(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【図面の簡単な説明】
【0010】
【
図1】第1実施形態に係る原子炉関連施設の建屋に設けられた開口部とブローアウトパネルの位置関係を示す装置概略の説明図である。
【
図2A】第1実施形態に係る平常時におけるブローアウトパネルと架台の位置関係を示す側面図である。
【
図2B】第1実施形態に係る再閉止時におけるブローアウトパネルと架台の位置関係を示す側面図である。
【
図2C】
図2Aの変形例であるブローアウトパネルと架台の位置関係を示す側面図である。
【
図3】第1実施形態に係る開口部を開放途中におけるブローアウトパネルと架台の位置関係を示す側面図である。
【
図4】第1実施形態に係るブローアウトパネルが架台に着座した時のブローアウトパネルと架台の位置関係を示す側面図である。
【
図5A】第1実施形態に係る平常時におけるブローアウトパネルと架台の位置関係を示す上面図である。
【
図5B】第1実施形態に係る再閉止時におけるブローアウトパネルと架台の位置関係を示す上面図である。
【
図6A】第1実施形態に係るブローアウトパネルとアームの接続部を拡大した側面図である。
【
図6B】第1実施形態に係るブローアウトパネルとアームの接続部を
図6Aに示すX方向から見た図である。
【
図7A】第2実施形態に係る開放時のブローアウトパネルと架台の位置関係を示す側面図である。
【
図7B】
図7Aの変形例である開放時のブローアウトパネルと架台の位置関係を示す側面図である。
【
図8】第3実施形態に係る開放時のブローアウトパネルと架台の位置関係を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明を実施するための実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
<<第1実施形態>>
図1は、第1実施形態に係る原子炉関連施設の建屋に設けられた開口部Aとブローアウトパネル1の位置関係を示す装置概略の説明図である。
図1は、建屋100(
図2A参照)内から建屋100を透視した図である。原子炉関連施設の建屋100内に蒸気が流出し、建屋100内の内圧が上昇した場合、建屋100を保護するため、ブローアウトパネル1はアーム2によって移動する。アーム2がアーム基部2dを軸として回転することで、開口部Aからブローアウトパネル1が離れる。その結果、建屋100内の蒸気は開口部Aから外部に放出され、建屋100内の内圧は低下する。
【0012】
図2Aは、第1実施形態に係る平常時におけるブローアウトパネル1と架台5の位置関係を示す側面図である。紙面に向かって右側が建屋100内、左側が建屋100外、下方向は地面方向を示す。
図3は、第1実施形態に係る開口部Aを開放途中におけるブローアウトパネル1と架台5の位置関係を示す側面図である。
図4は、第1実施形態に係るブローアウトパネル1が架台5に着座した時のブローアウトパネル1と架台5の位置関係を示す側面図である。
図2Bは、第1実施形態に係る再閉止時におけるブローアウトパネル1と架台5の位置関係を示す側面図である。紙面向かって右側が建屋100内、左側が建屋100外、下方向は地面側を示す。
図2Cについては後記する。また、
図5Aは、第1実施形態に係る平常時におけるブローアウトパネル1と架台5の位置関係を示す上面図である。紙面に向かって上側が建屋100外、下側が建屋100内、奥行き方向が地面方向を示す。
図5Bは、第1実施形態に係る再閉止時におけるブローアウトパネル1と架台5の位置関係を示す上面図である。紙面向かって上側が建屋100外、下側が建屋100内、奥行き方向が地面方向を示す。
【0013】
なお、
図2Aは、
図5AのB−B断面とC矢視との組合せの図であり、
図2Bは、
図5BのB−B断面とC矢視の組合せの図である。
【0014】
図2Aに示すように、開口部Aは建屋100の側面であって、かつ、建屋100の内外を貫通するように設けられている。開口部Aは、建屋100内の内圧が上昇した場合には蒸気流出口として機能する。平常時において、ブローアウトパネル1は開口部Aを閉止する位置にある。アーム2は、一方がブローアウトパネル1の背面側と連結されており、他方は電動駆動装置4と連結されている。また、アーム2の中間部には屈曲部2aが設けられている。
【0015】
