(57)【要約】【課題】復水器の循環水配管に損傷が生じたとしても、海水等の流体がタービン建屋内に流入するのを抑制する。【解決手段】タービン及び復水器９等が収容されるタービン建屋１１と、海水等の流体を前記復水器９に供給排出する循環水配管１と、前記循環水配管１に設けられた流体流入抑制装置と、を備え、前記流体流入抑制装置は、多数の閉塞部材１７が収容された閉塞部材保有部１４ａと、前記閉塞部材保有部１４ａの底部に設けられた底蓋１８ａと、前記閉塞部材保有部１４ａを前記循環水配管１に接続する接続配管１９と、前記接続配管１９の接続部と前記復水器９との間の循環水配管１の内部に設けられた多孔板１３と、を有し、前記底蓋１８ａは電源遮断時に開放するか、又は流体に接触することにより開放するか、又は流体圧により開放し、前記閉塞部材１７を前記循環水配管１内に放出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービン及び復水器等が収容されるタービン建屋と、海水等の流体を前記復水器に供給排出する循環水配管と、前記循環水配管に設けられた流体流入抑制装置と、を備え、
前記流体流入抑制装置は、多数の閉塞部材が収容された閉塞部材保有部と、前記閉塞部材保有部の底部に設けられた底蓋と、前記閉塞部材保有部を前記循環水配管に接続する接続配管と、前記接続配管の接続部と前記復水器との間の循環水配管の内部に設けられた多孔板と、を有し、
前記底蓋は電源遮断時に開放するか、又は流体に接触することにより開放するか、又は流体圧により開放し、前記閉塞部材を前記循環水配管内に放出することを特徴とする流体流入抑制装置。
【請求項２】
前記多孔板に設けられた複数の孔の内径は、前記閉塞部材の外径よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の流体流入抑制装置。
【請求項３】
前記閉塞部材は略球状であり、比重が前記流体と同等であることを特徴とする請求項１又は２記載の流体流入抑制装置。
【請求項４】
前記流体流入抑制装置を取水側及び／又は排水側の循環水配管に設けたことを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の流体流入抑制装置。
【請求項５】
排水側の前記循環水配管に流量計を設置し、当該流量計が流体の逆流を検知した場合に、前記底蓋への電源を遮断することを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載の流体流入抑制装置。
【請求項６】
前記循環水配管にサイフォンブレーク弁が設けられ、前記閉塞部材保有部は当該サイフォンブレーク弁よりも高い位置に設置されていることを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項に記載の流体流入抑制装置。
【請求項７】
前記閉塞部材保有部を前記タービン建屋内に設けたことを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項に記載の流体流入抑制装置。
【請求項８】
前記底蓋又は底蓋の系止部は水溶性部材又は易破損部材からなることを特徴とする請求項１乃至７いずれか１項に記載の流体流入抑制装置。
【請求項９】
前記底蓋は電磁的な作動部材によって開閉可能に構成されるとともに、前記作動部材への電源が遮断されたときに開状態となることを特徴とする請求項１乃至７いずれか１項に記載の流体流入抑制装置。
【請求項１０】
前記閉塞部材保有部の上部に開閉可能な上蓋を設けたことを特徴とする請求項１乃至９いずれか１項に記載の流体流入抑制装置。
【請求項１１】
前記請求項１乃至１０いずれかに記載の流体流入抑制装置を用いてタービン建屋内の溢水を防止することを特徴とする流体流入抑制方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は火力発電所や原子力発電所のタービン建屋等に海水等の流体が流入するのを抑止するための流体流入抑制装置及び流体流入抑制方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の原子力発電所等のタービン建屋では、原子炉で発生した蒸気によりタービンが回転駆動した後、蒸気は復水器により冷却され水となって再度原子炉に給水される。復水器には蒸気の冷却源として海水等の水が供給される。
【０００３】
タービン建屋内の復水器に海水を供給、排出する循環水配管を、図７により説明する。
この循環水配管１では、外洋２から海水を取水ピット３に取水し、循環水ポンプ４によって、循環水ポンプ吐出弁５及び循環水入口弁７を介してタービン建屋１１内に設置されている復水器９に供給される。復水器９に供給された海水は、復水器９で蒸気を冷却した後、循環水出口弁１０及び放水ピット（図示せず）を介して放水口１２から外洋２に排出される。
