(57)【要約】      （修正有）【課題】原子力発電所等において、放射線に汚染された冷却水が管路等を介して外部に漏れ出るのを防止できる遮断構造及び方法を提供する。【解決手段】破損した原子力発電所において、ベント管５０内に密接するように配置された封入バッグ１３０内に流動性充填材を封入して硬化させたバッグ封入硬化体Ａ、バッグ封入硬化体の上流側に隣接して配置された複数の球状ゴムからなる球状ゴム層Ｂ、球状ゴム層の上流側に隣接して液状ゴムを配置して硬化させたゴム体Ｃを含む構成により流体遮断構造を形成する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管路内を流れる流体を遮断する流体遮断構造であって、
前記管路内に密接するように配置された封入バッグ内に流動性充填材を封入して硬化させたバッグ封入硬化体と、
前記バッグ封入硬化体の上流側に隣接して配置された複数の球状ゴムからなる球状ゴム層と、
前記球状ゴム層の上流側に隣接して液状ゴムを配置して硬化させたゴム体と、
を含む、ことを特徴とする流体遮断構造。
【請求項２】
前記複数の球状ゴムは、外径の異なる球状ゴムを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の流体遮断構造。
【請求項３】
前記複数の球状ゴムは、比重の異なる球状ゴムを含む、
ことを特徴とする請求項２に記載の流体遮断構造。
【請求項４】
前記バッグ封入硬化体と前記球状ゴム層の間には、薄片状に形成された複数の薄片ゴムからなる薄片ゴム層が配置されている、
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一つに記載の流体遮断構造。
【請求項５】
管路内を流れる流体を遮断する流体遮断方法であって、
前記管路に封入バッグを挿入し、
前記封入バッグ内に流動性充填材を注入し硬化させてバッグ封入硬化体を形成し、
前記バッグ封入硬化体の上流側に隣接して複数の球状ゴムを注入して球状ゴム層を形成し、
前記球状ゴム層の上流側に隣接して液状ゴム又は液状ゴム及び硬化促進剤を注入し硬化させてゴム体を形成する、
ことを特徴とする流体遮断方法。
【請求項６】
前記流動性充填材として、液状ゴムを適用し、
前記封入バッグ内に前記液状ゴムを注入する際に、硬化促進剤を注入する、
ことを特徴とする請求項５に記載の流体遮断方法。
【請求項７】
前記球状ゴム層を形成する際に、前記複数の球状ゴムとして外径の異なる球状ゴム又は外径及び比重の異なる球状ゴムを含めて注入する、
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の流体遮断方法。
【請求項８】
前記バッグ封入硬化体を形成した後でかつ前記球状ゴム層を形成する前に、薄片状に形成された複数の薄片ゴムを注入して薄片ゴム層を形成する、
ことを特徴とする請求項５ないし７いずれか一つに記載の流体遮断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管路等の内部を流れる流体の流れを遮断する流体遮断構造及び方法に関し、特に、原子力発電所等のプラントにおいて放射線に曝されるような特殊な環境下で冷却水等が外部に流れ出るのを防止する流体遮断構造及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所は、例えば、タービン建屋に隣接して原子炉建屋が設置され、原子炉建屋の中に原子炉格納容器（ドライウエル）が設置され、原子炉格納容器の中に原子炉圧力容器が収容され、原子炉圧力容器の中に構造物（燃料棒、制御棒等）が収容され、循環給水系により原子炉圧力容器内に水を供給すると共に蒸気を取り出して発電用のタービンに導き、又、燃料の過熱を防止するべく炉心スプレイ系（ＣＳ系）により炉心上部に冷却水が放水され、さらに、原子炉格納容器内の圧力が上昇するのを抑制するべくベント管を介して圧力抑制室（サプレッションチャンバー）に蒸気を導くように形成されており、原子炉格納容器及び圧力抑制室等は所定の作業空間等を除いてコンクリート壁により覆われた構造となっている。
