(57)【要約】【課題】原子炉格納容器内側に設置された２種類の放射線シールド設置構造等を変更、削除等して、現地設置工事でのシールド類の設置作業削減等を図る。【解決手段】建屋の壁または床に設けた貫通孔に貫通スリーブ５を装着し、この貫通スリーブの内部空間内に電線１０を貫通させる原子力発電所の建屋貫通部構造において、貫通スリーブ５内に電線１０を支持する機能を有する放射線シールド２０を内蔵した構成とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建屋の壁または床に設けた貫通孔に貫通スリーブを装着し、この貫通スリーブの内部空間内に電線を貫通させる原子力発電所の建屋貫通部構造において、前記貫通スリーブ内に電線を支持する機能を有する放射線シールドを内蔵したことを特徴とする貫通部の放射線シールド構造。
【請求項２】
前記放射線シールドは、前記建屋貫通部の内外で均等な配置または内部側に配置した請求項１記載の貫通部の放射線シールド構造。
【請求項３】
前記放射線シールドは、金属シールドとポリエチレンシールドとを交互に組合せて構成した請求項１または２記載の貫通部の放射線シールド構造。
【請求項４】
前記放射線シールドの一部を切り欠き、前記電線が前記貫通スリーブとの間を通過可能な構成とした請求項１ないし３のいずれか一項記載の貫通部の放射線シールド構造。
【請求項５】
前記放射線シールドを鉛毛によって構成した請求項１ないし４のいずれか一項記載の貫通部の放射線シールド構造。
【請求項６】
前記放射線シールドは、前記貫通スリーブ内で放射線遮蔽機能を有する材料を固化させて構成した請求項１ないし５のいずれか一項記載の貫通部の放射線シールド構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉格納容器等の密閉容器を貫通してその内外に設置された機器の電線を接続する電気配線貫通部を、放射線シールドするための電気配線貫通部の放射線シールド構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子炉格納容器（ＰＣＶ）等の密閉容器では、容器内部のプロセス量を電気的に計測するために原子炉格納容器等を貫通してプロセス出力量を外部に導き、また容器内部に設置した動力機器などを駆動する電力の供給目的から、容器壁を貫通する電気配線貫通部が設けられている。そして、この電気配線貫通部から原子炉格納容器の外部に放射線が漏洩することを防止するために、電気配線貫通部に放射線遮蔽用のシールド構造が設けられている。
【０００３】
このような電気配線貫通部の放射線シールド構造の従来例について、図７、図８および図９（ａ），（ｂ）を参照して説明する。
【０００４】
図７は一例として、沸騰水型原子炉の原子炉格納容器を示す全体断面図である。図７に示すように、原子炉格納容器１０１は、原子炉圧力容器１００の全体を包囲する遮蔽壁１０２を有している。
【０００５】
この遮蔽壁１０２を貫通する電気配線貫通部１０３を介して、電線類が遮蔽壁１０２の内外方向に貫通する状態で設置されている。電気配線貫通部１０３の壁外側には、炉心１０４で発生した放射線が遮蔽壁１０２を通して外部に漏洩することを防止する目的で、ガンマ線を遮蔽する鉄板等の金属遮蔽１０２ａと、中性子を遮蔽する樹脂遮蔽壁としてのポリエチレン遮蔽１０２ｂとを設置し、原子炉格納容器１０１と遮蔽壁１０２との間隙に沿って放射線が漏れ出る放射線ストリーミングを防いでいる。炉心１０４の下部には中性子用遮蔽プラグ１０５が設置されている。
【０００６】
図８は従来例による原子炉格納容器１０１の電気配線貫通部１０３の遮蔽機能を説明するための拡大断面図である。
【０００７】
図８に示すように、電気配線貫通部１０３の設置高さは炉心１０４と略同レベルに設定してあり、この電気配線貫通部１０３では高線量のガンマ線、中性子線等が原子炉格納容器１０１の外部に漏洩することを防止するため、縦向き電線４ａを貫通させる縦向き電線貫通部の端部位置において、エンドシールド１０７および貫通スリーブ１０６の外周にカラーシールド１０８を設置している。
【０００８】
エンドシールド１０７とカラーシールド１０８との間には、縦向き電線１０９が配置されている。図８に示した矢印「Ｒ１」は、エンドシールド１０７によって遮蔽される放射線の経路であり、矢印「Ｒ２」はカラーシールド１０８によって遮蔽される放射線の経路である。
【０００９】
なお、実際の遮蔽設計では、炉心からの距離に応じてシールドの構成を変更しており、炉心レベルより離れた位置に設置される貫通部では、ガンマ線の遮蔽のみを考慮して鉄板等からなる金属遮蔽のみを設置し、炉心と同レベルに設置される貫通部においては鉄板等の金属遮蔽に追加して中性子に対する遮蔽を設置している。
【００１０】
