JPS6394A - ライニング槽 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は例えば原子力発電プラントあるいは一般科学プ
ラントに多用されているライニング槽の改良に関する。

（従来の技術） 原子力発電プラントあるいは一般科学プラント等にあっ
ては、オーステナイト系ステンレス鋼等の金属ライニン
グを施したライニング槽が使用されている。原子力発電
プラントを例にとっていえば、放射性排気物を貯留する
容器として上記ライニング槽が使用されており、放射性
廃棄物をこのライニング槽内に貯留することにより放射
能の減衰を図るものである。

ところで原子力発電プラントは昨今大形化する傾向にあ
り、また−方では耐震上の問題からその大きさは制限を
受ける。その結果ライニング（ａとしては容積効率の高
いものが要求されるようになっている。このようなライ
ニング（Ｄを上記放射性廃棄物の貯板として使用する場
合には、放射能漏れを考慮して安全性に関して厳しいも
のが要求される。

■まずその１つの条件としては、あらゆる状況において
もその機能が保持されることである。これをさらに具体
的にいえば、地震が発生してもあるいは長期間が経過し
ても、腐蝕、変形あるいは破断事故を起さないことであ
る。

■他の１つの条件としては、万一の事故（例えば漏洩事
故等である）が発生した場合であっても、該事故を早期
に発見して迅速な処置が施せることである。

以下さらに具体的に説明する。まずライニング槽は本来
外圧あるいは他の荷重を受けないという前提で設計・構
築がなされおり、その結果ライニング板は構造的強度を
受けもたず、内容物の流出防止滋能（シール機能）を発
揮するだけである。

構造的強度ついてはコンクリート製躯体に依存している
。よってかかる前提が通用する部分にあっては問題はな
いが、そうでない部分、例えば容器内構造物、配管等を
支持するサポートとライニング板との接合部、あるいは
管台とライニング板との接合部等については問題がある
。これらの部分には荷重が作用するからである。

以下第４図を参照して説明する。第４図はライニング槽
のサポート支持部の構成を示す断面図である。図中符号
１はオーステナイト系ステンレス鋼製のライニング板で
ある。このライニング板１はコンクリート製躯体２にラ
イニングされている。

上記ライニング板１の一部は厚板ライニング板３となっ
ており、この厚板ライニング板３の裏側（コンクリート
製躯体２側）には裏当金４が設置されている。図中符号
５は溶接部である。上記裏当金４には複数本（例えば４
本）アンカー６が固着されており、このアンカ６を介し
て上記コンクリ−８１１１１体２に固定されている。−
方ライニング槽内には容器内構造物を支持するサポート
（例えばＬ型鋼からなる）７が設置されており、上記厚
板ライニング板３に溶接されている。図中符号１２はそ
の溶接部である。上記ライニング板１と裏当金４との間
には漏洩検出用の環状空間８が形成されている。また裏
当金４には上記環状空間８に連通した導通孔９が略水平
方向に形成されており、この導通孔９は漏洩検出管１０
に連通している。この漏洩検出管１０は曲管１０ａとそ
れに溶接された直管１０ｂ等から構成されている。上記
直管１０ｂにはサイトグラス１１が介挿されている。上
記漏洩検出管１ｏの曲管１０ａは裏当金４に溶接されて
いる。図中符号１３はその溶接部である。また第５図は
第４図における溶接部５をより広範囲なものにした例で
ある。ここで溶接部５を広範囲なものとした背慎につい
ては後述する。

次に第６図およ第７図を参照して管台とライニング板の
接合部について説明する。図中符号２１は管台であり、
この管台２１は厚板ライニング板３、裏当金４およびコ
ンクリート製躯体２を負通して配設されており、厚板ラ
イニング板３に溶接固定されている。図中符＠２２はそ
の溶接部である。またこのような管台２１を設置する場
合は、上記溶接部２２からの漏洩も考えられるため、裏
当金４に環状空間２３が形成されており、この環状空間
２３と導通孔９との間には別の導通孔２４が鉛直方向に
形成されている。よって溶接部２２から漏洩した場合で
あっても、上記環状空間２３、導通孔２４、導通孔９を
介して漏洩検出管１０内に流出する。尚図中符号２５は
スリーブである。

