JP6621335B2

JP6621335B2 - 原子力発電所および設計用３ｄ−ｃａｄシステム

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Publication number: JP6621335B2
Application number: JP2016013589A
Authority: JP
Inventors: 逸郎大田; 智貴坂田; 理八木
Original assignee: Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Current assignee: Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Priority date: 2016-01-27
Filing date: 2016-01-27
Publication date: 2019-12-18
Anticipated expiration: 2036-01-27
Also published as: JP2017133922A

Description

本発明は、原子力発電所および設計用３Ｄ−ＣＡＤシステムに関する。

特許文献１には、原子力発電所内の電路に布設された火災防護対象の安全系ケーブルが、３時間の火災の後でも必要な電気特性を維持することが可能な、原子力発電所におけるケーブルの耐火構造を提供することを目的として、原子力発電所の火災防護対象のケーブルが布設された電路と電路を支持する電路サポートとを内側に囲むように配置され、板状の断熱材と、板状の断熱材の外側に板状の断熱材に接して配置されたブランケット状の断熱材とを備える耐火ボードを備え、耐火ボードは、電路および電路サポートから５０ｍｍ以上の間隔を設けて原子力発電所の躯体に固定されて設置され、躯体とで電路と電路サポートとを内側に囲む技術が記載されている。

特許文献２には、穴仕舞い処理の作業難易度の低減のための貫通部穴仕舞い処理管理システムとして、プラント建屋を構成する躯体の情報を記憶する躯体情報と、躯体の情報に関連して機器・盤等の機器の配置に関する情報を記憶する機器・盤配置情報と、機器に関連して環境条件と対応策である要求名称とを記憶する環境条件情報と、要求名称に対応して貫通部の穴仕舞い処理に関する情報を記憶する床・壁貫通穴仕舞い型式情報と、要求名称の個数に応じて貫通部の穴仕舞い処理の難易度に関する情報を記憶する穴仕舞い処理仕様毎作業難易度情報と、機器間の接続に使用する接続手段に関する情報を記憶するケーブル・電線管・ケーブルトレイ・配管・ダクト距離毎作業難易度情報を備え、躯体に隣接する機器で定まる要求名称の個数に応じて穴仕舞い処理の難易度を定め、機器間の接続ルートを穴仕舞い処理の難易度を考慮して決定する技術が記載されている。

特開２０１５−１７１１７６号公報特開２０１２−２３４２５６号公報

原子力発電所の安全系設備は、機器の単一故障が生じてもその機能が十分に維持できるように、機器およびケーブルに対して多重性、独立性を確保することが求められている。このために、安全系設備の機能に応じて機器を区分分けし、各区分を分離して配置する設計としている。また、機器に接続する安全系ケーブルについても、多重化した上で各区分のケーブルを分離して布設可能なように電路（電線管・ケーブルトレイ）の配置設計を実施している。

従来、国内で建設する原子力発電所内の火災防護対策としての電路の分離方法は、ＩＥＥＥ３８４ＳｔａｎｄａｒｄＣｒｉｔｅｒｉａｆｏｒＩｎｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅｏｆＣｌａｓｓ１ＥＥｑｕｉｐｍｅｎｔａｎｄＣｉｒｃｕｉｔｓの規定に基づき、電路相互間を規定距離以上離すことを原則としていた。

しかしながら、福島第一原子力発電所の事故を受けて原子力発電所の安全基準の見直しが実施され、安全系設備の分離には離隔距離だけではなく、物理的分離（障壁等）が要求されることとなっている。

原子力発電所内の火災防護対策としての安全系設備の分離方法として、ＩＡＥＡによる安全基準「ＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＡｇａｉｎｓｔＩｎｔｅｒｎａｌＦｉｒｅｓａｎｄＥｘｐｌｏｓｉｏｎｓｉｎｔｈｅＤｅｓｉｇｎｏｆＮｕｃｌｅａｒＰｏｗｅｒＰｌａｎｔｓ，ＩＡＥＡＳａｆｅｔｙＳｔａｎｄａｒｄｓＳｅｒｉｅｓＮｏ．ＮＳ−Ｇ−１．７」が発行されており、その中で「安全上重要な多重性を持つ機器等は、火災ハザードから分離するために、別々の火災区域に配置されるべきである。」「火災区域は、防火障壁に完全に囲まれている建物、または建屋の一部である。」と記載されている。

