(57)【要約】【課題】送水系統に備えられた既設ポンプが使用不能となった場合に、原子力発電プラント毎に独立して原子炉補機用の冷却水を送水することが可能であって、簡易な構成であるために、迅速に設置可能かつ低コストでの導入が可能な代替送水設備を提供する。【解決手段】代替送水設備１は、可搬式発電機７ａ〜７ｃから電力供給され，海水取水槽内部に設置可能な複数の水中ポンプ２ａ〜２ｃと、水中ポンプ２ａ〜２ｃにそれぞれ接続される集水管３ａ〜３ｃと、集水管３ａ〜３ｃが接続されるヘッダー４と、ヘッダー４に接続される送水管５ａ，５ｂと、送水管５ａ，５ｂに接続され，既設ポンプの下流側配管に接続されるヘッダー６ａ〜６ｃと、を備える。【選択図】図１
2014122835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子力発電プラントにおいて、原子炉補機冷却海水系を構成する複数の送水系統にそれぞれ備えられた既設ポンプが使用不能となった場合に、代替する送水手段を設置して原子炉補機用の冷却水を送水可能とする代替送水設備であって、
前記送水手段は、可搬式発電機から電力供給され，海水取水槽内部に設置可能な複数の水中ポンプと、前記複数の水中ポンプの吐出側にそれぞれ接続される集水管と、前記複数の水中ポンプの集水管が接続される第１のヘッダーと、前記第１のヘッダーに接続される送水管と、前記送水管に接続され，前記複数の送水系統のうちのいずれか１系統の前記既設ポンプの下流側配管に接続される第２のヘッダーと、を備えることを特徴とする代替送水設備。
【請求項２】
前記複数の水中ポンプは、それぞれの容量が前記既設ポンプ容量より小さく、それぞれの容量の合計も前記既設ポンプ容量以下で原子炉及び使用済燃料プールの除熱が可能であることを特徴とする請求項１記載の代替送水設備。
【請求項３】
前記複数の水中ポンプは、可搬式で、その収納位置と設置位置を自在に移動可能であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の代替送水設備。
【請求項４】
前記集水管及び送水管は可撓材料からなる仮設ホースであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の代替送水設備。
【請求項５】
前記第１のヘッダーは、前記複数の水中ポンプの集水管がそれぞれ着脱可能に接続される複数の集水口と、前記複数の集水口を介し前記冷却水が流入する胴部と、前記胴部に開口し，前記送水管が着脱可能に接続される送水口と、を備え、前記複数の集水口は、前記複数の集水管と同数に少なくとも１の予備が設けられ，このうちのいずれかが選択されて前記複数の集水管が接続されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の代替送水設備。
【請求項６】
前記第２のヘッダーは、前記送水管を着脱可能に連結する連結口を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の代替送水設備。
【請求項７】
前記複数の集水口は、それぞれ逆止弁が設置されることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の代替送水設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉補機冷却海水系ポンプ・モータが津波によってもたらされた海水により水没し運転不能に陥った場合において、このポンプ・モータに代替する送水手段を備えた代替送水設備に係り、特に、複数の水中ポンプを備え、これら水中ポンプから吸水された冷却水を既設の送水系統に送水する代替送水設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、原子力発電プラントにおける原子炉冷却設備は、大まかには原子炉圧力容器、一次冷却材設備、原子炉冷却材浄化系、残留熱除去系、原子炉隔離時冷却系、非常用炉心冷却系及び原子炉補機冷却系で構成される。