【０００３】
ところで、このような原子力発電所において、大地震等による機器の故障等に伴って、燃料等が冷却されず溶融して原子炉圧力容器を破壊すると共に原子炉格納容器の底に落下する炉心溶融（メルトダウン）等を生じた場合、循環給水系又はＣＳ系等を用いて原子炉圧力容器及び原子炉格納容器内に冷却水が循環供給されて、その雰囲気が所定以上の温度に上昇しないように安定状態の維持が試みられる。
しかしながら、地震等の影響で、圧力抑制室（サプレッションチャンバー）やその周りを囲繞するコンクリート壁等に亀裂があると、冷却が十分に行われなくなると共に放射性物質に汚染された冷却水が外部に漏れ出る漏水を招くことになる。
したがって、その漏水を防止する対策を講じなければならないものの、強力な放射線に曝される特殊な環境下では、作業者が手作業により直接行うのは困難である。
【０００４】
これに対処するべく、所定の組成からなるコンクリート組成物を、遠隔操作により原子炉格納容器及び圧力抑制室内に流し込んで固化させて全体を埋め込む手法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
しかしながら、コンクリートは、硬い材料であるが故に地震等による振動及び衝撃により亀裂を生じる虞があり、それ故に安定的にかつ永続的に封止作用を得ることは困難であり、又、原子炉格納容器の下方領域及び圧力抑制室の全域を埋設する場合には、相当量のコンクリート材料が必要になり、定期的なメインテナンスを要すると共に高コスト化を招くという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−３８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、放射線濃度の高い原子力発電所の内部やその他の作業者が近づけない特殊な環境下において、管路等を流れる汚染された冷却水やその他の流体を、例えば作業ロボット等を遠隔操作して作業を行うことで簡単に遮断することができ、又、地震等の衝撃に耐え、経時劣化等を抑制しつつ、長年に亘って永続的に流体の流れを遮断できる流体遮断構造及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の流体遮断構造は、管路内を流れる流体を遮断する流体遮断構造であって、管路内に密接するように配置される封入バッグ内に流動性充填材を封入して硬化させたバッグ封入硬化体と、バッグ封入硬化体の上流側に隣接して配置された複数の球状ゴムからなる球状ゴム層と、球状ゴム層の上流側に隣接して液状ゴムを配置して硬化させたゴム体を含む、ことを特徴としている。
この構成によれば、管路内には、下流側から上流側に向けて順に、（流動性充填材を封入バッグに封入して硬化させた）バッグ封入硬化体、（転がって隙間に移動し易い球状をなす複数の球状ゴムからなる）球状ゴム層、（液状ゴムを自然硬化又は硬化促進剤を一緒に注入して硬化させた）ゴム体が、管路内の通路を遮断するように配置されている。
すなわち、少なくとも球状ゴム層及びゴム体はそれぞれ所定の弾力性を有し、互いに密接した状態で管路内の通路を遮断するため、仮に地震等による振動及び衝撃を受けても、それ自体が亀裂等を生じることなく、管路内の通路を永続的に遮断することができる。
ここでは、流動性充填材として、モルタル（砂＋セメント）、自然硬化型の液状ゴム、樹脂材料等を適用することができ、特に液状ゴムの場合は、硬化しても所定の弾力性を有するため、バッグ封入硬化体、球状ゴム層、及びゴム体の全てが弾性力を有することで、亀裂等の発生をより確実に防止することができる。
