(57)【要約】【課題】  想定を超える事象から必要となる安全設備を効率良く、有効的に防護すること。【解決手段】  上記課題を解決するために、本発明の原子力発電プラントの安全対策設備は、ハザード対策壁により形成され、該ハザード対策壁の中に、内部に原子炉の炉心が収められ圧力が一定に保持されている原子炉圧力容器及び該原子炉圧力容器が格納されている原子炉格納容器を収納している原子炉建屋内へ水を供給する注水ポンプと、前記ハザード対策壁の中に収められている機器の冷却を行うクーラ設備と、前記ハザード対策壁の中に収められている機器に必要な電気を発生する発電機と、緊急時に設備を操作する災害時操作盤とを、少なくとも備え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】
ハザード対策壁により形成され、該ハザード対策壁の中に、内部に原子炉の炉心が収められ圧力が一定に保持されている原子炉圧力容器及び該原子炉圧力容器が格納されている原子炉格納容器を収納している原子炉建屋内へ水を供給する注水ポンプと、前記ハザード対策壁の中に収められている機器の冷却を行うクーラ設備と、前記ハザード対策壁の中に収められている機器に必要な電気を発生する発電機と、緊急時に設備を操作する災害時操作盤とを、少なくとも備えていることを特徴とする原子力発電プラントの安全対策設備。
【請求項２】
請求項１に記載の原子力発電プラントの安全対策設備において、
前記原子炉建屋外から原子炉建屋内の冷却水の除熱を行う代替原子炉補機冷却車及び該代替原子炉補機冷却車に必要な電気を供給する代替原子炉補機冷却車用電源車からなる移動式除熱システムと、前記原子炉建屋外から原子炉建屋内へ冷却水を供給する可搬式ポンプと、前記原子炉建屋外から原子炉建屋の中にある機器へ電気を供給する電源車と、安全対策設備に設置された発電機へ作動電源を供給するバッテリーと、必要な場所へ移動、設置が可能な可搬式仮設電源とを、前記ハザード対策壁の中に更に備えていることを特徴とする原子力発電プラントの安全対策設備。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の原子力発電プラントの安全対策設備において、
前記原子炉建屋へ水を供給するための水源となる非常用水源を、前記ハザード対策壁の中に更に備えていることを特徴とする原子力発電プラントの安全対策設備。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の原子力発電プラントの安全対策設備において、
外部と通信するための機器を備えた連絡情報室を、前記ハザード対策壁の中に更に備えていることを特徴とする原子力発電プラントの安全対策設備。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の原子力発電プラントの安全対策設備において、
前記安全対策設備以外の外部からの連通部を遮断して該安全対策設備を外部の環境状態と隔離し、建物が独立化されることを特徴とする原子力発電プラントの安全対策設備。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の原子力発電プラントの安全対策設備において、
前記原子炉建屋と前記安全対策設備は、所定の距離を隔てて分離されていることを特徴とする原子力発電プラントの安全対策設備。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の原子力発電プラントの安全対策設備において、
前記安全対策設備は、前記原子炉建屋が設置される地表面よりも高い敷地に設置されていることを特徴とする原子力発電プラントの安全対策設備。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の原子力発電プラントの安全対策設備において、
前記安全対策設備は、前記原子炉建屋が設置される地表面より地下に埋設されていることを特徴とする原子力発電プラントの安全対策設備。
【請求項９】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の原子力発電プラントの安全対策設備において、