このうち、原子炉補機冷却系は、原子炉補機冷却水系及び原子炉補機冷却海水系から構成され、非常用炉心冷却系、非常用ディーゼル発電機及び残留熱除去系等で発生する熱を除去し、これを最終的な熱の逃がし場である海へと放出している。そして、原子炉補機冷却系は、非常用炉心冷却系の安全分離区分Ｉ，II，III に従い３系統からなる冷却水ポンプ、熱交換器及び海水ポンプ等が、区分毎にそれぞれ２基ずつ備えられ、独立した冷却機能を発揮可能である。また、これら冷却水ポンプ等は、いずれかの区分に係る機器が単一故障で運転できなくとも冷却機能を発揮可能な設計となっており、しかも、いずれも２基のうち１基が予備であって、通常運転時においてはそれぞれ一基ずつで通常運転中に発生する熱を除去できる設計となっている。
しかし、万一、津波等の被害によって複数の安全分離区分に跨った共通の原因によって系統の機能が損なわれるような場合には、冷却機能が発揮されない可能性があり、原子炉やその周囲の機器の除熱が十分に実施できない可能性があるという課題があった。
そこで、このような課題を解決する目的で、近年、原子力発電所の補機冷却設備に関する技術が開発されており、それに関して既に発明が開示されている。
【０００３】
特許文献１には「原子力発電所の補機冷却設備」という名称で、隣接した二基の原子力発電プラントにおいて、補機冷却設備に関する発明が開示されている。
以下、特許文献１に開示された発明について説明する。特許文献１に開示された原子力発電所の補機冷却設備に関する発明は、隣接した二基の原子力プラントにおいて、一基あたり複数の熱交換器により冷却された冷却水を冷却対象機器へ供給する冷却水供給配管、熱交換した冷却水を熱交換器へ戻す冷却水戻り配管および冷却水ポンプからなる淡水系と、この淡水系の二基の熱交換器にそれぞれ冷却海水を供給する海水ポンプと冷却海水供給配管、熱交換した冷却海水を海に戻す放水配管からなる海水系で構成する補機冷却水系が、原子力プラントの安全分離区分Ｉ，II，III に従い３系統からなる原子力発電所の補機冷却系において、二基の原子力プラントの同一の各区分毎に冷却水供給配管どうしと冷却水戻り配管どうしを結ぶ連絡配管を設置したことを特徴とする。
このような特徴を備えた原子力発電所の補機冷却設備においては、隣接した二基の原子力発電プラント同士の相互バックアップが可能となり、被供給側熱交換器は隔離でき、被供給側プラントで事故が発生しても、残りの系統および供給側プラントの冷却能力により原子炉の除熱は可能となる。加えて、被供給側の隔離された熱交換器は海水ポンプ，海水配管を含め、通常運転中においてメンテナンスが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−９００９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された発明においては、隣接した二基の原子力発電プラント同士の相互バックアップを可能とするものであるため、例えば浸水等によって二基の原子力発電プラントの冷却機能がいずれも停止した場合には、互いに原子炉の除熱を行うことができない。従って、特許文献１に開示された発明は、津波等の非常時の対応策として十分な有効性を有するものでない可能性がある。また、連絡配管には複数個の連絡弁が設置されるため、これらの連絡弁を事故時において正確に制御する機構が必要となる。そのため、高い信頼性を確保するには設備が大掛かりとなってコスト高になるおそれがある。
【０００６】
本発明は、このような従来の事情に対処してなされたものであり、原子炉補機冷却海水系を構成する複数の送水系統にそれぞれ備えられた既設ポンプが使用不能となった場合に、原子力発電プラント毎に独立して原子炉補機用の冷却水を送水することが可能であって、しかも簡易な構成であるために、迅速に設置可能かつ低コストでの導入が可能な代替送水設備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】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明に係る代替送水設備は、原子力発電プラントにおいて、原子炉補機冷却海水系を構成する複数の送水系統にそれぞれ備えられた既設ポンプが使用不能となった場合に、代替する送水手段を設置して原子炉補機用の冷却水を送水可能とする代替送水設備であって、
送水手段は、可搬式発電機から電力供給され，海水取水槽内部に設置可能な複数の水中ポンプと、複数の水中ポンプの吐出側にそれぞれ接続される集水管と、複数の水中ポンプの集水管が接続される第１のヘッダーと、第１のヘッダーに接続される送水管と、送水管に接続され，複数の送水系統のうちのいずれか１系統の既設ポンプの下流側配管に接続される第２のヘッダーと、を備えることを特徴とする。