したがって、上記構成をなす流体遮断構造が、原子力発電所の原子炉格納容器と圧力抑制室（サプレッションチャンバー）とを連結するベント管等に適用されると、溶融した燃料により放射線に曝された冷却水がベント管から圧力抑制室等の亀裂を通して外部に漏れ出るのを永続的に防止することができ、それ故に、冷却水を循環させつつ溶融した燃料等を効率よく安定して冷却することができる。
【０００８】
上記構成の流体遮断構造において、複数の球状ゴムは、外径の異なる球状ゴムを含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、複数の球状ゴムとして、外径の異なる複数の球状ゴムを用いることにより、管路内にこれら複数の球状ゴムを注入するだけで、球状ゴム同士が大小混ざり合って自然に隙間を埋めるように配列し、管路内の通路を効率良く遮断することができる。
特に、複数の球状ゴムの外径が５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲に設定されることにより、殆ど隙間のない球状ゴム層を形成することができ、流体の流れを遮断する作用を高めることができる。
【０００９】
上記構成の流体遮断構造において、複数の球状ゴムは、比重の異なる球状ゴムを含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、複数の球状ゴムの比重を異ならせることにより、管路内において、外径の異なる複数の球状ゴムを、相互の隙間を埋めるようにランダムに配列させて、密接度（密度）の高い球状ゴム層を形成することができる。
特に、球状ゴムの比重を０．９７〜１．０３の範囲とすることにより、流体（冷却水）が流れる状態において、大小複数の球状ゴムを偏りなく混在させて球状ゴム層を形成することができ、遮断効果を一層高めることができる。
【００１０】
上記構成の流体遮断構造において、バッグ封入硬化体と球状ゴム層の間には、薄片状に形成された複数の薄片ゴムからなる薄片ゴム層が配置されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、バッグ封入硬化体と管路内の壁面との間に隙間がある場合に、この隙間に薄片ゴム層を構成する薄片ゴムが適宜入り込んで完全に隙間を遮断することができる。
【００１１】
本発明の流体遮断方法は、管路内を流れる流体を遮断する流体遮断方法であって、管路に封入バッグを挿入し、封入バッグ内に流動性充填材を注入し硬化させてバッグ封入硬化体を形成し、バッグ封入硬化体の上流側に隣接して複数の球状ゴムを注入して球状ゴム層を形成し、球状ゴム層の上流側に隣接して液状ゴムを注入し又は液状ゴム及び硬化促進剤を注入し硬化させてゴム体を形成する、ことを特徴としている。
この構成によれば、ベント管等の管路内に、（例えば管路よりも小さい通路を画定するガイド筒を連結して）、先ず封入バッグを縮めた状態で挿入し（その後、例えば空気を充填させて膨らませた後に空気を抜きつつ）、封入バッグ内に流動性充填材を注入して硬化させ、その後、その上流側に（転がって隙間に移動し易い球状をなす）複数の球状ゴムを注入し、さらにその上流側に液状ゴム又は液状ゴム及び硬化促進剤を注入するという簡単な方法により、管路内の通路を遮断することができる。
このように、簡単な作業工程からなるため、作業者が入り込めないような環境下においても、例えば作業ロボット等を用いて、管路の遮断作業を行うことができる。
【００１２】
上記構成の流体遮断方法において、流動性充填材として液状ゴムを適用し、封入バッグ内に液状ゴムを注入する際に、硬化促進剤を注入する、構成を採用することができる。
この構成によれば、封入バッグ内に注入した液状ゴムを短時間で（所定の弾力（弾性率）をもつ弾性ゴムとなるように）硬化させることができ、次の工程（球状ゴム層を形成する工程）をより円滑に行うことができ、遮断作業に要する時間を短縮できる。
【００１３】
上記構成の流体遮断方法において、球状ゴム層を形成する際に、複数の球状ゴムとして外径の異なる球状ゴム又は外径及び比重の異なる球状ゴムを含めて注入する、構成を採用することができる。
