(57)【要約】【課題】  非常時の原子炉の冷却に外部からの水を必要とせず、かつ、新設、既設の設備に限らず設置でき、原子炉の安定冷却が可能となること。【解決手段】  本発明の原子力設備の安全強化建屋は、上記課題を解決するために、原子炉建屋と並設され、かつ、複数の機器及びこの機器に接続される配管が内部に設置される建屋を備え、該建屋の上端部には屋上が形成され、該屋上には、前記建屋内の原子炉を冷却する空冷設備が設置されていることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉建屋と並設され、かつ、複数の機器及びこの機器に接続される配管が内部に設置される建屋を備え、該建屋の上端部には屋上が形成され、該屋上には、前記建屋内の原子炉を冷却する空冷設備が設置されていることを特徴とする原子力設備の安全強化建屋。
【請求項２】
請求項１に記載の原子力設備の安全強化建屋において、
前記建屋は４つの外壁を有し、該４つの外壁の上端部に前記屋上が形成されていることを特徴とする原子力設備の安全強化建屋。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の原子力設備の安全強化建屋において、
前記屋上には、機器を搬出入したり及び/又は人員が出入りする開口部が形成されていることを特徴とする原子力設備の安全強化建屋。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の原子力設備の安全強化建屋において、
前記屋上は、想定される津波高より高い位置に位置しいていることを特徴とする原子力設備の安全強化建屋。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の原子力設備の安全強化建屋において、
前記原子炉安全強化建屋は、前記原子炉建屋と所定間隔をおいて並設されていることを特徴とする原子力設備の安全強化建屋。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の原子力設備の安全強化建屋において、
前記原子炉安全強化建屋は、前記原子炉建屋と一体に並設されていることを特徴とする原子力設備の安全強化建屋。
【請求項７】
請求項５に記載の原子力設備の安全強化建屋において、
前記原子炉安全強化建屋と前記原子炉建屋は、躯体若しくは配管で接続されていることを特徴とする原子力設備の安全強化建屋。
【請求項８】
請求項６に記載の原子力設備の安全強化建屋において、
前記原子炉安全強化建屋と前記原子炉建屋は、それぞれの外壁が一体となって形成されていることを特徴とする原子力設備の安全強化建屋。
【請求項９】
請求項３乃至８のいずれか１項に記載の原子力設備の安全強化建屋において、
前記開口部は、前記安全強化建屋の各階と昇降機及び/又は階段でアクセス可能となっていることを特徴とする原子力設備の安全強化建屋。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の原子力設備の安全強化建屋において、
前記安全強化建屋内には、前記原子炉建屋内に設置されている原子炉格納容器より高い位置に設けられ、冷却水が蓄えられているプールを備えていると共に、該プールには蒸気凝縮器が配置され、かつ、前記プールに蓄えられている冷却水を重力によって前記原子炉格納容器に注入可能となっていることを特徴とする原子力設備の安全強化建屋。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は原子力設備の安全強化建屋に係り、特に、津波が来ても原子力発電所の原子炉を安定冷却する機能を備えているものに好適な原子力設備の安全強化建屋に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、原子力発電所においては、原子炉建屋内に原子炉の安全を守るための設備を複数系統配置することによって、プラントの安全を守る設計を行ってきた。即ち、どれか１つの系統が使用不能に陥ったとしても、多重化している他の系統を配置したり、同じような機能を備えた別の機器を配置し多様化したりすることによって、地震などの災害に対しても安全を確保できるような設計となっている。
【０００３】
しかし、これら多重化・多様化している機器の中には、同一フロアに配置されているもの、或いは２０１１年３月１１日に発生した東日本大震災で計測された津波高より低いレベルに配置されているものもある。
【０００４】
