JP2016001043A - 配管防護装置および配管防護方法ならびに原子力設備 - Google Patents

Abstract

【課題】配管の周りへの流体の噴出を抑制すること。【解決手段】流体が流通される配管１０の所定部位の外周を覆う外筒２と、外筒２の一方の端部に固定されて外筒２の周方向に連続しつつ外筒２の径方向内側に延在する第一側蓋部材３と、外筒２の他方の端部に固定されて外筒２の周方向に連続しつつ外筒２の径方向外側に延在する第二側蓋部材４と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、例えば高温・高圧の流体を通過させる配管に破断が生じた場合に、配管の周りへの流体の噴出を抑制する配管防護装置、および配管防護方法、ならびに前記配管防護装置が適用される原子力設備に関する。

従来、例えば、特許文献１に記載の配管防護装置（配管ホイップおよびジェット力防止装置）は、配管の外側に適合し得る形状を持つ複数のクランプ配管部材を有し、複数のクランプ配管部材を配管の外側に接触した状態で配設し、かつ複数のクランプ配管部材がクランプ配管を構成し配管を密接して抱え挟むように締め付けるようにしている。また、特許文献１に記載の配管防護装置は、配管の外側に係止部材が固着突出されており、かつ少なくとも１つのクランプ配管部材に、肉厚方向に貫通する貫通孔が形成され、貫通孔に係止部材を嵌入することによって、クランプ配管から配管が抜け出るのを防止するように構成されている。

特開昭５５−９７５９４号公報

上述した特許文献１に記載の配管防護装置は、配管の係止部材に、クランプ配管をなすクランプ配管部材の貫通孔を嵌入しているだけであり、配管が破断した場合、貫通孔からクランプ配管の外部に高温・高圧の流体が噴出することになる。このように、特許文献１に記載の配管防護装置は、流体の噴出を抑制することが困難であり、この結果、噴出した流体が配管周囲の構造物を破損させる影響や、流体の蒸気により配管周囲の機器類（電気機器など）に故障を生じさせる影響を与えるため、当該構造物や機器類を保護することが困難となる。

本発明は上述した課題を解決するものであり、配管の周りへの流体の噴出を抑制することのできる配管防護装置および配管防護方法ならびに原子力設備を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明の配管防護装置は、流体が流通される配管の外周を覆う外筒と、前記外筒の一方の端部に固定されて前記外筒の周方向に連続しつつ前記外筒の径方向内側に延在する第一側蓋部材と、前記外筒の他方の端部に固定されて前記外筒の周方向に連続しつつ前記外筒の径方向外側に延在する第二側蓋部材と、を備えることを特徴とする。

この配管防護装置によれば、例えば、壁面などを配管が貫通している狭隘な場所において、配管の外周を覆う外筒の一方の端部に外筒の径方向内側に延在して配管と外筒との間隔を狭めるように第一側蓋部材を設け、外筒の他方の端部に外筒の径方向外側に延在して壁面との間隔を狭めるように第二側蓋部材を設ける。これにより、配管が破断した場合、外筒により配管の外周を覆っているため、配管の破断部から噴出する流体を外筒により堰き止めることから、配管の周りへの流体の噴出を抑制することができる。しかも、外筒の一端側において、第一側蓋部材が外筒と配管との間の間隔を狭め、さらに、外筒の壁面に向く他端側において、第二側蓋部材が壁面との間の間隔を狭めている。このため、配管の破断部から噴出する流体を第一側蓋部材および第二側蓋部材により堰き止めることから、配管の周りへの流体の噴出を抑制することができる。この結果、配管から噴出した流体が配管の周りの構造物や機器類に影響を与える事態を防ぎ、当該構造物や機器類を保護することができる。しかも、構造物には、配管から噴出した流体を遮るジェットバリアを設置する必要がなく、構造物側に大きな荷重の作用をなくすことができる。さらに、配管の周りへの流体の噴出を抑制することで、配管と安全上重要な設備とを物理的に分離するための区画化の必要がなく、設備の建屋形状に影響を及ぼす事態を防ぐことができる。

また、本発明の配管防護装置では、流体が流通される配管における壁面を貫通した部位の外周を覆う外筒と、前記外筒の前記壁面に相反する側の端部に固定されて前記外筒の周方向に連続しつつ前記外筒の径方向内側に延在して設けられる第一側蓋部材と、前記外筒の前記壁面に向く側の端部に固定されて前記外筒の周方向に連続しつつ前記外筒の径方向外側に延在して設けられる第二側蓋部材と、を備えることを特徴とする。