このような構成の代替送水設備において、「既設ポンプが使用不能となった場合」とは、複数の送水系統に備えられた既設の海水ポンプのモータが、例えば津波の発生によって浸水し、海水ポンプがいずれも稼働不能となった場合を想定している。このような場合、原子炉及び使用済燃料プールの除熱不足となって、最悪のケースでは炉心損傷を発生させる可能性がある。
また、送水手段は、通常時は設置されておらず、上記のように既設ポンプが稼働不能となった場合に限って既設ポンプの下流側に仮設される。さらに、複数の水中ポンプは「可搬式発電機」から電力供給されるが、これは非常用炉心冷却系の注水ポンプを稼働させる非常用ディーゼル発電機等を利用するものではなく、別途に設置されるものである。そして、第２のヘッダーが、「複数の送水系統のうちのいずれか１系統の既設ポンプの下流側配管に接続される」とは、第２のヘッダーの台数は複数の送水系統と同数設置され、このうちのいずれか１台が複数の送水系統のうちのいずれか１系統の既設ポンプ下流側に接続される構成をいう。
【０００８】
上記構成の代替送水設備においては、海水取水槽内部に設置される複数の水中ポンプが可搬式発電機から電力供給されて稼働し、海水取水槽内部の海水を吸引する。この海水は、集水管の内部を通過して第１のヘッダーに集水され、さらに送水管の内部を通過して第２のヘッダーに送水される。第２のヘッダーは、既設ポンプの下流側配管に接続され、原子炉補機冷却海水系を構成する複数の送水系統に送水されるという作用を有する。
また、既設ポンプが浸水した場合には、そのポンプの設置される海水取水槽床面も当然に浸水した状態である。このような状態において、複数の水中ポンプは海水取水槽の津波によってもたらされた海水による貯留水を減少させることから、既設ポンプの復旧作業が開始可能となる。
【０００９】
次に、請求項２記載の発明に係る代替送水設備は、請求項１記載の代替送水設備において、複数の水中ポンプは、それぞれの容量が既設ポンプ容量より小さく、それぞれの容量の合計も既設ポンプ容量以下で原子炉及び使用済燃料プールの除熱が可能であることを特徴とする。
このような構成の代替送水設備において、「既設ポンプ容量」とは、非常用炉心冷却系の１区分におけるディーゼル発電機及び非常用炉心冷却ポンプ等の冷却に必要とされる除熱能力を１００％発揮可能な容量をいう。
上記構成の代替送水設備においては、請求項１記載の発明の作用に加えて、複数の水中ポンプは、それぞれの容量が既設ポンプ容量より小さいことからその重量も既設ポンプより軽量・小型であり、海水取水槽内部に対し容易に設置される。そして、その容量の合計は既設ポンプ容量以下であるが、原子炉及び使用済燃料プールの除熱が可能な容量が確保される。
【００１０】
さらに、請求項３記載の発明に係る代替送水設備は、請求項１又は請求項２に記載の代替送水設備において、複数の水中ポンプは、可搬式で、その収納位置と設置位置を自在に移動可能であることを特徴とする。
このような構成の代替送水設備においては、請求項１又は請求項２に記載の発明の作用に加えて、複数の水中ポンプは可搬式であるため、必要時には速やかに運搬されて仮設される。また、設置位置等を自在に移動可能であることから、海水取水槽内部の海水の貯留状態に応じて適宜移動し、海水の吸引量が常時最大となるよう調整されるという作用を有する。なお、複数の水中ポンプを可搬式とするには、例えば水中ポンプを台車に載置するといった手段が考えられ、水中ポンプを移動可能とするには、例えば水中ポンプ又は台車をクレーンにて操作可能に吊下げるといった手段が考えられる。
【００１１】
次に、請求項４記載の発明に係る代替送水設備は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の代替送水設備において、集水管及び送水管は可撓材料からなる仮設ホースであることを特徴とする。
このような構成の代替送水設備においては、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の発明の作用に加えて、集水管及び送水管は可撓材料からなる仮設ホースであることから、集水管及び送水管が自在に屈曲され、水中ポンプが吸引した海水が床面や壁面の形状に依存せずに第１のヘッダー及び第２のヘッダーに送水されるという作用を有する。