また第７図に示すのは、第６図における溶接部５をより
広範囲にしたものであり、前記第５図に示し場合同様そ
の背景については後述する。

このような従来の構成によると以下のような問題がある
。

■まず第４因において、サポート７に作用する荷重は、
溶接部１２、厚板ライニング３、溶接部５、裏当金４を
介してアンカ６に伝達され、このアンカ６を介してコン
クリート１６１ｉ１体２に伝達される。

このような荷重経路からすると溶接部５にはかなりの荷
重が作用するにもかかわらずその溶接範囲が小さく構造
的強度に劣ると思われる。よって最悪の場合には溶接部
５が破断することも予想され、したがって溶接部５が受
持ち荷重を制限するための大きな要因となってしまう。

従来はこのような点に基づいてライニング槽内部構造物
の重Ｈをυ１限するとともに、厳密な応力計算を行なっ
て溶接部５が破断しない程度に限度−杯の荷重を作用さ
せることがなされている。あるいはサポート７の支持部
の数を増加させる方法が採用されていた。

したがってライニング槽内部構造物の設計は非常に困難
なものとなっているとともに、容器内構造物自体も殆ど
余裕のないものとなっていた。特に溶接作業が殆ど現場
で行なわれることが、事態をますます困難なものとして
いた。そこで考えられたのが前述した第５図に示すライ
ニング槽である。

第５図に示すライニング槽の場合には、前述したように
溶接部５が第４図に示した場合に比べて広範囲に亘るも
のとなっている。これによって構造的強度の向上を図ら
んとしているのである。しかしながらこのように溶接部
５の領域を拡大したことにより構造的強度は向上したも
のの別の問題が発生している。すなわち溶接部５を拡大
したことにより、残留応力および溶接ひずみの問題が新
たに浮上したのである。すなわち溶接部５の拡大により
残留応力が増大した。これは溶接工学の分野では周知の
ことである。そして溶接施行時に裏当金４にも「大きい
入熱」および「深い溶は込み」が発生する。そして溶接
が完了しない内に冷却されると溶接部５およびその裏面
の溶込み部が大きく収縮してしまう。上記裏当金４はア
ンカ６によって固定されているが、仮に固定されていな
いとしたら裏当金４はコンクリート製躯体２側を凹とし
て皿型に変形してしまうこととなる。この変形はオース
テナイト系ステンレス鋼の場合特に大きいものである。

しかしながら実際には裏当金４はアンカ６によって固定
されているので変形することはとない。その結果アジ力
６に極めて大きな力が作用することになる。つまり裏当
金４が変形しようとしているのをアンカ６が阻止してい
るからである。このときアンカ６に作用する荷重は大き
なものであり、しかもこの大きな荷重は永久荷重となっ
てライニング槽の寿命中軽罐されることなくアンカ６に
作用している。

これは第７図に示した管台２１の場合も同様である。す
なわち前述したように第７図に示すように溶接部５の範
囲を拡大することにより、第６因に示した場合に比べて
その構造的強度を高めようとしているが、この場合にも
同様に問題の解決には至っておらず、残留応力および溶
接ひずみの問題が新たに発生するのである。

また溶接部５を拡大することはコスト的に問題がある。

例えばある原子力発電プラントでは、厚板ライング板３
の数は１５００＠であり、その形状は円形で直径が約３
００１１ＬＩ＋である。溶接部５の長さは１個について
１０００趙程度で、１５００個分に換算すると１．５Ｐ
ＧＭに達する。又溶接工数について考察すると溶接部１
個を完成するのに約８時間を要しくこれは第５図あるい
は第７図に示すように溶接部５の領域を拡大した場合の
ものである）　、１５００個では１２０００時間程度を
要することとなる。尚溶接量を増大させない場合には、
１個につき２時間を要するので約３０００時間を必要と
する。よって溶接部５の領域を拡大することにより９０
００時間余計に時間を必要とすることになる。このよう
に物ａの増大および溶接作業時間の延長を来たすことは
もとよりプラント全体の建設工期を大幅に延長すること
にもなる。

