(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
海水を送り出す可搬式駆動ポンプ装置と、
前記可搬式駆動ポンプ装置から送り出された海水を、原子炉補機に海水を供給する出口ヘッダに導く送水ホースと、を備える冷却水代替送水システムであって、
前記送水ホースは、
複数のホース体と海水を送り出す方向を切り替える複数のエルボとが交互に接続され、自然災害によって発生した障害物を避けるように任意に設定された前記可送搬式駆動ポンプ装置から前記出口ヘッダまでの送水経路に沿って配設されるホース部と、
当該ホース部の一端部に設けられ、前記可搬式駆動ポンプ装置に接続されるポンプ側接続部と、
前記ホース部の他端部に設けられ、前記出口ヘッダに接続されるヘッダ側接続部と、を有し、
前記エルボは、前記送水経路において屈曲している部分に配置され、前記エルボとして、４５度エルボ及び９０度エルボの少なくともいずれかが用いられることを特徴とする冷却水代替送水システム。
【請求項２】
海水を汲み上げる水中ポンプを更に備え、
前記可搬式駆動ポンプ装置は、前記水中ポンプによって汲み上げられた海水を前記出口ヘッダに送り出すことを特徴とする請求項１記載の冷却水代替送水システム。
【請求項３】
海水を送り出す可搬式駆動ポンプ装置を海岸の所定位置に設置するポンプ設置工程と、
当該可搬式駆動ポンプ装置と原子炉補機に海水を供給する出口ヘッダとを送水ホースによって連結するホース連結工程とを備える冷却水代替送水方法であって、
前記ホース連結工程は、前記可搬式駆動ポンプ装置から前記出口ヘッダまでにおいて自然災害によって発生した障害物を避けるように送水経路を決定した後、複数のホース体と複数のエルボとを交互に接続して、前記送水ホースを前記送水経路に沿うように組み立てる工程を有し、
前記エルボは、４５度エルボ及び９０度エルボの少なくともいずれかであることを特徴とする冷却水代替送水方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉補機海水系のポンプが全台機能喪失した場合に、原子炉補機海水系のポンプの代替として海水を送水する冷却水代替送水システム及び冷却水代替送水方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地震あるいは津波といった大規模な自然災害によって、原子炉補機海水系のポンプが緊急用のポンプも含めて全台機能喪失した場合、原子炉補機の冷却水を冷却するための熱交換器に海水が導入されなくなり、原子炉補機の冷却に支障が生ずる。その結果、停止後の燃料の崩壊熱除去が不能となって炉心損傷となるおそれがある。このため、原子炉補機を安定的に冷却するために必要な冷却水（海水）を供給する新たな代替装置が必要となる。
【０００３】
また、従来、この種の技術として、特許文献１に記載された技術がある。特許文献１によれば、陸上沿岸部に設置される原子力発電所のバックアップシステムを搭載した原子力発電所支援船について記載されている。この原子力発電所支援船には、原子炉補機冷却海水ポンプの代替設備として、海水の取水部と放水部とを有する海水管路と、海水管路の取水部に位置する仮設海水ポンプと、が搭載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−３６９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１においては、原子力発電所支援船で取水された海水を、陸上における原子炉補機の冷却水の冷却系統に供給するための送水ホースが必要となる。しかしながら、特に、津波が発生した後においては、原子力発電所における海側の敷地内に大量の瓦礫が漂着しており、その瓦礫を避けるように送水ホースを配置する必要がある。
【０００６】
この場合、送水ホースは、原子力発電所支援船から送水箇所まで直線的に配置されているとは限らず、送水経路において屈曲している部分が存在する。この屈曲の角度が大きい場合には、海水の送水が不可能になるおそれがある。また、屈曲している部分には異物が溜まりやすいことから、送水ホースに詰まりが発生するおそれがある。特に、津波が発生した後においては、海水に異物が含まれている可能性が高いことから送水ホースに詰まりが発生し易い状況にある。
