JP5769612B2

JP5769612B2 - 放水口水モニタ

Info

Publication number: JP5769612B2
Application number: JP2011272929A
Authority: JP
Inventors: 茂木　健一; 健一茂木; 正樹田口
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-12-14
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2015-08-26
Anticipated expiration: 2031-12-14
Also published as: JP2013124890A

Description

本発明は、原子力プラントの放水口から海や川に放水される排水中に含まれる放射能を検出する放水口水モニタに関する。

一般に、原子力発電プラントからの排水は、所定の放射能処理を施した後に、放水路を通して最終放出端となる放水口へ導かれ、海または川へ放水するように構成されている。従って、この原子力発電プラントからの排水中には放射能がほとんど含まれていないのが通常であるが、放射能処理が良好に行われていない場合には放射能が含まれ、環境汚染の恐れがある。このため、放水路付近に放射能モニタを設置し、排水中の放射能の測定を行っている。
試料となる排水は、放水路の水面下にてサンプリングされ、放射能モニタへ運ばれ、放射能の測定後には放水路のサンプリング地点よりも下流へ放出される。
また、従来の放水口放射線モニタ装置として、放水路から試料水をサンプリングし、降雨による雨水の放射能計数値を減算する技術が示されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開昭６４−５９１９６号公報

従来の試料水のサンプリングにおいては、放水路内から直接ポンプによって排水を汲み取る要領で行われ、サンプリング配管または水中ポンプの採水口は、放水路の水面下の所定位置に配置されていた。この採水口は、フィルタで覆われているが、貝や藻などの海生生物が着床して生息し、時間とともに成長するため、海生生物が障害物となってサンプリング流量は徐々に低下する傾向があった。サンプリング流量を確保するためには、放水路の流水中で、潜水作業によるフィルタ異物除去等のメンテナンスを必要としていた。また、放水路内の排水の流れが速い場合には、排水中に空気の泡が発生しやすく、この泡をポンプが吸入することで、急激な負荷変動が生じ、ポンプ故障の原因となっていた。
この発明は上記の課題を解消するためになされたものであり、流水中での潜水作業の負担を軽減してメンテナンス性を向上させるとともに、ポンプの運転環境改善によるシステム信頼性を向上させることを目的とする。

この発明に係わる放水口モニタは、子力プラントの排水を最終放出端である放水口へ導く放水路の近傍に設けられ、上記放水路の側壁に、排水の水面下となる高さに配設された通水孔を介して、排水が自然流入する縦穴型のマンホール、上記マンホール内に自然流入した排水をサンプリングするサンプリング手段、サンプリングされた排水の放射能を測定する放射能測定手段を備えたものである。

この発明の放水口水モニタによれば、放水路の近傍に設けたマンホール内にて排水を汲み上げる構成であるため、静止水中のサンプリングが可能となり、泡の少ない環境で取水できるためポンプ運転環境を改善することができ、危険を伴う流水中での潜水作業の負荷を軽減できる効果がある。

実施の形態１に係わる放水口水モニタの取水部の構成を示す図である。実施の形態１に係わる放水口水モニタの測定建屋内の配列構成を示す図である。比較例として陸上ポンプを使用した放水口水モニタの取水部を示す図である。実施の形態２に係わる放水口水モニタの取水部の構成を示す図である。実施の形態２に係わる放水口水モニタの測定建屋内の配列構成を示す図である。比較例として水中ポンプを使用した放水口水モニタを示す図である。

実施の形態１．
原子力発電所の復水器の冷却水を排水する放水路の先端の放水口は、原子力発電所プロセスの全排水の最終放出端であり、放水路の近傍には放出される排水の放射能を測定するために放水口水モニタが設置される。
まず、図３に、本発明の実施の形態１の放水口水モニタと比較するための比較例として、放水路２内を流れる排水１中に、直接、採水口（取水口）を配置した取水部の構成を示す。図３の要部断面図側面図に示すように、放水路２内の側壁２ａに支持架台３が取り付けられ、支持架台３に支持されて採水口となるフィルタ４を備えた吸入配管５が、放水路２内の排水１の流水中に配置される。なお、ポンプ（図示せず）は、吸入配管５に接続されて配置される。

