JPS648264B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は沖合水吸引装置に関し、特に貯蔵部
から供給を受けそしてこの貯蔵部と連通する吸引
穴を有する型式の貫流水冷装置のための吸引装置
に関する。「貯蔵部」なる用語は、本明細書では、
水冷装置に供給するに適当で、かつ熱または原子
力の発生所または他の巨大な産業プラントの冷却
要件を満足するに適当な、湖または川のような、
かなりの領域の水体を示すために使用される。

このように冷却装置の吸引はあきらかに冷却要
件を満足するために充分な水流を提供できるもの
でなければならない。しかしながら、この要件は
２つの大きな問題を生じている。まず第１に、水
流速度および吸引装置の周りの速度分布パターン
が受けいれられないほど特に吸引場所における貯
蔵部の底の生態系を乱すかも知れないということ
である。第２に、現存の吸引装置では魚の大群を
同時に吸込むことを防止できなかつたということ
である。この後者の問題は特に重要であ。なぜな
らば、この生態系への損傷は別にしても魚を同時
に吸引すると詰りが生じ、冷却装置の全体を遮断
または一部分遮断して清掃または修理を行なう必
要が生じる可能性があるからである。

変形した吸引装置を設けることによつて、以上
の問題を克服するためのいろいろな試みが今まで
なされた。この変形した吸引装置には４つの一般
的な形式がある。即ち表面囲いぜき型、多重微細
スクリーン型、速度キヤツプ型および浸漬される
多孔吸引型がある。これらの変形吸引装置はそれ
ぞれの利点があるが、またそれぞれ欠点、不安定
さおよび詰りやすさがあり、その他に設置費用の
問題がある。これらは主な懸念点である。

本発明は現存の装置の魅力的な代替物となる吸
引装置を提供するものである。この吸引装置は魚
の同時の吸引を防止する非常に有効な手段を有
し、詰りやすくなく、そして非常に好ましいこと
に建造性、水圧性能、安全性および構造上動作上
の信頼性の点で他の吸引装置に匹敵する。

本発明による沖合吸引装置は、貯蔵部の底に設
けられる井戸であつて前記吸引穴と連通する出口
開口を備えたほぼ平坦な底を有し、そして周壁に
よつて境界づけられる井戸を画定する手段、前記
井戸の全領域の上に拡がる水平な水中の屋根構造
であつて前記周壁により境界づけられる屋根構造
を画定する手段、および井戸室を画定するように
前記井戸の底に対して離して前記屋根構造を支持
する手段を有し、前記屋根構造が前記井戸室への
入口を画定する有孔な周辺領域と前記周辺領域に
より囲まれた無孔の中央領域を有し、前記屋根構
造の中央領域が、前記井戸室の入口から前記吸引
管へ伸びる水平で半径方向に収束する流路を前記
井戸の底と共に画定するように前記出口開口の上
へ及び、そこから半径方向外方へ拡がつているこ
とを特徴とする。

好ましくは、屋根構造およびこのための支持手
段はプリキヤスト・コンクリート・モジユール構
造である。

本発明を容易に理解するために、本発明による
一つの吸引装置を添付図面に関して以下に例示的
に説明する。

第１，２および３図をみると、吸引装置は湖の
ような貯蔵部１０から供給を受けそしてこの貯蔵
部と連通する吸引穴１１を有する貫流型の水冷装
置で使用されるように示されている。吸引穴１１
は貯蔵部１０の底から下方へ伸び、そして、この
水冷装置の揚水および選別（screening）部に接
続されている。貯蔵部１０の底１２は穴を掘られ
て空洞部または井戸１３を提供している。井戸の
深さはその水平方向の寸法に比較して小さい。従
つてこの実施例では井戸は約85ｍの広さで深さは
３ｍである。この井戸はほぼ平坦な底を有し、こ
の底は吸引穴の開口１５から井戸の周辺１７まで
伸びるトレミ・コンクリート・パツド１４で裏張
りされている。水中の水平な屋根構造１６は井戸
の全領域の上に拡がつていて、井戸室を画定する
ように井戸の底に対して離してコンクリート・パ
ツド１４に支持されている。屋根構造１６とその
支持手段は、プリキヤスト・コンクリートのモジ
ユール構造をしている。このモジユールは、第２
図で参照符号により示されるように、中央部１９
を有する内側で無孔の中央領域１８であつて前記
吸引穴の開口１５を覆い、そこから半径方向外方
へ水平に伸びる中央領域と、この中央領域を包囲
し、そこから井戸の周辺１７に沿つて並ぶ周壁２
１まで水平に伸びる外側（周辺）の有孔領域２０
を提供するような仕方で組み付けられている。周
壁２１は、外側（周辺）領域２０の周辺モジユー
ルにより一部形成され、そして井戸の側壁と周辺
モジユールとの間の間隙を充填する背面充填材２
２によつて一部形成されている。

