(57)【要約】  取水設備は、少なくとも１つのポンプ場（１０）が冷却回路（１１）に給水する吸込入江（２）と、吸込入江（２）に給水し、それにより、十分な水位（Ｌ２）を維持する少なくとも１つの吸込トンネル（３）と、を備える。取水設備は、少なくとも１つの緊急貯水部（６０）から吸込入江（２）に給水できるさらなる水を供給するためのシステムをさらに備える。さらなる水を供給するためのシステムは、吸込入江（２）を上記緊急貯水部（６０）のうちの１つに接続する少なくとも１つの水管路（６５）と、吸込入江（２）内の水位が異常であると予め規定した態様で落ち込んだ場合に水管路を開くことが可能な閉塞デバイス（９）と、を備える。本発明は、同様に、津波の浸水を受けやすい海岸線に設置するのに特に適したこのような取水設備を備える。
2016510404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子力発電所（１）の少なくとも１つの熱交換器（１３）ベースの冷却回路（１１）のための取水設備であって、
吸込入江（２）であって、１つの前記冷却回路（１１）内で水を循環させるために、前記発電所の少なくとも１つのポンプ場（１０）が当該吸込入江から水を引き込む、吸込入江と、
水域（５）の水面下にある少なくとも１つの主取水口（５１、５２）に接続された少なくとも１つの吸込トンネル（３）であって、当該吸込トンネル（３）が、前記吸込入江（２）に給水し、それにより、少なくとも１つの前記ポンプ場（１０）の動作に十分な前記吸込入江（２）内の水位（Ｌ２）を維持する、吸込トンネルと、
を備え、
少なくとも１つの前記吸込トンネル（３）とは異なりかつ少なくとも１つの緊急貯水部（６０、５、２０）から前記吸込入江（２）に給水できるさらなる水を供給するためのシステムをさらに備え、
さらなる水を供給するための前記システムが、前記吸込入江（２）を前記緊急貯水部（６０、５、２０）に接続する少なくとも１つの水管路（６５、３０、３１、８５、８６）と、前記水管路を閉鎖する閉塞デバイス（９、１６、１７、１８、１９）と、を備え、
前記吸込入江（２）内の水位が異常であると予め規定した態様で落ち込んだ場合に、前記閉塞デバイスが前記水管路を少なくとも部分的に開くことができ、それにより、少なくとも１つの前記吸込トンネル（３）による給水が不十分である場合に、前記吸込入江（２）には、さらなる水を供給するための前記システムによって給水されることを特徴とする取水設備。
【請求項２】
前記水域（５）が、１つの前記緊急貯水部を構成することを特徴とする請求項１に記載の取水設備。
【請求項３】
前記水域（５）が、海であり、
さらなる水を供給するための前記システム（６２０、６５、９）が、前記吸込入江（２）と前記海（５）と連通するチャネル（６）の一部（６０）との間に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の取水設備。
【請求項４】
さらなる水を供給するための前記システムが、前記水域（５）の水面下にある少なくとも１つのバックアップ用取水口（１５）に接続されたバックアップ用トンネル（３０）を備え、
前記バックアップ用取水口（１５）が、１つの前記主取水口（５１）よりも少なくとも１０メートル上方の高さ（ＨＥ）に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の取水設備。
【請求項５】
少なくとも１つの前記緊急貯水部が、少なくとも１つの前記吸込トンネル（３）によって通常は水を前記吸込入江（２）に給水する際にほぼ変更されないままである水量を収容することを特徴とする請求項１または４に記載の取水設備。
【請求項６】
少なくとも１つの前記主取水口（５１、５２）が、前記水域（５）の平均基準水位（Ｌ０）に対してある深さ（Ｈ）に配置され、
前記深さ（Ｈ）が、少なくとも一年の期間中、吸込入江（２）内に流入する水が前記水域（５）の表面における最高水温よりも少なくとも４℃低い最高温度を有するように決定されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の取水設備。
【請求項７】
前記水管路（６５、３０、３１、８５、８６）を開くために、前記閉塞デバイス（９、１６、１７、１８、１９）が、回動シャフト（９１、９１’、９８）回りに回動できる閉塞部材（９０、９０’）を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の取水設備。
【請求項８】
前記閉塞デバイス（９、１６、１７、１８）が、前記吸込入江（２）内の前記水位（Ｌ２）の落ち込みにしたがって、前記閉塞部材（９０、９０’）の回動が自律的に生じるように、構成されていることを特徴とする請求項７に記載の取水設備。
【請求項９】
前記閉塞部材（９０、９０’）の回動を始動デバイス（７０、７１）によって作動させ、前記始動デバイスが、当該始動デバイスのための始動命令（５９）を発生させることが可能な制御システム（５０）に接続され、
前記制御システム（５０）が、前記吸込入江（２）内の前記水位（Ｌ２）を測定するためのデバイス（２８）によって提供されるデータ（２９）を受信する解析システムに関連付けられており、
前記解析システムが、前記吸込入江（２）内の前記水位（Ｌ２）が異常であると予め規定した態様で落ち込んでいるか決定することが可能であることを特徴とする請求項７または８に記載の取水設備。
【請求項１０】
前記始動デバイス（７０、７１）が、当該始動デバイス（７０、７１）がその機能を実行しない場合に、前記閉塞デバイス（９、１６、１７、１８）によって前記閉塞部材（９０、９０’）の回動を自律的に実行することを可能とするように構成されていることを特徴とする請求項８と組み合わせた請求項９に記載の取水設備。
【請求項１１】
前記閉塞部材（９０）が、前記緊急貯水部（６０、５、２０）内の前記水位（Ｌ１、Ｌ３）と前記吸込入江（２）内の前記水位（Ｌ２）との間の高差（Δｈ）が所定の閾値（ΔｈＶ）を超えると、回動して前記水管路（６５、３０、３１、８５）を開くことを特徴とする請求項８または１０に記載の取水設備。
【請求項１２】
前記閉塞デバイス（９、１７、１８）が、前記回動シャフト（９１、９１’）に対して前記閉塞部材（９０、９０’）とは反対側に配置された釣合錘手段（９２、９３、９４、９７）を備え、
前記釣合錘手段が、前記回動シャフト（９１、９１’）から一定距離に位置する主釣合錘部材（９２、９７）を備え、
前記主釣合錘部材（９２、９７）が、前記閉塞部材（９０、９０’）の重量の８０％と２００％との間の重量を有することを特徴とする請求項８から１１のいずれか１項に記載の取水設備。
【請求項１３】
前記閉塞部材（１６、１７、１８）が、浮遊デバイス（９６、９７、９８）を備え、前記浮遊デバイスが、少なくとも１つの前記吸込トンネル（３）によって通常に給水されるときに完全に水面下にあるように配置され、それにより、前記吸込入江（２）内の前記水位（Ｌ２）が所定の最低潮位（Ｌ２Ｌ）よりも下に下落して所定の始動水位（Ｌ２Ｖ）に達すると、少なくとも部分的に露出され、
前記浮遊デバイス（９６、９７、９８）が、前記始動水位（Ｌ２Ｖ）に達すると、前記閉塞部材（９０、９０’）を回動させるように構成されていることを特徴とする請求項８から１２のいずれか１項に記載の取水設備。
【請求項１４】
請求項１に記載の取水設備を備える原子力発電所であって、
前記吸込入江（２）が、ほぼ水密のカバー（２５）を形成するデバイスによって覆われており、
少なくとも１つの較正開口部（２６）が、前記被覆デバイスにまたは前記被覆デバイス近傍に形成され、前記水域（５）内の異常な上昇に起因して前記吸込入江（２）が溢れた場合に、前記吸込入江（２）の外側への限定的な水流（Ｉｐ）を可能とし、
流出トンネル（４）に給水する少なくとも１つの排水シャフト（１４）をさらに備え、
前記排水シャフト（１４）には、同様に、少なくとも１つの較正開口部を有する被覆デバイスが設けられ、当該排水シャフト（１４）が溢れた場合に、外側への限定的な水流を可能とすることを特徴とする原子力発電所。
【請求項１５】
１つの前記緊急貯水部が、予備入江（２０）を備え、前記予備入江が、外側へ開口した頂部を有し、少なくとも１つの前記吸込トンネル（３）によって前記吸込入江（２）に通常に給水するときにほぼ変化しないままである水量を収容し、
少なくとも１つの前記較正開口部（２６）が、前記予備入江（２０）に導いて前記予備入江内の前記限定的な水流の収集を可能とすることを特徴とする請求項１４に記載の原子力発電所。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの熱交換器ベースの冷却回路のための取水設備に関し、この取水設備は、給水される吸込入江であって上記冷却回路内に水を循環させるために発電所の少なくとも１つのポンプ場がこの吸込入江から水を引き込む吸込入江を備え、海、湖または河川のような水域内の水面下にある少なくとも１つの主水面下の取水口に接続された少なくとも１つの吸込トンネルをさらに備え、上記吸込トンネルは、吸込入江に給水し、それにより、ポンプ場の動作に十分な吸込入江内の水位を維持する。
【背景技術】
【０００２】
熱交換器ベースの冷却回路は、主として、蒸気を液化させるために原子力発電所の原子炉の二次回路にあるタービン発電機に存在するこの蒸気を冷却するように設計されており、それにより、液体状態に戻された水は、二次回路の蒸気発生器に戻される。蒸気発生器は、一次回路と二次回路との間の熱交換によって、加圧一次回路から熱を引き込み、原子炉を冷却する。一次及び二次回路は、流体に関して閉じたシステムである一方で、熱交換器ベースの冷却回路は、開き、二次回路から完全に隔てられており、この二次回路は、順に、一次回路から完全に隔てられている。したがって、熱交換器に存在する水は、放射能を持っておらず、排水し、例えば回路に給水する水域に戻す。
【０００３】
上で定義したような取水設備、特に南ニューハンプシャー（ＵＳＡ）の海岸線近くに建設されかつ１９９０年に作動されたシーブルック原子力発電所は、公知である。設備は、３つの垂直吸込シャフトに接続された長さ数キロメートルの単一の吸込トンネルを備える。各吸込シャフトは、平均水位よりも下約１５メートルの海底のすぐ上に開口しており、上記水面下の取水口のうちの１つを形成する上側部分を備える。
【０００４】
同様に、１９８５年６月１７に発行された特許文献１から、取水設備が知られており、この取水設備は、地下吸込トンネルによって給水される吸込入江を備え、トンネルは、海中の比較的浅い深さで水面下にある取水口に接続されている。取水口は、津波に先立って露出したままであることがある。
【０００５】
これら取水設備は、吸込トンネル内での危機的な崩壊のような明らかに起こりそうもない状況を取り扱うようには設計されておらず、この状況は、結果として、トンネルのほぼ完全な閉塞を引き起こすことがあり、その結果、吸込入江への給水がほぼ完全に妨害され、発電所のポンプ場のバックアップ用ポンプへの給水が不十分となる危険性がある。バックアップ用ポンプは、主として、電力生産中に使用されるポンプ場のポンプ（生産ポンプ）を補完する補助ポンプであり、生産ポンプが停止したときに熱交換器ベースの冷却回路に流量を減らして供給するように設けられている。これらバックアップ用ポンプは、原子炉が長期または長期間にわたって停止したときに１以上の原子炉を冷却することを意図している。
【０００６】
