JP2009121925A - スロッシング溢水抑制装置およびそれを用いた燃料貯蔵プール - Google Patents

Abstract

【課題】上面に開口が形成された容器中に収容された液体の液面の内部の視認性を確保しつつ、揺動による開口からの液体の溢出を抑制する。
【解決手段】上面に開口が形成された燃料貯蔵プール３０などの容器中に収容された水３３などの液体の揺動による開口３１からの溢出を抑制するスロッシング溢水抑制装置に、水面より下方で開口３１を横断する複数の線状体１１と、線状体１１に回動可能に取り付けられ、隣り合う線状体１１の間隔よりも長く鉛直下方に延びる防波板２１とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、容器からの液体の溢出を抑制するスロッシング溢水抑制装置およびそれを用いた原子力発電所などの燃料貯蔵プールに関する。

原子力発電所には、原子炉に隣接して原子炉に装荷された燃料を貯蔵する燃料貯蔵プールが設けられる。原子力発電所に設置される燃料貯蔵プールは、地震時にスロッシング現象が発生し、プール水が揺動し、液位の上昇によりプール水がフロアに溢水する可能性がある。

プール水の水面が上昇してフロアに溢水した場合、その水が一定量以下であればフロアに滞留し、プール下階に溢れていくことはない。また、それ以上の水が溢れ出たとしても、最終的にその水は、最地下階にあるドレンサンプタンクに貯蔵される。

しかし、フロアへの溢水がこの一定量を超える可能性もある。この場合、最地下階にあるドレンサンプタンクの容量が小さいことから、最地下階でタンクから溢水し、重要設備に対して影響を与える可能性もある。

そこで、スロッシング時にプールの周辺部の水面が高くなる現象を抑制する手段として、プール水面内の水面近くの周縁部に板を設置する方法が開示されている（たとえば、特許文献１参照）。

発電所内の設備に、スロッシングによる溢水に対する対策を施していない場合もある。一般的に、プール周縁部には柵が設置されているため、柵にシートを張り、溢水防止用壁とするなど応急処置的な対策を施している場合がある。しかし、スロッシングが発生した場合にはシートによっては溢水を必ずしも支えきれず、柵が倒れてしまう可能性も否定できない。

また、船舶用原子炉内加圧器のスロッシング対策としては、プール周辺部に、多数の通過孔が穿孔された多孔板を架渡し、圧力容器が揺動しても、冷却水の遥動を抑制する方法が開示されている（たとえば、特許文献２参照）。
特開平８−１０１２９６号公報 特開平８−６８８８３号公報

スロッシング時に周辺部の水面が高くなる現象を抑制するために、プール水面内の水面近くの周縁部に板を設置する際には、プール周辺部に連続的に板を設置することになり工事エリアや物量が多くなるなど、課題が多く、現実的ではない。

また、プールの液面下の燃料を監視するため、原子炉建屋の燃料貯蔵プール周辺には監視用カメラが設けられている。このため、プールの水面下の視認性が重要である。しかし、多数の通過孔が穿孔された多孔板を架渡して冷却水の遥動を抑制する方法では、視認性が低くなる。このため、原子炉建屋の燃料貯蔵プールへの適用という点では現実的ではない。

そこで、本発明は、上面に開口が形成された容器中に収容された液体の液面の内部の視認性を確保しつつ、揺動による開口からの液体の溢出を抑制することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明は、上面に開口が形成された容器中に収容された液体の揺動による前記開口からの溢出を抑制するスロッシング溢水抑制装置において、前記液体の液面より下方で前記開口を横断する複数の線状体と、前記線状体に回動可能に取り付けられ、前記線状体から先端までの長さが隣り合う前記線状体の間隔よりも長い防波板と、を有することを特徴とする。

また、本発明は、原子炉に装荷される燃料を貯蔵する燃料貯蔵プールにおいて、原子炉に隣接して設けられて上面に開口が形成された容器と、前記開口を横断する複数の線状体と、前記線状体に回動可能に取り付けられ、前記線状体から先端までの長さが隣り合う前記線状体の間隔よりも長い防波板と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、上面に開口が形成された容器中に収容された液体の液面の内部の視認性を確保しつつ、揺動による開口からの液体の溢出を抑制することができる。

本発明に係るスロッシング溢水抑制装置の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、同一または類似の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明に係るスロッシング溢水抑制装置の第１の実施の形態における燃料貯蔵プールの斜視図である。図２は、本実施の形態における燃料貯蔵プールの上面図である。図３は、本実施の形態における燃料貯蔵プールの図２におけるIII−III矢視一部拡大立断面図である。

本実施の形態のスロッシング溢水抑制装置は、燃料貯蔵プール３０に収容された水３３が揺動（スロッシング）によって燃料貯蔵プール３０上面の開口３１から溢水することを抑制する装置である。燃料貯蔵プール３０は、原子炉に装荷された燃料を水中に貯蔵するプールである。

