ブロック図。
【図１３】原子力発電所の換気空調設備の第９実施形態を示すもので、換気空調設備制御装置による可変周波数電源装置の制御方法を図式化した制御ブロック図。
【図１４】原子力発電所の換気空調設備の第９実施形態を示すもので、換気空調設備制御装置による風量調節ダンパの制御方法を図式化した制御ブロック図。
【図１５】原子力発電所の換気空調設備の第１０実施形態を示すもので、換気空調設備制御装置による風量調節ダンパの制御方法を図式化した制御ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明に係る原子力発電所の換気空調設備およびその空調風量制御方法の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００３０】
［第１の実施形態］
図１は、原子力発電所の換気空調設備の第１の実施形態を示す系統図である。原子力発電所の換気空調設備１０は、原子力発電所の敷地内に建設された原子炉建屋１１、図示しないタービン建屋、放射性廃棄物処理建屋等の各建屋に設けられる。原子炉建屋１１、タービン建屋、放射性廃棄物処理建屋内には、放射能を含む可能性のある放射性区域を含む換気空調対象区域１２を備えている。
【００３１】
換気空調設備１０は、換気空調対象区域１２に清浄な外気を供給する給気側空調設備１３と、換気空調対象区域１２からの排気を案内する排気側空調設備１４と、この排気側空調設備１４からの排気を高所から大気中に拡散放出させる排気筒１５とを備える。原子力発電所は、沸騰水型原子力発電所であっても、加圧水型原子力発電所であっても、軽水炉以外に高速炉の原子力発電所であってもよい。
【００３２】
また原子力発電所の換気空調設備１０は、原子炉建屋１１内の換気空調対象区域１２より放射能が外部にもれることを防ぐため、換気空調対象区域１２内が外界に対して常時負圧維持が図れるように、負圧維持手段１７が設けられている。負圧維持手段１７は、換気空調対象区域１２内外の差圧を検出する差圧検出器１８からの差圧検出信号に基づいて調節制御される風量調節手段としての風量調節ダンパ１９とを備える。一例として風量調節ダンパ１９は給気側空調設備１３の送風機２４下流側に設けたものである。風量調節ダンパ１９は送風機２４の上流側に設けてもよい。
【００３３】
給気側空調設備１３は、外気取入口２０から取り入れられた外気を除塵して清浄化する給気フィルタ２１と、この給気フィルタ２１で清浄化された外気（空気）を加熱あるいは冷却する加熱・冷却器２２と、この加熱・冷却器２２からの清浄な空気を、換気空調対象区域１２の原子炉建屋１１内に給気ダクト２３を介して供給する送風機（給気ファン）２４とを有する。加熱・冷却器２２は、１つのケーシング内に冷却コイルと加熱コイルを収容した一体構成物としても、あるいは独立した加熱器と冷却器とをシリーズに接続して構成してもよい。
【００３４】
また、給気ダクト２３には隔離弁２５ａが設けられ、この隔壁弁２５ａにより非常時に原子炉建屋１１内を周囲から隔離できるようになっている。
【００３５】
一例として例えば、１１０万ｋＷクラスの沸騰水型原子力発電所では、原子炉運転中に原子炉建屋１１内に約２０万ｍ３／ｈｒの換気空気量が導かれ、タービン建屋には約４０万ｍ３／ｈｒの換気空気量が案内される。
【００３６】
一方、排気側空調設備１４は換気空調対象区域１２から排気ダクト２６を介して排出される排気をフィルタリングして粒子状の放射能の一部を除去する排気フィルタ２７と、排気フィルタ２７でフィルタリングされ、異物除去された排気を送風する排風機２８とを有し、この排風機（排気ファン）２８から主排気ダクト２９を通り、排気筒１５に導かれるようになっている。排風機２８は送風機２１とともに組をなし、図１では１組の送・排風機を設置した例が示されている。
【００３７】
換気空調対象区域１２から排気を排気側空調設備１４に案内する排気ダクト２６には隔離弁２５ｂが設けられており、この隔離弁２５ｂは給気側空調設備１３の隔離弁２２と協働作用して原子炉建屋１１内を周囲から隔離できるようになっている。隔離弁２５ａ，２５ｂは、排気ダクト２９内を通る排気の放射線線量（放射能濃度）が予め定められた規定値を超えた場合に自動閉鎖され、放射性ガスの放出を原子炉発電所１０の換気空調設備１０から図示しない非常用ガス処理系に切り換えて処理されるようになっている。
【００３８】
また、排気側空調設備１４の主排気ダクト２９には、タービン建屋からの排気ダクト３０や放射性廃棄物処理建屋からの排気ダクト３１も接続される。原子炉建屋１１からの排気は、タービン建屋や放射性廃棄物建屋からの排気と合流して排気筒１５に導かれるようになっている。
【００３９】
原子力発電所の換気空調設備１０は、給気ダクト２３、排気ダクト２６（３０，３１）および主排気ダクト２９により、建屋内の換気空調対象区域１２を換気する換気ダクトを構成している。
【００４０】
一方、原子力発電所の換気空調設備１０には、主排気ダクト２９内を通る大気中の放射能濃度を測定する放射能検出器３５と、この放射能検出器３５からの放射能検出信号を処理する換気空調設備装置３６とを有する。この換気空調設備制御装置３６には、差圧検出器１８からの差圧検出信号と温度計３７からの温度検出信号が入力されるようになっている。
【００４１】
温度検出器としての温度計３７は給気側空調設備１３の下流側、例えば給気ダクト２３に設けられており、給気ダクト２３内を通る給気の温度を測定し、検出している。温度計３７は原子炉建屋１１、例えば換気空調対象区域１２の建屋内に設けても、また、換気空調対象区域１２の下流側に設けてもよい。給気側空調設備１３の下流側、換気空調対象区域１２の建屋内および換気空調対象区域１２の下流側の少なくとも１箇所に設けられた温度計３７からの温度（検出）信号ａが換気空調設備制御装置３６に入力される。
【００４２】
また、原子力発電所の換気空調設備１０に備えられる送風機２４および排風機２８は、各電動機３８，３９でそれぞれ駆動される。送風機用電動機３８および排風機用電動機３９には、母線４０から分岐される支線に設けられた遮断器４１ａ，４１ｂを介して電源が供給される。送風機用電動機３８および排風機用電動機３９には、極数変換機能を具備した多速度電動機が用いられる。多速度電動機は、極数変換機能の極数変換器４３ａ，４３ｂを備えており、多速度電動機には、誘導電動機と同じ原理が採用され、極数変換により回転速度が段階的に調整される。
【００４３】
誘導電動機の回転速度Ｎと同期速度Ｎｓとの関係は、次の（１）式と（２）式で表わされる。
［数１］
Ｎ＝（１−Ｓ）Ｎｓ ……（１）
Ｎｓ＝ｆ／Ｐ ……（２）
但し、ｆ：電源周波数、
Ｐ：極数、
ｓ：すべり、
である。
【００４４】
すべりｓが一定であると、誘導電動機の回転速度Ｎは、同期速度Ｎｓに比例するが、同期速度Ｎｓは極数ｓの逆数に比例し、極数ｓを変化させれば、同期速度Ｎｓおよび誘導電動機の回転速度Ｎが変化する。このように極数ｓを切り換えることにより誘導電動機の回転速度Ｎを変更させることが多速度電動機の原理である。
【００４５】
多速度電動機の極数は、理論上何段階にも変えることができるが、電動機も極数切換装置も複雑なものとなるため、連続的な回転速度制御は行なわれない。しかし、換気空調設備制御装置３６は装置の構成を簡単にできるため、工作機械やエレベータ、ポンプ、送風機など使用上段階的に回転速度を変化させても、設備費のコストを低減させることができ、設備費の低減を図る用途に適している。第１実施形態では、多速度電動機３８，３９は、数段階の極数変換機能、例えば極数大と極数小の２段階に極数変換を行なう例を示す。多速度電動機の極数を例えば２段階とすることで、極数変換器４３ａ，４３ｂをより簡素化し、換気空調設備制御装置３６の構成を簡素化することができる。
【００４６】
従来の原子力発電所の換気空調設備では、建屋内を負圧に維持する負圧維持手段として風量調節ダンパが用いられているが、風量調節機能の役割を果たしていない。この原子力発電所の換気空調設備１０では、風量調節ダンパ１９の機能を拡大して風量調節機能を追加し、給気風量の微調節を行なっている。図１では、給気側空調設備１３の送風機２４出口側に風量調節ダンパ１９を設置した例を示している。この風量調節ダンパ１９は、排気側空調設備１４における排風機２８の出口に設置してもよい。風量調節ダンパ１９による風量調節の微調節は、送風機２４や排風機２８の風量調節の粗調節に対し、数分の１、一例として１／２〜１／５の調節割合で風量調節が行なわれている。
【００４７】
風量調節ダンパ１９は風量調節弁などの風量調節手段であってもよい。
【００４８】
図２は、原子力発電所の換気空調設備１０の第１実施形態において、換気空調設備制御装置３６の機能を実現する極数変換方法を図式化した制御ブロック図である。
【００４９】
給気側空調設備１３の給気ダクト２３に設置された温度検出器としての温度計３７からの温度（検出）信号ａは換気空調設備制御装置３６内の温度警報設定器４５に入力され、この設置器４５で予め設定された温度設定値と比較される。温度（検出）信号ａが温度設定値より高い場合は、電動機高速運転信号ｂが出力され（多速度電動機は極数小の運転が行なわれ）、送風機２４は高速運転される。また、温度（検出）信号ａが温度設定値より低い場合は、論理否定演算器４６を通して（多速度電動機は極数大に変換され）、送風機２４は低速運転される。
【００５０】
具体的には、温度信号ａが温度設定値より高い場合は、極数変換器４３ａを経て多速度電動機である送風機用電動機３８に、極数小の電動機高速運転信号ｂが入力されて、送風機２４は高速運転される。温度設定値より低い場合には、極数変換器４３ｂを経て送風機用電動機３８に極数大の電動機低速運転信号ｃが入力されて、送風機２４は低速運転される。
【００５１】
図２では、送風機用電動機３８に備えられた多速度電動機の極数変換方法について説明したが、排風機用電動機３９に備えられる多速度電動機の極数変換方法についても同様にして行なわれる。
【００５２】
さらに、図３は原子力発電所の換気空調設備１０において、風量調節ダンパ１９の制御機能を図式化した制御ブロック図である。
【００５３】
給気ダクト２３に設置される温度計３７からの温度検出（測定）信号ａは、換気空調設備制御装置３６の温度／ダンパ開度変換器４８，４９にそれぞれ入力される。温度／ダンパ開度変換器４８，４９には、予め設定された給気温度とダンパ開度の関係が設定されており、温度計３７からの温度（検出）信号ａに基づいて風量調節ダンパ１９のダンパ開度を算出している。
【００５４】
温度計３７からの温度（検出）信号ａが温度／ダンパ開度変換器（電動機高速運転時）４８および（電動機低速運転時）４９に入力され、温度／ダンパ開度変換器（電動機高速運転時）４８から出力されるダンパ開度信号（電動機高速運転時）ｄと温度／ダンパ開度変換器（電動機低速運転時用）４９から出力されるダンパ開度信号（電動機低速運転時）ｅを信号切換器５０に入力し、極数変換器４３の極数信号ｆに応じて２つの信号を切り換える。すなわち、多速度電動機の制御信号が高速運転信号であるときは信号切換器５０からダンパ開度信号（電動機高速運転時）ｄを出力してこれをダンパ開度信号ｇとしている。多速度電動機の制御信号が低速運転信号であるときは、ダンパ開度信号（電動機低速運転時）ｅを出力し、ダンパ開度信号ｇとしている。
【００５５】
これにより極数変換器４３（４３ａ，４３ｂ）の極数の切換えにより送風機２４および排風機２８の給排気風量の粗調節を行い、風量調節ダンパ１９の調節により給排気風量の微調節を行うことで、２段階の風量調節制御を行なうことができ、給気温度に応じた最低給排気風量を実現することが可能となる。
【００５６】
第１実施形態では、従来用いられていた可変周波数電源装置（インバータ盤）を使用することなく送風機２４および排風機２８の給排気風量を低減させ、省電力化が実現可能となる。このため、可変周波数電源装置を導入する際に問題となる設備改造量の増大を回避することができる。また送風機２４および排風機２８を個別に運用可能であるため、運用上の利便性を向上させることができる。さらに、可変周波数電源装置を使用しないため、可変周波数電源装置の放出ノイズが核計装に与える悪影響もなくすことも可能となる。
【００５７】
次に、原子力発電所の換気空調設備の作用について説明する。
【００５８】
原子力発電所の換気空調設備１０が作動すると、給気側空調設備１３の外気取入口２０から取り入れられた外気は、給気フィルタ２１にて除塵され、清浄化される。この清浄化された外気は、加熱・冷却器２２により所定の温度に調節される。外気は、夏期あるいは中間期には必要に応じて冷却され、冬期は必要に応じて加熱された後、送風機２４により換気空調対象区域１２の各室に給気ダクト２３を通して給気し、換気している。
【００５９】
原子炉建屋１１の各室に送られた外気は、室内設置機器からの発生熱負荷の除熱を行ない、各室の換気を行なって排気ダクト２６により排気側空調設備１４に導かれる。
【００６０】
排気ダクト２６にて原子炉建屋１１の各室から集められた排気は、排気側空調設備１４の排気フィルタ２７にて粒子状の放射能の一部を除去した後、排風機２８にて主排気ダクト２９を介して排気筒１５に送られ、この排気筒１５の頂部吹出し口から数十ｍ、例えば３０ｍ程度吹き上げ、高所にて拡散排気している。この排気筒１５あるいは主排気ダクト２９には、排気中に放射能を含む可能性のある他の建屋からの排気ダクト３０，３１も接続され、他の建屋からの排気も合流して排気筒１５から吹き上げられ、拡散排気される。
【００６１】
この原子力発電所の換気空調設備１０によれば、給気側空調設備１３の下流側（あるいは換気空調対象区域１２の建屋内、換気空調対象区域１２の下流側）に温度計３７を設けて給気温度（換気温度あるいは排気温度）を検出し、検出された給気温度から原子力発電所の建屋内を適正な室温に維持できる最低給気風量を換気空調設備制御装置３６で求め、この風量制御装置３６により、多速度電動機である送風機用電動機３８および排風機用電動機３９を各極数変換器４３ａ，４３ｂで作動制御し、送風機２４および排風機２８を個別に制御している。
【００６２】
この換気空調設備制御装置３６では、温度計３７からの温度信号に基づき、送風機２４および排風機２８用電動機３８，３９の極数を極数変換器４３ａ，４３ｂにより、所定の極数に、例えば、極数大および極数小の２段階に切り換えることで、送風機２４および排風機２８の回転速度を段階的に調節する。
【００６３】
このように、送風機用電動機３８および排風機用電動機３９を各種極数変換器４３ａ，４３ｂにより、極数変換し、制御することにより、給気風量ひいては排気風量を例えば許容できる最低給気風量ひいては排気風量の最低値となるように低減される。
【００６４】
このように、給気風量あるいは排気風量を低減させても、原子力発電所の建屋内を適切な室温に維持でき、この室温を維持した状態で換気空調対象区域１２の建屋内を換気させることができる。
【００６５】
給気風量あるいは排気風量を低減させることにより、放射能検出器３５が、万一、予め設定された放射能濃度以上を検出した場合には、この放射能信号ｍを放射能検出器３５から換気空調設備制御装置３６に出力する。換気空調設備制御装置３６は、放射能信号ｍの入力を受けて、極数変換器４３ａ，４３ｂの極数変換を例えば２段階制御して多速度電動機３８，３９を個別に制御し、送風機２４および排風機２８の風量低減させないように粗調節して作動制御されるので、実際の公衆被爆線量が、原子力発電所建設時に評価している評価している公衆被爆量以上となることがない。
【００６６】
このように、図１に示された原子力発電所の換気空調設備１０によれば、原子力発電所建設時に評価している公衆被爆量を満たした上で、給気風量や排気風量を送風機２４および排風機２８の粗調節と、風量調節ダンパ１９の微調節とを組み合せて低減させることができ、送風機２４や排風機２８の作動に無駄なエネルギ消費を防ぐことができる。
【００６７】
また、給気風量が低減することから、その給気を冷却または加温するエネルギも低減させることができる。夏期や中間期には冷房費の低減が図れ、また冬期には暖房費の低減を図ることができる。
【００６８】
また、原子力発電所の各建屋からの排気風量を低減させることにより、給気フィルタ２２や排気フィルタ２７のフィルタ寿命を延長させることができる一方、排気フィルタ２７の廃棄物量の低減を図ることができ、放射性廃棄物の量を軽減させることができる。各建屋内に送られる外気量も軽減できるので、外気による塩分持込みによる悪影響も軽減できる。
【００６９】
この原子力発電所においては、原子力発電所の換気空調対象区域１２に外気を送風機２４により風量調節ダンパ１９を介して供給するステップと、この外気の供給により、換気空調対象区域１２を換気するステップと、換気空調対象区域１２を換気した空気を排風機２８により排出するステップとを有し、換気空調対象区域１２の上流側および下流側設置の送風機２４および排風機２８は、極数変換器４３ａ，４３ｂの極数変換機能により多速度電動機３８，３９を極数変換して個別に作動制御され、空調風量可変制御を行なうようになっている。
【００７０】
ところで、原子力発電所は、建設場所の地形により排気筒１５の地上高さＨを異にするが、一般的には排気筒１５は百数十ｍ、例えば１５０ｍの地上高さＨを有する。排気筒１５は、その内部あるいは排気ダクト２６を通る排気風量の変化に応じて、頂部の吹出し口からの排気の吹上げ高さが変化し、排気筒１５により通常数十ｍ、例えば２０ｍ〜３０ｍ高い高所から排気が大気中へ拡散放出されるようになっている。
【００７１】
この原子力発電所の換気空調設備１０では、送風機用電動機３８および排風用電動機３９に多速度電動機を用いる一方、給気ダクト２３に設けた温度検出器（温度計）３７からの温度信号ａを信号処理する換気空調設備制御装置３６を設ける。
【００７２】
そして、換気空調設備制御装置３６は、送風機用電動機３８および排風機用電動機３９を極数変換器４３ａ，４３ｂで極数変換による個別の回転速度制御と、給気ダクト２３に設けられた風量調節ダンパ１９のダンパ開度制御とを行なう風量調節機能を備えたものである。
【００７３】
第１実施形態に示された原子力発電所の換気空調設備においては、送風機２４と排風機２８を共通の可変周波数電源装置を介して電源供給する必要がなく、可変周波数電源装置を不要とするので、この電源装置の故障時に同時に送風機２４および排風機２８を停止させる問題が発生せず、設備改造量を少なく抑えることができ、さらに、メンテナンス時に送風機２４と排風機２８を同時に停止させる問題が生じることもない。
【００７４】
また、送風機２４と排風機２８は、多速度電動機である送風機用電動機３８および排風機用電動機３９を極数変換器４３（４３ａ，４３ｂ）の極数変換機能により個別に作動制御を行なうことができる。したがって、送風機２４および排風機２８を個別に運用することができ、運用上の利便性が向上する。
【００７５】
