冷却システム
【課題】短期間で設置でき作業員の被曝量を低減可能な外付けの冷却システムを提供する。
【解決手段】原子力発電所の熱交換器の冷媒を冷却する冷却システムであって、前記冷媒を冷却可能とされ第１の台車（台車１４）に搭載された冷却塔１８と、前記冷媒を送液可能とされ第２の台車（台車１４）に搭載された循環ポンプ４６と、を有し、前記台車は、車両により前記原子力発電所の敷地に牽引され、前記敷地において、前記冷却塔１８と前記循環ポンプ４６との間、前記冷却塔１８と前記熱交換器との間、前記循環ポンプ４６と前記熱交換器との間をそれぞれ配管で接続することにより、前記冷媒を前記熱交換器と前記冷却塔１８との間で循環可能とすることを特徴とする。
【解決手段】原子力発電所の熱交換器の冷媒を冷却する冷却システムであって、前記冷媒を冷却可能とされ第１の台車（台車１４）に搭載された冷却塔１８と、前記冷媒を送液可能とされ第２の台車（台車１４）に搭載された循環ポンプ４６と、を有し、前記台車は、車両により前記原子力発電所の敷地に牽引され、前記敷地において、前記冷却塔１８と前記循環ポンプ４６との間、前記冷却塔１８と前記熱交換器との間、前記循環ポンプ４６と前記熱交換器との間をそれぞれ配管で接続することにより、前記冷媒を前記熱交換器と前記冷却塔１８との間で循環可能とすることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却システムに関し、特に短期間で設置でき作業員の被曝量を低減可能な外付けの冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所は、耐用年数を過ぎた場合や社会情勢あるいは事故等による事情で解体・撤去が行なわれる。原子力発電所の解体・撤去の手順は通常以下のようになる。まず、稼動している原子炉を停止させ、原子炉内の燃料や使用済み燃料プール内の使用済み燃料を冷却したのち再処理工場や貯蔵施設に搬送する。そして原子力発電所内に配置された配管や容器内に付着した放射性物質を除染（系統除染）する。そして、この状態で、原子力発電所を５年〜１０年ほど適切な管理のもとで安全に貯蔵する。その後、建屋内部の配管や容器などの解体作業を行うとともに建屋内部の放射性物質の除去作業を行い、最後に建屋の解体工事を行なう。
【０００３】
ここで、原子炉内の燃料は一次冷却水により冷却され、その一次冷却水は熱交換器（水蒸気発生器）を介して二次冷却水により冷却される。このとき、二次冷却水は、タービン建屋を循環する経路ではなく、前述の熱交換器に接続され、二次冷却水を冷却するための冷却手段（例えば冷却塔）を有する他の循環経路を用いて冷却される（特許文献１参照）。また、使用済み燃料は使用済み燃料プール内の冷却水により冷却されその冷却水は熱交換器を用いて冷却される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１０７００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、事故により冷却水（冷媒）を循環させるポンプが破損した場合には早急にポンプの修理を行なう必要がある。しかし、ポンプが設置された位置における放射能レベルが高い場合は、作業員の被曝量が大きくなりポンプの修理が困難となるといった問題があった。
そこで本発明は、上記問題点に着目し、短期間で設置でき作業員の被曝量を低減可能な外付けの冷却システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る冷却システムは、第１には、原子力発電所の熱交換器の冷媒を冷却する冷却システムであって、前記冷媒を冷却可能とされ第１の台車に搭載された冷却塔と、前記冷媒を送液可能とされ第２の台車に搭載された循環ポンプと、を有し、前記台車は、車両により前記原子力発電所の敷地に牽引され、前記敷地において、前記冷却塔と前記循環ポンプとの間、前記冷却塔と前記熱交換器との間、前記循環ポンプと前記熱交換器との間をそれぞれ配管で接続することにより、前記冷媒を前記熱交換器と前記冷却塔との間で循環可能とすることを特徴とする。
上記構成により、冷却塔及び循環ポンプを原子力発電所の敷地に迅速に配置するとともに冷媒の循環経路を迅速に形成することができ、作業員の被曝量を軽減することができる。
【０００７】
第２には、前記冷却塔は、前記第１の台車に複数搭載され、前記第１の台車には、前記冷却塔がそれぞれ並列に接続され前記熱交換器及び前記循環ポンプにそれぞれ接続可能な一対のマニホールド配管が配置されたことを特徴とする。
上記構成により、台車を配置したのちに接続すべき配管の本数を削減することができるので、配管の設置時間を短縮し、作業員の被曝量を軽減することができる。
【０００８】
第３には、前記第１の台車が複数配置され、互いに異なる前記第１の台車に配置された前記マニホールド配管同士が直列に接続可能であることを特徴とする。
上記構成により、熱交換器が必要とする冷却能力に対応して冷却塔の稼動台数を調整することができる。
【０００９】
第４には、原子力発電所の熱交換器の冷媒を冷却可能とされ、車両により牽引可能な４つの台車に個別に形成された第１モジュール、第２モジュール、第３モジュール、第４モジュールを有する冷却システムであって、前記第１モジュール、前記第２モジュールは、前記冷媒を冷却可能な冷却コイルと、前記冷媒を前記冷却コイルに導入する導入配管と前記冷媒を冷却コイルに排出する排出配管と、前記冷却コイルの冷媒となる補給水を補給する補給配管と、を有する複数の冷却塔と、前記導入配管を並列に接続する第１のマニホールド配管と、前記排出配管を並列に接続する第２のマニホールド配管と、を備え、前記第３モジュールは、前記冷媒を送液可能な循環ポンプを備え、前記第４モジュールは、前記補給水を供給する補給ポンプと、前記補給水を蓄えるとともに前記補給水を前記補給ポンプに供給する補給水受水槽と、を備え、前記第１モジュール乃至第４モジュールは、前記原子力発電所の敷地まで牽引され、前記第１モジュールの前記第１のマニホールド配管と前記第２モジュールの第１のマニホールド配管との間、前記第１モジュールの前記第２のマニホールド配管と前記第２モジュールの第２のマニホールド配管との間、前記第２モジュールの第１のマニホールド配管と前記循環ポンプの前記冷媒の導入側との間、前記第２のモジュールの第１のマニホールド配管と、前記熱交換器との間、前記第２のモジュールの第２のマニホールド配管と前記循環ポンプの前記冷媒の導入側との間、前記循環ポンプの前記冷媒の送液側と前記熱交換器との間、前記補給ポンプと前記補給配管との間、をそれぞれ配管で接続することにより、前記冷媒を前記熱交換器と前記冷却塔との間で循環可能とするとともに前記冷却塔に前記補給水を供給可能とすることを特徴とする冷却システム。