国内の原子力発電所において、安全系機器（ポンプ等）を防火障壁（建物の壁・床・天井等）により異区分の安全系機器と分離することは、一般的に適用されている設計方法である。しかし、安全系機器と電源や監視・制御装置（電源盤・制御盤）を接続するケーブルは、各機器の配置されたエリアから電気品室・制御室を連絡するため、原子力発電所内を錯綜して布設されることとなる。原子力発電所内の限られたスペースの中で、複雑に配置された安全系ケーブルの電路を防火障壁で分離することは困難であり、対策方法を検討する必要があった。

上述の特許文献１では、異区分の安全系ケーブルとの分離を要求されるケーブルを布設する電路およびサポートの周囲に防火バリアを設置し、火災区画を構築することで原子力発電所におけるケーブルの火災防護の対策を実現している。この構造は原子力発電所内に錯綜して布設された電路に対して防火バリアによる物理的分離を施すことは可能である。しかし、電路・サポートおよびケーブルを布設した後に防火バリアを設置する工事を実施する必要があり、原子力発電所の建設に必要となる工事期間の延長、ならびに施工コストの増大が発生することとなる。

そのため、従来の原子力発電所の建設期間・コストにインパクトを与えず、現地での追加工事を施すことなく電路の物理的分離を実現するためには、防火障壁として用いられる建物の壁・床・天井等の計画段階で、安全系電路の布設方法・分離方法を考慮した設計を実現することが必要となる。

また特許文献２では、電路設計を容易にするための設計システムとして、原子力発電所内の躯体・機器・盤等の配置情報と環境条件をシステムに登録し、電路の床・壁貫通部を自動選定・管理する貫通部穴仕舞処理管理システムを構築している。

この特許文献２では、発電所内に構築される電路貫通部の位置・個数・処理方法等を自動選定し、予め設計することに寄与する。しかし、安全系ケーブルが異区分の火災区域内に布設されていないことを確認し、最短で適切な電路を通してケーブルを布設する方法を自動的に選定することは出来ない。火災区域内に布設する安全系ケーブルの電路設計を容易にするためには、上記の安全系ケーブル電路の自動選定機能が必要となると考えられる。

上述したように、原子力発電所の安全系設備は、火災により複数区分の機器が同時に機能を喪失することが無いよう、異区分の機器は防火障壁により分離された火災区域にそれぞれ分離して配置することが推奨されている。また、安全系機器に接続する安全系ケーブルおよびケーブルを布設する電路も、同様の分離が推奨されるが、安全系ケーブルは発電所内に分散して配置される各安全系機器から、電源および監視・操作設備の配置されたエリアまでを連続して布設する必要があり、発電所内を錯綜して布設されている。

これらの安全系ケーブルおよび電路を火災区域から物理的に分離するためには、各電路の周囲に防火バリアを個別に設置する必要があり、原子力発電所の建設工事期間の長期化、コスト増大の可能性があった。

本発明は、安全系電路の物理的分離を考慮した原子力発電所およびこのような原子力発電所の設計に有用な設計用３Ｄ−ＣＡＤシステムを提供する。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本発明は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、原子力発電所であって、この原子力発電所内の各所に配置され、同一の機器を複数台有している安全系設備と、この安全系設備用の安全系ケーブルが格納され、前記安全系設備と制御室建屋との間を連絡するための電路と、前記安全系ケーブルのうち前記安全系設備の電源用のケーブルが連絡されている、前記安全系設備の電源盤と、を備え、前記安全系設備、前記電路、および前記電源盤は多重化を目的として複数の区分に分離されており、前記安全系設備、前記電路、および前記電源盤のうち同一区分の前記安全系設備、前記電路、および前記電源盤は、同一の火災区域内に集中して近接した状態となるように配置されており、かつ異なる区分に属する前記安全系設備、前記電路、および前記電源盤とは火災区域が異なるように、かつ異なる区分のうち、同時に喪失することを防止する必要がある区分同士は、隣り合うことが無いように配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、安全系電路の物理的分離を考慮した原子力発電所およびこのような原子力発電所の設計に有用な設計用３Ｄ−ＣＡＤシステムが提供される。上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。

