(57)【要約】【課題】プールに貯蔵された被処理水を浄化する水浄化装置において、大型化が容易で、かつ浄化部の交換を遠隔操作で行うことが可能な構成を提供する。【解決手段】水浄化装置１は、被処理水の導入部２０３ｂと被処理水の浄化部２１と被処理水の排出部２０３ａとを備えた交換可能な浄化塔２と、第１の端部６１が導入部２０３ｂの下方から導入部２０３ｂに接続され、被処理水を浄化塔２に供給する供給部６と、導入部２０３ｂと供給部６の第１の端部６１との間に設けられた入口シール材８と、を有し、入口シール材８は浄化塔２によって鉛直方向に圧縮されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器またはプールに貯蔵された被処理水を浄化する水浄化装置であって、
被処理水の導入部と、前記導入部から導入された被処理水を浄化する浄化部と、前記浄化部で浄化された被処理水を排出する排出部と、を備えた交換可能な浄化塔と、
第１の端部が前記導入部の下方から前記導入部に接続され、被処理水を前記浄化塔に供給する供給部と、
前記導入部と前記供給部の前記第１の端部との間に設けられた入口シール材と、を有し、
前記入口シール材は前記浄化塔によって鉛直方向に圧縮されている、水浄化装置。
【請求項２】
前記浄化塔を支持する架台を有し、前記浄化塔は自重によって前記架台上に支持され、前記浄化塔が前記架台上に支持されているときに前記入口シール材と前記出口シール材が前記浄化塔によって圧縮される、請求項１に記載の水浄化装置。
【請求項３】
前記浄化塔は前記架台上に吊り下ろされることによって前記架台に支持され、前記架台は、前記浄化塔が前記架台上に吊り下ろされる際に前記浄化塔を前記架台に対して水平方向に位置決めするための、前記浄化塔を取り囲む複数の第１のガイド部材を有している、請求項２に記載の水浄化装置。
【請求項４】
前記架台は、前記浄化塔が前記架台上に吊り下ろされる際に、前記浄化塔の周方向位置を合わせるための第２のガイド部材を有し、前記浄化塔は前記第２のガイド部材と係合するスリットを有している、請求項３に記載の水浄化装置。
【請求項５】
前記浄化塔に支持され、前記浄化塔に鉛直方向下方の力を与えるウエイト部材を有する、請求項２から４のいずれか１項に記載の水浄化装置。
【請求項６】
前記ウエイト部材は、前記浄化塔の側面の少なくとも一部を覆う周方向に連続した側壁と、前記側壁の頂部に接続され、前記浄化塔の頂面に支持される頂板と、を有する、請求項５に記載の水浄化装置。
【請求項７】
前記架台は、前記浄化塔を覆うように前記ウエイト部材を吊り下ろす際に、前記ウエイト部材を前記浄化塔に対して水平方向に位置決めするための、前記浄化塔を取り囲む複数の第３のガイド部材を有している、請求項６に記載の水浄化装置。
【請求項８】
前記浄化塔は前記導入部と前記排出部が形成された底板を有し、前記底板の下面に凹部が設けられ、前記入口シール材は前記凹部に嵌められている、請求項１から７のいずれか１項に記載の水浄化装置。
【請求項９】
前記被処理水は放射性物質を含む、請求項１から８のいずれか１項に記載の水浄化装置。
【請求項１０】
前記浄化塔はその頂面に、空気を通し水を遮断する第１のバルブを有している、請求項１から９のいずれか１項に記載の水浄化装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載され、前記導入部と前記排出部が形成された強磁性体からなる底板を備える浄化塔を前記容器または前記プールの外部で保管するために用いられる架台であって、前記底板の下方から前記底板に吸着し前記導入部と前記排出部を閉止する、磁石からなる蓋板を有する架台。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水浄化装置と水浄化装置の浄化塔を載置するための架台に関し、特に原子炉建屋の燃料プールの貯蔵水を浄化する水浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子炉建屋には使用済み燃料や新燃料を保管するための使用済み燃料プール（以下、燃料プールという）が設置されている。燃料プールはオペレーティングフロア（燃料操作床）に開放されているため、異物や塵埃（以下、異物等という）が燃料プールに落下する可能性がある。これらの異物等が使用済み燃料から放出される放射線によって放射化されると、オペレーティングフロアの線量の上昇を招くため、燃料プール内の異物等を除去するための水中掃除機が用いられることがある。特許文献１、２には、吸引口と、水中ポンプと、フィルタとを備えた水中掃除機が開示されている。これらの水中掃除機は燃料交換機によって燃料プール内に吊り下ろされ、吸引口の移動は燃料交換機の移動によって行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５９−１２０８９９号公報