２つの吸込トンネルがあっても、特に地震危険度が比較的高い領域において、吸込入江へのひいてはポンプ場への給水をほぼ完全に断絶させる両吸込トンネル内の危機的な崩壊の可能性を無視できない。さらに、海の水面下にある取水口に接続したトンネルによって吸込入江へ給水することは、海面の最高水温と比較して、吸込入江内の最高水温を著しく低下させるという利点を有することがあり、この低温は、初期的に、平均海水面よりも下で取水口が配置されている深さに関連する。第１トンネル内での危機的な崩壊の場合に吸込入江への給水が妨害される危険性を制限するために、第２吸込トンネルを追加して第１吸込トンネルを補完することは、第１取水口と少なくともほぼ同じ深さに新規の取水口を配置して吸込入江内の水が著しく加熱されることを回避することを必要とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６０−１１１０８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
吸込入江内の水を温めることは、実際には、結果として発電所の二次回路の効率ηを減少させない。効率は、冷熱源の温度Ｔｆ、すなわち熱交換器への入口における水温に依存し、効率は、
η＝（Ｔｃ−Ｔｆ）／Ｔｃ
のように定義される。
Ｔｃは熱源の温度、すなわち熱交換器に存在する水の温度である。したがって、効率ηは、冷熱源の温度Ｔｆが減少するにしたがって増加する。
【０００９】
水中地形学に応じて、吸込トンネルの必要な長さは、一般的に、取水口を配置する深さと共に増大する。また、追加のトンネルを建設するコストに加え、トンネル内の危機的な崩壊の危険性は、同様に、一般的に、特に大地震の危険性がある領域において、トンネル長さと共に増大する。したがって、吸込入江へのより安全な給水をもたらすための追加の吸込トンネルという解決法は、追加の取水口が深くないときに発電所の二次回路の効率が低くなるので、または、追加の取水口が深いときにコストかつ／もしくは安全性の観点から、完全には十分ではない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、取水設備を提供することを目的としており、この取水設備では、吸込入江に給水する吸込トンネルまたはトンネル内に危機的な崩壊があると、発電所のポンプ場の少なくともバックアップ用ポンプのために吸込入江に給水し続け、この設備は、発電所の通常動作中、すなわち吸込トンネルまたはトンネルによって吸込入江に通常の態様で給水されるときに発電所の二次回路の効率に悪影響を与えない。
【００１１】
そのために、本発明は、上記プリアンブルで規定したような取水設備に関し、少なくとも１つの上記吸込トンネルとは異なりかつ少なくとも１つの緊急貯水部から吸込入江に給水できるさらなる水を供給するためのシステムをさらに備え、さらなる水を供給するための上記システムが、吸込入江を上記緊急貯水部に接続する少なくとも１つの水管路と、上記水管路を閉鎖する閉塞デバイスと、を備え、吸込入江内の水位が異常であると予め規定した態様で落ち込んだ場合に、閉塞デバイスが上記水管路を少なくとも部分的に開くことができ、それにより、少なくとも１つの上記吸込トンネルによる給水が不十分である場合に、吸込入江には、さらなる水を供給するための上記システムによって給水されることを特徴とする。
【００１２】
これら取り決めを用いて、吸込入江の水は、通常、通常の発電所動作中に、緊急貯水部からの水とは混合せず、したがって、発電所の二次回路の効率は、緊急貯水部があることによっては影響を受けない。緊急貯水部を使用することは、吸込入江内の水位が異常であると予め規定した態様で落ち込んだ場合にのみ始動される。異常であると予め規定した水位の落ち込みは、通常、１以上の吸込トンネル内の危機的な崩壊に対応し、結果として、吸込入江への給水に持続的な妨害または少なくとも重大な低減を招く。このような水位の落ち込みは、同様に、例えば津波が起こりがちな領域の海岸線に沿って発生することがあるように、比較的短期間にわたる水域の例外的な落ち込みに対応することがある。したがって、本発明は、時には津波の第一波に先立つ場合のようにまれに海が最低潮位よりも下に落ち込むことがある海岸線にある原子力発電所のための取水設備に適用されてもよい。
【００１３】
本発明の有利な実施形態にかかる取水設備によれば、上記水域は、１つの上記緊急貯水部を構成する。このように、さらなる水を供給するための上記システムによって吸込入江に給水することは、無期限で、かつ、緊急貯水部内の水位を維持するためのポンプ手段の必要性なく、継続し得る。
【００１４】
本発明の他の好ましい実施形態にかかる取水設備において、以下の取り決めのうちの１以上を使用する、すなわち、上記水域が、海であり、さらなる水を供給するための上記システムが、吸込入江と海と連通するチャネルの一部との間に配置されていること、さらなる水を供給するための上記システムが、上記水域内の水面下にある少なくとも１つのバックアップ用取水口に接続されたバックアップ用トンネルを備え、上記バックアップ用取水口が、１つの上記主取水口よりも少なくとも１０メートル上方の高さに配置されていること、少なくとも１つの上記緊急貯水部が、少なくとも１つの上記吸込トンネルによって通常は水を吸込入江に給水する際にほぼ変更されないままである水量を収容すること、少なくとも１つの上記主取水口が、上記水域の平均基準水位に対してある深さに配置され、上記深さが、少なくとも一年の期間中、吸込入江内に流入する水が上記水域の表面における最高水温よりも少なくとも４℃低い最高温度を有するように決定されていること、上記水管路を開くために、上記閉塞デバイスが、回動シャフト回りに回動できる閉塞部材を備えること、上記閉塞デバイスが、吸込入江内の水位の落ち込みにしたがって、上記閉塞部材の回動が自律的に生じるように、構成されていること、上記閉塞部材の回動を始動デバイスによって作動させ、始動デバイスが、始動デバイスのための始動命令を発生させることが可能な制御システムに接続され、制御システムが、吸込入江内の水位を測定するためのデバイスによって提供されるデータを受信する解析システムに関連付けられており、上記解析システムが、吸込入江内の水位が異常であると予め規定した態様で落ち込んでいるか決定することが可能であること、上記始動デバイスが、始動デバイスがその機能を実行しない場合に、上記閉塞デバイスによって上記閉塞部材の回動を自律的に実行することを可能とするように構成されていること、上記閉塞部材が、緊急貯水部内の水位と吸込入江内の水位との間の高差が所定の閾値を超えると、回動して上記水管路を開くこと、上記閉塞デバイスが、上記回動シャフトに対して閉塞部材とは反対側に配置された釣合錘手段を備え、上記釣合錘手段が、上記回動シャフトから一定距離に位置する主釣合錘部材を備え、上記主釣合錘部材が、上記閉塞部材の重量の８０％と２００％との間の重量を有すること、上記閉塞デバイスが、浮遊デバイスを備え、浮遊デバイスが、少なくとも１つの上記吸込トンネルによって通常に給水されるときに完全に水面下にあるように配置され、それにより、吸込入江内の水位が所定の最低潮位よりも下に下落して所定の始動水位に達すると、少なくとも部分的に露出され、上記浮遊デバイスが、上記始動水位に達すると、上記閉塞部材を回動させるように構成されていること。
【００１５】
本発明は、同様に、本発明にかかる取水設備を備える原子力発電所に関し、吸込入江は、ほぼ水密のカバーを形成するデバイスによって覆われており、少なくとも１つの較正開口部は、被覆デバイスにまたは被覆デバイス近傍に形成され、上記水域内の異常な上昇に起因して吸込入江が溢れた場合に、吸込入江の外側への限定的な水流を可能とし、流出トンネルに給水する少なくとも１つの排水シャフトをさらに備え、上記排水シャフトには、同様に、少なくとも１つの較正開口部を有する被覆デバイスが設けられ、排水シャフトが溢れた場合に、外側への限定的な水流を可能とする。
【００１６】
有利な実施形態にかかるこのような原子力発電所によれば、１つの上記緊急貯水部は、予備入江を備え、予備入江は、外側へ開口した頂部を有し、少なくとも１つの上記吸込トンネルによって吸込入江に通常に給水するときにほぼ変化しないままである水量を収容し、少なくとも１つの上記較正開口部は、上記予備入江に導いて予備入江内の上記限定的な水流の収集を可能とする。
【００１７】
本発明の他の特徴及び利点は、図面を参照しながら、いくつかの非限定的で例示的な実施形態の以下の説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】海岸線近くにある原子力発電所を概略的に示す頂面図であって、取水設備にさらなる水を供給するシステムを備え付けるように改変され得る取水設備を備える、頂面図である。
【図２】図１に示す取水設備及び設計に考慮される様々な潮位を概略的に示す部分側面図である。
【図３】崩壊後の吸込トンネルの非常に劣化した動作状況にある図１の原子力発電所を概略的に示す頂面図であって、この状況が、発電所が通常動作し続けることを可能としない、頂面図である。
【図４】本発明にかかるさらなる水を供給するためのシステムを実施するために、図１の取水設備になされた改変を概略的に示す部分側面図であって、システムの閉塞デバイスが水管路を閉鎖する位置で示されている、部分側面図である。
【図５】図４のさらなる水を供給するためのシステムを示す図であって、閉塞デバイスが水管路を開く位置にあり、吸込入江がチャネルと連通して配置されている、図である。
【図６】図４のさらなる水を供給するためのシステムを概略的に示す部分頂面図である。
【図７】図４のさらなる水を供給するためのシステムを概略的に示す部分頂面図であって、閉塞デバイスが図５の開位置にある、部分頂面図である。
【図８】図４の閉塞デバイスの一部を概略的に示す部分側面図である。
【図９】図８の閉塞デバイス及び釣合錘調整手段を概略的に示す部分側面図である。
【図１０】図９の閉塞デバイスと同様の閉塞デバイスを概略的に示す部分側面図である。
【図１１】本発明の別の実施形態にかかるさらなる水を供給するためのシステムを概略的に示す部分側面図であって、このシステムが図４のさらなる水を供給するためのシステムの代替として使用され得る、部分側面図である。
【図１２】図１１のさらなる水を供給するためのシステムを示す図であって、閉塞デバイスが水管路を完全に開く位置にある、図である。
【図１３】図１１の変形例にかかるさらなる水を供給するためのシステムを概略的に示す部分側面図であって、閉塞デバイスが水管路を閉鎖する位置にある、部分側面図である。
【図１４】図１３のさらなる水を供給するためのシステムを概略的に示すであって、閉塞デバイスが水管路を完全に開く位置にある、図である。
【図１５】図１１のさらなる水を供給するためのシステムと同様の別の変形例にかかるさらなる水を供給するためのシステムを別の実施形態にかかる閉塞デバイスと共に概略的に示す部分側面図である。
【図１６】図１５のさらなる水を供給するためのシステムを示す図であって、閉塞デバイスが水管路を完全に開く位置にある、図である。
【図１７】原子力発電所のための本発明の別の実施形態にかかる取水設備を概略的に示す部分側面図であって、この取水設備が高潮を受け得、給水システムの閉塞デバイスが水管路を閉鎖する位置で示された、部分側面図である。
【図１８】図１７のさらなる水を供給するためのシステムを示す図であって、閉塞デバイスが水管路を完全に開く位置にあり、それにより、吸込入江がバックアップ用トンネルを介して海に通じる、図である。
【図１９】図１７のさらなる水を供給するためのシステムを概略的に示す部分側面図であって、別の実施形態にかかる閉塞デバイスが備え付けられた、部分側面図である。
【図２０】高潮を受け得る海岸線の近くにある原子力発電所のための本発明の別の実施形態にかかる取水設備を概略的に示す部分側面図であって、第１緊急貯水部が特に津波状況を取り扱うことを意図した予備入江である、部分側面図である。
【図２１】発電所に隣接する海が津波の第一波に先立つ最低潮位よりも下まで落ち込む状況にある図２０の取水設備を示す図であって、予備入江が生産ポンプへの給水を続けることを可能とする、図である。
【図２２】発電所に隣接する海の水位が津波中にその最高点に達する状況にある図２０の取水設備を示す図である。