ダンパー3は、根元部が建屋100の外壁面とベアリングで連結されており、ダンパー3が当該根元部を中心として上下方向に回転できるよう構成されている。また、ダンパー3の根元部は、電動駆動装置4と開口部Aの間に位置する。ダンパー3の先端部はアーム2の屈曲部2aとベアリングにより結合されており、ダンパー3は屈曲部2aを中心に回転できるよう構成されている。このベアリングは、アーム2側、ダンパー3側、又はその両方の軸部に取り付けることが可能であるが、アーム2側又はダンパー3側の片側のみあれば問題ない。そして、アーム2の屈曲部2aにおいて、アーム2及びダンパー3は軸ピン10(
図5A参照)を貫通させることで、連結されている。
【0016】
電動駆動装置4は、建屋100の外壁面に固定されており、アーム2を回転駆動させるための装置である。電動駆動装置4のギアはラチェット式のギアであり、開放時はフリーに回転する機構を有する。具体的には、ブローアウトパネル1の開放時に電動駆動装置4のギアがフリーで回転することにより、ブローアウトパネル1を開放し、電源復旧後に電動駆動装置4を駆動させるとギアが噛み合うことで、ブローアウトパネル1にて開口部Aを閉止する機構である。
【0017】
架台5は、部材5a、5b、5cで構成されており、建屋100の外側壁面(以下、建屋外壁面という)に設置されている。部材5aは、電動駆動装置4の下側から、建屋外壁面に対して垂直外側方向に設けられ、部材5bは、部材5aの先端(建屋外壁面の反対側)から上方向に設けられている。また、部材5cは部材5bに対して垂直内側方向に設けられており、開放時のブローアウトパネル1を支える位置にある。
【0018】
部材5aを上側から見ると、
図5Aに示すように、建屋外壁面から3本の部材5aが外側方向に突き出した構造となっており、部材5a同士は補強部材で結合されている。部材5b、5cも同様に補強部材で結合されている。
【0019】
なお、
図2Cは、
図2Aの変形例であるブローアウトパネルと架台の位置関係を示す側面図である。
図2Aに示す例では架台5は開口部Aの下側に設けているが、
図2Cに示すブローアウトパネル装置20Aの場合、架台5を開口部Aの上側に設けてもよい。
【0020】
図2Aに戻り、クッション6は、クッション6aとクッション6bから構成されており、クッション6aは部材5aに設けられている。また、クッション6bは部材5cの先端に設けられている。おもり7は、ブローアウトパネル1の建屋100の外側に設けられ、ブローアウトパネル1が動くとき、ブローアウトパネル1の方向(姿勢)を垂直に保つ機能を有する。
【0021】
建屋外壁面から外側に突き出すように支部8bが設けられ、支部8bに止め板8aが設けられている。止め板8aは、開口部Aの周囲に複数設けられており、止め板8aが開口部Aを塞ぐ位置まで突き出ることで、ブローアウトパネル1を固定することが可能である。
【0022】
パッキン9は、建屋100の壁を貫通する開口部Aと建屋外壁面が交差する交差部100aに位置するとともに、ブローアウトパネル1が開口部Aを閉止する際に、ブローアウトパネル1と密着するように設けられている。また、パッキン9の形状は、建屋外から建屋内に向かって厚さが厚くなるように傾斜しており、ブローアウトパネル1の四辺に設けられた傾斜と密着させることが可能である。
【0023】
図6Aは、第1実施形態に係るブローアウトパネル1とアーム2の接続部を拡大した側面図である。ブローアウトパネル1は、ブローアウトパネル1の背面の支部1cに回転軸穴が設けられている。回転軸穴とアーム2の先端穴2cにボルト1aが差し込まれており、アーム2は水平軸まわりに回転可能である。また、回転軸穴の近傍には支部1cからストッパ1bが突き出している。アーム2の先端穴2c近傍にはストッパ穴2bが円弧状に設けられ、ストッパ1bがストッパ穴2bに差し込まれている。ストッパ1bにより、ブローアウトパネル1が一定角度までしか回転しないように制限を加えることが可能である。
【0024】
図6Bは、第1実施形態に係るブローアウトパネル1とアーム2の接続部を
図6Aに示すX方向から見た図である。前記したように、支部1cに設けられた回転軸穴とアーム2の先端穴2cには、ボルト1aが差しこまれ、ナット1dで螺合する。なお、ブローアウトパネル1とアーム2との間には、ワッシャ1eを設けている。
【0025】
図3は、開口部Aを開放途中におけるブローアウトパネル1と架台5の位置関係を示す側面図である。紙面向かって右側が建屋100内、左側が建屋100外、下方向は地面お方向を示す。以降、
図2Aと同一部材には同じ符号を記している。建屋100の内圧が所定値以上に上昇すると止め板8aが破損し、ブローアウトパネル1にかかる建屋内圧とダンパー3の補助力により、ブローアウトパネル1は開口部Aから建屋外側に離れる。アーム2の屈曲部2aにはダンパー3が連結されているため、ブローアウトパネル1はダンパー3が伸びようとする補助力により全開になるまで開放される。
【0026】