【０００７】
更に、送水ホースに詰まりが発生した場合には、送水ホース全体を交換する必要が生じ、代替の送水ホースの確保や送水ホースの配設に時間が係ってしまうおそれがある。このため、冷却系統への海水の安定供給が困難になるおそれがある。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解決し、海岸に設置した可搬式駆動ポンプ装置に送水ホースを接続し、この送水ホースを瓦礫や漂着物等を避けながら原子炉補機への海水の供給場所まで延ばすことが可能になり、しかも、ホース内部に異物が詰まった場合でも容易に対処することが可能な冷却水代替送水システム及び冷却水代替送水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】
【０００９】
前記目的を達成するため、本発明は、次に記載する構成を備えている。
【００１０】
（１）  海水を送り出す可搬式駆動ポンプ装置と、
前記可搬式駆動ポンプ装置から送り出された海水を、原子炉補機に海水を供給する出口ヘッダに導く送水ホースと、を備える冷却水代替送水システムであって、前記送水ホースは、複数のホース体と海水を送り出す方向を切り替える複数のエルボとが交互に接続され、自然災害によって発生した障害物を避けるように任意に設定された前記可搬式駆動ポンプ装置から前記出口ヘッダまでの送水経路に沿って配設されるホース部と、当該ホース部の一端部に設けられ、前記可搬式駆動ポンプ装置に接続されるポンプ側接続部と、前記ホース部の他端部に設けられ、前記出口ヘッダに接続されるヘッダ側接続部と、を有し、前記エルボは、前記送水経路において屈曲している部分に配置され、前記エルボとして、４５度エルボ及び９０度エルボの少なくともいずれかが用いられることを特徴とする冷却水代替送水システム。
【００１１】
（１）によれば、可搬式駆動ポンプ装置を用いるため、取水場所を任意に選ぶことが可能になり、例えば、海際において瓦礫が少ない場所に可搬式駆動ポンプ装置を設置することが可能になる。また、可搬式駆動ポンプ装置と出口ヘッダとを連結する送水ホースが、複数のホースと、エルボとの組み合わせによって構成されており、送水経路における屈曲部分にエルボを配置することにより、例えば、瓦礫を避けるように送水ホースを配設することが可能になる。更に、４５度エルボ及び９０度エルボを単独あるいは組み合わせによって、送水方向を４５°刻みに切り替えることが可能になる。これにより、送水経路に沿って送水ホースを配設することが可能になる。このように、様々な送水経路に柔軟に対応することが可能になる。また、ホース内部に異物が詰まった場合でも、詰まった箇所のホースあるいはエルボを交換することによって容易に対処することが可能になる。
【００１２】
（２）  （１）において、海水を汲み上げる水中ポンプを更に備え、前記可搬式駆動ポンプ装置は、前記水中ポンプによって汲み上げられた海水を前記出口ヘッダに送り出すことを特徴とする冷却水代替送水システム。
【００１３】
（２）によれば、例えば、可搬式駆動ポンプ装置から海面までの高さが大きい場合において、海水を確実に汲み上げて出口ヘッダに送り出すことができる。
【００１４】
（３）  海水を送り出す可搬式駆動ポンプ装置を海岸の所定位置に設置するポンプ設置工程と、当該可搬式駆動ポンプ装置と原子炉補機に海水を供給する出口ヘッダとを送水ホースによって連結するホース連結工程とを備える冷却水代替送水方法であって、前記ホース連結工程は、前記可搬式駆動ポンプ装置から前記出口ヘッダまでにおいて自然災害によって発生した障害物を避けるように送水経路を決定した後、複数のホース体と複数のエルボとを交互に接続して、前記送水ホースを前記送水経路に沿うように組み立てる工程を有し、前記エルボは、４５度エルボ及び９０度エルボの少なくともいずれかであることを特徴とする冷却水代替送水方法。
【００１５】
