JPS626197A

JPS626197A - γ線遮蔽体を分離した浮揚式原子力発電所

Info

Publication number: JPS626197A
Application number: JP60146265A
Authority: JP
Inventors: 内山　洋司
Original assignee: Central Research Institute of Electric Power Industry
Current assignee: Central Research Institute of Electric Power Industry
Priority date: 1985-07-03
Filing date: 1985-07-03
Publication date: 1987-01-13

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】（発明の属する技術分野）本発明は沸騰水型および加圧木型のいずれの軽水炉原子
力発電プラントにも適する海岸立地の浮揚式原子力発電
所の構成に関するものである。

（従来の技術）現在のわが国の原子力発電所は立地難からすべて海岸近
くに設けられているが、さらに立地難の解決上標準設計
による工場生産が可能で工期短縮および経済性と品質の
向上が図れる方式の１つとして、浮揚式または浮上式の
原子力発電所がある。

しかし従来の浮揚式原子力発電所は発電に必要なすべて
の設備を基台（バージｌｌａｒｇｅ）上に載せるように
設計されている。このためバージを含む設備（以下浮体
という）の重量は後記のように２０〜３０万トンとなる
ので、まず浮体重量を低減することは浮揚式発電所の成
立性において最大の課題となっているが具体的な手段を
示したものは未だ見当たらない。

（発明の目的）本発明の提案する新概念の浮揚式原子力発電所は、発電
所の諸設備のうちγ線遮蔽体や電気設備あるいは発電所
の運用機能が損なわれない範囲の設備を地上に設置する
ことで、浮体の重量を大幅に低減するという効果を狙っ
たもので、その結果得られる効果は発明の効果の項に示
すように実用上著しいものがある。

（発明の効果）本発明によって期待できる効果は従来の方式に比べて次
のようである。

（１）従来方式の浮体重量は２０〜３０万トンになるが
、本発明方式によると浮体重量は約６万トン程までに低
減できる。（資料１参照）（２）浮体は船形に類似しているが、現有の造船用ドッ
クで建造することが可能である。

（３）浮体は従来の方式のものに比べて小形であるから
、陸上の工場における生産によって設備の標準化２合理
化が容易になり、その結果、機器の信頼性と安全性の向
上および製作費の低減が達成できる。

（４）堀込弐にしであるため波浪や津波などによる影響
を受けず、それらに対応する設計や対策設備が不要であ
る。

（５）高い安全性が確保できるので、海または河川の沿
岸地帯における発電所となり得る。従って需要地近接形
の発電所として立地点の拡大と送電コストの低減に大き
く貢献する可能性がある。

浮体を浮揚させておくドックは浮体と切離されているか
ら耐震設計は楽になり、必ずしも岩盤に固定して設置す
る必要はなく、第４紀層地盤などの砂礫地盤上での立地
も可能である。

（６）原子炉（原子プラント）の耐用午後の廃炉処理対
策が容易となる。また老朽プラントを特定な場所まで曳
航させて解体処分することで、原子力発電所の再利用が
可能となる。廃炉対策は将来原子力発電の設備容量が増
え定常的に原子力発電所が建設されるようになると発電
所の立地対策を含めて深刻な問題になるであろう。本発
明方式によると在来のものに比べて廃炉作業がかなり容
易となり、また発電所の再利用によって立地対策にも大
きく貢献できるので実用上の効果は顕著なものがある。

（発明の構成と動作）〔１〕対象となるプラント本発明は沸騰水型および加圧木型のいずれの軽水炉発電
プラントにも適用可能である。また将来の新型原子炉（
新型転換炉や高速増殖炉）に対して・も本発明の概念は
適用可能である。プラントの発電出力は必ずしも現在の
１００万ｋＷ級のものだけでなく、電気事業の要求に合
わせた小容量プラントも本発明の対象に含まれる。