第４，５および６図にもつともよく示されてい
るように、中央部１９は、鋼鉄製の支持構造体２
４の上に水平に取り付けられた、形が長方形で好
ましくは正方形のプリキヤスト・コンクリート・
スラブ２３により構成されている。このスラブ２
３は平坦な上面とワツフル状の下側を有してい
る。鋼鉄製の支持構造体２４は吸引開口１５の周
りで正方形の隅に配列した４本の管状柱２５を有
し、この管状柱はコンクリート２６で満たされて
いる。鋼鉄製の支持構造体２４はコンクリート・
パツド１４に取り付けられて、そこから所定の高
さのところでスラブ２３を支持している。

屋根構造体の中央および外方領域１８，２０の
モジユールはまたプリキヤスト・コンクリートで
できていて、これら全ては同一形状および同一寸
法を有している。有孔の外方領域２０の一つのモ
ジユールは第７図に示してある。これは形が長方
形で好ましくは正方形の単位成形体からなる。該
モジユールは水平のスラブ部２８を有し、このス
ラブ部２８は、その長さ方向に伸びるスロツト２
９によつて孔を開けられている。スラブ部２８の
端は、設置を容易にするためにゴムの緩衝材３０
を有し、さらに取り扱いを容易にするために揚げ
ラグ３１を有している。スラブ部２８と一体に形
成した下方に伸びる脚３２があり、この脚３２は
最終組立においては、コンクリート・パツド１４
に係合し、そして中央部１９のスラブ２３と水平
方向に一線に並べられて所定の高さにスラブ部２
８を支持する。

周辺モジユール３３（第３図）を除き外方領域
２０のモジユールは類似の構造をしている。しか
しながら、周辺モジユール３３は変形されてい
る。即ち、それらは１側または２側において破ら
れていない壁部３４を有している。この壁部は最
終組立体において連続の壁となる。前述のように
背面充填材は、この連続壁と井戸の側面との間に
充填されて連続の周壁２１を形成する。

中央領域１８のモジユールもまたプリキヤス
ト・コンクリートでできている。それらは形状お
よび寸法の点で第７図に示したように外方領域２
０のモジユールと同一であるが、その水平スラブ
部２８が無孔であり２９に対応するスロツトがな
いという点が異なる。

中央および周辺領域のモジユールおよび中央部
のスラブ２３は第２図および第３図に示すように
長方形で密に詰まつた配列体を形成するように端
と端を接して組立られ、かくして、その結果生ず
る屋根構造は井戸の全領域を覆い、そして、周壁
によつて境界づけられている。この屋根構造は裏
張りした井戸の底と共に、この屋根構造の有孔の
周辺領域によつて形成された周辺入口を有する井
戸室を画定している。有孔の周辺領域のモジユー
ルは可能な限り遠くまで配列され、それらのスロ
ツトは半径方向の吸引線を横切つている。無孔の
中央領域１８は吸引穴の開口１５を横切り、そし
てそこから半径方向外方へ伸びて水平方向で半径
方向に収束する。流路を画定し、水がこの流路を
介して周辺入口から吸引穴へ流れることができる
ようにしてある。

ある与えられた設置を考えてみると、屋根構造
の面積の寸法と井戸の深さは特定のプラント冷却
要件に依存しており、普通の設計上の考慮に基づ
いて選択できる。かくして、この基本的な要件な
吸引穴１１への水の適当な容積流量である。屋根
構造の有孔の周辺領域２０の開口の面積は、それ
ゆえ、この容積流量を可能にするに充分なもので
なければならない。しかしながら、周辺領域の開
口における流速は、そのごく近くの魚が逃げるこ
とができるように充分低くなければならない。

本吸引装置の設計パラメータを、次に第８図に
ついて述べる。この第８図には吸引装置が半径方
向に対象性を持つものとして示されており、屋根
構造の有孔な外方領域の外径および内径r_p，r_iは
吸引軸の軸心から前記外方領域の外方および内方
の縁の平均半径距離に相当する。