【００１２】
そして、請求項５記載の発明に係る代替送水設備は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の代替送水設備において、第１のヘッダーは、複数の水中ポンプの集水管がそれぞれ着脱可能に接続される複数の集水口と、複数の集水口を介し冷却水が流入する胴部と、胴部に開口し，送水管が着脱可能に接続される送水口と、を備え、複数の集水口は、複数の集水管と同数に少なくとも１の予備が設けられ，このうちのいずれかが選択されて複数の集水管が接続されることを特徴とする。
このような構成の代替送水設備においては、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の発明の作用に加えて、第１のヘッダーは、胴部に複数の水中ポンプの集水管がそれぞれ接続される複数の集水口と、送水管が接続される送水口と、が備えられることから、複数の水中ポンプによる集水の全量が送水口に送水されるという作用を有する。なお、第１のヘッダーの胴部の容量は、複数の集水口から流入する単位時間当たりの冷却水の量よりも十分大であって、また、送水口からの流出量はこの流入量と同等である。また、集水管及び送水管は、それぞれ着脱可能に集水口及び送水口に接続されるため、代替送水設備は必要時以外においては別途設けられた保管場所に容易に収納可能である。
【００１３】
次に、請求項６記載の発明に係る代替送水設備は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の代替送水設備において、第２のヘッダーは、送水管を着脱可能に連結する連結口を備えることを特徴とする。
このような構成の代替送水設備において、「連結口」とは、第２のヘッダーにおける既設ポンプとの接続部とは異なる位置に設けられる開口部分である。
上記構成の代替送水設備においては、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の発明の作用に加えて、送水管は必要時に連結口を介して第２のヘッダーに連結されるという作用を有する。
【００１４】
次に、請求項７記載の発明に係る代替送水設備は、請求項５又は請求項６に記載の代替送水設備において、複数の集水口は、それぞれ逆止弁が設置されることを特徴とする。
このような構成の代替送水設備においては、請求項５又は請求項６に記載の発明の作用に加えて、第１のヘッダーの胴部に流入した海水が複数の集水管に向かって逆流することが防止され、複数の水中ポンプによって海水が順調に吸引されるという作用を有する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の請求項１記載の代替送水設備によれば、複数の水中ポンプが吸引した海水が原子炉補機冷却海水系を構成する複数の送水系統に送水されるため、原子炉及び使用済燃料プールの除熱を緊急的かつ安定的に行うことができる。従って、原子炉を安全に冷温停止可能であり、炉心損傷を未然に防止することができる。また、複数の水中ポンプは、別途に設置される可搬式発電機によって稼働されるので、電源供給が不安定となることがなく、これを確実に作動させることができる。
さらに、送水手段は、複数の水中ポンプと、集水管と、第１のヘッダーと、送水管と、第２のヘッダーと、から成る簡易な構成であるので、既設ポンプが稼働不能となったために仮設される場合において可搬性に優れ、作業性が良好である。よって、速やかな冷却水の供給が可能となる。加えて、低コストでの導入が可能である。
加えて、既設ポンプの復旧作業が開始可能となるため、原子炉の通常運転の早期再開に寄与することができる。
【００１６】
本発明の請求項２記載の代替送水設備によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、複数の水中ポンプは既設ポンプより軽量・小型であるため、調達性や取り扱いが容易である。さらに、既設のポンプを設置する場合のように大型クレーンを必要としないことから、設置を迅速に行うことが可能であるとともに、その費用を軽減することができる。