また、図１〜図３では、原子力発電所の換気空調設備の空調流量制御方法が実施される。この空調流量制御方法は、外気を原子力発電所の換気空調対象区域１２に送風機２４で給気ダクト２３を介して供給し、換気空調対象区域１２を換気した空気を排風機２８から排気ダクト２６を通して排出する方法である。原子力発電所の換気空調設備の空調流量制御方法では、送風機２４を駆動する送風機用電動機３８と排風機２８を駆動する排風機用電動機３９とに多速度電動機をそれぞれ使用する。そして、給気ダクト２３に設けた温度検出器３７からの温度信号ａに基づき、換気空調設備制御装置３６により、送風機用電動機３８および排風機用電動機３９の極数変換を行なう粗調節の回転速度制御と、給気ダクト２３に設けられた微調節の風量調節ダンパ１９のダンパ開度制御とを行ない、原子力発電所の換気空調設備１０を送風機２４および排風機２８と風量調節ダンパ１９とを併用して風量調節制御を行なう空調流量制御方法である。
【００７６】
［第２の実施形態］
次に、原子力発電所の換気空調設備の第２実施形態を説明する。
【００７７】
第２実施形態は、図４に示すように、原子力発電所の換気空調設備１０Ａにおける換気空調設備制御装置３６Ａを改良したもので、他の構成および作用は第１実施形態に示すものと異ならないので、同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。
【００７８】
この換気空調設備制御装置３６Ａは、第１実施形態の図３に示した風量調節ダンパ１９を制御する換気空調設備制御装置３６と同様に、温度計３７からの温度検出信号ａに基づいてダンパ開度信号ｇを出力する一方、換気空調対象区域１２内外の差圧を検出する差圧検出器１８を有する。そして、差圧検出器１８からの差圧（検出）信号ｈを差圧偏差演算器５３に入力させる。この差圧偏差演算器５３は、差圧（検出）信号ｈを目標差圧設定器５４から出力された目標差圧信号ｉと比較して信号処理し、差圧偏差信号ｊを出力している。この差圧偏差信号ｊは、ＰＩ演算器５５にて換気空調対象区域１２の内外差圧を一定にするための（差圧検出信号ｈに基づく）ダンパ開度信号ｋを算出している。
【００７９】
温度計３７からの温度（検出）信号ａに基づく信号切換器５０からのダンパ開度信号ｇと差圧検出信号ｈに基づくＰＩ演算器５５からのダンパ開度信号ｋは低値選択器５６に入力されて比較され、選択された低値の信号（ｇまたはｈ）であるダンパ開度信号ｌを出力している。そして、低値選択器５６から出力されるダンパ開度信号ｌに基づいて、風量調節ダンパ１９のダンパ開度が調節され、この風量調節ダンパ１９のダンパ開度により、換気空調対象区域１２に供給される給気風量が微調節される。
【００８０】
第２実施形態に示した換気空調設備制御装置３６Ａにおいては、給気温度に応じた最低給排気風量を実現する風量調節ダンパ１９のダンパ開度を実現する一方で、換気空調対象区域１２内を負圧に維持できないときは、低値選択器５６により低値のダンパ開度信号を出力することで、風量調節ダンパ１９を絞り、換気空調対象区域３を負圧に維持するように作動制御を行うことができる。
【００８１】
なお、第２実施形態では、風量調節ダンパ１９は給気側空調設備１３の送風機２４の出口に設置されているが、排気側空調設備の排風機２８の出口に設置することも可能である。風量調節ダンパ１９を排風機２８の出口に設置する場合は、図４の風量調節ダンパ１９の風量制御において、低値選択器５６を高値選択器に変える必要がある。
【００８２】
第２実施形態記載の換気空調設備制御装置３６Ａは、換気空調対象区域１２内と外界との圧力差を検出する差圧検出器１８からの差圧信号ｈを信号処理し、換気空調対象区域１２内を外界に対して負圧に維持するために、風量調節ダンパ１９のダンパ開度制御を行なう差圧制御機能を備える。さらに、換気空調設備制御装置３６Ａは、建屋内が負圧を維持できないとき、温度計３７の温度信号ａから演算される風量調節ダンパ開度信号ｇと差圧検出器１８の差圧信号ｈから演算される風量調節ダンパ開度信号ｋとを低値選択器５６で比較して低位の風量調節ダンパ開度を選択し、このダンパ開度信号ｌで風量調節ダンパ１９のダンパ開度制御を行ない建屋を負圧に維持する機能を備えている。
【００８３】
［第３の実施形態］
図５および図６は、原子力発電所の換気空調設備の第３実施形態を説明するものである。
【００８４】
第３実施形態における原子力発電所の換気空調設備１０Ｂは、図５に示すように、換気空調設備制御装置３６Ｂを改良したものであり、他の構成は図１に示す原子力発電所の換気空調設備１０と異ならないので、同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。
【００８５】
図５に示す第３実施形態では、原子力発電所の換気空調設備１０Ｂを構成する送風機２４や排風機２８の駆動用電動機３８，３９に多速度電動機を採用し、この多速度電動機を極数変換制御するものである。多速度電動機の極数変換制御は、換気空調設備制御装置３６Ｂの機能を実施するもので、図５は、極数変換方法を図式化した制御ブロック図である。
【００８６】
換気空調設備制御装置３６Ｂは、図２に示されるものと同様、温度計３７で計測された温度（検出）信号ａに基づいて温度警報設定器４５により温度高信号（電動機高速度信号ｂ）を出力する。一方、主排気ダクト２９に放射能検出器３５が設置されており、この放射能検出信号ｍに基づいて、放射能警報設定器５８から放射能（検出）信号ｎを出力する。
【００８７】
温度警報設定器４５からの温度高信号ｂと放射能警報設定器５８からの放射能（検出）信号ｎを用いて論理否定演算器５９ａ，５９ｂと論理積演算器６０と論理和演算器６１を組み合せることで、給気温度が高いときまたは放射能濃度が高いときは、多速度電動機の制御信号は電動機高速運転信号ｏとなり、多速度電動機は極数小で駆動されて送風機２４は高速運転が行なわれる。給気温度が低くかつ放射能濃度が低いときのみ多速度電動機の制御信号は電動機低速運転信号ｐとなり、多速度電動機極数大となって送風機２４は低速運転される。
【００８８】
第３実施形態では、送風機用電動機３８に備えた多速度電動機の極数変換方法について説明をしたが、排風機用電動機３９に備えた多速度電動機の極数変換方法についても同様である。
【００８９】
第３実施形態記載の換気空調設備制御装置３６Ｂは、主排出ダクト２９（または排気ダクト２６）に設けた放射能検出器３５からの放射能信号ｇおよび温度検出器３７からの温度信号ａを信号処理し、多速度電動機３８，３９の極数と風量調節ダンパ１９のダンパ開度を調節して風量調節を行なう風量調節機能を備える。
【００９０】
さらに、換気風量設備制御装置３６Ｂは、放射能検出器３５からの放射能信号ｍが設定値より高いとき、公衆被曝線量を目標値以下に抑えるべく、大気中に拡散放出できる給排気風量となるように多速度電動機の極数を変換して送風機２４および排風機２８を高速運転させたものである。
【００９１】
［第４の実施形態］
図７は、原子力発電所の換気空調設備の第４実施形態を示すものである。
【００９２】
第４実施形態に示された原子力発電所の換気空調設備１０Ｃは、図７に示すように、換気空調設備制御装置３６Ｂを改良したものであり、他の構成および作用は、図１に示す原子力発電所の換気空調設備１０と異ならないので、同じ構成には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００９３】
第４実施形態を実施する原子力発電所の換気空調設備１０Ｃは、第２実施形態に示された換気空調設備制御装置３６Ａ（図４参照）に、送風機２４および排風機２８の給排気風量が段階的に変化することを避けるために、給排風量の変化をできるだけ小さく抑える風量調節ダンパ１９の風量変化抑制装置６７を追設したものである。
【００９４】
この風量変化抑制装置６７は、換気空調対象区域１２内外の差圧を差圧検出器１８で検出し、検出された差圧信号ｈを目標差圧信号ｉと比較して差圧偏差演算器５３から差圧偏差信号ｊを出力している。この差圧偏差信号ｊはＰＩ演算器５５にて、換気空調対象区域１２の内外差を一定にするためのダンパ開度信号（電動機高速運転時）ｄ１を出力している。
【００９５】
ＰＩ演算器５５にて換気空調対象区域１２の内外差圧を一定にするためのダンパ開度信号ｄ１と、ダンパ開度設定器６８からのダンパ開度設定値を加算したダンパ開度加算器６９からのダンパ開度信号（電動機低速運転時）ｅ１とが信号切換器５０ａに入力される。信号切換器５０ａは極数変換器４３からの極数信号ｆに応じて、ダンパ開度信号（電動機高速運転時）ｄ１とダンパ開度信号ｅ１とが切り換えられる。
【００９６】
そして、多速度電動機の制御信号が高速運転信号であるときは信号切換器５０ａからダンパ開度信号（電動機高速運転時）ｄ１を出力し、多速度電動機の制御信号が低速運転信号であるときは、ダンパ開度信号（電動機低速運転時）ｅ１を出力する。ここで、極数変換器４３（４３ａ，４３ｂ）の極数が切り換わる際に送風機２４および排風機２８の回転速度が段階的に変化することで送風機２４および排風機２８の風量が段階的に変化するが、給排気風量が段階的に変化することを避けるために、風量調節ダンパ１９を調節する分の開度をダンパ開度設定器６８の設定値として与える。
【００９７】
原子力発電所の換気空調設備１０Ｃの第４実施形態においては、極数変換器４３（４３ａ，４３ｂ）の極数変換時に、風量調節ダンパ１９をダンパ開度設定器６８で予め設定した開度分変化させることで、換気空調対象区域１２を流れる総給排気風量が段階的に変化するのを避け、給排気風量の変化が円滑かつスムーズに、微調節し、しかもできるだけ小さくすることができる。第４実施形態では、風量調節ダンパ１９は給気側空調設備１３の送風機２４の出口に設置されているが、排気側空調設備１４の排風機２８の出口に設置することも可能である。風量調節ダンパ１９を排風機２８の出口に設置する場合は、図７の風量調節ダンパ１９の制御において、低値選択器５６を高値選択器６６（図６参照）に変える。
【００９８】
［第５の実施形態］
図８は、原子力発電所の換気空調設備の第５実施形態を示すものである。
【００９９】
第５実施形態に示された原子力発電所の換気空調設備１０Ｄは、図８に示すように、換気空調設備制御装置３６Ｄを改良したもので、換気空調設備制御装置３６Ｄは、第３実施形態に示す換気空調設備制御装置３６Ｂと第４実施形態に示す換気空調設備制御装置３６Ｃとを組み合せたものである。第３実施形態の換気空調設備制御装置３６Ｂと第４実施形態の換気空調設備制御装置３６Ｃの各構成と同じ構成には同一符号を用いて説明を省略する。
【０１００】
図８は、換気空調設備制御装置３６Ｄの機能を実現する、風量調節ダンパ１９の風量調節制御を図式化した制御ブロック図である。この換気空調設備制御装置３６Ｄは、温度計３７からの温度（検出）信号ａに基づくダンパ開度信号ｇと、放射能検出器３５からの放射能（検出）信号ｍに基づくダンパ開度信号ｑとを高値選択器６６にて比較し、高値のダンパ開度信号ｒを選択し、出力する。
【０１０１】
一方、高値選択器６６で選択された高値のダンパ開度信号ｒと、差圧検出器１８からの差圧検出信号ｈに基づくダンパ開度信号ｋ１とが低値選択器５６に送られ、この低値選択器５６で両者の低値をダンパ開度信号ｌとして風量調節ダンパ１９に出力している。風量調節ダンパ１９は、低値選択器５６からのダンパ開度信号ｌにより風量制御が行なわれるようになっている。
【０１０２】
第５実施形態に示された原子力発電所の換気空調設備１０Ｄでは、負圧維持手段１７が働き、換気空調対象区域１２内を負圧に維持する差圧制御機能が作動しているとき、建屋内の放射能濃度が高くなった場合に、負圧維持手段１７の差圧制御機能を優先させて、換気空調対象区域３を負圧に維持することができる。
【０１０３】
第５実施形態では、風量調節ダンパ１９は給気側空調設備１３の送風機２４の出口に設置されているが、排気側空調設備１４の排風機２８の出口に設置することもできる。風量調節ダンパ１９を排風機２８の出口に設置する場合は、図の風量調節ダンパ１９の制御において、低値選択器５６を高値選択器に変える必要がある。
【０１０４】
図８に示す第５実施形態では、換気空調設備制御装置３６Ｄは、換気空調対象区域１２内と外界との差圧を検出する差圧検出器１８からの差圧信号ｈを演算して、換気空調対象区域１２内を外界に対して負圧に維持する風量調節手段としての風量調節ダンパ１９のダンパ開度を制御する微調節の風量調節機能と、放射能検出器３５で検出された放射能信号ｍを演算して多速度電動機の極数と風量調節ダンパ１９のダンパ開度を調節する粗調節の風量調節機能とを備える。
【０１０５】
さらに、換気空調設備制御装置３６Ｄは、差圧検出器１８からの差圧信号ｈに基づく風量調節機能と放射能検出器３５からの放射能信号ｍに基づく風量調節機能とが共に作動する場合、差圧信号ｈから演算される風量調節ダンパ開度と、放射能信号ｍから演算される風量調節ダンパ開度とを低値選択器５６で比較して微調節し、低位の風量調節ダンパ開度のダンパ開度信号ｌを選択することで、建屋内を負圧に維持する機能を備えたものである。
【０１０６】
［第６の実施形態］
図９および図１０は、原子力発電所の換気空調設備の第６実施形態を示すものである。
【０１０７】
第６実施形態は、送風機および排風機を複数台ずつ有する原子力発電所の換気空調設備１０Ｅを対象とし、この換気空調設備１０Ｅの一方（一部）の送風機用電動機３８Ａおよび排風機用電動機３９Ａに極数変換器４３ａ，４３ｂを、また他方（残り）の送風機用電動機３８Ｂおよび排風機用電動機３９Ｂを可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂで周波数制御運転されるものである。図９は、説明簡略化のため、送風機２４Ａ，２４Ｂおよび排風機２８Ａ，２８Ｂを２台ずつ設けた例を示す。他の構成は、風量調節ダンパを不用とした以外は図１の第１実施形態を示す原子力発電所の換気空調設備１０と異ならないので、同じ構成および作用には同一符号を付して、説明を省略する。
【０１０８】
図９の原子力発電所の換気空調設備１０Ｅの第６実施形態では、送風機２４Ａ，２４Ｂおよび排風機２８Ａ，２８Ｂを２台ずつ有する換気空調設備１０Ｅにおいて、一方の送風機用電動機３８Ａおよび排風機用電動機３９Ａに多速度電動機を用いる一方、他方の送風機用電動機３８Ｂおよび排風機用電動機３９Ｂを可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂで周波数制御運転した例を示すものである。
【０１０９】
図９に示す第６実施形態では、換気空調対象区域１２の空調風量は、多速度電動機を適用した一方の送風機２４Ａと排風機２８Ａを粗調節運転を行ない、他方の送風機２４Ｂおよび排風機２８Ｂは可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂで周波数制御される送風機用電動機３８Ｂおよび排風機用電動機３９Ｂの駆動により、空調風量は微調節運転される。粗調節運転と微調節運転の送風運転量の関係は、第１実施形態で示すものと同様である。このため、第１実施形態で設けた微調節用の風量調節ダンパは設ける必要がなく、設けられていない。なお、符号４１ｃ，４１ｄは、母線４０からの電源供給を遮断する遮断器である。
【０１１０】
図１０は、原子力発電所の換気空調設備１０Ｅに備えられた換気空調設備制御装置３６Ｅの機能を実現する可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂの制御方法を図式化した制御ブロック図である。
【０１１１】
換気空調設備制御装置３６Ｅでは、図３に示した第１実施形態の換気空調設備制御装置３６の温度／ダンパ開度変換器（電動機高速運転時）４８に換えて温度／周波数変換器（電動機高速運転時）７３を、温度／ダンパ開度変換器（電動機低速運転時）４９に換えて温度／周波数変換器（電動機低速運転時）７４をそれぞれ設けた構成が用いられる。
【０１１２】
これにより、第１実施形態に示された風量調節ダンパ１９の機能を、可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂにより電源供給される送風機２４Ｂおよび排風機２８Ｂの各周波数制御運転で実現することが可能になる。したがって、極数変換機４３（４３ａ，４３ｂ）の極数の切換えにより粗調節の風量調整を行い、可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂの周波数制御運転により微調節の風量調整を行うことで、給気温度に応じた最低給排気風量を実現することができる。
【０１１３】
第６実施形態では、送風機２４Ａ，２４Ｂおよび排風機２８Ａ，２８Ｂを複数台ずつ有する換気空調設備１０Ｅにおいても、可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂの導入台数を極力少なくし、設備改造量を抑えた上で、送風機２４Ａ，２４Ｂおよび排風機２８Ａ，２８Ｂの給排気風量を低減させ、省電力化を図ることができる。また送風機１および排風機２を個別に運用可能であるため、運用上の利便性を向上させることができる。
【０１１４】
第６実施形態に示された原子力発電所の換気空調設備１０Ｅは、外気を原子力発電所の換気空調対象区域１２に供給する送風機２４Ａ，２４Ｂおよび前記送風機用電動機３８Ａ，３８Ｂと、換気空調対象区域１２を換気した空気を排出させる排風機２８Ａ，２８Ｂおよび排風機用電動機３８Ａ，３８Ｂとを複数台ずつ有し、送風機２４Ａ，２４Ｂからの送風で換気空調対象区域１２を換気して排風機２８Ａ，２８Ｂに導かれる換気ダクト２３，２６，２８を備える。
【０１１５】
この原子力発電所の換気空調設備１０Ｅは、一方の送風機用電動機３８Ａおよび排風機用電動機３９Ａに多速度電動機を用い、残りの送風機用電動機３８Ｂおよび排風機用電動機３９Ｂを可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂで個別に周波数制御可能に設け、給気（換気）ダクト２３に設けた温度検出器３７からの温度信号ａを信号処理する換気空調設備制御装置３６Ｅを設ける。
【０１１６】
そして、換気空調設備制御装置３６Ｅは、温度検出器３７からの温度信号ａに基づいて、多速度電動機の極数変換を行なう極数変換機能を備えた一方の送風機用電動機３８Ａおよび排風機用電動機３９Ａと、可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂの周波数制御で駆動される残りの送風機用電動機３８Ｂおよび排風機用電動機３９Ｂとの制御により、粗調節と微調節の風量調節が行なわれる。可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂの簡素化を図ることができる。
【０１１７】
第６実施形態では、図９および図１０に示す原子力発電所の換気空調設備の空調流量制御方法が実施される。
【０１１８】
原子力発電所の換気空調設備１０Ｅは、外気を原子力発電所の換気空調対象区域１２に複数個の送風機２４，２８で給気（換気）ダクト２３を介して供給し、換気空調対象区域１２を換気した空気を排風機２８Ａ，２８Ｂから排気（換気）ダクト２６を通して排出する空調流量制御方法である。