【特許文献２】特開平１０−１２３２８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
何らかの理由により、燃料プールの貯蔵水を、燃料プールに本来備えられた浄化システム以外の方法で浄化することが必要となることがある。このような場合でも、特許文献１，２に記載された水中掃除機を利用することは不可能ではない。しかし、これらの水中掃除機は燃料交換機によって操作されるため、連続的かつ半恒久的にプール水の異物等を除去する用途には不向きである。また、燃料交換機で吊り下げて使用することが前提であるため、より多くの異物等を除去するために装置を大型化することが困難である。従って、このような場合、大型化の制約が少なくかつ長時間の運転が可能な浄化塔を燃料プール内または燃料プール外に設けることが望ましい。しかし、浄化塔の浄化部（フィルタ等）は定期的な交換が必要であり、かつ浄化塔は異物等の除去に伴い放射化されるため、この作業はできるだけ遠隔操作で行うことが望ましい。以上の課題はより一般的には、容器またはプールに貯蔵された放射性物質を含む水を浄化する場合にも該当し、さらには浄化塔が放射性物質を含むか否かに拘らず、浄化塔を遠隔操作で交換することが望ましい場合にも該当する。
【０００５】
本発明は、容器またはプールに貯蔵された被処理水を浄化する水浄化装置であって、大型化が容易であり、かつ浄化部の交換を遠隔操作で行うことが可能な水浄化装置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】
【０００６】
本発明の、容器またはプールに貯蔵された被処理水を浄化する水浄化装置は、被処理水の導入部と、導入部から導入された被処理水を浄化する浄化部と、浄化部で浄化された被処理水を排出する排出部と、を備えた交換可能な浄化塔と、第１の端部が導入部の下方から導入部に接続され、被処理水を浄化塔に供給する供給部と、導入部と供給部の第１の端部との間に設けられた入口シール材と、を有している。入口シール材は浄化塔によって鉛直方向に圧縮されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、被処理水が供給部から供給される限り、浄化塔の設置場所や構造の制約がない。従って、用途に応じ適切な大きさの浄化塔を用いることができる。また、浄化塔と供給部の接続は、一般的なフランジ接続ではなく、入口シール材が浄化塔によって鉛直方向に圧縮されることによって行われる。すなわち、浄化塔と供給部の接続は、浄化塔を供給部に対して鉛直方向に相対的に動かすだけの簡易な操作で可能となる。このような操作は遠隔操作で容易に行うことができる。従って、本発明によれば、容器またはプールに貯蔵された被処理水を浄化する水浄化装置であって、大型化が容易であり、かつ浄化部の交換を遠隔操作で行うことが可能な水浄化装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】原子炉建屋の一例を示す模式的断面図である。
【図２】水浄化装置の断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線からみた水浄化装置の上面図、及び図２のＢ−Ｂ線で切った水浄化装置の断面図である。
【図４】浄化塔の断面図である。
【図５】図４のＣ−Ｃ線で切った浄化塔の断面図、及びフィルタカートリッジの断面図である。
【図６】第１のバルブの作動を示す概念図である。
【図７】架台の断面図である。
【図８】ウエイト部材の断面図である。
【図９】水浄化装置の燃料プールへの据付方法を説明する概念図である。
【図１０】浄化塔と架台の接続部の側面図である。
【図１１】入口シール材と出口シール材によるシールを示す概念図である。
【図１２】浄化塔の導入部と排出部のシール方法を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。本発明は、容器またはプールに貯蔵された放射性物質を含む水を浄化する場合に広く適用することができる。以下の実施形態では原子力発電所の燃料プールの貯蔵水（以下、被処理水である燃料プールの貯蔵水をプール水という）を浄化する例について述べる。
【００１０】
