JPH0468235B2 - - Google Patents

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
般化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化学プラント
等にあつては、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つていえ
ば、放射性廃棄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、また一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槽と
しては容積効率の高いものが要求されるようにな
つている。このようなライニング槽を上記放射性
廃棄物の貯槽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
ば漏洩事故である）が発生した場合であつて
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・構築がなされており、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
出防止機能（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。よつてかかる前提が通用する部分に
あつては問題はないが、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
ニング槽との接合部、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となつており、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）のアンカー６
が固着されており、このアンカ６を介して上記コ
ンクリート製躯体２に固定されている。一方ライ
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１０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景については後述す
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を貫通
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。図中符号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。よつて溶接部２２
から漏洩した場合であつても、上記環状空間２
３、導通孔２４、導通孔９を介して漏洩検出管１
０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図において、サポート７に作用する
荷重は、溶接部１２、厚板ライニング板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製躯体
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。よつて最悪の場合には溶接部５
が破断することも予想され、したがつて溶接部
５が受持ち荷重を制限するための大きな要因と
なつてしまう。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量を制限するとと
もに、厳密な応力計算を行なつて溶接部５が破
断しない程度に限度一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
たがつてライニング槽内部構造物の設計は非常
に困難なものとなつているとともに、容器内構
造物自体も殆ど余裕のないものとなつていた。
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つてい
る。これによつ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「深い溶け込み」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
よつ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によつて固定されている
ので変形することはない。その結果アンカ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つてライニング槽
の寿命中軽減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図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
題の解決には至つておらず、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、厚板ライニング板３の数は1500個であり、
その形状は円形で直径が約300mmである。溶接
部５の長さは１個について1000mm程度で、1500
個分に換算すると1.5Km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（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。よつて溶接部５の領域を拡大す
ることにより9000時間余計に時間を必要とする
ことになる。このように物量の増大および溶接
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躯
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
は極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。したがつ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を小さ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つ
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
変形現象により隙間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
ート製躯体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ミリ厚の金属板が使用されてい
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困難
な問題となつている。

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の中心とは正確に一致しなけれ
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
してしまつたり、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さが制
限され、あまり効果的な支持を提供することは
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
つてしまう。

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
出の対象としては例えばクラツクあるいはピン
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。これらクラツ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、上記クラツ
クあるいはピンホールの場合には微少な漏洩で
あつて漏洩した貯留液が勢い良く流れ出ること
はなく、よつて環状空間８から導通孔９に流れ
込む前に隙間３１あるいは３１ａ内に流入して
しまうのである。次に上記隙間３１あるいは３
１ａ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つ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つてしまうという問
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１０が閉塞されているか否かといつた検
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つてしまう。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１０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かなく、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つ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つては上述
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、槽本体
を形成するコンクリート製躯体と、このコンクリ
ート製躯体内に平面部を前記コンクリート製躯体
の内壁面から表出させて設けられたサポート部材
と、このサポート部材の上端に表面を前記サポー
ト部材の平面部と一致させて溶接固定されサポー
ト又は配管等を支持する厚板ライニング板と、こ
の厚板ライニング板の裏面に設けられた前記厚板
ライニング板を支持する複数本のアンカと、前記
厚板ライニング板の表面に裏面の一部を重ね合せ
て前記コンクリート製躯体の内壁面に内張され前
記厚板ライニング板との重ね合せ部に隅肉溶接部
を有する金属ライニング板と、この金属ライニン
グ板と前記厚板ライニング板との重ね合せ部に形
成され前記隅肉溶接部からの漏洩液を収集する環
状空間と、前記サポート部材の平面部に垂直に形
成され前記環状空間と連通した漏洩検出溝とを具
備したものである。

（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
れによつ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
にサポート部材に環状空間に連通する漏洩検出溝
を鉛直方向（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１
０２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、サポート
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製躯
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。一方上記
サポート部材１０４側には上記環状空間１０６に
連通する漏洩検出溝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１
０９，１１０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１０
９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１１２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く無くなり
（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
る要因となるといつたことは無くなり、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、もつぱ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、かかる荷重支持機能を向上させるために
溶接部の範囲を拡大するといつたこともなされ
ていた。その点本実施例では溶接部１１０はシ
ール機能のみを発揮すればよく、よつて溶接の
量としては微少なもので事足りることとなり，
それよつ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
量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1/8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
サポート部材１０４によつ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はサポート部
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のサポート部材１
０４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。よつてコンク
リート打設時の圧力等によりサポート部材１０
４にひずみ等が発生しても、厚板ライニング板
１０３はサポート部材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１
０３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１０２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１１０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
たがつて構造的強度の高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、サポート部材１０
４の一部を使用して固定されており、またサポ
ート部材１０４には漏洩検出溝１０７が形成さ
れ、従来の漏洩検出管を使用しない構成であ
る。したがつ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つ
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。よつて厚板ライニング板
１０３の位置精度に関する問題も効果的に解決
される。これによつて現場でライニング板１０
１をサポート部材１０４に合わせて調整・切断
するといつた作業を不要とし、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。さらに本実施例の場合には前
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、よつて
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はサポート部材１０
４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。また閉塞されているよ
うな場合であつても容易に修復することができ
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１０
６に連通している。また符号１２５はスリーブ
である。したがつて前記第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、サポート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置精度も向上したの
で溶接施行性が大幅に向上し、さらに漏洩検出機
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
の実施例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け部
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、１０
４……サポート部材、１０５……アンカ、１０６
……環状空間、１０７……漏洩検出溝、１０８…
…サポート、１０９，１１０，１１１……溶接
部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 槽本体を形成するコンクリート製躯体と、こ
   のコンクリート製躯体内に平面部を前記コンクリ
   ート製躯体の内壁面から表出させて設けられたサ
   ポート部材と、このサポート部材の上端に表面を
   前記サポート部材の平面部と一致させて溶接固定
   されサポート又は配管等を支持する厚板ライニン
   グ板と、この厚板ライニング板の裏面に設けられ
   前記厚板ライニング板を支持する複数本のアンカ
   と、前記厚板ライニング板の表面に裏面の一部を
   重ね合せて前記コンクリート製躯体の内壁面に内
   張され前記厚板ライニング板との重ね合せ部に隅
   肉溶接部を有する金属ライニング板と、この金属
   ライニング板と前記厚板ライニング板との重ね合
   せ部に形成され前記隅肉溶接部からの漏洩液を収
   集する環状空間と、前記サポート部材の平面部に
   垂直に形成され前記環状空間と連通した漏洩検出
   溝とを具備したことを特徴とするライニング槽。