この配管防護装置によれば、壁面を配管が貫通している狭隘な場所において、配管が破断した場合、外筒により配管の外周を覆っているため、配管の破断部から噴出する流体を外筒により堰き止めることから、配管の周りへの流体の噴出を抑制することができる。しかも、外筒の壁面に相反する側の端部において、第一側蓋部材が外筒と配管との間の間隔を狭め、さらに、外筒の壁面に向く側の端部において、第二側蓋部材が壁面との間の間隔を狭めている。このため、配管の破断部から噴出する流体を第一側蓋部材および第二側蓋部材により堰き止めることから、配管の周りへの流体の噴出を抑制することができる。この結果、配管から噴出した流体が配管の周りの構造物や機器類に影響を与える事態を防ぎ、当該構造物や機器類を保護することができる。しかも、構造物には、配管から噴出した流体を遮るジェットバリアを設置する必要がなく、構造物側に大きな荷重の作用をなくすことができる。さらに、配管の周りへの流体の噴出を抑制することで、配管と安全上重要な設備とを物理的に分離するための区画化の必要がなく、設備の建屋形状に影響を及ぼす事態を防ぐことができる。

また、本発明の配管防護装置では、前記外筒は、各前記端部が近接または離隔可能に分割して設けられることを特徴とする。

この配管防護装置によれば、第一側蓋部材における配管の外周面に対する隙間の設定と、第二側蓋部材の壁面に対する隙間の調整とを独立して行うことができ、配管の壁面を貫通した狭隘な部分において配管への取り付けを容易に行うことができる。

上述の目的を達成するために、本発明の配管防護方法は、流体が流通される配管における壁面を貫通した部位の外周を第一外筒で覆う工程と、前記第一外筒の前記壁面に相反する側の端部に当該第一外筒の周方向に連続しつつ前記第一外筒の径方向内側に延在して設けられる第一側蓋部材を固定する工程と、前記配管の延在方向に前記第一外筒と相対的に移動可能に設けられた第二外筒により前記壁面に直近する前記配管の外周を覆う工程と、前記第二外筒の前記壁面に向く側の端部に当該第二外筒の周方向に連続しつつ前記第二外筒の径方向外側に延在して設けられる第二側蓋部材を固定する工程と、前記第一外筒を前記配管側に固定した後、前記第二外筒を前記第一外筒に対して移動させて前記第二側蓋部材の前記壁面に対する隙間を調整し、前記第二外筒を前記配管側および前記第一外筒に固定する工程と、を含むことを特徴とする。

この配管防護方法によれば、第一側蓋部材における配管の外周面に対する隙間の設定と、第二側蓋部材の壁面に対する隙間の調整とを独立して行うことから、配管の壁面を貫通した部分において配管への取り付けを容易に行うことができる。

上述の目的を達成するために、本発明の原子力設備は、原子炉で生成された熱により高温・高圧の流体を発生させて配管で送り、当該流体を利用する原子力設備であって、前記配管に、上述したいずれか一つの配管防護装置が適用されることを特徴とする。

この原子力設備によれば、配管防護装置により、配管から噴出した流体が配管の周りの設備内構造物や機器類に影響を与える事態を防ぎ、当該構造物や機器類を保護することができる。このため、設備内構造物には、配管から噴出した流体を遮るジェットバリアを設置する必要がなく、構造物側に大きな荷重の作用をなくすことができる。さらに、配管の周りへの流体の噴出を抑制することで、配管と安全上重要な設備とを物理的に分離するための区画化の必要がなく、設備の建屋形状に影響を及ぼす事態を防ぐことができる。

本発明によれば、配管の周りへの流体の噴出を抑制することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る原子力設備の一例を示す概略構成図である。 図２は、本発明の実施形態１に係る配管防護装置の斜視図である。 図３は、本発明の実施形態１に係る配管防護装置の配管延在方向の平断面図である。 図４は、本発明の実施形態１に係る配管防護装置の配管延在方向の側断面図である。 図５は、本発明の実施形態１に係る配管防護装置の配管径方向の断面図である。 図６は、本発明の実施形態２に係る配管防護装置の配管延在方向の側断面図である。 図７は、本発明の実施形態２に係る配管防護方法の工程図である。 図８は、本発明の実施形態２に係る配管防護方法の工程図である。 図９は、本発明の実施形態２に係る配管防護方法の工程図である。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