〔２〕全体の配置本発明による発電プラントの立地点は従来の原子力発電
所と同様で、多量の冷却水が必要であるため海岸（場所
によっては河川）に面した場所が選定される。従って防
波堤および物揚げ場などの港湾施設は従来の地上式原子
力発電所と基本的には同じであるが、建設時に原子炉圧
力容器などの大物機器の搬入を考慮する必要がないため
、物揚げ場の設計は簡易化される。

第１図は本発明を実施した堀込浮揚式原子力発電所の配
置例を示す平面概要図で、発電プラント２基の場合であ
る。本発明による発電所は浮体部。

ドック部および地上設備の３つに分けられる。第１図中
１は海、２は浮体部で主体が鋼製のバージ上に搭載され
る。この浮体部には原子炉建屋Ａとタービン発電機、復
給水設備等を含むタービン建屋Ｂが含まれ、Ａには原子
炉線（格納容器）ＡＩと付属棟（遮蔽体の一部と原子炉
補助系である補機類を含む）Ａ２がある。３（第２図参
照）はドック部で、これには堀込（または堀引込み式）
ドックＣと生体遮蔽壁りが含まれる。４は地上設備で、
これには稀ガスホールドアツプ装置建屋Ｅ、サービス建
屋Ｆ、超高圧開閉所Ｇ、水処理建屋および濾過水タンク
Ｈ１廃棄物処理建屋■等が含まれ、５は出入口である。

また下方の発電プラントのＡＩは破線で示した遮蔽壁り
を取り除いた場合である。

なお発電プラントが１００万ｋＷ級の場合第１図に示し
た浮体部２の寸法は幅Ｗが約４０ｍ、ドックＣの長さは
約２１０　ｍで、幅は約４５ｍ程度になる。

浮体プラントは工場で製作１組立後発電所サイトまで曳
航されてドック内に設置される。浮体建屋の平面形状は
極力対称性を持つ単純な形になるように設計し、地震な
どによって浮体が揺動しないようにする。第２図は第１
図に対する側面図で、６は海水１の取入口、７は放水口
、８は土でドックＣはコンクリート製である。また原子
炉棟Ａｌの高さは約３５ｍ、タービン建屋Ｂの高さは約
４０ｍ。

浮体の吃水の深さは約７．５ｍ程度である。、（資料■
参照）ドック部３　（Ｃ＋　Ｄ）と地上設備４は発電所サイト
で浮体プラントとは別に建設される設備である。

次に各部について説明する。

〔３〕浮体設備浮体部となっている発電プラントは基本的には原子炉本
体、蒸気・復水系設備および現在従来の原子カプラント
に対して厳しくなっている耐震基準を満たすような設備
によって構成され、大きく分けると前記のように原子炉
建屋とタービン建屋から成立っている。これらはすべて
工場（実際は造船ドック）において建造される。原子炉
建屋とタービン建屋の配置はペニンジュラ型（半島型、
Ｉ型）と呼ばれるもので、タービン・ミサイルの１次系
プラントへの飛来が低い確率の配置法である。

浮体形状はこれに伴って第１図、第２図のように船型に
なる。原子炉建屋は原子炉棟と付属棟とから成っている
。原子炉棟とは主に格納容器部分を言い、その内部には
在来の原子カプラントの格納容器内にある設備が収めら
れている。格納容器を中心とする生体遮蔽壁りの下に収
める挿入部分は横方向に長い横形とし、できる限り補機
類を付属棟Ａ２に配置することで挿入部分の容量を減ら
し、生体遮蔽壁の構造強度が十分に保てるような設計と
する。場合によっては浮体とドックの形状を第３図に示
すような生体遮蔽体の構造強度を重視した形状にするこ
とが必要である。格納容器は鋼製多重構造とし、２枚の
鋼板の間には中性子遮蔽用に淡水あるいはホウ素元素を
含む水溶液を充満させる。この方法は事故時における格
納容器の冷却効果も狙っており、格納容器をコンパクト
にできる効果もある。