■第２番目の問題として、面の不一致があげられる。第
４図乃至第７図ではコンクリート製１！体２、裏当金３
の裏面、およびライニング板１の表面とが完全に一致し
ているように示されているが、実際にはこれらの面を一
致させることはＩめて困難なことである。これを第８図
および第９図を参照して説明する。第８図に示すように
コンクリート製躯体２、裏当金４、およびライニング板
１との間には隙間３１が発生している。このように隙間
３１が発生した状態で溶接することは非常に困難であり
、裏当金４とライニング板１との溶接端面を接触させる
ためには、ライニング板１の端面周辺を局部的に３次元
に曲げなければならない。しかしながら該曲げ作業は例
え工場で行なうにしても容易なことではない。したがっ
て工場ではなく現場で行なう場合にはさらに困難を伴な
い、結局隙間３１を残した状態で溶接してしまうことが
多く、又上記隙間３１の部分をハンマ等で殴打して、隙
間３１を小ざくすることが行なわれる。従来裏当金４の
外周とコンクリート製躯体２との面違いを防止するため
に、コンクリート打設時に裏当金４とコンクリートせき
板（図示せず）とをボルト等により固定することがなさ
れていたが、これでは局部的な曲面を発生させるのみで
、大きい曲率の面を得ることはできなかった。

また隙間に関しては別の問題もある。これを第９図を参
照して説明する。溶接部５の施行が終了すると収縮が起
り、「はねあがり」という変形用↑により隙間３１ａが
発生する。ライニング槽の構造的強度は前述したように
コンクリート製猥体２に依存するが、上記隙間３１ａの
発生によりその前提が崩壊されてしまう。すなわちライ
ニング槽内に貯留液が流入すると、その貯留液の水頭と
ライニング板１の面積に応じた全圧力がライニング板１
に作用してライニング板１に曲げ応力が作用する。この
曲げ応力は支持点である溶接部５で最大となる。ライニ
ング板１は通常４　ｈｓ以上のものが使用されているこ
とを考慮すれば発生する応力も無視できないものである
。また貯留液の流入・排出を繰り返すライニング槽では
上記曲げ応力が繰り返し応力となり、疲労解析を必要と
する極めて因難な問題となっている。

また前記隙間３１．３１ａによる他の１つの問題に漏洩
検出機能の問題がある。これについては後述する。

■次に位置精度の問題について述べる。第４図乃至第７
図に示したものにおいて、ライニング板１と裏当金４の
中心とは正確に−致しなければならない。ところがコン
クリートを打設する際にコンクリートの圧力により裏当
金４が移動してしまったり、或いは傾むいてしまうこと
がある。その状態が第８図に示す状態である。この第８
図に示す場合にはライニング板１と裏当金４とが傾むい
た状態である。これに対しては支持部材を使用して対処
する方法があるが、漏洩検出管１０との関係で支持部材
の大きざが制限され、あまり効果的な支持をＶｌ供する
とはできない。また漏洩検出管１０と干渉するような大
きな支持部材を使用しようとすれば、例えば漏洩検出管
１０の貫通孔を支持部材に形成する等の作業を必要とし
、極めて繁雑な作業となってしまう。

■次に問題となるのが前述した漏洩検出機能についてで
ある。まず溶接部５に漏洩が発生すると、漏洩した貯留
液は環状空間８に捕集され、導通孔９を介して漏洩検出
管１０内に流入する。その際前述した隙間３１あるいは
３１ａが存在することにより、゛漏洩した貯留液がこの
隙間３１あるいは３１ａ内に流入して上記したルートに
流れ込まないのである。すなわち漏洩検出の対処として
は例えばクラックあるいはピンホールであり、そこから
の漏洩は極めて微少なものである。これらクラックある
いはピンホールのうちに漏洩を検出して大きな漏洩事故
の発生を未然に防止するものであるが、上記クラックあ
るいはピンホールの場合には微少な漏洩であって漏洩し
た貯留液が勢い良く流れ出ることはなく、よって環状空
間８から導通孔９に流れ込む前に隙間３１あるいは３１
ａ内に流入してしまうのである。次に上記隙間３１ある
いは３１ａが狭い場合には、毛細管現象により隙間側の
吸引力が大きくなって漏洩した貯留液の導通孔９側への
流入を阻害してしまうのである。このように隙間３１あ
るいは３１ａが大きい場合にも小さい場合にも正規の漏
洩検出ルートによる漏洩の検出が不可能となってしまと
いう問題がある。

