JP2011021952A - 寒冷地における原子力発電所建設時の工事管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】原子力発電所の建設に際し、凍結に弱い機器および配管の選定を行い、選定した機器および配管に対し、仮設扉による冷気の進入防止、仮設ヒータによる加温で機器および配管の凍結による損傷を防止する。
【解決手段】予め現場の外気温度および原子炉建屋内の氷点下になり得る箇所の温度を測定して気象データを得るとともに、外気の影響を受け易く凍結の可能性が高い原子炉建屋１の扉５近くの配管および機器類を選定し、得られたデータに基いて外気温度および建屋内温度変動の分析調査を行ない、外気温度および気象データをもとに配管および機器類の工事管理を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は寒冷地に原子力発電所を建設する際の配管または機器に通水を行う際の凍結等による工事阻害要因に対応して建設を円滑に行うことができる原子力発電所の工事管理方法に関する。

原子力発電所の建設工事には数年に亘る期間を要し、年次ごとに設定された建設工程に従って建屋および機電設備の工事が行われる。通水用の配管設備が構築された後には配管洗浄、耐圧試験および試運転が行われる。この配管洗浄、耐圧試験および試運転等を冬季に行う場合においては、配管または機器に通水を行う際に運転を実施していない夜間に外気が進入し易く、気温が低下する場所においては凍結が発生することがある。

このように、寒冷地における原子力発電所の建設においては、機器および配管等の耐圧性確保、洗浄時の凍結による機器損傷防止等のため多くの設備機器、作業手間等が必要となり、それに付随して追加コスト（損費）等が発生し、経費負担等も増大する。

特開平７−１２７９２９号公報

上述したように、寒冷地における原子力発電所の建設工事においては、建設工程に従って建屋および機電設備の工事を進行しているが、冬季の配管洗浄、耐圧試験および試運転等に際しては、配管または機器に通水を行うと、運転を実施していない夜間に外気が進入し易い。

そして、気温が低下する場所では凍結が発生することにより機器および配管を損傷し、その修理にかかる追加コストが建設コストに大きく影響し、追加コスト低減に寄与する寒冷地における建設工事管理方法を確立する必要があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、冬季の通水時における機器および配管の凍結による阻害要因を除き、建設現場の冬季における建屋内の温度状況を把握し、外気と取合うことで零下となり凍結が考えられる機器および配管の選定を行い、修理の追加コストの低減を図ることを目的とする。

すなわち、選定された機器および配管の通水が行なわれる耐圧試験、洗浄、満水による系統保管時期を段階的に分析することで、機器および配管の凍結の可能性を確認し、インサービス（系統移管）時期を段階的に見直しすること、水抜きによる系統保管を行なうこと、また防風壁の設置、仮設暖房機の設置等による凍結を防止する仮設設備の適正化を図ることで機器および配管の凍結による損傷を防止することを目的とする。

上記事情に鑑み、本発明では原子力発電所の建設に際して当該建設工事を管理する工事管理方法であって、配管および機器が凍結するタイミング、試験開始の１年前の気象データから測定年までに、現場の外気温度、原子炉建屋内の氷点下になり得る箇所の温度を測定器で測定し、その測定データに基いて凍結の可能性がある配管および機器を選定して外気温度および建屋内温度変動の分析調査を行ない、原子炉建屋内の現場で測定した温度データ測定結果に基いて凍結が起こり得る凍結境界温度を設定するとともに、その温度管理を行ない、外気温度データに基くグラフを作成して気象データをもとに外気の影響を受け易く凍結の可能性が高い原子炉建屋の扉近くの配管および機器類を選定することを特徴とする原子力発電所建設時の工事管理方法を提供する。

本発明によれば、冬期における原子力発電所の建設に際し、建屋内温度および外気の温度を測定し、その測定結果に基いて凍結が発生し易い箇所、機器および配管等を分析することにより、凍結に弱い機器および配管の選定を行い、選定した機器および配管に対し、冬季は通水保管を避け、仮設扉による冷気の進入を防止し、さらに仮設ヒータにより加温することで機器および配管の凍結による損傷を防止することができる。

これにより、機器損傷および配管の復旧作業の必要をなくして工程遅延リスクを低減し、かつ経費損失を抑えることもできるようになる。

すなわち、損傷した機器および配管の復旧作業を低減または削除することができ、工程遅延リスクを低減し、それにより凍結発生による不適合対応コストを削減することができる。そして、凍結トラブルを皆無とし、配管および機器の凍結発生による損傷を抑制または防止し、機器修理の追加コストの低減ならびに損失を抑えるとともに、工程遅延リスクを低減し、かつ工事品質を向上させることができる。