このスロッシング溢水抑制装置は、燃料貯蔵プール３０の開口３１を横断して互いに平行でほぼ水平に延びる複数の線状体１１を有している。線状体１１は、たとえばワイヤや金属棒であり、燃料貯蔵プール３０の向かい合う側壁１４の間に架け渡されている。線状体１１は、燃料貯蔵プール３０の水面３２よりも下方に設けられている。

線状体１１は、燃料貯蔵プール３０の開口３１の全体にわたって架け渡されていてもよいし、スロッシングによって生じる波の波高が高くなる燃料貯蔵プール３０の側壁１４の近傍のみに配置してもよい。また、線状体１１は、燃料貯蔵プール３０の開口３１の向かい合う一対の側壁１４の間に架け渡されてもよいし、２対の側壁１４の間にそれぞれ架け渡されていてもよい。ただし、向かい合う側壁１４の間には、２本以上の線状体１１を設ける。

また、この線状体１１には、防波板２１が回動可能に取り付けられている。防波板２１は、線状体１１から先端までの長さが、隣り合う線状体１１の間隔よりも長い板である。防波板２１は、たとえば板部１３と管部１２とからなり、管部１２の内部を線状体１１が通過している。

このようなスロッシング溢水抑制装置を燃料貯蔵プール３０に設けた場合、通常時には、防波板２１は重力によって鉛直下方にぶら下がっている状態となる。このため、燃料貯蔵プールの開口３１から水面３２の下方を見た場合に、防波板２１が視認の妨げになることは少ない。特に、防波板２１が広がる方向、すなわち、線状体１１が延びる方向から液面の下方を見ると、視認の妨げとなるのは、細い線状体のみである。

線状体１１が延びる方向に対して直角の方向に見ると、防波板２１が視認の妨げとなる場合もあるが、燃料貯蔵プール３０の開口３１の隣り合う２辺のそれぞれから、９０度異なる方向に見ることによって、燃料貯蔵プール３０の液面３２の下方の全体を見ることができる。また、防波板２１を燃料貯蔵プールに収めた燃料の上端部よりも、十分上方に配置しておくことにより、線状体１１が延びる方向に対して直角の方向に見た場合であっても、視認の妨げとならないようにすることもできる。

図４は、本実施の形態においてスロッシングが生じた場合の一部拡大上面図である。

地震などによって燃料貯蔵プール３０に蓄えられた水３３にスロッシングが生じた場合、防波板２１は、線状体１１を軸として回動する。隣り合う線状体１１の間隔は、防波板２１の板部１３の長さよりも短いため、回動した防波板２１は隣の線状体１１によって回動が止められて、水３３の揺動を抑えることになる。したがって、防波板２１が燃料貯蔵プール３０に蓄えられた水３３の揺動を抑えることにより、燃料貯蔵プール３０からの水３３の溢出が抑制される。

このように、本実施の形態のスロッシング溢水抑制装置を用いることにより、上面に開口が形成された容器中に収容された液体の液面の内部の視認性を確保しつつ、揺動による開口からの液体の溢出を抑制することができる。

［第２の実施の形態］
図５は、本発明に係るスロッシング溢水抑制装置の第２の実施の形態における上面図である。

本実施の形態のスロッシング溢水抑制装置は、第１の実施の形態のスロッシング溢水抑制装置に、線状体間スペーサー２２、板間スペーサー２３および線状体結合手段２４を追加したものである。

線状体間スペーサー２２は、線状体１１の間に架け渡されて、隣り合う線状体１１の間隔が防波板２１の長さよりも長くならないように保つ。さらに、線状体間スペーサー２２を線状体１１と燃料貯蔵プール３０の側壁１４との間に設けることにより、線状体１１と燃料貯蔵プール３０の壁面１４との間隔が防波板２１の長さよりも長くならないように保ってもよい。本実施の形態では、線状体間スペーサー２２は、燃料貯蔵プール３０のそれぞれの側壁１４の中央の１か所にのみ設けているが、２以上の場所に設けてもよい。

また、線状体結合手段２４は、燃料貯蔵プール３０の四隅で線状体１１が交差する部分で、交差する線状体１１を互いに結合している。隣り合う線状体１１の間隔は、線状体結合手段２４の近傍においては、ほぼ一定に保つことができる。つまり、線状体結合手段２４は、交差する線状体１１とともに、線状体間スペーサー２２と同様の機能を有している。

線状体間スペーサー２２は、たとえば金属などの剛体で形成される。あるいは、隣り合う線状体１１の間をワイヤなどで結合することにより、隣り合う線状体１１の間隔が所定の長さ以上にならないようにしてもよい。