図１は、本実施形態に係る原子力設備の一例を示す概略構成図である。図１に示す原子力設備は、加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）である。この原子力設備は、原子炉格納容器１００内において、原子炉圧力容器１０１、加圧器１０２、蒸気発生器１０３および一次冷却水ポンプ１０４が、一次冷却水管１０５により順次接続されて、流体である一次冷却水の循環経路が構成されている。

原子炉圧力容器１０１は、内部に炉心である複数の燃料集合体１０１ａを密閉状態で格納するもので、燃料集合体１０１ａが挿抜できるように、容器本体１０１ｂとその上部に装着される容器蓋１０１ｃとにより構成されている。容器蓋１０１ｃは、容器本体１０１ｂに対して開閉可能に設けられている。容器本体１０１ｂは、上方が開口し、下方が半球形状とされて閉塞された円筒形状をなし、上部に、一次冷却水としての軽水を給排する入口側管台１０１ｄおよび出口側管台１０１ｅが設けられている。出口側管台１０１ｅは、蒸気発生器１０３の入口側水室１０３ａに連通するように一次冷却水管１０５が接続されている。また、入口側管台１０１ｄは、蒸気発生器１０３の出口側水室１０３ｂに連通するように一次冷却水管１０５が接続されている。

蒸気発生器１０３は、半球形状に形成された下部において、入口側水室１０３ａと出口側水室１０３ｂとが仕切板１０３ｃによって区画されて設けられている。入口側水室１０３ａおよび出口側水室１０３ｂは、その天井部に設けられた管板１０３ｄによって蒸気発生器１０３の上部側と区画されている。蒸気発生器１０３の上部側には、逆Ｕ字形状の伝熱管１０３ｅが設けられている。伝熱管１０３ｅは、入口側水室１０３ａと出口側水室１０３ｂとを繋ぐように各端部が管板１０３ｄに支持されている。そして、入口側水室１０３ａは、入口側の一次冷却水管１０５が接続され、出口側水室１０３ｂは、出口側の一次冷却水管１０５が接続されている。また、蒸気発生器１０３は、管板１０３ｄによって区画された上部側の上端に、出口側の二次冷却水管１０６ａが接続され、上部側の側部に、入口側の二次冷却水管１０６ｂが接続されている。

また、原子力設備は、蒸気発生器１０３が、原子炉格納容器１００外で二次冷却水管１０６ａ，１０６ｂを介して蒸気タービン１０７に接続されて、流体である二次冷却水の循環経路が構成されている。

蒸気タービン１０７は、高圧タービン１０８および低圧タービン１０９を有すると共に、発電機１１０が接続されている。また、高圧タービン１０８および低圧タービン１０９は、湿分分離加熱器１１１が、二次冷却水管１０６ａから分岐して接続されている。二次冷却水管１０６ａは、蒸気発生器１０３から高圧タービン１０８および低圧タービン１０９に至る途中に蒸気隔離弁（開閉弁）１１９が設けられている。蒸気隔離弁１１９は、非常時などに閉塞されて蒸気発生器１０３から高圧タービン１０８および低圧タービン１０９に至る蒸気が隔離される。また、低圧タービン１０９は、復水器１１２に接続されている。この復水器１１２は、二次冷却水管１０６ｂに接続されている。二次冷却水管１０６ｂは、上述したように蒸気発生器１０３に接続され、復水器１１２から蒸気発生器１０３に至り、復水ポンプ１１３、低圧給水加熱器１１４、脱気器１１５、主給水ポンプ１１６、高圧給水加熱器１１７および主給水弁（開閉弁）１１８が設けられている。