原子炉棟はプラント保守や燃料交換時に保守要員の生体
遮蔽として必要になる部分はコンクリ−１・構造とし、
それ以外はできる限り浮体重量を減らすため鋼板を用い
た構造にする。ただし沸騰水型炉の場合には燃料交換は
ドックと一体となっている上部遮蔽壁から行うので、浮
体の原子炉棟Ａｔ内の生体遮蔽は保守時のみ考慮すれば
よい。

付属棟は原子炉棟とタービン建屋の間にあり、在来プラ
ントの格納容器周辺に設置されている安全工学系、熱交
換器、−過装置、換気空調系および燃料交換系（加圧木
型のみに必要）などの補機類から構成されている。付属
棟の原子炉棟側は原子炉から発生する強いＴ線を遮蔽す
る生体遮蔽コンクリートで覆われており、その遮蔽壁は
タービン建屋側に行くほど浮体重量をできるだけ低減す
るため薄くなる。コントロール室は機能上、原子炉やタ
ービン機器等の近くに設置することが要求されるから、
付属棟あるいはタービン建屋に近接した位置であるが、
事故時にも作業員への放射線被爆が最小となり、しかも
連絡や通路性の良い場所に設置する。

タービン建屋は復水器の冷却用海水を多量に必要とする
ため海側に面しており、その設備は基本的には在来の地
上式プラントと同じで、主蒸気系。

給復水系、循環水系などから成立っている。取水管６は
第２図のようにドックと海との間にある隔壁を通して海
水を吸い上げるためベローズやフレキシブル形のパイプ
が採用される。

浮体部と地上設備との間のその他の接続配管やケーブル
はその接続に耐高温耐高圧を要するものはないから、既
存のベローズやフレキシブル形の綱または有機材使用の
接続方法で、地震などの外力に十分耐えるものが得られ
る。浮体構造物は生体遮蔽部を除いた部分はできるだけ
鋼構造として重量低減を図る。

〔４〕　ドック部（設備）ドック部は浮体を浮かばせるコンクリート製ドックＣと
、原子炉容器から発生するＴ線を遮蔽するための生体遮
蔽壁りから成立っている。ドック部は他の設備と同じく
発電プラントが工場から曳航されて発電所サイトに到達
する前に建造しておかねばならない。ドックの形状は浮
体設備の形状寸法に合わせて設計されていて、その側面
には浮体との衝突による浮体の損傷および振動を避ける
ための緩衝設備（ゴム製など）を設ける。浮体をドック
内に配置した後は海と遮断するためドックの入口を塞ぐ
。またドック内の水１２による浮体の腐食を防ぎ原子力
発電プラントの補修を減らしたり、寿命を長くしたい場
合には必要に応じてドック内の水１２を淡水に変更する
。

ドック内の水位を一定に保つためドック側壁には水位が
弗る高さになるとドックの水が外部に流れ出る溢水口を
設けておく、また第４図はドック内への浸水防止方法を
示す図あるが、大雨や洪水あるいは津波などによって外
部から水が大量にドック内に入ることを防ぐため、この
図に示すように浮体２の下部周辺に少なくともドックＣ
の内壁との間隙水面を覆う大きさの鋼製ひだ９をっけ、
さらにひだ９とドックＣの表面の間には浸水防止を兼ね
た緩衝材１０を設ける。また１１は第２図のＤと浮体表
面との隙間からの浸水を防止するための有機物等を用い
たフレキシブルカバーである。なおドックを掘るときに
発生する残土は生体遮蔽壁の土盛り用に利用する。ドッ
クＣと生体遮蔽壁りは発電プラント本体と切り離されて
いて、その構造も耐震設計が容易であり、必ずしも岩盤
立地にする必要はなく、第４紀層地盤である砂礫地盤上
での立地も可能である。