図９（ａ）は従来の電気配線貫通部１０３の詳細な構造の一例を示した部分断面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）のａ−ａ線断面図（縦断面図）である。
【００１１】
図９（ａ），（ｂ）に示すように、電気配線貫通部１０３は遮蔽壁１０２の電気配線貫通部１０３に設置され、貫通スリーブ１０６の中に電線１１０を通過させる構成例を示している。この電線１１０は、貫通スリーブ１０６の両端に設置される端子箱１１１，１１２を介して原子炉格納容器１０１の内外に設置される既設電線路と接続される。
【００１２】
端子箱１１１，１１２の端部にはエンドシールド１０７が設置され、端子箱１１１と貫通スリーブ１０６とが接続される部分にはカラーシールド１０８が設置されている。カラーシールド１０８は、原子炉格納容器１０１の内周側の全周に沿って形成されている。
【００１３】
このように構成された電気配線貫通部１０３が設計寿命を迎えるなどした場合には、電気配線貫通部１０３を全てこの電気配線貫通部１０３から引き出し、新たな貫通部を形成する取替え作業が生じるが、貫通部の周囲に設置された既設構造物を取外す必要が生じるなど、大規模な工事となることが多い。また、この作業は現地定検工事内で行う必要があり作業時間の削減が求められることが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平７−１０４０８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
（公知技術の問題点と本発明の目的）
上述したように、貫通部の取替えや新設等の際において、従来の据付方法によっては端子箱に設置された放射線シールド類は重量物であるため設置作業に多くの時間を必要とし、周囲に設置された既設構造物を取外す範囲を少なくする制約もあり、炉内の狭隘な場所での作業を行う必要があった。また、従来のごとく端子箱の端部に放射線シールドを設置した貫通部の構成では、端子箱内での作業を行う都度環境物質である鉛シールドを取外す作業等も発生していた。
【００１６】
本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、原子炉格納容器内側に設置された２種類の放射線シールド、即ち端子箱の先端に設けたエンドシールドと貫通スリーブの端部に設けたカラーシールド設置構造等を変更、削除等して、現地設置工事でのシールド類の設置作業削減等を図った電気配線貫通部の放射線シールド構造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】
【００１７】
前記の目的を達成するために、本発明では、建屋の壁または床に設けた貫通孔に貫通スリーブを装着し、この貫通スリーブの内部空間内に電線を貫通させる原子力発電所の建屋貫通部構造において、前記貫通スリーブ内に電線を支持する機能を有する放射線シールドを内蔵したことを特徴とする貫通部の放射線シールド構造を提供する。
【００１８】
また、本発明では、前記放射線シールドを前記建屋貫通部の内外で均等な配置または内部側に配置した貫通部の放射線シールド構造を提供する。
【００１９】
また、本発明では、前記放射線シールドを、金属シールドとポリエチレンシールドとを交互に組合せて構成した貫通部の放射線シールド構造を提供する。
【００２０】
また、本発明では、前記放射線シールドの一部を切り欠き前記電線が前記貫通スリーブとの間を通過可能な構成とした貫通部の放射線シールド構造を提供する。
【００２１】
また、本発明では、前記放射線シールドを鉛毛で構成した貫通部の放射線シールド構造を提供する。
【００２２】
また、本発明では、前記放射線シールドを前記貫通スリーブ内で放射線遮蔽機能を有する材料を固化させて構成した貫通部の放射線シールド構造を提供する。
【００２３】
また、本発明では、建屋の壁または床に設けた貫通孔に貫通スリーブを装着し、この貫通スリーブの両端に平板を取付け、前記両平板間の内部空間に電線を貫通させる原子力発電所の建屋貫通部構造において、放射線シールドを貫通スリーブ内に内蔵し、前記貫通スリーブ内で電線を支持する構成とした電気配線貫通部の放射線シールド構造を提供する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、放射線シールド類を貫通スリーブ内に内蔵する構成とすることにより、従来の現地施工時に必要であった工事用スペースを削減することができるとともに、環境対策として放射線シールドへの利用を削減することを求められることが多くなっている鉛類の使用削減等が図れる電気配線貫通部の放射線シールド構造を現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態による貫通部の放射線シールド構造を説明するための貫通部の断面図であり、図１（ａ）は全体構成図、図１（ｂ）−（ｅ）はそれぞれ図１（ａ）のｂ−ｂ線ないしｅ−ｅ線に沿う断面図。
