JP6034735B2 - フィルタベント建屋 - Google Patents

Description

本発明は、原子力発電所のフィルタベント装置を設置するフィルタベント建屋に関する。

これまでの国内の原子力発電所ではフィルタベント装置を備えていなかったが、福島原子力発電所の事故の教訓を踏まえ、フィルタベント装置を既設プラントへ設置することが検討されている。

原子力発電所で全電源喪失などの過酷事故が起きた場合、原子炉の格納容器内が加圧されることがある。フィルタベント装置は、加圧された格納容器を減圧するために、格納容器内の放出ガスを外部環境へ放出する際に、放射性物質を除去・低減する装置である（例えば、特許文献１、特許文献２）。

既設の原子炉建屋内へのフィルタベント装置の設置は、フィルタベント装置の重量や、原子炉建屋内のスペース、遮へい、躯体強度などの制約があることから困難である。従って、フィルタベント装置は、原炉建屋の屋外に設置することが考えられる。

特開平４−２１６４９７号公報 特開平６−２１４０９４号公報

フィルタベント装置を備えた建屋を屋外に設置する場合、福島原子力発電所の事故の原因となった津波による敷地浸水や漂流物の衝突、更には、テロなどの対策として航空機などの飛来物の衝突などのシビアアクシデントについても新たに考慮する必要がある。

しかしながら、これまでシビアアクシデントが起きてもフィルタベント装置の機能の健全性を維持するために、フィルタベント装置を備えたフィルタベント建屋をどのようにすべきかについては検討が不足していた。

そこで、本発明は、シビアアクシデントが起きてもフィルタベント装置の機能の健全性を維持するための、フィルタベント装置を備えたフィルタベント建屋を提供することを目的とする。

本実施形態のフィルタベント建屋は、フィルタベント装置を格納するフィル
タベント室と、前記フィルタベント室の上部に近接して配置される共有エリアと、上部に
開口部を有する放熱槽と、前記フィルタベント室から受熱し前記放熱槽で排熱するよう配
置する伝熱管とを備えるフィルタベント建屋であって、前記共有エリアの天井の一部に開
閉可能な入出口として設けられた水密ハッチの上面と、前記放熱槽の開口部に嵌合された
格子板の上面とは地表面と同一面となるように、建屋全体が地中に埋没するよう構成され
ることを特徴とする。

また、本実施形態のフィルタベント建屋は、建屋全体が地中に埋没されたフィルタベント建

また、本実施形態のフィルタベント建屋は、地面に埋没されたフィルタベント建屋であって、周囲を遮へい壁で囲った内部にフィルタベント装置を設置するフィルタベント室と、前記フィルタベント室の側面に隣接され、前記フィルタベント装置の排水や移送を行う排水移送ポンプを設置するポンプ室と、前記ポンプ室の上部及びフィルタベント室の側面に配置され、前記ポンプ室とは開閉可能な入出口を含む遮へい床で仕切られ、前記ポンプ室への行き来を行うために設けられた階段室と、前記フィルタベント室と前記階段室の上部に近接して設置され、天井の一部に地上から出入りを行うことが可能な水密ハッチを有する共有エリアとを備えたことを特徴とする。

また、本実施形態のフィルタベント建屋は、地面に埋没されたフィルタベント建屋であって、周囲を遮へい壁で囲った内部にフィルタベント装置を設置するフィルタベント室と、前記フィルタベント室と伝熱管を介して接続され、前記フィルタベント室で受熱した熱を放熱するための領域であって、その上部は地表面に開口される放熱槽とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、シビアアクシデントが起きてもフィルタベント装置の機能の健全性を維持するための、フィルタベント装置を備えたフィルタベント建屋を提供できる。

本実施形態のフィルタベント建屋を示す図。 格子板６の斜視図。 本実施形態の第１変形例のフィルタベント建屋を示す図。 本実施形態の第２変形例のフィルタベント建屋を示す図。