そのため、想定していた津波より大きな津波が発生した際には、多重化・多様化して安全を確保できるようにしていても、全ての系統が機能しなくなってしまうことが考えられる。多重化・多様化した全ての系統が機能しなくなってしまうと、重大事故に繋がる可能性があるため、上述したような想定外の津波が来ても原子炉を安定冷却するための機能を原子力発電所施設に設けることが望まれる。
【０００５】
このようなことから、原子力発電所の非常用発電設備を確保するための一例として、原子力発電所の耐震・耐津波非常用発電設備が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載されている設備は、原子力発電所の非常用発電設備を、原子力発電所の近傍で、かつ、最高想定津波高より十分高い高台に設置している。そのため、サイト近傍に高台の確保できる立地であれば、津波による影響を受けないように非常用電源を確保することができる。
【０００６】
また、津波を考慮した原子力発電所の一例として、高台立地型原子力発電所が特許文献２に記載されている。この特許文献２には、津波が予想される地域において、原子力発電所を高台に立地させ、補機冷却系に海水を使用せずに、原子炉建屋の近くにクーリングタワー(空冷設備)を設置して補機冷却水を空気冷却する発電所設備が記載されており、特許文献１と同様に、サイト近傍に高台が確保できる立地であれば、津波による影響を受けず、冷却水なしで原子炉を安全に冷却することができる。
【０００７】
更に、原子炉格納容器を原子炉建屋の以前の安全設計だけでなく、冷却させる方法の一例である炉心冷却システムが、特許文献３に記載されている。この特許文献３に記載されている炉心冷却システムは、原子炉格納容器の静的冷却系として、原子炉格納容器の上部に冷却水プールを設置し、冷却水プールの中に収納した熱交換器により、原子炉圧力容器から流出した蒸気を凝縮させて原子炉格納容器内に戻すシステムとなっている。原子炉格納容器上部を利用することで、津波による影響を避け、かつ、原子炉建屋内クローズのため経済的な設計となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２-２１９７９号公報
【特許文献２】特開平３−２４５０８８号公報
【特許文献３】特開２０１１-１３７７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、地震の発生により巨大な津波が押し寄せた時でも、原子炉の安定冷却が望まれているが、特許文献１及び特許文献２に記載された設備では、原子力発電所施設の近傍に、最高想定津波高を超える高さの高台が必要である。もしサイトに津波想定高を十分超える高さの高台がない場合、これら設備を建設するのが困難になってしまい、原子炉の安定冷却が難しくなってしまう。
【００１０】
また、特許文献３に記載された設備についても、一度建設された既設の原子力建屋に対して、津波想定高を十分超える高さの設備に改造するのは困難であるため、この改造は、新設の原子力発電施設に適用するのが一般的と考えられ、巨大な津波が押し寄せた時には、既設の原子力設備における原子炉の安定冷却は難しくなってしまう。
【００１１】
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、非常時の原子炉の冷却に外部からの水を必要とせず、かつ、新設、既設の設備に限らず設置でき、原子炉の安定冷却が可能となる原子力設備の安全強化建屋を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の原子力設備の安全強化建屋は、上記目的を達成するために、原子炉建屋と並設され、かつ、複数の機器及びこの機器に接続される配管が内部に設置される建屋を備え、該建屋の上端部には屋上が形成され、該屋上には、前記建屋内の原子炉を冷却する空冷設備が設置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、非常時の原子炉の冷却に外部からの水を必要とせず、かつ、新設、既設の設備に限らず設置でき、原子炉の安定冷却が可能となる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の原子力設備の安全強化建屋の実施例１であり、既設の原子炉建屋に並設した例を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】本発明の原子力設備の安全強化建屋の実施例２であり、新設の原子炉建屋に並設した例を示す平面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図示した実施例に基いて本発明の原子力設備の安全強化建屋を説明する。なお、符号は、各実施例において、同一構成部品には同符号を使用する。