【図２３】吸込トンネルを通した吸込入江への給水が崩壊に起因して阻害されている状況にある図２０の取水設備を示す図であって、バックアップ用ポンプの動作を維持するために、吸込入江にはバックアップ用トンネルによって間接的に給水される、図である。
【図２４】図２０の取水設備の一部を概略的に示す図であって、この取水設備には始動デバイスが備えられており、さらなる水を供給するためのシステムを封鎖する閉塞デバイスの開放を制御し、一方の始動デバイスが予備入江を充填することを可能とするように作動されるように示されている、図である。
【図２５】図２３の別の実施形態にかかる取水設備を概略的に示す図であって、吸込トンネルを通した吸込入江への給水が阻害されている同じ状況にあり、吸込入江にはバックアップ用トンネルによって直接的に給水される、図である。
【図２６】一実施形態にかかる閉塞デバイスを概略的に示す前面図であって、制御可能な開口部のみを有し、図２５の取水設備の給水システムで使用可能であり、閉塞デバイスが水管路を閉鎖する位置で示されている、前面図である。
【図２７】図２６の閉塞デバイスを示す図であって、水管路を開くように始動させた直後の水管路が閉塞されていない中間位置にある、図である。
【図２８】図２６の閉塞デバイスを概略的に示す部分側面図である。
【図２９】水管路を閉塞していない中間位置にある図２８の閉塞デバイスを示す図である。
【図３０】図２６の閉塞デバイスの改変部分を概略的に示す部分側面図であって、水管路を閉鎖する位置及び水管路を閉塞しない中間位置にある、部分側面図である。
【図３１】図２０の取水設備と同様の別の実施形態にかかる取水設備を概略的にかつ部分的に示す図であって、予備入江及び吸込入江双方が被覆デバイスによって被覆されている、図である。
【図３２】原子力発電所のための本発明の別の実施形態にかかる取水設備を概略的に示す部分側面図であって、原子力発電所が建設には適さない細長い土地によって水際から離間されており、緊急貯水部が河川のような補助水源から給水され得る予備入江である、部分側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１、図２及び図３は、同一の取水設備を示しており、以下で共に説明される。取水設備は、海岸線にある原子力発電所１の部位に設置されており、チャネル６の底部分６３に位置する吸込入江２と、吸込入江に給水する地下吸込トンネル３と、を備える。発電所ポンプ場１０は、少なくとも１つの熱交換器ベースの冷却回路で使用するために吸込入江２内へ水を汲み上げる。地下トンネル３は、それぞれがほぼ垂直な経路７によって形成された２つのシャフトを用いて吸込入江２と連通しており、この経路は、図２に示すように、入江の底部２Ｂまで導く。
【００２０】
地下吸込トンネル３は、説明する目的で図１及び図３において視認可能となっているが、理解することは、トンネルが海底下に埋め込まれており、したがって海からは視認可能ではないことである。トンネル３は、海岸線から所定距離延在し、海底の下を通って海水面（フランスではＭＳＬ）下の所定深さに到達し、この深さは、吸込入江内の水が越えない最高温度に基づいて予め規定されている。図１に示す実施形態において、吸込トンネル３は、平均海水面よりも下約４０メートルの深さで海底の下にあり、互いに間隔をあけた２つの取水口５１及び５２に接続されている。
【００２１】
各取水口５１及び５２は、平均海水面Ｌ０より下方の深さＨで海底の上方数メートルに位置し、図２に示すように、吸込トンネルに接続されたほぼ垂直な吸込シャフト８の上端部に位置する。水は、地下吸込トンネルでごくわずかしか熱を得ず、したがって、吸込入江に到達する水は、取水口５１または５２で収集した水とほぼ同じ温度である。好ましくは、深さＨは、吸込入江２に達する水が水域５を構成する最高表面水温よりも少なくとも４℃低い少なくとも１年の期間中の最高温度を有するように決定される。
【００２２】
図１に示す例において、吸込トンネル３は、少なくとも半円を形成する湾曲セクション３Ｃを有するループを形成しており、それぞれがほぼ垂直な経路７を用いて吸込入江２と連通する２つの端部を有する。取水口５１及び５２は、トンネルがポンプ場１０のポンプ流量の関数である流量Ｉ１及びＩ２で流動する流れそれぞれにある水を吸い上げることを可能とする。原子炉ユニット１Ａが例えば通常動作中に全出力で約７０ｍ３／秒の水を必要とする場合、各流れの流量Ｉ１またはＩ２は、約３５ｍ３／秒の水である。トンネル３の内径並びに経路７及び吸込シャフト８の内径は、例えば約５メートルとなるように選択されており、これは、他方のアームが崩壊によって閉塞されている場合に影響を受けていないアームにおける実質的な損失水頭なく、トンネルの一方のアーム３Ｂまたは３Ｄ内の７０ｍ３／秒の水の流量を補償する。
【００２３】
本発明にかかる取水設備において、吸込トンネル３は、ループを形成する必要がない、または、１つのみの吸込トンネル３は、発電所の吸込入江２に供給する必要がない。任意の他の形状の吸込トンネルは、可能であり、吸込入江２には、２以上の別個の吸込トンネルによって給水されてもよい。特に、１つの吸込入江が発電所の複数の原子炉のための複数のポンプ場に割り当てられている場合、安全性の理由でまたは必要な流量を維持するために、吸込入江は、隣り合って配設された２つのループ状の吸込トンネル３によって供給されるように決定されてもよい。さらに、公知の態様において、ポンプ場は、熱交換器１３ベースの冷却回路１１に存在する水を排水シャフト１４に送るためのポンプＲ（図４参照）を備えており、この排水シャフトは、流出トンネル４まで導き、この流出トンネルは、取水口５１及び５２から所定距離にある水中口部４１で終端する。流出トンネル４によって排水された水の流量ＩＲは、通常、流量Ｉ１及びＩ２の和と等しい。
【００２４】
チャネル６は、取水部分６０を備え、この取水部分は、海５と通じており、チャネルと海岸線５Ｂとの間にある堤防６１によって海から保護されている。例えばダム壁の形態にある壁６２は、チャネルの底部分６３と取水部分６０との間の分離を形成し、それにより、吸込入江２からの水は、チャネルの取水部分の水と混じらない。このように、吸込入江２からの水は、チャネル６の通常より温かい水によって加熱されない。壁６２、トンネル及び吸込シャフトは、発電所のポンプ場に供給される水の最高温を下げるために、吸込入江をチャネル６によって最初から形成しているすでに動作中の原子力発電所への改変の一部として構成されてもよい。
【００２５】
吸込トンネル３の両アームを損傷させるという起こりそうのない事象において、例えば、図３に概略的に示すように危機的な崩壊の被害に遭っているトンネルの領域５５には、トンネルの内側横断面積における著しく局所的な狭窄があり得る。出願人が行った研究は、トンネルを横断する方向に移動し得る補強壁セグメントを有するトンネルを用いて、考えられる最も深刻な崩壊において、例えば少なくとも５ｍ３／秒でありポンプ場１０にあるバックアップ用ポンプによって必要な緊急流量よりも大きい水の流量を可能とするのに、損傷した領域におけるトンネルの内側横断面積が十分なままであり得る、と仮定することを可能とする。約４ｍ３／秒の水の緊急流量は、通常、発電を停止させた原子炉ユニットのポンプ場における給水要求を賄うのに十分である。
【００２６】
それにもかかわらず、現在の研究の状況は、トンネルの内側横断面積が体系的に崩壊の全ての起こり得る場合に十分なままであり得るという確信について予言することを可能としない。トンネルの内側横断面積の深刻な狭窄の可能性を完全には無視できず、多かれ少なかれ吸込入江２への給水を断絶させ、この断絶は、十分な水が吸込トンネルからバックアップ用ポンプに到達することが妨害されることを意味する。したがって、図３に示すような危機的な崩壊の場合は、原子炉の停止中でさえも、原子炉の冷却不足を招くことがある。これら理由のため、出願人は、さらなる水を供給するためのシステムを設計することを探求しており、このシステムは、吸込入江を緊急貯水部に通じて配置することができ、上記システムは、吸込トンネルからの水流がバックアップ用ポンプに供給するには不十分になっても緊急貯水部から吸込入江への給水が確実に始動されることを保証することを意図している。
【００２７】
以下の説明において、水域５が潮流を受ける海であると想定される。理解することは、説明する実施形態が、水位に実質的な変動がない水域にも適していることである。経路７の各壁は、所定水位で吸込入江２に終端しており、この水位は、十分に、最大潮汐計数(largest tidal coefficients)中に最低潮位ＬＬ未満である（図２参照）。実際には、吸込トンネル３を通した吸込入江への給水は、大気圧に起因する水位間で確立される平衡による影響を受ける。ポンプ場１０のポンプ流量を考慮すると、吸込シャフト８及びトンネル３内の損失水頭は、結果として、吸込入江内の水位Ｌ２を引き起こし、これは、取水口５１及び５２の上方で測定した海水位Ｌ１よりも下数センチメートルまたは数十センチメートルであり、当該水位Ｌ１は、波のうねりの頂点と底点との間で平均化される。この平均化した水位Ｌ１は、取水口の上方及びチャネル６内とほぼ同じであり、うねりに起因する水位の急速な変動を取り除く。海水位Ｌ１が最低潮位ＬＬに達すると、吸込入江内の水位Ｌ２は、経路７の口部７Ｅよりも上にある高さでなければならない水位Ｌ２Ｌに達し、吸込入江がポンプ場１０の生産ポンプによって徐々に空にされることを防止する。吸込入江の高さは、最大潮汐計数中に海水位Ｌ１が最高潮位ＬＨに達すると水が吸込入江から溢れないようになっている。
【００２８】
吸込入江２をチャネル６内で実施している図１に示す実施形態において、緊急貯水部は、好ましくは、チャネルの取水部分６０によって形成されており、この取水部分は、海岸線の周囲の環境内でチャネルの外側において遭遇し得る波及び大うねりから大抵は保護される。図示しない濾過システムは、チャネルの入口に設けられてもよく、例えば、時々洗浄され得る格子を備え、チャネルの取水部分６０内の水に漂流物や藻のような汚染物がないままとする。実際には、吸込トンネル３を通って到来する水にはこのような汚染物が含まれていないという事実に起因して、ポンプ場１０のための濾過システム１２（図２参照）は、有利には、特にこれらタイプの汚染物を取り扱う濾過・洗浄手段を省略してもよい。チャネルの取水部分６０によって吸込入江２に早急に給水されなければならない緊急状況では、あえて濾過システム１２を汚染させたくはない。
【００２９】
図４及び図５から図７に示すように、さらなる水を供給するためのシステムを実施するために、閉鎖壁６２を区分壁６２０で置換しており、この区分壁は、回動弁９の形態にある閉塞デバイスによって閉塞された開口部６５を有する。弁９は、封止パネルの形態にある閉塞部材９０を備えており、この封止パネルは、ほぼ平坦な、例えばほぼ矩形状であり、回動シャフト９１回りで回動可能である。弁９は、回動シャフト９１に対して封止パネル９０とは反対側に配置された釣合錘手段をさらに備える。釣合錘手段は、回動シャフト９１から一定の距離に位置する主釣合錘部材９２を備える。釣合錘手段は、調整可能な補助釣合錘手段をさらに備えており、この補助釣合錘手段は、例えば、弁９に固定された２つのアーム９３に移動可能に取り付けられた補助釣合錘を備える。このように、閉塞デバイス９の重心Ｇの位置は、図９を参照して後述するように、いくらか調整され得る。弁９は、封止パネル９０の平面からある距離に位置しており、それにより、回動シャフト９１に関して弁の重量によってかかるトルクは、海水位Ｌ１が吸込入江内の水位Ｌ２よりも高くても弁を閉じたままとする力をもたらす。
【００３０】