板間スペーサー２３は、隣り合う防波板２１の間で線状体１１に取り付けられている。板間スペーサー２３の位置を固定することにより、防波板２１が線状体１１に沿って移動することを防ぐことができるため、防波板２１を線状体１１に沿って均等に配置することができる。また、防波板２１の線状体１１に沿った移動は、線状体間スペーサー２２によっても妨げられるため、線状体間スペーサー２２は、板間スペーサー２３と同様の機能も有している。

線状体１１として金属円筒などの剛性が高いものを用いた場合には、燃料貯蔵プール３０の水３３の揺動に伴う、隣り合う線状体１１の間の間隔の変化は小さい。しかし、線状体１１としてワイヤなどを用いた場合には、水３３の揺動によって線状体１１の間隔が変化する可能性がある。線状体１１の間隔が防波板２１の長さよりも広くなると、防波板２１の回動が隣の線状体１１で制限されることなく、防波板２１が１回転してしまう可能性がある。このような場合、防波板２１による水３３のスロッシングの抑制の効果は小さくなる。

一方、本実施の形態のように、線状体間スペーサー２２や線状体結合手段２４を設けて、隣り合う線状体１１の間隔を一定に保つことにより、防波板２１の回動を隣の線状体１１で確実に止めることができる。このため、線状体１１の間隔の変化によるスロッシングの抑制効果の低減を避けることができる。

また、防波板２１が線状体１１に沿って移動すると、隣り合う防波板２１の間隔が広い場所が生じる場合がある。隣り合う防波板２１の間隔が広い部分では、スロッシングの抑制効果が低くなるため、燃料貯蔵プール３０から水３３が溢出してしまうおそれがある。しかし、本実施の形態のように、板間スペーサー２３を設けて防波板２１を線状体１１に沿って均等に配置すると、スロッシングの抑制効果は線状体１１に沿ってほぼ一定となる。このため、スロッシングの抑制効果が低い場所は生じ難く、燃料貯蔵プール３０からの水３３の溢出の可能性は低くなる。

このように、本実施の形態のスロッシング溢水抑制装置を用いることにより、上面に開口が形成された容器中に収容された液体の液面の内部の視認性を確保しつつ、揺動による開口からの液体の溢出を抑制することができる。さらに、線状体間スペーサー２２などを用いることによって、隣り合う線状体１１の間隔が広がってスロッシングの抑制効果が低下する可能性を低減できる。また、板間スペーサー２３を用いることによって、スロッシングの抑制効果が低い場所が生じる可能性を抑制することができる。

［その他の実施の形態］
なお、以上の説明は単なる例示であり、本発明は上述の各実施の形態に限定されず、様々な形態で実施することができる。また、各実施の形態の特徴を組み合わせて実施することもできる。

本発明に係るスロッシング溢水抑制装置の第１の実施の形態における燃料貯蔵プールの斜視図である。 本発明に係るスロッシング溢水抑制装置の第１の実施の形態における燃料貯蔵プールの上面図である。 本発明に係るスロッシング溢水抑制装置の第１の実施の形態における燃料貯蔵プールの図２におけるIII−III矢視一部拡大立断面図である。 本発明に係るスロッシング溢水抑制装置の第１の実施の形態においてスロッシングが生じた場合の一部拡大上面図である。 本発明に係るスロッシング溢水抑制装置の第２の実施の形態における上面図である。

符号の説明

１１…線状体、１２…管部、１３…板部、１４…側壁、２１…防波板、２２…線状体間スペーサー、２３…板間スペーサー、２４…線状体結合手段、３０…燃料貯蔵プール、３１…開口、３２…水面、３３…水

Claims (4)

1. 上面に開口が形成された容器中に収容された液体の揺動による前記開口からの溢出を抑制するスロッシング溢水抑制装置において、
   前記液体の液面より下方で前記開口を横断する複数の線状体と、
   前記線状体に回動可能に取り付けられ、前記線状体から先端までの長さが隣り合う前記線状体の間隔よりも長い防波板と、
   を有することを特徴とするスロッシング溢水抑制装置。
2. 隣り合う前記線状体の間に設けられた線状体間スペーサーをさらに有することを特徴とする請求項１に記載のスロッシング溢水抑制装置。
3. 同一の前記線状体には複数の前記防波板が取り付けられていて、同一の前記線状体に取り付けられた隣り合う前記防波板の間に設けられた板間スペーサーをさらに有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスロッシング溢水抑制装置。
4. 原子炉に装荷される燃料を貯蔵する燃料貯蔵プールにおいて、
   原子炉に隣接して設けられて上面に開口が形成されて液体を収容する容器と、
   前記開口を横断する複数の線状体と、
   前記線状体に回動可能に取り付けられ、前記線状体から先端までの長さが隣り合う前記線状体の間隔よりも長い防波板と、
   を有することを特徴とする燃料貯蔵プール。

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