【実施例１】
【００１６】
図１及び図２に、本発明の原子力設備の安全強化建屋の実施例１を示し、既設の原子炉建屋６に原子炉安全強化建屋１が所定間隔おいて並設されている例である。
【００１７】
該図に示す如く、本実施例の原子力プラントが備えている原子炉安全強化建屋１は、４つの外壁２Ａ、２Ｂ、２Ｃ及び２Ｄを有しており、機器を搬出入したり及び/又は人員が出入りする開口部２が、原子炉安全強化建屋１に形成されている。この開口部２は、原子炉安全強化建屋１の屋上に形成され、原子炉安全強化建屋１の内部に配置する機器、設備（図示せず）の寸法によって、その形状、寸法を決定する。この開口部２は、必要に応じて複数箇所設けても良い。
【００１８】
また、原子炉安全強化建屋１内には、原子炉を安全に冷却するための複数の機器（図示せず）及びこれらの機器を接続する複数の配管、ダクト及びケーブル（図示せず）等が設置されている。
【００１９】
そして、本実施例の原子炉安全強化建屋１は、原子炉建屋６の近傍に、この原子炉建屋６と所定間隔をおいて並設して配置され、既設の原子力発電所に建設する場合は、周辺の建屋、設備などを考慮した位置で、かつ、できるだけ原子炉安全強化建屋１と原子炉建屋６が近くなるように配置するものである。
【００２０】
また、原子炉安全強化建屋１の屋上には、開口部２以外に、原子炉建屋６内に設置されている原子炉と配管等を介して接続されている空冷設備(ＡＦＣ：Air Fin Cooler等)４が設けられ、外部からの冷却水源がなくても、この空冷設備４により、原子炉建屋６内の原子炉を安定に冷却することができるシステムとしている。
【００２１】
上記した空冷設備４は、冷却フィンなどを持っており、その内部に沸騰水を通すことで、空気へ熱を放出するものであり、原子炉とは配管で接続され、その電源には、原子炉安全強化建屋１に設けられている（屋上にしか開口部２がないので、水の侵入は問題ない）ディーゼル発電機や電池などを用いるので、プラントの電源喪失時にも使用できる。
【００２２】
更に、本実施例の原子炉安全強化建屋１の設備は、原子炉建屋６と新設の躯体や配管５で接続され、これらの中を通るダクトや配線を介して必要な流体や電気を移動させている。また、本実施例では、原子炉安全強化建屋１の屋上及び新設の躯体や配管５は、最高津波想定高さ７より十分高い位置に設定してあり、津波による影響を受けない設計となっている。
【００２３】
ここで、津波想定高さとは、原子力発電施設を建設するサイトを含む周辺地域の過去の文献より、当該サイト及び周辺で発生した地震とそれに伴う津波の高さを考慮し、事業者（メーカー、電力会社等）がコストと効果を勘案した上で決定する津波高さ、又はそのサイトを建設する地域における法令、規格基準等によって定められた高さや顧客によって決められた高さと定義する。
【００２４】
また、安全強化建屋１内には、原子炉建屋６内に設置されている原子炉格納容器９より高い位置に設けられ、冷却水が蓄えられているプール１０を備えていると共に、このプール１０には蒸気凝縮器（図示せず）が配置され、かつ、プール１０に蓄えられている冷却水を重力によって原子炉格納容器９に注入可能となっている。
【００２５】
また、本実施例での原子炉安全強化建屋１は、原子炉建屋６と同様、基礎３に十分な耐震性（又は水密性を考慮した免震構造）を確保している。更に、原子炉安全強化建屋１への機器搬出入は、開口部２からのみとする。そのため、機器搬出入の際は、原子炉安全強化建屋１に隣接してクレーンを置けるようにする。また、原子炉安全強化建屋１への人員の出入りも屋上に設けられた開口部２からのみとし、一度屋上へ人員が上がるための昇降機及び/又は階段（図示せず）を、原子炉安全強化建屋１の各階に設置し、アクセス可能にしている。なお、符号８は、地表面レベルである。
【００２６】
このような本実施例の構成とすることにより、地震の発生により巨大な津波が押し寄せた時でも、原子炉の安定冷却が行うことができ、原子力発電所を立地するサイトに対し、その地域に想定される津波高を十分に超える高台がないサイトでも有効であり、かつ、非常時に冷却に外部からの水を必要とせず、新設、既設に限らず設置可能である。即ち、原子力発電施設において想定される高さの津波が発生した場合も、空冷設備を原子炉安全強化建屋の屋上に設けているので、外部からの水源の有無にかかわらず原子炉を安定冷却することが可能となる。
【実施例２】
【００２７】
図３及び図４に、本発明の原子力設備の安全強化建屋の実施例２を示し、原子炉安全強化建屋１が新設の原子炉建屋６と一体となって並設された例である。