この構成によれば、複数の球状ゴム同士が、自然に相互の隙間を埋めるようにランダムに配列されて、密接度（密度）の高い球状ゴム層が形成され、管路内の通路を効率良く遮断することができる。
【００１４】
上記構成の流体遮断方法において、バッグ封入硬化体を形成した後でかつ球状ゴム層を形成する前に、薄片状に形成された複数の薄片ゴムを注入して薄片ゴム層を形成する、構成を採用することができる。
この構成によれば、バッグ封入硬化体と球状ゴム層の間に薄片ゴム層を形成するため、バッグ封入硬化体と管路内の壁面との間に隙間がある場合に、薄片ゴムが適宜隙間に入り込んで完全に隙間を遮断することができる。
【発明の効果】
【００１５】
上記構成をなす流体遮断構造及び方法によれば、放射線濃度の高い原子力発電所の内部やその他の作業者が近づけない特殊な環境下において、管路等を流れる汚染された冷却水やその他の流体を、例えば作業ロボット等を遠隔操作して簡単に遮断することができ、又、地震等による振動及び衝撃に耐え、経時劣化等を抑制しつつ、長年に亘って永続的に流体（冷却水等）の流れを遮断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の流体遮断構造及び方法が適用される原子力発電所の概略構成を示す模式断面図である。
【図２】図１に示す原子力発電所における原子炉格納容器、圧力抑制室（サプレッションチャンバー）、両者を連結する管路としてのベント管を示す平面図である。
【図３】図１に示す原子力発電所において、ベント管を遮断する方法を示すものであり、ベント管内に封入バッグを挿入して流動性充填材としての液状ゴム及び硬化促進剤を注入する作業工程を示す模式図である。
【図４】図３に示す作業工程において、ベント管の内部を示す拡大断面図である。
【図５】図１に示す原子力発電所において、ベント管を遮断する方法を示すものであり、ベント管内に複数の球状ゴムを注入する作業工程を示す模式図である。
【図６】図５に示す作業工程において、ベント管の内部を示す拡大断面図である。
【図７】図１に示す原子力発電所において、ベント管を遮断する方法を示すものであり、ベント管内に液状ゴムを注入する作業工程を示す模式図である。
【図８】図７に示す作業工程において、ベント管の内部を示す拡大断面図である。
【図９】図７に示す作業工程を終了した後のベント管の内部を示す拡大断面図である。
【図１０】本発明に係る流体遮断構造及び方法の他の実施形態を示すものであり、バッグ封入硬化体と球状ゴム層の間に薄片ゴム層を設けたベント管の内部を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
この実施形態に係る流体遮断構造及び方法が適用される原子力発電所は、図１及び図２に示すように、タービン建屋（不図示）に隣接して設置された原子炉建屋１０、原子炉建屋１０の中に設置された原子炉格納容器（ドライウエル）２０、原子炉格納容器２０の中に収容されると共にその内部に構造物（燃料棒、制御棒等）を収容した原子炉圧力容器３０、原子炉圧力容器３０内に水を供給すると共に蒸気を取り出してタービンに導く循環給水系４０、燃料の過熱を防止するべく炉心上部に冷却水が放水される炉心スプレイ系（ＣＳ系、不図示）、原子炉格納容器２０内の圧力が上昇するのを抑制するべく管路としてのベント管５０を介して蒸気を導くように形成された圧力抑制室（サプレッションチャンバー）６０等により構成され、原子炉格納容器２０及び圧力抑制室６０等は、所定の作業空間Ｓ等を除いてコンクリート壁Ｗにより覆われている。
【００１８】
ベント管５０は、図１及び図２に示すように、原子炉格納容器２０の内部と圧力抑制室６０の内部を連通させるように、放射状に配列されて複数設けられている。そして、複数のベント管５０は、円環状をなす圧力抑制室６０の内部において、円環路を画定するベントヘッダ５１に連結され、ベントヘッダ５０には下向きに伸びる複数のダウンカマ５２が連結されている。