本発明の一実施形態による工事管理の全体工程を示す全体工程図。 前記実施形態におけるインサービスの実施時期を従来例と対比して示す工程図。 前記実施形態による温度測定対象とする原子炉建屋内の選定場所を示す断面図。 前記実施形態において適用する仮設扉の一例を示す外形図。 前記実施形態において適用する仮設ヒータの一例を示す構成図。 前記実施形態において適用する温度計の一例を示す構成図 前記実施形態による計測データを場所別に示す表。 前記実施形態における外気温度の計測例を示すグラフ。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本実施形態では、原子力発電所の全体工程において通水を行ない、機器および配管が凍結する耐圧試験および試運転を開始する前の年の３年目までに、建設中の温度測定対象場所における原子炉建屋内の雰囲気温度を、後述の測定器を使用して測定する。

図１は、本発明の一実施形態による原子力発電所の建設時における工事管理の全体工程を概略的に示す工程図である。

図１の上段には、主要工程Ａを示している。この主要工程Ａにおいて、１年目には一定の休止期間を経て岩検を開始する。２年目には原子炉格納容器（ＰＣＶ）の建築を開始し、この原子炉格納容器は３年目に完了する。４年目には原子炉圧力容器（ＲＰＶ）を設置し、受電を開始する。５年目には原子炉圧力容器（ＲＰＶ）の１次耐圧試験（ＲＰＶ１ｓｔＨＴ−ＦＬ）を実施し、例えば６年目で原子炉圧力容器（ＲＰＶ）が完成する（この完成時期はケースバイケースである）。建屋工事Ｂは岩検と同時に開始し、４〜５年目で完成する。機電工事Ｃは建屋工事Ｂと同時的に行い、その後ＰＣＶ工事Ｄ、機電本格工事Ｅおよび耐圧試験および試運転Ｆを行う。気象データ測定年Ｇは、２年目〜５年目とする。

図２（Ａ）は、従来例による機器インサービス（系統移管）の実施時期を示す工程図であり、図２（Ｂ）は、本発明の実施形態による機器インサービスの実施時期を示す工程図である。

これらの図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、天井プラクリ、床塗装、足場組立、配管取付け、機器取付け、耐圧試験、インサービスを順に行う。この場合、従来ではインサービスを冬季に行っており、耐圧試験では水を注入していたが、冬季の注水では凍結の可能性があった。これに対し、本実施形態のインサービスでは冬季を避け、春季に行う。この機器インサービスの時期変更により、本実施形態によれば凍結を回避することができ、機器インサービスを確実に行うことができる。

すなわち、機器および配管の排水を行うことができず、凍結の可能性があるときには、機器インサービス実施時期の変更を行い、冬季のインサービスを遅らせ、春からインサービスすることで凍結を防ぐようにする。

このように、本実施形態では、配管および機器が凍結するタイミングを避け、試験開始の１年前の気象データから測定年までに、現場の外気温度、原子炉建屋１内の氷点下になり得る箇所の温度を温度測定器で測定し、その測定データに基いて凍結の可能性がある配管および機器を選定して外気温度および建屋内温度変動の分析調査を行なう。

そして、原子炉建屋内の現場で測定した温度データ測定結果に基いて凍結が起こり得る凍結境界温度を設定するとともに、その温度管理を行ない、後述する外気温度データに基くグラフを作成して、気象データをもとに外気の影響を受け易く凍結の可能性が高い原子炉建屋の扉近くの配管および機器類を選定する。

図３は、建築中のコンクリート製原子炉建屋１およびその内部に設置された原子炉格納容器２、仕切壁３等を示す横断面図である。この図３に示すように、建築中の原子炉格納容器２には、コンクリートを打設しない仮開口４を設けて物資および人の出入を可能としてあり、仮開口４には仮設扉５を設け、この扉５の開閉により、原子炉建屋１内を外気から遮断したり、開放することができるようになっている。

また、原子炉建屋１内の複数個所にそれぞれ温度測定対象個所を設定し、これらの測定対象個所に温度測定器６を設けてある。これらの温度測定器６により、原子炉建屋１内の複数個所の温度測定が可能となっている。

図４は、図３に示した仮開口４および仮設扉５を具体的に示す外形図である。この図４に示すように、仮設扉５は原子炉建屋１の側壁部７の仮開口４を閉塞する構成となっており、この仮設扉５の下部には人が出入できる出入口８が設けられている。