前記安全対策設備は、前記原子炉建屋内に設置されていることを特徴とする原子力発電プラントの安全対策設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は原子力発電プラントの安全対策設備に係り、例えば、設計津波高さを超える大津波や基準地震動を超える大地震、或いは航空機の衝突等のような想定を超える事象が発生した場合に好適な原子力発電プラントの安全対策設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、原子力発電プラントの安全設備は、確立された設計判断基準に従い、プラントが設計対応すべき事故事象である設計基準事故を考慮して設計を行っている。また、上記設計基準事故を超え、炉心が損傷する恐れのある事態が発生した場合でも、シビアアクシデントへの拡大防止、若しくはシビアアクシデントに拡大した場合にも、その影響を緩和するアクシデントマネジメント策を整備することで、原子力発電プラントによる周辺公衆に対する放射線被ばくのリスクを限りなく低いものにしている。
【０００３】
上述したシビアアクシデントとは、設計基準事故を大幅に超える事象であって、安全設計の評価上想定された手段では適切な炉心の冷却ができない状態で、その結果、炉心の重大な損傷に至る事象を指す。また、上述したアクシデントマネジメント策とは、既存の設備に含まれる安全余裕や安全設計上想定した本来の機能以外にも期待し得る機能、又はそうした事態に備えて新たに設置した機器等を活用して行う行為を指し、原子力発電プラントを設置する原子炉設置者により、自主的に整備されるものである。
【０００４】
例えば、「軽水型原子力発電所におけるアクシデントマネジメントの整備結果について」（非特許文献１）では、原子炉設置者により整備されたアクシデントマネジメント策の有効性が確認されている。
【０００５】
一方、福島第一原子力発電所事故（１Ｆ事故）では、想定を超える事象が発生したことで、原子力発電プラントが持つ安全設備及びアクシデントマネジメント設備が機能せず、シビアアクシデントに進展したものである。
【０００６】
以上のことを教訓に、「東京電力株式会社福島第一原子力発電所事故の技術的知見について」（非特許文献２）が示され、多様性や独立性に加えて、位置的分散を考慮するといった安全設備の強化を図り、想定を超える事象から安全設備の持つ機能の喪失を防ぐことが求められている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】「軽水型原子力発電所におけるアクシデントマネジメントの整備結                  果について」、原子力安全・保安院 公表、2002年10月、P1〜15
【非特許文献２】「東京電力株式会社福島第一原子力発電所事故の技術的知見について」、原子力安全・保安院 公表、2012年3月28日、P13〜29
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
非特許文献２にも示される通り、安全上重要な同種の設備、機器が津波や浸水という共通の要因により、同時に機能喪失したところに問題があった。
【０００９】
これに対して、所内電気設備の共通要因故障による機能喪失の防止や非常用交流電源の強化、非常用直流電源の強化、冷却設備の共通要因故障による機能喪失の防止、注水機能の強化などを実施することで、更なる安全強化を行う必要がある。また、想定を超える事象に対してより効率的な方法で、かつ、より安全性を向上させた設備対応できる構成であることが望ましい。
【００１０】
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、想定を超える事象から必要となる安全設備を効率良く、有効的に防護する原子力発電プラントの安全対策設備を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の原子力発電プラントの安全対策設備は、上記目的を達成するために、ハザード対策壁により形成され、該ハザード対策壁の中に、内部に原子炉の炉心が収められ圧力が一定に保持されている原子炉圧力容器及び該原子炉圧力容器が格納されている原子炉格納容器を収納している原子炉建屋内へ水を供給する注水ポンプと、前記ハザード対策壁の中に収められている機器の冷却を行うクーラ設備と、前記ハザード対策壁の中に収められている機器に必要な電気を発生する発電機と、緊急時に設備を操作する災害時操作盤とを、少なくとも備えていることを特徴とする。
【００１２】
また、前記原子炉建屋外から原子炉建屋内の冷却水の除熱を行う代替原子炉補機冷却車及び該代替原子炉補機冷却車に必要な電気を供給する代替原子炉補機冷却車用電源車からなる移動式除熱システムと、前記原子炉建屋外から原子炉建屋内へ冷却水を供給する可搬式ポンプと、前記原子炉建屋外から原子炉建屋の中にある機器へ電気を供給する電源車と、安全対策設備に設置された発電機へ作動電源を供給するバッテリーと、必要な場所へ移動、設置が可能な可搬式仮設電源とを、前記ハザード対策壁の中に更に備えていることを特徴とする。