上記構成により、冷却塔の個数に係らず、各モジュールの配置後の配管の接続本数は一定となるため、配管の設置時間を短縮し、作業員の被曝量を軽減することができる。
【００１０】
第５には、前記台車の荷台を前記敷地に立設した複数の支柱により支持したことを特徴とする。
上記構成により、各モジュールの水平を維持することができ、各モジュールに搭載された構成要素を安定的に動作させることができる。
【００１１】
第６には、前記敷地には敷鉄板が配置され前記支柱は前記敷鉄板上に固定されたことを特徴とする。
上記構成により、冷却システムを耐震構造にすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る冷却システムによれば、冷却塔及び循環ポンプの配置を迅速に行なうことができるとともに、熱交換器と冷却塔との間の循環経路に接続すべき配管の本数を削減して作業時間を削減し作業員の被曝量を抑制することができる。さらに冷却塔等を敷地に安定的に配置して、地震等の災害に対しても安定的に稼動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態の冷却モジュールの模式図である。
【図２】本実施形態の冷却モジュールの配管計装線図である。
【図３】本実施形態の冷却モジュールを構成する冷却塔の模式図である。
【図４】本実施形態の冷却モジュールの設置工程（配置時）を示す図である。
【図５】本実施形態の冷却モジュールの設置工程（支柱取り付け時）を示す図である。
【図６】図５の側面図である。
【図７】本実施形態の冷却モジュールの設置工程（支柱取り付け後）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００１５】
図１に、本実施形態の冷却モジュールの模式図を示す。本実施形態の冷却モジュール１０は、原子力発電所の敷地に配置される。そして、冷却モジュール１０は、原子炉格納容器内の一次冷却水を冷却する熱交換器（不図示）または、使用済み燃料プール用の熱交換器（不図示）に接続し、これらの熱交換器の冷媒を冷却しつつ循環させる。よって前者の熱交換器（不図示）に冷却モジュール１０を接続すると、冷却モジュール１０においては一次冷却水の冷媒となる二次冷却水が循環することになる。なお、原子炉格納容器内の熱交換器（不図示）は、発電時に用いるタービンとの間で循環する経路とは別の経路を有しており、本実施形態の冷却モジュールはこの経路に接続するものとする。さらに本実施形態の冷却モジュール１０を配置する敷地には配電盤（不図示）が配置され、後述の構成要素（循環ポンプ４６、補給ポンプ６６、冷却塔１８）を駆動させる電力が供給されるものとする。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態の冷却モジュール１０は、第１モジュール１２、第２モジュール３４、第３モジュール４４、第４モジュール６４から構成される。各モジュールは、車両１００（トレーラー、図４乃至図７）に着脱自在とされ、かつ牽引可能な台車１４に後述の各構成要素を搭載したものである。そして第１モジュール１２、第２モジュール３４は、冷却塔１８を配置したモジュールであり、第３モジュール４４は冷却水（熱交換器の冷媒）を送液する循環ポンプ４６等を配置したモジュールであり、第４モジュール６４は冷却塔１８等に補給水を供給する補給ポンプ６６等を配置したモジュールである。
【００１７】
図１に示すように、第１モジュール１２は、複数（３台）の冷却塔１８を有するものである。第１モジュール１２において、台車１４（第１の台車）上には、台車１４より幅が広く設計されたフレーム１６が固定されている。そして図１に示すように、フレーム１６は台車１４の幅方向の両側にはみ出るように台車１４上に固定される。フレーム１６は、冷却塔１８等の構成要素が搭載される荷台であり、これらの構成要素の荷重に対しても剛性を維持できる程度の強度を有する材料を用いて形成され、かつ構成要素の搭載位置に対応してフレーム１６の構成部材の組み合わせ位置を調整して形成されている。また後述のようにフレーム１６は、支柱９８（商品名：強力サポート）により支持され、これにより台車１４はフレーム１６を介して支柱９８に支持される。
【００１８】
そしてフレーム１６上には冷却塔１８が複数（３台）固定されている。冷却塔１８は、熱交換器（不図示）を循環する冷却水（二次冷却水）を冷却するものであり、このため冷却水を導入する導入配管２０と冷却水を排出する排出配管２２を有する。また冷却塔１８は、冷却水の冷却に必要な補給水を導入する補給配管２４を有する。さらに冷却塔１８は使用済みの補給水をドレンとして排出するためのドレン配管２６と、ドレンを蓄えるドレン受け２８を有する。
【００１９】
またフレーム１６上には、マニホールド配管３０Ａ、３０Ｂが配置されている。マニホールド配管３０Ａ（第１のマニホールド配管）は、熱交換器（不図示）から排出された高温の冷却水が流れる配管であり、マニホールド配管３０Ｂ（第２のマニホールド配管）は冷却塔１８で冷却された低温の冷却水が流れる配管である。このため、マニホールド配管３０Ａには冷却塔１８の導入配管２０がそれぞれ接続され、マニホールド配管３０Ｂには冷却塔１８の排出配管２２がそれぞれ接続される。よって冷却塔１８の導入配管２０はマニホールド配管３０Ａを介して互いに並列となるように配置され、冷却塔１８の排出配管２２はマニホールド配管３０Ｂを介して互いに並列となるように配置される。また、マニホールド配管３０Ａ、３０Ｂの終端の一方は開放されて取り付け配管３２が接続され、マニホールド配管３０Ａ、３０Ｂの終端の他方は閉じられている。これによりマニホールド配管３０Ａに導入された高温の冷却水は導入配管２０で分岐し、冷却塔１８で冷却された低温の冷却水は排出配管２２を経由してマニホールド配管３０Ｂに集められマニホールド配管３０Ｂから放出される。
【００２０】
なお、補給配管２４は第４モジュール６４側に接続された取り付け配管７６に接続される。また、図１において導入配管２０、排出配管２２、補給配管２４、ドレン配管２６は、平面視でフレーム１６からはみ出るように描かれているが、実際には平面視でフレーム１６に収まるように配置することができる。
【００２１】