〔５〕地上設備地上設備は厳しい耐震性や安全性が要求されない設備で
、強固な岩盤上に設置することは必ずしも要求さないも
のである。これには特高圧開閉所。

サービス建屋、廃棄物貯蔵室、物揚岸壁、補給水設備お
よびその他発電所の管理に必要な諸設備が含まれる。こ
れらの設備の配置は従来の発電所と同様敷地の制約条件
の範囲で最適の位置に設置される。

以上の説明は加圧木型（ＰＷＲ型）の軽水炉発電プラン
トにはそのまま通用できるが、沸騰水型（ＢＷＲ）に対
しては次のような変更が必要である。

〔６〕沸騰水型軽水炉（ＢＷＲ）の場合ＢＷＲでは燃料
を格納容器上方部から取出すためプラント構造が若干違
ってくる。第５図の（Ａ）は本発明を実施したＢＷＲ原
子力発電所の概要を示す側面一部断面図、（Ｂ）は（Ａ
）中のｘ−ｘ’矢視図、第６図はその原子炉線の正面一
部断面図とその一部詳細図である。図中りやＪで示した
点の集合部分はγ線遮蔽体を中心とする構造、１２’は
淡水、１３は使用済燃料プール、１４は蒸気乾燥器。

気水分離器ピット、１７は鋼製円筒、２０は中性子遮蔽
体である。また第６図において（Ａ）は正面図、ＣＢ）
は（Ａ）中のに部詳細図で、席料交換時に挿入する容器
（斜線部）の平面図と正面図を示し、（Ｃ）は８部の詳
細で中性子遮蔽を示している。また（Ａ）図中の２点鎖
線１５はタービン建屋（手前）、Ｄはコンクリート製生
体遮蔽室、（Ｂ）図中の１６は圧力容器、１７は鋼製円
筒、２１は燃料棒出口、（Ｃ）図中の斜線部分１２°は
中性子遮蔽部で、水またはホウ素を含んだ水溶液、１８
は鋼板をそれぞれ表している。これらの図に示すように
使用済燃料プールと蒸気乾燥器、気水分離器ピットは上
部生体遮蔽壁土に設置されることになる。燃料交換はま
ず最初に燃料交換時に使用される鋼製円筒１９が挿入で
きるように使用済燃料プールと気水分離器ピットに取付
けられた移動可能な取出口容器１７の正確な位置決めを
行い、次に格納容器上部のＭＰと圧力容器上部の鏡板１
６をはずした後、第６図の（Ｂ）に示すような容器１９
を格納容器上部に据えつけることによって可能となる。

燃料交換操作は従来の炉と同じでよく知られているので
詳細な説明は省略する。

〔資料１）１００万ｋＷ級浮揚式原子カプラントの重量１）従来方式の浮体型Ｍ（単位　万トン）の例２）本発
明方式による浮体重量（単位　万トン）の例（＊使用済燃料プール、蒸気乾燥器、気水分離器ピット
は地上に設置する。）（地上に設置する設備）１）サー
ビス建屋、２）コントロール建屋、３）開閉所等の電気
設備、４）使用済燃料プール、蒸気乾燥器。