また、複数の水中ポンプにより、原子炉及び使用済燃料プールの除熱に必要な容量が確保されるので、より簡易、容易かつ迅速に原子炉を安全に冷温停止可能である。
【００１７】
本発明の請求項３記載の代替送水設備によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明の効果に加えて、必要時に速やかに仮設され、また、海水の吸引量が常時最大となるよう調整されるため、原子炉及び使用済燃料プールの除熱機能を発揮することが可能であるとともに、津波による浸水状態からの脱出を促進させることができる。
【００１８】
本発明の請求項４記載の代替送水設備によれば、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の発明の効果に加えて、集水管及び送水管が自在に屈曲されるので、集水管及び送水管を海水取水槽の形状に依存しないとともに、津波等によって海水取水槽の床面に運ばれた障害物等を回避して敷設できる。そのため、水中ポンプが吸引した海水を確実に第１のヘッダー及び第２のヘッダーに送水することができる。
【００１９】
本発明の請求項５記載の代替送水設備によれば、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の発明の効果に加えて、複数の水中ポンプによる集水の全量が送水口に送水され、送水口からの流出量は複数の集水口からの流入量と同等であるので、第１のヘッダーの胴部における水圧が過度に高まることを回避できる。従って、胴部に対する冷却水の流入が阻害されることがなく、第２のヘッダーへの効率的な送水が可能である。
また、複数の集水口は、少なくとも１の予備が設けられるため、集水管の本数の増加や交換に適宜対応可能である。
さらに、代替送水設備は、必要時以外においては保管場所に収納可能であることから、通常時の作業は代替送水設備によって妨げられない。
【００２０】
本発明の請求項６記載の代替送水設備によれば、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の発明の効果に加えて、送水管は必要時に連結口を介して第２のヘッダーに連結されるため、送水管と第２のヘッダーとを予め連結した状態で保管しておく必要がなく、迅速にこれらを連結することができる。従って、必要時に容易な運搬が可能である。
【００２１】
本発明の請求項７記載の代替送水設備によれば、請求項５又は請求項６に記載の発明の効果に加えて、複数の水中ポンプによって海水が順調に吸引されるため、継続的な冷却水の供給が可能となり、早期に原子炉及び使用済燃料プールの除熱ができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施例に係る代替送水設備の構成図である。
【図２】実施例に係る代替送水設備におけるヘッダーの外観図である。
【図３】実施例に係る代替送水設備における水中ポンプの外観図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００２３】
本発明の実施の形態に係る実施例の代替送水設備について、図１乃至図３を用いて詳細に説明する。
なお、図１で示した構成要素については、図２及び図３においても同一の符号を付して、その説明を省略する。
図１は、実施例に係る代替送水設備の構成図である。
【００２４】
図１に示すように、本実施例の代替送水設備１は、３台の水中ポンプ２ａ〜２ｃと、これら水中ポンプ２ａ〜２ｃの吐出側にそれぞれ一端が接続される集水管３ａ〜３ｃと、集水管３ａ〜３ｃの他端が接続されるヘッダー４と、ヘッダー４に一端が接続される送水管５ａ，５ｂと、送水管５ａ，５ｂの他端に接続され，原子炉補機冷却海水系を構成する３系統のうち、いずれか１系統の既設海水ポンプ（図示せず）の下流側配管にそれぞれ接続されるヘッダー６ａ〜６ｃと、から構成される。すなわち、３つの安全分離区分のいずれにもヘッダー６ａ〜６ｃのいずれかが接続されることになる。
水中ポンプ２ａ〜２ｃは、それぞれケーブル８ａ〜８ｃ及び中継箱９ａ〜９ｃを介して可搬式発電機７ａ〜７ｃから電力供給され、操作盤１０ａ〜１０ｃによって操作される。また、水中ポンプ２ａ〜２ｃの容量はいずれも２７０ｍ３／ｈであって、前述の既設海水ポンプ容量（１９００ｍ３／ｈ）より小さく、それぞれの容量の合計も既設海水ポンプ容量（１基）以下である。これらの水中ポンプ２ａ〜２ｃの容量は、３台の稼働により原子炉及び使用済燃料プールの除熱に必要な容量として決定されているものである。