すなわち、仮開口４および仮設扉５付近の機器および配管類は、機電本格工事の工程において外気の影響を受け易く、凍結の可能性が高い。そこで、選定した凍結境界温度の基準に基く原子炉建屋１内の温度測定結果から、原子炉建屋１の仮開口４および仮設扉５付近の機器および配管類を選定し、凍結防止を図る。

図５は、原子炉建屋１内を加温するための仮設ヒータ９の一例を示す構成図である。このヒータ９は、車輪によって移動可能な筐体１０と、モータ１１により駆動されるファン１２と、噴出口１３とを有する構成のものである。このヒータ９は、仮設扉５の下部に設けられた出入口８に配置され、原子炉建屋１内に温風を吹き入れることにより、室内を加温することができる。

このように、本実施形態では冬季のインサービスを避けたり、また乾燥保管できない通水状態の機器および配管類については、当該機器および配管近くの仮開口４に、この仮開口４の仮設扉設置例の仮設扉５を設ける。また、外気との取り合いを避けたり、仮設扉５の開閉時間を短縮したり、あるいは仮設扉５の開閉限定処置等の管理を行なうことにより、原子炉建屋１内への外気の進入を抑制することで、機器および配管類の温度低下による凍結を防ぐことができる。

図６は原子炉建屋１内の温度を測定するための記憶型温度計１４を示している。この記憶型温度計１４は、液晶画面１５および操作ボタン１６ａ，１６ｂを有し、原子炉建屋１の壁面１７に設置されている。すなわち、測定器は液晶画面１５に温度を表示するとともに、操作ボタン１６ａ，１６ｂで操作を行なうことにより、定期的に温度データを測定する。

図７は、記憶温度計１４によって計測された原子炉建屋１内の計測データを場所別に示す表であり、図８は本実施形態における外気温度の計測例を示すグラフである。

これらの図には、冬季計測データのエリアとして、外気、原子炉建屋の１階（１Ｆ）〜地下（Ｂ１Ｆ〜Ｂ３Ｆ）および原子炉建屋外の領域における温度実測値が示してある。

図７に示した結果によれば、原子炉建屋の地階（１Ｆ）および原子炉建屋外において最低温度が零下となり（図７に太線枠Ｔ１およびＴ２で示した領域）、これらの領域が凍結領域となることが認められた。

本実施形態では、図７および図８に示すように、測定して得られた冬季温度データの原子炉建屋内測定結果を元に、マイナス温度になる箇所を分析する。すなわち、測定して得られた原子炉建屋内測定結果および原子炉建屋屋外温度と照合し、原子炉建屋１の建設における外気温度データグラフから、外気温度データをもとに凍結の可能性が高いと考えられる温度を分析し、凍結境界温度を選定する。

そして、凍結の可能性が高い機器および配管類に対して、全体工程中の機器および配管類の通水時期から耐圧試験、試運転時の通水状態を確認する。また、機器および配管の凍結の可能性がある場合には、機器および配管内の排水を行って、冬季には乾燥保管を行い、凍結を防ぐ。

以上の本実施形態によれば、冬期建設において、原子炉建屋１内および外気の温度データを測定し、その測定結果から凍結し易い箇所や機器および配管を分析することにより、凍結に弱い機器および配管の選定を行う。そして、選定した機器および配管に対し、冬季は通水保管を避けたり、仮設扉５による冷気の進入を抑えたり、仮設のヒータ９により加温することで機器および配管の凍結による損傷を防止する。これにより、機器損傷および配管の復旧作業の必要をなくして工程遅延リスクを低減し、かつ損失を抑えることができる。

また、冬季のインサービスを避けたり、乾燥保管できない通水状態の機器および配管、あるいは外気の導入を抑制しても凍結が避けられない機器および配管については、その付近に仮設ヒータ９を設置し、機器および配管類を加温することにより、温度低下による凍結を防ぐことができる。

また、原子力プラントの建設において、機器および配管類の通水時期から耐圧試験、試運転時の通水状態を管理し、凍結の可能性がある場合には、配管または機器内の排水を行うことで凍結を防ぐことができる。

また、機器および配管類の通水時期から耐圧試験、試運転時の運転状態を管理し、凍結の可能性があるときには、機器インサービス実施時期変更例のように、春先までインサービス時期を遅らせ、乾燥保管を行なうことで凍結を防ぐことができる。

また、冬季のインサービスを避けたり、乾燥保管できない通水状態にあり、凍結する可能性が高い場合には、低温に弱い機器および配管類近くの仮開口４に仮設扉５等を設け、外気との取合いを減少したり、扉の開閉時間の制限を行うこと、また開閉可能な扉の限定処置を行う等の管理を行なうことにより、原子炉建屋内への外気の進入を押さえることで、機器および配管類の温度低下から凍結を防ぐことができる。