次に与えるパラメータは水冷装置自体の種類お
よび大きさにより決まる。

Ｑ＝到来する最大の容積流量。

r_sh＝吸引穴の半径。

次に与えるパラメータは魚の集団の種類に依存
し、そして場合場合で異なる。

V_av＝屋根構造の有孔な領域の上方における平
均吸引速度。

V_nax＝屋根構造の有孔な領域における最大の
吸引速度。

パラメータV_avおよびV_naxは、それゆえ、任意
の特定な場合に与えられるものである。

屋根構造の有孔の外方領域の有孔性Ｐは、その
開口の全面積A_pに対する外方領域の全面積A_pの
比によつて表されるが、これはできるだけ高くす
べきである。しかしながら、それは構造に関する
設計上の考慮により制限され、そして大部分の実
用のためには0.35に限定されるべきである。この
パラメータは選択されると、現在説明している型
式の全ての吸引装置に関する定数として扱うこと
ができる。つぎの関係、すなわち、 A_p＝Ｑ／V_av A_p＝A_p／Ｐ からパラメータA_pは容易に決定できる。設計パ
ララメータｈ，r_p，r_iを最適化することは未だ残
る。井戸の深さｈは経済性のためにできるだけ小
さくすべきであり、１ｍくらいの小さいものにす
ることができる。しかしながら、実際の制限は構
造の実現性および保全の容易さにより決まるが、
その値ｈは約２ｍが好ましい。

許容範囲内におけるＱ，V_av，V_nax，A_pのあた
えられた値およびｈのいくつかの仮定の値のため
に、複数対のr_iおよびr_pの値がエネルギー勾配お
よび流体圧力損失の理論的な解析により、または
物理的な試験モデルのいずれかにより決定され
る。その各解は、V_avおよびV_naxの規定値を満足
するものであり、そして別の井戸の体積πr² _pｈと
関連するものである。設計パラメータｈ，r_i，お
よびr_pは次の点を考慮して選択される。

屋根構造の有孔な領域の上方における吸引速度
分布の一様性、 経済性、すなわち必要な孔の体積、 構造の実現性。

吸引速度の変化V_nax／V_avは比r_p／r_iと共に増
加し、そしてある限定の場合には、r_i＝r_shのとき
にその最大値に達する。

本発明の図示の実施例は単に例示的にあたえた
ものであるが、次の仕様をもつ特定の設計に関す
るものである。

井戸の直径 85ｍ 井戸の深さ ３ｍ 井戸室の内径 82.5ｍ 井戸室の内部深さ 2.4ｍ 屋根構造の平均半径 41.25ｍ 有孔な領域の有孔性 32％ 無孔の領域の平均半径 24.75ｍ 吸引穴の半径 4.75ｍ 容積流量 120m³／秒〜150m³／秒 平均吸引速度 0.15ｍ／秒 最大入口速度 0.30ｍ／秒 屋根構造の上の水の深さ 10ｍ スロツトの幅 140mm スロツト間の間隙 170mm 有孔な領域のモジユールのスロツト２９は開口
の格子パターンを形成するためにモジユールを横
切つて配置された細い分割部材３５によつて横断
されるようにしても良い。