以下に、本発明のフィルタベント建屋の実施形態に関し、図面を参照しながら説明する。

図１は、本実施形態のフィルタベント建屋を示す図である。

フィルタベント建屋は、フィルタベント装置２を遮へい壁２０で格納するフィルタベント室３と、前記フィルタベント室３の上部に近接して配置される共有エリア１１と、上部に開口部を有する放熱槽４と、前記フィルタベント室３から受熱し、放熱槽４で排熱するよう配置する伝熱管５とを備える。

そして、フィルタベント建屋は、前記共有エリア１１の天井の一部に開閉可能な入出口として設けられた水密ハッチ１５の上面と、放熱槽４の開口部に嵌合された格子板６の上面とは地表面と同一面となるように、建屋全体が地中に埋没するよう構成する。また、水密ハッチ１５と格子板６以外のフィルタベント建屋上部はコンクリート層で覆っている。

このような構成により、地面から突出しないように埋没しつつフィルタベント建屋への入出ができると共に、フィルタベント室の排熱を行うことができる。

次に、フィルタベント建屋の構造全体について、より詳細に説明する。

フィルタベント建屋の建屋躯体１の全体は、地面に埋没されている。フィルタベント室３は、周囲を遮へい壁２０で囲った内部にフィルタベント装置２を設置する。

ポンプ室７は、前記フィルタベント室３の側面に隣接され、前記フィルタベント装置２の排水や移送を行う排水移送ポンプ８を設置する。ポンプ室７も遮へい壁２０で覆っている。階段室９は、前記ポンプ室７の上部及びフィルタベント室３の側面に配置され、前記ポンプ室７とは開閉可能な入出口を含む遮へい壁（遮へい床）２０で仕切られ、前記ポンプ室７への行き来を行うために設けられる。

共有エリア１１は、前記フィルタベント室３と階段室９の上部に近接して設置され、天井の一部に地上から出入りを行うことが可能な水密ハッチ１５を有する。

放熱槽４は、前記フィルタベント室３と伝熱管５を介して接続され、フィルタベント室３内の熱を伝熱管５−１側で受熱し、伝熱管５−２側で熱を放熱するための領域であって、その上部は地表面に開口される。

次に、建屋躯体１内の各構成について、より詳細に説明する。

フィルタベント装置２は、図示しない原子炉格納容器と配管で接続されており、シビアアクシデントが生じた場合などの何らかの理由により原子炉格納容器内で所定の圧力を超えた場合に、原子炉格納容器内のガスが流入する。フィルタベント装置２は、流入されたガスの放射能物質を除去・低減し、除去・低減された気体（ガス）を放出する。

フィルタベント室３は、フィルタベント装置２から放出された気体を格納する部屋であり、立坑構造で高さ方向に十分な広さを有し、且つ外部へ放射能の漏洩を防ぐために、周囲は遮へい壁２０で覆われている。フィルタベント室３の最下部にフィルタベント装置２を設置する。

放熱槽４は、その上部に格子板６が嵌合され、格子板６の隙間を介し地上に開口している。格子板６の一例を図２に示す。格子板６の上部と地表面とはほぼ同一平面状となるよう配置されている。格子板６の各格子の隙間は、（後述の）伝熱管５−２の折り返して隣接する２つの管同士の離間距離より短いものとする。放熱槽４には、空の状態（大気）でもよいが、冷却水（水）が満たされていても良い。

伝熱管５は、フィルタベント室３と放熱槽４とにまたがって配置され、伝熱管５−１によってフィルタベント室３内の雰囲気から受熱し、伝熱管５−２によって放熱槽４内の大気または水へ放熱する。

ポンプ室７には、フィルタベント装置２とパイプ等によって接続されフィルタベント装置２内の水を攪拌したり、水を入れ替えたりする排水移送ポンプ８を備える。なお、フィルタベント装置２と排水移送ポンプ８とで接続されるパイプ等についての図示は省略する。排水移送ポンプ８は、フィルタベント装置２と接続されるからフィルタベント装置２との距離がなるべく近いほうが望ましく、本実施形態では遮へい板を介し、ほぼ真横に配置している。

階段室９は、共有エリア１１とポンプ室７とを繋ぐ階段１０を備えている。階段室９の床の一部には、ポンプ室への出入りができる、放射能を低減する遮へいする扉または水密ハッチ（図示しない）がある。