図１に示すように、第２モジュール３４は、第１モジュール１２と同様であって、台車１４（第１の台車）上に冷却塔１８が２台配置されたものである。よって、第２モジュール３４におけるフレーム１６、冷却塔１８、導入配管２０、排出配管２２、マニホールド配管３６Ａ、３６Ｂ、補給配管３８、ドレン配管２６、ドレン受け２８等の構成は、第１モジュール１２のものと基本的に同様である。しかし、マニホールド配管３６Ａ（第１のマニホールド配管）は２つの導入配管２０に接続され、マニホールド配管３６Ｂ（第２のマニホールド配管）は２つの排出配管２２に接続されている。そしてマニホールド配管３６Ａ、３６Ｂの両終端は開放され、一方の終端が第１モジュール１２（マニホールド配管３０Ａ、３０Ｂ）と接続する取り付け配管３２と接続され、他方の終端が第３モジュール４４（分岐配管４８、中継配管５６）と接続する取り付け配管４０と接続されている。
【００２２】
これにより第１モジュール１２の冷却塔１８（冷却塔群）と、第２モジュール３４の冷却塔１８（冷却塔群）は熱交換器（不図示）を通過する循環経路（冷却水ライン、図２）において互いに並列となるように配置されることになる。本実施形態において、冷却塔群を搭載したモジュールは、第１モジュール１２と、第２モジュール３４のみであるが、これらと同様の構成を有するモジュールをさらに用意し、マニホールド配管同士を直列に接続することにより、冷却塔群をさらに並列に接続することができ、熱交換器（不図示）が必要とする冷却能力に対応して冷却塔１８の稼動台数を調整することができる。なお、補給配管３８は、第１モジュール１２の補給配管２４と取り付け配管４２を介して直列に接続される。
【００２３】
図１に示すように、第３モジュール４４は、台車１４（第２の台車）上に固定されたフレーム１６上に循環ポンプ４６とサージタンク６０を搭載したものである。循環ポンプ４６は、熱交換器（不図示）の冷媒、すなわち冷却水を送液するものである。循環ポンプ４６は２台配置され、熱交換器（不図示）を通過する冷却水の循環経路（冷却水ライン、図２）において互いに並列となるように配置されている。ただし、同時に使用することはなく、通常はいずれか一方を使用し、一方が故障した場合に他方に切り替える。このため、第３モジュール４４においては分岐配管４８が配置され、分岐配管４８の上流側は第２モジュール３４側に接続された取り付け配管４０に接続され、分岐配管４８の下流側（分岐側）はそれぞれ循環ポンプ４６の冷却水の導入側に接続されている。また分岐配管４８の下流側にはバルブ５０がそれぞれ配置され分岐配管４８の下流の流路の開閉をそれぞれ行なうことができる。
【００２４】
また循環ポンプ４６の排出側にも分岐配管５２が配置され、分岐配管５２の上流側（分岐側）が循環ポンプ４６の排出側にそれぞれ接続され、分岐配管５２の下流側は熱交換器（不図示）側に接続する取り付け配管５８に接続される。さらに分岐配管５２の上流側（分岐側）にもバルブ５４が配置され分岐配管５２の上流の流路の開閉を行なうことができる。よって循環ポンプ４６のオン・オフ及びバルブ５０、５４の開閉を適宜行なうことにより循環ポンプ４６のいずれか一方を稼動させて冷却水を熱交換器（不図示）側に送液できるようにしている。
【００２５】
なお、フレーム１６上には中継配管５６が配置され、第２モジュール３４に接続された取り付け配管４０と、熱交換器（不図示）側に接続された取り付け配管５８とを連結するが、取り付け配管４０と中継配管５６とを省略して、熱交換器（不図示）側に接続する取り付け配管５８を第２モジュール３４（マニホールド配管３６Ａ）に接続してもよい。
【００２６】
また第３モジュール４４のフレーム１６上にはサージタンク６０が配置されている。サージタンク６０は、第４モジュール６４側（補給ポンプ６６）に接続する取り付け配管６２に接続され、さらに分岐配管４８の上流側（循環ポンプ４６の冷却水の導入側）に接続される。
【００２７】
第４モジュール６４は、台車１４に固定されたフレーム１６上に補給ポンプ６６と補給水受水槽７８を搭載している。補給水受水槽７８は、例えば敷地内の消火栓（不図示）から供給された水を補給水として蓄えるものであり、供給配管６８を介して補給ポンプ６６に接続されている。なお、図１において補給水受水槽７８は複数描かれているが１つでも良い。補給ポンプ６６は、冷却塔１８及びサージタンク６０に補給水を供給するものであり、補給水の補給経路において互いに並列となるように２台配置されている。しかし、循環ポンプ４６と同様の理由で同時に使用することはない。よって、補給ポンプ６６の補給水の導入側にそれぞれ接続された供給配管６８にはバルブ７０が配置されている。また、補給ポンプ６６の補給水の排出側と冷却塔１８側及びサージタンク６０側に接続された分岐配管７２が配置され、分岐配管７２の上流側（分岐側）にはバルブ７４が配置されている。そして分岐配管７２は取り付け配管７６を介して補給配管２４に接続され、また取り付け配管６２を介してサージタンク６０に接続される。よって補給ポンプ６６のオン・オフ及びバルブ７０、７４の開閉を適宜行なうことにより補給ポンプ６６のいずれか一方を稼動させて補給水を供給できるようにしている。
【００２８】
取り付け配管３２、４０、４２、５８、６２、７６（図１中の着色された配管）は、第１モジュール１２乃至第４モジュール６４を敷地に配置したのちに取り付ける配管である。各取り付け配管は、各モジュールの設計上の配置位置に対応して形状を設計してもよいし、フレキシブルな素材を用いて形成してもよい。本実施形態においては、各モジュールの設置後の配管の取り付けは、モジュール同士を接続する取り付け配管３２、４０、４２、６２、７６と、第３モジュール４４と熱交換器（不図示）側とを接続する取り付け配管５８のみとなる。さらに、本実施形態において、たとえば第２モジュール３４には冷却塔がさらに追加可能であるが、この冷却塔は既に取り付け冷却塔１８と同様にマニホールド配管３６Ａ，３６Ｂに接続することになるので、各モジュールの敷地への配置後の取り付け配管の接続個数に変化はない。したがって、冷却モジュール１０の設置時間を短縮し、作業員の被曝量を低減することができる。
【００２９】
図２に、本実施形態の冷却モジュールの配管計装線図を示し、図３に、本実施形態の冷却モジュールを構成する冷却塔の模式図を示す。前述のように、本実施形態の冷却モジュール１０において、第１モジュール１２が３台の冷却塔１８を有し、第２モジュール３４が２台の冷却塔１８を有し、第３モジュール４４が循環ポンプ４６とサージタンク６０を有し、第４モジュール６４が補給ポンプ６６と補給水受水槽７８を有している。そして各モジュール間を取り付け配管３２、４０、４２、６２、７６により接続し、第３モジュール４４と熱交換器（不図示）側を取り付け配管５８により接続している。
【００３０】
そして、本実施形態の冷却モジュール１０は、冷却水を熱交換器（不図示）と冷却塔との間で循環させる冷却水ラインと、補給水を冷却水及びサージタンク６０に供給する補給水ラインと、を有し、冷却塔１８での使用済みの補給水を、ドレン配管２６を経由してドレン受け２８に蓄えるようになっている。