【０１１９】
原子力発電所の換気空調設備１０Ｅは、送風機２４Ａ，２４Ｂおよび送風機用電動機３８Ａ，３８Ｂと排風機２８Ａ，２８Ｂおよび排風機用電動機３９Ａ，３９Ｂとを複数台ずつ並設して併用し、一方の送風機用電動機３８Ａおよび排風機用電動機３９Ａに多速度電動機を使用し、残りの送風機用電動機３８Ｂおよび排風機用電動機３９Ｂを可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂで個別に周波数制御して駆動し、換気ダクト２３，２６に設けた温度検出器３７からの温度信号ａに基づき、換気空調設備制御装置３６Ｅは、一方の送風機用電動機３８Ａおよび排風機用電動機３９Ａを極数変換して粗調節の回転速度制御を行なう一方、残りの送風機用電動機３８Ｂおよび排風機用電動機３９Ｂを可変周波数制御装置による可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂの微調節の周波数制御を行なう。そして、原子力発電所の換気空調設備１０Ｅを、複数台ずつの送風機２４Ａ，２４Ｂおよび排風機２８Ａ，２８Ｂを併用して粗調節と微調節の滑らか、かつ円滑な風量調節制御を行なう空調流量制御方法である。
【０１２０】
［第７の実施形態］
図１１は、原子力発電所の換気空調設備の第７実施形態を示すものである。
【０１２１】
第７実施形態に示された原子力発電所の換気空調設備１０Ｆは、換気空調設備制御装置３６Ｆを改良したものであり、全体的構成は第６実施形態に示される換気空調設備１０Ｅと異ならないので、同じ構成には同一符号を付して、説明を省略する。
【０１２２】
図１１に示される第７実施形態の換気空調設備制御装置３６Ｆは、給気側換気空調設備１３の送風機２４Ｂに電源を供給する可変周波数電源装置７０Ａの制御方法を図式化した制御ブロック図である。換気空調設備制御装置３６Ｆ内において、図４に示した第２実施形態の換気空調設備制御装置３６Ａの温度／ダンパ開度変換器（電動機高速運転時）４８に換えて温度／周波数変換器（電動機高速運転時）７３を、温度／ダンパ開度変換器（電動機低速運転時）４９に換えて温度／周波数変換器（電動機低速運転時）７４をそれぞれ設けた構成とすることで、可変周波数電源装置７０Ａの制御周波数を算出している。
【０１２３】
この原子力発電所の換気空調設備１０Ｆは、換気空調設備制御装置３６Ｆにより、給気温度に応じた最低給排気風量を実現する可変周波数電源装置７０Ａの周波数信号ｑ１を実現する一方で、換気空調対象区域１２内を負圧維持手段１７で負圧に維持できないときは、低値選択器５６により低値の周波数信号ｌ１を出力することで、可変周波数電源装置７０Ａにより電源供給される送風機２４Ｂの風量を減らし、換気空調対象区域１２を負圧に維持するように作動制御を行うことができる。
【０１２４】
図１１に示す換気空調設備制御装置３６Ｆでは、給気側空調設備１３の可変周波数電源装置７０Ａの制御機能を示しているが、排気側空調設備１４の可変周波数電源装置７０Ｂの制御機能として設けることも可能である。排気側空調設備１４の可変周波数電源装置７０Ｂの制御機能として設ける場合は、図１１において、低値選択器５６を高値選択器６６に変える必要がある。
【０１２５】
第７実施形態に示される換気空調設備制御装置３６Ｆは、換気空調対象区域１２内と外界との圧力差を検出する差圧検出器１８からの差圧信号ｈに基づいて、可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂの制御周波数を調節して、換気空調対象区域１２内を外界に対して負圧に維持する差圧制御機能を備え、さらに、換気空調設備制御装置３６Ｆは、建屋内が負圧を維持できないとき、温度検出器３７の温度信号から演算される可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂの制御周波数と差圧検出器１８からの差圧信号ｈを信号処理する差圧制御機能から演算される制御周波数とを比較し、低値選択器５６で低値の制御周波数を選択することで、建屋を負圧に維持する機能を備えたものである。
【０１２６】
［第８の実施形態］
図１２は、原子力発電所の換気空調設備の第８実施形態を示すものである。
【０１２７】
第８実施形態に示された原子力発電所の換気空調設備１０Ｇは、換気空調設備制御装置３６Ｇを改良したもので、全体的構成は第６実施形態に示される換気空調設備１０Ｅと異ならないので、同じ構成には同一符号を付し説明を省略する。
【０１２８】
図１２に示される第８実施形態の換気空調設備制御装置３６Ｇは、図６の第３実施形態に示された換気空調設備制御装置３６Ｂの温度／ダンパ開度変換器（電動機高速運転時）４８に換えて温度／周波数変換器（電動機高速運転時）７３を、温度／ダンパ開度変換器（電動機低速運転時）７４に換えて温度／周波数変換器（電動機低速運転時）７０Ａをそれぞれ設け、さらに、ダンパ開度設定器（放射能高信号時）６３に換えて周波数設定器（放射能高信号時）７８を、ダンパ開度設定器（放射能低信号時）６４に換えて、周波数設定器（放射能低信号時）７９をそれぞれ設けた構成とすることで、可変周波数電源装置７０Ａの制御周波数を算出している。
【０１２９】
換気空調設備制御装置３６Ｇ内における極数変換器４３ａの極数変換機能の極数切換方法については、第３実施形態と同一であるので、その説明は省略する。
【０１３０】
第８実施形態の原子力発電所の換気空調設備１０Ｇは、温度計３７の温度信号ａに基づいて、換気空調設備制御装置３６Ｇが極数変換器４３ａ，４３ｂを極数変換させ、この極数変換により、送風機２４Ａおよび排風機２８Ａによる給排気風量の粗調節と、可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂによるインバータ（周波数）制御により給排気風量の微調節を行い、換気空調対象区域１２の給排気風量を換気空調に必要な最低給排気風量まで低減することで、動力低減を実現している。また換気空調対象区域１２内の放射能濃度が高いときは大気中に十分に拡散放出できる風量となるように、送風機２４Ａ，２４Ｂおよび排風機２８Ａ，２８Ｂと可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂの給排気風量制御を実現可能としている。
【０１３１】
第８実施形態に示された換気空調設備制御装置３６Ｇは、換気空調設備制御装置は、換気ダクト２６，２９に設けた放射能検出器３５からの放射能信号ｍに基づいて、換気空調設備制御装置３６Ｅにより、多速度電動機の極数と可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂの制御周波数を調節して風量を調節する機能を備える。
【０１３２】
さらに、換気空調設備制御装置３６Ｇは、放射能検出器３５からの放射能信号ｍが設定値より高いとき、公衆被爆線量を目標値以下に抑えるため大気中に拡散放出できる必要な給排気風量となるように風量調節をするものである。
【０１３３】
［第９の実施形態］
図１３は、原子力発電所の換気空調設備の第９実施形態を示すものである。
【０１３４】
第９実施形態に示された原子力発電所の換気空調設備１０Ｈは、換気空調設備制御装置３６Ｇを改良したものであり、全体的構成は第６実施形態に示される換気空調設備１０Ｅと異ならないので、同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。
【０１３５】
図１３に示される第９実施形態の換気空調設備１０Ｈは、図７の第４実施形態に示された換気空調設備制御装置３６Ｃによる風量調節ダンパ１９の風量制御に代えて可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂの電源周波数をインバータ制御するものである。温度／ダンパ開度変換器（電動機高速運転時）４８に換えて温度／周波数変換器（電動機高速運転時）７３を、温度／ダンパ開度変換器（電動機低速運転時）４９に換えて温度／周波数変換器（電動機低速運転時）７４を設け、ダンパ開度設定器６８に換えて周波数設定器７０を、ダンパ開度加算器６９に換えて周波数加算器８１を設けた構成とすることで、可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂの制御周波数を算出している。
【０１３６】
原子力発電所の換気空調設備１０Ｈは、換気空調設備制御装置３６Ｈにより極数変換器４３ａ，４３ｂの極数変換機能を働かせた極数変換時に、可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂの制御周波数を周波数設定器８０で設定した分変化（微調節）させることで、給排気風量の変化ができるだけ小さくすることが可能になる。
【０１３７】
第９実施形態の原子力発電所の換気空調設備１０Ｈにおいては、可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂは給気側空調設備１３の送風機２４Ｂへ電源供給するために設置されているが、排気側空調設備１４の排風機２８Ｂの電源供給のために設置することも可能である。可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂを排風機２８Ｂの電源供給のために設置する場合は、図１３の可変周波数電源装置７０Ｂの制御周波数の制御方法において、低値選択器５６を高値選択器６６に変える必要がある。
【０１３８】
第９実施形態に示された換気空調設備制御装置３６Ｈは、多速度電動機の極数変換時に、換気空調対象区域１２を流れる給排気風量が非連続とならないように、可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂの制御周波数を予め設定した周波数分変化させる機能を具備したものである。
【０１３９】
［第１０の実施形態］
図１４は、原子力発電所の換気空調設備の第１０実施形態を示すものである。
【０１４０】
第１０実施形態に示された原子力発電所の換気空調設備１０Ｉは、換気空調設備制御装置３６Ｉを改良したものであり、全体的構成は第６実施形態に示される換気空調設備１０Ｅと異ならないので、同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。
【０１４１】
図１４に示された第１０実施形態の換気空調設備１０Ｉは、図８の第５実施形態に示された換気空調設備制御装置３６Ｄによる風量調節ダンパ１９のダンパ風量制御に代えて、可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂの電源周波数をインバータ制御するものである。可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂはインバータ盤として機能する。可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂはインバータ制御により、送風機２４Ｂおよび排風機２８Ｂの各電動機３８Ｂ，３９Ｂの運転周波数が個別に作動制御される。
【０１４２】
具体的には、図１４に示された換気空調設備制御装置３６Ｉは、送風機２４Ｂに電源を供給する可変周波数電源装置７０Ａの制御方法を図式化した制御ブロック図である。換気空調設備制御装置３６Ｉは、図８の換気空調設備制御装置３６Ｄにおける、温度／ダンパ開度変換器（電動機高速運転時）４８に換えて温度／周波数変換器（電動機高速運転時）７３を、温度／ダンパ開度変換器（電動機低速運転時）４９に換えて温度／周波数変換器（電動機低速運転時）７４をそれぞれ設け、また、ダンパ開度設定器（放射能高信号時）６４に置き換え、周波数設定器（放射能高信号時）７８を、ダンパ開度設定器（放射能低信号時）６４に換えて周波数設定器（放射能低信号時）７９を設け、さらにダンパ開度設定器６８に換えて周波数設定器８０を、ダンパ開度加算器５３に換え周波数加算器８１をそれぞれ設けた構成とすることで、可変周波数電源装置７０Ａの制御周波数を算出している。
【０１４３】
第１０実施形態に示す原子力発電所の換気空調設備１０Ｉにおいて、換気空調設備制御装置３６Ｉが、原子力発電所の換気空調対象区域１２を負圧に維持するため負圧維持手段１７が働き、差圧検出器１８の差圧制御機能が作動しているときに、建屋内の放射能濃度が高くなった場合、差圧検出器１８による差圧制御機能を優先させて、換気空調対象区域１２内を負圧に維持している。
【０１４４】
第１０実施形態においては、給気側空調設備１３の可変周波数電源装置７０Ａの制御機能を示しているが、排気側空調設備１４の可変周波数電源装置７０Ｂの制御機能として設けることも可能である。排気側空調設備１４の可変周波数電源装置７０Ｂの制御機能として設ける場合は、図１４において、低値選択器５６を高値選択器４８に変える必要がある。
【０１４５】
第１０実施形態に示された換気空調設備制御装置３６Ｉは、換気空調対象区域１２内と外界との差圧を検出する差圧検出器１８からの差圧信号ｈに基づいて、可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂの制御周波数を調節し、換気空調対象区域１２内を外界に対して負圧に維持する風量調節機能と、換気ダクト２６，２８に設けた放射能検出器３５からの放射能信号ｍに基づいて、多速度電動機の極数と可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂの制御周波数を調節して風量を調節する風量調節機能を備える。
【０１４６】
さらに、換気空調設備制御装置３６Ｆは、差圧検出器１８からの差圧信号ｈに基づく風量調節機能と放射能検出器３５からの放射能信号ｍに基づく風量調節機能が共に作動する場合は、差圧信号ｈから演算される可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂの制御周波数と、放射能信号ｍから演算される可変周波数電源装置の制御周波数とを比較し、低値選択器５６で低値の制御周波数を選択することで、建屋を負圧に維持する差圧制御機能を備えたものである。
【０１４７】
［第１１の実施形態］
図１５は、原子力発電所の換気空調設備の第１１実施形態を示すものである。
【０１４８】
第１１実施形態は、原子力発電所の換気空調設備１０Ｊに換気空調対象区域１２の温度を一定にする換気空調設備制御装置３６Ｊを備えたもので、全体的な構成は図１に示す第１実施形態の換気空調設備１０および図６に示す第６実施形態の換気空調設備１０Ｅと異ならないので、同じ構成には同一符号を付し図示ならびに説明を省略する。
【０１４９】
第１１実施形態における原子力発電所の換気空調設備１０Ｊは、給気側空調設備１３において、冷却器（加熱・冷却器）２２内を案内される冷却水と給気が熱交換を行ない、冷却水の流水を調節する弁（以下、冷却器調節弁という。）の給気温度を変化させることで、換気空調対象区域１２の温度を一定にする換気空調設備制御装置３６Ｊが設けられる。
【０１５０】
図１５に示された換気空調設備制御装置３６Ｊは、給気側空調設備１３の温度計３７からの温度信号ａに基づき冷却器調節弁の開閉を行い、換気空調対象区域１２の温度を一定に制御し、極数変換器４３ａ，４３ｂの極数変換機能による極数変換時にも、送風機２４（２４Ａ）および排風機２８（２８Ａ）の風量の変化による換気空調対象区域１２の温度変化を低減することを図っている。
【０１５１】
図１５は、原子力発電所の換気空調設備の第１１実施形態において、換気空調設備制御装置３６Ｊの機能を実現する、冷却器調節弁の制御方法を図式化した制御ブロック図である。
【０１５２】
第１１実施形態では、給気側空調設備１３の給気ダクト２３に設置した温度計３７からの温度（検出）信号ａが換気空調設備制御装置３６Ｊ内において、目標温度設定器８３から出力された目標温度信号ｓと、温度偏差演算器８４にて比較演算されて温度偏差信号ｔを算出し、ＰＩ演算器５５にて換気空調対象区域１２の温度を一定にするための冷却器調節弁開度信号（電動機高速運転時）ｕを算出している。
【０１５３】
冷却器調節弁開度信号ｕは、さらに冷却器調節弁開度演算器８５にて、冷却器調節弁開度設定器８６からの開度設定値を引いた冷却器調節弁開度信号（電動機低速運転時）ｖと冷却器調節弁開度信号（電動機高速運転時）ｕを信号切換器８７に入力し、極数変換器４３の極数信号ｆに応じて２つの信号を切り換える。
【０１５４】
そして、送風機２４（２４Ａ）を起動する多速度電動機３８Ａの制御信号が高速運転信号であるときは、信号切換器８７から冷却器調節弁開度信号（電動機高速運転時）ｕを出力し、多速度電動機３８Ａの制御信号が低速運転信号ｖであるときは、信号切換器８７から冷却器調節弁開度信号（電動機低速運転時）ｖを出力する。
【０１５５】
ここで、極数変換４３は、極数変換機能の極数が切り換わる際に送風機２４（２４Ａ）および排風機２８（２８Ａ）の回転速度が段階的に変化することで送風機２４（２４Ａ）および排風機２８（２８Ａ）の風量が段階的に変化し、給排気風量が変化するが、その給排気風量の変化により、換気空調対象区域１２の温度が変化することを避けるために、冷却器調節弁を調節する分の開度を冷却器調節弁開度設定器８５の設定値として与える。
【０１５６】
第１１実施形態の原子力発電所の換気空調設備１０Ｊは、極数変換器４３の極数変換機能の極数変換時に、冷却器調節弁を冷却器調節弁開度設定器８５で設定した開度分変化させることで、換気空調対象区域１２の温度の変化ができるだけ小さくすることができる。
【０１５７】
第１１実施形態に示された原子力発電所の換気空調設備１０Ｊは、給気側空調設備１３の加熱・冷却器２２に備えられた冷却器の冷却水配管上に冷却水調節弁（図示せず）を有し、換気空調対象区域１２の温度を一定に維持するように、冷却水調節弁を調節する機能を換気空調設備制御装置３６Ｊに設けたものである。
【０１５８】
原子力発電所の換気空調設備１０Ｊは、送風機用電動機３８Ａおよび排風機用電動機３９Ａに多速度電動機を用いる一方、多速度電動機の極数変換を換気空調設備制御装置３６Ｊにより、給気（換気）ダクト２３に設けた温度計３７からの温度信号ａを演算して信号処理する一方、換気空調設備制御装置３６Ｊは、多速度電動機の極数変換時に、前記冷却水調節弁の弁開度を予め設定した開度分変化させる機能を備えたものである。
【符号の説明】
【０１５９】
１０，１０Ａ〜１０Ｊ 原子力発電所の換気空調設備
１１ 原子炉建屋
１２ 換気空調対象区域
１３ 給気側空調設備
１４ 排気側空調設備
１５ 排気筒
１７ 負圧維持手段
１８ 差圧検出器
１９ 風量調節ダンパ
２０ 外気取入口
２１ 給気フィルタ
２２ 加熱・冷却器
２３ 給気ダクト
２４，２４Ａ，２４Ｂ 送風機
２５ａ，２５ｂ 隔離弁
２６，３０，３１ 排気ダクト
２７ 排気フィルタ
２８，２８Ａ，２８Ｂ 排風機
２９ 主排気ダクト
３０ タービン建屋の排気ダクト
３１ 放射性廃棄物建屋の排気ダクト
３５ 放射能検出器
３６，３６Ａ〜３６Ｊ 換気空調設備制御装置
３７ 温度計