【０００４】
なお、循環水入口弁７及び循環水出口弁１０は、接続部における変移を吸収するために、それぞれエキスパンションジョイント８を介して復水器９に接続されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−３０３９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、タービン建屋１１は、通常海面より低いレベルに設置されており、例えば地震等の振動によりエキスパンションジョイント８や循環水入口弁７又は循環水出口弁１０等が破損した場合、取水側又は排水側から海水が循環水配管１を通ってタービン建屋１１内へ流入し、タービン建屋１１が溢水する恐れがあった。
【０００７】
その対策として、図８に示すように、循環水配管１の取水側及び排水側の双方で、海面より高い部位にサイフォンブレーク弁６を設置し、緊急時にサイフォンブレーク弁６を開にすることで空気を取りこみ、タービン建屋１１側の循環水配管１と外洋側の循環水配管１とを切り離すことで、タービン建屋１１内へ海水が流入することを抑制することが考えられている。
【０００８】
しかしながら、この流入抑制手段は、地震等によって復水器９の循環水配管１に損傷が生じた場合は有効であるが、大きな津波が到来した場合を想定していない。すなわち、サイフォンブレーク弁６の設置部位よりも高い津波が到達した場合、サイフォンブレーク弁６による流入抑制手段は機能せず、タービン建屋１１内に海水が流入し、タービン建屋１１が溢水するという課題がある。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、大きな津波が到来したとしても、海水等の流体がタービン建屋１１内に流入するのを的確に抑制することができる流体流入抑制装置及び流体流入抑制方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係る流体流入抑制装置は、タービン及び復水器等が収容されるタービン建屋と、海水等の流体を前記復水器に供給排出する循環水配管と、前記循環水配管に設けられた流体流入抑制装置と、を備え、前記流体流入抑制装置は、多数の閉塞部材が収容された閉塞部材保有部と、前記閉塞部材保有部の底部に設けられた底蓋と、前記閉塞部材保有部を前記循環水配管に接続する接続配管と、前記接続配管の接続部と前記復水器との間の循環水配管の内部に設けられた多孔板と、を有し、前記底蓋は電源遮断時に開放するか、又は流体に接触することにより開放するか、又は流体圧により開放し、前記閉塞部材を前記循環水配管内に放出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、復水器の循環水配管に損傷が生じたとしても、海水等の流体がタービン建屋内に流入するのを的確に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係る流体流入抑制装置の全体構成図。
【図２】第１の実施形態に係る多孔板の模式図。
【図３】第１の実施形態に係る閉塞部材保有部の模式図。
【図４】第２の実施形態に係る流体流入抑制装置の全体構成図。
【図５】第２の実施形態に係る閉塞部材保有部の模式図。
【図６】第２の実施形態の変形例に係る流体流入抑制装置の全体構成図。
【図７】従来の循環水配管の系統図。
【図８】サイフォンブレーク弁を有する循環水配管の系統図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る流体流入抑制装置及び流体流入抑制方法の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
［第１の実施形態］
第１の実施形態に係る流体流入抑制装置について図１乃至図３を参照して説明する。なお、従来の循環水配管と同一又は類似の構成については同一の符号を付し、重複説明は省略する。
【００１５】
（構成）
第１の実施形態に係る流体流入抑制装置は、図８に示す循環水配管１の排水側に、多孔板１３と、閉塞部材保有部１４ａを追加した構成としている。
【００１６】
多孔板１３は復水器９の排水側近傍の循環水配管１の内部に設置され、閉塞部材保有部１４ａは多孔板１３の排水側で、サイフォンブレーク弁６よりも高い位置に設置される。
多孔板１３には、図２に示すように、複数の孔１３ａが設けられた円板状の部材からなり、循環水配管１の内部に溶接等によって固定される。
【００１７】
閉塞部材保有部１４ａは、図３に示すように、下方に底蓋１８ａを有し、接続配管１９を介して循環水配管１に接続されている。
