JP5604471B2 - シェルタ方式の作動装置 - Google Patents

Description

本発明は、原子力発電所のような施設において非常用電源設備または非常用ポンプ駆動設備として使用されるシェルタ方式の作動装置に関する。

従来、例えば原子力発電所、下水処理場などの施設においては、大地震や大津波のような災害発生により外部電力源が全喪失（いわゆるステーションブラックアウト）する非常事態に備え、バックアップ電源として非常用電源（非常用発電設備）や非常用ポンプ駆動設備が設置されている。例えば、前記非常用電源は電動ポンプで水を回して炉心を強制冷却することで原子炉の冷却が保たれる。このような原子力発電所は主に海岸寄りに立地しており、原子力発電所を構成する原子炉建屋、制御建屋、タービン建屋や非常用電源のほとんどが地上に建てられているのが実状である。このため、外部電力源が全喪失するような地震が発生した場合、想定を上回る大津波により各建屋の崩壊や浸水のみならず、非常用電源も崩壊や浸水により致命的な打撃を受けて機能しなくなる。このような非常事態に至ると、電動ポンプで水を回せないので、原子炉の強制冷却ができなくなり、甚大な被害をもたらす。

非常時における原子力発電所などの施設の甚大な被害を軽減するため、地震および津波対策を施した非常用発電設備が提案されている（特許文献１）。この非常用発電設備は、発電設備のすべての機器・装置を１棟の耐震・耐波・水密の建屋内に配し、この建屋の地下に燃料タンクおよびポンプ室を、地上部に常用の発電機や非常用発電機を、屋上に給排気塔をそれぞれ配することにより構成されている（特許文献１）。

特開２０１２−２１９７９号公報

しかしながら、前記特許文献１に開示された非常用発電設備は、燃料タンクとポンプ室のみが建屋の地下に配され、その他は建屋の地上部や屋上に配されるので、大地震の揺れに耐えうるように建屋の地上部分の補強を講じなくてはならない。この建屋は通常、箱型タイプであるので、一定以上の耐震強度を確保するためにはその補強に高コストがかかるうえ、想定を上回る大津波に対して建屋の非常用発電設備を含む地上部が崩壊あるいは浸水し、場合によっては流されて機能を喪失するおそれがある。

本発明の目的は大地震や大津波のような災害に対しても機能喪失するおそれがきわめて低く、かつ比較的低コストで製作できるシェルタ方式の作動装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明に係るシェルタ方式の作動装置は、地下に埋設されるシェルタ内に、発電機または水を送給するポンプからなる作動機とこれを駆動する駆動機とを含む作動ユニット、前記作動ユニットを制御する制御ユニット、および前記駆動機に供給される燃料を貯留する燃料タンクが収納され、前記シェルタは水密構造でかつ地中の圧力に耐える耐圧構造としている。

この構成によれば、水密構造でかつ地中の圧力に耐える耐圧構造であるシェルタ内に、作動ユニット、制御ユニットおよび燃料タンクが収納されており、しかも前記シェルタが地下に埋設されるので、大地震の揺れに対してもシェルタが崩壊しにくく、このシェルタ内の作動ユニット、制御ユニットおよび燃料タンクが破損するおそれがきわめて少ない。また、前記シェルタが地下に埋設されることで、大津波により押し流されるおそれがないうえ、水密構造であるから内部に水が浸入しない。したがって、外部電力源の全喪失といった非常時においても機能喪失を来たすことなく、高い信頼度でシェルタ方式の作動装置を稼動させることができる。

本発明において、前記シェルタは円筒形の周壁を有するものであることが好ましい。シェルタが箱形の周壁を有する場合に比べ、耐圧性の点で優れる。

本発明において、前記作動機は例えば発電機である。これにより、災害時に外部電力源が喪失した場合でも非常用電源設備として稼動させることができる。

本発明において、前記シェルタの上部に開閉自在な開口部が設けられ、前記シェルタ内に、前記作動ユニットを所定方向に移動自在に支持して前記開口部の下方に位置させるレールが設けられているのが好ましい。この構成によれば、作動ユニットの点検時に、作動ユニットをレール上で移動させて開口部の下方にすみやかに位置させることができ、開口部から点検が容易に行え、作業性が向上する。

本発明において、前記シェルタの一端部または両端部に前記燃料タンクが配置されているのが好ましい。燃料タンクの外壁の一部をシェルタの端壁で兼用できるため、シェルタ内に仕切り壁を設けるだけで燃料タンクを形成でき、部品点数の削減、構造の簡素化およびコストダウンを図ることができる。

本発明において、さらに、前記シェルタから上方へ突出して前記駆動機への吸入空気を取り入れる給気ダクトと、前記シェルタから上方へ突出して前記駆動機からの排気を放出する排気ダクトとを備えているのが好ましい。この構成によれば、給気ダクトおよび排気ダクトを前記シェルタから上方へ突出させたことで、津波のような水害による給気ダクトおよび排気ダクトへの浸水のおそれが少なく、作動装置の稼動に支障を来たさない。