熱交換器１３ベースの冷却回路１１に給水するポンプ場１０の一定のポンプ流量を有するため、海の水位Ｌ１と吸込入江内の水位Ｌ２との間の高さの差Δｈは、海水位によってほとんど変化しない。上述のように弁の重量によって付与される弁９の閉鎖力は、高さの差Δｈに起因して、封止パネル９０の２つの力間の水圧差によって必要とされる弁の開放力よりも大きくすることを目的としており、この差Δｈは、全出力で対応する原子炉ユニットを用いた通常動作中にポンプ場のポンプ流量が考慮される。このように、吸込入江２には通常のように吸込トンネル３によって給水されるが供給される限り、弁９は、図４及び図６に示すように閉じたままであり、それにより、吸込入江の水は、チャネルの取水部分６０によって形成された緊急貯水部の水とほとんど混合しない。吸込入江の水温を著しくは上昇させない限り、水が取水部分６０から吸込入江２へ漏洩することが許容可能であるので、弁９は、完全な封止を形成する必要はない。
【００３１】
弁の重量によって弁９を閉じる力は、水位の所定の限界差ΔｈＶに対応するように意図されており、この限界差は、吸込トンネルまたはトンネル３を介した入江２への十分な給水を示す。すなわち、いったん高差Δｈが限界差ΔｈＶを越えると限界差ΔｈＶによって結果的に生じる弁開放力が弁閉鎖力よりも強いように構成されており、弁は、限界差ΔｈＶに達すると開かれる。実際には、例えば回動シャフト９１が軸受９５に対して回動する場合に回動シャフトに関連付けられた軸受など、弁の回動素子の静止摩擦を同様に考慮しなければならない（図５及び図７参照）。
【００３２】
吸込トンネル３内の崩壊は、最強潮汐計数(strongest tidal coefficient)中に海水位Ｌ１が最低潮位ＬＬと同等まで低い期間中には正確には発生しそうにない。その結果、トンネル内の崩壊後に限界高差ΔｈＶに到達すると、弁９は、徐々に開き、吸込入江２内の水位Ｌ２は、図５に示す最低潮の場合に対応する限界位Ｌ２Ｖよりも依然として上にある。
【００３３】
さらに、弁９のサイズは、さらなる水を供給するためのシステムの所望の機能に応じて変化してもよい。望ましいことは、いったん弁９が開くと、海面での水温が例えば１０℃から２０℃などある値を越えない期間中に全能力で発電する原子炉ユニットのためのポンプ場１０の通常動作を可能とするのに十分な流量で、水が弁９を通って移動することを可能とすることである。崩壊した吸込トンネルの修復は、トンネルの複数のアームにおける危機的な崩壊に関して、数か月または１年以上かかることがある。その後、原子力発電所による発電は、チャネル６を用いて吸込入江２に給水することによって、動作期間の一部または全部、特に冬の間、継続され得る。発電に必要な最大流量に対応する寸法が大きい弁９の代替として、寸法が小さい弁９を設けてもよく、この弁は、区分壁６２０内に弁９に加えて設置された上昇仕切(raising gate)のような主仕切弁と平行に配置されている。図に示さない主仕切弁は、弁９を始動させた後に開くように制御されており、仕切弁の開放は、生産ポンプを再始動させるために必要とされる。
【００３４】
例えば一年中比較的暖かいままである海の近くに設置された原子力発電所の場合のように、別の構成にかかる原子力発電所において、全能力で発電するためのポンプ場１０の通常動作は、チャネル６を通して水を吸込入江まで供給しなければならない場合に、不可能であることがある。この場合、弁９は、ポンプ場１０のバックアップ用ポンプに必要な水を確実に供給するために、通り抜ける十分な水が最小流量、例えば５ｍ３／秒を達成することを可能とする比較的小さい寸法を有してもよい。同様に想定してもよいことは、発電所による電力生産を低減させることとの関連で、弁９が生産ポンプに流量を減少させて供給するための十分な寸法を有することである。
【００３５】
吸込入江２の寸法は、最強潮汐計数中に海水位Ｌ１が最低潮位ＬＬに達する期間中に吸込トンネル３内の危機的な崩壊が発生する極端な例を考慮すべきである。吸込トンネルに接続された経路７からの給水を遮断する直前に、吸込入江内の水位Ｌ２Ｌは、水位ＬＬよりも下の高さにある。いったん給水が遮断されるまたはポンプ場１０で消費される水に関して少なくとも不十分であると、吸込入江内の水位の多かれ少なかれ急速な落ち込みは、発生し、図５に示すような限界位Ｌ２Ｖに達する。上述のように、その後、弁９は、回動して開かれる。なお、電力生産の停止及びポンプ場１０の生産ポンプからバックアップ用ポンプへの切り替えを強制するため、水位及び／または弁９の回動を検出するためのシステムを有利には設けてもよい。
【００３６】
濾過システム１２は、限界位Ｌ２Ｖよりも下に配置されており、ポンプ場１０の取水口は、この水位よりも十分下に配置されており、吸込入江内の水位が生産ポンプの停止段階中に落ち込み続けるので、これら取水口が露出されることを防止する。開放弁９を通る水の流量に応じて、多かれ少なかれ、遅くともいったん生産ポンプが完全に停止すると、急速に上昇して戻る。弁９の釣合錘手段のおかげで、閉塞デバイスの重心Ｇを回動シャフト９１のレベルの上方に位置付けることにより、弁の重量によって回動シャフト９１回りにかけられたトルクは、弁の開放を減少させる。その結果、弁は、動的平衡位置に開いたままであり、この動的平衡位置は、水の高差Δｈがもう一度限界差ΔｈＶよりも低くなったときに維持される。
【００３７】
上述した弁９は、回動が自律的に生じる閉塞デバイスであり、回動を始動させるための外部デバイスを必要としない受動的な態様であることを意味する。随意で、弁９の回動は、例えば水位検出システムと関連付けられた制御システムに接続された始動デバイスによって作動されてもよい。始動デバイスは、例えば、回動シャフト９１において弁に取り付けられたクランクに接続されたケーブルに作用し得、有利には、始動デバイスが機能しない場合に弁が自律的に回動することを可能とするように構成されてもよい。始動デバイスは、同様に、弁を始動させた後に、図５を参照して上述した動的平衡位置よりも広く開く位置に弁９を維持するように構成されてもよい。
【００３８】
図６及び図７に示すように、補助釣合錘９４は、梁体９４と梁体に平行な回動シャフト９１との間の距離を調整する態様で、互いに平行なアーム９３に垂直にスライド可能なように取り付けられた梁構造体によって形成され得る。また、チャネルの取水部分６０から吸込入江２を離間させる壁６２０内に水管路を形成する開口部６５には、取水部分６０側にある濾過及び／または安全格子が設けられてもよい。
【００３９】
有利には、主釣合錘部材９２は、閉塞部材９０の重量の８０％から２００％の重量がある。このように、図８に示すように、２つの部材からなる組立体の重心Ｇ１は、高さ範囲ＤＧ１内で回動シャフト９１に比較的近接する。重心Ｇ１の位置を上昇させるために、主釣合錘９２の重量を増大させてもよい、かつ／または、その重心位置を上昇させてもよい。この組立体に取り付けられた補助釣合錘手段は、図９に示すように、組立体全体の重心Ｇが回動シャフト９１のレベルＸの上方に位置するように配置されている。補助釣合錘９４の位置をあるマージンＤＧ２内で方向Ａ１に調整することにより、補助釣合錘手段の重心Ｇ２を移動させ、ひいては、重心Ｇを回動シャフト９１から多かれ少なかれさらに離間して移動させる。このため、試験または通常動作中に弁９が突然開く一方で吸込トンネルが機能している場合、例えば暴風雨が海岸線５Ｂを襲っている間、補助釣合錘９４の位置は、上方に再評価された限界高差ΔｈＶに対応して再調整される。
【００４０】
主釣合錘部材９２と補助釣合錘９４に対応するデバイスとは、どの点から見ても単一片である組立体を形成してもよく、この組立体は、図１０に示すように、組立体を閉塞部材に嵌め込むことによって閉塞部材９０に固定される。
【００４１】
本発明にかかる取水設備のための別の実施形態にかかるさらなる水を供給するためのシステムを図１１から図１４に示す。上記実施形態と比較して、この実施形態は、閉塞デバイス９の寸法、特に閉塞部材９０の寸法を低減することを可能とする。図１１及び図１２に示すように、吸込入江２をチャネルの取水部分６０から離間させる壁６２１内に水管路を形成する開口部６５は、壁６２１の下側部分に配置されている。ほぼ平坦であり例えばほぼ矩形状である封止パネルは、弁９の閉塞部材９０を形成する。封止パネル９０の寸法は、開口部６５の経路の横断面積よりもいくらか長く、上記横断面積は、約２ｍ２から３ｍ２など比較的小さいことがあり、十分な水の経路のみがポンプ場１０のバックアップ用ポンプに確実に供給できるようにする。上記実施形態に関して説明したように、同様に可能であることは、区分壁６２１内の弁９に加えて設置された、仕切弁としても知られている制御機器によって作動されるスライド仕切弁のような主仕切弁に平行に配置されることである。
【００４２】
弁９の回動シャフト９１は、封止パネル９０の下縁部に取り付けられている。弁の回動素子は、例えば、軸受を備え、この軸受は、回動シャフト９１に関連付けられ、吸込入江の底部にある軸受取付具上で回転するように配置されている。圧縮空気潜函または中空水密柱体を設けてもよく、それぞれは、これらを空気で囲む軸受及び取付具を収容するために、回動シャフト９１によって横断された壁を有する。軸受の代替として、回動シャフト９１は、その長さに沿って例えばステンレス鋼からなる尾根部を有するバーによって形成されるように配置されてもよく、このバーは、半管体の内面、または、バーに平行な凹面を有しかつ入江の底部において地面に取り付けられた同様の軸受素子、を当接して押圧する。軸受素子の凹面は、全体的に、チャネルの取水部分６０に向けて方向付けられており、弁９が図１２に示すように回動した後を含んで回動シャフト９１が吸込入江の方向に移動することを防止する。尾根部付回動シャフトを有するこのようなデバイスの静止摩擦は、極めて低くなり得、特に、デバイスの特別な維持管理を必要とすることなく長期間にわたって比較的安定し得る。
【００４３】
封止パネル９０は、壁６２１内の開口部６５内に設置されており、それにより、開口部を多かれ少なかれ液密の態様で封止し、封止パネルには、垂直方向に対していくらか傾斜して取り付けられている。パネル９０の傾斜姿勢を維持する受面は、例えば、壁６２１の肩部６２２によって形成されている。パネル９０の傾斜及び重量は、図１１に示すように、パネルが吸込トンネルの通常動作状況中に所定位置のままとなるように予め規定されている。すなわち、パネル９０は、海水位Ｌ１と吸込入江内の水位Ｌ２との間の高差Δｈに起因するチャネル側のパネルの面にかかる差水圧にもかかわらず、通常状態の下で回動してはならないが、図１２に示すように限界高差ΔｈＶに達した場合に回動して弁９を開かせなければならない。
【００４４】
弁９は、上述した主釣合錘部材９２のような巨大な釣合錘部材である必要はない。実際には、いったんパネル９０が回動し始めると、垂直方向に対するパネルの傾斜は、減少し、これは、回動シャフト９１に対するパネルの重量によってかけられたトルクを低下させ、したがって、限界高差ΔｈＶによって引き起こされる開放力に対する弁の抵抗を減少させる。したがって、弁９は、パネル９０が回転し始めると間違いなく完全に開く。
【００４５】
図１３において、図１１のさらなる水を供給するためのシステムにかかる変形例は、弁に調整可能な釣合錘手段を設けることからなり、この釣合錘手段は、例えば、釣合錘９４を備え、この釣合錘は、図４及び図６を参照して上述した補助釣合錘手段９４に類似した態様にあり、弁９に固定された２つの平行なアーム９３に移動可能に取り付けられている。さらに、区分壁６２１内の開口部６５の横断面積を最適化するため、床面は、釣合錘９４の下方で窪んでおり、パネル９０の傾斜姿勢を維持する受面は、回動シャフト９１に近接して形成されている。比較的軽量の、例えばパネル９０の重量の１０％未満の重さがある釣合錘９４は、弁の重心Ｇを調節する試験に十分であり得る。
【００４６】