【００３１】
冷却水ラインにおいて、マニホールド配管３０Ａ、取り付け配管３２、マニホールド配管３６Ａにより第１のバスライン８０が形成され、熱交換器（不図示）側と取り付け配管５８を介して接続されている。さらに、第１のバスライン８０には冷却塔１８の導入配管２０が複数接続されている。
【００３２】
また冷却水ラインにおいて、マニホールド配管３０Ｂ、取り付け配管３２、マニホールド配管３６Ｂにより第２のバスライン８２が形成され、冷却塔１８の排出配管２２が第２のバスライン８２に複数接続されている。そして第２のバスライン８２は取り付け配管４０を介して循環ポンプ４６に接続され、循環ポンプ４６は取り付け配管５８を介して熱交換器（不図示）側に接続されている。
【００３３】
これにより循環ポンプ４６は、冷却水を熱交換器（不図示）に供給するとともに循環ポンプ４６の供給圧力を利用して熱交換器（不図示）を流通した高温の冷却水を第１のバスライン８０に供給する。そして冷却塔１８には高温の冷却水が導入配管２０を介して導入され、冷却後の低温の冷却水が排出配管２２を介して第２のバスライン８２に排出され、第２のバスライン８２に排出された低温の冷却水は、取り付け配管４０を介して循環ポンプ４６に導入され、循環ポンプ４６がこの低温の冷却水を熱交換器（不図示）側に送液する。これにより冷却水は、熱交換器（不図示）で熱を吸収して高温となり冷却塔１８で熱を放出して低温となることを繰り返しつつ循環する。
【００３４】
補給水ラインにおいて、補給配管２４、取り付け配管４２、補給配管３８により補給水を供給する第３のバスライン８４が形成されている。そして、補給ポンプ６６に接続された分岐配管７２は取り付け配管７６を介して第３のバスライン８４に接続されている。そして第３のバスライン８４には冷却塔１８に接続する補給配管２４ａ、３８ａが複数接続されている。さらに分岐配管７２は取り付け配管６２を介してサージタンク６０に接続されている。
【００３５】
よって補給ポンプ６６は、補給水受水槽７８に蓄えられた補給水を、取り付け配管７６を経由して第３のバスライン８４に供給し、補給配管２４ａ、３８ａを介して冷却塔１８には補給水が補給される。同様に補給ポンプ６６は、取り付け配管６２を経由してサージタンク６０に補給水を供給する。サージタンク６０は、循環ポンプ４６の立ち上げに伴う冷却水ラインの急激な圧力変化を抑制するため、補給水を冷却水ライン（循環ポンプ４６の冷却水の導入側）に供給する。このため、サージタンク６０内の補給水が不足した場合にはバルブ６１を開いて補給ポンプ６６を介して補給水をサージタンク６０に補給するものとする。
【００３６】
図３に本実施形態の冷却モジュールを構成する冷却塔の模式図を示す。冷却塔１８は、冷媒となる補給水の気化熱を利用して冷却水を冷却するものである。冷却塔１８は、冷却水を導通して冷却水と補給水との熱交換を行なう冷却コイル８６と、補給水を受水する受水タンク８８と、受水タンク８８の補給水を冷却コイル８６に供給する供給ポンプ９０と、冷却コイル８６に通気して補給水の蒸発を促すファン９２と、冷却コイル８６からこぼれた使用済みの補給水をドレンとして蓄えるドレンタンク（不図示）と、を有する。補給配管２４ａ、３８ａは受水タンク８８内に配置されたボールタップ９４を介して受水タンク８８に接続される。ボールタップ９４は、先端が上下方向に変位するように回動可能なアーム９４ａと、アーム９４ａの先端に取り付けられたフロート９４ｂと、アーム９４ａの根元に取り付けられ補給水が流通する配管の流路の開閉を行なう弁（不図示）とを有する。アーム９４ａの先端が下がっているときは、弁（不図示）は流路を開放して補給水が受水タンク８８に導入されるが、補給水の水位が上昇しフロート９４ｂが浮力により持ち上がることによりアーム９４ａが回動し、弁（不図示）が流路を閉じて補給水の導入を停止する。よって補給ポンプ６６が稼動する限り受水タンク８８には補給水が一定の水位で満たされることになる。
【００３７】
冷却塔１８において、受水タンク８８中の補給水が供給ポンプ９０により供給口９０ａを通じて冷却コイル８６に供給され、ファン９２が冷却コイル８６に通気して補給水の蒸発を促し、蒸発の際の気化熱により冷却水を冷却する。しかし、冷却コイル８６に供給された補給水が全て蒸発することはなく、一部は冷却コイル８６からこぼれてドレンタンク（不図示）に蓄えられる。ドレンタンク（不図示）は、ドレンタンク（不図示）の底、及びドレン（使用済みの補給水）が一定の水位となる位置に排出口を有し、ドレンが一定の水位になった場合にドレンをドレン配管２６経由でドレン受け２８（図２）に排出し、またはドレンタンク（不図示）に溜まった全ドレンをドレン配管２６経由でドレン受け２８（図２）に排出することができる。
【００３８】
図４に、本実施形態の冷却モジュールの設置工程（配置時）を示し、図５に本実施形態の冷却モジュールの設置工程（支柱取り付け時）を示し、図６に図５の側面図を示し、図７に本実施形態の冷却モジュールの設置工程（支柱取り付け後）を示す。
【００３９】
本実施形態の冷却モジュールの設置工程について説明する。この設置工程においては、各モジュール以外に各モジュールの設置箇所に配置する敷鉄板９６と各モジュールを支持する支柱９８を用いる。なお図４乃至図７においては、第１モジュール１２のみ記載しているが他のモジュールにおいても設置工程は同様となる。
【００４０】
まず冷却モジュール１０の設置位置となる敷地を必要に応じて整地し、敷鉄板９６を敷設する。敷鉄板９６は、矩形の鉄板をアレイ状に配置し互いに隣り合う鉄板同士を溶接して一枚の板となるように形成する。またこれと並行して冷却モジュール１０で用いる電力を供給する配電盤（不図示）を冷却モジュール１０の設置位置に隣接して配置する。次に図４に示すように各モジュールを車両１００（トレーラー）により設置位置に牽引する。このとき第１モジュール１２乃至第４モジュール６４は、例えば図１に示すような配置となるように車両１００を駐車する。
【００４１】
そして、図５、図６に示すように、敷鉄板９６とフレーム１６との間に支柱９８を立設し、支柱９８の上端をフレーム１６の下面に溶接等で固定し、支柱９８の下端を敷鉄板９６に溶接等で固定する。ここで、支柱９８（商品名：強力サポート）は、支柱９８の下端を形成する下部支柱９８ａと、下部支柱９８ａに挿通され支柱９８の上端を形成する上部支柱９８ｂと、のテレスコープ構造を有している。そして、上部支柱９８ｂを下部支柱９８ａに対して上下方向にスライドして下部支柱９８ａに固定可能となっており、支柱９８全体の長さを調整することができる。支柱９８はフレーム１６に対して複数接続されるが、接続の際にはフレーム１６が水平となるように、且つ各モジュールの荷重を台車１４の車輪１４ａと支柱９８に分散させるように調整する。