共有エリア１１は、フィルタベント装置２に係る弁や計器架台と、フィルタベント装置２内の水中に溶存し保持されたヨウ素が再揮発により放出されることを防止するための薬液タンク１２とを備えている。また、フィルタベント装置２や排水移送ポンプ８のメンテナンスを行う際に使用するためのクレーン１３を備えていても良い。更に、共有エリア１１からフィルタベント室３へ入るための入出口は遮へい効果のある水密ハッチ１４とすることが望ましい。

共有エリア１１は、フィルタベント室３及びポンプ室７と接続される階段室９との上部に配置し、地表面とも上部で隣接配置する。また、共有エリア１１の上面の一部には、外部から共有エリア１５へ入出するための唯一の出入り口として水密ハッチ１５を設ける。

このような構成とした共有エリア１１は、フィルタベント装置２に係る機器の操作時やメンテナンス時に運転員がフィルタベント室３やポンプ室７へ入出する際に、必ず経由することとなる。

以上で説明した本実施形態のフィルタベント建屋は、地面から突出しないように埋没しつつフィルタベント建屋への入出ができると共に、フィルタベント室の排熱を行うことができる。

また、本実施形態によれば、フィルタベント室と放熱槽とを接続している伝熱管により、フィルタベント室の熱が放熱槽へ移送され、放熱槽の熱は外気に放出することができるようになった。更に、放熱槽の上部を格子板とすることにより、伝熱管同士の離間距離を上回る大きさの漂流物が津波により放熱槽の上部から入り、伝熱管の損傷することを防止できる。万一、水源がなくなった場合でも、放熱槽の上部から水を補給することも可能である。また、津波の際には、自動的に水が補給できる。

また、本実施形態では、地上部に出入り口の開口扉の設置と機器の搬出入口を設け、放射線源となるフィルタベント装置は立坑構造にした建屋の最下部に設置することとした。地上部に突出しない出入り且つ機器搬入出用の水密ハッチを設置し、開口を一つにすることで、津波による浸水リスクの低減や、津波による漂流物と外部飛来物の衝突リスクの低減できる。また、放射線源となるフィルタベント装置は立坑構造にした建屋の最下部に設置することとしたから、フィルタベント装置でのベントが行われた後であっても、運転員が必ず立ち寄る共有エリア１１は、放射線源との距離を大きくとっているので被爆量が低減できる。

シビアアクシデント時に作動させるフィルタベント装置は、運転員が装置を起動するといったアクティブな介入に依存せず、原子炉の安全を維持できるパッシブ運転時間を超過すると、フィルタベント装置への水の補給が必要となる。よって運転員が操作室に寄り付き計器により水量確認のうえ、必要に応じて水を補助供給することなどを行えることが大切である。運転員が寄り付けることが重要である。

本実施形態では、共通エリアをフィルタベント室と階段室の上部に追加することによって、長期運転に必要な給水系の接続部、弁の手動開閉のための操作場所を、事故後に寄り付き可能な場所として確保することが可能となる。

また、共通エリアを年に一度実施するフィルタベントの水質調査や、機器のメンテナンス用のエリアを年に一度実施するフィルタベントの水質調査や、機器のメンテナンス用のエリアにも活用できることから、事故後に限らず通常運用時のメンテナンス性の向上につながる。

また、フィルタベント装置内の水質を安全に保つための液薬タンクは、共通エリアに設置することでフィルタシステム起動時にプロセス配管内圧力により薬液を下方に設置しているフィルタベント装置内に落下注入させることができ、事故に影響されない静的な機能を可能にした。

次に、上記実施形態の変形例を説明する。

図３は、本実施形態の第１変形例のフィルタベント建屋を示している。

図１のフィルタベント建屋と比較して、フィルタベント室３の形状と共有エリア１１の配置が異なっている。即ち、フィルタベント室３の天井の一部は共有エリア１１の下部にあるが、天井の他の部分は共有エリア１１の側面に突出した構造になっている。また、これに伴った形状に伝熱管５の形状も変更され、更にフィルタベント室３を覆う遮へい壁２０の形状も変更される。なお、フィルタベント室３の横幅（図面上の左右方向）は、上記実施形態と同じでも長くしても構わない。その他の構造は、特に上記実施形態と変わりなく、また、効果においても特に変わりはない。