従って、原子力設備では、一次冷却水が原子炉圧力容器１０１にて加熱されて高温・高圧となり、加圧器１０２にて加圧されて圧力を一定に維持されつつ、一次冷却水管１０５を介して蒸気発生器１０３に供給される。蒸気発生器１０３では、一次冷却水と二次冷却水との熱交換が行われることにより、二次冷却水が蒸発して蒸気となる。熱交換後の冷却した一次冷却水は、一次冷却水管１０５を介して一次冷却水ポンプ１０４側に回収され、原子炉圧力容器１０１に戻される。一方、熱交換により蒸気となった二次冷却水は、蒸気タービン１０７に供給される。蒸気タービン１０７に係り、湿分分離加熱器１１１は、高圧タービン１０８からの排気から湿分を除去し、さらに加熱して過熱状態とした後に低圧タービン１０９に送る。蒸気タービン１０７は、二次冷却水の蒸気により駆動され、その動力が発電機１１０に伝達されて発電される。タービンの駆動に供された蒸気は、復水器１１２に排出される。復水器１１２は、取水管１１２ａを介してポンプ１１２ｂにより取水した冷却水（例えば、海水）と、低圧タービン１０９から排出された蒸気とを熱交換し、当該蒸気を凝縮させて低圧の飽和液に戻す。熱交換に用いられた冷却水は、排水管１１２ｃから排出される。また、凝縮された飽和液は、二次冷却水となり、復水ポンプ１１３によって二次冷却水管１０６ｂを介して復水器１１２の外部に送り出される。さらに、二次冷却水管１０６ｂを経る二次冷却水は、低圧給水加熱器１１４で、例えば、低圧タービン１０９から抽気した低圧蒸気により加熱され、脱気器１１５で溶存酸素や不凝結ガス（アンモニアガス）などの不純物が除去された後、主給水ポンプ１１６により送水され、高圧給水加熱器１１７で、例えば、高圧タービン１０８から抽気した高圧蒸気により加熱された後、蒸気発生器１０３に戻される。ここで、二次冷却水を蒸気発生器１０３に給水する系統を主給水系という。主給水系は、蒸気発生器１０３の二次冷却水の水位を維持するため、主給水ポンプ１１６や主給水弁１１８などが制御される。

［実施形態１］
図２は、本実施形態に係る配管防護装置の斜視図であり、図３は、本実施形態に係る配管防護装置の配管延在方向の平断面図であり、図４は、本実施形態に係る配管防護装置の配管延在方向の側断面図であり、図５は、本実施形態に係る配管防護装置の配管径方向の断面図（図４におけるＡ−Ａ位置断面図）である。

本実施形態の配管防護装置１は、上述したような原子力設備に適用される。例えば、配管防護装置１は、原子力設備において、流体である二次冷却水が流通される配管としての二次冷却水管１０６ａ，１０６ｂに配置される。具体的に、二次冷却水管１０６ａにおいて、配管防護装置１は、原子炉格納容器１００の隔壁１００ａの外側に引き出された直後の部分、または機器（蒸気発生器１０３，高圧タービン１０８，低圧タービン１０９，湿分分離加熱器１１１，蒸気隔離弁１１９）との溶接接続部分に配置される。また、二次冷却水管１０６ｂにおいて、配管防護装置１は、原子炉格納容器１００の隔壁１００ａの外側に引き出された直後の部分、または機器（蒸気発生器１０３，復水器１１２，復水ポンプ１１３，低圧給水加熱器１１４，脱気器１１５，主給水ポンプ１１６，高圧給水加熱器１１７，主給水弁１１８）との溶接接続部分に配置される。なお、配管防護装置１は、原子力設備において、流体である一次冷却水が流通される配管としての一次冷却水管１０５における各溶接接続部分に配置されてもよい。また、本実施形態に係る配管防護装置１は、原子力設備に限らず、高温・高圧の流体が流通される配管に適用されるものである。また、流体とは、高温水などの液体や、蒸気などの気体を含む。

図３および図４に示すように、本実施形態の配管防護装置１は、特に、上述した二次冷却水管１０６ａ，１０６ｂや一次冷却水管１０５などのように流体が流通される配管１０が、壁面１１を貫通した部分に適用される。

配管１０は、例えば、上述した原子力設備の壁を通して設けられ、この壁の壁面１１を貫通して配置されている。また、配管１０は、壁面１１を貫通した部分が固定部材１２により固定されている。固定部材１２は、支持柱１２Ａと、接続部１２Ｂとを有する。支持柱１２Ａは、その基端が設備内の剛性を有する固定部（図示せず）に固定される。接続部１２Ｂは、支持柱１２Ａと配管１０とを接続するもので、配管１０の下部の形状に沿って形成されており、筒の一部をなすように湾曲した形状の部材である。接続部１２Ｂは、その湾曲した内面が配管１０の外面形状に沿って形成され、配管１０に対して、その外縁が溶接により接合される。なお、接続部１２Ｂは、その湾曲した内面が配管１０の外面形状に沿って形成され、配管１０が通される壁の通穴に一部が挿入される場合がある。また、接続部１２Ｂは、その湾曲した内面に支持柱１２Ａの先端が溶接により接合される。これにより、固定部材１２は、支持柱１２Ａと接続部１２Ｂとにより、配管１０を図示しない固定部に接続して固定する。なお、固定部材１２の支持柱１２Ａは、角柱形状として図示しているが、円柱形状や、その他の多角柱形状であってもよい。

