内蔵型再循環ポンプ
原子力を知りたい
内蔵型再循環ポンプについて教えてください。
原子力マニア
内蔵型再循環ポンプは、改良型BWR（ABWR）という原子炉で採用されている新技術で、従来の外から冷却水を循環させる方式ではなく、原子炉内に設置して冷却水を送るポンプのことです。
原子力を知りたい
その構造を教えてもらえますか？
原子力マニア
内蔵型再循環ポンプは、軸封部のないウエットモータ駆動の立型単段斜流ポンプが使用されています。1350MWe級プラントでは10台のポンプが設置され、静止型可変周波数電源（インバータ）で駆動されるため、可変速度運転が可能で冷却水流量を調節できます。
内蔵型再循環ポンプとは。
原子炉の冷却水循環に用いられる「内蔵型再循環ポンプ」は、従来の外部循環方式とは異なり、原子炉圧力容器内に設置されています。このポンプは、軸封がなくウエットモーターで駆動する立型単段斜流ポンプで、1350MWe級プラントでは10台が設置されています。
各ポンプは静止型可変周波数電源（インバータ）で駆動され、可変速度運転が可能です。これにより、原子炉冷却水流量の調整が可能になります。
従来のBWRで使用されていた外部型の再循環ポンプと比較すると、内蔵型ポンプは原子炉圧力容器の外側に配管を必要とせず、安全性の観点から大口径配管破断のリスクが低減しています。
インターナルポンプとは
インターナルポンプとは、水槽内蔵型の再循環ポンプの総称です。水槽の壁面や底面に取り付けることで、水槽内の水を循環させます。外部フィルターとは異なり、本体が完全に水槽内に設置されるため、ホースや配管が不要で、すっきりとした見た目を保てます。また、小型で設置が容易なため、初心者でも手軽に取り扱えるのが特徴です。
ウエットモータ駆動の立型単段斜流ポンプ
ウエットモータ駆動の立型単段斜流ポンプは、内蔵型再循環ポンプのサブカテゴリで、ポンプ本体とモーターが一体化しているのが特徴です。この構造により、ポンプのCompactサイズ化と、メンテナンス性の向上を実現しています。また、斜流インペラを採用しており、高効率かつ静かな運転が可能です。立型設計により、床面積を節約できます。
静止型可変周波数電源（インバータ）
静止型可変周波数電源（インバータ）は、内蔵型再循環ポンプの重要な構成要素です。インバータは、交流（AC）電源を直流（DC）に変換し、それをさまざまな周波数と電圧のAC電源に変換します。この機能により、ポンプの速度と出力を制御して、流量と圧力を最適化することができます。
インバータは、エネルギー効率の向上にも役立ちます。従来のポンプは、全開または全閉で動作するため、多くのエネルギーが無駄になっていました。インバータを使用すると、ポンプは実際の需要に合わせて速度を調整できるため、エネルギー消費を削減することができます。
さらに、インバータはポンプの寿命を延ばすのに役立ちます。ポンプを全開で動作させると、コンポーネントに過度な応力がかかり、故障につながる可能性があります。インバータを使用すると、ポンプを低速で動作させることができるため、磨耗が軽減され、寿命が延びます。
従来型との違い
内蔵型再循環ポンプと従来型ポンプの主な違いは、ポンプの設置方法にあります。従来型ポンプは外部に設置され、ホースで水槽と接続されています。対して内蔵型ポンプは水槽内に直接設置され、コードやホースなどが露出していません。これにより、見た目がすっきりするだけでなく、ホースが絡まったり、漏水したりするリスクも軽減されます。また、内蔵型ポンプは設置が簡単で、掃除やメンテナンスも容易です。
安全評価のメリット
-安全評価のメリット-
内蔵型再循環ポンプを採用することで、安全性の向上という大きなメリットがあります。内蔵型ポンプは放射性物質を含む一次冷却材と直接接触しないため、ポンプのシール部の破損による放射性物質の漏洩事故リスクが大幅に低減されます。これにより、作業員の被曝低減につながり、安全で効率的なプラントの運転が可能になります。さらに、内蔵型ポンプは従来の外部ポンプとは異なり、配管などの複雑な設置やメンテナンスが不要なため、保守コストの削減にも貢献します。