図４は、本実施形態の第１変形例のフィルタベント建屋を示している。

図４のフィルタベント建屋と比較して、放熱槽４の配置と共有エリア１１の配置とが異なっている。即ち、フィルタベント室３の天井の一部は共有エリア１１の下部にあるが、天井の他の部分には放熱槽４が配置された構造になっている。また、これに伴った形状に伝熱管５の形状も変更されている。なお、フィルタベント室３の横幅（図面上の左右方向）は、上記実施形態と同じでも長くしても構わない。その他の構造は、特に上記実施形態と変わりなく、また、効果においても特に変わりはない。

以上、本発明について実施形態及びその変形例を用いて説明したが、これらの実施形態及び変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…建屋躯体、２…フィルタベント装置、３…フィルタベント室、４…放熱槽、
５…伝熱管、６…格子板、７…ポンプ室、８…攪拌移送ポンプ、９…階段室、
１０…階段、１１…共有エリア、１２…薬液タンク、１３…レール、
１４、１５…水密ハッチ、２０…遮へい壁

Claims (5)

1. フィルタベント装置を格納するフィルタベント室と、前記フィルタベント室
   の上部に近接して配置される共有エリアと、上部に開口部を有する放熱槽と、前記フィル
   タベント室から受熱し前記放熱槽で排熱するよう配置する伝熱管とを備えるフィルタベン
   ト建屋であって、
   前記共有エリアの天井の一部に開閉可能な入出口として設けられた水密ハッチの上面と
   、前記放熱槽の開口部に嵌合された格子板の上面とは地表面と同一面となるように、建屋
   全体が地中に埋没するよう構成されることを特徴とするフィルタベント建屋。
2. 建屋全体が地中に埋没されたフィルタベント建屋であって、
   前記フィルタベント建屋内に設けられ周囲を遮へい壁で囲った内部にフィルタベント装置を設置するフィルタベント室と、
   前記フィルタベント室の側面に隣接され、前記フィルタベント装置の排水や移送を行う
   排水移送ポンプを設置するポンプ室と、
   前記ポンプ室の上部及びフィルタベント室の側面に配置され、前記ポンプ室とは開閉可
   能な入出口を含む遮へい床で仕切られ、前記ポンプ室への行き来を行うために設けられた
   階段室と、
   前記フィルタベント室と前記階段室の上部に近接して設置され、天井の一部に地上から
   出入りを行うことが可能な水密ハッチを有する共有エリアと、
   前記フィルタベント室と伝熱管を介して接続され、前記フィルタベント室で受熱した熱
   を放熱するための領域であって、その上部は地表面に開口される放熱槽とを備えることを
   特徴とするフィルタベント建屋。
3. 前記放熱槽の開口は格子板が嵌合されていることを特徴とする請求項２に記載のフィルタベント建屋。
4. 建屋全体が地中に埋没されたフィルタベント建屋であって、
   前記フィルタベント建屋内に設けられ周囲を遮へい壁で囲った内部にフィルタベント装置を設置するフィルタベント室と、
   前記フィルタベント室の側面に隣接され、前記フィルタベント装置の排水や移送を行う
   排水移送ポンプを設置するポンプ室と、
   前記ポンプ室の上部及びフィルタベント室の側面に配置され、前記ポンプ室とは開閉可
   能な入出口を含む遮へい床で仕切られ、前記ポンプ室への行き来を行うために設けられた
   階段室と、
   前記フィルタベント室と前記階段室の上部に近接して設置され、天井の一部に地上から
   出入りを行うことが可能な水密ハッチを有する共有エリアとを備えたことを特徴とするフ
   ィルタベント建屋。
5. 地面に埋没されたフィルタベント建屋であって、
   周囲を遮へい壁で囲った内部にフィルタベント装置を設置するフィルタベント室と、
   前記フィルタベント室と伝熱管を介して接続され、前記フィルタベント室で受熱した熱を放熱するための領域であって、その上部は地表面に開口される放熱槽とを備えることを特徴とするフィルタベント建屋。

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