（３）によれば、（１）と同様の効果を奏する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、海岸に設置した可搬式駆動ポンプ装置に送水ホースを接続し、この送水ホースを瓦礫や漂着物等を避けながら原子炉補機への海水の供給場所まで延ばすことが可能になり、しかも、ホース内部に異物が詰まった場合でも容易に対処することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態の冷却水代替送水システム１の概要を示す説明図である。
【図２】原子炉補機冷却系の一例を示す説明図である。
【図３】本実施形態に係る送水ホース２０の構成を示す説明図である。
【図４】本実施形態の冷却水代替送水システム１の構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態の冷却水代替送水システム１の概要を示す説明図である。本実施形態の冷却水代替送水システム１は、地震あるいは津波といった自然災害によって後述する原子炉補機海水ポンプ４４が全台機能喪失した場合に、原子炉補機海水ポンプ４４の代替として、原子炉補機の冷却系に海水を送り出すものである。
【００１９】
ここで、本実施形態の冷却水代替送水システム１について詳細に説明するのに先立ち、原子力発電プラントにおける原子炉補機の冷却系について説明する。
【００２０】
原子力発電プラントは、原子炉を収容する原子炉建屋や蒸気タービン及び発電機を収容するタービン建屋等の各種の建屋の他に、図１に示すように、取水口３０から取水した海水を貯水する取水槽４０と、原子炉補機１００と、原子炉補機熱交換器１０２と、を備えている。
取水口３０と取水槽４０とは取水管３２によって連結されており、取水口３０から取水した海水は、取水管３２を通って取水槽４０に送られる。
【００２１】
取水槽４０には、除塵装置４２と、原子炉補機冷却海水ポンプ（以下、ＲＳＷポンプと称する）４４と、循環水ポンプ４６とが備えられている。
【００２２】
除塵装置４２は、取水槽４０に導入された海水から、魚介類やゴミ等の異物を取り除くものである。
【００２３】
ＲＳＷポンプ４４は、原子炉や使用済み燃料プール等の冷却水を冷却するために使用する海水を、取水槽４０から汲み上げるものである。
【００２４】
循環水ポンプ４６は、蒸気タービンを回転させるために使用した蒸気を冷却して復水する復水器に送る海水を、取水槽４０から汲み上げるものである。
【００２５】
また、原子炉補機１００は、原子炉の運転を補助する設備であり、例えば、原子炉の運転を停止させる際に、原子炉補機１００が駆動する。
【００２６】
原子炉補機熱交換器１０２は、原子炉補機１００の冷却に用いる淡水の冷却水を冷却するものである。原子炉補機熱交換器１０２には、ＲＳＷポンプ４４によって取水槽４０から汲み上げられた海水が供給され、この海水によって原子炉補機１００の冷却に使用された冷却水が冷却される。冷却に使用された海水は、放出口５０から海に放出される。
【００２７】
図２は、原子炉補機冷却系の一例を示す説明図である。図２に示す原子炉補機冷却系によれば、２つのＲＳＷポンプ４４Ａ、４４Ｃによって海水を送水する系統と、２つのＲＳＷポンプ４４Ｂ、４４Ｄによって海水を送水する系統とが備えられている。
【００２８】
各ＲＳＷポンプ４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃ、４４Ｄには、海水を送り出すための配管５２が設けられており、配管５２には、逆止弁５４及び電動弁５６が設けられている。
【００２９】
ＲＳＷポンプ４４Ａ、４４Ｃによって送り出された海水を搬送する配管系統は、出口ヘッダ５８、海水供給配管６４及び海水排出配管６６を備えている。
【００３０】
出口ヘッダ５８は、ＲＳＷポンプ４４Ａ、４４Ｃから配管５２、５２を介して送られた海水を一つにまとめる配管部材であり、海水供給配管６４に接続されている。この出口ヘッダ５８には、ＲＳＷポンプ４４Ａ、４４Ｃの配管５２の出口側が接続されている。更に、出口ヘッダ５８には、外部からの冷却水（例えば、海水）を導入する海水導入部６０が必要に応じて設置される。すなわち、海水導入部６０は、通常においては出口ヘッダ５８に設置されておらず、原子炉補機海水系のポンプが緊急用のポンプも含めて全台機能喪失した場合のような緊急事態の際に出口ヘッダ５８に設置される。