図4は、ブローアウトパネル1が架台5に着座した時のブローアウトパネル1と架台5の位置関係を示す側面図である。紙面向かって右側が建屋100内、左側が建屋100外、下方向は地面側を示す。ブローアウトパネル1の開放後、ブローアウトパネル1はクッション6a,6bに押圧されることで、架台5に着座する。このように、ブローアウトパネル1が架台5に着座することで、ブローアウトパネル1の移動を制約することができ、耐震性を維持することが可能である。
【0027】
また、ブローアウトパネル1の設計段階において、アーム2の長さはブローアウトパネル1の着座位置に関係する。即ち、アーム2の長さに応じてブローアウトパネル1の着座位置と開口部Aとの距離を変更できるため、蒸気が開口部Aから流出する速度(単位時間当たりの減圧度合い)も設計段階で調整することが可能である。例えば、アーム2の長さを長くするほど、ブローアウトパネル1が架台5に着座した時にブローアウトパネル1は開口部Aから離れるため、蒸気が開口部Aから流出する速度(単位時間当たりの減圧度合い)を大きくすることができる。
【0028】
次に、閉止されていたブローアウトパネル装置20が、建屋100の内圧上昇により
図2A、
図3、
図4の順に開放動作を行う流れを説明する。
【0029】
平常時のブローアウトパネル装置20において、ダンパー3は伸びようとする方向に荷重がかかっている一方、ブローアウトパネル1は止め板8aにより固定されている(
図2A参照)。そのため、ブローアウトパネル1は開口部Aに固定されている。なお、平常時、電動駆動装置4に通電されているが、アーム2には荷重がかからない状態となっている。
【0030】
そして、主蒸気配管破裂時に流出した蒸気などにより、建屋100の内圧が所定値以上に上昇すると止め板8aが破損し、アーム2がアーム基部2dを軸として回転することで、ブローアウトパネル1は開口部Aから離れる方向に移動する。また、ダンパー3は伸びようとする方向に荷重をかけ続けるため、ブローアウトパネル1はダンパー3の補助力により架台5に降下する方向へ移動する(
図3参照)。ブローアウトパネル1が動くとき、ブローアウトパネル1の下側にはおもり7(バランサー)が取り付けられているため、ブローアウトパネル1の方向(姿勢)は垂直に保ったままで移動することが可能である。
【0031】
更にダンパー3が伸びると、ブローアウトパネル1の上部・下部はそれぞれクッション6b,6aを介して架台5に着座する(
図4参照)。このように、ブローアウトパネル1はダンパー3の補助力により架台5に押し付けられた状態で着座するため、ブローアウトパネル1の開放時に地震が発生した場合にも、ブローアウトパネル1は地震動に耐えることが可能である。
【0032】
特許文献1のようにダンパー3が無い構造では、内圧上昇時にブローアウトパネル1が少しでも開放することで、建屋内蒸気はその隙間から流出する。しかし、ブローアウトパネル1と開口部Aの隙間が小さいため、建屋100から蒸気が流出する際の圧力損失が大きくなり、建屋内圧力が許容値まで低下するまでに時間を要する。
【0033】
一方、本実施形態のようにブローアウトパネル1をダンパー3の補助力により架台5に押し付けることで、ブローアウトパネル1と開口部Aとの距離を十分に取ることが可能となり、蒸気が建屋外へ流出する際の圧力損失を低減できる。
【0034】
次に、開放されていたブローアウトパネル装置20が、
図4、
図3、
図2Bの順に閉止動作を行う流れを説明する。ブローアウトパネル1は、上部・下部はそれぞれクッション6b,6aを介して架台5に着座している(
図4参照)。
【0035】
開口部Aを閉止する場合、電動駆動装置4がブローアウトパネル1をアーム2で持ち上げていき、アーム2はアーム基部2dを軸として回転する。ダンパー3は伸びようとする方向に荷重を常時かけているため、電動駆動装置4はダンパー3の荷重に打ち勝つ荷重でブローアウトパネル1を移動させている(
図3参照)。
【0036】
そのため、ブローアウトパネル1を開口部Aのパッキン9に押し付ける荷重は電動駆動装置4の動力として事前に設計しておくことが可能である。一方、特許文献1のように、ブローアウトパネル1の自重で開口部Aを閉止させる方式では、ブローアウトパネル1を開口部Aへ押し付ける荷重を事前に設計することができず、開口部Aを閉止した後の密閉度が設計値よりも低下する可能性があった。
【0037】
本実施形態であれば、ブローアウトパネル1を開口部Aのパッキン9に押し付ける荷重を事前に設計することで、開口部Aを閉止した後の密閉度を設計値まで確保することができる。
【0038】
そして、ブローアウトパネル1は開口部Aを閉止する(