図１３に示すように、弁９は、２つの両トルクを受け、この両トルクは、回動シャフト９１に対して両方向のトルクを意味する。弁の重量によってかけられたトルクは、弁の重心Ｇに付与した重量ベクトルと回動シャフト９１の中心軸Ｃとの間の距離Ｄ１を重量に乗じた値Ｆ１に等しい。パネル９０に付与された差水圧力によってかけられた代数トルクは、力ベクトルＦ２と中心軸Ｃとの間の距離Ｄ２をこの力に乗じた代数値Ｆ２に等しい。パネル９０の角度、重心としてのうねり及び弁の重量は、水位の限界高差ΔｈＶに達した場合に、２つの両トルクが同じ絶対値を有するように予め規定されている。図１４に示すように、限界高差ΔｈＶを若干超えると、これは、その回動シャフト９１を有するデバイスの静止摩擦を克服し、パネル９０を回動させ、弁９が開かせる。吸込入江内の水位Ｌ２は、生産ポンプを完全に停止させない限り降下し、バックアップ用ポンプのみが作動しているときに上昇して戻る。
【００４７】
本発明にかかる取水設備のための図１１のシステムと同様の別の実施形態にかかるさらなる水を供給するためのシステムを図１５に示す。閉塞デバイス９の実施は、特に、封止パネル９０が吸込入江２とチャネルの取水部分６０との間の弁９の唯一の封止素子ではない点で、上記実施形態とは特に異なる。実際には、ここでは、上述したような主釣合錘部材９２は、パネル９０のうち回動シャフト９１から離間した側にある封止面Ｓ３を形成する。このように、封止面Ｓ３に付与された差水圧力Ｆ３に起因してかけられたトルクは、パネル９０に付与された差水圧力Ｆ２によってかけられたトルクとは反対の回転方向で、弁の重量Ｆ１によってかけられたトルクに加えられる。
【００４８】
この弁９の実施は、特に巨大な釣合錘システムを必要とすることなく、比較的大きな限界高差ΔｈＶがあるまで、弁を閉じ続ける。実際には、弁をより大きな限界高差ΔｈＶに適合させるために、設計は、封止面Ｓ３の寸法を増大させて提供してもよい。また、図１６に示すように、いったん弁９を開くと、弁は、開口部６５の横断面積と実質的に等しい横断面積を有する水管路を露出させる。さらに、その重心Ｇの目的の位置に応じて、弁は、吸込トンネルの動作を復旧させた場合に、自律的に閉じるように構成されてもよい。随意に、濾過及び／または安全格子１２’は、吸込入江２側にある開口部６５に設けられてもよい。
【００４９】
本発明にかかる取水設備に関するさらなる水を供給するためのシステムは、特に吸込入江が緊急貯水部から所定距離にある場合に、バックアップ用トンネルを備えてもよい。これは、例えば、原子力発電所が陸地のうち建設が可能でないセクションによって海から離間されており、このため、吸込入江へのチャネルの建設を回避するが上記陸地セクションの真下にバックアップ用トンネルの経路が可能である場合であり得る。また、これは、例えば、発電所が水位の異常な上昇を受けやすい水域に隣接して位置する場合であり得る。
【００５０】
図１７において、本発明にかかる取水設備は、このような水域に隣接して位置するこのような原子力発電所に適合されてもよい。水位の異常な上昇は、例えば、津波または河川をうねらせる洪水の水によって引き起こされる高潮のような高波を意味すると理解される。図１に示す取水設備のような取水設備では、水位の異常な上昇に耐えるための必要な措置が比較的少ない。堤防６１は、水域５が最高推定水位の高さＬ１Ｐに達する場合に、溢れることを防止するのに十分な高さでなければならない。また、堤防６１は、発電所を完全に保護しなければならず、したがって、チャネルのような海への開口部に問題がない。説明を簡略化するため、以降、水域５は、海であるとみなされるが、理解することは、説明した設備が例えば河川のような発電所を冷却するのに適した任意の水域に関することである。
【００５１】
有利には、吸込入江２を吸込トンネル３に接続する経路７の口部７Ｅは、吸込入江の底部２Ｂよりも上の所定高さに位置しており、それにより、例えば津波が発生しやすい領域の海岸線に沿って発生することがあるように、最低潮位ＬＬより低い海の例外的な落ち込みの場合において、ある水量は、吸込入江内に予備として残存する。海水面の落ち込みの最も危機的な推定において、海水位Ｌ１は、ある期間にわたって経路７の口部７Ｅの水位より低いままであり、これは、数分続くことがあるこの期間中に、ポンプ場１０への水が予備水量から供給されるのみであることを意味する。したがって、この水量は、原子炉による発電を停止させるためのかつポンプ場１０の生産ポンプをバックアップ用ポンプに切り替えるための時間があるように構成されなければならず、バックアップ用ポンプへの給水が妨害される危険性がなくそのようにするように構成されなければならない。海が経路７内の水に関して経路の口部７Ｅの水位より上まで復帰するのに十分に上昇するまで、すなわちトンネル３が再び吸込入江に供給するまで、予備水量からバックアップ用ポンプに供給することを可能としなければならない。第１概算として、推定されることは、例えば、１原子力ユニットのためのポンプ場について、約１００００ｍ３の予備水量が、少なくとも１５分程度続き、津波の第一波に先立つ海水位で可能性のある最も危機的な落ち込みを相殺するのに十分であることである。
【００５２】
海の異常な上昇中の、例えば津波の第一波の後の間の、制御不能な氾濫を回避するため、入江は、実質的に水密なカバー２５を形成するデバイスによって覆われている。較正開口部２６は、カバー２５にまたはカバー近傍に、例えば入江とその外部環境との間にある入江の側壁に、形成されてもよい。このように、入江２を完全に充填する場合には、較正開口部２６は、入江から外部環境への水の限定的な流動Ｉｐを可能とする。流動Ｉｐは、例えば干潮の海内に排水される前に、吸込入江２の区画２１のカバーに形成された小型入江２２へ導かれてもよい。
【００５３】
また、図１及び図４を参照して上述したように、原子力発電所１Ａにおいて、熱交換器１３ベースの冷却回路１１から出る水は、流出トンネル４を介して海内へ排水するための排水シャフト１４内に流れ出される。海の異常な上昇の場合において、排水シャフトの制御不能な氾濫を回避しなければならない。有利には、排水シャフト１４には、同様に、少なくとも１つの較正開口部を有する被覆デバイスが設けられており、氾濫時に排水シャフトの外側への水の限定的な流動を可能とする。この措置は、本発明にかかる取水設備を備えかつ水域５の水位における異常な上昇を受ける可能性がある任意の原子力発電所に適用する。さらに、流出トンネル４を相対的に閉塞する可能性に抗するため、排水シャフト１４には、有利には、シャフト内のある水圧を越えたときのみ外側へ開放する閉止弁または海へ導く補助流出経路と連通するように開くように制御された閉塞デバイスが設けられてもよい。流出トンネル４の閉塞時に、排水シャフト１４内の水位は、ポンプＲ（図４）によって与えられた水に起因して上昇し、弁または閉塞デバイスは、補助流出経路によって水を排水するために、水位がシャフトの頂部に達する若干前に、始動されて開く。
【００５４】
カバー２５における吸込入江２の最大水圧は、カバー２５に対して取水口５１及び５２の直上における最高海水位Ｌ１Ｐの関数である。吸込入江２内の減圧は、較正開口部２６を通した水の流動Ｉｐに応じて、多かれ少なかれ有意である。開口部２６を分配し、空気が入ることを可能としかつ水が存在することを防止する弁でこれら開口部を置換することが可能である。この場合において、入江２、カバー２５及び濾過システム１２の構造は、さらなる圧力に耐えなければならない。
【００５５】
取水設備は、さらなる水を供給するためのシステムをさらに備え、このシステムは、図４を参照して上述したシステムと機能的に類似しており、海の水面下にある少なくとも１つのバックアップ用取水口１５に接続されたバックアップ用トンネル３０の形態にある水管路を有する。バックアップ用取水口１５は、津波の第一波の到来前に発生し得る海の危機的かつ例外的な落ち込みの場合を除いて露出されないことを保証する所定深さで水面下になければならず、最強潮汐計数中に最低潮位ＬＬより下に位置する。一般的に、バックアップ用取水口１５を水位ＬＬよりも下１０メートルを超えて配置する必要はなく、この水位ＬＬよりも下１０メートル未満に配置することは、一般的に、漂流物または藻によって取水口が汚染されることを防止するのに十分である。主取水口５１または５２は、一般的に、最低潮位ＬＬよりも下２０メートルを超えて配置されており、それにより、主取水口が招く最高水温の減少は、有意である。したがって、バックアップ用取水口１５は、通常、主取水口の上方少なくとも１０メートルの高さＨＥに位置する。
【００５６】
バックアップ用トンネル３０は、堤防６１の下方を通過し、水平経路３５を備え、この水平経路は、吸込入江２の壁を横断し、垂直平坦面を形成する端部３５Ｂにおいて入江内に開口する。自律回動弁の形態にある閉塞デバイス９は、図４を参照して上述した回動弁と実質的に同様であってもよく、吸込入江２に、例えば物体または作業者が吸込入江の主チャンバ２Ａ内に吸い込まれる危険性なく弁への維持管理アクセスを提供する入江の区画２Ｂに、設置されている。区画２Ｂとチャンバ２Ａとの間に設けられた開口部２１には、安全格子が備え付けられてもよい。弁９の閉位置において、弁の閉塞部材を形成する平坦な封止パネル９０は、バックアップ用トンネル３０の端部３５Ｂに当接して着座されており、このため、水管路を閉じる。
【００５７】
図１８に示すように、吸込トンネルから到来する水のポンプ場１０への供給が不十分である場合において、吸込入江２内の水位Ｌ２は、海水位Ｌ１と入江の水位Ｌ２との間の所定の限界差ΔｈＶを越えるまで落ち込み、これにより、弁９は、回動させられ、したがって、水管路を開く。バックアップ用トンネル３０を通って海から到来する水は、入江の区画２Ｂ内に、その後、開口部２１を通って入江の主チャンバ２Ａ内に入る。
【００５８】
理解することは、図１７のさらなる水を供給するためのシステムにかかる閉塞デバイスが、巨大な釣合錘手段を有する弁９に限定されないことである。例えば、図１１、図１３または図１５を参照して上述したような弁デバイス９は、替わりに、経路３５が適切に構成された状態で、吸込入江の区画２Ｂに設けられてもよい。
【００５９】
図１９に示すように、別の実施形態にかかる閉塞デバイスによれば、回動弁デバイス１６は、浮遊デバイス９６を備えており、この浮遊デバイスは、吸込トンネル３による通常の給水中に水の中に完全に沈められるように構成されている。浮遊デバイス９６の容積は、バックアップ用トンネル３０側の封止パネル９０の面にかかる差水圧に起因して弁の開放力に釣り合せることによって、完全に水面下にある浮揚体のにかかる浮力が通常の給水中に弁１６を閉塞したままとするのに十分であるように、予め規定されている。浮揚体９６は、高潮の場合に吸込入江２内の高水圧に耐えるように構成された構造を有する。
【００６０】
ポンプ場１０への給水が不十分である場合において、吸込タンク２内の水位Ｌ２が最低潮の水位Ｌ２Ｌよりも十分下に下落して所定の始動水位Ｌ２Ｖに達する場合、浮揚体９６は、自ら少なくとも部分的に浮き上がるように設計されており、それにより、浮揚体にかかる浮力の減少は、弁１６ひいては閉塞部材９０を回動させる。有利には、浮遊デバイス９６の容積及び重量は、水位の限界差ΔｈＶを超えた場合に、水圧差に起因する弁開放力が回動シャフト９１に対する浮遊デバイスのトルクに起因する弁閉塞力よりも大きいように、予め規定されている。このため、いったん海水位Ｌ１が最強潮汐計数中に最低潮位ＬＬよりも十分に上方にあると、弁１６は、水位の所定の限界差ΔｈＶを超えるとすぐに回動し始めて水管路を開く。
【００６１】
その浮遊デバイス９６を有するこのような弁１６の有意な利点は、吸込入江内の水位Ｌ２が始動水位Ｌ２Ｖよりも下に落ち込んだ後に、弁が自律的に回動することが確かであることにある。有機物に起因して経路の端部３５に対する回動シャフト９１のいくらかの固着またはパネル９０のいくらかの付着を仮定しても、水位Ｌ２の始動水位Ｌ２Ｖより下方への落ち込みは、弁開放力が必然的に回動を防止する静的力を克服するのに十分な強さになる点まで、浮揚体９６を露出させる。例えば、図１９に示すような水位Ｌ２において、弁１６が閉じたままとなり得ず、図示のように回動して開くことがわかる。理解することは、浮遊デバイスを有するこのような弁が図４のシステムのようなさらなる水を供給するためのシステムにおける弁９の替わりに閉塞デバイスとして使用されてもよいことである。