まず、本発明が適用される燃料プールについて説明する。図１は燃料プールが設けられた原子炉建屋の一例を示す模式的断面図である。図１は沸騰水型原子力発電所の原子炉建屋を示しているが、本発明は加圧水型原子力発電所の燃料プール、及び発電所敷地内に設けられることのあるサイトバンカーの燃料プールにも適用することができる。原子炉建屋１０１は燃料１０３を収容した原子炉圧力容器１０２を備えている。燃料１０３は定期的な交換のため、原子炉圧力容器１０２から燃料プール１０４に移動される。燃料プール１０４はオペレーティングフロア１０５に開口したプールであり、燃料交換はオペレーティングフロア１０５を走行する燃料交換機（図示せず）によって行われる。燃料プール１０４は使用済み燃料１０６から放出される放射線を遮へいするために水が張られており、これによってオペレーティングフロア１０５の線量が抑えられている。オペレーティングフロア１０５の上方には天井クレーン１０７が設置されている。燃料交換の際に取り外しが必要な部品が天井クレーン１０７で吊り上げられ、オペレーティングフロア１０５上に仮置きされる。
【００１１】
水浄化装置１は燃料プール１０４に設置されている。本実施形態の水浄化装置１は全体が燃料プール１０４内に水没している。図２は水浄化装置１の断面図を、図３（ａ）は図２のＡ−Ａ線からみた水浄化装置１の上面図、図３（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線で切った水浄化装置１の断面図を示している。水浄化装置１はプール水を浄化する浄化塔２と、浄化塔２を支持する架台３と、浄化塔２の浮き上がりを防止するウエイト部材４と、を有している。
【００１２】
図４は浄化塔２の断面図を、図５（ａ）は図４のＣ−Ｃ線で切った浄化塔２の断面図を、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ部拡大図、すなわちフィルタカートリッジ２１の断面図を示している。浄化塔２は円筒形の胴板２０１と、上蓋２０２と、底板２０３とを有し、これらの部材によって浄化塔２の容器が形成されている。上蓋２０２の下方には上蓋２０２と平行な上部支持板２０４が設けられている。上蓋２０２と上部支持板２０４の間には上部空間２０５が形成されている。底板２０３の上方には底板２０３と平行なフィルタ受板２０６が設けられている。底板２０３とフィルタ受板２０６の間には下部空間２０７が形成されている。フィルタ受板２０６と上部支持板２０４の間にはフィルタカートリッジ２１が設置されるフィルタ設置空間２０８が形成されている。
【００１３】
浄化塔２の内部、より具体的にはフィルタ設置空間２０８には、浄化塔２の導入部２０３ｂから導入されたプール水を浄化する浄化部２１が収容されている。浄化部２１は上下方向に延びる複数のフィルタカートリッジ２１である。本実施形態では１つの浄化塔２に１８本のフィルタカートリッジ２１が設けられているが、その本数はこれに限定されない。図５（ｂ）に示すように、フィルタカートリッジ２１はメッシュ状の外筒２１１と、外筒２１１と同心のメッシュ状のコア２１２と、外筒２１１とコア２１２との間に外筒２１１及びコア２１２と同心に設けられたプリーツフィルタ２１３と、を有している。プリーツフィルタ２１３はひだ状に折られたろ過膜である。プール水は外筒２１１からフィルタカートリッジ２１の内部に導入され、プリーツフィルタ２１３でろ過され、ろ過された水（以下、浄化水という）がコア２１２の内部に導入される。フィルタカートリッジ２１の下端はフィルタ受板２０６に、上端は上部支持板２０４に支持されている。上部支持板２０４にはプリーツフィルタ２１３の上端が支持される複数の第１の開口２０４ａと、プリーツフィルタ２１３と後述の連通管２２のいずれもが設置されていない部位に位置する複数の第２の開口２０４ｂと、が設けられている。第２の開口２０４ｂは上部空間２０５をフィルタ設置空間２０８と連通させる。上部支持板２０４の直径は胴板２０１の内径より小さく、上部支持板２０４の外周と胴板２０１との間には隙間が設けられている。フィルタ受板２０６には浄化水の出口である第３の開口２０６ａが設けられ、フィルタカートリッジ２１のコア２１２の下端が第３の開口２０６ａを介して下部空間２０７に連通している。底板２０３には浄化水の排出部２０３ａである第４の開口２０３ａが設けられている。従って、第３の開口２０６ａは下部空間２０７を介して第４の開口２０３ａと連通している。第４の開口２０３ａは浄化塔２の外部と連通している。
【００１４】