【図２】本発明の第２実施形態による貫通部の放射線シールド構造を説明するための貫通部の断面図であり、図２（ａ）は全体構成図、図２（ｂ），（ｃ）はそれぞれ図２（ａ）のｆ−ｆ線およびｇ−ｇ線に沿う断面図。
【図３】本発明の第３実施形態による貫通部の放射線シールド構造を説明するための貫通部の断面図。
【図４】本発明の第４実施形態による貫通部の放射線シールド構造を説明するための貫通部の断面図であり、図４（ａ）は全体構成図、図４（ｂ）−（ｄ）はそれぞれ図４（ａ）のｈ−ｈ線からj−j線に沿う断面図。
【図５】本発明の第５実施形態による貫通部の放射線シールド構造を説明するための貫通部の断面図であり、図５（ａ）は全体構成図、図５（ｂ）−（ｄ）はそれぞれ図５（ａ）のｋ−ｋ線からｍ−ｍ線に沿う断面図。
【図６】本発明の第６実施形態による貫通部の放射線シールド構造を説明するための貫通部の断面図。
【図７】従来例による原子炉格納容器の遮蔽構造の説明図。
【図８】従来例による原子炉格納容器の貫通部の遮蔽機能の説明図。
【図９】従来例による貫通部構造の一例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係る電気配線貫通部の放射線シールド構造の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２７】
［第１実施形態］
図１（ａ）は、本発明の第１実施形態による電気配線貫通部の放射線シールド構造を説明するための貫通部の断面図（全体構成図）であり、図１（ｂ）−（ｅ）はそれぞれ図１（ａ）のｂ−ｂ線ないしｅ−ｅ線に沿う断面図である。
【００２８】
図１（ａ）に示すように、原子炉格納容器１の周壁部に円形状の貫通孔１ａが形成されており、この貫通孔１ａに放射線遮蔽機能を有するシールド２０（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ）が挿通され、貫通スリーブ５の内部に設置されている。
【００２９】
このシールド２０は遮蔽能力を確保するために必要となる枚数を固定するボルト、ナット等からなるシールド固定具２１により一体化し、貫通スリーブ５に固定する構造としてある。
【００３０】
そして、シールド２０には、貫通スリーブ５の中を通過する電線１０を整線して配し、貫通スリーブ５内に設置される貫通部４の中で懸架する機能を持たせるため、電線１０を貫通させて支持する電線サポート孔２２を穿設している。
【００３１】
この電線サポート孔２２は、原子炉格納容器内外を一直線状に貫いて設置することも可能であるが、放射線が貫通部４を貫通することを避けるため、各シールド２０を一定のオフセットを持たせて接続し、これにより放射線の貫通を防止する構成としてもよい。また、各シールド２０に対して斜め方向に貫く構造としてもよい。
【００３２】
また、従来の設置方法では端子箱１１の外部に設置させる制約からシールド２０の設置体積を減少させる必要があるため、シールド厚を削減することができる鉛シールドを用いているのに対し、本実施形態の構成によれば、シールド部を貫通スリーブ５の中に収める構成で済むことから、鉄板等の金属板を用いてシールドを構成することも可能であり、環境的側面からも有利な構成となる。 
また、貫通スリーブ５の周辺の放射線ストリーミングを更に減少させるため、カラーシールド７のみを従来のように設置して漏洩量の減少を図ってもよい。
【００３３】
本実施形態によれば、上記の構成としたことにより、従来必要であったエンドシールドおよびカラーシールドの機能と、電線類を貫通スリーブ５内で整線するために用いていた電線懸架用サポート類の機能を併せ持つ放射線シールド構造を実現することが可能となる。
【００３４】
なお、本実施形態では壁に設けた場合について説明したが、建屋の床に設けた貫通孔に貫通スリーブを装着し、この貫通スリーブの両端に平板を取付けて、その間の内部空間内に電線を貫通させ、貫通スリーブ内に電線を支持する機能を有する放射線シールドを内蔵する構成としてもよい。
【００３５】
［第２実施形態］
図２（ａ）は本発明の第２実施形態による貫通部の放射線シールド構造を説明するための貫通部の断面図であり、図２（ｂ），（ｃ）は図２（ａ）のｆ−ｆ線およびｇ−ｇ線に沿う断面図である。なお、以下の実施形態では、実施形態１と同一の構成には同一の符号を付し重複する説明は省略する。
【００３６】
本実施形態では、シールド２０ａ，２０ｂを格納容器１の壁の左右に均等に配置する構成について説明する。
【００３７】