３８，３８Ａ 送風機用電動機（多速度電動機）
３９，３９Ａ 排風機用電動機（多速度電動機）
４０ 母線
４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ 遮断器
４３，４３ａ，４３ｂ 極数変換器
４５ 温度警報設定器
４６ 論理否定演算器
４８ 温度／ダンパ開度変換器（電動機高速運転時）
４９ 温度／ダンパ開度変換器（電動機低速運転時）
５０，５０ａ 信号変換器
５３ 差圧偏差演算器
５４ 目標差圧設定器
５５ ＰＩ演算器
５６ 低値選択器
５８ 放射能警報設定器
５９ 論理否定演算器
６０ 論理積演算器
６１ 論理和演算器
６３ ダンパ開度設定器（放射能高信号時）
６４ ダンパ開度設定器（放射能低信号時）
６５ 信号切換器
６７ 風量変化抑制装置
６８ ダンパ開度設定器
６９ ダンパ開度加算器
７０Ａ，７０Ｂ 可変周波数電源装置
７３ 温度／周波数変換器（電動機高速運転時）
７４ 温度／周波数変換器（電動機低速運転時）
７８ 周波数設定器（放射能高信号時）
７９ 周波数設定器（放射能低信号時）
８０ 周波数設定器
８１ 周波数加算器
８３ 目標温度設定器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力発電所の換気空調技術に係り、特に、原子力発電所の建屋内の換気空調対象区域へ清浄な空気を供給し、換気した空気を排出する原子力発電所の換気空調設備およびその空調風量制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所はその敷地内に建設された原子炉建屋、タービン建屋、放射性廃棄物処理建屋等の各建屋を有する。原子炉建屋、タービン建屋、放射性廃棄物処理建屋内には、空気中に放射能を含む可能性のある放射性区域を含む換気空調対象区域が備えられる。原子力発電所の換気空調設備は、この換気空調対象区域に清浄な外気を供給する給気側空調設備と、換気空調対象区域の排気側空調設備とを備える。
【０００３】
原子力発電所の換気空調設備は、原子炉建屋内の換気空調対象区域より放射能が外部にもれることを防ぐため、外界に対して換気空調対象区域内が常時負圧に維持されるように、負圧維持手段が設けられている。
【０００４】
一般に、原子力発電所の建屋の空調設備は、放射能を含んだ機器が設置されており、公衆被曝線量管理の理由から年間を通して一定の風量で運用される。風量を一定にするのは、排気された空気を排気筒から高所に吹き上げて拡散放出させる効果を変えないようにするためであり、風量は年間を通して最大所要風量に設定される。ここでの最大所要風量は、夏季の給気温度が最も高い状態での冷房に必要な風量となる。
【０００５】
この原子力発電所の換気空調設備においては、冬期などで外気温度が低い場合には、給気風量を低減しても、建屋の各室内を所定の室温に十分に維持できる。外気温度が低い時期には、建屋内の冷房の観点からは風量を低減した運転が可能となるにもかかわらず、公衆被曝線量管理の理由から最大所要風量での定格風量運転をしており不要な送風動力が必要になる。この結果、原子力設備の換気空調設備は極めてエネルギ効率が悪く、多量のエネルギを必要とし、無駄なエネルギを消費している。
【０００６】
また、原子力発電所の換気空調設備には、消費エネルギの低減を図るため、送風機および排風機を駆動する各電動機を個々の可変周波数電源装置により周波数制御して電源供給する方法が提案されている。可変周波数電源装置は電源供給される制御周波数を調節することで、送風機および排風機は、回転数を調節することができる。送風機および排風機は、給排気風量を必要な風量まで少なくすることで、不要な動力を低減することができる。しかし、一般に、可変周波数電源装置は大型であり、導入には、その設置場所の確保、工事費などのコストがかかり、設備改造量が増大するという課題が生じる。
【０００７】
そこで、可変周波数電源装置を導入する際の設備改造量の低減を図った提案として、特許文献１に記載されたものがある。特許文献１で提案されている原子力発電所の換気空調設備は、前記送風機と排風機の各電動機へ電源を供給する可変周波数電源装置を共通化している。可変周波数電源装置を共通化することで、可変周波数電源装置の設置台数を少なくし、導入による設備改造量を低減させている。
【０００８】
ところで、特許文献１記載の換気空調設備制御装置には、給排気温度と最低給排気風量との関係式が予め設定されており、温度計で検出される給排気温度に応じて必要な最低給排気風量が換気空調設備制御装置で算出される。換気空調設備制御装置は、温度計で検出された給排気温度に応じて送風機および排風機の給排気風量を最低給排気風量に低減させるように、対応する送風機および排風機を共通の可変周波数電源装置の周波数制御により行っている。
【０００９】
しかし、対応する送風機や排風機を可変周波数電源装置の周波数制御により、風量を低減させると、排気風量が少なくなり、排気筒からの吹出し流速が小さくなる。この吹出し流速が小さくなると、放射能が排気筒から放出される際の高さ（以下、有効高さ）が低くなるため、放射能が十分に拡散されない虞があり、公衆被曝線量が局所的に高くなるところが出る。
【００１０】
排気筒からの吹出し風量が少なくなると、吹出し流速が小さくなり有効高さが低くなることから、有効高さが最低となる吹出し流速が少なくなった場合を想定し、吹出し流速が少なくなった場合でも、公衆被曝線量が原子力発電所建設時に評価している公衆被曝線量以上とならない原子力発電所の建屋内発生放射能濃度を計算により算出している。
【００１１】
そして、この計算された建屋内発生放射能濃度を放射能検出器に設定値として予め設定しておく。このようにして求められた建屋内発生放射能濃度の放射能濃度であれば、吹出し流速が少ない場合の排気風量または給気風量であっても公衆被曝線量は、原子力発電所建設時に評価している公衆被曝線量以下を満たすことができる。
【００１２】
一方、放射能検出器が計算された建屋内発生放射能濃度以上になったとき、温度計からの温度信号による送風機および排風機の作動制御を中止し、原子力発電所建設時に評価した給排気風量となるように送風機および排風機の作動制御を行うようになっている。この場合、換気空調設備制御装置は温度計からの温度信号に優先して、放射能検出器からの放射能信号により作動制御される。
【００１３】
原子力発電所の換気空調設備では、原子力発電所の建屋内の放射能濃度が低いときは、送風機および排風機の給排気風量を温度検出器からの温度信号に基づいた換気空調に必要な最低給排気風量まで少なくすることで、送風機および排風機の動力を低減させる。建屋内の放射能濃度が高いときは、原子力発電所建設時に評価している公衆被曝線量以下を満たす給排気風量を実現している。また同時に風量調節ダンパの作動制御を行うことで、換気空調対象区域を負圧に維持することを可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００６−３１７２３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
特許文献１では、送風機および排風機用電動機に電源を供給する可変周波数電源装置を共通化し設置台数を削減することで、一般に可変周波数電源装置を導入する際の設置場所の確保や、工事費の増大などといった課題を回避している。また、可変周波数電源装置の作動制御により、送風機および排風機の風量を換気空調に必要な最低給排気風量まで抑え、動力低減を実現している。
【００１６】
しかし、送風機と排風機を共通の可変周波数電源装置により、電源供給するようにすると、可変周波数電源装置の故障時に送風機および排風機が共に停止してしまうという課題や、メンテナンス時に、送風機と排風機を同時に止めなければならないといった課題がある。
【００１７】
送風機と排風機は個別の運用が不可能であるため、運用上の利便性を低下させてしまっている。また、可変周波数電源装置はノイズを放出するため、共通化することで台数を削減したものの、依然として可変周波数電源装置が放出するノイズが核計装に悪影響を与える課題が残る。
【００１８】
本発明は、上述した課題を考慮してなされたもので、既存の設備改造量を少なくして運用上の利便性を向上させた上で、送風機および排風機の消費動力を低減可能とし、建屋内を安定的に負圧に維持可能な原子力発電所の換気空調設備およびその空調風量制御方向を提供することを主な目的とする。
【００１９】
本発明の他の目的は、原子力発電所の建屋内を負圧に維持可能で、建屋内の放射能濃度が高いときでも、外部への公衆被曝線量を抑え、送風機および排風機の風量が変化する際に生じる外乱も低減することが可能な原子力発電所の換気空調設備およびその空調風量制御方法を提供するにある。
【００２０】
本発明の別の目的は、放出ノイズの影響を回避し、核計装に悪影響を与えない原子力発電所の換気空調設備およびその空調風量制御方法を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明に係る原子力発電所の換気空調設備は、上述した課題を解決するために、請求項１に記載したように、外気を原子力発電所の換気空調対象区域に供給する送風機および前記送風機用電動機と、前記換気空調対象区域を換気した空気を排出させる排風機および前記排風機用電動機と、前記送風機からの送風で換気空調対象区域を換気して前記排風機に導かれる換気ダクトと、を有する原子力発電所の換気空調設備において、前記送風機用電動機および前記排風機用電動機に多速度電動機を用いる一方、前記換気ダクトに設けた温度検出器からの温度信号を信号処理する換気空調設備制御装置を設け、前記換気空調設備制御装置は、前記送風機用電動機および排風機用電動機を個別に極数変換による回転速度制御と、前記換気ダクトに設けられた風量調節ダンパのダンパ開度制御とで風量調節を行なう風量調節機能を備えたことを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明に係る原子力発電所の換気空調設備は、上述した課題を解決するために、請求項７に記載したように、外気を原子力発電所の換気空調対象区域に供給する送風機および前記送風機用電動機と、前記換気空調対象区域を換気した空気を排出させる排風機および前記排風機用電動機とを複数台ずつ有し、前記送風機からの送風で換気空調対象区域を換気して前記排風機に導かれる換気ダクトを備えた原子力発電所の換気空調設備において、一方の前記送風機用電動機および排風機用電動機に多速度電動機を用い、残りの送風機用電動機および排風機用電動機を可変周波数電源装置で個別に制御可能に設け、前記換気ダクトに設けた温度検出器からの温度信号を信号処理する換気空調設備制御装置を設け、前記換気空調設備制御装置は、前記温度検出器からの温度信号に基づいて、多速度電動機の極数変換を行なう極数変換機能を備えた前記一方の送風機用電動機および排風機用電動機と、前記可変周波数電源装置の周波数制御を行なう前記残りの送風機用電動機および排風機用電動機との制御による風量調節機能を備えたことを特徴とするものである。
【００２３】
一方、本発明に係る原子力発電所の換気空調設備の空調風量制御方法は、上述した課題を解決するために、請求項１３に記載したように、外気を原子力発電所の換気空調対象区域に送風機で換気ダクトを介して供給し、前記換気空調対象区域を換気した空気を排風機から換気ダクトを通して排出する原子力発電所の換気空調設備の空調流量制御方法において、前記送風機を駆動する送風機用電動機と前記排風機を駆動する排風機用電動機とに多速度電動機をそれぞれ使用し、前記換気ダクトに設けた温度検出器からの温度信号に基づき、換気空調設備制御装置は、前記送風機用電動機および排風機用電動機の極数変換を行なう回転速度制御と、前記換気ダクトに設けられた風量調節ダンパのダンパ開度制御とを行ない、前記原子力発電所の換気空調設備を前記送風機および排風機と風量調節ダンパとを併用して風量調節制御を行なうことを特徴とする空調流量制御方法である。
【００２４】
さらに、本発明に係る原子力発電所の換気空調設備の空調風量制御方法は、上述した課題を解決するために、請求項１４に記載したように、外気を原子力発電所の換気空調対象区域に送風機で換気ダクトを介して供給し、前記換気空調対象区域を換気した空気を排風機から換気ダクトを通して排出する原子力発電所の換気空調設備の空調流量制御方法において、前記送風機および送風機用電動機と前記排風機および排風機用電動機とを複数台ずつ並設して使用し、一方の前記送風機用電動機および排風機用電動機に多速度電動機を使用し、残りの前記送風機用電動機および排風機用電動機を可変周波数電源装置で個別に周波数制御し、前記換気ダクトに設けた温度検出器からの温度信号に基づき、換気空調設備制御装置は、前記一方の送風機用電動機および排風機用電動機を極数変換して回転速度制御を行なう一方、前記残りの送風機用電動機および排風機用電動機を前記可変周波数制御装置による可変周波数電源装置の周波数制御を行ない、前記原子力発電所の換気空調設備を、複数台ずつの前記送風機および排風機を併用して風量調節制御を行なうことを特徴とする空調流量制御方法である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明においては、多速度電動機を適用した送風機と排風機とを個別に運用でき、メンテナンス性や運用上の利便性を向上させ、既存の設備改造量を少なく抑えることができる。
【００２６】
また、多速度電動機の極数変換による送風機および排風機の回転速度制御と風量調節ダンパのダンパ開度制御を共用したり、あるいは多速度機能の極数変換による一方の送風機および排風機の回転速度制御と可変周波数電源装置による残りの送風機および排風機用電動機の周波数制御を共用して風量調節制御を円滑かつスムーズに行なうことができ、原子力発電所の建屋内を負圧に維持し、送風機および排風機の風量が変化する際に生じる外乱を低減させることができる。
【００２７】
さらに、送風機用電動機および排風機用電動機に多速度電動機を採用することで、換気空調設備制御装置を簡素化することができ、可変周波数電源装置を用いない場合には、放出ノイズの影響を回避し、核計装を安定的に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る原子力発電所の換気空調設備の第１実施形態を示す系統図。
【図２】第１実施形態に備えられた換気空調設備制御装置による風量調節ダンパの制御方式を図式化した制御ブロック図。
【図３】原子力発電所の換気空調設備制御装置による風量調節ダンパの制御方式を図式化した制御ブロック図。
【図４】原子力発電所の換気空調設備の第２実施形態を示すもので、換気空調設備制御装置による風量調節ダンパの制御方法を図式化した制御ブロック図。
【図５】原子力発電所の換気空調設備の第３実施形態を示すもので、換気空調設備制御装置による極数変換方法を図式化した制御ブロック図。
【図６】原子力発電所の換気空調設備の第３実施形態を示すもので、換気空調設備制御装置による風量調節ダンパの制御方法を図式化した制御ブロック図。
【図７】原子力発電所の換気空調設備の第４実施形態を示すもので、換気空調設備制御装置による風量調節ダンパの制御方法を図式化した制御ブロック図。
【図８】原子力発電所の換気空調設備の第５実施形態を示すもので、換気空調設備制御装置による風量調節ダンパの制御方法を図式化した制御ブロック図。
【図９】本発明に係る原子力発電所の換気空調設備の第６実施形態を示す系統図。
【図１０】原子力発電所の換気空調設備の第６実施形態を示すもので、換気空調設備制御装置による可変周波数電源装置の制御方法を図式化した制御ブロック図。
【図１１】原子力発電所の換気空調設備の第７実施形態を示すもので、換気空調設備制御装置による可変周波数電源装置の制御方法を図式化した制御ブロック図。
【図１２】原子力発電所の換気空調設備の第８実施形態を示すもので、換気空調設備制御装置による可変周波数電源装置の制御方法を図式化した制御ブロック図。
【図１３】原子力発電所の換気空調設備の第９実施形態を示すもので、換気空調設備制御装置による可変周波数電源装置の制御方法を図式化した制御ブロック図。
【図１４】原子力発電所の換気空調設備の第９実施形態を示すもので、換気空調設備制御装置による風量調節ダンパの制御方法を図式化した制御ブロック図。
【図１５】原子力発電所の換気空調設備の第１０実施形態を示すもので、換気空調設備制御装置による風量調節ダンパの制御方法を図式化した制御ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明に係る原子力発電所の換気空調設備およびその空調風量制御方法の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００３０】
［第１の実施形態］
図１は、原子力発電所の換気空調設備の第１の実施形態を示す系統図である。原子力発電所の換気空調設備１０は、原子力発電所の敷地内に建設された原子炉建屋１１、図示しないタービン建屋、放射性廃棄物処理建屋等の各建屋に設けられる。原子炉建屋１１、タービン建屋、放射性廃棄物処理建屋内には、放射能を含む可能性のある放射性区域を含む換気空調対象区域１２を備えている。
【００３１】
換気空調設備１０は、換気空調対象区域１２に清浄な外気を供給する給気側空調設備１３と、換気空調対象区域１２からの排気を案内する排気側空調設備１４と、この排気側空調設備１４からの排気を高所から大気中に拡散放出させる排気筒１５とを備える。原子力発電所は、沸騰水型原子力発電所であっても、加圧水型原子力発電所であっても、軽水炉以外に高速炉の原子力発電所であってもよい。
【００３２】
また原子力発電所の換気空調設備１０は、原子炉建屋１１内の換気空調対象区域１２より放射能が外部にもれることを防ぐため、換気空調対象区域１２内が外界に対して常時負圧維持が図れるように、負圧維持手段１７が設けられている。負圧維持手段１７は、換気空調対象区域１２内外の差圧を検出する差圧検出器１８からの差圧検出信号に基づいて調節制御される風量調節手段としての風量調節ダンパ１９とを備える。一例として風量調節ダンパ１９は給気側空調設備１３の送風機２４下流側に設けたものである。風量調節ダンパ１９は送風機２４の上流側に設けてもよい。
【００３３】
給気側空調設備１３は、外気取入口２０から取り入れられた外気を除塵して清浄化する給気フィルタ２１と、この給気フィルタ２１で清浄化された外気（空気）を加熱あるいは冷却する加熱・冷却器２２と、この加熱・冷却器２２からの清浄な空気を、換気空調対象区域１２の原子炉建屋１１内に給気ダクト２３を介して供給する送風機（給気ファン）２４とを有する。加熱・冷却器２２は、１つのケーシング内に冷却コイルと加熱コイルを収容した一体構成物としても、あるいは独立した加熱器と冷却器とをシリーズに接続して構成してもよい。
【００３４】
また、給気ダクト２３には隔離弁２５ａが設けられ、この隔壁弁２５ａにより非常時に原子炉建屋１１内を周囲から隔離できるようになっている。
【００３５】