【００２８】
該図に示す如く、本実施例の原子力プラントに備えている原子炉安全強化建屋１は、４つの外壁２Ａ、２Ｂ、２Ｃ及び２Ｄを有しており、機器を搬出入したり及び/又は人員が出入りする開口部２が、原子炉安全強化建屋１に形成されている。この開口部２は、原子炉安全強化建屋１の屋上に形成され、原子炉安全強化建屋１の内部に配置する機器、設備（図示せず）の寸法によって、その形状、寸法を決定する。この開口部２は、必要に応じて複数箇所設けても良い。
【００２９】
また、原子炉安全強化建屋１内には、原子炉を安全に冷却するための複数の機器（図示せず）及びこれらの機器を接続する複数の配管、ダクト及びケーブル（図示せず）等が設置されている。
【００３０】
そして、原子炉安全強化建屋１は、原子炉建屋６に隣接配置され、原子炉安全強化建屋１の外壁２Ｂは原子炉建屋６の外壁と一体となって並設されている。この実施例２は、新設の原子力プラントに適用し易い設計と言える。
【００３１】
また、原子炉安全強化建屋１の屋上には、開口部２以外に、原子炉建屋６内に設置されている原子炉と配管等を介して接続されている空冷設備(ＡＦＣ(Air Fin Cooler)等)４が設けられ、外部からの冷却水源がなくても、この空冷設備４により、原子炉建屋６内の原子炉を安定に冷却することができるシステムとしている。
【００３２】
上記した空冷設備４は、冷却フィンなどを持っており、その内部に沸騰水を通すことで、空気へ熱を放出するものであり、原子炉とは配管で接続され、その電源は、原子炉安全強化建屋１に設けられている（屋上にしか開口部２がないので、水の侵入は問題ない）ディーゼル発電機や電池などを用いるので、プラントの電源喪失時にも使用できる。
【００３３】
更に、原子炉安全強化建屋１の設備は、原子炉建屋６と新設の躯体や配管（図示せず）で接続され、これらの中を通るダクトや配線を介して必要な流体や電気を移動させている。また、本実施例では、原子炉安全強化建屋１の屋上及び新設の躯体や配管５は、最高津波想定高さ７より十分高い位置に設定してあり、津波による影響を受けない設計となっている。
【００３４】
ここで、津波想定高さとは、原子力発電施設を建設するサイトを含む周辺地域の過去の文献より、当該サイト及び周辺で発生した地震とそれに伴う津波の高さを考慮し、事業者（メーカー、電力会社等）がコストと効果を勘案した上で決定する津波高さ、又はそのサイトを建設する地域における法令、規格基準等によって定められた高さや顧客によって決められた高さと定義する。
【００３５】
また、安全強化建屋１内には、原子炉建屋６内に設置されている原子炉格納容器９より高い位置に設けられ、冷却水が蓄えられているプール１０を備えていると共に、このプール１０には蒸気凝縮器（図示せず）が配置され、かつ、プール１０に蓄えられている冷却水を重力によって原子炉格納容器９に注入可能となっている。
【００３６】
また、本実施例の原子炉安全強化建屋１は、原子炉建屋６と同様、基礎３に十分な耐震性（又は水密性を考慮した免震構造）を確保している。更に、原子炉安全強化建屋１への機器搬出入は、開口部２からのみとする。そのため、機器搬出入の際は、原子炉安全強化建屋１に隣接してクレーンを置けるようにする。また、原子炉安全強化建屋１への人員の出入りも屋上に設けられた開口部２からのみとし、一度屋上へ人員が上がるための昇降機及び/又は階段（図示せず）を、原子炉安全強化建屋１の各階に設置し、アクセス可能にしている。なお、符号８は、地表面レベルである。
【００３７】
このような本実施例の構成とすることにより、実施例１と同様な効果を得ることができ、特に、原子力プラントの新設時に有効である。
【００３８】
なお、上述した実施例１及び２の原子力プラントに用いられる上記したそれぞれの原子炉安全強化建屋は、原子力プラント以外の放射性物質取扱施設、例えば、核燃料再処理施設の建屋に適用することができることは言うまでもない。
【００３９】
また、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１…原子炉安全強化建屋、２…開口部、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ…原子炉安全強化建屋の外壁、３…基礎、４…空冷設備、５…配管、６…原子炉建屋、７…最高津波想定高さ、８…地表面レベル、９…原子炉格納容器、１０…プール。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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