図２（ａ）−（ｃ）に示すように、本実施形態においても、放射線遮蔽機能を有するシールド２０ａ，２０ｂは、貫通スリーブ５の内部に設置される。
【００３８】
これらのシールド２０ａ，２０ｂには、貫通スリーブ５の中を通過する電線１０を異なる高さで配置するとともに整線して配し、貫通スリーブ５内に設置される貫通部４の中で懸架する機能を持たせるため、電線１０を貫通させる電線サポート孔２２を形成している。
【００３９】
本実施形態においても、貫通スリーブ５内にシールドを設置することによる貫通部４の振動特性を向上させる効果を付加したものである。
【００４０】
すなわち、振動特性を向上することにより、端子箱の形状、重量および格納容器の剛性等を考慮してシールド２０ａ，２０ｂの設置位置を可変とすることができる。
【００４１】
なお、本実施形態においても貫通スリーブ５を壁に設けた場合について説明したが、建屋の床に設けた貫通孔に貫通スリーブを装着し、この貫通スリーブの両端に平板を取付けて、その間の内部空間内に電線を貫通させ、貫通スリーブ内に電線を支持する機能を有する放射線シールドを内蔵する構成としてもよい。
【００４２】
［第３実施形態］
図３は、本発明の第３実施形態による貫通部の放射線シールド構造を説明するための貫通部の断面図である。
【００４３】
図３に示すように、放射線遮蔽機能を有するシールド２０は、貫通スリーブ５の内部に設置される。
【００４４】
シールド２０は、遮蔽能力を確保するために必要となる枚数を固定するボルト類からなるシールド固定具２１により一体化し、貫通スリーブ５に固定する構造としてある。
【００４５】
このシールド２０には、貫通スリーブ５の中を通過する電線１０を整線して配し、貫通スリーブ５内に設置される貫通部４の中で懸架する機能を持たせるため、電線１０を貫通させる電線サポート孔２２を形成している。
【００４６】
なお、本実施形態は、シールド２０を鉄板シールド２３とポリエチレンシールド２４とを組合せて構成する例を示したもので、炉心に近い箇所に設置する場合に必要となる中性子線の遮蔽機能を付加する構成を示している。
【００４７】
本実施形態によれば、炉心に近い箇所に設置される貫通部において、エンドシールドおよびカラーシールドとしてポリエチレンシールドを設置するためのシールド厚さの検討が不要となり、貫通部の設置上の制約を減少する効果が奏される。
【００４８】
なお、貫通スリーブ５の周辺の放射線ストリーミングを更に減少させるため、カラーシールドのみを従来のごとく設置して漏洩量の減少を図ってもよい（図９のカラーシールド１０８参照）。
【００４９】
なお、本実施形態においても貫通スリーブ５を壁に設けた場合について説明したが、建屋の床に設けた貫通孔に貫通スリーブを装着し、この貫通スリーブの両端に平板を取付けて、その間の内部空間内に電線を貫通させ、貫通スリーブ内に電線を支持する機能を有する放射線シールドを内蔵する構成としてもよい。
【００５０】
［第４実施形態］
図４（ａ）は、本発明の第４実施形態による貫通部の放射線シールド構造を説明するための貫通部の断面図である。図４（ｂ）−（ｄ）は、それぞれ図４（ａ）のｈ−ｈ線からj−j線に沿う断面図である。
【００５１】
図４（ａ）に示すように、放射線遮蔽機能を有するシールド３０は、端部側から内部側に次第に径方向長さが小さくなる形状としてあり、貫通スリーブ５の内部に所定の間隔をあけて配置されている。
【００５２】
そして、各シールド３０は遮蔽能力を確保するため、必要となる枚数を固定するボルト等からなるシールド固定具２１により一体化し、貫通スリーブ５に固定する構造としてある。
【００５３】
これらのシールド３０には、貫通スリーブ５の中を通過する電線１０を整線して配し、貫通スリーブ５内に設置される貫通部４の中で懸架する機能を持たせるため、電線１０を貫通させる電線サポート孔２２を形成している。
【００５４】
本実施形態においては、図４（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示すように、貫通スリーブ５にシールドの両端を切り欠いた細長形状としている。そして、これらの図に示すように、幅方向の向きが変化するようにした異型シールド３０として構成してあり、これにより電線１０を貫通部４に通過させる機能と放射線を遮蔽する機構を構成することが可能となる。
【００５５】
すなわち、複数の異型シールド３０を各方向で変化させることにより、種々の方向に向う放射線に対して、所要のシールド効果を担保することが可能となる。
【００５６】
［第５実施形態］
図５（ａ）は、本発明の第５実施形態による貫通部の放射線シールド構造を説明するための貫通部の断面図であり、図５（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、それぞれ図５（ａ）のｋ線，ｌ線およびｍ線に沿う断面図である。