一例として例えば、１１０万ｋＷクラスの沸騰水型原子力発電所では、原子炉運転中に原子炉建屋１１内に約２０万ｍ３／ｈｒの換気空気量が導かれ、タービン建屋には約４０万ｍ３／ｈｒの換気空気量が案内される。
【００３６】
一方、排気側空調設備１４は換気空調対象区域１２から排気ダクト２６を介して排出される排気をフィルタリングして粒子状の放射能の一部を除去する排気フィルタ２７と、排気フィルタ２７でフィルタリングされ、異物除去された排気を送風する排風機２８とを有し、この排風機（排気ファン）２８から主排気ダクト２９を通り、排気筒１５に導かれるようになっている。排風機２８は送風機２１とともに組をなし、図１では１組の送・排風機を設置した例が示されている。
【００３７】
換気空調対象区域１２から排気を排気側空調設備１４に案内する排気ダクト２６には隔離弁２５ｂが設けられており、この隔離弁２５ｂは給気側空調設備１３の隔離弁２２と協働作用して原子炉建屋１１内を周囲から隔離できるようになっている。隔離弁２５ａ，２５ｂは、排気ダクト２９内を通る排気の放射線線量（放射能濃度）が予め定められた規定値を超えた場合に自動閉鎖され、放射性ガスの放出を原子炉発電所１０の換気空調設備１０から図示しない非常用ガス処理系に切り換えて処理されるようになっている。
【００３８】
また、排気側空調設備１４の主排気ダクト２９には、タービン建屋からの排気ダクト３０や放射性廃棄物処理建屋からの排気ダクト３１も接続される。原子炉建屋１１からの排気は、タービン建屋や放射性廃棄物建屋からの排気と合流して排気筒１５に導かれるようになっている。
【００３９】
原子力発電所の換気空調設備１０は、給気ダクト２３、排気ダクト２６（３０，３１）および主排気ダクト２９により、建屋内の換気空調対象区域１２を換気する換気ダクトを構成している。
【００４０】
一方、原子力発電所の換気空調設備１０には、主排気ダクト２９内を通る大気中の放射能濃度を測定する放射能検出器３５と、この放射能検出器３５からの放射能検出信号を処理する換気空調設備装置３６とを有する。この換気空調設備制御装置３６には、差圧検出器１８からの差圧検出信号と温度計３７からの温度検出信号が入力されるようになっている。
【００４１】
温度検出器としての温度計３７は給気側空調設備１３の下流側、例えば給気ダクト２３に設けられており、給気ダクト２３内を通る給気の温度を測定し、検出している。温度計３７は原子炉建屋１１、例えば換気空調対象区域１２の建屋内に設けても、また、換気空調対象区域１２の下流側に設けてもよい。給気側空調設備１３の下流側、換気空調対象区域１２の建屋内および換気空調対象区域１２の下流側の少なくとも１箇所に設けられた温度計３７からの温度（検出）信号ａが換気空調設備制御装置３６に入力される。
【００４２】
また、原子力発電所の換気空調設備１０に備えられる送風機２４および排風機２８は、各電動機３８，３９でそれぞれ駆動される。送風機用電動機３８および排風機用電動機３９には、母線４０から分岐される支線に設けられた遮断器４１ａ，４１ｂを介して電源が供給される。送風機用電動機３８および排風機用電動機３９には、極数変換機能を具備した多速度電動機が用いられる。多速度電動機は、極数変換機能の極数変換器４３ａ，４３ｂを備えており、多速度電動機には、誘導電動機と同じ原理が採用され、極数変換により回転速度が段階的に調整される。
【００４３】
誘導電動機の回転速度Ｎと同期速度Ｎｓとの関係は、次の（１）式と（２）式で表わされる。
［数１］
Ｎ＝（１−Ｓ）Ｎｓ ……（１）
Ｎｓ＝ｆ／Ｐ ……（２）
但し、ｆ：電源周波数、
Ｐ：極数、
ｓ：すべり、
である。
【００４４】
すべりｓが一定であると、誘導電動機の回転速度Ｎは、同期速度Ｎｓに比例するが、同期速度Ｎｓは極数ｓの逆数に比例し、極数ｓを変化させれば、同期速度Ｎｓおよび誘導電動機の回転速度Ｎが変化する。このように極数ｓを切り換えることにより誘導電動機の回転速度Ｎを変更させることが多速度電動機の原理である。
【００４５】
多速度電動機の極数は、理論上何段階にも変えることができるが、電動機も極数切換装置も複雑なものとなるため、連続的な回転速度制御は行なわれない。しかし、換気空調設備制御装置３６は装置の構成を簡単にできるため、工作機械やエレベータ、ポンプ、送風機など使用上段階的に回転速度を変化させても、設備費のコストを低減させることができ、設備費の低減を図る用途に適している。第１実施形態では、多速度電動機３８，３９は、数段階の極数変換機能、例えば極数大と極数小の２段階に極数変換を行なう例を示す。多速度電動機の極数を例えば２段階とすることで、極数変換器４３ａ，４３ｂをより簡素化し、換気空調設備制御装置３６の構成を簡素化することができる。
【００４６】
従来の原子力発電所の換気空調設備では、建屋内を負圧に維持する負圧維持手段として風量調節ダンパが用いられているが、風量調節機能の役割を果たしていない。この原子力発電所の換気空調設備１０では、風量調節ダンパ１９の機能を拡大して風量調節機能を追加し、給気風量の微調節を行なっている。図１では、給気側空調設備１３の送風機２４出口側に風量調節ダンパ１９を設置した例を示している。この風量調節ダンパ１９は、排気側空調設備１４における排風機２８の出口に設置してもよい。風量調節ダンパ１９による風量調節の微調節は、送風機２４や排風機２８の風量調節の粗調節に対し、数分の１、一例として１／２〜１／５の調節割合で風量調節が行なわれている。
【００４７】
風量調節ダンパ１９は風量調節弁などの風量調節手段であってもよい。
【００４８】
図２は、原子力発電所の換気空調設備１０の第１実施形態において、換気空調設備制御装置３６の機能を実現する極数変換方法を図式化した制御ブロック図である。
【００４９】
給気側空調設備１３の給気ダクト２３に設置された温度検出器としての温度計３７からの温度（検出）信号ａは換気空調設備制御装置３６内の温度警報設定器４５に入力され、この設置器４５で予め設定された温度設定値と比較される。温度（検出）信号ａが温度設定値より高い場合は、電動機高速運転信号ｂが出力され（多速度電動機は極数小の運転が行なわれ）、送風機２４は高速運転される。また、温度（検出）信号ａが温度設定値より低い場合は、論理否定演算器４６を通して（多速度電動機は極数大に変換され）、送風機２４は低速運転される。
【００５０】
具体的には、温度信号ａが温度設定値より高い場合は、極数変換器４３ａを経て多速度電動機である送風機用電動機３８に、極数小の電動機高速運転信号ｂが入力されて、送風機２４は高速運転される。温度設定値より低い場合には、極数変換器４３ｂを経て送風機用電動機３８に極数大の電動機低速運転信号ｃが入力されて、送風機２４は低速運転される。
【００５１】
図２では、送風機用電動機３８に備えられた多速度電動機の極数変換方法について説明したが、排風機用電動機３９に備えられる多速度電動機の極数変換方法についても同様にして行なわれる。
【００５２】
さらに、図３は原子力発電所の換気空調設備１０において、風量調節ダンパ１９の制御機能を図式化した制御ブロック図である。
【００５３】
給気ダクト２３に設置される温度計３７からの温度検出（測定）信号ａは、換気空調設備制御装置３６の温度／ダンパ開度変換器４８，４９にそれぞれ入力される。温度／ダンパ開度変換器４８，４９には、予め設定された給気温度とダンパ開度の関係が設定されており、温度計３７からの温度（検出）信号ａに基づいて風量調節ダンパ１９のダンパ開度を算出している。
【００５４】
温度計３７からの温度（検出）信号ａが温度／ダンパ開度変換器（電動機高速運転時）４８および（電動機低速運転時）４９に入力され、温度／ダンパ開度変換器（電動機高速運転時）４８から出力されるダンパ開度信号（電動機高速運転時）ｄと温度／ダンパ開度変換器（電動機低速運転時用）４９から出力されるダンパ開度信号（電動機低速運転時）ｅを信号切換器５０に入力し、極数変換器４３の極数信号ｆに応じて２つの信号を切り換える。すなわち、多速度電動機の制御信号が高速運転信号であるときは信号切換器５０からダンパ開度信号（電動機高速運転時）ｄを出力してこれをダンパ開度信号ｇとしている。多速度電動機の制御信号が低速運転信号であるときは、ダンパ開度信号（電動機低速運転時）ｅを出力し、ダンパ開度信号ｇとしている。
【００５５】
これにより極数変換器４３（４３ａ，４３ｂ）の極数の切換えにより送風機２４および排風機２８の給排気風量の粗調節を行い、風量調節ダンパ１９の調節により給排気風量の微調節を行うことで、２段階の風量調節制御を行なうことができ、給気温度に応じた最低給排気風量を実現することが可能となる。
【００５６】
第１実施形態では、従来用いられていた可変周波数電源装置（インバータ盤）を使用することなく送風機２４および排風機２８の給排気風量を低減させ、省電力化が実現可能となる。このため、可変周波数電源装置を導入する際に問題となる設備改造量の増大を回避することができる。また送風機２４および排風機２８を個別に運用可能であるため、運用上の利便性を向上させることができる。さらに、可変周波数電源装置を使用しないため、可変周波数電源装置の放出ノイズが核計装に与える悪影響もなくすことも可能となる。
【００５７】
次に、原子力発電所の換気空調設備の作用について説明する。
【００５８】
原子力発電所の換気空調設備１０が作動すると、給気側空調設備１３の外気取入口２０から取り入れられた外気は、給気フィルタ２１にて除塵され、清浄化される。この清浄化された外気は、加熱・冷却器２２により所定の温度に調節される。外気は、夏期あるいは中間期には必要に応じて冷却され、冬期は必要に応じて加熱された後、送風機２４により換気空調対象区域１２の各室に給気ダクト２３を通して給気し、換気している。
【００５９】
原子炉建屋１１の各室に送られた外気は、室内設置機器からの発生熱負荷の除熱を行ない、各室の換気を行なって排気ダクト２６により排気側空調設備１４に導かれる。
【００６０】
排気ダクト２６にて原子炉建屋１１の各室から集められた排気は、排気側空調設備１４の排気フィルタ２７にて粒子状の放射能の一部を除去した後、排風機２８にて主排気ダクト２９を介して排気筒１５に送られ、この排気筒１５の頂部吹出し口から数十ｍ、例えば３０ｍ程度吹き上げ、高所にて拡散排気している。この排気筒１５あるいは主排気ダクト２９には、排気中に放射能を含む可能性のある他の建屋からの排気ダクト３０，３１も接続され、他の建屋からの排気も合流して排気筒１５から吹き上げられ、拡散排気される。
【００６１】
この原子力発電所の換気空調設備１０によれば、給気側空調設備１３の下流側（あるいは換気空調対象区域１２の建屋内、換気空調対象区域１２の下流側）に温度計３７を設けて給気温度（換気温度あるいは排気温度）を検出し、検出された給気温度から原子力発電所の建屋内を適正な室温に維持できる最低給気風量を換気空調設備制御装置３６で求め、この風量制御装置３６により、多速度電動機である送風機用電動機３８および排風機用電動機３９を各極数変換器４３ａ，４３ｂで作動制御し、送風機２４および排風機２８を個別に制御している。
【００６２】
この換気空調設備制御装置３６では、温度計３７からの温度信号に基づき、送風機２４および排風機２８用電動機３８，３９の極数を極数変換器４３ａ，４３ｂにより、所定の極数に、例えば、極数大および極数小の２段階に切り換えることで、送風機２４および排風機２８の回転速度を段階的に調節する。
【００６３】
このように、送風機用電動機３８および排風機用電動機３９を各種極数変換器４３ａ，４３ｂにより、極数変換し、制御することにより、給気風量ひいては排気風量を例えば許容できる最低給気風量ひいては排気風量の最低値となるように低減される。
【００６４】
このように、給気風量あるいは排気風量を低減させても、原子力発電所の建屋内を適切な室温に維持でき、この室温を維持した状態で換気空調対象区域１２の建屋内を換気させることができる。
【００６５】
給気風量あるいは排気風量を低減させることにより、放射能検出器３５が、万一、予め設定された放射能濃度以上を検出した場合には、この放射能信号ｍを放射能検出器３５から換気空調設備制御装置３６に出力する。換気空調設備制御装置３６は、放射能信号ｍの入力を受けて、極数変換器４３ａ，４３ｂの極数変換を例えば２段階制御して多速度電動機３８，３９を個別に制御し、送風機２４および排風機２８の風量低減させないように粗調節して作動制御されるので、実際の公衆被爆線量が、原子力発電所建設時に評価している評価している公衆被爆量以上となることがない。
【００６６】
このように、図１に示された原子力発電所の換気空調設備１０によれば、原子力発電所建設時に評価している公衆被爆量を満たした上で、給気風量や排気風量を送風機２４および排風機２８の粗調節と、風量調節ダンパ１９の微調節とを組み合せて低減させることができ、送風機２４や排風機２８の作動に無駄なエネルギ消費を防ぐことができる。
【００６７】
また、給気風量が低減することから、その給気を冷却または加温するエネルギも低減させることができる。夏期や中間期には冷房費の低減が図れ、また冬期には暖房費の低減を図ることができる。
【００６８】
また、原子力発電所の各建屋からの排気風量を低減させることにより、給気フィルタ２２や排気フィルタ２７のフィルタ寿命を延長させることができる一方、排気フィルタ２７の廃棄物量の低減を図ることができ、放射性廃棄物の量を軽減させることができる。各建屋内に送られる外気量も軽減できるので、外気による塩分持込みによる悪影響も軽減できる。
【００６９】
この原子力発電所においては、原子力発電所の換気空調対象区域１２に外気を送風機２４により風量調節ダンパ１９を介して供給するステップと、この外気の供給により、換気空調対象区域１２を換気するステップと、換気空調対象区域１２を換気した空気を排風機２８により排出するステップとを有し、換気空調対象区域１２の上流側および下流側設置の送風機２４および排風機２８は、極数変換器４３ａ，４３ｂの極数変換機能により多速度電動機３８，３９を極数変換して個別に作動制御され、空調風量可変制御を行なうようになっている。
【００７０】
ところで、原子力発電所は、建設場所の地形により排気筒１５の地上高さＨを異にするが、一般的には排気筒１５は百数十ｍ、例えば１５０ｍの地上高さＨを有する。排気筒１５は、その内部あるいは排気ダクト２６を通る排気風量の変化に応じて、頂部の吹出し口からの排気の吹上げ高さが変化し、排気筒１５により通常数十ｍ、例えば２０ｍ〜３０ｍ高い高所から排気が大気中へ拡散放出されるようになっている。
【００７１】
この原子力発電所の換気空調設備１０では、送風機用電動機３８および排風用電動機３９に多速度電動機を用いる一方、給気ダクト２３に設けた温度検出器（温度計）３７からの温度信号ａを信号処理する換気空調設備制御装置３６を設ける。
【００７２】
そして、換気空調設備制御装置３６は、送風機用電動機３８および排風機用電動機３９を極数変換器４３ａ，４３ｂで極数変換による個別の回転速度制御と、給気ダクト２３に設けられた風量調節ダンパ１９のダンパ開度制御とを行なう風量調節機能を備えたものである。
【００７３】
第１実施形態に示された原子力発電所の換気空調設備においては、送風機２４と排風機２８を共通の可変周波数電源装置を介して電源供給する必要がなく、可変周波数電源装置を不要とするので、この電源装置の故障時に同時に送風機２４および排風機２８を停止させる問題が発生せず、設備改造量を少なく抑えることができ、さらに、メンテナンス時に送風機２４と排風機２８を同時に停止させる問題が生じることもない。
【００７４】
また、送風機２４と排風機２８は、多速度電動機である送風機用電動機３８および排風機用電動機３９を極数変換器４３（４３ａ，４３ｂ）の極数変換機能により個別に作動制御を行なうことができる。したがって、送風機２４および排風機２８を個別に運用することができ、運用上の利便性が向上する。
【００７５】
また、図１〜図３では、原子力発電所の換気空調設備の空調流量制御方法が実施される。この空調流量制御方法は、外気を原子力発電所の換気空調対象区域１２に送風機２４で給気ダクト２３を介して供給し、換気空調対象区域１２を換気した空気を排風機２８から排気ダクト２６を通して排出する方法である。原子力発電所の換気空調設備の空調流量制御方法では、送風機２４を駆動する送風機用電動機３８と排風機２８を駆動する排風機用電動機３９とに多速度電動機をそれぞれ使用する。そして、給気ダクト２３に設けた温度検出器３７からの温度信号ａに基づき、換気空調設備制御装置３６により、送風機用電動機３８および排風機用電動機３９の極数変換を行なう粗調節の回転速度制御と、給気ダクト２３に設けられた微調節の風量調節ダンパ１９のダンパ開度制御とを行ない、原子力発電所の換気空調設備１０を送風機２４および排風機２８と風量調節ダンパ１９とを併用して風量調節制御を行なう空調流量制御方法である。
【００７６】
［第２の実施形態］
次に、原子力発電所の換気空調設備の第２実施形態を説明する。
【００７７】
第２実施形態は、図４に示すように、原子力発電所の換気空調設備１０Ａにおける換気空調設備制御装置３６Ａを改良したもので、他の構成および作用は第１実施形態に示すものと異ならないので、同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。
【００７８】
この換気空調設備制御装置３６Ａは、第１実施形態の図３に示した風量調節ダンパ１９を制御する換気空調設備制御装置３６と同様に、温度計３７からの温度検出信号ａに基づいてダンパ開度信号ｇを出力する一方、換気空調対象区域１２内外の差圧を検出する差圧検出器１８を有する。そして、差圧検出器１８からの差圧（検出）信号ｈを差圧偏差演算器５３に入力させる。この差圧偏差演算器５３は、差圧（検出）信号ｈを目標差圧設定器５４から出力された目標差圧信号ｉと比較して信号処理し、差圧偏差信号ｊを出力している。この差圧偏差信号ｊは、ＰＩ演算器５５にて換気空調対象区域１２の内外差圧を一定にするための（差圧検出信号ｈに基づく）ダンパ開度信号ｋを算出している。
【００７９】
温度計３７からの温度（検出）信号ａに基づく信号切換器５０からのダンパ開度信号ｇと差圧検出信号ｈに基づくＰＩ演算器５５からのダンパ開度信号ｋは低値選択器５６に入力されて比較され、選択された低値の信号（ｇまたはｈ）であるダンパ開度信号ｌを出力している。そして、低値選択器５６から出力されるダンパ開度信号ｌに基づいて、風量調節ダンパ１９のダンパ開度が調節され、この風量調節ダンパ１９のダンパ開度により、換気空調対象区域１２に供給される給気風量が微調節される。
【００８０】
第２実施形態に示した換気空調設備制御装置３６Ａにおいては、給気温度に応じた最低給排気風量を実現する風量調節ダンパ１９のダンパ開度を実現する一方で、換気空調対象区域１２内を負圧に維持できないときは、低値選択器５６により低値のダンパ開度信号を出力することで、風量調節ダンパ１９を絞り、換気空調対象区域３を負圧に維持するように作動制御を行うことができる。
【００８１】