【００４２】
最後に図７に示すように、車両１００（トレーラー）を台車１４から分離し、取り付け配管３２、４０、４２、５８、６２、７６を図１に示す配置に従って接続し、敷地内の消火栓から補給水受水槽７８に補給水を供給し、循環ポンプ４６、補給ポンプ６６、冷却塔１８用の電源ケーブルを配電盤（不図示）に接続することにより冷却モジュール１０が組み立てられる。
【００４３】
本実施形態では、複数の支柱９８によりフレーム１６（台車１４）の水平を維持することができるので、各モジュールに搭載された構成要素を安定的に動作させることができる。冷却モジュール１０を配置する位置全体に一枚の敷鉄板９６を敷設し、その敷鉄板９６の上に各モジュールを配置して支柱９８を介して敷鉄板９６に固定される形となる。したがって各モジュールは耐震構造となって地震が発生しても振動を小さくすることができるので安定的に動作させることができる。本実施形態では原子炉格納容器内の一次冷却水を冷却する熱交換器の冷媒（二次冷却水）または、使用済み燃料プール用の熱交換器の冷媒を冷却することを前提として述べてきたが、取り付け配管を分岐させてこれら２つの熱交換器側に同時に接続してもよい。さらに、本実施形態では、冷却塔１８を搭載するモジュールと、循環ポンプ４６を搭載するモジュールとが別体であるとの前提で説明したが、冷却塔１８と循環ポンプ４６を同じ台車１４（フレーム１６）上に配置して一体のモジュールを構築しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
原子力発電所の敷地内において、冷却塔及び循環ポンプの配置を迅速に行なうことができるとともに、熱交換器の循環経路に接続すべき配管の本数を削減して作業時間を削減し作業員の被曝量を抑制することができ、さらに冷却塔等を敷地に安定的に配置して、地震等の災害に対しても安定的に稼動させることが可能な冷却システムとして利用できる。
【符号の説明】
【００４５】
１０………冷却モジュール、１２………第１モジュール、１４………台車、１４ａ………車輪、１６………フレーム、１８………冷却塔、２０………導入配管、２２………排出配管、２４………補給配管、２６………ドレン配管、２８………ドレン受け、３０Ａ、３０Ｂ………マニホールド配管、３２………取り付け配管、３４………第２モジュール、３６Ａ、３６Ｂ………マニホールド配管、３８………補給配管、４０………取り付け配管、４２………取り付け配管、４４………第３モジュール、４６………循環ポンプ、４８………分岐配管、５０………バルブ、５２………分岐配管、５４………バルブ、５６………中継配管、５８………取り付け配管、６０………サージタンク、６１………バルブ、６２………取り付け配管、６４………第４モジュール、６６………補給ポンプ、６８………供給配管、７０………バルブ、７２………分岐配管、７４………バルブ、７６………取り付け配管、７８………補給水受水槽、８０………第１のバスライン、８２………第２のバスライン、８４………第３のバスライン、８６………冷却コイル、８８………受水タンク、９０………供給ポンプ、９０ａ………供給口、９２………ファン、９４………ボールタップ、９４ａ………アーム、９４ｂ………フロート、９６………敷鉄板、９８………支柱、９８ａ………下部支柱、９８ｂ………上部支柱、１００………車両。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却システムに関し、特に短期間で設置でき作業員の被曝量を低減可能な外付けの冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所は、耐用年数を過ぎた場合や社会情勢あるいは事故等による事情で解体・撤去が行なわれる。原子力発電所の解体・撤去の手順は通常以下のようになる。まず、稼動している原子炉を停止させ、原子炉内の燃料や使用済み燃料プール内の使用済み燃料を冷却したのち再処理工場や貯蔵施設に搬送する。そして原子力発電所内に配置された配管や容器内に付着した放射性物質を除染（系統除染）する。そして、この状態で、原子力発電所を５年〜１０年ほど適切な管理のもとで安全に貯蔵する。その後、建屋内部の配管や容器などの解体作業を行うとともに建屋内部の放射性物質の除去作業を行い、最後に建屋の解体工事を行なう。
【０００３】
ここで、原子炉内の燃料は一次冷却水により冷却され、その一次冷却水は熱交換器（水蒸気発生器）を介して二次冷却水により冷却される。このとき、二次冷却水は、タービン建屋を循環する経路ではなく、前述の熱交換器に接続され、二次冷却水を冷却するための冷却手段（例えば冷却塔）を有する他の循環経路を用いて冷却される（特許文献１参照）。また、使用済み燃料は使用済み燃料プール内の冷却水により冷却されその冷却水は熱交換器を用いて冷却される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１０７００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、事故により冷却水（冷媒）を循環させるポンプが破損した場合には早急にポンプの修理を行なう必要がある。しかし、ポンプが設置された位置における放射能レベルが高い場合は、作業員の被曝量が大きくなりポンプの修理が困難となるといった問題があった。
そこで本発明は、上記問題点に着目し、短期間で設置でき作業員の被曝量を低減可能な外付けの冷却システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る冷却システムは、第１には、原子力発電所の熱交換器の冷媒を冷却する冷却システムであって、前記冷媒を冷却可能とされ第１の台車に搭載された冷却塔と、前記冷媒を送液可能とされ第２の台車に搭載された循環ポンプと、を有し、前記台車は、車両により前記原子力発電所の敷地に牽引され、前記敷地において、前記冷却塔と前記循環ポンプとの間、前記冷却塔と前記熱交換器との間、前記循環ポンプと前記熱交換器との間をそれぞれ配管で接続することにより、前記冷媒を前記熱交換器と前記冷却塔との間で循環可能とすることを特徴とする。
上記構成により、冷却塔及び循環ポンプを原子力発電所の敷地に迅速に配置するとともに冷媒の循環経路を迅速に形成することができ、作業員の被曝量を軽減することができる。
【０００７】