このような配管１０に設けられる配管防護装置１は、図２〜図５に示すように、外筒２と、第一側蓋部材３と、第二側蓋部材４と、を含み構成されている。

外筒２は、図２に示すように、配管１０の外周を覆うもので、配管１０の延在方向に沿って筒状に形成され、かつ配管１０への取り付けのために配管１０の径方向で複数（図では２つ）の分割外筒２ａに分割して形成されている。外筒２は、各分割外筒２ａで配管１０の外周を覆うように配置し、各分割外筒２ａを突き合わせた部分を溶接することにより配管１０に取り付けられる。この外筒２は、剛性を維持することのできる、例えば、炭素鋼により形成されている。なお、図３〜図５に示すように、配管１０の外面と外筒２の内面との間に接続部１２Ｂの板厚に等しい間隔が設けられる。

また、外筒２は、固定部材１２の支持柱１２Ａを挿通する開口部７を有している。開口部７は、本実施形態では各分割外筒２ａに分割して設けられ、かつ接続部１２Ｂの外面の大きさよりも小さく開口して形成されている。なお、開口部７は、外筒２が水平方向に分割される場合は一つの分割外筒２ａにまとめて設けられて分割されない。接続部１２Ｂは、その湾曲した外面が、外筒２の内面形状に沿って形成されている。このため、外筒２は、開口部７に固定部材１２の支持柱１２Ａを挿通した状態で配管１０の外周を覆う。このとき、接続部１２Ｂは、配管１０と外筒２との間に介在される。そして、外筒２は、開口部７の開口縁が、接続部１２Ｂの外面に対して溶接により接合される。このため、外筒２は、固定部材１２があっても配管１０の外周を囲んで設けられる。

第一側蓋部材３は、剛性を維持することのできる、例えば、炭素鋼により形成され、図３および図４に示すように、配管１０の外径よりも大きく、かつ外筒２の内径よりも小さい内径を有するとともに、外筒２の外径と同等または大きい外径を有して環状に形成されている。この第一側蓋部材３は、図２に示すように、外筒２と同様に配管１０への取り付けのために配管１０の径方向で複数（図では２つ）の第一分割側蓋部材３ａに分割して形成されている。第一側蓋部材３は、各第一分割側蓋部材３ａを突き合わせた部分を溶接により接合される。このため、第一側蓋部材３は、図３および図４に示すように、各第一分割側蓋部材３ａの内側端３ｂが外筒２の径方向内側（環状の内側）であって配管１０の外周面に向くように配置される。また、第一側蓋部材３は、外筒２の一方の端部であって、壁面１１に相反する側の端部に突き合わせ、この突き合わせた部分を溶接により接合される。このため、第一側蓋部材３は、外筒２の壁面１１に相反する側の端部において、外筒２の径方向内側に延在し、外筒２の内面側と配管１０の外面側との間の間隔を狭める。また、第一側蓋部材３は、その内側端３ｂが配管１０の外周面に対して所定の隙間αを有して配置される。この隙間αは、配管１０が破断した際の環境への噴出蒸気量を制限するとともに、外筒２および第一側蓋部材３が外筒２の径方向に熱により変形したとき、配管１０との接触を防ぐためのものである。

第二側蓋部材４は、剛性を維持することのできる、例えば、炭素鋼により形成され、図３および図４に示すように、配管１０の外径よりも大きく、かつ外筒２の内径と同等の内径を有するとともに、外筒２の外径よりも大きい外径を有して環状に形成されている。この第二側蓋部材４は、図２に示すように、外筒２と同様に配管１０への取り付けのために配管１０の径方向で複数（図では２つ）の第二分割側蓋部材４ａに分割して形成されている。第二側蓋部材４は、各第二分割側蓋部材４ａを突き合わせた部分をシール溶接により接合される。また、第二側蓋部材４は、図２および図４に示すように、外筒２の他方の端部であって、壁面１１に向く側の端部に、外筒２の径方向外側に突出するフランジ部材５がシール溶接により固定されている。フランジ部材５は、外筒２と同様に配管１０への取り付けのために配管１０の径方向で複数（図では２つ）の分割フランジ部材５ａに分割して形成されている。フランジ部材５は、各分割フランジ部材５ａを突き合わせた部分をシール溶接により接合される。なお、フランジ部材５は、本実施形態において固定部材１２を避けるように固定部材１２の近傍には配置されない。そして、第二側蓋部材４は、このフランジ部材５に対して壁面１１側にて突き合わされ、ボルト６により固定される。なお、ボルト６は、第二側蓋部材４を貫通しないため、壁面１１に接触することがない。このため、第二側蓋部材４は、図３および図４に示すように、外筒２の径方向外側に延在し、壁面１１に向く側の外面４ｂにより、壁面１１との間で、外筒２の内面側と配管１０の外面側との間の間隔、および配管１０と壁の通穴との間の間隔を狭める。また、第二側蓋部材４は、壁面１１に向く側の外面４ｂが壁面１１に対して所定の隙間βを有して配置される。この隙間βは、配管１０が破断した際の環境への噴出蒸気量を制限するとともに、外筒２が配管１０の延在方向に熱により変形したとき、壁面１１との接触を防ぐためのものである。