【００１３】
また、前記原子炉建屋へ水を供給するための水源となる非常用水源を、前記ハザード対策壁の中に更に備えていることを特徴とする。
【００１４】
また、外部と通信するための機器を備えた連絡情報室を、前記ハザード対策壁の中に更に備えていることを特徴とする。
【００１５】
また、前記安全対策設備以外の外部からの連通部を遮断して該安全対策設備を外部の環境状態と隔離し、建物が独立化されることを特徴とする。
【００１６】
また、前記原子炉建屋と前記安全対策設備は、所定の距離を隔てて分離されていることを特徴とする。
【００１７】
また、前記安全対策設備は、前記原子炉建屋が設置される地表面よりも高い敷地に設置されていることを特徴とする。
【００１８】
また、前記安全対策設備は、前記原子炉建屋が設置される地表面より地下に埋設されていることを特徴とする原子力発電プラントの安全対策設備。
【００１９】
更に、前記安全対策設備は、前記原子炉建屋内に設置されていることを特徴とする原子力発電プラントの安全対策設備。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、想定を超える事象から必要となる安全設備を効率良く、有効的に防護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の原子力発電プラントの安全対策設備の実施例１を一部断面して示す全体構成図である。
【図２】図１を断面して示す平面図である。
【図３】本発明の原子力発電プラントの安全対策設備の実施例２を示す概略構成図である。
【図４】本発明の原子力発電プラントの安全対策設備の実施例３を示す概略構成図である。
【図５】本発明の原子力発電プラントの安全対策設備の実施例４を示す概略構成図である。
【図６】本発明の原子力発電プラントの安全対策設備の実施例５を示す概略構成図である。
【図７】本発明の原子力発電プラントの安全対策設備の実施例６を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図示した実施例に基づいて本発明の原子力発電プラントの安全対策設備を説明する。なお、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】
【００２３】
図１及び図２に、本発明の原子力発電プラントの安全対策設備の実施例１を示す。
【００２４】
該図に示す如く、本実施例の全体を符号１で示す原子力発電プラントの安全対策設備は、外部からの事象に耐え内部の健全性を確保するため、また、内部で発生した事象が外部へ拡大することを防ぐための覆い（以下、ハザード対策壁２という）により形成され、その中に、主要設備として、原子炉の炉心を収め内部の圧力を一定に保持する鋼鉄製の原子炉圧力容器５１及びこの原子炉圧力容器５１を格納した原子炉格納容器５２等から構成されるコンクリート製の原子炉建屋５０へ水を供給し、最終的に原子炉圧力容器５１の冷却を行うためなどに使用する注水ポンプ４と、原子炉をスクラム後の高温停止状態から低温停止状態へ導くための設備操作が可能な災害時操作盤６と、ハザード対策壁２の中に収められた機器の冷却を行うクーラ設備７と、ハザード対策壁２の中に収められた機器の動作に必要な電気を発生させる発電機８とを収めて構成されている。
【００２５】
このように、外部からの事象に耐え内部の健全性を確保し、かつ、内部で発生した事象が外部へ拡大することを防ぐためのハザード対策壁２の中に注水ポンプ４が収納されているので、想定を超える事象が発生した場合においても、原子炉建屋５０へ水の供給が可能となる。
【００２６】
また、クーラ設備７は、給排気口２１により空気の循環が行われ、ハザード対策壁２に接する給排気口２１の面には、シャッター３１が設置されている。更に、発電機８からの出力は、制御盤２２を介し高圧配電盤２３に供給され、この高圧配電盤２３は、所内負荷の他に所内低電圧回路に使用するパワーセンタ２４に繋がり、必要な電気を供給し、パワーセンタ２４は、所内負荷の他に小容量の所内低電圧回路に使用するモータコントロールセンタ２５に繋がり、必要な電気を供給している。
【００２７】