■さらに漏洩検出経路の確認検査（例えば漏洩検出管１
０が閉塞されているか否かといった検査）の問題がある
。すなわち前提として漏洩検出管１０にあまり大径の配
管を使用するとはできず比較的小径の配管となってしま
う。その為コンクリート打設時に曲げを受けたり、最悪
の場合には潰されることも予想される。又前記隙間３１
．３１ａが発生した場合には、コンクリート打設時に漏
洩検出管１０内にコンクリートが流入することも予想さ
れ、その場合には漏洩検出管１ｏが閉塞してしまう。ま
た閉塞されたか否かを検査する方法としては水又は空気
を流通させるような方法しがなく、その為小々の閉塞状
態を検出することは不可能である。それと共に仮に完全
に閉塞されたことが確認できてもこれを導通・修復する
手段が無い。すなわちコンクリート製躯体２のコンクリ
ートを破壊して閉塞された漏洩検出管１０を撤去して、
新たな漏洩検出管１０を再度配設し、その後にコンクリ
ートを打設するといった方法しかないのである。

（発明が解決しようとする問題点） このように従来のライニング槽にあっては上述した種々
の問題があり、本発明はまさにこのような点に基づいて
なされたものでその目的とするところは、構造的強度を
向上させるとともに、漏洩検出機能を向上させることが
可能なライニング槽を提供することにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） すなわち本発明によるライニング槽は、コンクリート１
１体と、このコンクリート製躯体にライニングされた金
属ライニング板と、上記コンクリート製躯体１体に上記
金属ライニング板と一部重合した状態でライニングされ
かつ金属ライニング板と溶接され配管又はサポート等を
支持しアンカを介して上記コンクリート製躯体に固定さ
れた厚板金属ライニング板と、上記コンクリート性躯体
内に埋込まれ上記厚板金属ライニング板を支持する埋込
部材と、上記金属ライニング板と厚板金属ライニング板
との重合部に形成され金属ライニング板と厚板金属ライ
ニング板との溶接部から漏洩した貯留液を導入する環状
空間と、この環状空間に連通し上記埋込部材に鉛直方向
に形成された漏洩検出溝と、この漏洩検出溝以後の流路
に配置されたサイトグラスとを具備したことを特徴とす
るものである。

（作用） つまり従来の裏当金の機能を厚板ライニング板に兼用さ
せることにより、配管又はサポート等から伝達される荷
重を厚板ライニング板およびアンカを介してコンクリー
ト製躯体に直接伝達し、それによって金属ライニング板
と厚板金属ライニング板との溶接部の荷重負荷を軽減す
る。それと共に埋込み部材に環状空間に連通ずる漏洩検
出溝を鉛直方向く漏洩する貯留液の自由流れ方向に一致
する方向）に形成して上記溶接部から漏洩する貯留液を
確実に検出せんとする。

（実施例） 以下第１図および第２図を参照して本発明の一実施例を
説明する。本実施例は従来使用されていた裏当金の使用
を廃止し、裏当金の機能を厚板ライニング板が兼用する
ものである。以下詳細に説明する。図中符号１０１はラ
イニング板であり、このライニング板１０１はコンクリ
ート製躯体１０２にライニングされている。上記ライニ
ング板１０１の一部には厚板ライニング板１０３が設置
され、この厚板ライニング板１０３は、埋込部材（図で
はＬ型鋼が使用されている）１０４にその表面を一致さ
せて取付けられている。上記厚板ライニング板１０３に
はアンカ１０５が固着され、このアンカ１０５を介して
コンクリート１１体１０２に固定されている。上記厚板
ライニング板１０３の端部とライニング板１０１との重
合部には環状空間１０６が形成されている。−方上記埋
込部材１０４側には上記環状空間１０６に連通ずる漏洩
検出溝１０７が鉛直方向に形成されている。