この配管防護装置１によれば、壁面１１を配管１０が貫通している狭隘な場所において、配管１０が破断した場合、外筒２により配管１０の外周を覆っているため、配管１０の破断部から噴出する流体を外筒２により堰き止めることから、配管１０の周りへの流体の噴出を抑制することができる。しかも、外筒２の壁面１１に相反する側の端部において、第一側蓋部材３が外筒２の内面側と配管１０の外面側との間の間隔を狭め、さらに、外筒２の壁面１１に向く側の端部において、第二側蓋部材４が壁面１１との間で、外筒２の内面側と配管１０の外面側との間の間隔、および配管１０と壁の通穴との間の間隔を狭めている。このため、配管１０の破断部から噴出する流体を第一側蓋部材３および第二側蓋部材４により堰き止めることから、配管１０の周りへの流体の噴出を抑制することができる。この結果、配管１０から噴出した流体が配管１０の周りの構造物や機器類に影響を与える事態を防ぎ、当該構造物や機器類を保護することができる。しかも、構造物には、配管１０から噴出した流体を遮るジェットバリアを設置する必要がなく、構造物側に大きな荷重の作用をなくすことができる。さらに、配管１０の周りへの流体の噴出を抑制することで、配管１０と安全上重要な設備とを物理的に分離するための区画化の必要がなく、設備の建屋形状に影響を及ぼす事態を防ぐことができる。

［実施形態２］
図６は、本実施形態に係る配管防護装置の配管延在方向の側断面図である。なお、本実施形態の配管防護装置１は、上述した実施形態１の配管防護装置１に対して、外筒２が、各端部を近接または離隔可能に分離して設けられている点が異なり、他の構成は同様である。従って、以下に説明する実施形態２において、上述した実施形態１と同等の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。

外筒２は、図６に示すように、配管１０の延在方向でそれぞれ伸縮分割外筒（第一外筒）２Ａと、伸縮分割外筒（第二外筒）２Ｂに２分割されている。一方の伸縮分割外筒２Ａは、壁面１１に相反する側の端部を有して第一側蓋部材３が固定される。他方の伸縮分割外筒２Ｂは、壁面１１に向く側の端部を有して第二側蓋部材４が固定される。そして、他方の伸縮分割外筒２Ｂの内周面と、一方の伸縮分割外筒２Ａの外周面とは相互に摺接することで、各端部を近接または離隔可能に相対的に摺動することで、外筒２が配管１０の延在方向に伸縮する。そして、配管１０への取り付けに際し、各伸縮分割外筒２Ａ，２Ｂは、シール溶接により接合される。

一方の伸縮分割外筒２Ａは、図６に示すように、固定部材１２の接続部１２Ｂの外面に対して溶接により接合する。また、他方の伸縮分割外筒２Ｂは、その内周面を一方の伸縮分割外筒２Ａの外周面と摺接するようにしたことで、内径が大きくなり、図６に示すように、内周面と接続部１２Ｂの外面との間に隙間８が生じる。この隙間８をシール溶接により塞ぐことができれば問題はないが、溶接で塞げない場合は、図６に示すように、隙間８に、スペーサ９を入れて溶接を行う。スペーサ９は、他方の伸縮分割外筒２Ｂと一体であっても別体であってもよい。別体の場合は、スペーサ９を他方の伸縮分割外筒２Ｂにシール溶接により接合する。

以下、外筒２を配管１０の延在方向で各伸縮分割外筒２Ａ，２Ｂに２分割した構成において配管防護装置１を配管１０に取り付けるための取り付け方法である配管防護方法について説明する。図７〜図９は、本実施形態に係る配管防護方法の工程図である。

図７は、配管防護装置１を取り付けていない状態を示している。すなわち、配管１０が壁面１１を貫通しており、この貫通した部分が固定部材１２により固定されている。

この図７に示す状態から、図８に示すように、配管１０の外周を一方の伸縮分割外筒（第一外筒）２Ａで覆う。一方の伸縮分割外筒２Ａは、配管１０の径方向で各分割外筒２ａに分割して形成されており、これらを互いにシール溶接により接合することで、配管１０の外周に配置される。