ここでは、図１に示すように、燃料の異常過熱により、燃料Ｆが溶融して原子炉圧力容器３０を溶かし原子炉格納容器２０の底に溜まった炉心溶融（メルトダウン）の状態において、循環給水系４０（又は他の冷却系でもよい）を用いて冷却水ＣＷを循環供給する状態が示されている。
また、圧力抑制室６０の壁部及び圧力抑制室６０を囲繞するコンクリート壁Ｗに亀裂が生じており、この亀裂を通して冷却水ＣＷが外部に漏水する状態を想定している。
【００１９】
上記構成をなす原子力発電所において、ベント管５０内を流れる冷却水ＣＷを遮断する流体遮断方法及び構造について、図３ないし図９を参照しつつ説明する。
先ず、図３に示すように、作業空間Ｓにおいて、所定の作業ロボットにより（又は作業者が入室可能な環境下の場合には作業者により）、コンクリート壁Ｗに貫通孔Ｗ１を設け、又、下方に位置するベント管５０に連結口５０ａを開ける。そして、ガイド筒１００を貫通孔Ｗ１に通しつつベント管５０（の連結口５０ａ）に連結する。
ここで、ガイド筒１００と貫通孔Ｗ１の隙間は、必要に応じて封止剤（シール剤）等により封止されてもよい。また、ガイド筒１００と連結口５０ａの連結領域は、冷却水ＣＷが漏れないように必要に応じて封止剤等により封止されてもよい。さらに、ベント管５０に所定の開閉可能な蓋がある場合は、連結口５０ａを開けるまでもなくその蓋を開けてガイド筒１００を連結してもよい。
【００２０】
続いて、図３及び図４に示すように、作業空間Ｓにおいて、流動性充填材（ここでは、液状ゴム）が入った容器１１０と、液状ゴムの硬化を促進する硬化促進剤が入った容器１２０が準備される。
また、封入バッグ１３０がフィードパイプ１３１の先端に着脱自在に連結されて準備され、封入バッグ１３０を縮めた状態で、フィードパイプ１３１がガイド筒１００に通されて、ベント管５０の内部に封入バッグ１３０が挿入され、フィードパイプ１３１を通して空気を導き封入バッグ１３０が膨張させられる。
【００２１】
その後、フィードパイプ１３１に、フィードパイプ１１１，１２１及びエア抜きパイプ１４０が挿入（連結）されて、エア抜きパイプ１４０から空気が抜かれつつ、封入バッグ１３０内に、容器１１０から供給される流動性充填材（液状ゴム）が注入され、かつ、容器１２０から供給される硬化促進剤が注入される。注入作業が完了すると、流動性充填材（液状ゴム）が硬化するまでの予定時間を経過した後に、フィードパイプ１３１がガイド筒１００から引き抜かれて、封入バッグ１３０から外される。
このように、流動性充填材（液状ゴム）を封入バッグ１３０に注入して硬化させることにより、ベント管５０の内部において内壁に密接するように配置されたバッグ封入硬化体Ａを形成できると共にベント管５０内において遮断すべき通路の所定位置にバッグ封入硬化体Ａを留めることができる。
【００２２】
ここで、流動性充填材である液状ゴムとしては、ポリエーテル系ポリオール（例えば、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール等）、ポリエステル系ポリオール等の自然的に硬化し得るウレタン系液状ゴムが好ましく、特に、原子力発電所等での放射線吸収線量が最大１０００ｋＧｙ（キログレイ）と推定される場合において、２０００ｋＧｙ（キログレイ）の環境下でも伸び率及び硬さ等における経時劣化の少ない、所望の添加剤（例えば、二酸化ケイ素等）を加えた耐放射線性ゴムとして形成されたものが好ましい。
また、硬化促進剤としては、イソシアネート、ＭＤＩ系プレポリマー等が好ましい。
このように、硬化促進剤を一緒に注入することにより、封入バッグ１３０内に注入した液状ゴムを短時間で（所定の弾力（弾性率）をもつ弾性ゴムとなるように）硬化させることができ、次の工程（球状ゴム層Ｂを形成する工程）をより円滑に行うことができ、遮断作業に要する時間を短縮できる。
【００２３】
続いて、図５及び図６に示すように、作業空間Ｓにおいて、複数の球状ゴムが入った容器１５０が準備され、フィードパイプ１５１がガイド筒１００に挿入（連結）される。