本発明が対象とする原子力発電所における原子炉建屋の一例を示す図である。従来の原子力発電所の原子炉建屋の平面（図１ＡにおけるＡ−Ａ断面）を示す図である。本発明の実施例１における原子炉建屋における火災区域の平面を示す図である。実施例２における異区分の火災区域内に電路を布設した概略を示す図である。図３ＡにおけるＢ−Ｂ断面を示す図である。実施例３における原子炉建屋の上下階に渡る火災区域の配置の概略を示す図である。実施例４における垂直電路貫通部を考慮した火災区域の配置の概略を示す図である。実施例５における原子炉建屋と制御室建屋との間の連絡トレンチにおける火災区域の配置の概略を示す上面図である。図６ＡにおけるＣ−Ｃ断面を示す図である。実施例６における設計用３Ｄ−ＣＡＤシステムの概略を示す図である。

以下に本発明の原子力発電所および設計用３Ｄ−ＣＡＤシステムの実施例を、図面を用いて説明する。

以下の実施例では、原子力発電所内の配置設計に原子炉建屋を選定した場合の安全系区分エリアの設定方法と電路配置設計の方法について説明する。

まず、各実施例共通の原子炉建屋の構成や各機器の概略について図１Ａを用いて、従来の原子力発電所の原子炉建屋の概略について図１Ｂを参照して以下説明する。図１Ａは原子炉建屋の側面の概略を示す図であり、図１Ｂは従来の原子炉建屋の平面図であり、図１ＡのＡ−Ａ断面に相当する。

図１Ａおよび図１Ｂに示すように、原子炉建屋１は、地下３階から地上５階までの複数フロアに分解され、中心部に原子炉格納容器２を有し、周囲の各フロアに安全系機器３および常用系機器４を配置した構成となる。

原子炉建屋１に配置される安全系機器３は、非常時に原子炉を安全に停止・冷却するために必要な設備であり、設備の多重性・独立性を確保するために同一の機器を複数台（主に４系統）設置することとしている。

この安全系機器３には、例えば、原子炉緊急停止系、平均出力領域モニタ系、起動領域モニタ系、プロセス放射線モニタ系、中央制御室外外原子炉停止装置、主蒸気隔離弁、高圧炉心注水系、残留熱除去系、原子炉隔離時冷却系、自動減圧系、非常用ガス処理系、可燃性ガス濃度制御系、原子炉補機冷却水系、原子炉補機冷却海水系、漏洩検出系、格納容器内雰囲気モニタ系、サプレッションプール温度監視系、燃料プール浄化系、ホウ酸水注入系、高圧窒素ガス供給系、換気空調系補機非常用冷却水系等に関する機器、中央制御室換気空調設備、換気空調設備、非常用ディーゼル発電機、非常用直流電源、計装用無停電交流電源、計測制御用交流電源、非常用Ｍ／Ｃ（メタルクラッドスイッチギア）、非常用Ｐ／Ｃ（パワーセンタ）、非常用ＭＣＣ（モーターコントロールセンタ）等の設備等がある。

また、これらの安全系機器３には、電源・操作・監視の目的でケーブル（以下、安全系ケーブルとも記載）が接続される。電源用ケーブルには、例えば、高圧を供給する高圧給電用、高圧ではない通常の電圧を供給する通常給電用があり、操作・監視用ケーブルには、制御系の信号用、計装回路等からの微弱な検出信号用がある。

これらの安全系ケーブルのうち、電源用のケーブルは各系統の電源盤５に連絡するように布設される。操作・監視用のケーブルは制御室建屋６に設置された操作・監視盤まで連絡するよう布設される。

そのため、原子炉建屋１内の安全系ケーブルはケーブルトレイまたは電線管等の電路７を用いて構築され、主に建屋内の壁・天井に沿って布設されている。安全系ケーブルも、安全系機器３と同様に、多重性・独立性を確保するために異区分のケーブルと混在して布設することの無いよう、区分毎に独立した電路７に格納して布設される。

また、安全系機器３は、火災影響により異区分の機器が同時に機能を喪失しないよう、防火障壁８を用いて物理的に分離された火災区域９が異なるように配置されている。

なお、原子力発電所における防火障壁８とは、一般に厚さ３００ｍｍ以上の鉄筋コンクリート製の躯体（以後、防火障壁とも記載）のことを意味する。この防火障壁８は、火災区域９内部で発生した火災が障壁外に影響を与えることなく封じ込め、３時間耐えることが可能な構造となっており、例えば、コンクリート製の壁・床・天井等のことである。また、火災区域９とは、上述のように「防火障壁に完全に囲まれている建物、または建屋の一部」を意味する。