【００３１】
海水供給配管６４は、ＲＳＷポンプ４４Ａ、４４Ｃによって送り出された海水を原子炉補機熱交換器１０２Ａに供給するものであり、海水排出配管６６は、原子炉補機熱交換器１０２Ａにおいて熱交換されて昇温した海水を放出口５０に導くものである。また、海水供給配管６４における原子炉補機熱交換器１０２Ａの上流側にストレーナ６２が設けられている。ストレーナ６２は、海水供給配管６４を流れる海水から異物を除去するものであり、出口ヘッダ５８から海水供給配管６４に送り出された海水は、ストレーナ６２によって異物が除去された後に、原子炉補機熱交換器１０２Ａに供給される。
【００３２】
原子炉補機熱交換器１０２Ａには、原子炉建物内の機器の冷却に使用されて昇温した冷却水（淡水）が導入される。そして、原子炉補機熱交換器１０２Ａにおいて、海水供給配管６４から導入された海水によって冷却水が冷却され、この冷却水が、再び原子炉建物内の機器に送られて冷却に使用される。
【００３３】
また、ＲＳＷポンプ４４Ｂ、４４Ｄによって送り出された海水を搬送する配管系統は、出口ヘッダ５８、海水供給配管６４及び海水排出配管６６を備えている。ＲＳＷポンプ４４Ｂ、４４Ｄによって送り出された海水を搬送する配管系統と異なる点は、海水供給配管６４が原子炉補機熱交換器１０２Ｂに海水を導入して、海水排出配管６６から排出する点のみであり、その他については同一である。
【００３４】
ＲＳＷポンプ４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃ、４４Ｄが正常に稼働している場合には、海水が原子炉補機熱交換器１０２Ａ、１０２Ｂに供給される。地震や津波といった自然災害によって、ＲＳＷポンプ４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃ、４４Ｄが全台稼働停止となった場合には、本実施形態の冷却水代替送水システム１を海水導入部６０を介して出口ヘッダ５８に接続することにより、冷却水代替送水システム１によって送水された海水が、原子炉補機熱交換器１０２Ａ、１０２Ｂに供給される。
【００３５】
次に、本実施形態の冷却水代替送水システム１について詳細に説明する。図１に示すように、冷却水代替送水システム１は、可搬式駆動ポンプ装置１０と、取水ホース１２と、送水ホース２０とを備えている。
【００３６】
可搬式駆動ポンプ装置１０は、ディーゼル駆動ポンプを車両に積載してなるものであり、所望の取水場所に移動可能である。
取水ホース１２は、海水を取水するために可搬式駆動ポンプ装置１０から海中に降ろされるホース体である。
送水ホース２０は、一端部が可搬式駆動ポンプ装置１０に接続され、他端部が海水導入部６０に接続され、可搬式駆動ポンプ装置１０によって取水された海水を海水導入部６０介して出口ヘッダ５８（図２参照）に導くための水路を形成するものである。
【００３７】
図４は、本実施形態に係る送水ホース２０の構成を示す説明図である。
送水ホース２０は、ホース部２１と、入口側接続金具２６と、出口側接続金具２８とによって構成されている。
【００３８】
ホース部２１は、複数本のホース２２と、複数のエルボ２４とによって構成されている。ホース２２は、可撓性を備えており、使用しないときには巻き取り保管されている。エルボ２４は、硬質部材によって構成されている。エルボ２４としては、９０度エルボ２４ａ及び４５度エルボ２４ｂが使用される。なお、ホース２２同士は互いに接続可能である。送水ホース２０は、複数のホース２２を直接又はエルボ２４を介して接続することによって長尺ホースを構成し、この長尺ホースの一端に入口側接続金具２６を固定し、他端に出口側接続金具２８を固定してなる構造である。
【００３９】
図４は、本実施形態の冷却水代替送水システム１の構成を示す説明図である。
冷却水代替送水システム１は、前述した可搬式駆動ポンプ装置１０、取水ホース１２及び送水ホース２０の他に水中ポンプ１４を備えている。