そして、フィードパイプ１５１を介して、容器１５０から供給される球状ゴムがベント管５０内に注入されて、バッグ封入硬化体Ａの上流側に隣接した領域において複数の球状ゴムからなる球状ゴム層Ｂが形成される。そして、注入作業が完了すると、フィードパイプ１５１がガイド筒１００から引き抜かれる。ここで、球状ゴム層Ｂの上側表面は、鉛直方向Ｖに対して略水平になる。
【００２４】
ここで、複数の球状ゴムとしては、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエン共重合体）系軟質ゴムが好ましく、特に、原子力発電所等での放射線吸収線量が最大１０００ｋＧｙ（キログレイ）と推定される場合において、２０００ｋＧｙ（キログレイ）の環境下でも伸び率及び硬さ等における経時劣化の少ない、所望の添加剤（例えば、二酸化ケイ素等）を加えた耐放射線性ゴムとして形成されたものが好ましい。
【００２５】
また、複数の球状ゴムとして、外径の異なる複数の球状ゴムを用いることにより、ベント管５０内にこれら複数の球状ゴムを注入するだけで、球状ゴム同士が大小混ざり合って自然に隙間を埋めるように配列され、ベント管５０内の通路を効率良く遮断することができる。
特に、複数の球状ゴムの外径が５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲に設定されることにより、殆ど隙間のない球状ゴム層Ｂを形成することができ、冷却水ＣＷの流れを遮断する作用を高めることができる。
【００２６】
また、複数の球状ゴムとしては、比重の異なる球状ゴムを含めることにより、ベント管５０内において、冷却水ＣＷに浸る際に比重の違いを利用して複数の球状ゴムを相互の隙間を埋めるようにランダムに配列させて、密接度（密度）の高い球状ゴム層Ｂを形成することができる。
特に、球状ゴムの比重を０．９７〜１．０３の範囲とすることにより、冷却水ＣＷが流れる状態において、大小複数の球状ゴムを偏りなく混在させて球状ゴム層Ｂを形成することができ、遮断効果を一層高めることができる。
【００２７】
続いて、図７及び図８に示すように、作業空間Ｓにおいて、液状ゴムが入った容器１６０が準備され、フィードパイプ１６１がガイド筒１００に挿入されて連結される。
そして、フィードパイプ１６１を介して、容器１６０から供給される液状ゴムがベント管５０内に注入され冷却水ＣＷ中において自然硬化し、球状ゴム層Ｂの上流側に隣接した領域においてゴム体Ｃが形成される。そして、注入作業が完了すると、フィードパイプ１６１がガイド筒１００から引き抜かれる。ここで、ゴム体Ｃの上側表面は、鉛直方向Ｖに対して略水平になる。ここで、使用される液状ゴムとしては、前述の封入バッグ１３０内に注入される液状ゴムと同様のものが使用され得る。
尚、この工程においては、液状ゴムは、ベント管５０内において、自然硬化されるため、硬化促進剤等を必要とせず、作業工程が簡素化され、コストが低減される。
一方、ゴム体Ｃの形成を速めたい場合は、液状ゴムが入った容器１６０の他に、図３に示すような硬化促進剤が入った容器を準備して、液状ゴムと一緒に硬化促進剤を注入してもよい。硬化促進剤としては前述同様のものが適用され得る。
【００２８】
最後に、図９に示すように、ガイド筒１００の上端に閉塞蓋１７０が堅固に取り付けられて、通路が閉塞される。ここで、ガイド筒１００内に耐放射線性の封止剤等を充填して、密封性を高めてもよい。
尚、別の手法として、ガイド筒１００をベント管５０から抜き取って、連結口５０ａを閉塞するように閉塞蓋（不図示）をベント管５０の外壁に堅固に（溶接等により）固着してもよい。
【００２９】
以上の遮断作業により得られた冷却水ＣＷ（流体）の遮断構造は、図９に示すように、ベント管５０内に密接するように配置される封入バッグ１３０内に流動性充填材（ここでは液状ゴム）を封入して硬化させたバッグ封入硬化体Ａと、バッグ封入硬化体Ａの上流側に隣接して配置された複数の球状ゴムからなる球状ゴム層Ｂと、球状ゴム層Ｂの上流側に隣接して液状ゴムを配置して硬化させたゴム体Ｃを含む構成となっている。