また、冬季のインサービスを避けたり、乾燥保管できない通水状態にあり、凍結する可能性が高い機器および配管類の近くにある場合には、仮設ヒータ９を設けて部屋内、機器および配管を加温することで凍結を防ぐことができる。

また、原子力プラントの建設において日々変化する現場の外気温度、室温状況に応じて凍結する温度監視を行い、凍結が発生する温度となったときには機器および配管類内の水を抜き、日々変化する現場の外気温度および室温状況等に応じて仮設ヒータ９による加温を行なうことにより、機器および配管類内の水の温度低下を防ぐことができる。

さらに、日々変化する現場の外気温度および室温状況を、日々のパトロールで監視し、仮設扉５の開閉制限を行なって冷気の進入を防止することにより、機器および配管類内の水の温度低下を防ぎ、凍結を防止することができる。

なお、原子炉建屋に代えて制御建屋、タービン建屋等の他の建屋についても、同様に屋内外の温度データの測定を行ない、測定データを分析することで、凍結し易い箇所、機器を選定し、凍結防止の対策（例えば仮設扉５の設置、ヒータ９の設置、水抜き管理等）を行なうことにより、原子炉建屋と同様の凍結防止作用を得ることができる。

１ 原子炉建屋
２ 原子炉格納容器
３ 仕切壁
４ 仮開口
５ 仮設扉
６ 温度測定器
７ 側壁部
８ 出入口
９ ヒータ
１０ 筐体
１１ モータ
１２ ファン
１３ 噴出口
１４ 記憶型温度計
１５ 液晶画面
１６ａ，１６ｂ 操作ボタン
１７ 壁面

Claims (6)

1. 原子力発電所の建設に際して現場の外気温度および原子炉建屋内が氷点下になる時期に当該建屋内の配管および機器の凍結を防止する工事管理方法であって、
   予め現場の外気温度および原子炉建屋内の氷点下になり得る箇所の温度を測定して気象データを得るとともに、外気の影響を受け易く凍結の可能性が高い原子炉建屋の扉近くの配管および機器類を選定して、前記データに基いて外気温度および建屋内温度変動の分析調査を行ない、前記外気温度および気象データをもとに前記配管および機器類の工事管理を行うことを特徴とする原子力発電所建設時の工事管理方法。
2. 請求項１記載の原子力発電所建設時の工事管理方法において、機器および配管類の通水時期から耐圧試験および試運転時の通水状態の管理を行い、凍結の可能性がある場合に前記配管または機器内の排水を行うことにより凍結を防止する原子力発電所建設時の工事管理方法。
3. 請求項１記載の原子力発電所建設時の工事管理方法において、前記機器および配管類の通水時期から耐圧試験および試運転時の運転状態を管理し、凍結の可能性がある場合に機器インサービス実施時期を春先まで遅らせ、乾燥保管を行なうことにより凍結を防止する原子力発電所建設時の工事管理方法。
4. 請求項１記載の原子力発電所建設時の工事管理方法において、冬季のインサービスの回避が不可である状態または乾燥保管を行えない通水状態にあって凍結の可能性が高い場合、低温耐性が小さい機器および配管類に近い場所に仮開口およびその開閉用の仮設扉等を設け、外気との取合いを減少すること、扉の開閉時間の制限を行うこと、開閉可能な扉の限定処置を行うことによる管理を行なって前記原子炉建屋内への外気の進入を押さえることで、前記機器および配管類の温度低下による凍結を防止する原子力発電所建設時の工事管理方法。
5. 請求項１記載の原子力発電所建設時の工事管理方法において、冬季のインサービスを避けたり、乾燥保管ができない通水状態にある場合、凍結する可能性が高い機器および配管類の近くに仮設ヒータを設置し、前記原子炉建屋内および機器、配管を加温することにより凍結を防止する原子力発電所建設時の工事管理方法。
6. 請求項１記載の原子力発電所建設時の工事管理方法において、日々変化する現場の外気温度および室温の状況に応じて凍結温度の監視を行い、凍結発生温度となったときに前記機器および配管類の内部から水を抜く工程と、外気温度および室温状況に応じて仮設ヒータによる加温を行なうことにより機器および配管類内の水の温度低下を防ぐ工程と、現場の外気温度および室温状況を監視する工程と、扉の開閉制限を行って冷気の進入を防止することにより前記機器および配管類内の水の温度低下を防止することにより凍結を防止する工程と、を備えることを特徴とする原子力発電所建設時の工事管理方法。

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