【００４０】
可搬式駆動ポンプ装置１０は、ディーゼルエンジン１０ａと、駆動ポンプ１０ｂと、発電機１０ｄとを備えている。ディーゼルエンジン１０ａは、駆動ポンプ１０ｂ及び発電機１０ｄを駆動させるための動力を発生するものである。なお、可搬式駆動ポンプ装置１０は、可搬式駆動ポンプ装置１０を積載する車両のエンジンを兼ねていてもよい。
【００４１】
駆動ポンプ１０ｂは、送水ホース２０に海水を送り出し、出口ヘッダ５８を介して原子炉補機熱交換器１０２に供給するものである。また、駆動ポンプ１０ｂは、海水を放出する海水放出部１１を備えており、この海水放出部１１は、送水ホース２０に接続する継ぎ手１１ａを有している。なお、本実施形態によれば、駆動ポンプ１０ｂに、２つの海水を送水する系統にそれぞれ対応するように２つの海水放出部１１が備えられている。
【００４２】
発電機１０ｄは、水中ポンプ１４を駆動させるための電力を発生するものである。
【００４３】
水中ポンプ１４は、取水ホース１２の先端に接続されて海中に配置され、海水を汲み上げて駆動ポンプ１０ｂ側に送り出すポンプである。
【００４４】
そして、本実施形態の冷却水代替送水システム１を使用する際には、送水ホース２０の一端を海水放出部１１の継ぎ手１１ａに接続し、送水ホース２０の他端を出口ヘッダ５８の海水導入部６０に接続する。
【００４５】
ここで、海水導入部６０は、出口ヘッダ５８に接続される配管６０ｃと、この配管６０ｃの先端部に設けられ、送水ホース２０に接続する継ぎ手６０ａと、配管６０ｃを開閉するバタフライ弁６０ｂとを備えている。海水導入部６０は、通常状態においては、バタフライ弁６０ｂによって封鎖されており、緊急時にバタフライ弁６０ｂが作業員の操作によって開放される。なお、継ぎ手１１ａと継ぎ手６０ａとが同一部材の場合には、入口側接続金具２６と出口側接続金具２８とを同一の金具とすることが可能である。
【００４６】
次に、図１、図３及び図４を参照しながら、本実施形態の冷却水代替送水システム１を設置する手順について説明する。
【００４７】
まず、図１に示すように、作業員は、可搬式駆動ポンプ装置１０を積載する車両を運転して、海岸において出口ヘッダ５８の海水導入部６０にできるだけ近い所望の場所に停車させる。
【００４８】
次に、作業員は、周囲の状況を確認して、送水ホース２０を配設するための送水経路を決定する。送水経路としては、駆動ポンプ１０ｂの海水放出部１１から出口ヘッダ５８の海水導入部６０に到達するまでの経路において、図１、図３に示すように、取水槽４０の周囲に残存している瓦礫や漂着物を避けるような経路が設定される。
【００４９】
次に、送水ホース２０の一端となるホース２２に入口側接続金具２６を固定し、ホース２２を送水経路に沿って配置していく。そして、図２に示すように、送水経路に沿って長尺のホースが配置されるように、ホース２２とエルボ２４を交互に接続しながら、送水ホース２０を延長していく。
【００５０】
ホース２２は、送水経路において直線的な部分に配置するのがよい。また、図１の符号Ａ、Ｂに示す、送水経路における屈曲している部分においては、ホース２２を屈曲（蛇行）させるよりも、ホース２２に９０度エルボ２４ａあるいは４５度エルボ２４ｂを接続して、ホース２２の方向を変えながら送水経路の屈曲部分に沿うようにホース２２を配置することが望ましい。このような作業が繰り返されることによって、ホース部２１が組み立てられる。
【００５１】
ホース２２が出口ヘッダ５８の海水導入部６０に到達した場合に、作業員は、ホース２２の先端に出口側接続金具２８を固定する。もしくは出口側接続金具２８付きのホース２２をエルボ２４に接続する。そして、作業員は、海水放出部１１に入口側接続金具２６を接続し、海水導入部６０に出口側接続金具２８を接続する。これにより、可搬式駆動ポンプ装置１０と出口ヘッダ５８とが送水ホース２０によって連結され、可搬式駆動ポンプ装置１０によって送り出された海水を出口ヘッダ５８に送り出すことが可能になる。
【００５２】