これによれば、ベント管５０内の下流側から上流側に向けて順に、（液状ゴムを封入バッグ１３０に封入して硬化させた）バッグ封入硬化体Ａ、（転がって隙間に移動し易い球状をなす複数の球状ゴムからなる）球状ゴム層Ｂ、（液状ゴムを硬化させた）ゴム体Ｃが、ベント管５０内の通路を遮断するように配置されている。
【００３０】
すなわち、バッグ封入硬化体Ａ、球状ゴム層Ｂ、及びゴム体Ｃは、それぞれ所定の弾力性を有し、互いに密接した状態でベント管５０内の通路を遮断するため、仮に地震等による振動及び衝撃を受けても、それ自体が亀裂等を生じることなく、ベント管５０内の通路を永続的に遮断することができる。
したがって、溶融した燃料Ｆにより放射線に曝された冷却水ＣＷがベント管５０から圧力抑制室６０及びコンクリート壁Ｗ等の亀裂を通して外部に漏れ出るのを永続的に防止することができ、それ故に、冷却水ＣＷを循環させつつ溶融した燃料Ｆ等を効率よく冷却することができる。
【００３１】
また、上記のように、ベント管５０に、ベント管５０の通路よりも小さい通路を画定するガイド筒１００を連結して、封入バッグ１３０を縮めた状態で挿入し（その後、空気を充填させて膨らませた後に空気を抜きつつ）、封入バッグ１３０内に流動性充填材（液状ゴム）及び硬化促進剤を注入して硬化させ、その後、その上流側に（転がって隙間に移動し易い球状をなす）複数の球状ゴムを注入し、さらにその上流側に液状ゴムを注入して硬化せるという簡単な遮断方法を採用することにより、作業者が入り込めないような環境下においても、例えば作業ロボット等を用いて、管路の遮断作業を容易にかつ円滑に行うことができる。
【００３２】
図１０は、本発明に係る流体遮断構造及び方法の他の実施形態を示す拡大断面図であり、前述の実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
この実施形態における流体遮断構造は、図１０に示すように、ベント管５０内に密接するように配置される封入バッグ１３０内に流動性充填材（ここでは液状ゴム）を封入して硬化させたバッグ封入硬化体Ａと、バッグ封入硬化体Ａの上流側に隣接して配置された複数の薄片ゴムからなる薄片ゴム層Ｄと、薄片ゴム層Ｄの上流側に隣接して配置された複数の球状ゴムからなる球状ゴム層Ｂと、球状ゴム層Ｂの上流側に隣接して液状ゴムを配置して硬化させたゴム体Ｃを含む構成となっている。
すなわち、バッグ封入硬化体Ａと球状ゴム層Ｂの間に、薄片状に形成された複数の薄片ゴムからなる薄片ゴム層Ｄが配置された構成となっている。
【００３３】
また、遮断方法としては、前述のバッグ封入硬化体Ａが形成された後に、作業空間Ｓにおいて、複数の薄片ゴムが入った容器（不図示）が準備され、フィードパイプ（不図示）がガイド筒１００に挿入（連結）される。
そして、フィードパイプを介して、容器から供給される薄片ゴムがベント管５０内に注入されて、バッグ封入硬化体Ａの上流側に隣接した領域において複数の薄片ゴムからなる薄片ゴム層Ｄが形成される。そして、注入作業が完了すると、フィードパイプがガイド筒１００から引き抜かれる。
その後、前述の球状ゴム層Ｂが形成され、続いて、前述のゴム体Ｃが形成される。
【００３４】
ここで、複数の薄片ゴムとしては、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエン共重合体）系軟質ゴムが好ましく、特に、原子力発電所等での放射線吸収線量が最大１０００ｋＧｙ（キログレイ）と推定される場合において、２０００ｋＧｙ（キログレイ）の環境下でも伸び率及び硬さ等における経時劣化の少ない、所望の添加剤を加えた耐放射線性ゴムとして形成されたものが好ましい。
【００３５】