本発明において、前記駆動機はガスタービンであるのが好ましい。ガスタービンはディーゼルエンジンよりも小形であり、かつ起動時間が短いから、シェルタをコンパクトにできるとともに、迅速に作動装置を稼動させて非常時に適切に対応できる。

本発明に係るシェルタ方式の作動装置の使用方法は、水密構造でかつ地中の圧力に耐える耐圧構造であるシェルタ内に、発電機または水を送給するポンプからなる作動機とこれを駆動する駆動機とを含む作動ユニットと、前記作動ユニットを制御する制御ユニットと、前記駆動機に供給される燃料を貯留する燃料タンクとを収納してなる作動装置を、地下に埋設して使用するものである。シェルタ方式の作動装置を地中に埋設して使用するので、地震や津波のような災害発生時にも機能喪失を来たすことなく、高い信頼度で作動装置を稼動させることができる。

本発明によれば、水密構造でかつ地中の圧力に耐える耐圧構造であるシェルタ内に、作動ユニット、制御ユニット、および燃料タンクが収納されており、しかも前記シェルタが地下に埋設されるので、大地震や津波のような災害に対してもシェルタが崩壊しにくい。したがって、外部電力源の全喪失といった非常時においても機能喪失を来たすことなく、高い信頼度でシェルタ方式の作動装置を稼動させることができる。

本発明の第１実施形態に係るシェルタ方式の作動装置の縦断面図である。 図１の図１の１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 本発明の第２実施形態に係るシェルタ方式の作動装置の縦断面図である。

以下、本発明の第１実施形態について図面を参照しながら詳述する。図１に示すように、シェルタ方式の作動装置１は、地下Ｂに埋設されるシェルタ２内に、作業機である発電機６とこれを駆動する駆動機７とを含む作動ユニット３と、駆動機７の回転を減速して発電機６に伝達する減速機８と、前記作動ユニット３を制御する制御ユニット４と、前記駆動機７に供給される燃料を貯留する燃料タンク５とが収納された構成になっている。前記シェルタ２は水密構造でかつ地中Ｂの圧力に耐える耐圧構造となっており、図２に示すように、円筒形の周壁２１と、その両端を閉止する図1の端壁２２，２３とを有している。周壁２１と両端壁２２，２３とは、溶接にて一体化されている。前記駆動機７はガスタービンであるが、ディーゼルエンジンでもよい。また、減速機８は省略される場合がある。

前記シェルタ２の上部の所定個所には開閉自在な開口部１０が設けられている。前記開口部１０は通常、開閉カバー９によって塞がれており、手動または自動で開閉カバー９が開閉される。また、前記シェルタ２内に、基盤１１とこの基盤１１の上面に支持された一対のレール１２とが設けられている。レール１２は、前記作動ユニット３を所定方向に移動自在に支持して前記開口部１０の下方に位置させる。レール１２は３本以上設けてもよい。前記所定方向は、この実施形態では周壁２１の軸方向Ｘ、つまり、シェルタ２の長手方向である。このレール１２には、前記作動ユニット３のみならず、制御ユニット４も所定方向に移動自在に支持して前記開口部１０の下方に移動可能としてもよい。

作動ユニット３および制御ユニット４は載置台２６上に設置されており、この載置台２６の下面に設けた摺動溝２８が前記レール１２上をスライドするようになっている。作動ユニット３をレール１２に沿って移動させる移動手段は、基盤１１上に固定された固定端部材２９と載置台２６との間に取り付けられたジャッキ３０からなる。前記作動ユニット３を点検する必要が生じた場合、前記載置台２６をジャッキ３０の伸縮によって前記レール１２上を移動させ、前記載置台２６上の作動ユニット３を開口部１０の下方に位置させる。制御ユニット４についても同様である。

前記燃料タンク５はシェルタ２の一端部（図１の右端側）に配置されており、前記燃料タンク５の外壁の一部を前記シェルタ２の一方の端壁２２および周壁２１の右端部で兼用させている。これにより、シェルタ２内に仕切り壁５１を設けるだけで前記燃料タンク５が構成される。燃料タンク５はシェルタ２の両端部に設けてもよい。

さらに、前記シェルタ２には前記駆動機７への吸入空気を取り入れる給気ダクト１５と、前記駆動機７からの排気を放出する排気ダクト１６とが上方に突出するように設けられている。これらの給気ダクト１５および排気ダクト１６は津波または水害の際にも十分その機能を発揮できる高さまで突出されている。給気ダクト１５は常時は給気口カバー３２によって覆われており、作動ユニット３を作動させるときに給気口カバー３２が、二点鎖線で示すように開けられる。

このようにして構成されるシェルタ方式の作動装置１は地中Bに埋設されて使用され、作動装置１の上方の地表面Ｆ／Ｌ側が鋼板からなる覆い板３３で覆われる。したがって、地表面Ｆ／Ｌから露出する部分は上方へ突出する前記給気ダクト１５および排気ダクト１６のみである。