また、図８に示すように、一方の伸縮分割外筒２Ａにおける壁面１１と相反する側の端部に第一側蓋部材３を固定する。第一側蓋部材３は、配管１０の径方向で各第一分割側蓋部材３ａに分割して形成されており、これらを互いにシール溶接により接合することで、配管１０の外周に配置され、さらに一方の伸縮分割外筒２Ａの端部にシール溶接により接合される。なお、第一側蓋部材３は、その内側端３ｂが配管１０の外周面に対して所定の隙間αを有するように、内径の異なる複数種類が用意されており、適したものを選択されて用いられる場合もある。

また、図８に示すように、一方の伸縮分割外筒２Ａの開口部７の開口縁を接続部１２Ｂの外面に対してシール溶接により接合する。これにより、第一側蓋部材３が取り付けられた一方の伸縮分割外筒２Ａが配管１０側に取り付けられる。

さらに、図９に示すように、壁面１１に直近する配管１０の外周を他方の伸縮分割外筒（第二外筒）２Ｂで覆う。他方の伸縮分割外筒２Ｂは、配管１０の径方向で各分割外筒２ａに分割して形成されており、これらを互いに溶接により接合することで、配管１０の外周に配置される。

また、図９に示すように、他方の伸縮分割外筒２Ｂにおける壁面１１に向く側の端部に第二側蓋部材４を固定する。第二側蓋部材４は、配管１０の径方向で各第二分割側蓋部材４ａに分割して形成されており、これらを互いに溶接により接合することで、配管１０の外周に配置され、さらに他方の伸縮分割外筒２Ｂの端部のフランジ部材５にボルト６により接合される。なお、各第二分割側蓋部材４ａは、他方の伸縮分割外筒２Ｂの各分割外筒２ａのフランジ部材５にボルト６により仮接合された状態とされ、この状態で、他方の伸縮分割外筒２Ｂの各分割外筒２ａが互いに溶接により接合され、その後に各第二分割側蓋部材４ａが互いに溶接により接合され、フランジ部材５にボルト６により本接合されてもよい。なお、各第二分割側蓋部材４ａは、溶接により接合しなくてもよい。

そして、一方の伸縮分割外筒２Ａが配管１０側に取り付けられた後、図９の状態から図６に示すように、第二側蓋部材４が固定された他方の伸縮分割外筒２Ｂを一方の伸縮分割外筒２Ａに対して摺動させ、第二側蓋部材４の壁面１１に対する隙間βを調整し、他方の伸縮分割外筒２Ｂの開口部７の開口縁を接続部１２Ｂの外面に対して溶接により接合する。これにより、第二側蓋部材４の隙間βが調整された状態で他方の伸縮分割外筒２Ｂが配管１０側に取り付けられる。さらに、一方の伸縮分割外筒２Ａと他方の伸縮分割外筒２Ｂとを溶接により接合する。

このように、本実施形態の配管防護装置１では、上述した実施形態１に対して外筒２は、壁面１１と相反する側の端部と、壁面１１に向く側の端部とが近接または離隔可能に分割して設けられている。

この配管防護装置１によれば、第一側蓋部材３の内側端３ｂにおける配管１０の外周面に対する隙間αの設定と、第二側蓋部材４の壁面１１に対する隙間βの調整とを独立して行うことができ、配管１０の壁面１１を貫通した狭隘な部分において配管１０への取り付けを容易に行うことができる。

また、本実施形態の配管防護方法は、流体が流通される配管１０における壁面１１を貫通した部位の外周を一方の伸縮分割外筒（第一外筒）２Ａで覆う工程と、一方の伸縮分割外筒２Ａの壁面１１に相反する側の端部に、一方の伸縮分割外筒２Ａの径方向内側に延在して設けられる第一側蓋部材３を固定する工程と、配管１０の延在方向に一方の伸縮分割外筒２Ａと相対的に移動可能に設けられた他方の伸縮分割外筒（第二外筒）２Ｂにより壁面１１に直近する配管１０の外周を覆う工程と、他方の伸縮分割外筒２Ｂの壁面１１に向く側の端部に他方の伸縮分割外筒２Ｂの径方向外側に延在して設けられる第二側蓋部材４を固定する工程と、一方の伸縮分割外筒２Ａを配管１０側に固定した後、他方の伸縮分割外筒２Ｂを一方の伸縮分割外筒２Ａに対して移動させて第二側蓋部材４の壁面１１に対する隙間βを調整し、他方の伸縮分割外筒２Ｂを配管１０側および一方の伸縮分割外筒２Ａに固定する工程と、を含む。