第２には、前記冷却塔は、前記第１の台車に複数搭載され、前記第１の台車には、前記冷却塔がそれぞれ並列に接続され前記熱交換器及び前記循環ポンプにそれぞれ接続可能な一対のマニホールド配管が配置されたことを特徴とする。
上記構成により、台車を配置したのちに接続すべき配管の本数を削減することができるので、配管の設置時間を短縮し、作業員の被曝量を軽減することができる。
【０００８】
第３には、前記第１の台車が複数配置され、互いに異なる前記第１の台車に配置された前記マニホールド配管同士が直列に接続可能であることを特徴とする。
上記構成により、熱交換器が必要とする冷却能力に対応して冷却塔の稼動台数を調整することができる。
【０００９】
第４には、原子力発電所の熱交換器の冷媒を冷却可能とされ、車両により牽引可能な４つの台車に個別に形成された第１モジュール、第２モジュール、第３モジュール、第４モジュールを有する冷却システムであって、前記第１モジュール、前記第２モジュールは、前記冷媒を冷却可能な冷却コイルと、前記冷媒を前記冷却コイルに導入する導入配管と前記冷媒を冷却コイルに排出する排出配管と、前記冷却コイルの冷媒となる補給水を補給する補給配管と、を有する複数の冷却塔と、前記導入配管を並列に接続する第１のマニホールド配管と、前記排出配管を並列に接続する第２のマニホールド配管と、を備え、前記第３モジュールは、前記冷媒を送液可能な循環ポンプを備え、前記第４モジュールは、前記補給水を供給する補給ポンプと、前記補給水を蓄えるとともに前記補給水を前記補給ポンプに供給する補給水受水槽と、を備え、前記第１モジュール乃至第４モジュールは、前記原子力発電所の敷地まで牽引され、前記第１モジュールの前記第１のマニホールド配管と前記第２モジュールの第１のマニホールド配管との間、前記第１モジュールの前記第２のマニホールド配管と前記第２モジュールの第２のマニホールド配管との間、前記第２モジュールの第１のマニホールド配管と前記循環ポンプの前記冷媒の導入側との間、前記第２のモジュールの第１のマニホールド配管と、前記熱交換器との間、前記第２のモジュールの第２のマニホールド配管と前記循環ポンプの前記冷媒の導入側との間、前記循環ポンプの前記冷媒の送液側と前記熱交換器との間、前記補給ポンプと前記補給配管との間、をそれぞれ配管で接続することにより、前記冷媒を前記熱交換器と前記冷却塔との間で循環可能とするとともに前記冷却塔に前記補給水を供給可能とすることを特徴とする冷却システム。
上記構成により、冷却塔の個数に係らず、各モジュールの配置後の配管の接続本数は一定となるため、配管の設置時間を短縮し、作業員の被曝量を軽減することができる。
【００１０】
第５には、前記台車の荷台を前記敷地に立設した複数の支柱により支持したことを特徴とする。
上記構成により、各モジュールの水平を維持することができ、各モジュールに搭載された構成要素を安定的に動作させることができる。
【００１１】
第６には、前記敷地には敷鉄板が配置され前記支柱は前記敷鉄板上に固定されたことを特徴とする。
上記構成により、冷却システムを耐震構造にすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る冷却システムによれば、冷却塔及び循環ポンプの配置を迅速に行なうことができるとともに、熱交換器と冷却塔との間の循環経路に接続すべき配管の本数を削減して作業時間を削減し作業員の被曝量を抑制することができる。さらに冷却塔等を敷地に安定的に配置して、地震等の災害に対しても安定的に稼動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態の冷却モジュールの模式図である。
【図２】本実施形態の冷却モジュールの配管計装線図である。
【図３】本実施形態の冷却モジュールを構成する冷却塔の模式図である。
【図４】本実施形態の冷却モジュールの設置工程（配置時）を示す図である。
【図５】本実施形態の冷却モジュールの設置工程（支柱取り付け時）を示す図である。
【図６】図５の側面図である。
【図７】本実施形態の冷却モジュールの設置工程（支柱取り付け後）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００１５】
図１に、本実施形態の冷却モジュールの模式図を示す。本実施形態の冷却モジュール１０は、原子力発電所の敷地に配置される。そして、冷却モジュール１０は、原子炉格納容器内の一次冷却水を冷却する熱交換器（不図示）または、使用済み燃料プール用の熱交換器（不図示）に接続し、これらの熱交換器の冷媒を冷却しつつ循環させる。よって前者の熱交換器（不図示）に冷却モジュール１０を接続すると、冷却モジュール１０においては一次冷却水の冷媒となる二次冷却水が循環することになる。なお、原子炉格納容器内の熱交換器（不図示）は、発電時に用いるタービンとの間で循環する経路とは別の経路を有しており、本実施形態の冷却モジュールはこの経路に接続するものとする。さらに本実施形態の冷却モジュール１０を配置する敷地には配電盤（不図示）が配置され、後述の構成要素（循環ポンプ４６、補給ポンプ６６、冷却塔１８）を駆動させる電力が供給されるものとする。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態の冷却モジュール１０は、第１モジュール１２、第２モジュール３４、第３モジュール４４、第４モジュール６４から構成される。各モジュールは、車両１００（トレーラー、図４乃至図７）に着脱自在とされ、かつ牽引可能な台車１４に後述の各構成要素を搭載したものである。そして第１モジュール１２、第２モジュール３４は、冷却塔１８を配置したモジュールであり、第３モジュール４４は冷却水（熱交換器の冷媒）を送液する循環ポンプ４６等を配置したモジュールであり、第４モジュール６４は冷却塔１８等に補給水を供給する補給ポンプ６６等を配置したモジュールである。
【００１７】
図１に示すように、第１モジュール１２は、複数（３台）の冷却塔１８を有するものである。第１モジュール１２において、台車１４（第１の台車）上には、台車１４より幅が広く設計されたフレーム１６が固定されている。そして図１に示すように、フレーム１６は台車１４の幅方向の両側にはみ出るように台車１４上に固定される。フレーム１６は、冷却塔１８等の構成要素が搭載される荷台であり、これらの構成要素の荷重に対しても剛性を維持できる程度の強度を有する材料を用いて形成され、かつ構成要素の搭載位置に対応してフレーム１６の構成部材の組み合わせ位置を調整して形成されている。また後述のようにフレーム１６は、支柱９８（商品名：強力サポート）により支持され、これにより台車１４はフレーム１６を介して支柱９８に支持される。
【００１８】