集水管３ａ〜３ｃ及び送水管５ａ，５ｂは、いずれも高強度性・可撓性を有する合成樹脂製の仮設ホースであって、内径は２００ｍｍである。
【００２５】
また、ヘッダー４は、両端が閉止された胴部４ａの周面に、集水口１１ａ〜１１ｅ及び送水口１２ａ，１２ｂが並列して開口している。このうち集水口１１ａ〜１１ｃには、それぞれ逆止弁１３ａ〜１３ｃが設けられて集水管３ａ〜３ｃが着脱可能に接続される。そして、送水口１２ａ，１２ｂには、それぞれ仕切弁１４ａ，１４ｂが設けられて送水管５ａ，５ｂが着脱可能に接続される。
さらに、ヘッダー６ａ〜６ｃは、それぞれ一端に連結口１５ａ〜１５ｃが開口し、これら連結口１５ａ〜１５ｃのいずれかにそれぞれ仕切弁１６ａ，１６ｂが設けられて送水管５ａ，５ｂが着脱可能に接続される。ヘッダー６ａ〜６ｃの他端は、前述した３系統のうち、いずれか１系統の既設海水ポンプの下流側配管に着脱可能に接続される。なお、ヘッダー６ａ〜６ｃのうち、いずれの１つが選択されるかについては、緊急時の状態によって適宜判断される。
【００２６】
なお、水中ポンプ２ａ〜２ｃは海水を取水する海水取水槽（図示せず）内部に設置され、ヘッダー４，６ａ〜６ｃは海水取水槽の上縁以上の高さに位置する床面に設置される。また、可搬式発電機７ａ〜７ｃは、原子炉補機冷却海水系の海水ポンプが停止した要因の影響を受けないように安全に隔離された場所に設置されることが望ましい。すなわち、海水取水槽や原子炉補機冷却海水系の海水ポンプが設置される建屋とは別の建屋内等に設置されるか、高台等の屋外で移動可能に構成されるものであることが望ましい。
【００２７】
次に、図２を参照しながら、実施例に係る代替送水設備のヘッダーについて、より詳細に説明する。図２は、実施例に係る代替送水設備におけるヘッダーの外観図である。
図２に示すように、ヘッダー４は、閉止端４ｂ，４ｂを有する中空の円筒形状であって、その胴部４ａは支持脚４ｃによって３箇所において水平に支持される。胴部４ａの内径及び長さは、約６００ｍｍ及び約３，８００ｍｍである。また、胴部４ａには、前述したように集水口１１ａ〜１１ｅ及び送水口１２ａ，１２ｂが開口している。集水口１１ａ〜１１ｃにはそれぞれ集水管３ａ〜３ｃがボルト１７により連結・固定されているが、集水口１１ｄ，１１ｅは閉止されている。これは、集水口１１ｄ，１１ｅが予備として取り扱われていることによるものであって、予備は集水口１１ａ〜１１ｅのうちのいずれであっても良く、集水口１１ｄ，１１ｅの閉止は適宜解除される。
また、送水口１２ａ，１２ｂには、それぞれ送水管５ａ，５ｂがボルト１７により連結・固定されている。
【００２８】
さらに、図３を参照しながら、実施例に係る代替送水設備の水中ポンプについて、より詳細に説明する。図３は、実施例に係る代替送水設備における水中ポンプの外観図である。
図３に示すように、水中ポンプ２ａは、吸水口１８を下方にして台車２０の収容部２０ａに収容されている。収容部２０ａの底面は、透水性を有するメッシュ構造であって、その下方に４輪の車輪２０ｂが備えられる。また、吸水口１８とは反対端の吐出口１９には、集水管３ａが接続されている。集水管３ａは、吐出口１９から集水口１１ａ（図１参照）の途中までのいずれかの位置においてクレーン（図示せず）によって吊下げられ、クレーンを操作することで水中ポンプ２ａを移動可能な構造としている。また、台車２０は、このような水中ポンプ２ａの移動を補助している。なお、水中ポンプ２ａは収容部２０ａに収容される際に、収容部２０ａの内壁に係止爪が設けられ、吸水口１８付近を固定される構造であっても良い。また、水中ポンプ２ｂ，２ｃにおいても水中ポンプ２ａと同様の構造である。
【００２９】
次に、代替送水設備１の設置方法について、詳細に説明する。津波等により既設海水ポンプが浸水して使用不能となった場合、まず、分離されて保管されている水中ポンプ２ａ〜２ｃ、集水管３ａ〜３ｃ、送水管５ａ，５ｂ及びヘッダー４，６ａ〜６ｃを保管場所より搬出する。そして、水中ポンプ２ａ〜２ｃのそれぞれの吐出口１９へ集水管３ａ〜３ｃを連結し、水中ポンプ２ａ〜２ｃを３台の台車２０にそれぞれ収容した後、クレーンを用いて海水が貯留した海水取水槽内部に吊下げ設置する。さらに、吐出口１９へ連結した側とは反対の集水管３ａ〜３ｃの端部を、集水口１１ａ〜１１ｃへ接続する。同様に、送水管５ａ，５ｂの両端をそれぞれ送水口１２ａ，１２ｂ、及び連結口１５ａ〜１５ｃのいずれかに連結して、ヘッダー６ａ〜６ｃの他端をいずれか１系統の既設海水ポンプの下流側配管に接続する。