浄化塔２の内部には、フィルタカートリッジ２１と平行して上下に延びる連通管２２が設けられている。連通管２２は浄化塔２の外部を上部空間２０５と連通させる。連通管２２は底板２０３とフィルタ受板２０６と上部支持板２０４とに支持されている。連通管２２の浮き上がりを防止するため、連通管２２は底板２０３とフィルタ受板２０６の少なくともいずれかと溶接されていることが望ましい。底板２０３にはプール水の導入部２０３ｂである第５の開口２０３ｂが設けられ、連通管２２の下端が第５の開口２０３ｂを介して浄化塔２の外部と連通している。連通管２２はフィルタ受板２０６及び上部支持板２０４を貫通し、上端が上部空間２０５に開口している。
【００１５】
浄化塔２を製作するには、まず底板２０３とフィルタ受板２０６を胴板２０１に溶接し、次に連通管２２を胴板２０１の内部に挿入し、底板２０３とフィルタ受板２０６のいずれかと溶接する。次に、胴板２０１の内部に複数のフィルタカートリッジ２１を挿入する。次に、上部支持板２０４を設置しフィルタカートリッジ２１を固定する。その後、胴板２０１に上蓋２０２を取り付けボルト及びナットで固定する。フィルタ受板２０６と上蓋２０２との間にはフィルタ受板２０６と上蓋２０２との間隔を規定する複数のボルト２３が設けられている。ボルト２３は上部支持板２０４に溶接されたナット２９と係合しており、ボルト２３を回転させて上蓋２０２の底面に押し当てることにより、上部支持板２０４を上蓋２０２に対して固定することができる。
【００１６】
上蓋２０２、すなわち浄化塔２の頂面には第１のバルブ２４が設けられている。図６に示すように、第１のバルブ２４は上下方向に延びる管路２４１の途中に設けられた球状空間２４２と、球状空間２４２に収容された球形の弁体２４３とで構成されている。弁体２４３は球状空間２４２より小さいが、その直径は球状空間２４２の上下の開口２４４，２４５より大きくされている。従って、弁体２４３は球状空間２４２の内部に拘束されつつ、球状空間２４２の内部を自由に移動することができる。後述するように、浄化塔２は水が張られた燃料プール１０４に吊り下ろすことにより燃料プール１０４に設置される。従って、浄化塔２を吊り下ろすためには、吊り下ろしながら浄化塔２の内部の空気を抜き、内部をプール水で置換する必要がある。弁体２４３は浄化塔２が気中にあるときは、図６（ａ）に示すように、自重により下側開口２４５の周囲壁に着座し、球状空間２４２の下側開口２４５を塞いでいる。しかし、浄化塔２を燃料プール１０４に吊り下ろすと、プール水で浄化塔２の内部の空気が加圧され、弁体２４３が浮き上がる。これによって、浄化塔２の内部の空気を抜くことができる。一方、水浄化装置１の運転中は浄化塔２の内部に導入されたプール水が燃料プール１０４に流出することを防止する必要がある。浄化塔２の内部は水中ポンプ５の圧力で昇圧されているため、図６（ｂ）に示すように、弁体２４３が球状空間２４２の上側開口２４４の周囲壁に着座し、球状空間２４２の上側開口２４４を塞ぐ。このため、浄化塔２の上部空間２０５が燃料プール１０４と連通することが防止される。
【００１７】
図７は架台３の側面図を示す。架台３は浄化塔２と、入口配管６と、出口配管７と水中ポンプ５と、を支持している。従って、水浄化装置１は一体化されており、一回の操作で燃料プール１０４に設置することができる。架台３は燃料プール１０４の床面に自重で設置されているが、アンカーボルトなどの固定手段で固定されていてもよい。架台３はＬ字鋼を用いたフレーム構造を有しており、より具体的には燃料プール１０４の床面に載置される底部フレーム３１と、上部フレーム３３と、底部フレーム３１と上部フレーム３３の中間に位置する中間プレート３２と、上下方向に延び、底部フレーム３１と中間プレート３２と上部フレーム３３を接続する鉛直ビーム３４と、を有している。中間プレート３２は浄化塔２の支持面を構成する。本実施形態では架台３に２つの浄化塔２が設置されるため、６つの鉛直ビーム３４が設けられている。
【００１８】
図２，３（ｂ）、７を参照すると、水中ポンプ５は入口配管６によって浄化塔２に接続されている。入口配管６は第１の端部６１と第２の端部６２を有し、第１の端部６１が導入部２０３ｂ（第５の開口２０３ｂ）の下方から導入部２０３ｂ（第５の開口２０３ｂ）に接続され、第２の端部６２が水中ポンプ５に接続されている。これによって、水中ポンプ５から吐出されたプール水を浄化塔２に供給することができる。また、浄化塔２には浄化塔２で浄化された浄化水を燃料プール１０４に戻す出口配管７が接続されている。出口配管７は第１の端部７１と第２の端部７２を有し、第１の端部７１が排出部２０３ａ（第４の開口２０３ａ）の下方から排出部２０３ａ（第４の開口２０３ａ）に接続され、第２の端部７２が燃料プール１０４に開放されている。入口配管６と出口配管７は底部フレーム３１と中間プレート３２の間の空間を互いに隣接して概ね水平方向に延びている。入口配管６と出口配管７は２つの浄化塔２に共通で設けられている。すなわち、入口配管６と出口配管７はそれぞれ浄化塔２の直下に立ち上がり部６３，７３を有しており、立ち上がり部６３，７３がそれぞれ浄化塔２の導入部２０３ｂと排出部２０３ａに接続される。