本発明はこのような原子炉建屋を始めとした原子力発電所において、電路７の物理的分離を考慮した防火障壁の配置を持つものであり、また電路７を物理的に分離して布設するための３Ｄ−ＣＡＤシステムに関する発明である。

本発明の原子力発電所では、初期段階での配置計画により、原子力発電所内の安全系ケーブルを布設した電路７が異区分の安全系機器３・電路７と混在しない配置となっており、また同一区分の安全系機器３を物理的に近くに集中配置して同一の火災区域９内に優先して配置することにより、機器間のケーブルや電路７の布設長を低減し、工事に必要となる期間を削減することが可能となっているものである。

また、本発明の設計用３Ｄ−ＣＡＤシステムでは、上記した初期段階における配置設計を容易に実現するため、原子力発電所の配置設計を行う際に、発電所内に各安全区分に分類される火災区域９を入力し、安全系ケーブルが同一の安全区分の火災区域９のみを最短で通過するような電路設計を自動で作成するものである。

＜実施例１＞
本発明の原子力発電所の実施例１を、図２を用いて説明する。図２は、本実施例の原子炉建屋における火災区域の平面図を示す図である。

図２において、原子力発電所内の原子炉建屋１は、東西南北を考慮して、４方向に安全系機器３やその電源盤５が分離して配置されている。また、制御室建屋６と各火災区域９内に配置されている各安全系機器３とを接続する安全系ケーブルがその内側に格納された電路７が布設されている。

上述したように、これらの安全系機器３やその電源盤５、および安全系ケーブルは多重化を目的として複数の区分に分離されており、同一の区分に属する安全系機器３やその電源盤５、および安全系ケーブルが格納された電路７は、同一の火災区域９内に集中して近接した状態となるよう配置されている。すなわち、多重化された安全系機器３や電源盤５、電路７は、異区分に対して物理的に分離されて配置されるために、従来は原子力発電所内に分散して配置されていた同系統の安全系機器３および電源盤５を、原子炉建屋１内に物理的に一つにまとめた同一区分の火災区域９内に集中して配置されており、異なる区分に属する安全系機器３や電源盤５、電路７とは防火障壁８によって異区分での火災の影響を受けないように物理的に分離されるよう配置され、同時に機能喪失することを防止するようになっている。更に、図２に示すように、異なる区分に属する電路７同士は、極力交差させないように配置されている。

例えば、図２に示すように、原子力発電所の安全系が４区分に分類される場合には、発電所の平面上に大きく４区分の火災区域９を定め、原子炉建屋１についても４区分の火災区域９を定める。そのうえで、各区分の安全系機器３・電源盤５・電路７は同一の火災区域９内に配置すると共に、各火災区域９間は防火障壁８（壁・床・天井等）で分離する。

この火災区域９は、各系統に要求される分離指針に基づき、各火災区域９の配置が検討されている。例えば、重要設備が２系統（第１区分および第２区分）しか存在せず、２系統が同時に機能喪失することを防止する必要がある場合には、火災区域の第１区分および第２区分は、可能な限り隣り合うことの無いように配置（図２であれば、図２での右上の火災区域９と左下の火災区域９とする）されることが望ましい。

また、原子炉建屋１の安全系機器３から別建屋である制御室建屋６に安全系ケーブルを連絡する必要がある。このような場合は、連絡先の位置に従って、ある火災区域９からケーブルを連絡する際に異区分の火災区域９を貫通する必要が生じる可能性がある。

そこで、本実施例の原子炉建屋１では、異区分の火災区域９へのケーブル布設を避けるために、予め水平方向に電路７を布設するための電路スペース１０が設けられている。この電路スペース１０はその内側に格納される安全系ケーブルが属する安全系機器３の火災区域９と同一区分のエリアとなっており、スペース周囲が防火障壁８で覆われている。また、電路スペース１０内の電路７には一区分の安全系ケーブルのみが布設される。

次に、本実施例の効果について説明する。

上述した本発明の原子力発電所の実施例１では、原子力発電所内の各所に配置された安全系機器３と、安全系機器３の安全系ケーブル布設用の電路７と、を備えており、安全系機器３および電路７は多重化を目的として複数の区分に分離されており、安全系機器３は、同一区分の安全系機器３は同一の火災区域９内に集中して配置されて異区分の安全系機器３とは火災区域９が異なるように配置されており、電路７は接続される安全系機器３が属する火災区域９とは異区分の火災区域９には布設されていない配置とする。