また、原子炉補機の冷却が不可能となるような有事に備え、原子炉建屋５０の外から原子炉建屋５０の内へ冷却水を通水することで除熱を行う代替原子炉補機冷却車１１、この代替原子炉補機冷却車１１に必要な電気を供給する代替原子炉補機冷却車用電源車１２から成る移動式除熱システム１０と、原子炉建屋５０の外から原子炉圧力容器５１の中へ冷却水を供給する可搬式ポンプ１３と、原子炉建屋５０の外から原子炉建屋５０の中にある例えば、高圧配電盤２３やモータコントロールセンタ２５へ搭載されたケーブル（図示せず）を繋ぎこみ電気を供給する電源車１４と、安全対策設備１に設置された発電機８へ作動電気を供給するバッテリー１５と、例えば、中央制御室などの直流電源の必要な場所へ移動、設置が可能な可搬式仮設電源１６といった可搬設備の安全対策設備１を備え、ハザード対策壁２内に収められている。
【００２８】
上述したように、可搬設備を設けることで常設設備の代替として使用することができ、想定を超える事象に対する対策の順応性が高まる。
【００２９】
なお、空間３０の外部と接する壁には、移動式除熱システム１０が外部へ出られる幅のシャッター３１と外部アクセス扉３２が設置され、同様に空間４０においても外部と接する壁には、可搬式ポンプ１３と電源車１４が外部へ出られる幅のシャッター３１と外部アクセス扉３２が設置されている。
【００３０】
更に、原子炉建屋５０へ注水するための水源となる非常用水源３が、ハザード対策壁２内に収められている。この非常用水源３は、ハザード対策壁２の外に付けられた水補給口２０と繋がっており、非常用水源３がなくなった場合でも、外部からホース等を接続することで、水の補給が可能である。また、非常用水源３を設けることで、水源の確保に繋がり、想定を超える事象に対する対策の確実性が増す。
【００３１】
また、作業員が駐在可能なスペースと外部との連絡などの情報の授受が可能な情報機器を備えた連絡情報室５が、ハザード対策壁２内に収められている。この連絡情報室５を設けることで、外部との通信手段の確保に繋がり、想定を超える事象に対する対策実施の円滑化に繋がる。
【００３２】
このような本実施例のように、ハザード対策壁２の中に安全設備を収める構成とすることで、収めた安全設備に対して多様性や独立性、位置的分散といった強化策の実施が一度に可能となり、想定を超える事象から効率よく防護することができる。
【実施例２】
【００３３】
図３に、本発明の原子力発電プラントの安全対策設備の実施例２を示す。
【００３４】
通常、原子炉の炉心を収め内部の圧力を一定に保持する鋼鉄製の原子炉圧力容器５１及び原子炉圧力容器５１を格納した原子炉格納容器５２等から構成されるコンクリート製の原子炉建屋５０には、原子炉建屋５０内の換気を行う給排気口や、タービン建屋、コントロール建屋といった他の建物からのアクセス通路、或いは配管といった設備が連通している。これらの連通部は、原子炉発電プラントを運用する上で必要な設備となるが、その一方で、原子炉建屋５０以外の外部の環境状態を、原子炉建屋５０の内部に伝える要因にもなり得る。
【００３５】
そこで、本実施例では、ハザード対策壁２により形成され安全設備を内包する安全対策設備１に、安全対策設備１以外の外部からの連通部をなくし、外部の環境状態が安全対策設備１の内部に伝わらないような構成とすることで建物の独立化を図ったものである。即ち、連通部を設置する場合は、外部との連通の遮断を行う。つまり、図３に示すように、原子力発電プラントの運転時若しくは原子力発電プラントの停止時などに、ハザード対策壁２に接する給排気口２１の面に取り付けられたシャッター３１、及び空間３０と空間４０の外部と接する壁に取り付けられたシャッター３１と外部アクセス扉３２を閉め切ることで、通常時に外部と連通する箇所の遮断を図り、外部の環境状態と隔離するものである。上記シャッター３１及び外部アクセス扉３２は、シビアアクシデント発生時などの有事のみ開放するものとする。
【００３６】
このような本実施例のように、通常時の連通部をなくし建物の独立化を図ることで、想定を超える事象に対する安全対策設備１の安全裕度の向上に繋がり、内包する安全設備の防護性が増す効果がある。
【実施例３】
【００３７】
図４に、本発明の原子力発電プラントの安全対策設備の実施例３を示す。
【００３８】
本実施例における安全対策設備１の設備構成及び内包する安全設備は、図１及び図２の実施例１と同様であり、安全対策設備１の運用方法は図３の実施例２と同様であるため、説明は省略する。
【００３９】
図４に示す実施例３では、原子炉の炉心を収め内部の圧力を一定に保持する鋼鉄製の原子炉圧力容器５１及び原子炉圧力容器５１を収めた原子炉格納容器５２等から構成されるコンクリート製の原子炉建屋５０の内側に、ハザード対策壁２により形成され安全設備を内包する安全対策設備１を設置したものである。
【００４０】