【００６２】
デバイスの可能性のある欠点は、どの程度弁が回動し得るかに対する制限にあり、この制限は、海面の水温が冷たいままである期間中にポンプ場１０の生産ポンプを再始動する場合に、バックアップ用トンネル３０を通した水の十分な流動を可能としないことがある。この場合において、１つの解決法は、バックアップ用トンネル３０及び経路３５に十分な横断面積を設けること、及び、水の流動がポンプ場のバックアップ用ポンプに供給するのに確かに十分となることを単純に可能とするように構成され得る弁１６と平行な大きな横断面積について適した制御可能な弁を有すること、である。また、回動シャフト９１は、図１１に示す実施形態に関連して上述したように、その長さに沿う支持尾根部を有するバーによって形成されてもよく、このバーは、特別な維持管理を必要とすることなくシャフトの著しい固着を防止する。
【００６３】
さらに、高水位が津波に起因する場合に、及び、津波に先立って有意な地震を発電所で感じない場合に、望ましいことは、発電所の原子炉ユニットを停止させないこと、したがって、高水位中にポンプ場の生産ポンプを停止させないこと、である。図１７及び図１８を参照して上述した取水設備のような取水設備は、このような動作を可能とする。しかしながら、上述のように、数分続き得るこの期間中に、生産ポンプへの給水は、その後、経路７の口部７Ｅよりも下にある吸込入江２に収容された貯水から単独で発生できなければならない。第１概算として、推定されることは、例えば、原子炉ユニットのポンプ場について、約１０００００ｍ３の予備水量が、少なくとも１５分程度続き、津波の第一波に先行する海水位で可能性のある最も危機的な落ち込みを克服するのに必要であることである。例えば、入江２の底部２Ｂと経路７の口部７Ｅとの間で少なくとも５メートルの高さを用いると、このような予備水量を確保するために、約２ヘクタールの入江の表面積を必要とする。
【００６４】
経路７の口部７Ｅの水位よりも下にある特に大型の予備容積の場合について、図１７に示す吸込入江のような吸込入江を形成することの欠点がある。第１に、津波または高潮の場合に水を収容するために、例えば約２バールの入江内の水圧に抗するカバーを形成する屋根を入江が有するので、このような屋根を実行して１ヘクタール以上の面積を覆うことは、著しい建設コストを伴う。これは、複数の原子炉ユニットに供給する複数のポンプ場によって吸込入江２を強制させている場合にはなおさら当てはまり、入江の屋根の表面積が取水設備全体としての建設コストを著しく増加させる。さらに、最大限の発電をしている原子炉ユニットに供給している場合には、ポンプ場のポンプ流量が例えば約７０ｍ３／秒であるので、２つの原子炉ユニットによって共有されかつ満潮平均で測定して約５０００００ｍ３を収容する吸込入江を完全に再充填するために、約１４０ｍ３／秒の流量ではほとんど１時間かかる。外気温度に依存して、特に日陰で外気温度が３０℃を超える場合には、入江内に流入する水は、水が吸込トンネル内に存在するときとポンプ場にはいるときとの間で約１℃以上暖かくなることがある。したがって、もっと容積が小さい吸込入江と比較して、施設の効率における相対的な減少は、一年のある時期中に発生し得る。
【００６５】
これら可能性のある欠点を克服するため、本発明の実施形態にかかる取水設備は、予備入江に緊急貯水部を設立することを目的としており、この予備入江は、ほぼ変更されないままの水量を収容しつつ水が吸込トンネルまたはトンネルによって通常供給される。
【００６６】
このような実施形態の一例を図２０に示す。予備タンク２０は、ダム壁８０によって吸込入江２から隔てられており、このダム壁には、さらなる水を供給するためのシステムのための水管路を形成する開口部８５が設けられている。水管路８５は、壁８０のうち図面の平面に対応する垂直面にある円弧または他の連続的な湾曲を形成する湾曲側面において吸込入江２内に開口している。図面においてその閉位置で示す閉塞デバイス１７は、支持構造に関連付けられた封止パネル９０’の形態にある閉塞部材を備え、このパネルは、壁８０の湾曲側面にほぼ相補的な形状からなる外面を有する。支持構造を有するパネル９０’は、水平回動シャフト９１’に接続されており、この水平回動シャフトは、回動して閉塞デバイス１７を図２１に示すような水管路８５を開く位置に至らせる。回動シャフト９１’は、壁８０の湾曲側面を形成する湾曲の中心軸を形成する直線とほぼ一致してもよい。閉塞デバイス１７の最も広い回動角度が９０°未満であり、ここでは４５°未満であるので、回動シャフト９１は、尾根部を有するバーによって形成されるように配置されてもよく、このバーは、同じ直線に位置合わせされており、両側を向いて凹状取付面を当接して押圧し、このため、潤滑を必要としない水面下にある回動シャフトを回動させる。
【００６７】
外側封止パネル９０’は、閉塞デバイス１７が閉位置にあるときに壁８０の湾曲側面と面一になるように配置されており、水管路８５を閉鎖したときに限定的な流動の水が予備入江２０から吸込入江２まで漏れることを可能とする小さい間隙のみを残す。しかしながら、封止パネル９０’と壁８０の湾曲側面との間の間隙は、パネルが壁に当たる危険性を十分に防止し、間隙の厚さは、例えばパネルの支持構造の熱膨張によって変動できる。間隙が薄すぎると、パネルと壁とが引っ掛かり始める接触を可能とすることがあり、閉塞デバイス１７が開くことを阻む。
【００６８】
閉塞デバイス１７は、回動シャフト９１’に対して閉塞部材９０’の反対側に配置された釣合錘手段を備える。釣合錘手段は、パネル９０’の支持構造に強固に接続された支持構造を有する主釣合錘部材９７を備える。閉塞デバイス１７は、入江内の水位が所定の始動水位Ｌ２Ｖに達するとすぐに閉塞デバイスの閉位置から回動し始めるように設計されており、この始動水位において、主釣合錘部材９７の多くの部分は、水から浮上する。主釣合錘部材９７は、好ましくは、閉塞部材９０’の重量の８０％から２００％の間の重要がある。例えば、重量が閉塞部材の重量の２００％に近づくことにより、回動シャフト９１’及び主釣合錘部材９７を互いに近接して配置することが可能となり、これにより、閉塞デバイス１７の全体サイズを減少させ、さらに、より広い回動角度、ひいては吸込入江内の水位の所定の減少のためにデバイスをより広く開くことが可能となる。また、釣合錘手段は、主釣合錘の支持構造に移動可能に取り付けられた補助釣合錘を備えてもよい。さらに、吸込入江の床の表面積を減少させ、これにより、入江の被覆デバイス２５を形成する屋根の表面積を減少させるために、トンネル３を吸込入江２に接続する２つの７の２つの口部７Ｅ間に少なくとも１つの閉塞デバイス１７を設置することが可能である。
【００６９】
予備入江２０の床は、吸込入江２よりもずっと大きな面積にわたって延在し、その頂部は、外部に開口している。予備入江２０は、防水屋根を必要としないが、太陽光に対する保護システム、例えば防水布などはあり得るままである。予備入江２０内の水位Ｌ３は、吸込入江の被覆デバイス２５の下方で、比較的一定のままである。例えば、吸込入江と予備入江との間で両方向に水を循環させるポンプを設けてもよく、閉塞デバイス１７を通した吸込入江内への連続的な水の漏洩を補償する、または、逆に、大雨中に吸込入江内に排水する。予備入江２０内の水量は、吸込トンネルまたはトンネルによって吸込入江に通常給水される限り、ほぼ変更されないままである。吸込入江が２つの原子炉ユニットに給水する原子力発電所について、例えば約１０００００ｍ３の水を収容する予備入江２０は、海水位で想定される最も危機的な落ち込みを克服するのに十分と思われる。
【００７０】
予備入江２０内の水位Ｌ３と吸込入江２内の水位Ｌ２との間の高さの差は、特に干潮において著しいことがあり、例えば、大洋に関して一年の最低潮において約１０メートルに達することがある。その結果、その最高点においてバールのオーダーにある差水圧は、予備入江２０と吸込入江２との間に閉塞部材９０’を形成する封止パネルにかけられる。さらに、封止パネル９０’によって閉鎖される水管路８５は、ポンプ場の生産ポンプが動作し続けることを可能とする例えば約７０ｍ３／秒の水の流量を可能とするため、に十分な横断面積を有していなければならず、この横断面積は、封止パネル９０’に関して比較的大きな表面積を必要とする。封止パネル９０’への差水圧によって生じる力は、結果として、ベクトルＦ２で図２０に示す力を生じさせ、このベクトルは、水管路８５を閉塞する封止パネルの幾何学的中心にまたは幾何学的中心近傍にかけられる。この力ベクトルＦ２は、壁８０の湾曲側の曲率中心軸に垂直に向けられ、この曲率中心軸は、回動シャフト９１’と一致するように設計されてもよく、それにより、力ベクトルは、封止デバイス１７にトルクを発生させない。有利には、壁８０の湾曲側の曲率中心軸は、回動シャフト９１’のいくらか上方に位置してもよく、それにより、この中心軸に垂直に向けられた力ベクトルＦ２は、閉塞デバイス１７にトルクを発生させ、デバイスが回動して開くことを補助する。この後者の措置は、閉塞デバイス１７が閉位置にあるときに必要な浮力に関して主釣合錘部材の容積が十分なままである限り、主釣合錘部材９７に必要な重量を低減するのに関心を呼ぶことがある。
【００７１】
図２０に示す実施形態において、さらなる水を供給するためのシステムは、吸込入江２と水域５からなる第２緊急貯水部との間の間接的な連通を提供してもよく、この水域は、この例において、海である。吸込トンネルまたはトンネルによる吸込入江への給水が持続時間に不十分となる場合に、特に、吸込トンネルまたはトンネル内の危機的な崩壊の場合に、持続的な解決法は、いったん予備入江２０内の水量が大幅に減少すると吸込入江へ給水するために実行されなければならない。海の近くと仮定すると、有利なことは、図１７を参照して上述したように、海の水面下にある少なくとも１つのバックアップ用取水口１５に接続されたバックアップ用トンネル３０の形態にある水管路を設けることである。理解することは、第２緊急貯水部に関して信頼性がありかつ永続的な水源の可能性を提供する河川または湖のような水源の近くに発電所が位置する場合、このような水源と予備入江２０との間にある給水のための連結は、バックアップ用トンネル３０からなる解決法よりも好ましいことがあることである。例えば、海から水を汲み上げることによってある水位で維持された海水の小型の人工湖は、予備入江２０よりも若干上方の高さにおいて、原子力発電所の現場にまたは現場近くに設けられてもよく、予備入江に接続されるまたは弁によって閉鎖されるパイプを通して吸込入江に直接接続されている。
【００７２】
予備入江２０を被覆デバイスによって閉鎖しないと仮定すると、バックアップ用トンネル３０によって形成された水管路を封止する閉塞デバイスは、予備入江がその後溢れて発電所を浸水させる危険性があるので、高潮の場合に海水が予備入江の中に入ることを可能としてはならない。したがって、図１７に示すデバイス９のような封止デバイスは、予備入江２０には適していない。また、吸込入江２内の水位が予め以上と定義された態様で落ち込んだ場合、有利なことは、海水位の状態を検出し、海が異常に後退することによって吸込入江内の低減した水位が引き起こされたか判断することである。海水位が著しく変化していない場合、危機的な崩壊が吸込トンネルまたはトンネル内で発生したと結論付け、ポンプ場の生産ポンプを停止させ、バックアップ用ポンプに切り替え得る。予備入江２０内の水量は、通常、少なくとも２時間にわたってバックアップ用ポンプに給水するのに十分である。これがバックアップ用トンネル３０を閉塞している閉塞デバイスを開くための時間をもたらすので、例えば仕切弁のような非自律制御弁の形態にある閉塞デバイスは、可能である。自律弁とは異なり、このような閉塞デバイスは、受動的な安全機構を設けず、いったん弁が開くと、高潮の場合に弁を閉じることができなければならない。