次に、作業員は、発電機１０ｄと水中ポンプ１４とを長尺の電源ケーブルによって接続する。これにより、発電機１０ｄから水中ポンプ１４に給電することが可能になる。なお、図４によれば、水中ポンプ１４と駆動ポンプ１０ｂとは取水ホース１２によって接続されているが、取水ホース１２も複数のホースをエルボによって接続することによって構成してもよい。
【００５３】
次に、作業員は、水中ポンプ１４を海中に沈めた後に、発電機１０ｄを起動させ、水中ポンプ１４を起動させ、最後にディーゼルエンジン１０ａを駆動させる。これにより、水中ポンプ１４によって汲み上げられた海水が、駆動ポンプ１０ｂによって送水ホース２０を通って出口ヘッダ５８に送り出され、更に原子炉補機熱交換器１０２へと供給される。
【００５４】
以上、説明したように構成された本実施形態によれば、可搬式駆動ポンプ装置１０を用いるため、取水場所を任意に選ぶことが可能になり、例えば、海際において瓦礫が少ない場所に可搬式駆動ポンプ装置１０を設置することが可能になる。また、可搬式駆動ポンプ装置１０と出口ヘッダ５８とを接続する送水ホース２０が、複数のホース２２と、エルボ２４との組み合わせによって構成されており、送水ホース２０の送水経路における屈曲部分にエルボ２４を配置することにより、例えば、瓦礫を避けるように送水ホース２０を配置することが可能になる。このように、様々な送水経路に柔軟に対応することが可能になる。また、ホース２２内部に異物が詰まった場合でも、詰まった箇所のホース２２あるいはエルボ２４を交換することによって容易に対処することが可能になる。
【００５５】
本実施形態によれば、海水を汲み上げる水中ポンプ１４を更に備えているため、例えば、可搬式駆動ポンプ装置１０から海面までの高さが大きい場合において、海水を確実に送り出すことができる。
【００５６】
本実施形態によれば、エルボ２４として、４５度エルボ２４ｂ及び９０度エルボ２４ａの少なくともいずれかを用いることにより、４５度エルボ及び９０度エルボを単独あるいは組み合わせによって、送水方向を４５°刻みに切り替えることが可能になる。
【００５７】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の実施形態は上述した実施形態に限るものではない。例えば、上述した実施形態によれば、水中ポンプ１４を使用しているが、それに限らず、発電機１０ｄ、水中ポンプ１４を無くして、駆動ポンプ１０ｂから取水ホース１２が延びて取水ホース１２の先端部を海中に位置付けることにより、駆動ポンプ１０ｂが直接的に海水を汲み上げて送り出すようにしてもよい。
【００５８】
また、上述した実施形態によれば、エルボ２４として、４５度エルボ２４ｂ及び９０度エルボ２４ａを用いているが、それ以外のエルボ、例えば、３０度エルボを用いてもよい。また、エルボ２４を上下方向に向けることにより、瓦礫を乗り越えるように送水ホース２０を配置してもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１  冷却水代替送水システム
１０  可搬式駆動ポンプ装置
１０ａ  ディーゼルエンジン
１０ｂ  駆動ポンプ
１０ｄ  発電機
１１  海水放出部
１１ａ  継ぎ手
１２  取水ホース
１４  水中ポンプ
２０  送水ホース
２１  ホース部
２２  ホース
２４  エルボ
２４ａ  ９０度エルボ
２４ｂ  ４５度エルボ
２６  入口側接続金具
２８  出口側接続金具
３０  取水口
３２  取水管
４０  取水槽
４２  除塵装置
４４、４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃ、４４Ｄ  原子炉補機海水ポンプ（ＲＳＷポンプ）
４６  循環水ポンプ
５０  放出口
５２  配管
５４  逆止弁
５６  電動弁
５８  出口ヘッダ
６０  海水導入部
６２  ストレーナ
６４  海水供給配管
６６  海水排出配管
１００  原子炉補機
１０２、１０２Ａ、１０２Ｂ  原子炉補機熱交換器
【図１】
0005886255.tif 000002
【図２】
0005886255.tif 000003
【図３】
0005886255.tif 000004
【図４】
0005886255.tif 000005