このスロツトへの入口部は結氷を防止するため
にじようご状に開くようにしても良い。

図示の井戸および屋根構造は円形ではないが円
形にもできるし、ある場合には、それらの半径方
向の寸法を計算するためにほぼ円形とみなすこと
もできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第２図の線１―１で得た吸引装置の断
面図であり、第２図は、この吸引装置の平面図で
あり、第３図は、この吸引装置の破断した斜視図
であり、第４図は、この吸引装置の詳細に関する
拡大尺度の断面図であつて吸引穴の開口およびそ
れに関連する中央部を示す図であり、第５図は、
支持構造および吸引穴の開口を示すために一部を
破断した第４図と同じ詳細の斜視図であり、第６
図は、中央部の支持構造の平面図であり、第７図
は、吸引装置に使用されるプリキヤスト・コンク
リート・モジユールの一つを示し、および第８図
は、第１図および第２図に示した吸引装置の略図
であるが、関連する設計基準を示すために簡略化
してある。 主要部分の符号の説明、貯蔵部……１０、吸引
穴……１１、底……１２、井戸……１３、トレ
ミ・コンクリート・パツド……１４、吸引穴の開
口……１５、水中の屋根構造……１６、周辺……
１７、内側の無孔の中央領域……１８、中央部…
…１９、外側（周辺）の有孔の領域……２０、周
壁……２１、背面充填材……２２、プリキヤス
ト・コンクリート・スラブ……２３、鋼鉄製の支
持構造体……２４、管状柱……２５、コンクリー
ト……２６、水平なスラブ部……２８、スロツト
……２９、ゴム緩衝材……３０、揚げラグ……３
１、脚……３２、周辺モジユール……３３、破ら
れてない壁部……３４。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 貯蔵部から供給を受け、そしてこの貯蔵部と
   連通する吸引穴を有する貫流水冷装置のための沖
   合吸引装置であつて、 前記貯蔵部の底に設けられる井戸であつて、前
   記吸引穴と連通する出口開口を備えたほぼ平坦な
   底を有し、そして周壁によつて境界づけられた井
   戸を画定する手段、 前記井戸の全領域を覆う水平な水中の屋根構造
   であつて、前記周壁により境界づけられている屋
   根構造を画定する手段、および 井戸室を画定するために前記井戸の底から前記
   屋根構造を離して支持するための手段を有し、 前記屋根構造は、貯蔵室から井戸室の中へと水
   が通つて下方に流れる井戸室への入口を画定する
   水平に延びる有孔の周辺領域と、前記周辺領域に
   より囲まれた水平に延びる無孔の中央領域とを有
   し、 前記井戸室の入口から前記吸引穴まで伸びる水
   平の半径方向に収束する流路を前記井戸の底と共
   に画定するように前記屋根構造の中央領域が前記
   出口開口の上へ、及び、そこから半径方向外方へ
   拡がつていることを特徴とする沖合吸引装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の沖合吸引装置で
   あつて、前記井戸の底が前記周壁から前記吸引穴
   まで伸びるコンクリート・パツドで裏張りされて
   いることを特徴とする沖合吸引装置。 ３ 特許請求の範囲第２項記載の沖合吸引装置で
   あつて、前記屋根構造およびその支持手段がモジ
   ユール式プリキヤスト・コンクリート構造のもの
   であることを特徴とする沖合吸引装置。 ４ 特許請求の範囲第２項記載の沖合吸引装置で
   あつて、前記屋根構造およびその支持手段が、 前記吸引穴の開口の上方に拡がるように位置決
   められたプリキヤスト・コンクリート・スラブ、 前記コンクリート・パツドの上に取り付けら
   れ、そしてそこから所定の高さのところで水平に
   前記スラブを支持するための鋼鉄製の支持構造
   体、 前記コンクリート・スラブの周りに組み付けら
   れてこれと共に前記屋根構造の内側領域を形成す
   る第１の複数の同一なプリキヤスト・コンクリー
   ト・モジユール要素であつて、この各要素が無孔
   の水平なスラブ部を有し、このスラブ部に一体で
   下方に伸びる脚が前記所定の高さに前記スラブ部
   を支持するように前記コンクリート・パツドに係
   合しているモジユール要素、及び 前記第１のモジユール要素の周りに組み付けら
   れて前記屋根構造の外方領域を形成するように前
   記第１の複数のモジユール要素から前記周壁まで
   伸びる第２の複数の同一なプリキヤスト・コンク
   リート・モジユール要素であつて、この各要素が
   有孔の平行なスラブ部を有し、このスラブ部に一
   体の下方に伸びる脚が前記所定の高さに前記スラ
   ブ部を支持するように前記コンクリート・パツド
   に係合しているモジユール要素からなることを特
   徴とする沖合吸引装置。 ５ 特許請求の範囲第４項記載の沖合吸引装置で
   あつて、前記屋根構造がさらに第３の複数の同一
   なプリキヤスト・コンクリート・モジユールを有
   し、この各々が水平なスラブ部を有し、このスラ
   ブ部に一帯の側壁部がそこから下方に垂下し、前
   記モジユールが前記第２の複数のモジユール要素
   の周りにこれに対して端と端が接する関係に組み
   付けられ、前記モジユールが前記屋根構造の周辺
   要素を構成し、前記側壁部が前記井戸室の周辺を
   画定する前記周壁を形成するように端とは端を接
   していることを特徴とする沖合吸引装置。 ６ 特許請求の範囲第５項記載の沖合吸引装置で
   あつて、前記コンクリート・スラブと前記モジユ
   ール要素のスラブ部とが長方形であり、そして前
   記屋根構造を画定するために長方形状の配列で端
   と端を接して組み立てられていることを特徴とす
   る沖合吸引装置。 ７ 特許請求の範囲第６項記載の沖合吸引装置で
   あつて、前記第２の複数のモジユール要素の各々
   のスラブ部がスラブ部の孔を構成し、このスラブ
   部の長さ方向に且つ、その付近における水流の水
   平成分を横断する方向に伸びる直線状のスロツト
   を有していることを特徴とする沖合吸引装置。 ８ 特許請求の範囲第７項記載の沖合吸引装置で
   あつて、前記第２の複数のモジユール要素の各々
   がさらに前記直線状のスロツトを横切るように配
   置されて、これと共に格子状の開口パターンを画
   定する分割要素の配列体を有することを特徴とす
   る沖合吸引装置。 ９ 特許請求の範囲第７項記載の沖合吸引装置で
   あつて、そこに該屋根構造の前記有孔領域の有孔
   性は0.35を越えないものであることを特徴とする
   沖合吸引装置。