なお、第２実施形態では、風量調節ダンパ１９は給気側空調設備１３の送風機２４の出口に設置されているが、排気側空調設備の排風機２８の出口に設置することも可能である。風量調節ダンパ１９を排風機２８の出口に設置する場合は、図４の風量調節ダンパ１９の風量制御において、低値選択器５６を高値選択器に変える必要がある。
【００８２】
第２実施形態記載の換気空調設備制御装置３６Ａは、換気空調対象区域１２内と外界との圧力差を検出する差圧検出器１８からの差圧信号ｈを信号処理し、換気空調対象区域１２内を外界に対して負圧に維持するために、風量調節ダンパ１９のダンパ開度制御を行なう差圧制御機能を備える。さらに、換気空調設備制御装置３６Ａは、建屋内が負圧を維持できないとき、温度計３７の温度信号ａから演算される風量調節ダンパ開度信号ｇと差圧検出器１８の差圧信号ｈから演算される風量調節ダンパ開度信号ｋとを低値選択器５６で比較して低位の風量調節ダンパ開度を選択し、このダンパ開度信号ｌで風量調節ダンパ１９のダンパ開度制御を行ない建屋を負圧に維持する機能を備えている。
【００８３】
［第３の実施形態］
図５および図６は、原子力発電所の換気空調設備の第３実施形態を説明するものである。
【００８４】
第３実施形態における原子力発電所の換気空調設備１０Ｂは、図５に示すように、換気空調設備制御装置３６Ｂを改良したものであり、他の構成は図１に示す原子力発電所の換気空調設備１０と異ならないので、同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。
【００８５】
図５に示す第３実施形態では、原子力発電所の換気空調設備１０Ｂを構成する送風機２４や排風機２８の駆動用電動機３８，３９に多速度電動機を採用し、この多速度電動機を極数変換制御するものである。多速度電動機の極数変換制御は、換気空調設備制御装置３６Ｂの機能を実施するもので、図５は、極数変換方法を図式化した制御ブロック図である。
【００８６】
換気空調設備制御装置３６Ｂは、図２に示されるものと同様、温度計３７で計測された温度（検出）信号ａに基づいて温度警報設定器４５により温度高信号（電動機高速度信号ｂ）を出力する。一方、主排気ダクト２９に放射能検出器３５が設置されており、この放射能検出信号ｍに基づいて、放射能警報設定器５８から放射能（検出）信号ｎを出力する。
【００８７】
温度警報設定器４５からの温度高信号ｂと放射能警報設定器５８からの放射能（検出）信号ｎを用いて論理否定演算器５９ａ，５９ｂと論理積演算器６０と論理和演算器６１を組み合せることで、給気温度が高いときまたは放射能濃度が高いときは、多速度電動機の制御信号は電動機高速運転信号ｏとなり、多速度電動機は極数小で駆動されて送風機２４は高速運転が行なわれる。給気温度が低くかつ放射能濃度が低いときのみ多速度電動機の制御信号は電動機低速運転信号ｐとなり、多速度電動機極数大となって送風機２４は低速運転される。
【００８８】
第３実施形態では、送風機用電動機３８に備えた多速度電動機の極数変換方法について説明をしたが、排風機用電動機３９に備えた多速度電動機の極数変換方法についても同様である。
【００８９】
第３実施形態記載の換気空調設備制御装置３６Ｂは、主排出ダクト２９（または排気ダクト２６）に設けた放射能検出器３５からの放射能信号ｇおよび温度検出器３７からの温度信号ａを信号処理し、多速度電動機３８，３９の極数と風量調節ダンパ１９のダンパ開度を調節して風量調節を行なう風量調節機能を備える。
【００９０】
さらに、換気風量設備制御装置３６Ｂは、放射能検出器３５からの放射能信号ｍが設定値より高いとき、公衆被曝線量を目標値以下に抑えるべく、大気中に拡散放出できる給排気風量となるように多速度電動機の極数を変換して送風機２４および排風機２８を高速運転させたものである。
【００９１】
［第４の実施形態］
図７は、原子力発電所の換気空調設備の第４実施形態を示すものである。
【００９２】
第４実施形態に示された原子力発電所の換気空調設備１０Ｃは、図７に示すように、換気空調設備制御装置３６Ｂを改良したものであり、他の構成および作用は、図１に示す原子力発電所の換気空調設備１０と異ならないので、同じ構成には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００９３】
第４実施形態を実施する原子力発電所の換気空調設備１０Ｃは、第２実施形態に示された換気空調設備制御装置３６Ａ（図４参照）に、送風機２４および排風機２８の給排気風量が段階的に変化することを避けるために、給排風量の変化をできるだけ小さく抑える風量調節ダンパ１９の風量変化抑制装置６７を追設したものである。
【００９４】
この風量変化抑制装置６７は、換気空調対象区域１２内外の差圧を差圧検出器１８で検出し、検出された差圧信号ｈを目標差圧信号ｉと比較して差圧偏差演算器５３から差圧偏差信号ｊを出力している。この差圧偏差信号ｊはＰＩ演算器５５にて、換気空調対象区域１２の内外差を一定にするためのダンパ開度信号（電動機高速運転時）ｄ１を出力している。
【００９５】
ＰＩ演算器５５にて換気空調対象区域１２の内外差圧を一定にするためのダンパ開度信号ｄ１と、ダンパ開度設定器６８からのダンパ開度設定値を加算したダンパ開度加算器６９からのダンパ開度信号（電動機低速運転時）ｅ１とが信号切換器５０ａに入力される。信号切換器５０ａは極数変換器４３からの極数信号ｆに応じて、ダンパ開度信号（電動機高速運転時）ｄ１とダンパ開度信号ｅ１とが切り換えられる。
【００９６】
そして、多速度電動機の制御信号が高速運転信号であるときは信号切換器５０ａからダンパ開度信号（電動機高速運転時）ｄ１を出力し、多速度電動機の制御信号が低速運転信号であるときは、ダンパ開度信号（電動機低速運転時）ｅ１を出力する。ここで、極数変換器４３（４３ａ，４３ｂ）の極数が切り換わる際に送風機２４および排風機２８の回転速度が段階的に変化することで送風機２４および排風機２８の風量が段階的に変化するが、給排気風量が段階的に変化することを避けるために、風量調節ダンパ１９を調節する分の開度をダンパ開度設定器６８の設定値として与える。
【００９７】
原子力発電所の換気空調設備１０Ｃの第４実施形態においては、極数変換器４３（４３ａ，４３ｂ）の極数変換時に、風量調節ダンパ１９をダンパ開度設定器６８で予め設定した開度分変化させることで、換気空調対象区域１２を流れる総給排気風量が段階的に変化するのを避け、給排気風量の変化が円滑かつスムーズに、微調節し、しかもできるだけ小さくすることができる。第４実施形態では、風量調節ダンパ１９は給気側空調設備１３の送風機２４の出口に設置されているが、排気側空調設備１４の排風機２８の出口に設置することも可能である。風量調節ダンパ１９を排風機２８の出口に設置する場合は、図７の風量調節ダンパ１９の制御において、低値選択器５６を高値選択器６６（図６参照）に変える。
【００９８】
［第５の実施形態］
図８は、原子力発電所の換気空調設備の第５実施形態を示すものである。
【００９９】
第５実施形態に示された原子力発電所の換気空調設備１０Ｄは、図８に示すように、換気空調設備制御装置３６Ｄを改良したもので、換気空調設備制御装置３６Ｄは、第３実施形態に示す換気空調設備制御装置３６Ｂと第４実施形態に示す換気空調設備制御装置３６Ｃとを組み合せたものである。第３実施形態の換気空調設備制御装置３６Ｂと第４実施形態の換気空調設備制御装置３６Ｃの各構成と同じ構成には同一符号を用いて説明を省略する。
【０１００】
図８は、換気空調設備制御装置３６Ｄの機能を実現する、風量調節ダンパ１９の風量調節制御を図式化した制御ブロック図である。この換気空調設備制御装置３６Ｄは、温度計３７からの温度（検出）信号ａに基づくダンパ開度信号ｇと、放射能検出器３５からの放射能（検出）信号ｍに基づくダンパ開度信号ｑとを高値選択器６６にて比較し、高値のダンパ開度信号ｒを選択し、出力する。
【０１０１】
一方、高値選択器６６で選択された高値のダンパ開度信号ｒと、差圧検出器１８からの差圧検出信号ｈに基づくダンパ開度信号ｋ１とが低値選択器５６に送られ、この低値選択器５６で両者の低値をダンパ開度信号ｌとして風量調節ダンパ１９に出力している。風量調節ダンパ１９は、低値選択器５６からのダンパ開度信号ｌにより風量制御が行なわれるようになっている。
【０１０２】
第５実施形態に示された原子力発電所の換気空調設備１０Ｄでは、負圧維持手段１７が働き、換気空調対象区域１２内を負圧に維持する差圧制御機能が作動しているとき、建屋内の放射能濃度が高くなった場合に、負圧維持手段１７の差圧制御機能を優先させて、換気空調対象区域３を負圧に維持することができる。
【０１０３】
第５実施形態では、風量調節ダンパ１９は給気側空調設備１３の送風機２４の出口に設置されているが、排気側空調設備１４の排風機２８の出口に設置することもできる。風量調節ダンパ１９を排風機２８の出口に設置する場合は、図の風量調節ダンパ１９の制御において、低値選択器５６を高値選択器に変える必要がある。
【０１０４】
図８に示す第５実施形態では、換気空調設備制御装置３６Ｄは、換気空調対象区域１２内と外界との差圧を検出する差圧検出器１８からの差圧信号ｈを演算して、換気空調対象区域１２内を外界に対して負圧に維持する風量調節手段としての風量調節ダンパ１９のダンパ開度を制御する微調節の風量調節機能と、放射能検出器３５で検出された放射能信号ｍを演算して多速度電動機の極数と風量調節ダンパ１９のダンパ開度を調節する粗調節の風量調節機能とを備える。
【０１０５】
さらに、換気空調設備制御装置３６Ｄは、差圧検出器１８からの差圧信号ｈに基づく風量調節機能と放射能検出器３５からの放射能信号ｍに基づく風量調節機能とが共に作動する場合、差圧信号ｈから演算される風量調節ダンパ開度と、放射能信号ｍから演算される風量調節ダンパ開度とを低値選択器５６で比較して微調節し、低位の風量調節ダンパ開度のダンパ開度信号ｌを選択することで、建屋内を負圧に維持する機能を備えたものである。
【０１０６】
［第６の実施形態］
図９および図１０は、原子力発電所の換気空調設備の第６実施形態を示すものである。
【０１０７】
第６実施形態は、送風機および排風機を複数台ずつ有する原子力発電所の換気空調設備１０Ｅを対象とし、この換気空調設備１０Ｅの一方（一部）の送風機用電動機３８Ａおよび排風機用電動機３９Ａに極数変換器４３ａ，４３ｂを、また他方（残り）の送風機用電動機３８Ｂおよび排風機用電動機３９Ｂを可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂで周波数制御運転されるものである。図９は、説明簡略化のため、送風機２４Ａ，２４Ｂおよび排風機２８Ａ，２８Ｂを２台ずつ設けた例を示す。他の構成は、風量調節ダンパを不用とした以外は図１の第１実施形態を示す原子力発電所の換気空調設備１０と異ならないので、同じ構成および作用には同一符号を付して、説明を省略する。
【０１０８】
図９の原子力発電所の換気空調設備１０Ｅの第６実施形態では、送風機２４Ａ，２４Ｂおよび排風機２８Ａ，２８Ｂを２台ずつ有する換気空調設備１０Ｅにおいて、一方の送風機用電動機３８Ａおよび排風機用電動機３９Ａに多速度電動機を用いる一方、他方の送風機用電動機３８Ｂおよび排風機用電動機３９Ｂを可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂで周波数制御運転した例を示すものである。
【０１０９】
図９に示す第６実施形態では、換気空調対象区域１２の空調風量は、多速度電動機を適用した一方の送風機２４Ａと排風機２８Ａを粗調節運転を行ない、他方の送風機２４Ｂおよび排風機２８Ｂは可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂで周波数制御される送風機用電動機３８Ｂおよび排風機用電動機３９Ｂの駆動により、空調風量は微調節運転される。粗調節運転と微調節運転の送風運転量の関係は、第１実施形態で示すものと同様である。このため、第１実施形態で設けた微調節用の風量調節ダンパは設ける必要がなく、設けられていない。なお、符号４１ｃ，４１ｄは、母線４０からの電源供給を遮断する遮断器である。
【０１１０】
図１０は、原子力発電所の換気空調設備１０Ｅに備えられた換気空調設備制御装置３６Ｅの機能を実現する可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂの制御方法を図式化した制御ブロック図である。
【０１１１】
換気空調設備制御装置３６Ｅでは、図３に示した第１実施形態の換気空調設備制御装置３６の温度／ダンパ開度変換器（電動機高速運転時）４８に換えて温度／周波数変換器（電動機高速運転時）７３を、温度／ダンパ開度変換器（電動機低速運転時）４９に換えて温度／周波数変換器（電動機低速運転時）７４をそれぞれ設けた構成が用いられる。
【０１１２】
これにより、第１実施形態に示された風量調節ダンパ１９の機能を、可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂにより電源供給される送風機２４Ｂおよび排風機２８Ｂの各周波数制御運転で実現することが可能になる。したがって、極数変換機４３（４３ａ，４３ｂ）の極数の切換えにより粗調節の風量調整を行い、可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂの周波数制御運転により微調節の風量調整を行うことで、給気温度に応じた最低給排気風量を実現することができる。
【０１１３】
第６実施形態では、送風機２４Ａ，２４Ｂおよび排風機２８Ａ，２８Ｂを複数台ずつ有する換気空調設備１０Ｅにおいても、可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂの導入台数を極力少なくし、設備改造量を抑えた上で、送風機２４Ａ，２４Ｂおよび排風機２８Ａ，２８Ｂの給排気風量を低減させ、省電力化を図ることができる。また送風機１および排風機２を個別に運用可能であるため、運用上の利便性を向上させることができる。
【０１１４】
第６実施形態に示された原子力発電所の換気空調設備１０Ｅは、外気を原子力発電所の換気空調対象区域１２に供給する送風機２４Ａ，２４Ｂおよび前記送風機用電動機３８Ａ，３８Ｂと、換気空調対象区域１２を換気した空気を排出させる排風機２８Ａ，２８Ｂおよび排風機用電動機３８Ａ，３８Ｂとを複数台ずつ有し、送風機２４Ａ，２４Ｂからの送風で換気空調対象区域１２を換気して排風機２８Ａ，２８Ｂに導かれる換気ダクト２３，２６，２８を備える。
【０１１５】
この原子力発電所の換気空調設備１０Ｅは、一方の送風機用電動機３８Ａおよび排風機用電動機３９Ａに多速度電動機を用い、残りの送風機用電動機３８Ｂおよび排風機用電動機３９Ｂを可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂで個別に周波数制御可能に設け、給気（換気）ダクト２３に設けた温度検出器３７からの温度信号ａを信号処理する換気空調設備制御装置３６Ｅを設ける。
【０１１６】
そして、換気空調設備制御装置３６Ｅは、温度検出器３７からの温度信号ａに基づいて、多速度電動機の極数変換を行なう極数変換機能を備えた一方の送風機用電動機３８Ａおよび排風機用電動機３９Ａと、可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂの周波数制御で駆動される残りの送風機用電動機３８Ｂおよび排風機用電動機３９Ｂとの制御により、粗調節と微調節の風量調節が行なわれる。可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂの簡素化を図ることができる。
【０１１７】
第６実施形態では、図９および図１０に示す原子力発電所の換気空調設備の空調流量制御方法が実施される。
【０１１８】
原子力発電所の換気空調設備１０Ｅは、外気を原子力発電所の換気空調対象区域１２に複数個の送風機２４，２８で給気（換気）ダクト２３を介して供給し、換気空調対象区域１２を換気した空気を排風機２８Ａ，２８Ｂから排気（換気）ダクト２６を通して排出する空調流量制御方法である。
【０１１９】
原子力発電所の換気空調設備１０Ｅは、送風機２４Ａ，２４Ｂおよび送風機用電動機３８Ａ，３８Ｂと排風機２８Ａ，２８Ｂおよび排風機用電動機３９Ａ，３９Ｂとを複数台ずつ並設して併用し、一方の送風機用電動機３８Ａおよび排風機用電動機３９Ａに多速度電動機を使用し、残りの送風機用電動機３８Ｂおよび排風機用電動機３９Ｂを可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂで個別に周波数制御して駆動し、換気ダクト２３，２６に設けた温度検出器３７からの温度信号ａに基づき、換気空調設備制御装置３６Ｅは、一方の送風機用電動機３８Ａおよび排風機用電動機３９Ａを極数変換して粗調節の回転速度制御を行なう一方、残りの送風機用電動機３８Ｂおよび排風機用電動機３９Ｂを可変周波数制御装置による可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂの微調節の周波数制御を行なう。そして、原子力発電所の換気空調設備１０Ｅを、複数台ずつの送風機２４Ａ，２４Ｂおよび排風機２８Ａ，２８Ｂを併用して粗調節と微調節の滑らか、かつ円滑な風量調節制御を行なう空調流量制御方法である。
【０１２０】
［第７の実施形態］
図１１は、原子力発電所の換気空調設備の第７実施形態を示すものである。
【０１２１】
第７実施形態に示された原子力発電所の換気空調設備１０Ｆは、換気空調設備制御装置３６Ｆを改良したものであり、全体的構成は第６実施形態に示される換気空調設備１０Ｅと異ならないので、同じ構成には同一符号を付して、説明を省略する。
【０１２２】
図１１に示される第７実施形態の換気空調設備制御装置３６Ｆは、給気側換気空調設備１３の送風機２４Ｂに電源を供給する可変周波数電源装置７０Ａの制御方法を図式化した制御ブロック図である。換気空調設備制御装置３６Ｆ内において、図４に示した第２実施形態の換気空調設備制御装置３６Ａの温度／ダンパ開度変換器（電動機高速運転時）４８に換えて温度／周波数変換器（電動機高速運転時）７３を、温度／ダンパ開度変換器（電動機低速運転時）４９に換えて温度／周波数変換器（電動機低速運転時）７４をそれぞれ設けた構成とすることで、可変周波数電源装置７０Ａの制御周波数を算出している。
【０１２３】
この原子力発電所の換気空調設備１０Ｆは、換気空調設備制御装置３６Ｆにより、給気温度に応じた最低給排気風量を実現する可変周波数電源装置７０Ａの周波数信号ｑ１を実現する一方で、換気空調対象区域１２内を負圧維持手段１７で負圧に維持できないときは、低値選択器５６により低値の周波数信号ｌ１を出力することで、可変周波数電源装置７０Ａにより電源供給される送風機２４Ｂの風量を減らし、換気空調対象区域１２を負圧に維持するように作動制御を行うことができる。
【０１２４】
図１１に示す換気空調設備制御装置３６Ｆでは、給気側空調設備１３の可変周波数電源装置７０Ａの制御機能を示しているが、排気側空調設備１４の可変周波数電源装置７０Ｂの制御機能として設けることも可能である。排気側空調設備１４の可変周波数電源装置７０Ｂの制御機能として設ける場合は、図１１において、低値選択器５６を高値選択器６６に変える必要がある。