これによって、原子力発電所の基本設計の時点から、予め安全系機器３を集中配置する火災区域９が設定され、また安全系ケーブルを布設する電路７を同一の火災区域９内に配置されるよう機器・電路配置が構築されるため、発電所内の安全系ケーブルを布設するに当って、電路７を同一の火災区域９内に配置することが容易となり、異区分設備と同一エリアに布設されることが防止される。このため、他区分の火災区域９への配置のために個別の防火バリアを設置する等の追加工事を行うことなく、安全系の電路７が物理的に分離されるとともに、その布設距離を短くすることができる。国内の既設原子力発電所における耐火バリア設置工事では、数ヶ月〜１年以上に渡って工事を実施する必要があることが知られており、本発明の原子力発電所の原子炉建屋１の配置設計を実現することで、工事期間の短縮、施工コストの削減を図ることが可能となる。

また、安全系ケーブルを他建屋等と連絡する際に、異区分の火災区域９を通過することの無いよう、防火障壁８によって異なる火災区域９とは隔離された個別の電路スペース１０を構築し、電路７をその内側に設けるため、より容易に電路７を同一の火災区域９内に配置することができる。

＜実施例２＞
本発明の原子力発電所の実施例２を図３Ａおよび図３Ｂを用いて説明する。図１Ａ乃至図２と同じ構成には同一の符号を示し、説明は省略する。以下の実施例においても同様とする。図３Ａは本実施例の異区分の火災区域を通過する際に埋設電線管を使用する原子炉建屋の一例を示す図であり、図３Ｂは図３ＡのＢ−Ｂ断面図である。

図３Ａに示すように、本実施例の原子炉建屋１Ａは、異区分の火災区域９を囲む防火障壁８の内部に埋設された埋設電線管１１の内側に電路７が布設されている。本実施例では、異区分での火災区域９内に配置される機器との干渉等により、上述の実施例１のように電路スペース１０の確保が困難となっていることから、埋設電線管１１を使用して異区分の火災区域９を通過するよう電路７が布設されている。埋設電線管１１では、目的の区分の火災区域９内に入った位置で躯体１２内から表面側に引き出され、火災区域９内での所定の電路７が布設される。

この埋設電線管１１は、図３Ｂに示すように、鉄筋コンクリート製の壁・床・天井等の躯体１２内側の鉄筋１３の間に設置されており、防火障壁８の表面までの距離が３００ｍｍ以上離れた位置に埋設されている。躯体１２は防火障壁８と同等に厚さ３００ｍｍ以上の鉄筋コンクリート製であり、防火障壁８と同等の扱いが可能である。そのため、火災区域９内部の火災影響により躯体１２が損傷することは無く、埋設電線管１１が影響を受けることは無い。また、コンクリートの断熱性能により、埋設電線管１１は火災区域９内の火災による熱から保護されるため、内部の安全系ケーブルが熱影響により損傷することが防止されている。

埋設電線管１１は、異区分の火災区域９内ではその異区分の火災区域９に露出することなく目的の箇所まで布設することが望ましいが、ケーブル布設のために一部ハンドホール等を設けてもよい。火災区域９に露出する箇所が存在する場合には、その露出箇所にのみ防火バリア等を設置する。

その他の構成は前述した実施例１の原子力発電所と略同じ構成であり、詳細は省略する。

本発明の原子力発電所の実施例２においても、前述した原子力発電所の実施例１とほぼ同様な効果が得られる。

また、電路７は、異区分の火災区域９を囲む防火障壁８内部に埋設された埋設電線管１１の内側に布設されていることにより、防火障壁８で物理的に分離された電路スペース１０の確保が困難な場合でも異なる火災区域９内に電路７が布設されることなく、極力同じ区分内に電路７を布設することができる。

更に、埋設電線管１１は、防火障壁８の表面までの距離が３００ｍｍ以上離れた位置に埋設されていることで、防火障壁８で物理的に分離された電路スペース１０の確保が困難な場合でも異なる区分での火災の影響を受けることなく安定した安全系機器３の稼働が可能となる。