【００７３】
デバイス１７と同様の自律閉塞デバイスは、バックアップ用トンネル３０を閉鎖するために使用されてもよい。あるいは、回動浮遊デバイス１８は、釣合錘を必要とせずに採用されてもよい。図２０に示す閉塞デバイス１８は、回動シャフト９１’回りに回動する湾曲封止パネル９０’を備え、この回動シャフトは、パネルの湾曲面の曲率中心軸を形成する直線と一致するように配置され得る。浮揚体９８は、封止パネルの支持構造に取り付けられており、浮揚体が完全に水面下にある限り、構造を上方に押し上げる。浮揚体が水面よりも上に浮上したときに始動される回動を調整するために、小型の調整釣合錘をデバイスに加えてもよい。
【００７４】
図２１に示すように、津波の第一波に先立つ海水位の危機的な落ち込み中に、海は、数分の期間にわたって、最低潮位ＬＬよりも下に引き下がる。吸込入江２内の水位Ｌ２は、まず、水位が海水位Ｌ１との平衡を確立しようとする経路７に向けて水が逆流するので、非常に急速に落ち込む。閉塞デバイス１７の主釣合錘部材９７の大部分が急速に露出することにより、この部材にかかる浮力が大きく減少し、閉鎖デバイスのほぼ完全な開放を引き起こし、予備入江２０が限定的ではあるがこれら生産ポンプを停止していない場合に生産ポンプには十分なように設計された流量を、吸込入江２に給水する。閉塞デバイス１７は、水位Ｌ２が経路７の口部７Ｅよりも若干下の高さで安定するように配置されており、それにより、経路７を通して予備入江から失う水が可能な限り少なくなる。留意することは、水位Ｌ２が若干上昇して戻る場合に、閉塞デバイス１７が回動して水管路８５をいくらか閉塞し、これにより、水位Ｌ２が図２１に示すように安定し得るように流動を低減する。さらに、有利なことは、吸込入江内の減少した水位が海の異常な引き下げによって引き起こされたか確認するために、海水位の状態を検出することである。この場合において、かつ津波に先立って著しい地震を発電所で感じない場合、生産ポンプを停止させる必要はなく、吸込トンネルまたはトンネルを介して吸込入江に水を戻すまで、これら生産ポンプには、予備入江によって給水し続けてもよい。そうであっても、発電所を設計する際に、吸込入江内の水位が異常に低い場合に、生産ポンプを体系的に停止するようにしてもよく、このため、予備入江内の必要な容積、ひいては入江の建設コストを限定する。
【００７５】
津波の第一波が到来すると、図２２に示すように、海は、吸込入江の被覆デバイス２５よりも数メートル上方に位置する水位Ｌ１Ｐに到達し得る。吸込入江内の水は、上昇し、閉塞デバイス１７を閉じる。いったん吸込入江内の水がカバー２５に達すると、限定的な水流Ｉｐは、較正開口部２６を通して外部環境に出ることを可能とされる。この流量Ｉｐは、水位Ｌ３が入江の最大容量よりも依然としてはるかに下方にある予備入江２０に導かれ得る。バックアップ用トンネル３０を閉塞する閉塞デバイス１８は、差水圧が回動シャフト９１’に向けられた力ベクトルＦ２を結果として生ずるので、その閉塞部材９０’にかけられた差水圧によっては回動を引き起こされない。原子力発電所の動作は、海がその通常水位まで戻るのに必要な期間、例えば約３０分の間、この高潮状況において継続され得る。
【００７６】
図２３では、危機的な崩壊が少なくとも１つの崩壊領域５５で吸込トンネルまたはトンネル内に発生したことがわかる。吸込入江２内の水位Ｌ２は、落ち込み、閉塞デバイス１７を開かせ、予備入江２０を吸込入江内に著しく排水させてほぼ同じ水位Ｌ２を達成する。この水移送期間中に、ポンプ場の生産ポンプを停止してバックアップ用ポンプに切り替える。閉塞デバイス１８の浮揚体は、水面よりも上に部分的に露出され、閉塞デバイスを部分的に開き、このため、バックアップ用トンネル３０を介して予備入江２０に給水する。水位Ｌ２が過度に落ち込むと平衡を修復するまで閉塞デバイス１８が開くので、閉塞デバイス１８を部分的に開くことにより、ポンプ場の水消費を自律的に調整する。
【００７７】
図２４に示すように、閉塞デバイス１７または１８を回動させて開くこと、及び、同様に閉じることは、例えば少なくとも１つの水位検出システムに関連付けられた制御システムに接続された始動デバイス７０によって選択的に作動されてもよい。始動デバイス７０は、クレーンにあってもよいウインチを備えてもよく、このウインチは、閉塞デバイスの構造に接続されたケーブル７１を作動させる。このような始動デバイスは、ウインチを作動させていない場合に閉塞デバイスを自律的に回動させることを可能とするという利点を有する。図２４に示す例において、いったん吸込トンネル３を修復して吸込入江２に通常のように給水すると、海が満潮にある間、バックアップ用トンネル３０を介して予備入江を充填するために、始動デバイスを作動させて、閉塞デバイス１８を開かせる。図２３を参照して吸込トンネル３内の危機的な崩壊の状況を考慮すると、留意することは、バックアップ用トンネル３０と吸込入江２との間の水の流量を増加させて生産ポンプを再始動させることを可能とすることが望ましい場合に、図２４に示すように始動デバイス７０を設置することにより、閉塞デバイス１７及び１８を完全に開き続けることを可能とする。
【００７８】
また、設計段階中に、閉塞デバイス１８をその閉位置で固定するための、または、閉塞デバイス１８を取り除いてバックアップ用トンネル３０によって形成された水管路を封止するための、手段を設けてもよい。いったん補強した吸込トンネルを通して原子力発電所に給水する原子力発電所の動作により十分な経験を得ると、わかることは、吸込トンネル内の危機的な崩壊がバックアップ用ポンプへの給水に影響を与える点まで水の流量を低減できないことであり、バックアップ用トンネルによって設けられた水管路を一時的にまたは確実に閉塞することを判断し得る。このような計画において、図２０の設備に類似した本発明にかかる新規の取水設備の建設中にバックアップ用トンネルなく行うことは、依然として可能であり得る。この場合において海に近いことにより、必要な場合に予備入江２０に給水するための緊急解決法を提供することが可能となる。
【００７９】
図２５には、本発明の別の実施形態にかかる取水設備が示されており、この取水設備は、図２３を参照して上述した実施形態と同様である。これらは、吸込入江２が海の水面下にある少なくとも１つのバックアップ用取水口１５に接続されたバックアップ用トンネル３１によって直接給水される点で、異なる。図２５に図示する目的で、バックアップ用トンネル３１は、予備入江２０を通過し、予備入江２０を吸込入江２から隔てるダム壁８０の面を横切る水平パイプ３６で終端するように示されている。水平パイプ３６は、閉塞デバイス１７に関連付けられた水管路８５から多かれ少なかれ離間した水管路８６を形成する。好ましいことは、予備入江２０を横切らないバックアップ用トンネル３１を有することである。さらに、図２４を参照して上述したように、閉塞デバイス１７は、始動デバイス７０と関連付けられてもよく、この始動デバイスは、例えば、ケーブル７１に作用するウインチを備える。始動デバイス７０は、ここでは、複数の水位検出システムと関連付けられた制御システム５０に接続されており、これら水位検出システムは、水センサ２８を用いて、吸込入江２内の水位が異常であると予め規定した態様まで落ち込んだか初期的に検出し、水位の変化速度の測定は、異常な落ち込みを判断するためのパラメータとなり得る。
【００８０】
バックアップ用トンネル３１によって形成された水管路８６を閉鎖するため、バックアップ用トンネルを介して海と連通するように配置できなければならない閉じた吸込入江の構造と同じであるので、図１７及び図１９を参照して上述した閉塞デバイス９及び１６のうちの一方または他方のような自律閉鎖デバイスを使用してもよい。このような閉塞デバイス９または１６を用いて、デバイスを開放することは、閉鎖デバイス１７の開放を始動させるための所定の水位Ｌ２Ｖよりも高い水位Ｌ２に関して始動するように配置されており、吸込入江と予備入江との間で水管路８５を閉塞し、それにより、特に、海の異常な引き下げがある場合を除いて、予備入江内の水を使用しない。
【００８１】
しかしながら、デバイス９または１６のような自律閉塞デバイスは、必須ではなく、特に、始動デバイスによってのみ開かれる閉塞デバイス１９を使用することを想定してもよい。閉塞デバイス１９のように自律性がなくても、必ずしも設備の安全性を危険にさらさず、特に、閉塞デバイスに割り当てた始動デバイスに冗長性があることがある。また、図２５の設備にある閉塞デバイス１９は、好ましくは、吸込トンネルまたはトンネル３内に危機的な崩壊が生じたときにのみ開くように設計されており、吸込入江内の水位Ｌ２が閉塞デバイス１７の開放を始動させるための所定の水位Ｌ２Ｖに達する前に開くことが意図されている。その結果、閉塞デバイス１９を開くことに不良がある場合には、吸込入江内の水位Ｌ２は、所定の水位Ｌ２Ｖまで落ち込み続け、閉塞デバイス１７の開放を自動的に、または関連する始動デバイス７０によって、始動させ、このため、予備入江から吸込入江に給水する。予備入江２０内の水量は、通常、少なくとも２時間にわたるバックアップ操作のためにポンプに給水するのに十分であり、閉塞デバイス１９の開放するための制御を修復するための時間をもたらす。
【００８２】
吸込トンネルまたはトンネル３内の危機的な崩壊の場合にのみ閉塞デバイス１９を開くことを保証するため、吸込入江の水位Ｌ２の急速な落ち込みが海の引き下げに起因しないという確実性を判断できる必要がある。これを達成するため、制御システム５０は、吸込タンクの水位の減少を検出するためのシステム及び海水位の減少を検出するためのシステムに関連付けられてもよい。各検出システムは、例えば水位を測定するために様々な高さにある水センサ２８を備えており、データ２９を制御システム５０に関連付けられた解析システムに送信する。解析システムは、吸込タンク２内の水位が異常であると予め規定された態様で落ち込んでいるか、及び、海水位が異常に落ち込んでいないか、判断することを意図する。両状態が正である場合、吸込トンネルまたはトンネルが危機的な崩壊を被っていることがほぼ確かである。そして、制御システム５０は、始動命令５９を始動デバイス７０に送信し、例えばケーブル７１を引っ張って閉塞デバイス１９を閉じたままとしているロックシステムをロック解除することによって、閉塞デバイス１９の開放を始動させる。始動命令５９は、同様に、ポンプ場の生産ポンプからバックアップ用ポンプに切り替えることを始めてもよい。図２５に示すように、いったん閉塞デバイス１９を開くと、バックアップ用トンネル３１は、吸込入江に給水し、水位Ｌ２は、上昇して海水位Ｌ１を多かれ少なかれ安定させる。留意することは、バックアップ用トンネル３１によって形成された水管路８６が、図２５に示すよりも低くてもよく、例えば水管路８５と同じ態様で予備入江の底部に位置してもよいことである。
【００８３】
図２６並びに図２７、図２８及び図２９は、同じ閉塞デバイス１９の様々な位置を示しており、共に説明する。図示の閉塞デバイス１９は、例示的な実施形態にかかる非自律閉鎖デバイスであり、図２５の取水設備の給水システムにおいて使用され得る。図２６及び図２８において、閉塞デバイス１９は、その閉位置で示されている。デバイスは、ほぼ平坦な封止パネルの形態にある閉塞部材９０を備えており、この封止パネルは、回動シャフト９１回りで回動可能である。パネル９０は、ダム壁８０の面に形成された水管路８６を閉鎖する。閉位置は、壁８０に固定されたブラケット８２とブラケット８２間に挿入されたロックバー７２とを備えるロックシステムと、パネル９０の自由端部分と、によって維持される。ロックバー７２は、少なくとも１つのケーブル７１に接続されており、このケーブルは、上述した始動デバイス７０によって引っ張られ得る。ローラ７３は、ロックバー７２のいずれか一方側に設けられてもよく、デバイスをロック解除するときにバーの移動を容易にする。