【０１２５】
第７実施形態に示される換気空調設備制御装置３６Ｆは、換気空調対象区域１２内と外界との圧力差を検出する差圧検出器１８からの差圧信号ｈに基づいて、可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂの制御周波数を調節して、換気空調対象区域１２内を外界に対して負圧に維持する差圧制御機能を備え、さらに、換気空調設備制御装置３６Ｆは、建屋内が負圧を維持できないとき、温度検出器３７の温度信号から演算される可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂの制御周波数と差圧検出器１８からの差圧信号ｈを信号処理する差圧制御機能から演算される制御周波数とを比較し、低値選択器５６で低値の制御周波数を選択することで、建屋を負圧に維持する機能を備えたものである。
【０１２６】
［第８の実施形態］
図１２は、原子力発電所の換気空調設備の第８実施形態を示すものである。
【０１２７】
第８実施形態に示された原子力発電所の換気空調設備１０Ｇは、換気空調設備制御装置３６Ｇを改良したもので、全体的構成は第６実施形態に示される換気空調設備１０Ｅと異ならないので、同じ構成には同一符号を付し説明を省略する。
【０１２８】
図１２に示される第８実施形態の換気空調設備制御装置３６Ｇは、図６の第３実施形態に示された換気空調設備制御装置３６Ｂの温度／ダンパ開度変換器（電動機高速運転時）４８に換えて温度／周波数変換器（電動機高速運転時）７３を、温度／ダンパ開度変換器（電動機低速運転時）７４に換えて温度／周波数変換器（電動機低速運転時）７０Ａをそれぞれ設け、さらに、ダンパ開度設定器（放射能高信号時）６３に換えて周波数設定器（放射能高信号時）７８を、ダンパ開度設定器（放射能低信号時）６４に換えて、周波数設定器（放射能低信号時）７９をそれぞれ設けた構成とすることで、可変周波数電源装置７０Ａの制御周波数を算出している。
【０１２９】
換気空調設備制御装置３６Ｇ内における極数変換器４３ａの極数変換機能の極数切換方法については、第３実施形態と同一であるので、その説明は省略する。
【０１３０】
第８実施形態の原子力発電所の換気空調設備１０Ｇは、温度計３７の温度信号ａに基づいて、換気空調設備制御装置３６Ｇが極数変換器４３ａ，４３ｂを極数変換させ、この極数変換により、送風機２４Ａおよび排風機２８Ａによる給排気風量の粗調節と、可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂによるインバータ（周波数）制御により給排気風量の微調節を行い、換気空調対象区域１２の給排気風量を換気空調に必要な最低給排気風量まで低減することで、動力低減を実現している。また換気空調対象区域１２内の放射能濃度が高いときは大気中に十分に拡散放出できる風量となるように、送風機２４Ａ，２４Ｂおよび排風機２８Ａ，２８Ｂと可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂの給排気風量制御を実現可能としている。
【０１３１】
第８実施形態に示された換気空調設備制御装置３６Ｇは、換気空調設備制御装置は、換気ダクト２６，２９に設けた放射能検出器３５からの放射能信号ｍに基づいて、換気空調設備制御装置３６Ｅにより、多速度電動機の極数と可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂの制御周波数を調節して風量を調節する機能を備える。
【０１３２】
さらに、換気空調設備制御装置３６Ｇは、放射能検出器３５からの放射能信号ｍが設定値より高いとき、公衆被爆線量を目標値以下に抑えるため大気中に拡散放出できる必要な給排気風量となるように風量調節をするものである。
【０１３３】
［第９の実施形態］
図１３は、原子力発電所の換気空調設備の第９実施形態を示すものである。
【０１３４】
第９実施形態に示された原子力発電所の換気空調設備１０Ｈは、換気空調設備制御装置３６Ｇを改良したものであり、全体的構成は第６実施形態に示される換気空調設備１０Ｅと異ならないので、同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。
【０１３５】
図１３に示される第９実施形態の換気空調設備１０Ｈは、図７の第４実施形態に示された換気空調設備制御装置３６Ｃによる風量調節ダンパ１９の風量制御に代えて可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂの電源周波数をインバータ制御するものである。温度／ダンパ開度変換器（電動機高速運転時）４８に換えて温度／周波数変換器（電動機高速運転時）７３を、温度／ダンパ開度変換器（電動機低速運転時）４９に換えて温度／周波数変換器（電動機低速運転時）７４を設け、ダンパ開度設定器６８に換えて周波数設定器７０を、ダンパ開度加算器６９に換えて周波数加算器８１を設けた構成とすることで、可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂの制御周波数を算出している。
【０１３６】
原子力発電所の換気空調設備１０Ｈは、換気空調設備制御装置３６Ｈにより極数変換器４３ａ，４３ｂの極数変換機能を働かせた極数変換時に、可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂの制御周波数を周波数設定器８０で設定した分変化（微調節）させることで、給排気風量の変化ができるだけ小さくすることが可能になる。
【０１３７】
第９実施形態の原子力発電所の換気空調設備１０Ｈにおいては、可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂは給気側空調設備１３の送風機２４Ｂへ電源供給するために設置されているが、排気側空調設備１４の排風機２８Ｂの電源供給のために設置することも可能である。可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂを排風機２８Ｂの電源供給のために設置する場合は、図１３の可変周波数電源装置７０Ｂの制御周波数の制御方法において、低値選択器５６を高値選択器６６に変える必要がある。
【０１３８】
第９実施形態に示された換気空調設備制御装置３６Ｈは、多速度電動機の極数変換時に、換気空調対象区域１２を流れる給排気風量が非連続とならないように、可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂの制御周波数を予め設定した周波数分変化させる機能を具備したものである。
【０１３９】
［第１０の実施形態］
図１４は、原子力発電所の換気空調設備の第１０実施形態を示すものである。
【０１４０】
第１０実施形態に示された原子力発電所の換気空調設備１０Ｉは、換気空調設備制御装置３６Ｉを改良したものであり、全体的構成は第６実施形態に示される換気空調設備１０Ｅと異ならないので、同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。
【０１４１】
図１４に示された第１０実施形態の換気空調設備１０Ｉは、図８の第５実施形態に示された換気空調設備制御装置３６Ｄによる風量調節ダンパ１９のダンパ風量制御に代えて、可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂの電源周波数をインバータ制御するものである。可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂはインバータ盤として機能する。可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂはインバータ制御により、送風機２４Ｂおよび排風機２８Ｂの各電動機３８Ｂ，３９Ｂの運転周波数が個別に作動制御される。
【０１４２】
具体的には、図１４に示された換気空調設備制御装置３６Ｉは、送風機２４Ｂに電源を供給する可変周波数電源装置７０Ａの制御方法を図式化した制御ブロック図である。換気空調設備制御装置３６Ｉは、図８の換気空調設備制御装置３６Ｄにおける、温度／ダンパ開度変換器（電動機高速運転時）４８に換えて温度／周波数変換器（電動機高速運転時）７３を、温度／ダンパ開度変換器（電動機低速運転時）４９に換えて温度／周波数変換器（電動機低速運転時）７４をそれぞれ設け、また、ダンパ開度設定器（放射能高信号時）６４に置き換え、周波数設定器（放射能高信号時）７８を、ダンパ開度設定器（放射能低信号時）６４に換えて周波数設定器（放射能低信号時）７９を設け、さらにダンパ開度設定器６８に換えて周波数設定器８０を、ダンパ開度加算器５３に換え周波数加算器８１をそれぞれ設けた構成とすることで、可変周波数電源装置７０Ａの制御周波数を算出している。
【０１４３】
第１０実施形態に示す原子力発電所の換気空調設備１０Ｉにおいて、換気空調設備制御装置３６Ｉが、原子力発電所の換気空調対象区域１２を負圧に維持するため負圧維持手段１７が働き、差圧検出器１８の差圧制御機能が作動しているときに、建屋内の放射能濃度が高くなった場合、差圧検出器１８による差圧制御機能を優先させて、換気空調対象区域１２内を負圧に維持している。
【０１４４】
第１０実施形態においては、給気側空調設備１３の可変周波数電源装置７０Ａの制御機能を示しているが、排気側空調設備１４の可変周波数電源装置７０Ｂの制御機能として設けることも可能である。排気側空調設備１４の可変周波数電源装置７０Ｂの制御機能として設ける場合は、図１４において、低値選択器５６を高値選択器４８に変える必要がある。
【０１４５】
第１０実施形態に示された換気空調設備制御装置３６Ｉは、換気空調対象区域１２内と外界との差圧を検出する差圧検出器１８からの差圧信号ｈに基づいて、可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂの制御周波数を調節し、換気空調対象区域１２内を外界に対して負圧に維持する風量調節機能と、換気ダクト２６，２８に設けた放射能検出器３５からの放射能信号ｍに基づいて、多速度電動機の極数と可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂの制御周波数を調節して風量を調節する風量調節機能を備える。
【０１４６】
さらに、換気空調設備制御装置３６Ｆは、差圧検出器１８からの差圧信号ｈに基づく風量調節機能と放射能検出器３５からの放射能信号ｍに基づく風量調節機能が共に作動する場合は、差圧信号ｈから演算される可変周波数電源装置７０Ａ，７０Ｂの制御周波数と、放射能信号ｍから演算される可変周波数電源装置の制御周波数とを比較し、低値選択器５６で低値の制御周波数を選択することで、建屋を負圧に維持する差圧制御機能を備えたものである。
【０１４７】
［第１１の実施形態］
図１５は、原子力発電所の換気空調設備の第１１実施形態を示すものである。
【０１４８】
第１１実施形態は、原子力発電所の換気空調設備１０Ｊに換気空調対象区域１２の温度を一定にする換気空調設備制御装置３６Ｊを備えたもので、全体的な構成は図１に示す第１実施形態の換気空調設備１０および図６に示す第６実施形態の換気空調設備１０Ｅと異ならないので、同じ構成には同一符号を付し図示ならびに説明を省略する。
【０１４９】
第１１実施形態における原子力発電所の換気空調設備１０Ｊは、給気側空調設備１３において、冷却器（加熱・冷却器）２２内を案内される冷却水と給気が熱交換を行ない、冷却水の流水を調節する弁（以下、冷却器調節弁という。）の給気温度を変化させることで、換気空調対象区域１２の温度を一定にする換気空調設備制御装置３６Ｊが設けられる。
【０１５０】
図１５に示された換気空調設備制御装置３６Ｊは、給気側空調設備１３の温度計３７からの温度信号ａに基づき冷却器調節弁の開閉を行い、換気空調対象区域１２の温度を一定に制御し、極数変換器４３ａ，４３ｂの極数変換機能による極数変換時にも、送風機２４（２４Ａ）および排風機２８（２８Ａ）の風量の変化による換気空調対象区域１２の温度変化を低減することを図っている。
【０１５１】
図１５は、原子力発電所の換気空調設備の第１１実施形態において、換気空調設備制御装置３６Ｊの機能を実現する、冷却器調節弁の制御方法を図式化した制御ブロック図である。
【０１５２】
第１１実施形態では、給気側空調設備１３の給気ダクト２３に設置した温度計３７からの温度（検出）信号ａが換気空調設備制御装置３６Ｊ内において、目標温度設定器８３から出力された目標温度信号ｓと、温度偏差演算器８４にて比較演算されて温度偏差信号ｔを算出し、ＰＩ演算器５５にて換気空調対象区域１２の温度を一定にするための冷却器調節弁開度信号（電動機高速運転時）ｕを算出している。
【０１５３】
冷却器調節弁開度信号ｕは、さらに冷却器調節弁開度演算器８５にて、冷却器調節弁開度設定器８６からの開度設定値を引いた冷却器調節弁開度信号（電動機低速運転時）ｖと冷却器調節弁開度信号（電動機高速運転時）ｕを信号切換器８７に入力し、極数変換器４３の極数信号ｆに応じて２つの信号を切り換える。
【０１５４】
そして、送風機２４（２４Ａ）を起動する多速度電動機３８Ａの制御信号が高速運転信号であるときは、信号切換器８７から冷却器調節弁開度信号（電動機高速運転時）ｕを出力し、多速度電動機３８Ａの制御信号が低速運転信号ｖであるときは、信号切換器８７から冷却器調節弁開度信号（電動機低速運転時）ｖを出力する。
【０１５５】
ここで、極数変換４３は、極数変換機能の極数が切り換わる際に送風機２４（２４Ａ）および排風機２８（２８Ａ）の回転速度が段階的に変化することで送風機２４（２４Ａ）および排風機２８（２８Ａ）の風量が段階的に変化し、給排気風量が変化するが、その給排気風量の変化により、換気空調対象区域１２の温度が変化することを避けるために、冷却器調節弁を調節する分の開度を冷却器調節弁開度設定器８５の設定値として与える。
【０１５６】
第１１実施形態の原子力発電所の換気空調設備１０Ｊは、極数変換器４３の極数変換機能の極数変換時に、冷却器調節弁を冷却器調節弁開度設定器８５で設定した開度分変化させることで、換気空調対象区域１２の温度の変化ができるだけ小さくすることができる。
【０１５７】
第１１実施形態に示された原子力発電所の換気空調設備１０Ｊは、給気側空調設備１３の加熱・冷却器２２に備えられた冷却器の冷却水配管上に冷却水調節弁（図示せず）を有し、換気空調対象区域１２の温度を一定に維持するように、冷却水調節弁を調節する機能を換気空調設備制御装置３６Ｊに設けたものである。
【０１５８】
原子力発電所の換気空調設備１０Ｊは、送風機用電動機３８Ａおよび排風機用電動機３９Ａに多速度電動機を用いる一方、多速度電動機の極数変換を換気空調設備制御装置３６Ｊにより、給気（換気）ダクト２３に設けた温度計３７からの温度信号ａを演算して信号処理する一方、換気空調設備制御装置３６Ｊは、多速度電動機の極数変換時に、前記冷却水調節弁の弁開度を予め設定した開度分変化させる機能を備えたものである。
【符号の説明】
【０１５９】
１０，１０Ａ〜１０Ｊ 原子力発電所の換気空調設備
１１ 原子炉建屋
１２ 換気空調対象区域
１３ 給気側空調設備
１４ 排気側空調設備
１５ 排気筒
１７ 負圧維持手段
１８ 差圧検出器
１９ 風量調節ダンパ
２０ 外気取入口
２１ 給気フィルタ
２２ 加熱・冷却器
２３ 給気ダクト
２４，２４Ａ，２４Ｂ 送風機
２５ａ，２５ｂ 隔離弁
２６，３０，３１ 排気ダクト
２７ 排気フィルタ
２８，２８Ａ，２８Ｂ 排風機
２９ 主排気ダクト
３０ タービン建屋の排気ダクト
３１ 放射性廃棄物建屋の排気ダクト
３５ 放射能検出器
３６，３６Ａ〜３６Ｊ 換気空調設備制御装置
３７ 温度計
３８，３８Ａ 送風機用電動機（多速度電動機）
３９，３９Ａ 排風機用電動機（多速度電動機）
４０ 母線
４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ 遮断器
４３，４３ａ，４３ｂ 極数変換器
４５ 温度警報設定器
４６ 論理否定演算器
４８ 温度／ダンパ開度変換器（電動機高速運転時）
４９ 温度／ダンパ開度変換器（電動機低速運転時）
５０，５０ａ 信号変換器
５３ 差圧偏差演算器
５４ 目標差圧設定器
５５ ＰＩ演算器
５６ 低値選択器
５８ 放射能警報設定器
５９ 論理否定演算器
６０ 論理積演算器
６１ 論理和演算器
６３ ダンパ開度設定器（放射能高信号時）
６４ ダンパ開度設定器（放射能低信号時）
６５ 信号切換器
６７ 風量変化抑制装置
６８ ダンパ開度設定器
６９ ダンパ開度加算器
７０Ａ，７０Ｂ 可変周波数電源装置
７３ 温度／周波数変換器（電動機高速運転時）
７４ 温度／周波数変換器（電動機低速運転時）
７８ 周波数設定器（放射能高信号時）
７９ 周波数設定器（放射能低信号時）
８０ 周波数設定器
８１ 周波数加算器
８３ 目標温度設定器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外気を原子力発電所の換気空調対象区域に供給する送風機および前記送風機用電動機と、前記換気空調対象区域を換気した空気を排出させる排風機および前記排風機用電動機と、
前記送風機からの送風で換気空調対象区域を換気して前記排風機に導かれる換気ダクトと、を有する原子力発電所の換気空調設備において、
前記送風機用電動機および前記排風機用電動機に多速度電動機を用いる一方、前記換気ダクトに設けた温度検出器からの温度信号を信号処理する換気空調設備制御装置を設け、
前記換気空調設備制御装置は、前記送風機用電動機および排風機用電動機を個別に極数変換による回転速度制御と、前記換気ダクトに設けられた風量調節ダンパのダンパ開度制御とで風量調節を行なう風量調節機能を備えたことを特徴とする原子力発電所の換気空調設備。
【請求項２】
前記換気空調設備制御装置は、換気空調対象領域内と外界との圧力差を検出する差圧検出器からの差圧信号を信号処理し、
前記換気空調対象区域内を外界に対して負圧に維持するために、前記風量調節ダンパのダンパ開度制御を行なう差圧制御機能を備え、
さらに、前記換気空調設備制御装置は、建屋内が負圧を維持できないとき、前記温度検出器の温度信号から演算される風量調節ダンパ開度と前記差圧検出器の差圧信号から演算される風量調節ダンパ開度とを比較して低位の風量調節ダンパ開度を選択して風量調節を行ない、建屋を負圧に維持する機能を備えた請求項１に記載の原子力発電所の換気空調設備。
【請求項３】
前記換気空調設備制御装置は、前記換気ダクトに設けた放射能検出器からの放射能信号および前記温度検出器からの温度信号を信号処理し、前記多速度電動機の極数と前記風量調節ダンパのダンパ開度を調節して風量調節を行なう風量調節機能を備える一方、