図2B参照)。特許文献1に係るブローアウトパネル装置では、建屋100からの蒸気流出が止まると、ブローアウトパネル1はその自重で開口部Aまで戻る。しかし、ブローアウトパネル1から開口部Aへの押し付け力が弱くなり、ブローアウトパネル1が開口部Aを確実に閉止できない場合、遠隔からブローアウトパネル1を閉止操作することも出来なかった。
【0039】
本実施形態によれば、電動駆動装置4がアーム2を移動させることで、開放されたブローアウトパネル1を、遠隔からの指示で元の状態に回復させることが可能である。
【0040】
<<第2実施形態>>
図7Aは、第2実施形態に係る開放時のブローアウトパネル1と架台5Aの位置関係を示す側面図である。紙面向かって右側が建屋100内、左側が建屋100外、下方向は地面方向を示す。第2実施形態のブローアウトパネル装置20Bの場合、開口部Aから下方向にスペースの余裕があるため、架台5Aが実施例1に比べて更に下側に設けられている。そして、ブローアウトパネル1が完全に開放した状態では、ダンパー3の一部が建屋外壁面に接する位置まで移動する。本実施形態によれば、部材5b,5cが不要になるとともに、架台5Aの部材5aを小さくすることができるため、架台5Aの重量を低減することが可能である。
【0041】
図7Bは、
図7Aの変形例である開放時のブローアウトパネルと架台の位置関係を示す側面図である。ブローアウトパネル装置20Cの場合、
図7Aに比べて、架台5Aの位置が上下反転していることが異なる。
図7Bの構造であれば、架台5Aが開口部Aより上側に位置することで、架台5Aが雪除けの役割を果たすことができる。
【0042】
<<第3実施形態>>
図8は、第3実施形態に係る開放時のブローアウトパネル1と架台5Cの位置関係を示す側面図である。紙面向かって下側が建屋100内、上側が建屋100外、奥行き方向は地面方向を示す。第3実施形態のブローアウトパネル装置20Dの場合、開口部Aの上下方向にスペースが十分にない状況を想定した場合であり、ブローアウトパネル1が水平方向に移動する点が異なる。第3実施形態では、架台5Bは、複数の部材5eで構成されている。部材5eには、クッション6bが設けられている。
【0043】
ブローアウトパネル装置20Dは、アーム2が基部を軸として回転することで、原子炉関連施設の建屋の内圧上昇時にブローアウトパネル1の内壁面側が架台5Bに押圧され、原子炉関連施設の建屋の内圧低下時にブローアウトパネル1が電動で元の状態に回復することができる。
【0044】
本実施形態によれば、開口部Aの上下方向にスペースが十分にない場合でも、架台5Cを設けることが可能である。なお、
図8では、架台5Bを紙面向かって左側に設けているが、右側に設けてもよい。
【0045】
<作用効果>
(1)特許文献1に係るブローアウトパネル装置では、建屋からの蒸気流出が止まると、ブローアウトパネル1はその自重で開口部Aまで戻る。しかし、ブローアウトパネル1から開口部Aへの押し付け力が弱くなり、ブローアウトパネル1が開口部Aを確実に閉止できない場合、遠隔からブローアウトパネルを閉止操作することが出来なかった。
一方、本実施形態によれば、電動駆動装置4がアーム2を移動させることで、開放されたブローアウトパネル1を遠隔からの指示で閉止させることが可能である。
(2)原子炉建屋内に流出した蒸気によりブローアウトパネル1が開放する場合、当該蒸気が建屋外へ流出する際の圧力損失を低下できる。
(3)開放時は電力を使用せず、閉止時に電力を使用する。閉止時の密閉性はモーター動力にて設定できる。従来の重力閉止方式に比して、必要な密閉力を任意に設計できる。
(4)ブローアウトパネル1を開ききる補助としてダンパー3を用いて、架台5に押し付ける。これにより、開放状態で地震が発生しても、ブローアウトパネル1は架台5に固定されているため、地震による振動に耐えることができる。また、緊急時において、外部から放水にて炉内に注水する際も開口部Aに障害物が無い状態に出来ることから、放水が容易となる。
【解決手段】ブローアウトパネル装置20は、原子炉関連施設の建屋100の壁面の開口部Aに設けられたブローアウトパネル装置であって、開口部Aを塞ぐ形状に成形されたブローアウトパネル1と、原子炉関連施設の建屋100の外壁面に設けられた電動駆動装置4と、ブローアウトパネル1及び電動駆動装置4を連結するアーム2と、アーム2と原子炉関連施設の建屋100の壁面外側を連結するダンパー3と、アーム2のアーム基部2d近傍に位置し、ブローアウトパネル1を着座させる架台5を備え、アーム2がアーム基部2dを軸として回転することで、建屋100の内圧上昇時にブローアウトパネル1の上部及び下部が架台5に押圧され、原子炉関連施設の建屋100の内圧低下時にブローアウトパネル1が電動で元の状態に回復する。