【００１８】
閉塞部材保有部１４の内部には略球状の複数の閉塞部材１７が収容されており、閉塞部材１７の外径は、閉塞部材１７が多孔板１３に設けられた孔１３ａを嵌合閉塞するように、孔１３ａの内径よりも大きく設定されている。また、閉塞部材１７の材料として、比重が流体と同程度の材料、例えば、樹脂、軽金属、セラミック、等が用いられる。
【００１９】
底蓋１８ａは閉塞部材保有部１４ａの下方を閉止するように適宜な係合部材により取り付けられている（図示せず）。この底蓋１８ａ又は底蓋１８ａの係合部材は水溶性の材料からなり、通常は閉塞部材１７が落下しないように閉止しているが、流体に接触すると溶融して底蓋１８ａが開放し、閉塞部材１７が接続配管１９を介して循環水配管１に放出される。
【００２０】
また、この底蓋１８ａの変形例として、底蓋１８ａ又はその係合部材を所定の水圧によって破損する易破損部材から構成し、循環水配管１を逆流してきた流体が接続配管１９に流入した際に、その水圧によって底蓋１８ａ又はその係合部材を破損させることで、底蓋１８ａを開放し、閉塞部材１７を循環水配管１に放出するようにしてもよい。
【００２１】
（作用）
このように構成された流体流入抑制装置において、通常運転時では、多孔板１３に設けられた多数の孔１３ａを通して所定流量の循環水が循環するため、復水器９の冷却能力に影響を及ぼすことはない。
【００２２】
これに対して、地震等の振動によりエキスパンションジョイント８や循環水入口弁７又は循環水出口弁１０等が破損した場合、津波にともなう流体が循環水配管１に浸入してきた場合であっても、津波の高さがサイフォンブレーク弁６の高さ以下であれば、サイフォンブレーク弁６を作動させ、タービン建屋１１側の循環水配管１と外洋２側の循環水配管１を切り離し、海水等の流体がタービン建屋１１に流入するのを抑制する。
【００２３】
一方、津波の高さがサイフォンブレーク弁６の高さ以上の場合は、サイフォンブレーク弁６が機能しないため循環水配管１を切り離すことができず、流体が図３の矢線１６のように循環水配管１に浸入し、タービン建屋１１の方向へ流れ込む。
【００２４】
その際、閉塞部材保有部１４ａの接続配管１９にも流体が浸入し、底蓋１８ａに接触することで又は侵入してきた流体の圧力によって底蓋１８ａが開放し、閉塞部材保有部１４ａ内の略球状の多数の閉塞部材１７が循環水配管１内に放出され、図２の矢線１６で示すように、流体とともに多孔板１３の方向へ流れる。
【００２５】
そして、多数の閉塞部材１７がタービン建屋１１の排水側近傍の循環水配管１に設けられた多孔板１３に到達すると、閉塞部材１７は多孔板１３の各孔１３ａに嵌り込む（図２）。これにより、多孔板１３は閉塞され、流体がタービン建屋１１内に流入するのを抑制することができる。
【００２６】
なお、本実施形態では閉塞部材１７として略球状のものを用いているが、これに限定されず、多孔板１３の孔１３ａを閉塞できるものであれば楕円状等、種々の形状の閉塞部材を用いることができる。
また、閉塞部材１７が各孔１３ａに嵌合しやすくするため、孔１３ａをテーパー状に形成してもよい（図示せず）。
【００２７】
（効果）
以上説明したように、本実施形態によれば、地震等によってエキスパンションジョイント８や循環水入口弁７又は循環水出口弁１０等が破損した場合、サイフォンブレーク弁６によりタービン建屋１１側の循環水配管１と外洋２側の循環水配管１を切り離すことで流体がタービン建屋１１に流入するのを抑制することができる。
【００２８】
また、大きな津波によってサイフォンブレーク弁６が機能せず循環水配管１を切り離すことができない場合でも、多数の閉塞部材１７により多孔板１３が閉塞されることで、外部の流体がタービン建屋１１内に流入するのを抑制することができる。
【００２９】
また、底蓋１８ａの開閉に電動部材等の能動的な駆動力を用いず、水溶性の部材を用いる等、受動的な作動部材を用いたことで、電源が遮断された状態でも、流体の侵入を確実に抑制することができる。
【００３０】
なお、複数の閉塞部材１７のうちの一部が変形し、孔１３ａの閉塞機能が失われるケースも考えられるので、閉塞部材保有部１４ａには多数の閉塞部材を収容させておくことが望ましい。
【００３１】
また、本実施形態では、閉塞部材保有部１４が排水側の循環水配管１に設けられているので、仮に底蓋１８ａが誤動作により開放し、閉塞部材１７が放出されても閉塞部材１７は循環水とともに外部に排出されるため、復水器９の運転に影響を及ぼさない。
【００３２】
（変形例）
上記第１の実施形態では、復水器９の排水側の循環水配管１に多孔板１３と閉塞部材保有部１４を設けた例を説明したが、取水側の循環水配管１にも多孔板１３と閉塞部材保有部１４を設けてもよい。