前記換気風量設備制御装置は、前記放射能検出器からの放射能信号が設定値より高いとき、公衆被曝線量を目標値以下に抑えるべく、大気中に拡散放出できる給排気風量となるように前記多速度電動機の極数を変換して前記送風機および排風機を高速運転させた請求項１に記載の原子力発電所の換気空調設備。
【請求項４】
前記換気空調設備制御装置は、前記換気ダクトに設けた放射能検出器からの放射能信号および前記温度検出器からの温度信号を信号処理して前記多速度電動機の極数と前記風量調節ダンパのダンパ開度を調節して風量調節を行なう風量調節機能を備える一方、
前記換気風量設備制御装置は、前記放射能検出器の放射能信号から演算される風量調節ダンパ開度と前記温度検出器の温度信号から演算される風量調節ダンパとを比較し、高位の風量調節ダンパ開度を選択し、前記放射能検出器で検出される放射能濃度が設定値より高いときでも、目標となる公衆被曝線量以下に給排気風量を抑えた請求項１に記載の原子力発電所の換気空調設備。
【請求項５】
前記換気空調設備制御装置は、前記多速度電動機の極数変換時に、前記換気空調対象区域を流れる給排気風量の段階的変化を避けるために、前記風量調節ダンパのダンパ開度を予め設定した開度分変化させるダンパ開度設定器を備えた請求項１に記載の原子力発電所の換気空調設備。
【請求項６】
前記換気空調設備制御装置は、前記換気空調対象区域内と外界との差圧を検出する差圧検出器からの差圧信号を演算して、前記換気空調対象区域内を外界に対して負圧に維持する風量調節ダンパのダンパ開度を制御する風量調節機能と、前記放射能検出器で検出された放射能信号を演算して前記多速度電動機の極数と前記風量調節ダンパのダンパ開度を調節する風量調節機能とを備え、
さらに、前記換気空調設備制御装置は、前記差圧検出器からの差圧信号に基づく風量調節機能と前記放射能検出器からの放射能信号に基づく風量調節機能とが共に作動する場合、前記差圧信号から演算される風量調節ダンパ開度と、前記放射能信号から演算される風量調節ダンパ開度とを比較し、低位の風量調節ダンパ開度を選択することで、建屋内を負圧に維持する機能を備えた請求項１に記載の原子力発電所の換気空調設備。
【請求項７】
外気を原子力発電所の換気空調対象区域に供給する送風機および前記送風機用電動機と、前記換気空調対象区域を換気した空気を排出させる排風機および前記排風機用電動機とを複数台ずつ有し、
前記送風機からの送風で換気空調対象区域を換気して前記排風機に導かれる換気ダクトを備えた原子力発電所の換気空調設備において、
一方の前記送風機用電動機および排風機用電動機に多速度電動機を用い、残りの送風機用電動機および排風機用電動機を可変周波数電源装置で個別に制御可能に設け、
前記換気ダクトに設けた温度検出器からの温度信号を信号処理する換気空調設備制御装置を設け、
前記換気空調設備制御装置は、前記温度検出器からの温度信号に基づいて、多速度電動機の極数変換を行なう極数変換機能を備えた前記一方の送風機用電動機および排風機用電動機と、
前記可変周波数電源装置の周波数制御を行なう前記残りの送風機用電動機および排風機用電動機との制御による風量調節機能を備えたことを特徴とする原子力発電所の換気空調設備。
【請求項８】
前記換気空調設備制御装置は、前記換気空調対象区域内と外界との圧力差を検出する差圧検出器からの差圧信号に基づいて、前記可変周波数電源装置の制御周波数を調節して前記残りの送風機用電動機および排風機用電動機を制御し、前記換気空調対象区域内を外界に対して負圧に維持する差圧制御機能を備え、
さらに、前記換気空調設備制御装置は、建屋内が負圧を維持出来ないとき、前記温度検出器の温度信号から演算される前記可変周波数電源装置の制御周波数と前記差圧制御機能から演算される制御周波数を比較し、低値の制御周波数を選択することで、前記残りの送風機用電動機および排風機用電動機を制御し、前記建屋を負圧に維持する機能を備えた請求項７に記載の原子力発電所の換気空調設備。
【請求項９】
前記換気空調設備制御装置は、前記換気ダクトに設けた放射能検出器で検出された放射能信号に基づいて、前記多速度電動機の極数と前記可変周波数電源装置の制御周波数を調節する風量を調節する機能を備え、
前記換気空調設備制御装置は、前記放射能検出器からの放射能信号が設定値より高いとき、公衆被爆線量を目標値以下に抑えるため大気中に拡散放出できる必要な給排気風量となるように風量調節をすることを特徴とした請求項７に記載の原子力発電所の換気空調設備。
【請求項１０】
前記換気空調設備制御装置は、前記多速度電動機の極数変換時に、前記換気空調対象区域を流れる給排気風量が非連続とならないように、可変周波数電源装置の制御周波数を予め設定した周波数分変化させ、前記残りの送風機用電動機および排風機用電動機を制御する機能を具備した請求項７に記載の原子力発電所の換気空調設備。
【請求項１１】
前記換気空調設備制御装置は、前記換気空調対象区域内と外界との差圧を検出する差圧検出器からの差圧信号に基づいて、可変周波数電源装置の制御周波数を調節して前記残りの送風機用電動機および排風機用電動機を制御し、前記換気空調対象区域内を外界に対して負圧に維持する風量調節機能と、
前記換気ダクトに設けた放射能検出器からの放射能信号に基づいて、前記多速度電動機の極数と前記可変周波数電源装置の制御周波数を調節し、風量を調節する風量調節機能を備え、
さらに、前記換気空調設備制御装置は、前記差圧検出器からの差圧信号に基づく風量調節機能と放射能検出器からの放射能信号に基づく風量調節機能が共に作動する場合は、前記差圧信号から演算される可変周波数電源装置の制御周波数と、前記放射能信号から演算される可変周波数電源装置の制御周波数とを比較し、低値の制御周波数を選択して前記残りの送風機用電動機および排風機用電動機を制御することで、建屋を負圧に維持する差圧制御機能を備えた請求項７に記載の原子力発電所の換気空調設備。
【請求項１２】
前記原子力発電所の換気空調設備は、給気側空調設備の加熱・冷却器に備えられた冷却器の冷却水配管上に冷却水調節弁を有し、
前記換気空調対象区域の温度を一定に維持するように、前記冷却水調節弁を調節する機能を前記換気空調設備制御装置に設け、
さらに、前記送風機用電動機および排風機用電動機に多速度電動機を用いる一方、前記多速度電動機の極数変換を前記換気空調設備制御装置により、前記換気ダクトに設けた温度検出器からの温度信号を演算して信号処理して行ない、
前記換気空調設備制御装置は、前記多速度電動機の極数変換時に、前記冷却水調節弁の弁開度を予め設定した開度分変化させる機能を備えた請求項１または７に記載の原子力発電所の換気空調設備。
【請求項１３】
外気を原子力発電所の換気空調対象区域に送風機で換気ダクトを介して供給し、
前記換気空調対象区域を換気した空気を排風機から換気ダクトを通して排出する原子力発電所の換気空調設備の空調流量制御方法において、
前記送風機を駆動する送風機用電動機と前記排風機を駆動する排風機用電動機とに多速度電動機をそれぞれ使用し、
前記換気ダクトに設けた温度検出器からの温度信号に基づき、換気空調設備制御装置は、前記送風機用電動機および排風機用電動機の極数変換を行なう回転速度制御と、前記換気ダクトに設けられた風量調節ダンパのダンパ開度制御とを行ない、前記原子力発電所の換気空調設備を前記送風機および排風機と風量調節ダンパとを併用して風量調節制御を行なうことを特徴とする原子力発電所の換気空調設備の空調流量制御方法。
【請求項１４】
外気を原子力発電所の換気空調対象区域に送風機で換気ダクトを介して供給し、
前記換気空調対象区域を換気した空気を排風機から換気ダクトを通して排出する原子力発電所の換気空調設備の空調流量制御方法において、
前記送風機および送風機用電動機と前記排風機および排風機用電動機とを複数台ずつ並設して使用し、
一方の前記送風機用電動機および排風機用電動機に多速度電動機を使用し、残りの前記送風機用電動機および排風機用電動機を可変周波数電源装置で個別に周波数制御し、
前記換気ダクトに設けた温度検出器からの温度信号に基づき、換気空調設備制御装置は、前記一方の送風機用電動機および排風機用電動機を極数変換して回転速度制御を行なう一方、
前記残りの送風機用電動機および排風機用電動機を前記可変周波数制御装置による可変周波数電源装置の周波数制御を行ない、
前記原子力発電所の換気空調設備を、複数台ずつの前記送風機および排風機を併用して風量調節制御を行なうことを特徴とする原子力発電所の換気空調設備の空調流量制御方法。
【請求項１】
外気を原子力発電所の換気空調対象区域に供給する送風機および前記送風機用電動機と、前記換気空調対象区域を換気した空気を排出させる排風機および前記排風機用電動機と、
前記送風機からの送風で換気空調対象区域を換気して前記排風機に導かれる換気ダクトと、を有する原子力発電所の換気空調設備において、
前記送風機用電動機および前記排風機用電動機に多速度電動機を用いる一方、前記換気ダクトに設けた温度検出器からの温度信号を信号処理する換気空調設備制御装置を設け、
前記換気空調設備制御装置は、前記送風機用電動機および排風機用電動機を個別に極数変換による回転速度制御と、前記換気ダクトに設けられた風量調節ダンパのダンパ開度制御とで風量調節を行なう風量調節機能を備えたことを特徴とする原子力発電所の換気空調設備。
【請求項２】
前記換気空調設備制御装置は、換気空調対象領域内と外界との圧力差を検出する差圧検出器からの差圧信号を信号処理し、
前記換気空調対象区域内を外界に対して負圧に維持するために、前記風量調節ダンパのダンパ開度制御を行なう差圧制御機能を備え、
さらに、前記換気空調設備制御装置は、建屋内が負圧を維持できないとき、前記温度検出器の温度信号から演算される風量調節ダンパ開度と前記差圧検出器の差圧信号から演算される風量調節ダンパ開度とを比較して低位の風量調節ダンパ開度を選択して風量調節を行ない、建屋を負圧に維持する機能を備えた請求項１に記載の原子力発電所の換気空調設備。
【請求項３】
前記換気空調設備制御装置は、前記換気ダクトに設けた放射能検出器からの放射能信号および前記温度検出器からの温度信号を信号処理し、前記多速度電動機の極数と前記風量調節ダンパのダンパ開度を調節して風量調節を行なう風量調節機能を備える一方、
前記換気風量設備制御装置は、前記放射能検出器からの放射能信号が設定値より高いとき、公衆被曝線量を目標値以下に抑えるべく、大気中に拡散放出できる給排気風量となるように前記多速度電動機の極数を変換して前記送風機および排風機を高速運転させた請求項１に記載の原子力発電所の換気空調設備。
【請求項４】
前記換気空調設備制御装置は、前記換気ダクトに設けた放射能検出器からの放射能信号および前記温度検出器からの温度信号を信号処理して前記多速度電動機の極数と前記風量調節ダンパのダンパ開度を調節して風量調節を行なう風量調節機能を備える一方、
前記換気風量設備制御装置は、前記放射能検出器の放射能信号から演算される風量調節ダンパ開度と前記温度検出器の温度信号から演算される風量調節ダンパとを比較し、高位の風量調節ダンパ開度を選択し、前記放射能検出器で検出される放射能濃度が設定値より高いときでも、目標となる公衆被曝線量以下に給排気風量を抑えた請求項１に記載の原子力発電所の換気空調設備。
【請求項５】
前記換気空調設備制御装置は、前記多速度電動機の極数変換時に、前記換気空調対象区域を流れる給排気風量の段階的変化を避けるために、前記風量調節ダンパのダンパ開度を予め設定した開度分変化させるダンパ開度設定器を備えた請求項１に記載の原子力発電所の換気空調設備。
【請求項６】
前記換気空調設備制御装置は、前記換気空調対象区域内と外界との差圧を検出する差圧検出器からの差圧信号を演算して、前記換気空調対象区域内を外界に対して負圧に維持する風量調節ダンパのダンパ開度を制御する風量調節機能と、前記放射能検出器で検出された放射能信号を演算して前記多速度電動機の極数と前記風量調節ダンパのダンパ開度を調節する風量調節機能とを備え、
さらに、前記換気空調設備制御装置は、前記差圧検出器からの差圧信号に基づく風量調節機能と前記放射能検出器からの放射能信号に基づく風量調節機能とが共に作動する場合、前記差圧信号から演算される風量調節ダンパ開度と、前記放射能信号から演算される風量調節ダンパ開度とを比較し、低位の風量調節ダンパ開度を選択することで、建屋内を負圧に維持する機能を備えた請求項１に記載の原子力発電所の換気空調設備。
【請求項７】
外気を原子力発電所の換気空調対象区域に供給する送風機および前記送風機用電動機と、前記換気空調対象区域を換気した空気を排出させる排風機および前記排風機用電動機とを複数台ずつ有し、
前記送風機からの送風で換気空調対象区域を換気して前記排風機に導かれる換気ダクトを備えた原子力発電所の換気空調設備において、
一方の前記送風機用電動機および排風機用電動機に多速度電動機を用い、残りの送風機用電動機および排風機用電動機を可変周波数電源装置で個別に制御可能に設け、
前記換気ダクトに設けた温度検出器からの温度信号を信号処理する換気空調設備制御装置を設け、
前記換気空調設備制御装置は、前記温度検出器からの温度信号に基づいて、多速度電動機の極数変換を行なう極数変換機能を備えた前記一方の送風機用電動機および排風機用電動機と、
前記可変周波数電源装置の周波数制御を行なう前記残りの送風機用電動機および排風機用電動機との制御による風量調節機能を備えたことを特徴とする原子力発電所の換気空調設備。
【請求項８】
前記換気空調設備制御装置は、前記換気空調対象区域内と外界との圧力差を検出する差圧検出器からの差圧信号に基づいて、前記可変周波数電源装置の制御周波数を調節して前記残りの送風機用電動機および排風機用電動機を制御し、前記換気空調対象区域内を外界に対して負圧に維持する差圧制御機能を備え、
さらに、前記換気空調設備制御装置は、建屋内が負圧を維持出来ないとき、前記温度検出器の温度信号から演算される前記可変周波数電源装置の制御周波数と前記差圧制御機能から演算される制御周波数を比較し、低値の制御周波数を選択することで、前記残りの送風機用電動機および排風機用電動機を制御し、前記建屋を負圧に維持する機能を備えた請求項７に記載の原子力発電所の換気空調設備。
【請求項９】
前記換気空調設備制御装置は、前記換気ダクトに設けた放射能検出器で検出された放射能信号に基づいて、前記多速度電動機の極数と前記可変周波数電源装置の制御周波数を調節する風量を調節する機能を備え、
前記換気空調設備制御装置は、前記放射能検出器からの放射能信号が設定値より高いとき、公衆被爆線量を目標値以下に抑えるため大気中に拡散放出できる必要な給排気風量となるように風量調節をすることを特徴とした請求項７に記載の原子力発電所の換気空調設備。
【請求項１０】
前記換気空調設備制御装置は、前記多速度電動機の極数変換時に、前記換気空調対象区域を流れる給排気風量が非連続とならないように、可変周波数電源装置の制御周波数を予め設定した周波数分変化させ、前記残りの送風機用電動機および排風機用電動機を制御する機能を具備した請求項７に記載の原子力発電所の換気空調設備。
【請求項１１】
前記換気空調設備制御装置は、前記換気空調対象区域内と外界との差圧を検出する差圧検出器からの差圧信号に基づいて、可変周波数電源装置の制御周波数を調節して前記残りの送風機用電動機および排風機用電動機を制御し、前記換気空調対象区域内を外界に対して負圧に維持する風量調節機能と、
前記換気ダクトに設けた放射能検出器からの放射能信号に基づいて、前記多速度電動機の極数と前記可変周波数電源装置の制御周波数を調節し、風量を調節する風量調節機能を備え、
さらに、前記換気空調設備制御装置は、前記差圧検出器からの差圧信号に基づく風量調節機能と放射能検出器からの放射能信号に基づく風量調節機能が共に作動する場合は、前記差圧信号から演算される可変周波数電源装置の制御周波数と、前記放射能信号から演算される可変周波数電源装置の制御周波数とを比較し、低値の制御周波数を選択して前記残りの送風機用電動機および排風機用電動機を制御することで、建屋を負圧に維持する差圧制御機能を備えた請求項７に記載の原子力発電所の換気空調設備。
【請求項１２】
前記原子力発電所の換気空調設備は、給気側空調設備の加熱・冷却器に備えられた冷却器の冷却水配管上に冷却水調節弁を有し、
前記換気空調対象区域の温度を一定に維持するように、前記冷却水調節弁を調節する機能を前記換気空調設備制御装置に設け、
さらに、前記送風機用電動機および排風機用電動機に多速度電動機を用いる一方、前記多速度電動機の極数変換を前記換気空調設備制御装置により、前記換気ダクトに設けた温度検出器からの温度信号を演算して信号処理して行ない、
前記換気空調設備制御装置は、前記多速度電動機の極数変換時に、前記冷却水調節弁の弁開度を予め設定した開度分変化させる機能を備えた請求項１または７に記載の原子力発電所の換気空調設備。
【請求項１３】
外気を原子力発電所の換気空調対象区域に送風機で換気ダクトを介して供給し、
前記換気空調対象区域を換気した空気を排風機から換気ダクトを通して排出する原子力発電所の換気空調設備の空調流量制御方法において、
前記送風機を駆動する送風機用電動機と前記排風機を駆動する排風機用電動機とに多速度電動機をそれぞれ使用し、
前記換気ダクトに設けた温度検出器からの温度信号に基づき、換気空調設備制御装置は、前記送風機用電動機および排風機用電動機の極数変換を行なう回転速度制御と、前記換気ダクトに設けられた風量調節ダンパのダンパ開度制御とを行ない、前記原子力発電所の換気空調設備を前記送風機および排風機と風量調節ダンパとを併用して風量調節制御を行なうことを特徴とする原子力発電所の換気空調設備の空調流量制御方法。
【請求項１４】
外気を原子力発電所の換気空調対象区域に送風機で換気ダクトを介して供給し、
前記換気空調対象区域を換気した空気を排風機から換気ダクトを通して排出する原子力発電所の換気空調設備の空調流量制御方法において、
前記送風機および送風機用電動機と前記排風機および排風機用電動機とを複数台ずつ並設して使用し、
一方の前記送風機用電動機および排風機用電動機に多速度電動機を使用し、残りの前記送風機用電動機および排風機用電動機を可変周波数電源装置で個別に周波数制御し、
前記換気ダクトに設けた温度検出器からの温度信号に基づき、換気空調設備制御装置は、前記一方の送風機用電動機および排風機用電動機を極数変換して回転速度制御を行なう一方、
前記残りの送風機用電動機および排風機用電動機を前記可変周波数制御装置による可変周波数電源装置の周波数制御を行ない、
前記原子力発電所の換気空調設備を、複数台ずつの前記送風機および排風機を併用して風量調節制御を行なうことを特徴とする原子力発電所の換気空調設備の空調流量制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−１３７３１６（Ｐ２０１２−１３７３１６Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８８０７９（Ｐ２０１０−２８８０７９）
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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