この図３の比較例のような取水部構成である場合、フィルタ４の表面には海生生物が付着して目詰まりが生じ、ポンプ流量が低下しやすく、プラント定期検査時及びプラント運転中に、潜水作業によってフィルタの清掃を行う必要があった。また、流水中に支持架台３や吸入配管５およびフィルタ４を配置しているため、これらが障害物となって水中に泡が発生しやすく、吸入配管５に繋がる図示しない陸上ポンプが、発生した泡を吸入することで、陸上ポンプの運転状態が不安定となり、機器に負担が生じるという問題もあった。また、吸入配管５の一部とフィルタ４は流水中に設置されるため、表面を腐食防止処理した支持架台３で強固に固定しなくてはならず、プラント定期検査時には、潜水作業で支持架台３の点検も行う必要があった。

そこで、本発明では、上記のような問題を解消できる構成を提案する。以下、この発明の実施の形態１を、図１および図２に基づいて説明する。図１は、実施の形態１に係わる放水口水モニタの取水部の構成を示す図であり、図１（ａ）は、図３に対応した取水部の要部断面側面図であり、図１（ｂ）は、取水部を上方から観察した上面図である。なお、図１（ａ）は、図１（ｂ）中の一点鎖線に沿った要部断面側面図である。図２は、図１の取水部から試料水として採取した排水を汲み上げるポンプと、試料水の放射能を測定するための各種機器を配置収納した測定建屋内の配列構成を示している。

本実施の形態１による放水口水モニタは、図１に示すように、取水部は、放水路２の近傍に設けられ、放水路２の側壁２ａに設けられた通水孔２６を介して排水１が導入される縦穴型のマンホール１８を備え、このマンホール１８内から試料水を汲み上げることを特徴としており、このマンホール１８内の排水１をサンプリングするサンプリング手段として陸上ポンプ等が用いられ、サンプリングされた排水１の放射能を測定する放射能測定手段として試料水中の放射能を検出する検出装置８等が用いられる。詳しくは、サンプリング手段は、マンホール１８内の排水１を、マンホール１８の水面下に配置された採水口（フィルタ４配置部分と同じ。）からフレキシブルホース２０を介して、マンホール１８外に設置された陸上ポンプ６によってマンホール１８外へ汲み出すための構成である。

マンホール１８は放水路２の近傍に設けられ、放水路２と同じか、それより浅く掘られた縦穴であり、放水路の２の側壁２ａに開口された通水孔２６を通して排水１がマンホール１８に自然流入する構成である。なお、図１の例では、通水孔２６は、側壁２ａの面に対して法線方向に伸びる配置としているが、この配置に限らず、放水路２からマンホール１８内に排水１を自然流入させることができれば、法線に対して斜めとなるように配置してもよい。なお、放水路２の最終放出端は海に面した配置であることが多く、その場合、放水路２内の水位も潮位変化の影響を受けやすい。従って、通水孔２６の側壁２ａでの高さは、排水量とも照らし合わせて、干潮時においても排水１の水面下となる位置に設けるものとする。

また、通水孔２６の寸法は、ポンプによってマンホール１８内の排水１が汲み出されても絶え間なくマンホール１８内に排水１を導入できる寸法であって、マンホール１８内のメンテナンス時に通水孔２６を塞いで止水することが容易となる寸法であることが望ましい。なお、マンホール１８は、作業者が入って作業できる径とし、作業者の昇降用に、マンホール１８の側壁部にはステップ１５が設けられる。また、マンホール１８の深さは、内部に排水１の淀みが生じない寸法に調整される。

さらに、図１に示すように、通水孔２６の排水１が自然流入するマンホール１８側の排水導入口に、ごみを除去する粗ごみフィルタ２１が配置され、マンホール１８内へ流入する排水１の粗ごみが取り除かれる。この粗ごみフィルタ２１は、マンホール１８の側壁に深さ（上下）方向に伸びるように配置されたガイドレール２５によってスライド可能に保持され、所定位置に導かれて配置される。マンホール１８の脇の陸上には、清掃時に粗ごみフィルタ２１を吊り上げて移動させる吊上治具２２が設けられる。ガイドレール２５および吊上治具２２がフィルタ移動手段に相当する。このフィルタ移動手段によって、粗ごみフィルタ２１がマンホール１８から陸上へ引き揚げられて異物除去などのメンテナンスが行われる。この点においても、潜水作業は必要なく、メンテナンス性が向上していることが分かる。