【００１９】
プール水は、水中ポンプ５から吐出され、入口配管６を通って底板２０３の第５の開口２０３ｂ（導入部２０３ｂ）に供給される。プール水は第５の開口２０３ｂから浄化塔２に導入され、連通管２２を通って上部空間２０５に達する。プール水は上部支持板２０４の外周と胴板２０１との間の隙間及び複数の第２の開口２０４ｂを通ってフィルタ設置空間２０８に導入される。プール水はフィルタ設置空間２０８を下降流となって流れ、各フィルタカートリッジ２１に導入され、ろ過されて浄化水となる。浄化水はコア２１２を下降流となって流れ、フィルタ受板２０６の第３の開口２０６ａ、下部空間２０７、底板２０３の第４の開口２０３ａ（排出部２０３ａ）を通って浄化塔２の外部、すなわち出口配管７に排出され、最終的に燃料プール１０４に戻される。
【００２０】
入口配管６は浄化塔２にプール水を供給する供給部の一例である。例えば、水中ポンプ５（または、その他の被処理水圧送装置）の出口を導入部２０３ｂ（第５の開口２０３ｂ）に直接接続することができる。この場合、供給部は水中ポンプ５（または、その他の被処理水圧送装置）の出口となり、入口配管６は省略することができる。他の装置のポンプまたは被処理水圧送装置を使用（流用）する場合、供給部は当該ポンプまたは被処理水圧送装置を浄化塔２に接続する配管となる。第４の開口２０３ａ（排出部２０３ａ）は直接燃料プール１０４に開口させることができる。従って、出口配管７も省略することができる。
【００２１】
水浄化装置１はさらにウエイト部材４を有している。図８にウエイト部材４の側面図を示す。ウエイト部材４は浄化塔２に支持され、浄化塔２に鉛直方向下方の力を与える。ウエイト部材４は、浄化塔２の側面を覆う周方向に連続した側壁４１と、側壁４１の頂部に接続され、浄化塔２の頂面に支持される頂板４２と、を有している。側壁４１は重量の大半を担うウエイト筒４３とウエイト筒４３を支持する円筒形の支持壁４４とからなり、ウエイト筒４３は溶接によって支持壁４４に取付けられている。浄化塔２が燃料プール１０４に設置される場合、側壁４１は放射線の遮へい機能を要求されないため、浄化塔２の側面の一部だけを覆っていればよい。また、頂板４２もウエイト部材４を浄化塔２に支持させる支持面を形成できればよく、浄化塔２の頂面の全部を覆う必要はない。
【００２２】
浄化塔２は連通管２２を流れる水の反力を受ける。すなわち連通管２２の出口から上向きに噴出する水流によって浄化塔２の上蓋２０２が上向きに押され、浄化塔２が浮き上がる可能性がある。特に浄化塔２が燃料プール１０４内に設置されている場合、浄化塔２は浮力の影響を受けて浮き上がりやすくなる。浮き上がりが生じると転倒の可能性が生じるだけでなく、後述する入口シール材８と出口シール材９のシール性能が低下する可能性がある。ウエイト部材４は浄化塔２を介して入口シール材８と出口シール材９を鉛直方向に圧縮し、入口シール材８と出口シール材９のシール性能を高める。
【００２３】
次に、図９を参照して、水浄化装置１の燃料プール１０４への据付方法を説明する。図９は架台３と、浄化塔２と、ウエイト部材４の分解図である。架台３と浄化塔２とウエイト部材４は予め工場で別々に製作される。架台３には水中ポンプ５と入口配管６と出口配管７が固定されている。まず、架台３を燃料プール１０４の床面１０４ａに設置する。架台３の上部フレーム３３の４つの角部の近傍に吊金具３３１が設けられている。これらの吊金具３３１にワイヤを固定し、天井クレーン１０７のフックにワイヤを引っ掛け、架台３を燃料プール１０４内に吊下ろす。架台３は自重によって燃料プール１０４の床面１０４ａに載置される。天井クレーン１０７の代わりに燃料交換機の補助ホイスト、ジブクレーンなどを用いることもでき、これらは本設であるか仮設であるかを問わない。架台３が所定の位置に設置されるよう、水中カメラを予め架台３の設置位置の近傍に吊下ろし、オペレーティングフロア１０５または他の場所に設置したモニターで確認しながら架台３の設置位置を微調整することが好ましい。
【００２４】