【００８４】
図２７及び図２９に示すように、ケーブル７１を作動させることにより、ロックバー７２を上方に引っ張り、それにより、封止パネル９０が予備入江２０側のパネルの面にかかる差水圧の影響を受けて回動することをもはや防止しない。パネル９０は、バックアップ用トンネルによって形成された水管路８６を完全には閉塞しないために、少なくとも９０°回動するように設計されている。図３０に示すように、封止パネル９０の回動シャフト９１は、その長さに沿って尾根部を有するバー９９によって形成されて配置されてもよく、例えば、尾根部は、楕円状外形を有しており、バー９９は、バー９９に平行かつ壁８０に固定された取付部材８１の凹面を当接して押圧する。バー９９の上記尾根部の及び取付部材８１の凹面の輪郭は、過度の引っ掛かりまたは摩擦なくパネルが少なくとも９０°回動することを可能とするように形付けられている。
【００８５】
図３１において、図２０の取水設備と同様の別の実施形態にかかる取水設備は、非自律閉塞デバイス１９、すなわち始動デバイスによってのみ開かれるデバイスのみ使用する。制御システム５０は、閉塞デバイス１９それぞれの開放を個別に制御するように構成されており、水の存在を検出するセンサ２８を用いて吸込入江２内の及び予備入江２０内の水位減少を検出するためのシステムに関連付けられている。閉塞デバイス１９は、変更できないまでに開いてもよく、これは、そのまま、いったん開くと特別な動作を実行することなく閉塞部材９０を閉じることができない上述したデバイス１９に関する場合を意味する。閉塞デバイス１９を変更可能に開くことも可能であり、これは、そのまま、例えば、バタフライ弁または仕切弁の場合である。
【００８６】
吸込入江内の水位Ｌ２に異常な落ち込みがある場合、吸込入江２と予備入江２０との間にある第１閉塞デバイス１９は、開くように始動される一方、バックアップ用トンネル３０を閉塞する第２閉塞デバイス１９は、閉じたままである。始動命令５９は、同様に、ポンプ場の生産ポンプからバックアップ用ポンプへの切り替えを引き起こす。第１閉塞デバイス１９によって開かれている水管路の横断面積は、十分小さくなるように意図されており、これにより、予備入江２０内の水位Ｌ３は、急速には落ち込みすぎないが、例えば５ｍ３／秒から１５ｍ３／秒の十分な流動を可能としなければならず、それにより、生産ポンプを停止させつつ、吸込入江２の水位Ｌ２は、吸込入江を吸込トンネル３に接続する経路７の口部Ｅ７よりもわずかだけ下にあるままである。貯蔵入江２０内の水量は、水位Ｌ２の異常な落ち込みが海の引き下げに起因する場合に、海がその最低潮位ＬＬに戻るまでバックアップ用ポンプへの給水を保証しかつ予備入江２０内の水位が第２閉塞デバイス１９を始動させる水位Ｌ４より上にあるままであるのに十分となるように意図されている。予備入江２０は、特に非可逆的に開く閉塞デバイス１９の場合に、少なくとも１つの較正開口部２７が設けられた被覆デバイス２５’によって覆われており、津波の場合に、予備入江が発電所を溢れさせて浸水させることを防止する。
【００８７】
吸込トンネルまたはトンネル３内の危機的な崩壊に起因して水位Ｌ２に異常な落ち込みがある場合、予備入江２０内の水位は、第２閉塞デバイス１９を始動させる水位Ｌ４に達するまで、比較的ゆっくりと下がり、予備入江２０内の落ち込み水位を検出するためのシステムは、始動命令５９を発して第２閉塞デバイスを開く。予防措置として、いったんトンネル３内に危機的な崩壊があることが確かであると、水位Ｌ４に達する前に第２閉塞デバイスに命令を出して開くことが可能である。その後、予備入江には、バックアップ用トンネル３０によって給水される。吸込入江２の水位Ｌ２及び予備入江２０の水位Ｌ３は、ほぼ海水位Ｌ１まで上昇して戻る。そして、別の津波事象の場合においても、安全モードで原子力発電所のポンプ場を動作させることを保証する。
【００８８】
上記実施形態の代替例として、バックアップ用トンネル３０を吸込入江２に直接接続することも可能である。バックアップ用トンネル３０に関連付けられた第２閉塞デバイス１９の開口部は、その後、いったん吸込トンネルまたはトンネル３を多かれ少なかれ閉塞することが確かであると、命令される。また、例えば弁デバイス９に替えて図１７を参照して上述した給水システムなど、図２６から図３０を参照して上述した閉塞デバイス１９のような非自律閉塞デバイスは、予備入江のない給水システムの自律閉塞デバイスに替えて使用されてもよい。この場合において、閉塞デバイス１９をいくつかの点で開かなければならない場合、いったん吸込トンネルまたはトンネル３が動作可能となって生産ポンプ再始動させる前にデバイスを閉位置に戻し、バックアップ用トンネル３０から到来する水によって吸込トンネルから到来する水が加熱されることを避けなければならない。
【００８９】
本発明にかかる取水設備は、建設に適さない陸地によってまたは内陸方向で平均海水面よりも下まで降下する砂丘もしくは他の凹凸の幅広のストリップによって海から隔てて原子力発電所を備え付けることを意図してもよい。理解することは、入江の床が平均海水面よりも下にかつ潮流を有する水域に関する最低潮よりも下にあるように設備の吸込入江を形付けなければならないことである。建設の適合性及び／または海岸に沿う陸地の地形学に応じて、海岸から例えば最大約５キロメートル離れた位置に原子力発電所を建設することは、このような長さのトンネルを有する設備に関する吸込トンネルの増加した建設コストを考慮して、可能である。
【００９０】
海岸線が津波のような例外的な高潮を受け得る場合、図１７から図３１を参照して上述した設備の取水設備のような取水設備を有する原子力発電所は、海岸線から離間して設置してもよく、吸込トンネルそれぞれ及びバックアップ用トンネルそれぞれをそれに応じて長くする。このような高潮の危険性がない他の場合において、図１７を参照して上述したような取水設備であって吸込入江のための被覆デバイスがない取水設備を使用してもよい。
【００９１】
取水設備の建設コスト及び維持管理に関する問題のため、地震活動領域における安全性の問題のため、有利には、例えば河川または湖のような補助水源がある限り、海岸線から所定距離に設立されたこのような発電所のためのバックアップ用トンネルを分布させる。このような場合において、緊急貯水部を設けてもよく、この緊急貯水部は、上述したさらなる水を供給するためのシステムによって設備の吸込入江に給水し得る予備入江を備える。
【００９２】
図３２に示すように、本発明のこのような実施形態にかかる取水設備は、建設に適さない細長い土地Ｚによって海岸線から隔てられた原子力発電所を意図しており、予備入江２０を備えており、この予備入江は、２つの入江を隔てる壁８０に形成された水管路８６を介して吸込入江２と連通するように配置され得る。ここで、水管路８６は、吸込入江の水位の減少を検出するためのシステムと関連付けられた非自律閉塞デバイス１９によって閉鎖されている。あるいは、自律閉塞デバイスは、上述した受動作動式の閉塞デバイス９、１６、１７及び１８のうちの１つとして使用されてもよい。閉塞デバイスのタイプにかかわらず、デバイスは、吸込入江の水位Ｌ２に異常な落ち込みがあるときに、少なくとも水位Ｌ２が所定の始動水位Ｌ２Ｖよりも下の最低潮位Ｌ２Ｌよりも下に落ち込んだときに、開かなければならない。
【００９３】
図示の実施形態において、水センサ２８は、水位の変化速度を測定する。水位が潮位における最高の既知の通常変化速度よりも大きい所定の閾値を超える速度で落ち込む場合、この事象は、吸込トンネルまたはトンネル３の閉塞または障害または海の異常な引き下げを示す異常状態の特徴である。いったん異常状態を検出すると、制御システム５０は、始動命令５９を図示しない始動デバイスに送信し、閉塞デバイス１９の開放を作動させる。制御システム５０は、同様に、原子炉ユニットまたは吸込入江２に関連付けられたユニットによる電力生産の停止と、ポンプ場１０の通常の生産ポンプからバックアップ用ポンプへの切り替えと、を制御する。
【００９４】
図３２に示すような発電所による通常発電状況において、閉塞デバイス１９は、水管路８６を閉鎖し、このため、予備入江内の水の方が特に夏季において暖かい場合に吸込入江内の水が予備入江内の水によって加熱されることを防止する。貯蔵入江２０内の水位Ｌ３は、比較的一定で維持され、例えば最高潮位を超える高さで入江をほぼ完全に充填し、それにより、大雨の場合において、予備入江内の余水は、水位Ｌ２が低い吸込入江２に溢れる。予備入江内の水量は、生産ポンプを停止した後の所定の緊急期間、例えば少なくとも４時間にわたってバックアップ用ポンプに供給するのに十分となることを意図している。
【００９５】
所定の緊急期間中に、設定した手順にしたがって、河川５’のような補助水源によって、予備入江にまたは直接吸込入江に給水する措置を迅速にする。補助水源から引き込まれ得る平均流量は、バックアップ用ポンプのポンプ水流以上でなければならない。例えば、十分に取水して少なくとも５ｍ３／秒の水の平均流量を確保することは、ほとんどの原子力発電所において通常は十分であり、発電を停止した原子炉ユニットのポンプ場の必要性に合致する。
【００９６】
水は、補助ポンプ場１０’を用いて、河川５’から引き込まれてもよく、この補助ポンプ場は、例えば予備入江２０の縁部に位置し、地下導管によって河川５’に接続されている。補助ポンプ場１０のポンプは、有利には、予備入江２０において入江の充填水位に近接する水位Ｌ３を維持するために、閉塞デバイス１９を開いた直後に始動される。このように、例えば補助ポンプ場１０’内の障害など、長期にわたる問題が河川５’から水を引き込むことで生じても、発電所の職員は、適切な方策を取ってバックアップ用ポンプのための適切な給水を復旧させるための数時間の期間を有する。
【符号の説明】
【００９７】
１  原子力発電所、２  吸込入江，吸込タンク，入江、３  地下吸込トンネル，吸込トンネル，地下トンネル，トンネル、５  水域，海，緊急貯水部、６  チャネル、９  閉塞デバイス，デバイス，回動弁，開放弁，弁，さらなる水を供給するためのシステム、１０  ポンプ場、１１  冷却回路、１３  熱交換器、１４  排水シャフト、１５  バックアップ用取水口、１６  閉塞デバイス，閉塞部材，回動弁デバイス，弁、１７  閉塞デバイス，閉塞部材，閉鎖デバイス，封止デバイス，デバイス、１８  閉塞デバイス，閉塞部材，回動浮遊デバイス、１９  閉塞デバイス，非自律閉塞デバイス，デバイス、２０  予備入江，予備タンク，貯蔵入江，緊急貯水部、２５  カバー，被覆デバイス、２６  較正開口部，開口部、２８  デバイス，水センサ，センサ、２９  データ、３０，３１  バックアップ用トンネル，水管路、５０  制御システム、５１，５２  主取水口，取水口、５９  始動命令、６０  緊急貯水部，チャネルの一部，取水部分、６５  水管路，開口部，さらなる水を供給するためのシステム、７０  始動デバイス、７１  始動デバイス，ケーブル、８５，８６  水管路，開口部、９０  封止パネル，パネル，閉塞部材、９０’  湾曲封止パネル，外側封止パネル，封止パネル，パネル，閉塞部材、９１，９１’  水平回動シャフト，回動シャフト、９２  主釣合錘部材，主釣合錘、９６  浮遊デバイス、９７  主釣合錘部材，釣合錘手段，浮遊デバイス、９８  回動シャフト，浮遊デバイス，浮揚体、６２０  区分壁，壁，さらなる水を供給するためのシステム
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【国際調査報告】
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