さらに、サンプリング手段の採水口となるフィルタ４が、マンホール１８の水面下に支持架台１９によって固定されて配置される。このフィルタ４は試料水となる排水１の異物を除去するとともに、フレキシブルホース２０以外の全方向からの排水吸入を可能としている。
マンホール１８内の水面下には、粗ごみフィルタ２１と吸入配管１７の先端部となるフィルタ４が配置されるが、これらのフィルタに紫外線を照射するために、複数の紫外線ランプ２３を配置し、紫外線照射による殺菌作用で稚貝等を死滅させ、フィルタへの海生生物の着床を防止している。
採水口となるフィルタ４は、マンホール１８内に立ち下げられるフレキシブルホース２０を介して吸入配管１７に繋げられる。吸入配管１７は、図２の陸上ポンプ６に繋げられ、陸上ポンプ６の稼働によって、マンホール１８内で静止水となっている排水１はフィルタ４を介して汲み上げられ、フレキシブルホース２０、吸入配管１７を通って測定建屋１１０へ運ばれる。

図２に示すように、測定建屋１１０には、排水１を汲み上げる陸上ポンプ６が設置されており、この測定建屋１１０内へ導入された試料水となる排水１は、紫外線照射装置７に通されて殺菌され、貝や藻などが下流の機器内に付着生息するのを防止している。
紫外線照射装置７から排出された試料水は、検出装置８に送られる。検出装置８内において試料容器８３に導入され、放射線検出器８１で試料水中の放射能が検出されて検出信号を出力する。この放射線検出器８１は、試料容器８３に浸漬された検出器保護筒８２の内部に設置され、試料容器８３と共に遮蔽体８４に囲繞されて外部放射線から遮蔽されて
いる。
測定装置９では、放射線検出器８１から出力された検出信号を入力して放射能濃度を測定し、原子力発電所内の放射線監視盤(図示せず)に出力する。

検出装置８から排出された試料水は、流量計１０で流量が測定され、排水管１２から放水路２に排水される。なお、排水管１２は、マンホール１８へ排水１を導く通水孔２６よりも下流側に配置する。流量計１０には流量低警報が設けられ、流量が所定の値以下となったら流量低警報を発信することにより、サンプリングの健全性を監視している。
なお、この放水口水モニタのシステム内で、ポンプ流量に基づいて通水孔２６の径が決められ、運転中に排水１の水面が、放水路２とマンホール１８内とで同じとなるよう調整されている。

このように、図１および図２に示した本発明の実施の形態１の構成であれば、上述したように、放水路２の近傍にマンホール１８を設け、マンホール１８内から試料水をサンプリングすることにより、危険を伴う放水路２内の流水中での潜水作業から作業者を解放することができ、メンテナンス性を向上させられると共に保守コストを低減することが可能となる。
また、排水１をマンホール１８に導入する構成としたことにより、試料水となる排水１内の泡の量を著しく減少させることができ、ポンプの負荷を軽減させることで、ポンプの運転環境を改善でき、システムの信頼性を向上させることができる。さらに、支持架台１９は静止水（ただし、排水１の汲み上げによるマンホール１８内の水の循環はある。）に設置するため、速い流水に設置する場合と比べて、部材の物量を大幅に低減させることができると共に、強度計算が簡素となり、設置コストおよび保守管理コストを低減させられるという効果が得られる。

さらに、粗ごみフィルタ２１及びフレキシブルホース２０の先端のフィルタ４に、紫外線を照射する複数の紫外線ランプ２３を設けて海生生物の着床を防止したので、フィルタの異物除去作業の周期を長くでき、さらに、粗ごみフィルタ２１とその保守のためのガイドレール２５と吊上治具２２を設けて、陸上でのメンテナンスを可能としたため、潜水作業の頻度を大幅に低減させられ、この点においてもメンテナンス性を向上させることができる。