尚上記ライニング板１０１はコンクリートが硬化した後
に環状空間１０６を覆うようにして取付けられる。又厚
板ライニング板１０３にはサポート１０８が溶接されて
いる。尚図中符号１０９．１１０および１１１は溶接部
である。

上記構成によると、まず荷重の支持であるが、サポート
１０８に作用する荷重は全て溶接部１０９を介して厚板
ライニング板１０３に作用する。この厚板ライニング板
１０３に作用した荷重はアンカ１０５を介してコンクリ
ート製躯体１０２に支持される。その結果溶接部１０６
への荷重負荷は大幅に軽減されている。

次に漏洩の検出であるが、溶接部１１０に漏洩が発生し
た場合には、漏洩した貯留液は環状空間１０６に捕集さ
れ、さらに漏洩検出溝１０７に流入してサイトグラス１
１２に流入する。

以上本実施例によると以下のような効果を奏することが
できる。

■まず従来使用していた裏当金の使用を廃止して、その
機能を厚板ライニング板１０３に兼用させる構成である
ので、溶接部１１０に対するサポート１０８からの荷重
伝達が全（無くなり（あるいは大幅に軽減される）、サ
ポート支持部としての構造的強度が大幅に向上する。そ
して従来のように溶接部１１０が受持荷重を制限する要
因となるといったことは無くなり、その結果設計条件が
緩和されるとともに、溶接施行および検査に対する要求
が緩和され、容器内構造物は強度的余裕の大きなものと
なり安全性が大幅に向上する。

■また上述したように溶接部１１０には構造的強度は要
求されず、もっばらシール機能のみが要求されるので、
残留応力と溶接ひずみの問題が解決される。すなわち従
来は溶接部にはシール機能のみならず荷重支持機能をも
要求されており、かかる荷重支持様能を向上させるため
に溶接部の範囲を拡大するといったこともなされていた
。その点本実施例では溶接部１１０はシール様能のみを
発揮すればよく、よって溶接の山としては微少なもので
事足りることとなり、それよって残留応力および溶接ひ
ずみの問題を効果的に解決できるものである。また上記
溶接部の低減はコストの低減を図る上でも極めて効果的
であり、実施例によれば従来の１８程度で事足りること
となる。

■次に本実施例では厚板ライニング板１０３を埋込部材
１０４によって直接支持する構成であるので、面の不一
致という問題を効果的に解決することができる。すなわ
ち図でも明らかなように厚板ライニング板１０３は埋込
部材１０４の表出部と一致して固定されている。この厚
板ライニング板１０３の埋込部材１０４への取付けは、
工場での製作段階で行なうことが可能であり、相互の面
を正確に一致させた状態で溶接することができる。

よってコンクリート打設時の圧力等により埋込部材１０
４にひずみ等が発生しても、厚板ライニング板１０３は
埋込部材１０４の一部として一体的に動くので、相互の
面が不一致となることはない。

また当然のことであるが、ライニング板１０１の取付け
に際しても厚板ライニング板１０３との間に隙間が発生
することもない。そして上記面の不一致の防止により溶
接施行性が大幅に向上し、従来行なわれて位置合わせ作
業等も不要となり、プラント建設工期を短縮する上で極
めて効果的である。又隙間の発生を防止したことにより
、ライニング槽の構造的強度はコンクリート製躯体１０
２に依存するとい、う前提を維持することができる。

そしてライニング槽内に貯留液が流入しても、溶接部１
１０に曲げ応力が作用することはなく、当然に貯留液の
流入・排出による繰り返し応力の発生もない。したがっ
て構造的強度の島いライニング槽を得ることができる。

■次に位置精度の問題も解決される。すなわち厚板ライ
ニング板１０３は、埋込部材１０４の一部を使用して固
定されており、また埋込部材１０４には漏洩検出溝１０
７が形成され、従来の漏洩検出管を使用しない構成であ
る。したがって従来のように漏洩検出管との干渉を考慮
して支持部材の設置を制限するといった必要はなく、厚
板ライニング板１０３の支持に必要な支持部材を必要に
応じて自由に選択使用することができる。よって厚板ラ
イニング板１０３の位置精度にに関する問題も効果的に
解決される。これによって現場でライニング板１０１を
埋込部材１０４に合わせて調整・切断するといった作業
を不要とし、溶接施行性の向上を図る上で極めて効果的
なことである。