このような本実施例とすることで、想定を超える事象が発生した場合でも早急に安全対策設備１にアクセスが可能であり、安全対策設備１が内包する安全設備を活用し、事故収束への早急な対応ができる効果がある。
【実施例４】
【００４１】
図５に、本発明の原子力発電プラントの安全対策設備の実施例４を示す。
【００４２】
想定を超える事象の一例として、被害が広範囲に及ぶとされる意図的な航空機の衝突が発生した場合を考慮すると、一度に１つ以上の複数の安全機能の喪失に加え、衝突後に発生する火災等により、少なくとも１つの安全機能が喪失する可能性が考えられる。
【００４３】
そこで、図５に示す実施例では、原子炉の炉心を収め内部の圧力を一定に保持する鋼鉄製の原子炉圧力容器５１及び原子炉圧力容器５１を格納した原子炉格納容器５２等から構成されるコンクリート製の原子炉建屋５０から所定の距離をおいて、ハザード対策壁２により形成され安全設備を内包する安全対策設備１を設置したものである。
【００４４】
このような本実施例とすることで、安全対策設備１と原子炉建屋５０との位置的分散を図ることができ、原子炉建屋５０に航空機が衝突した場合においても、その被害を受けることなく、安全対策設備１が内包する安全設備を防護することができる効果がある。
【実施例５】
【００４５】
図６に、本発明の原子力発電プラントの安全対策設備の実施例５を示す。
【００４６】
該図に示す如く、通常は、原子炉の炉心を収め内部の圧力を一定に保持する鋼鉄製の原子炉圧力容器５１及び原子炉圧力容器５１を収めた原子炉格納容器５２等から構成されるコンクリート製の原子炉建屋５０は、想定される津波の到達高さを考慮して、海と敷地の境界に設置する防波堤６０により想定される津波から守られている。
【００４７】
図６に示す実施例５では、原子炉建屋５０を設置する地表面６１よりも標高の高い敷地６２に、ハザード対策壁２により形成され、かつ、上述した安全設備を内包する安全対策設備１を設置する構成としたものである。
【００４８】
このような本実施例とすることで、地表面６１まで達するような想定を超えた大津波や大雨による大洪水が発生した場合に、安全対策設備１を防護することができる効果がある。
【実施例６】
【００４９】
図７に、本発明の原子力発電プラントの安全対策設備の実施例６を示す。
【００５０】
該図に示す如く、本実施例では、原子炉の炉心を収め内部の圧力を一定に保持する鋼鉄製の原子炉圧力容器５１及び原子炉圧力容器５１を収めた原子炉格納容器５２等から構成されるコンクリート製の原子炉建屋５０は、想定される地震に耐えうるように十分な支持機能を持つ岩盤６４に設置することとしている。
【００５１】
即ち、本実施例では、原子炉建屋５０を設置する地表面６１より下にある軟質な地盤６３と、軟質な地盤６３の下にある想定される地震に耐えうる十分な支持機能を持つ岩盤６４を掘って開けた穴に、ハザード対策壁２により形成され上述した安全設備を内包する安全対策設備１の一部が出ることのないように完全に埋設するようにしたものである。
【００５２】
このような本実施例とすることで、想定を超えた地震が発生した場合においても、地震による建物の崩壊から防護することができる。また、上述したような構成にすることにより、外部環境と隔離することができ、地表面６１の上で発生する想定を超える事象から前述の安全対策設備１を防護することができる。
【００５３】
なお、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を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】
【００５４】
１…安全対策設備、２…ハザード対策壁、３…非常用水源、４…注水ポンプ、５…連絡情報室、６…災害時操作盤、７…クーラ設備、８…発電機、１０…移動式除熱システム、１１…代替原子炉補機冷却車、１２…代替原子炉補機冷却車用電源車、１３…可搬式ポンプ、１４…電源車、１５…バッテリー、１６…可搬式仮設電源、２０…水補給口、２１…給排気口、２２…制御盤、２３…高圧配電盤、２４…パワーセンタ、２５…モータコントロールセンタ、３０、４０…空間、３１…シャッター、３２…外部アクセス扉、５０…原子炉建屋、５１…原子炉圧力容器、５２…原子炉格納容器、６０…防波堤、６１…地表面、６２…敷地、６３…地盤、６４…岩盤。
【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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