次に、浄化塔２が架台３上に吊り下ろされる。浄化塔２の頂面の中央部に吊金具２６が設けられている。吊金具２６にワイヤを固定し、天井クレーン１０７のフックにワイヤを引っ掛け、浄化塔２を燃料プール１０４内に吊下ろす。浄化塔２の水平方向の位置決めは第１のガイド部材３５によって行われる。すなわち、図３（ｂ）に図示されているように、架台３の中間プレート３２の上面には浄化塔２を取り囲む複数の第１のガイド部材３５が設けられている。本実施形態では４つの第１のガイド部材３５が９０度間隔で設けられているが、数と位置はこれに限定されない。図７に示すように、第１のガイド部材３５の内側エッジ３５ａは下方に行くほど内側に張り出す傾斜面となっている。このため、浄化塔２を架台３上に吊り下ろす際に、浄化塔２が正しい設置位置から水平方向にずれると浄化塔２の底部が内側エッジ３５ａに当接し、内側エッジ３５ａを滑りながら水平方向に移動する。これによって、浄化塔２を架台３に対して水平方向に位置決めすることができる。また、図１０は図３（ｂ）のＡ方向からみた浄化塔２と架台３の接続部の側面図である。架台３には、第２のガイド部材３６が設けられ、浄化塔２には第２のガイド部材３６と係合するスリット２５が形成されている。スリット２５の周方向の開口幅Ｗは下方に行くほどが大きくなっている。すなわち、周方向に互いに対向するスリット２５の２つの壁は下半部で斜面２５ａになっている。このため、浄化塔２を架台３上に吊り下ろす際に、浄化塔２が正しい設置位置から周方向にずれると第２のガイド部材３６がスリット２５のいずれかの斜面２５ａに当接し、浄化塔２はスリット２５の斜面２５ａに沿って周方向に移動する。これによって、浄化塔２の周方向位置を合わせることができる。
【００２５】
このようにして浄化塔２が所定の位置に所定の向きで設置されると、浄化塔２は自重によって架台３の中間プレート３２上に支持される。これと同時に、浄化塔２の導入部２０３ｂは入口配管６の第１の端部６１に接続され、排出部２０３ａは出口配管７の第１の端部７１に接続される。図１１（ａ）は浄化塔２の導入部２０３ｂと排出部２０３ａの近傍の部分拡大図を示している。導入部２０３ｂの近傍と排出部２０３ａの近傍は同じ構成を有している。浄化塔２の底板２０３の下面には２つの凹部２０３ｃが設けられ、２つの凹部２０３ｃに入口シール材８と出口シール材９が嵌められている。なお、図１１（ａ）では、分かりやすくするため右側の凹部２０３ｃにおける入口シール材８（出口シール材９）の図示を省略している。入口シール材８と出口シール材９はゴムなどの弾性反発力のある材料で形成されている。浄化塔２が中間プレート３２上に設置されると、入口シール材８が入口配管６の第１の端部６１に当接し、出口シール材９が出口配管７の第１の端部７１に当接する。すなわち、入口シール材８は導入部２０３ｂと入口配管６の第１の端部６１との間に設けられ、出口シール材９は排出部２０３ａと出口配管７の第１の端部７１との間に設けられることになる。この際、図１１（ｂ）に示すように、入口配管６の第１の端部６１と、出口配管７の第１の端部７１と、浄化塔２と、架台３は、浄化塔２が中間プレート３２上に設置されたときに、入口配管６の第１の端部６１と出口配管７の第１の端部７１がそれぞれ入口シール材８と出口シール材９を押圧し弾性変形（圧縮変形）させるように位置関係が調整されている。入口シール材８と出口シール材９の圧縮量ｘは必要なシール性能が得られ、かつ入口シール材８と出口シール材９の健全性が維持できる限り限定されないが、１〜２ミリメートル程度が好ましい。
【００２６】
導入部２０３ｂと入口配管６の第１の端部６１のシールは、水中ポンプ５から吐出されたプール水を浄化塔２に供給する際にプール水の燃料プール１０４への漏洩を防止する。排出部２０３ａと出口配管７の第１の端部７１のシールは、浄化水の燃料プール１０４内の意図しない位置への漏洩を防止する。本実施形態においてこれらのシール機能は、入口シール材８と出口シール材９が浄化塔２によって鉛直方向に圧縮されることで達成される。すなわち、入口シール材８と出口シール材９は、浄化塔２が架台３上に支持されているときに、浄化塔２によって圧縮されるようにされ、しかも、入口シール材８と出口シール材９の鉛直方向の圧縮は、単に浄化塔２を架台３に載置するだけの簡易な操作で実現可能である。すなわち、本実施形態ではフランジ接続を用いた場合に必要となるボルト、ナットの締結操作などが不要である。このため、遠隔操作で水浄化装置１を燃料プール１０４に設置することが容易となる。
【００２７】