【００５７】
図５（ａ）に示すように、本実施形態の放射線遮蔽機能を有するシールド２０は、貫通スリーブ５の内部に設置される。
【００５８】
そして、放射線シールド効果を有する鉛毛４２を用いて放射線シールドを用いる構成としてある。すなわち、鉛毛４２およびモルタルを収納しケーブルを支持するためのケーブルサポート板４０を複数枚設置し、サポート固定具４１を用いて固定したものである。
【００５９】
このケーブルサポート板４０には、電線１０を貫通させるために電線サポート孔４３を形成している。なお、中性子シールド効果を持たせるためには、ポリエチレンにて構成したサポート板を用いてもよく、あるいは、鉛毛に粒状に加工したポリエチレンを混合してもよい。また、鉛毛の代わりに、セメントと砂を水で練り固めたモルタルを利用してもよい。
【００６０】
なお、本実施形態においても貫通スリーブを壁に設けた場合について説明したが、建屋の床に設けた貫通孔に貫通スリーブを装着し、この貫通スリーブの両端に平板を取付けて、その間の内部空間内に電線を貫通させ、貫通スリーブ内に電線を支持する機能を有する放射線シールドを内蔵する構成としてもよい。
【００６１】
［第６実施形態］
図６は、本発明の第６実施形態による貫通部の放射線シールド構造を説明するための貫通部の断面図である。
【００６２】
図６に示すように、本実施形態では、放射線遮蔽機能を有するシールド５２が貫通スリーブ５の内部に設置されている。シールド５２は、遮蔽能力を確保するために必要となる枚数を固定するボルト類からなるシールド固定具５１により一体化され、貫通スリーブ５に固定する構造としてある。
【００６３】
そして、シールド５０には、貫通スリーブ５の中を通過する電線１０を整線して配し、貫通スリーブ５内に設置される貫通部４の中で懸架し機能を持たせるため、電線１０を貫通させる電線サポート孔５４を形成している。
【００６４】
本実施形態においては、シールドとして例えばセメントと砂を水で練り固め、モルタル５２を利用する一例を示している。すなわち、モルタル５２を貫通スリーブ５内で固定するため、固定スリーブ５０と、シールド固定具としてのプレート固定具５１を設け、これにより傾斜状の堰５５を形成し、注入口５３からシールド固定具としてのモルタル５２を注入させる。
【００６５】
この場合、シールド固定具としてのプレート固定具５１には電線１０を貫通させるとともに放射線ストリーミングを防止するように電線１０を整線する機能を設けてもよい。
【００６６】
このように構成することにより、現地工事にて端子箱の外部に放射線シールドを設置する作業を不要とする効果が得られる。
【００６７】
以上の各実施形態で示したように、本発明によれば、放射線シールド類を貫通スリーブ内に内蔵するように構成できるため、従来の現地施工時に必要であった工事用スペースを削減できるとともに、環境対策として放射線シールドへの利用を削減することを求められることが多くなっている鉛類を使用しない貫通部の放射線シールド構造を実現することが可能となる。
【００６８】
なお、本実施形態においても貫通スリーブを壁に設けた場合について説明したが、建屋の床に設けた貫通孔に貫通スリーブを装着し、この貫通スリーブの両端に平板を取付けて、その間の内部空間内に電線を貫通させ、貫通スリーブ内に電線を支持する機能を有する放射線シールドを内蔵する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１  原子炉格納容器
１ａ  貫通孔
４  貫通部
４ａ  縦向き電線
５  貫通スリーブ
１０  電線
２０（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ）  シールド
２１  シールド固定具
２２  電線サポート孔（シールド固定電線サポート孔）
２３  鉄板シールド
２４  ポリエチレンシールド
３０  シールド
４０  ケーブルサポート板
４１  サポート固定具
４２  鉛毛
５０  シールド
５１  シールド固定具
５２  モルタル
５３  注入口５３
５５  堰
１００  原子炉圧力容器
１０１  原子炉格納容器
１０２  遮蔽壁
１０２ａ  金属遮蔽
１０２ｂ  ポリエチレン遮蔽
１０３  電気配線貫通部
１０４  炉心
１０６  貫通スリーブ
１０７  エンドシールド
１０８  カラーシールド
１１０  電線
１１１，１１２  端子箱
【図１】
2011089851.tif 000003
【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】
2011089851.tif 000009
【図８】
2011089851.tif 000010
【図９】
2011089851.tif 000011