実施の形態２．
上述の実施の形態１では、試料水となる排水１の汲み上げに陸上ポンプ６を用いる例を示したが、この実施の形態２では、水中ポンプを用いる場合について説明する。
以下、この発明の実施の形態２を、図４および図５に基づいて説明する。図４は、実施の形態２に係わる放水口水モニタの取水部の構成を示す図であり、図４（ａ）は、取水部の要部断面側面図であり、図４（ｂ）は、取水部を上方から観察した上面図である。なお、図４（ａ）は、図４（ｂ）中の一点鎖線に沿った要部断面側面図である。図５は、図４の取水部から汲み上げた試料水の放射能を測定するための各種機器を配置収納した測定建屋１１１内の配列構成を示している。また、図６に、比較例として、水中ポンプを放水路２内に直接配置した場合の取水部の要部断面側面図を示す。

図６は、本発明の実施の形態２の放水口水モニタと比較するための比較例で、上述の実施の形態１の陸上ポンプ６の代わりに水中ポンプ１４を使用し、放水路２内の流水中に採水口を配置してサンプリングを行う状態を示している。図６の構成では、水中ポンプ１４は、マンホール１８内で上下方向に伸びるガイド管１３内に保持され、その内部に沿って吊り下げられて排水１中に設置される。水中ポンプ１４の先端には、ごみを吸入しないようにフィルタ４１が直付けされる。水中ポンプ１４は、フレキシブルホース１６を中継して吸入配管１７に接続される。なお、上述の実施の形態１の場合は、陸上ポンプ６が測定建屋１１０内に設置されていたが、この実施の形態２の構成では、水中ポンプ１４を用いるため、陸上ポンプを配置する必要はない。

この比較例のような取水部は、水中ポンプ１４を支持するガイド管１３が、流れている排水１中に設置されるため、サンプリング部を支持架台３で強固に固定する必要があるものであった。
さらに、水中ポンプ１４先端部の採水口となるフィルタ４１は、貝及び藻が付着して流量が低下するため、プラント定期検査時及びプラント運転中においても潜水作業でフィルタの清掃を行う必要があった。また、プラント定期検査時には、潜水作業で支持架台３の点検も行う必要があった。

次に、本実施の形態２について詳述する。上述の実施の形態１ではマンホール１８に立ち下げたフレキシブルホース２０の先端のフィルタ４を採水口とし、この採水口から陸上ポンプ６で排水１を試料水としてサンプリングしたが、この実施の形態２では、図４に示すように、陸上ポンプ６の代わりに水中ポンプ１４を使用し、マンホール１８内に支持架台２４を設け、支持架台２４にマンホール１８の深さ方向に沿ってガイド管１３を取り付け、水中ポンプ１４をガイド管１３の内部に沿って吊り下げて排水１中に設置している。

水中ポンプ１４は先端部の採水口となるフィルタ４１からマンホール１８内の排水１を吸入し、フレキシブルホース１６を中継して吸入配管１７に接続され、試料水は、放射能測定手段へ導かれるよう構成されている。ここで、水中ポンプ１４はガイド管１３内に保持され、試料水のサンプリング時はガイド管１３の下端側に、メンテナンス時はガイド管１３の上端側に移動する構成である。また、吸入配管１７から下流の測定建屋１１１内の機器構成は、実施の形態１の測定建屋１１０と同様であるが、水中ポンプ１４を用いるため、図５に示すように、測定建屋１１１内には陸上ポンプ６は設置されていない。

図４の実施の形態２の取水部は、マンホール１８内のガイド管１３下端位置にて、水中ポンプ１４に直結したフィルタ４１から排水１を試料水としてサンプリングするように構成され、さらに、放水路２から排水１が自然流入する通水孔２６のマンホール１８側の排水導入口に、ごみを除去する粗ごみフィルタ２１を、マンホール１８の側壁には粗ごみフィルタ２１を所定位置に導くガイドレール２５を、マンホール１８の上部には清掃のために粗ごみフィルタ２１を吊り上げる吊上治具２２を設け、更に、粗ごみフィルタ２１及び水中ポンプ１４に直結したフィルタ４１に紫外線を照射する複数の紫外線ランプ２３をマンホール１８の水面下に設けたため、実施の形態１と同様のメンテナンス性向上効果を得ることができる。なお、水中ポンプ１４は、陸上ポンプよりも揚程が大きいため、測定建屋１１１までの距離が遠く、吸入配管１７が長くなる場合、または汲み上げ高さが高い場合でも適用できると共に、試料水中の泡に対しての耐力が大きいためシステム信頼性向上という効果も得られる。