次に、浄化塔２をウエイト部材４で覆う。ウエイト部材４の頂面に形成された吊金具４５にワイヤを固定し、天井クレーン１０７のフックにワイヤを引っ掛け、ウエイト部材４を、浄化塔２を覆うように燃料プール１０４内に吊下ろす。架台３の頂面には第１のガイド部材３５と同様の構成の複数の第３のガイド部材３７が形成されている。複数の第３のガイド部材３７は浄化塔２を取り囲むように配置されており、浄化塔２を覆うようにウエイト部材４を吊り下ろす際に、ウエイト部材４を浄化塔２に対して水平方向に位置決めする。本実施形態では４つの第３のガイド部材３７が９０度間隔で設けられているが、数と位置はこれに限定されない。図７に示すように、第３のガイド部材３７の内側エッジ３７ａは下方に行くほど内側に張り出す傾斜面となっている。このため、ウエイト部材４を浄化塔２を覆うように吊り下ろす際に、ウエイト部材４が正しい設置位置から水平方向にずれるとウエイト部材４の底部が内側エッジ３７ａに当接し、内側エッジ３７ａを滑るように水平方向に移動する。これによって、ウエイト部材４を架台３に対して水平方向に位置決めすることができる。
【００２８】
浄化塔２の交換は上述の手順を逆に実行することによって行うことができる。すなわち、まずウエイト部材４を天井クレーン１０７で吊り上げる。ウエイト部材４はオペレーティングフロア１０５に仮置きしてもよいし、燃料プール１０４の床面に仮置きしてもよい。次に浄化塔２を天井クレーン１０７で吊り上げる。放射化された異物等がフィルタカートリッジ２１に捕捉されているため、浄化塔２の線量は高くなっている。このため、浄化塔２は燃料プール１０４の床面１０４ａに設置することが望ましい。次に、新しい浄化塔２を上述の手順に従い架台３上に設置し、さらにウエイト部材４を上述の手順に従い浄化塔２の周囲に設置する。これらの作業は浄化塔２とウエイト部材４を吊り上げ、吊下ろすだけの簡易な手順で実行することができる。従って、浄化塔２の交換は容易である。
【００２９】
以上、本発明を実施形態によって説明したが本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、水中ポンプ５を燃料プール１０４に設置し、架台３と浄化塔２をオペレーティングフロア１０５に設置することができる。この場合、入口配管６は燃料プール１０４に設置された水中ポンプ５と、オペレーティングフロア１０５に設置された浄化塔２とを接続する必要がある。従って、水中ポンプ５に入口配管６の一部を取付けておき、架台３に入口配管６の残部を取付けておき、両者をオペレーティングフロア１０５で接続することが望ましい。燃料プール１０４に設置する場合と異なり、浄化塔２は浮力の影響を受けないため、入口シール材８と出口シール材９のシール性能を確保しやすい。従って、この観点からはウエイト部材４を省略することができる。しかし、浄化塔２の水遮へいが期待できないため、このような実施形態では、ウエイト部材４は遮へい部材として用いることが望ましい。この場合、ウエイト部材４は浄化塔２の全面を覆うことが望ましく、また、支持壁４４の厚さを遮へいのために必要な厚さとすることが望ましい。なお、架台３と浄化塔２を気中設置する場合、架台３と浄化塔２は原子炉建屋１０１内のオペレーティングフロア１０５以外の位置、他の建屋内、屋外に設置することも可能である。また、浄化塔２を気中設置する場合、第１のバルブ２４は通常のオンオフ弁でよい。水中ポンプ５の起動時に第１のバルブ２４を開き、浄化塔２内の空気を抜き、満水となったら第１のバルブ２４を閉じる。水中ポンプ５の停止時は、フィルタ交換の際に第１のバルブ２４を開き、空気を浄化塔２内に導入し、浄化塔２内の水を排出する。遠隔操作が必要な場合、第１のバルブ２４は自動弁とすることができる。
【００３０】
浄化塔を気中設置する場合、図４に示すように、浄化塔２の導入部２０３ｂと排出部２０３ａにそれぞれ第２のバルブ２７と第３のバルブ２８を備えてもよい。第２のバルブ２７は、浄化塔２の導入部２０３ｂ（第５の開口２０３ｂ）が入口シール材８を介して入口配管６の第１の端部６１と接続されたときに開放され、浄化塔２が吊り上げられることによって浄化塔２の導入部２０３ｂと入口配管６の第１の端部６１との接続が解除されたときに閉鎖される。第３のバルブ２８は、浄化塔２の排出部２０３ａ（第４の開口２０３ａ）が出口シール材９を介して出口配管７の第１の端部７１と接続されたときに開放され、浄化塔２が吊り上げられることによって浄化塔２の排出部２０３ａと出口配管７の第１の端部７１との接続が解除されたときに閉鎖される。
【００３１】