また、複数の薄片ゴムの形状及び大きさとしては、略矩形の形状で、厚さが約１ｍｍから１０ｍｍ程度のものを用いることにより、ベント管５０内にこれら複数の薄片ゴムを注入するだけで、バッグ封入硬化体Ａとベント管５０内の壁面との間に隙間がある場合に、この隙間に薄片ゴムを適宜入り込ませて完全に隙間を遮断することができる。
【００３６】
この実施形態においても、前述の実施形態と同様に、バッグ封入硬化体Ａ、薄片ゴム層Ｄ、球状ゴム層Ｂ、及びゴム体Ｃは、それぞれ所定の弾力性を有し、互いに密接した状態でベント管５０内の通路を遮断するため、仮に地震等による振動及び衝撃を受けても、それ自体が亀裂等を生じることなく、ベント管５０内の通路を永続的に遮断することができる。
したがって、溶融した燃料Ｆにより放射線に曝された冷却水ＣＷがベント管５０から圧力抑制室６０及びコンクリート壁Ｗ等の亀裂を通して外部に漏れ出るのを永続的に防止することができ、それ故に、冷却水ＣＷを循環させつつ溶融した燃料Ｆ等を効率よく冷却することができる。
【００３７】
上記実施形態においては、本発明に係る流体遮断構造及び方法を適用する管路として、原子炉格納容器２０と圧力抑制室６０を連通するベント管５０を採用した場合を示したが、これに限定されるものではなく、原子炉建屋１０内に設置されたその他の管路に適用してもよい。
上記実施形態においては、本発明に係る流体遮断構造及び方法を適用するプラントとして、原子力発電所を示したが、これに限定されるものではなく、作業者が近づけないような特殊な環境が想定されるプラントであれば、化学プラント、石油精製プラント等その他のプラントにおいても採用することができる。
上記実施形態においては、封入バッグ１３０内に封入して硬化させる流動性充填材として、液状ゴムを適用した場合を示したが、これに限定されるものではなく、封入バッグ１３０内に注入し（流し込んで）その後に硬化させ得るものであれば、モルタル（砂＋セメント）、硬化型の樹脂材料、その他の材料からなる流動性充填材を適用することができる。特に、流動性充填材としてモルタルを適用する場合は、図３に示す容器１２０を廃止し、容器１１０の替わりにモルタルが入った容器を準備して、前述実施形態と同様に封入バッグ１３０内に注入すればよい。
上記実施形態においては、球状ゴム層Ｂを形成する複数の球状ゴムとして、真球のものを図示したが、これに限定されるものではなく、角が取れて丸みを帯びた表面をなすものであれば適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上述べたように、本発明の流体遮断構造及び方法は、管路等を流れる汚染された冷却水を、例えば必要に応じて作業ロボット等を遠隔操作して簡単に遮断することができ、又、地震等による振動及び衝撃に耐え、経時劣化等を抑制しつつ、長年に亘って永続的に冷却水の漏れを遮断することができるため、放射線濃度の高い原子力発電所の内部等の作業者が近づけない特殊な環境下において、メルトダウン等を生じた場合の冷却水の漏れ対策として適用できるのは勿論のこと、化学プラント等において作業者による遮断作業が困難な環境下あるいはその他の特殊な環境下においても有用である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  原子炉建屋
２０  原子炉格納容器
３０  原子炉圧力容器
４０  循環給水系
５０  ベント管（管路）
５０ａ  連結口
６０  圧力抑制室
ＣＷ  冷却水（流体）
Ｆ  燃料
Ｗ  コンクリート壁
Ｗ１  貫通孔
Ｓ  作業空間
Ａ  バッグ封入硬化体
Ｂ  球状ゴム層
Ｃ  ゴム体
Ｄ  薄片ゴム層
１００  ガイド筒
１１０，１２０，１５０，１６０  容器
１１１，１２１，１３１，１５１，１６１  フィードパイプ
１３０  封入バッグ
１４０  エア抜きパイプ
１７０  閉塞蓋
【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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