気水分離器ピント（ＢＷＲ型のみ）。

〔資料ｎ）１００万ｋＷ級浮揚式原子カプラントの容積ｌ）従来の地上式プラントの例（長さＸ幅×高さ。

ｍ）２）本発明方式による浮体プラントの例（■タービン建
屋は現在の在来式発電所建屋容積を許されるだけコンパ
クトにして求めた）

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した浮揚式原子力発電所の配置側
図（発電プラント２基の場合）、第２図は第１図の側面
図、第３図は浮体とドックの形状の別な一例図、第４図
はドック内への浸水防止方法を示す図、第５図は本発明
を実施したＢＷＲ型原子力発電所の一例の構造概要図、
第６図はその原子炉線の正面断面図（Ａ）とその一部の
詳細図（１３）と（Ｃ）である。１・・・海、２・・・浮体部、３・・・ドック部、４・
・・地上設備、５・・・出入口、６・・・海水取入口、
７・・・放水口、８・・・土、９・・・鋼製ひだ、１０
・・・緩衝材、１１・・・フレキシブルカバー、１２・
・・水、１２°・・・淡水またはホウ素元素を含んだ水
溶液、ＡＩ・・・原子炉線（格納容器）、Ａ２・・・付
属棟、Ｂ・・・タービン建屋、Ｃ・・・ドック、Ｄ・・
・生体遮蔽壁、Ｅ・・・稀ガスホールドアンプ装置建屋
、Ｆ・・・サービス１１１、Ｇ・・・超高圧開閉所、Ｈ
・・・水処理建屋、ｉｐ過水タンク、■・・・廃棄物処
理建屋。声６閃つ１手続補正書（自発）昭和６０年８月　６日特許庁長官　　　宇　賀　道　部　殿１、事件の表示特願昭６０−１４６２６５号２、発明の名称Ｔ線遮蔽体を分離した浮揚式原子力発電所３、補正をす
る者事件との関係　　出願人財団法人電力中央研究所４、代理人東京都新宿区西新宿１−２３−１明細書の「特許請求の範囲」の欄、「発明の詳細な説明」の欄６、補正の内容（１）　　特許請求の範囲を別紙の通り補正する。（２）明細書第１２頁第１０行〜第１１行〔防止を兼ね
た〕を〔防止と長周期地震力の減衰を兼ねた〕と補正す
る。特許請求の範囲（１）原子力発電所を構成する設備のうち格納容器より
成る原子炉棟（Ａ１）と、生体遮蔽体の一部と原子炉の
補機類を含む付属棟（Ａ２）　、およびタービン発電機
と復給水設備を含むタービン建屋（Ｂ）のみを海岸また
は河川の近くに設けた固定の堀込ドックの水面上に浮揚
させたバージ上に搭載した浮体とし、前記原子炉棟と付
属棟の一部の側面および上方を覆うＴ線遮蔽体は前記付
属棟内の生体遮蔽体を除き前記ドックと一体となりだそ
の延長として設け、浮体以外の発電所設備は地上に設置
したことを特徴とするＴＩＩＡ遮蔽体を分離した浮揚式
原子力発電所。（２）バージ上の浮体の。縁には水面およびドック貫辺
皿を覆う鋼製のひだとその　部に浸２防止と　　、量　
　の′−を　ねた　街　を取・け太ことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載のＴ線遮蔽体を分離した浮揚式
原子力発電所。（３）沸騰水型軽水炉プラントの燃料交換は、交換時に
生体遮蔽壁上部から鋼製円筒を挿入し固定した後燃料を
取り出して生体遮蔽壁上部の使用済燃料プールに貯蔵す
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のＴ線遮
蔽体を分離した浮揚式原子力発電所。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）原子力発電所を構成する設備のうち格納容器より
成る原子炉棟（Ａ１）と、生体遮蔽体の一部と原子炉の
補機類を含む付属棟（Ａ２）、およびタービン発電機と
復給水設備を含むタービン建屋（Ｂ）のみを海岸または
河川の近くに設けた固定の堀込ドックの水面上に浮揚さ
せたバージ上に搭載した浮体とし、前記原子炉棟と付属
棟の一部の側面および上方を覆うγ線遮蔽体は前記付属
棟内の生体遮蔽体を除き前記ドックと一体となったその
延長として設け、浮体以外の発電所設備は地上に設置し
たことを特徴とするγ線遮蔽体を分離した浮揚式原子力
発電所。
（２）バージ上の浮体の下部周縁にはドックの内壁との
間の水面を覆う鋼製のひだと浸水防止用の緩衝材を重ね
て取付けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
のγ線遮蔽体を分離した浮揚式原子力発電所。
（３）沸騰水型軽水炉プラントの燃料交換は、交換時に
生体遮蔽壁上部から鋼製円筒を挿入し固定した後燃料を
取り出して生体遮蔽壁上部の使用済燃料プールに貯蔵す
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のγ線遮
蔽体を分離した浮揚式原子力発電所。