浄化塔２を水中設置、気中設置するかに拘らず、使用済みの浄化塔２を容器または燃料プール１０４の外部で気中保管することが考えられる。気中の塵埃や微粒子が導入部２０３ｂ及び排出部２０３ａを通って浄化塔２に流入すると、これらの塵埃や微粒子が浄化塔２内に残存するプール水に捕捉され、放射化する可能性がある。その場合、浄化塔２の周囲の空間線量が増加することが考えられるため、浄化塔２の導入部２０３ｂ（第５の開口２０３ｂ）と排出部２０３ａ（第４の開口２０３ａ）を閉止することが望ましい。図１２（ａ）は浄化塔２の導入部２０３ｂと排出部２０３ａを閉止する装置の概念を示している。気中設置される架台１１１は架台３と同様のガイド部材１１４を備えている。従って、クレーン等で浄化塔２を架台１１１の内部の所定位置に吊下ろす際に、浄化塔２をガイド部材１１４で正確に位置決めすることができる。架台１１１の下部中央には蓋板取り付け架台１１２が設置されており、その上面に磁石で形成された蓋板１１３が載置される。蓋板１１３は導入部２０３ｂと排出部２０３ａを覆う形状を有している。蓋板取り付け架台１１２は蓋板１１３が載置される上部プレート１１２ａと、上部プレート１１２ａの周囲に取り付けられ、上部プレート１１２ａを支持する側壁１１２ｂとを有している。上部プレート１１２ａの上面は側壁１１２ｂの頂部より若干低くなっており、蓋板１１３は上部プレート１１２ａと側壁１１２ｂで形成される浅い凹部に載置される。側壁１１２ｂの頂部は上部プレート１１２ａに載置された蓋板１１３の上面より低くなっており、浄化塔２を吊下ろした際の浄化塔２と蓋板取り付け架台１１２の干渉が防止されている。底板２０３はスチールなどの強磁性体で形成されている。従って、浄化塔２をクレーン等で吊下ろし、底板２０３を蓋板１１３に当接させると、蓋板１１３が磁力によって底板２０３に吸着し、浄化塔２の導入部２０３ｂ（第５の開口２０３ｂ）と排出部２０３ａ（第４の開口２０３ａ）が閉止される。本実施形態によれば、放射線の高い環境でも、クレーンによる遠隔操作で導入部２０３ｂと排出部２０３ａを閉止することができる。
【００３２】
図１２（ｂ）は他の実施形態を示している。本実施形態では浄化塔２の導入部２０３ｂ（第５の開口２０３ｂ）と排出部２０３ａ（第４の開口２０３ａ）の内面に雌ねじ１２１が形成されている。外周面に雄ねじ１２３が形成されたプラグないしボルト１２２を回転させながら導入部２０３ｂと排出部２０３ａにねじ込むことで、浄化塔２の導入部２０３ｂと排出部２０３ａが閉止される。ボルト１２２のねじ込みを容易に行うため、予め浄化塔２を横倒ししておいてもよい。ボルト１２２のねじ込みに遠隔操作の可能な治具を用いることで、上記の実施形態と同様、放射線の高い環境でも、遠隔操作で導入部２０３ｂと排出部２０３ａを閉止することができる。
【００３３】
図１２に示す実施形態では、浄化塔２を架台３から吊り上げる際に導入部２０３ｂと排出部２０３ａが入口シール材８と出口シール材９から離間し、浄化塔２の内部の水が漏洩する可能性がある。この場合、浄化塔２の底部にドレンノズルを設け、バルブの設けられた仮設配管または仮設チューブをドレンノズルに接続することができる。仮設配管または仮設チューブの端部は容器に接続される。浄化塔２がオペレーティングフロア１０５に設置される場合、仮設配管または仮設チューブの端部を燃料プール１０４に接続し、浄化塔２の内部のプール水を燃料プールに戻してもよい。バルブを開くことで浄化塔２の内部の水をほぼ排水することができる。バルブは自動弁であってもよいし、遠隔操作の可能な治具に装着可能な手動弁であってもよい。
【００３４】
上述の実施形態はプール水を浄化するものであるが、本発明の水浄化装置はプール水以外の放射性被処理水、毒物、劇物などを含む被処理水、これらの性質を持たない一般的な被処理水の処理にも適用できる。さらに本発明は、被処理水自体は放射性や毒性を有していないが、放射性環境下や有毒ガス環境下等、人が容易に近づけない状況で浄化塔の交換が必要な場合にも好適に適用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１  水浄化装置
２  浄化塔
２１  浄化部（フィルタカートリッジ）
２４  第１のバルブ
２５  スリット
２７  第２のバルブ
２８  第３のバルブ
２０３  底板
２０３ａ  排出部
２０３ｂ  導入部
２０３ｃ  凹部
３  架台
３５  第１のガイド部材
３６  第２のガイド部材
３７  第３のガイド部材
４  ウエイト部材
４１  側壁
４２  頂板
５  水中ポンプ
６  入口配管（供給部）
６１  入口配管の第１の端部
６２  入口配管の第２の端部
７  出口配管
７１  出口配管の第１の端部
７２  出口配管の第２の端部
８  入口シール材
９  出口シール材
１０４  燃料プール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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