そしてフレーム１６上には冷却塔１８が複数（３台）固定されている。冷却塔１８は、熱交換器（不図示）を循環する冷却水（二次冷却水）を冷却するものであり、このため冷却水を導入する導入配管２０と冷却水を排出する排出配管２２を有する。また冷却塔１８は、冷却水の冷却に必要な補給水を導入する補給配管２４を有する。さらに冷却塔１８は使用済みの補給水をドレンとして排出するためのドレン配管２６と、ドレンを蓄えるドレン受け２８を有する。
【００１９】
またフレーム１６上には、マニホールド配管３０Ａ、３０Ｂが配置されている。マニホールド配管３０Ａ（第１のマニホールド配管）は、熱交換器（不図示）から排出された高温の冷却水が流れる配管であり、マニホールド配管３０Ｂ（第２のマニホールド配管）は冷却塔１８で冷却された低温の冷却水が流れる配管である。このため、マニホールド配管３０Ａには冷却塔１８の導入配管２０がそれぞれ接続され、マニホールド配管３０Ｂには冷却塔１８の排出配管２２がそれぞれ接続される。よって冷却塔１８の導入配管２０はマニホールド配管３０Ａを介して互いに並列となるように配置され、冷却塔１８の排出配管２２はマニホールド配管３０Ｂを介して互いに並列となるように配置される。また、マニホールド配管３０Ａ、３０Ｂの終端の一方は開放されて取り付け配管３２が接続され、マニホールド配管３０Ａ、３０Ｂの終端の他方は閉じられている。これによりマニホールド配管３０Ａに導入された高温の冷却水は導入配管２０で分岐し、冷却塔１８で冷却された低温の冷却水は排出配管２２を経由してマニホールド配管３０Ｂに集められマニホールド配管３０Ｂから放出される。
【００２０】
なお、補給配管２４は第４モジュール６４側に接続された取り付け配管７６に接続される。また、図１において導入配管２０、排出配管２２、補給配管２４、ドレン配管２６は、平面視でフレーム１６からはみ出るように描かれているが、実際には平面視でフレーム１６に収まるように配置することができる。
【００２１】
図１に示すように、第２モジュール３４は、第１モジュール１２と同様であって、台車１４（第１の台車）上に冷却塔１８が２台配置されたものである。よって、第２モジュール３４におけるフレーム１６、冷却塔１８、導入配管２０、排出配管２２、マニホールド配管３６Ａ、３６Ｂ、補給配管３８、ドレン配管２６、ドレン受け２８等の構成は、第１モジュール１２のものと基本的に同様である。しかし、マニホールド配管３６Ａ（第１のマニホールド配管）は２つの導入配管２０に接続され、マニホールド配管３６Ｂ（第２のマニホールド配管）は２つの排出配管２２に接続されている。そしてマニホールド配管３６Ａ、３６Ｂの両終端は開放され、一方の終端が第１モジュール１２（マニホールド配管３０Ａ、３０Ｂ）と接続する取り付け配管３２と接続され、他方の終端が第３モジュール４４（分岐配管４８、中継配管５６）と接続する取り付け配管４０と接続されている。
【００２２】
これにより第１モジュール１２の冷却塔１８（冷却塔群）と、第２モジュール３４の冷却塔１８（冷却塔群）は熱交換器（不図示）を通過する循環経路（冷却水ライン、図２）において互いに並列となるように配置されることになる。本実施形態において、冷却塔群を搭載したモジュールは、第１モジュール１２と、第２モジュール３４のみであるが、これらと同様の構成を有するモジュールをさらに用意し、マニホールド配管同士を直列に接続することにより、冷却塔群をさらに並列に接続することができ、熱交換器（不図示）が必要とする冷却能力に対応して冷却塔１８の稼動台数を調整することができる。なお、補給配管３８は、第１モジュール１２の補給配管２４と取り付け配管４２を介して直列に接続される。
【００２３】
図１に示すように、第３モジュール４４は、台車１４（第２の台車）上に固定されたフレーム１６上に循環ポンプ４６とサージタンク６０を搭載したものである。循環ポンプ４６は、熱交換器（不図示）の冷媒、すなわち冷却水を送液するものである。循環ポンプ４６は２台配置され、熱交換器（不図示）を通過する冷却水の循環経路（冷却水ライン、図２）において互いに並列となるように配置されている。ただし、同時に使用することはなく、通常はいずれか一方を使用し、一方が故障した場合に他方に切り替える。このため、第３モジュール４４においては分岐配管４８が配置され、分岐配管４８の上流側は第２モジュール３４側に接続された取り付け配管４０に接続され、分岐配管４８の下流側（分岐側）はそれぞれ循環ポンプ４６の冷却水の導入側に接続されている。また分岐配管４８の下流側にはバルブ５０がそれぞれ配置され分岐配管４８の下流の流路の開閉をそれぞれ行なうことができる。
【００２４】
また循環ポンプ４６の排出側にも分岐配管５２が配置され、分岐配管５２の上流側（分岐側）が循環ポンプ４６の排出側にそれぞれ接続され、分岐配管５２の下流側は熱交換器（不図示）側に接続する取り付け配管５８に接続される。さらに分岐配管５２の上流側（分岐側）にもバルブ５４が配置され分岐配管５２の上流の流路の開閉を行なうことができる。よって循環ポンプ４６のオン・オフ及びバルブ５０、５４の開閉を適宜行なうことにより循環ポンプ４６のいずれか一方を稼動させて冷却水を熱交換器（不図示）側に送液できるようにしている。
【００２５】
なお、フレーム１６上には中継配管５６が配置され、第２モジュール３４に接続された取り付け配管４０と、熱交換器（不図示）側に接続された取り付け配管５８とを連結するが、取り付け配管４０と中継配管５６とを省略して、熱交換器（不図示）側に接続する取り付け配管５８を第２モジュール３４（マニホールド配管３６Ａ）に接続してもよい。
【００２６】
また第３モジュール４４のフレーム１６上にはサージタンク６０が配置されている。サージタンク６０は、第４モジュール６４側（補給ポンプ６６）に接続する取り付け配管６２に接続され、さらに分岐配管４８の上流側（循環ポンプ４６の冷却水の導入側）に接続される。
【００２７】
第４モジュール６４は、台車１４に固定されたフレーム１６上に補給ポンプ６６と補給水受水槽７８を搭載している。補給水受水槽７８は、例えば敷地内の消火栓（不図示）から供給された水を補給水として蓄えるものであり、供給配管６８を介して補給ポンプ６６に接続されている。なお、図１において補給水受水槽７８は複数描かれているが１つでも良い。補給ポンプ６６は、冷却塔１８及びサージタンク６０に補給水を供給するものであり、補給水の補給経路において互いに並列となるように２台配置されている。しかし、循環ポンプ４６と同様の理由で同時に使用することはない。よって、補給ポンプ６６の補給水の導入側にそれぞれ接続された供給配管６８にはバルブ７０が配置されている。また、補給ポンプ６６の補給水の排出側と冷却塔１８側及びサージタンク６０側に接続された分岐配管７２が配置され、分岐配管７２の上流側（分岐側）にはバルブ７４が配置されている。そして分岐配管７２は取り付け配管７６を介して補給配管２４に接続され、また取り付け配管６２を介してサージタンク６０に接続される。よって補給ポンプ６６のオン・オフ及びバルブ７０、７４の開閉を適宜行なうことにより補給ポンプ６６のいずれか一方を稼動させて補給水を供給できるようにしている。