このように、この実施の形態２の放水口水モニタでは、サンプリング手段は、マンホール１８内の排水１を、マンホール１８内に配置された水中ポンプ１４によって、マンホール１８の水面下に配置された採水口（フィルタ４１配置部分と同じ。）からフレキシブルホース１６を介してマンホール１８外へ汲み出す構成である。図６の比較例の構成と比べても、本実施の形態２の放水口水モニタによれば、危険を伴う流水中での潜水作業から作業者を解放することができる。

また、マンホール１８を設けて採水口周囲の雰囲気を静止水とした上で、さらに、水中ポンプ１４をガイド管１３で保護して設置しているため、水中ポンプ１４自体が損傷しにくく、またガイド管１３配置による効果として、水中ポンプ１４のボルトによる固定を不要とし、運転中にポンプを交換する必要が生じた場合に、水中ポンプ１４をガイド管１３
の下端側から上端側へ移動させることで、潜水作業をともなわず、水中から陸上へ引き上げてメンテナンスを行うことができ、保守性を一層向上させられるという効果も得られる。

また、この実施の形態２の放水口水モニタは、サンプリング手段として水中ポンプ１４を用いることで、水の泡への耐性が強いことはすでに述べたが、さらに、実施の形態１と同様に、排水１をマンホール１８内に導入することにより、排水１中の泡の量を著しく減少させることができ、ポンプの負荷を軽減させられるので、ポンプの信頼性を一層向上させることが可能である。さらに、支持架台２４はマンホール１８内に配置され、一部が静止水中に設置されるため、速い流水中に設置した場合に比べて部材の物量を大幅に低減させられると共に、強度計算が簡素となり、設置コストが低減できるという効果も得られる。

１排水
２放水路
２ａ側壁（放水路）
３、１９、２４支持架台
４、４１フィルタ
５、１７吸入配管
６陸上ポンプ
７紫外線照射装置
８検出装置
８１放射線検出器
８２検出器保護筒
８３試料容器
８４遮蔽体
９測定装置
１０流量計
１２排水管
１３ガイド管
１４水中ポンプ
１５ステップ
１６、２０フレキシブルホース
１８マンホール
２１粗ごみフィルタ
２２吊上治具
２３紫外線ランプ
２５ガイドレール
２６通水孔
１１０、１１１測定建屋。

Claims

原子力プラントの排水を最終放出端である放水口へ導く放水路の近傍に設けられ、上記放水路の側壁に、排水の水面下となる高さに配設された通水孔を介して、排水が自然流入する縦穴型のマンホール、上記マンホール内に自然流入した排水をサンプリングするサンプリング手段、サンプリングされた排水の放射能を測定する放射能測定手段を備えたことを特徴とする放水口水モニタ。
上記通水孔から排水が自然流入する上記マンホールの排水導入口に取り付けられ、異物を除去するフィルタ、上記マンホールの深さ方向に沿って設置され、上記フィルタを所定位置に導くガイドレール、上記ガイドレールに沿って上記フィルタを移動させるフィルタ移動手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の放水口水モニタ。
上記フィルタは、上記フィルタ移動手段によって上記マンホールから引き揚げられてメンテナンスが行われることを特徴とする請求項２記載の放水口水モニタ。
上記マンホール内の水面下に設置され、上記マンホールの排水導入口および上記サンプリング手段の採水口に取り付けられたフィルタに紫外線を照射する紫外線ランプを備えたことを特徴とする請求項１または２記載の放水口水モニタ。
上記サンプリング手段は、上記マンホール内の排水を、上記マンホール外に設置された陸上ポンプによって、上記マンホールの水面下に配置された採水口からフレキシブルホースを介して上記マンホール外へ汲み出す構成であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の放水口水モニタ。
上記サンプリング手段は、上記マンホール内の排水を、上記マンホール内に配置された水中ポンプによって、上記マンホールの水面下に配置された採水口からフレキシブルホースを介して上記マンホール外へ汲み出す構成であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の放水口水モニタ。
上記マンホール内に配置された支持架台によって保持され上記マンホールの深さ方向に沿って設置されたガイド管を備え、上記水中ポンプは上記ガイド管内に保持され、サンプリング時は上記ガイド管の下端側に、メンテナンス時は上記ガイド管の上端側に移動する構成であることを特徴とする請求項６記載の放水口水モニタ。