■次に漏洩検出機能に対する問題点も効果的に解決され
る。すなわち本実施例による漏洩検出溝１０７が環状空
間１０６に直結されて鉛直方向に形成されて漏洩液の自
由流路に位置しているので、環状空間１０６内に捕集さ
れた漏洩液は落下に類する速度で漏洩検出溝１０７を流
下する。これは従来の構成が漏洩液を水平方向に流通さ
せようとしていたのに比べて極めて効果的なことである
。

さらに本実流例の場合には前述したように隙間が発生す
ることはないので（仮に発生しても極めて微少な隙間）
、漏洩液は確実に漏洩検出溝１０７内に流れ込み、よっ
て漏洩を確実に検出することができる。さらに本実施例
の漏洩検出溝１０７は埋込部材１０４の一部を使用して
形成され、必要な大きさを制限なくとることができると
ともに表出しているので、ライニング板１０１をライニ
ングする前に環状空間１０６と連通しているか否か、あ
るいは閉塞されているか否か等について目視で確認する
ことができる。またｒ！１ｘされているような場合であ
っても容易に煤復することができる。

次に第３図を参照して第２の実施例を説明する。

これは本発明を厚板ライニング板１０３と管台１２１と
の接合部に適用したものを示す図である。

符号１２２は溶接部１０９からの漏洩を検出するための
導通孔であり、環状空間１０６に連通している。また符
号１２５はスリーブである。したがって前記第１の実施
例と同様の作用・効果を奏するものである。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によるライニング槽によると
、まず厚板ライニング板に従来の裏当金の機能を兼用さ
せ、埋込部材とコンクリート製躯体１０２に直接支持さ
せた構成としているので、構造的強度を大幅に向上させ
ることができる。また面の一致性および位Ｉ１１度も向
上したので溶接施行性が大幅に向上し、さらに溶接検出
機能も高まる等その効果は大であり、プラント建設工期
の短縮はもとよりコストの低減をも図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の第１の実施例を示す図で
、第１図はサポート支持部の断面図、第２図は第１図の
■−■矢視断面図、第３図は第２の実ｔＭＳを示す管台
取付部の断面図、第４図乃至第９図は従来例の説明に使
用した図で、第４図および第５図はサポート取付部の断
面図、第６図および第７図は管台取付部の断面図、第８
図は隙間の発生および傾きを示すサポート取付部の断面
図、第９図は隙間の発生を示すサポート取付は部の断面
図である。 １０１・・・ライニング板、１０２・・・コンクリート
製躯体、１０３・・・厚板ライニング板、１０４・・・
埋込部材、１０５・・・アンカ、１０６・・・環状空間
、１０７・・・漏洩検出溝、１０８・・・サポート、１
０９゜１１０．１１１・・・溶接部。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１ｒ：４ 番 第２　図 ； 第３ｒＩ！Ｊ 第４　図 第　５　図 第８Δ 第９自

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コンクリート製躯体と、このコンクリート製躯体にライ
   ニングされた金属ライニング板と、上記コンクリート製
   躯体に上記金属ライニング板と一部重合した状態でライ
   ニングされかつ金属ライニング板と溶接され配管又はサ
   ポート等を支持しアンカを介して上記コンクリート製躯
   体に固定された厚板金属ライニング板と、上記コンクリ
   ート性躯体内に埋込まれ上記厚板金属ライニング板を支
   持する埋込部材と、上記金属ライニング板と厚板金属ラ
   イニング板との重合部に形成され金属ライニング板と厚
   板金属ライニング板との溶接部から漏洩した貯留液を導
   入する環状空間と、この環状空間に連通し上記埋込部材
   に鉛直方向に形成された漏洩検出溝と、この漏洩検出溝
   以後の流路に配置されたサイトグラスとを具備したこと
   を特徴とするライニング槽。