次に、ケーブル８ａ〜８ｃにより水中ポンプ２ａ〜２ｃと可搬式発電機７ａ〜７ｃとを接続し、操作盤１０ａ〜１０ｃによって操作可能とする。
【００３０】
本実施例の代替送水設備１においては、水中ポンプ２ａ〜２ｃを稼働させることにより、浸水した既設海水ポンプに代替して吸水が開始される。吸水された海水は集水管３ａ〜３ｃを通過し、集水口１１ａ〜１１ｃを介してヘッダー４の胴部４ａへと流入することとなる。なお、集水口１１ａ〜１１ｃには、それぞれ逆止弁１３ａ〜１３ｃが備えられていることから、流入した海水が集水管３ａ〜３ｃに向かって逆流することが防止される。
ただし、送水管５ａ，５ｂの内径は集水管３ａ〜３ｃと同一であり、しかも本数が１本少ないことから、胴部４ａから流出する海水の量は流入する量よりも少ない。しかし、胴部４ａの内径及び長さは約６００ｍｍ及び約３，８００ｍｍであって、その容量は集水口１１ａ〜１１ｅから流入する単位時間当たりの海水の量よりも十分大であるので、流出量が流入量より少ない場合においても集水口１１ａ〜１１ｅからの海水の流入は阻害され難い。そのため、胴部４ａに流入した海水は、その内部で停滞しないとともに適度な高水圧状態を維持しているため、速やかに送水口１２ａ，１２ｂから流出する。そして、流出した海水は、送水管５ａ，５ｂを通過し、連結口１５ａ〜１５ｃのいずれか、すなわちヘッダー６ａ〜６ｃのいずれかを介して１系統の既設海水ポンプの下流側配管に送水される。
従って、水中ポンプ２ａ〜２ｃの稼働により、原子炉及び使用済燃料プールの除熱に必要な容量が確保されるという作用を有する。
【００３１】
さらに、集水管３ａ〜３ｃ及び送水管５ａ，５ｂは可撓性を有する仮設ホースであるので、自在に屈曲されて海水取水槽内部の床面や壁面の形状に依存せずに敷設される。よって、水中ポンプ２ａ〜２ｃによって吸引された海水がそれぞれ滞りなくヘッダー４，６ａ〜６ｃに送水される。
また、集水管３ａ〜３ｃ及び送水管５ａ，５ｂは高強度性を有するため、多重に折り畳んでも損傷し難い。加えて、集水管３ａ〜３ｃ及び送水管５ａ，５ｂはそれぞれ着脱可能にヘッダー４の集水口１１ａ〜１１ｅと送水口１２ａ，１２ｂ、及び連結口１５ａ〜１５ｃのいずれかに接続されることと、ヘッダー６ａ〜６ｃは着脱可能に既設海水ポンプの下流側配管へ接続されることから、必要時以外において、代替送水設備１は別途設けられた保管場所にコンパクトに収納される。
【００３２】
また、水中ポンプ２ａ〜２ｃは、それぞれの容量が既設海水ポンプ容量より小さいため、その重量も既設海水ポンプより軽量・小型である。従って、水中ポンプ２ａ〜２ｃは、容易に収容部２０ａに収容されるとともに海水取水槽内部に設置される。また、海水取水槽内部の海水の貯留状態に応じて適宜移動し易いので、海水の吸引量が常時最大となるようその設置位置が調整される。
【００３３】
以上説明したように、本実施例の代替送水設備１によれば、水中ポンプ２ａ〜２ｃの稼働により、原子炉及び使用済燃料プールの除熱に必要な容量を確保することができる。よって、原子炉を安全に冷温停止可能であり、緊急時における原子炉の冷却という目的を十分に達成することができる。
代替送水設備１のうち、水中ポンプ２ａ〜２ｃは小型・軽量であるため、調達性や取り扱いが容易である。さらに、既設海水ポンプを設置する場合のように大型クレーンを必要としないため、容易に海水取水槽内部に設置することができる。加えて、水中ポンプ２ａ〜２ｃは、台車２０によってその移動が補助されることから、適切な位置に適宜移動することが可能となる。また、収容部２０ａの底面はメッシュ構造であるので、吸水を阻害しないと同時に海水中の浮遊物が吸水口１８から吸引されることを防止できる。
さらに、集水管３ａ〜３ｃ及び送水管５ａ，５ｂは可撓性を有する仮設ホースであるため、自在に屈曲されて海水取水槽の形状に依存せず敷設可能であるとともに、海水中の浮遊物を容易に回避することができる。さらに、集水管３ａ〜３ｃ及び送水管５ａ，５ｂは高強度性を有する合成樹脂製であるから、周囲の浮遊物によって破損され難い。よって、水中ポンプ２ａ〜２ｃによって吸引された海水を確実にヘッダー４，６ａ〜６ｃへ送水することができる。