＜実施例３＞
本発明の原子力発電所の実施例３を図４を用いて説明する。図４は本実施例の原子炉建屋の上下階に渡る火災区域の配置例を示す図である。

上述のように、原子炉建屋１Ｂは複数階に分かれた構造であり、各火災区域９は、原子炉建屋１内の各フロアでは平面的に分離される。

しかし、図４に示すように、本実施例の原子炉建屋１Ｂでは、電路７を布設するに当り、上下階の連絡を行う場合に異区分の火災区域９を通過すること無くして、電路７の垂直貫通部を確保するために、火災区域９を設計するに当り、上階１４から下階１５に渡って、同一区分の火災区域９が重なり合って連続した配置となっている。

即ち、上下階で安全系ケーブルを連絡する場合に、安全系ケーブルが上階または下階で異区分の火災区域９に布設されることを防ぐために、電路７を同一の火災区域９内で布設して連絡することが可能となるよう、上下階は同一区分の火災区域９が連続している配置とする。

出来れば、原子炉建屋１Ｂ内の最下階から最上階まで、同一区分の火災区域９が連続する構成であることが望ましいが、所定の階まで連続してればよい。

本発明の原子力発電所の実施例３においても、前述した原子力発電所の実施例１とほぼ同様な効果が得られる。

また、原子力発電所は複数階に分かれた構造であり、同一区分の火災区域９が複数の階にわたって連続して配置されていることにより、上階から下階にわたって貫通した同区分の電路７を配置することができ、各階において異区分の火災区域９を通過させる必要がなく、ある一つの階で異区分の火災区域９を通過させるだけで十分となる。そのため、より確実に異区分への電路７の布設を防止することができる。

＜実施例４＞
本発明の原子力発電所の実施例４を図５を用いて説明する。図５は、本実施例の垂直電路貫通部を考慮した火災区域の配置の一例を示す図である。

本実施例の原子炉建屋１Ｃは、火災区域９を設計するに当り、配置される機器との干渉や仕様等の問題により、上述の実施例３に示すように上下階で配置する同一区分の火災区域９を連続して配置することが困難である場合に好適なものである。

図５に示すように、本実施例の原子炉建屋１Ｃは、ある階に、その上下階を連絡する一区分のケーブルを布設するための連絡用の垂直電路スペース１６が設けられている。垂直電路スペース１６は周囲を防火障壁８で覆うと共に、スペース内の電路７には一区分の安全系ケーブルのみが布設される。

この連絡用の垂直電路スペース１６は、同一区分の安全系機器３が配置されていない階にも同一の火災区域９を確保して上下階を連絡する一区分のケーブルを布設するための垂直方向トレイ配置エリアである。

本発明の原子力発電所の実施例４においても、前述した原子力発電所の実施例１とほぼ同様な効果が得られる。

また、同一区分の安全系機器３が配置されていない階にも、同一の火災区域９の垂直電路スペース１６を有することにより、上下階で同一区分の火災区域９を連続して配置することが困難である場合にも対応することができる。

＜実施例５＞
本発明の原子力発電所の実施例５を図６Ａおよび図６Ｂを用いて説明する。図６Ａは建屋間連絡トレンチにおける火災区域の配置例を示す原子力発電所の上面図であり、図６Ｂは図６ＡのＣ−Ｃ断面図である。

安全系機器３・電路７を配置するにあたって、安全系機器３の操作・監視や電源供給等のために制御室建屋等の他建屋にケーブルを連絡する必要がある場合がある。

そこで、図６Ａに示すように、本実施例の原子力発電所では、原子炉建屋１（ＲｅａｃｔｏｒＢｕｉｌｄｉｎｇ）と制御室建屋６（ＣｏｎｔｒｏｌＢｕｉｌｄｉｎｇ）との間を接続する建屋間連絡トレンチ１７に布設される電路７も異区分の火災区域９には布設されないよう、各区分の電路７の接続箇所を分散して配置する。また、原子炉建屋１の火災区域９とその火災区域９と同じ区分に属する制御室建屋６における火災区域９とをなるべく近接して配置する。更に、建屋間連絡トレンチ１７についても、異区分の電路７が混在して同一の火災区域９に配置されることが無いよう、各区分の電路７の間に防火障壁８を設置して物理的に分離し、その内側には一区分のケーブルのみが布設するものとする。

実施例１と同様に、例えば、重要設備が２系統（第１区分および第２区分）しか存在せず、２系統が同時に機能喪失することを防止する必要がある場合には、建屋間連絡トレンチ１７においても、火災区域の第１区分および第２区分は、可能な限り隣り合うことの無いように配置されることが望ましい。