上記構成の作動装置１を地中Ｂに設置する際には、まず、地上で燃料タンク５付きのシェルタ２内に、開口部１０から制御ユニット４，発電機６、駆動機７および減速機８を入れ、シェルタ２内で発電機６、駆動機７，減速機８を連結して作動ユニット３を組み立てる。つぎに、シュルタ２を地中Ｂに入れ、給気ダクト１５および排気ダクト１６を接続する。点検時には、点検対象の発電機６，駆動機７または減速機８が開口部１０の下方にくるように固定端部材３０により載置台２６をレール１２上で軸方向Ｘに移動させ、開口部１０から上方へ取り出すか、または取り出さないで開口部１０を通してアクセスして点検する。

このシェルタ方式の作動装置１は、水密構造でかつ地中の圧力に耐える耐圧構造であるシェルタ２内に、作動ユニット３、制御ユニット４、および燃料タンク５が収納されており、しかも前記シェルタ２が地下Ｂに埋設されるので、大地震の揺れに対してもシェルタ２が崩壊しにくく、このシェルタ内の前記作動ユニット３、前記制御ユニット４、および前記燃料タンク５が破損するおそれがきわめて少ない。また、前記シェルタ２が地下Ｂに埋設されることで、津波により押し流されるおそれがなく、水密構造であるから内部に水が浸入しない。したがって、外部電力源の全喪失といった非常時においてもシェルタ方式の作動装置１である発電装置を高い信頼度で稼動させることができる。

シェルタ２は図２に示すように、その縦断面が円筒形の周壁２１を有する構造であるから耐圧性に優れ、しかもこのシェルタ２が地下Ｂに埋設されて使用されるので、従来の地上設置タイプの箱型建屋の場合に比べ、地震の激しい揺れに対しても崩壊せず、津波によって流されるおそれもない。

図１や図３に示すように、シェルタ２の上部に開閉自在な開口部１０を設けており、シェルタ２内に、作動ユニット３を所定方向Ｘに移動自在に支持して前記開口部１０の下方に位置させるレール１２を設けているので、作動ユニット３の点検時に、この作動ユニット３をレール１２上で移動させて開口部１０の下方にすみやかに位置させることができ、開口部１０からの点検が容易に行え、作業性が向上する。

図１や図２に示すように、シェルタ２の一端部（図１右側）に燃料タンク５が配置したので、燃料タンク５の外壁の一部を前記シェルタ２の一端部である端壁２２で兼用できるため、仕切り壁５１を設けるだけで燃料タンク５を形成でき、構造の簡素化およびコストダウンを図ることができる。

図１や図２に示すように、シェルタ方式の作動装置１は、シェルタ２から上方へ突出して駆動機７への吸入空気を取り入れる給気ダクト１５と、前記駆動機７からの排気を放出する排気ダクト１６とを備えているので、津波発生時に給気ダクト１５および排気ダクト１６が津波などにより浸水するおそれが少ない。

本発明の第２実施形態について図３を参照しながら説明する。この第２実施形態は前述した第１実施形態と比べ、発電機６に代えて作業機としてポンプ３４を配置したものであり、その他の構成は同一であるので、同一または相当する部分には同一の符号を付してその詳しい説明は省略する。この第２実施形態の場合、前記第１実施形態が非常用発電設備として稼動されるのに対し、水害時に浸水地域から水を排出するポンプ駆動設備として稼動させることができる。

以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施形態を説明したが、当業者であれば、本件明細書を見て、自明な範囲内で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。したがって、そのような変更および修正は、添付の特許請求の範囲から定まる本発明の範囲内のものと解釈される。

１…シェルタ方式の作動装置
２…シェルタ
３…作動ユニット
４…制御ユニット
５…燃料タンク
６…発電機（作動機）
７…駆動機
８…減速機
１０…開口部
１２…レール
１５…給気ダクト
１６…排気ダクト
１７…覆い板
１８…シェルタの外壁
２１…周壁
３４…ポンプ（作動機）
Ｘ…所定方向

Claims (6)

1. 地下に埋設されるシェルタ内に、発電機または水を送給するポンプからなる作動機とこれを駆動する駆動機とを含む作動ユニット、前記作動ユニットを制御する制御ユニット、および前記駆動機に供給される燃料を貯留する燃料タンクが収納され、
   前記シェルタは水密構造でかつ地中の圧力に耐える耐圧構造であり、
   前記シェルタの上部に開閉自在な開口部が設けられ、
   前記シェルタ内に、前記作動ユニットを移動自在に支持するレールと、前記作動ユニットを前記レールに沿って移動させて前記開口部の下方に位置させる移動手段とが設けられているシェルタ方式の作動装置。
2. 請求項１において、前記シェルタは円筒形の周壁を有するシェルタ方式の作動装置。
3. 請求項１において、前記作動機が発電機であるシェルタ方式の作動装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項において、前記シェルタの一端部または両端部に前記燃料タンクが配置されているシェルタ方式の作動装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項において、さらに、前記シェルタから上方へ突出して前記駆動機への吸入空気を取り入れる給気ダクトと、前記シェルタから上方へ突出して前記駆動機からの排気を放出する排気ダクトとを備えたシェルタ方式の作動装置。
6. 請求項１から５のいずれか一項において、前記駆動機はガスタービンであるシェルタ方式の作動装置。
   
   

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