【００３４】
次に、ヘッダー４においては、胴部４ａに流入した海水が速やかに送水口１２ａ，１２ｂから流出するため、安定的に冷却水をヘッダー６ａ〜６ｃのいずれかへ送水することが可能である。また、ヘッダー４は、集水口１１ａ〜１１ｅのうちのいずれか２箇所を予備として備えているため、集水口１１ａ〜１１ｅの逆止弁１３ａ〜１３ｃが機能不全等になった万一の際に、集水管３ａ〜３ｃのいずれかを予備の集水口に繋ぎ替えることや、水中ポンプの増設に対応することができる。よって、冷却水の供給量を迅速に復帰又は増加させることが可能である。
また、ヘッダー６ａ〜６ｃは、それぞれ一端に開口する連結口１５ａ〜１５ｃのいずれかに送水管５ａ，５ｂが着脱可能に接続されるため、素早くこれらを連結することができる。また、ヘッダー６ａ〜６ｃの他端も既設海水ポンプの下流側配管に着脱可能に接続されることから、ヘッダー６ａ〜６ｃの選択を容易に変更することが可能であり、その緊急時の状態に最適なヘッダーを選択することができる。なお、ヘッダー６ａ〜６ｃは、３系統のうち、いずれか１系統の既設海水ポンプの下流側配管に着脱可能に接続されることから、最低限１台のヘッダーがあれば送水可能である。しかし、３台のヘッダー６ａ〜６ｃが設けられることから、既設海水ポンプの選択に対応してヘッダーを運搬する必要がなく、前述した最適なヘッダーの選択を容易とする。
【００３５】
代替送水設備１は、津波等により既設海水ポンプが浸水して使用不能となった場合に、水中ポンプ２ａ〜２ｃ、集水管３ａ〜３ｃ、送水管５ａ，５ｂ及びヘッダー４，６ａ〜６ｃを保管場所より搬出し、可搬式発電機７ａ〜７ｃ等とそれぞれ接続することにより設置を完了することが可能である。従って、緊急時の原子炉及び使用済燃料プールの除熱を迅速に行うことができる。また、これらは、それぞれ着脱可能に連結されるので、緊急時の搬出・接続が容易であり、可搬性に優れ、作業性が良好である。
さらに、代替送水設備１は簡易な構成であり、特に水中ポンプ２ａ〜２ｃが小型であることにより、全体的に低コストでの導入が可能である。また、水中ポンプ２ａ〜２ｃや集水管３ａ〜３ｃ等は、既存のものを転用することが可能であるので、さらなる初期費用の軽減を図ることができる。加えて、通常時においては代替送水設備１が構成部材ごとに分離されてコンパクトに収容され、広い保管場所を確保する必要がないことは、導入が促進される１つの要因である。
以上のように、代替送水設備１は、原子炉の安全な冷温停止を可能としながらも、迅速な設置及び費用の軽減が可能である点が、非常用の代替送水設備として特に有用である。
【００３６】
なお、本発明の代替送水設備の構造は本実施例に示すものに限定されない。例えば、水中ポンプの容量及び個数、集水管及び送水管の本数、集水口及び送水口の個数は、実施例に記載されたもの以外であっても良い。また、集水口のうちの予備の個数は２個以外であっても良く、送水口が増設され予備が設けられても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
請求項１乃至請求項７に記載された発明は、原子炉補機冷却海水系を構成する複数の送水系統にそれぞれ備えられた既設ポンプが使用不能となった場合に、原子炉補機用の冷却水を送水する代替送水設備として利用可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１…代替送水設備  ２ａ〜２ｃ…水中ポンプ  ３ａ〜３ｃ…集水管  ４，６ａ〜６ｃ…ヘッダー  ４ａ…胴部  ４ｂ…閉止端  ４ｃ…支持脚  ５ａ，５ｂ…送水管  ７ａ〜７ｃ…可搬式発電機  ８ａ〜８ｃ…ケーブル  ９ａ〜９ｃ…中継箱  １０ａ〜１０ｃ…操作盤  １１ａ〜１１ｅ…集水口  １２ａ，１２ｂ…送水口  １３ａ〜１３ｃ…逆止弁  １４ａ，１４ｂ，１６ａ，１６ｂ…仕切弁  １５ａ〜１５ｃ…連結口  １７…ボルト  １８…吸水口  １９…吐出口  ２０…台車  ２０ａ…収容部  ２０ｂ…車輪
【図１】
2014122835.tif 000003
【図２】
2014122835.tif 000004
【図３】
2014122835.tif 000005