建屋間連絡トレンチ１７において防火障壁８を通過するための扉２２を設ける場合には、防火障壁と同様に３時間の耐火性能を持つ仕様の防火扉を設置する。なお、防火扉については建屋間連絡トレンチ１７に限られず、各建屋内の防火障壁８に設ける場合にも同様に３時間の耐火性能を持つ仕様の防火扉を設置することが望ましい。

また、図６Ｂに示すように、建屋間連絡トレンチ１７を上下階に分離する場合、火災区域９を上下階を分離する躯体１２（床・天井）で分離して、電路７が各階で異なるようにすることも可能とする。このように火災区域９を個別に設定することも可能である。

本発明の原子力発電所の実施例５においても、前述した原子力発電所の実施例１とほぼ同様な効果が得られる。

また、原子力発電所内の異なる建屋の間を接続する建屋間連絡トレンチ１７に布設される電路７も、異区分の火災区域９には布設されていないことにより、他建屋との接続箇所（建屋間連絡トレンチ１７）においても、異区分の電路７が混在することを防ぐことができ、より確実に異区分への電路７の布設を防止することができる。

なお、他建屋に連絡するケーブルの物量が少ない場合には、実施例２のように、建屋間連絡トレンチ１７の建屋躯体（壁・床・天井等）に埋設した埋設電線管を用いてケーブルを布設し、異区分の火災区域９から分離することができ、この場合でも異区分での火災の影響を防ぐことができる。

＜実施例６＞
本発明の設計用３Ｄ−ＣＡＤシステムの実施例６を図７を用いて説明する。図７は、ケーブル布設エリア自動選定機能を持つ３Ｄ−ＣＡＤシステム（３Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ−ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｉｄｅｄＤｅｓｉｇｎ）の構成を示すブロック図である。

図７に示すように、本実施例の設計用３Ｄ−ＣＡＤシステム３０は、原子力発電所における電路７の布設される火災区域９を自動で選定する機能を持つ設計用システムであり、設計インプットデータおよび作成された最適電路モデルを含めた電子力発電所の設計モデルを記憶する３Ｄ−ＣＡＤデータベース１９と、電路７を異区分の火災区域９に布設させないよう設計する選定部２１と、安全系機器３・電路７の配置を計画する際に、安全系ケーブルが同一区分のエリア内に布設されることを確認すると共に、最短距離で布設されていることを容易に確認するためのモニタ２０とを備えている。

３Ｄ−ＣＡＤデータベース１９に記憶される設計インプットデータには、例えば安全系機器３の仕様（名称、機器を特定する番号、系統、配置等）等、火災区域９の仕様（防火障壁８の仕様、平面位置、垂直位置、境界位置等）等、電路７の仕様（ケーブルトレイと埋設電線管１１の仕様、ＩＤ番号、安全系区分、用途等）等がある。

安全系ケーブルの配置を計画するに当り、設計用３Ｄ−ＣＡＤシステム３０では、３Ｄ−ＣＡＤデータベース１９に、予め、原子炉建屋１内の機器配置を３Ｄ−ＣＡＤにて構築し、安全系機器３の配置に合わせて火災区域９の配置などを入力機器（図示せず）を用いて入力しておく。また、火災区域９の平面位置・垂直位置・境界となる防火障壁８の位置等の情報、更に、各火災区域９に配置される電路７で用いられるであろうケーブルトレイと埋設電線管１１の仕様・ＩＤ番号・安全系区分・用途等の情報についても入力しておく。

次いで、安全系ケーブルの配置を計画するために安全系ケーブルの情報（発点機器や着点機器、安全区分、系統、用途等）が入力されたことを認識したら、選定部２１は、先に入力した火災区域・機器配置・電路配置に関する設計インプットデータを呼び出し、電路７を自動で選定する。

この選定では、選定部２１は、（１）発着点を結ぶ、（２）異区分の区域を通過することなく同一区分の区域内を通過する、また各区分に入った際には適切な電路（ケーブルトレイ・電線管）に布設される、（３）用途（四種類：高圧給電、通常給電、制御系の信号、計装回路等からの微弱な検出信号、等）に応じた電路を選択する、（４）最短の経路となるようにする、の４つの条件を計算条件として用い、電路７を選定して最適電路モデルを構築する。

選定部２１で構築された最適電路モデルは３Ｄ−ＣＡＤデータベース１９に新たに記憶される。また構築された最適電路モデルはモニタ２０に対して出力され、作成された最適電路モデルをオペレータ等が確認できるようになっている。