本変形例によれば、流体が取水側からタービン建屋１１内に浸入するのを抑制することができる。
【００３３】
なお、本実施形態では海水からなる流体がタービン建屋１１内に侵入する例について説明したが、淡水を復水器９の冷却水として用いる発電所にも適用できることはもちろんである。すなわち、河川水や湖水等も何らかの原因で水位が上昇するケースがあり、その場合でも淡水がタービン建屋１１内に浸入するのを抑制することができる。
【００３４】
［第２の実施形態］
第２の実施形態に係る流体流入抑制装置について図４及び図５を参照して説明する。  なお、上記第１の実施形態と同一又は類似の構成については同一の符号を付し、重複説明は省略する。
【００３５】
上記第１の実施形態では、閉塞部材保有部１４ａをタービン建屋１１外側の循環水配管１に設けているが、本第２の実施形態では、閉塞部材保有部１４ｂをタービン建屋１１内に設け、電源遮断時に開放する底蓋１８ｂを用いた構成としている。
【００３６】
タービン建屋１１内に設けられた閉塞部材保有部１４ｂは、接続配管１９を介して循環水配管１に接続されるとともに、その接続部から復水器９側の循環水配管１に多孔板１３が設置される。
閉塞部材保有部１４ｂの上部には開閉可能な上蓋２１がボルト２２等により開閉可能に取り付けられ、閉塞部材１７の補充や点検が可能な構成としている。
【００３７】
底蓋１８ｂは、電磁ソレノイド等からなる作動部材によって閉塞部材保有部１４ｂの底部に開閉可能に取り付けられ、通常時には電磁力によって底蓋１８ｂを閉状態とし、事故等によって電源が失われた場合には底蓋１８ｂを開状態とする。
【００３８】
このように構成された本実施形態において、サイフォンブレーク弁６が機能せず、津波等による流体が循環水配管１に逆流して浸入してきた場合、底蓋１８ｂの作動部材の電源を遮断することにより、又は作動部材への電源供給が何らかの原因で遮断されたことにより、閉塞部材保有部１４ｂの底蓋１８ｂが開放され、閉塞部材保有部１４ｂ内の多数の閉塞部材１７が接続配管１９を介して循環水配管１内に放出される。そして、閉塞部材１７により多孔板１３の孔１３ａが閉塞され、浸入してきた流体がタービン建屋１１で溢水するのを抑制する。
【００３９】
その際、排水側の循環水配管１に流体の逆流を検出する超音波流量計等からなる流量計を設置し、流量計が逆流を検知したときに、底蓋１８ｂの作動部材の電源を遮断し、底蓋１８ｂを開放するようにしてもよい。
【００４０】
本実施形態によれば、閉塞部材保有部１４ｂをタービン建屋１１内に設けたことで、多孔板１３に近接して閉塞部材保有部１４ｂを設置することが可能となるため、閉塞部材１７は短時間で多孔板１３を閉塞することができる。
【００４１】
また、電源遮断時に開放する蓋部１８ｂを用いたことで、発電所内の電源が使用できない事態が発生しても、閉塞部材１７を循環水配管１に確実に放出することができる。
また、閉塞部材保有部１４ｂの上部に開閉可能な上蓋２１を設けたことで、閉塞部材１７の補充や保守点検作業を簡便に行うことができる。
【００４２】
（変形例）
上記第２の実施形態では、閉塞部材保有部１４ｂをタービン建屋１１内に設け復水器９の排水側の循環水配管１に接続した例を説明したが、本変形例では、図６に示すように、閉塞部材保有部１４ｂ及び多孔板１３を取水側の循環水配管１にも設置する構成としている。  
本変形例によれば、流体が取水側からタービン建屋１１内に浸入するのを抑制することができる。
【００４３】
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、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。この新規な実施形態は、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、組み合わせ、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。
【符号の説明】
【００４４】
１…循環水配管、２…外洋、３…取水ピット、４…循環水ポンプ、５…循環水ポンプ吐出弁、６…サイフォンブレーク弁、７…循環水入口弁、８…エキスパンションジョイント、９…復水器、１０…循環水出口弁、１１…タービン建屋、１２…放水口、１３…多孔板、１３ａ…孔、１４ａ，１４ｂ…閉塞部材保有部、１７…閉塞部材、１８ａ，１８ｂ…底蓋、１９…接続配管、２１…上蓋、２２…ボルト。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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