この配管防護方法によれば、第一側蓋部材３の内側端３ｂにおける配管１０の外周面に対する隙間αの設定と、第二側蓋部材４の壁面１１に対する隙間βの調整とを独立して行うことから、配管１０の壁面１１を貫通した部分において配管１０への取り付けを容易に行うことができる。

本実施形態の原子力設備は、原子炉で生成された熱により高温・高圧の流体を発生させて配管１０（二次冷却水管１０６ａ，１０６ｂや一次冷却水管１０５など）で送り、当該流体を利用する原子力設備であって、配管１０に、上述した配管防護装置１が適用されることが好ましい。

この原子力設備によれば、配管防護装置１により、配管１０から噴出した流体が配管１０の周りの設備内構造物や機器類に影響を与える事態を防ぎ、当該構造物や機器類を保護することができる。このため、設備内構造物には、配管１０から噴出した流体を遮るジェットバリアを設置する必要がなく、構造物側に大きな荷重の作用をなくすことができる。さらに、配管１０の周りへの流体の噴出を抑制することで、配管１０と安全上重要な設備とを物理的に分離するための区画化の必要がなく、設備の建屋形状に影響を及ぼす事態を防ぐことができる。

なお、上述した各実施形態において、配管防護装置１の適用は配管１０の直管部分として図示しているが、配管１０の曲部においても配管防護装置１を適用することができる。この場合の配管１０の延在方向とは曲がった後に向く各方向をいう。

なお、上述した原子力設備は、加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）が用いられたものを説明したが、この限りではない。例えば、図には明示しないが、沸騰型原子炉（ＢＷＲ：Boiling Water Reactor）が用いられた原子力設備であってもよく、上述した配管防護装置１は、沸騰型原子炉にて発生した蒸気を通過させる配管についても適用することができる。

１ 配管防護装置
２ 外筒
２Ａ 伸縮分割外筒（第一外筒）
２Ｂ 伸縮分割外筒（第二外筒）
３ 第一側蓋部材
３ｂ 内側端
４ 第二側蓋部材
４ｂ 外面
１０ 配管
１１ 壁面

Claims (5)

1. 流体が流通される配管の外周を覆う外筒と、
   前記外筒の一方の端部に固定されて前記外筒の周方向に連続しつつ前記外筒の径方向内側に延在する第一側蓋部材と、
   前記外筒の他方の端部に固定されて前記外筒の周方向に連続しつつ前記外筒の径方向外側に延在する第二側蓋部材と、
   を備えることを特徴とする配管防護装置。
2. 流体が流通される配管における壁面を貫通した部位の外周を覆う外筒と、
   前記外筒の前記壁面に相反する側の端部に固定されて前記外筒の周方向に連続しつつ前記外筒の径方向内側に延在して設けられる第一側蓋部材と、
   前記外筒の前記壁面に向く側の端部に固定されて前記外筒の周方向に連続しつつ前記外筒の径方向外側に延在して設けられる第二側蓋部材と、
   を備えることを特徴とする配管防護装置。
3. 前記外筒は、各前記端部が近接または離隔可能に分割して設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の配管防護装置。
4. 流体が流通される配管における壁面を貫通した部位の外周を第一外筒で覆う工程と、
   前記第一外筒の前記壁面に相反する側の端部に当該第一外筒の周方向に連続しつつ前記第一外筒の径方向内側に延在して設けられる第一側蓋部材を固定する工程と、
   前記配管の延在方向に前記第一外筒と相対的に移動可能に設けられた第二外筒により前記壁面に直近する前記配管の外周を覆う工程と、
   前記第二外筒の前記壁面に向く側の端部に当該第二外筒の周方向に連続しつつ前記第二外筒の径方向外側に延在して設けられる第二側蓋部材を固定する工程と、
   前記第一外筒を前記配管側に固定した後、前記第二外筒を前記第一外筒に対して移動させて前記第二側蓋部材の前記壁面に対する隙間を調整し、前記第二外筒を前記配管側および前記第一外筒に固定する工程と、
   を含むことを特徴とする配管防護方法。
5. 原子炉で生成された熱により高温・高圧の流体を発生させて配管で送り、当該流体を利用する原子力設備であって、
   前記配管に、請求項１〜３のいずれか一つに記載の配管防護装置が適用されることを特徴とする原子力設備。

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