本発明の設計用３Ｄ−ＣＡＤシステムの実施例６によれば、安全系ケーブルの配線を計画する際に、ケーブルの発点機器・着点機器を入力すると、選定部２１において自動的に同一区分の火災区域９を通過して最短距離で接続できるケーブルルートを自動で計算することができ、またモニタ２０に表示されるため、安全系ケーブルの電路設計に要する時間を短縮することが可能となる。

このような本実施例の設計用３Ｄ−ＣＡＤシステムを用いて設計された原子力発電所は、設計段階において安全系の電路７が物理的に分離されており、工事期間の短縮、施工コストの削減が達成されたものとなる。

＜その他＞
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記の実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。

１…原子炉建屋
２…原子炉格納容器
３…安全系機器（安全系設備）
４…常用系機器
５…電源盤
６…制御室建屋
７…電路（安全系ケーブル）
８…防火障壁
９…火災区域
１０…電路スペース
１１…埋設電線管
１２…躯体
１３…鉄筋
１４…上階の火災区域配置
１５…下階の火災区域配置
１６…垂直電路スペース（連絡用スペース）
１７…建屋間連絡トレンチ
１９…３Ｄ−ＣＡＤデータベース
２０…モニタ
２１…選定部
２２…扉
３０…設計用３Ｄ−ＣＡＤシステム

Claims

原子力発電所であって、
この原子力発電所内の各所に配置され、同一の機器を複数台有している安全系設備と、
この安全系設備用の安全系ケーブルが格納され、前記安全系設備と制御室建屋との間を連絡するための電路と、
前記安全系ケーブルのうち前記安全系設備の電源用のケーブルが連絡されている、前記安全系設備の電源盤と、を備え、
前記安全系設備、前記電路、および前記電源盤は多重化を目的として複数の区分に分離されており、
前記安全系設備、前記電路、および前記電源盤のうち同一区分の前記安全系設備、前記電路、および前記電源盤は、同一の火災区域内に集中して近接した状態となるように配置されており、かつ異なる区分に属する前記安全系設備、前記電路、および前記電源盤とは火災区域が異なるように、かつ異なる区分のうち、同時に喪失することを防止する必要がある区分同士は、隣り合うことが無いように配置されている
ことを特徴とする原子力発電所。
請求項１に記載の原子力発電所において、
前記電路は、異なる火災区域とは防火障壁によって隔離された電路スペースに布設されている
ことを特徴とする原子力発電所。
請求項１に記載の原子力発電所において、
前記電路は、前記異なる区分の火災区域を囲む防火障壁の内部に埋設された電線管の内側に設けられている
ことを特徴とする原子力発電所。
請求項１に記載の原子力発電所において、
前記原子力発電所内の原子炉建屋は複数階に分かれた構造であり、
同一区分の火災区域が複数の階にわたって連続して配置されている
ことを特徴とする原子力発電所。
請求項４に記載の原子力発電所において、
同一区分の安全系設備が配置されていない階に、同一の火災区域の連絡用スペースを有する
ことを特徴とする原子力発電所。
請求項１に記載の原子力発電所において、
前記原子力発電所内の異なる原子炉建屋の間を接続するトレンチに設けられる前記電路も、異区分の火災区域には布設されていない
ことを特徴とする原子力発電所。
原子力発電所における安全系ケーブルを布設するための電路の設計を行う設計用３Ｄ−ＣＡＤシステムであって、
前記原子力発電所は、各所に配置され、同一の機器を複数台有している安全系設備と、この安全系設備用の安全系ケーブルが格納され、前記安全系設備と制御室建屋との間を連絡するための電路と、前記安全系ケーブルのうち前記安全系設備の電源用のケーブルが連絡されている、前記安全系設備の電源盤と、を備え、前記安全系設備、前記電路、および前記電源盤のうち同一区分の前記安全系設備、前記電路、および前記電源盤は、同一の火災区域内に集中して近接した状態となるように配置されており、かつ異なる区分に属する前記安全系設備、前記電路、および前記電源盤とは火災区域が異なるように、かつ異なる区分のうち、同時に喪失することを防止する必要がある区分同士は、隣り合うことが無いように配置されており、
前記設計用３Ｄ−ＣＡＤシステムは前記電路を、接続される安全系機器の属する火災区域とは異区分の火災区域に布設させないよう設計する選定部を備えた
ことを特徴とする設計用３Ｄ−ＣＡＤシステム。