【００２８】
取り付け配管３２、４０、４２、５８、６２、７６（図１中の着色された配管）は、第１モジュール１２乃至第４モジュール６４を敷地に配置したのちに取り付ける配管である。各取り付け配管は、各モジュールの設計上の配置位置に対応して形状を設計してもよいし、フレキシブルな素材を用いて形成してもよい。本実施形態においては、各モジュールの設置後の配管の取り付けは、モジュール同士を接続する取り付け配管３２、４０、４２、６２、７６と、第３モジュール４４と熱交換器（不図示）側とを接続する取り付け配管５８のみとなる。さらに、本実施形態において、たとえば第２モジュール３４には冷却塔がさらに追加可能であるが、この冷却塔は既に取り付け冷却塔１８と同様にマニホールド配管３６Ａ，３６Ｂに接続することになるので、各モジュールの敷地への配置後の取り付け配管の接続個数に変化はない。したがって、冷却モジュール１０の設置時間を短縮し、作業員の被曝量を低減することができる。
【００２９】
図２に、本実施形態の冷却モジュールの配管計装線図を示し、図３に、本実施形態の冷却モジュールを構成する冷却塔の模式図を示す。前述のように、本実施形態の冷却モジュール１０において、第１モジュール１２が３台の冷却塔１８を有し、第２モジュール３４が２台の冷却塔１８を有し、第３モジュール４４が循環ポンプ４６とサージタンク６０を有し、第４モジュール６４が補給ポンプ６６と補給水受水槽７８を有している。そして各モジュール間を取り付け配管３２、４０、４２、６２、７６により接続し、第３モジュール４４と熱交換器（不図示）側を取り付け配管５８により接続している。
【００３０】
そして、本実施形態の冷却モジュール１０は、冷却水を熱交換器（不図示）と冷却塔との間で循環させる冷却水ラインと、補給水を冷却水及びサージタンク６０に供給する補給水ラインと、を有し、冷却塔１８での使用済みの補給水を、ドレン配管２６を経由してドレン受け２８に蓄えるようになっている。
【００３１】
冷却水ラインにおいて、マニホールド配管３０Ａ、取り付け配管３２、マニホールド配管３６Ａにより第１のバスライン８０が形成され、熱交換器（不図示）側と取り付け配管５８を介して接続されている。さらに、第１のバスライン８０には冷却塔１８の導入配管２０が複数接続されている。
【００３２】
また冷却水ラインにおいて、マニホールド配管３０Ｂ、取り付け配管３２、マニホールド配管３６Ｂにより第２のバスライン８２が形成され、冷却塔１８の排出配管２２が第２のバスライン８２に複数接続されている。そして第２のバスライン８２は取り付け配管４０を介して循環ポンプ４６に接続され、循環ポンプ４６は取り付け配管５８を介して熱交換器（不図示）側に接続されている。
【００３３】
これにより循環ポンプ４６は、冷却水を熱交換器（不図示）に供給するとともに循環ポンプ４６の供給圧力を利用して熱交換器（不図示）を流通した高温の冷却水を第１のバスライン８０に供給する。そして冷却塔１８には高温の冷却水が導入配管２０を介して導入され、冷却後の低温の冷却水が排出配管２２を介して第２のバスライン８２に排出され、第２のバスライン８２に排出された低温の冷却水は、取り付け配管４０を介して循環ポンプ４６に導入され、循環ポンプ４６がこの低温の冷却水を熱交換器（不図示）側に送液する。これにより冷却水は、熱交換器（不図示）で熱を吸収して高温となり冷却塔１８で熱を放出して低温となることを繰り返しつつ循環する。
【００３４】
補給水ラインにおいて、補給配管２４、取り付け配管４２、補給配管３８により補給水を供給する第３のバスライン８４が形成されている。そして、補給ポンプ６６に接続された分岐配管７２は取り付け配管７６を介して第３のバスライン８４に接続されている。そして第３のバスライン８４には冷却塔１８に接続する補給配管２４ａ、３８ａが複数接続されている。さらに分岐配管７２は取り付け配管６２を介してサージタンク６０に接続されている。
【００３５】
よって補給ポンプ６６は、補給水受水槽７８に蓄えられた補給水を、取り付け配管７６を経由して第３のバスライン８４に供給し、補給配管２４ａ、３８ａを介して冷却塔１８には補給水が補給される。同様に補給ポンプ６６は、取り付け配管６２を経由してサージタンク６０に補給水を供給する。サージタンク６０は、循環ポンプ４６の立ち上げに伴う冷却水ラインの急激な圧力変化を抑制するため、補給水を冷却水ライン（循環ポンプ４６の冷却水の導入側）に供給する。このため、サージタンク６０内の補給水が不足した場合にはバルブ６１を開いて補給ポンプ６６を介して補給水をサージタンク６０に補給するものとする。
【００３６】
図３に本実施形態の冷却モジュールを構成する冷却塔の模式図を示す。冷却塔１８は、冷媒となる補給水の気化熱を利用して冷却水を冷却するものである。冷却塔１８は、冷却水を導通して冷却水と補給水との熱交換を行なう冷却コイル８６と、補給水を受水する受水タンク８８と、受水タンク８８の補給水を冷却コイル８６に供給する供給ポンプ９０と、冷却コイル８６に通気して補給水の蒸発を促すファン９２と、冷却コイル８６からこぼれた使用済みの補給水をドレンとして蓄えるドレンタンク（不図示）と、を有する。補給配管２４ａ、３８ａは受水タンク８８内に配置されたボールタップ９４を介して受水タンク８８に接続される。ボールタップ９４は、先端が上下方向に変位するように回動可能なアーム９４ａと、アーム９４ａの先端に取り付けられたフロート９４ｂと、アーム９４ａの根元に取り付けられ補給水が流通する配管の流路の開閉を行なう弁（不図示）とを有する。アーム９４ａの先端が下がっているときは、弁（不図示）は流路を開放して補給水が受水タンク８８に導入されるが、補給水の水位が上昇しフロート９４ｂが浮力により持ち上がることによりアーム９４ａが回動し、弁（不図示）が流路を閉じて補給水の導入を停止する。よって補給ポンプ６６が稼動する限り受水タンク８８には補給水が一定の水位で満たされることになる。
【００３７】
冷却塔１８において、受水タンク８８中の補給水が供給ポンプ９０により供給口９０ａを通じて冷却コイル８６に供給され、ファン９２が冷却コイル８６に通気して補給水の蒸発を促し、蒸発の際の気化熱により冷却水を冷却する。しかし、冷却コイル８６に供給された補給水が全て蒸発することはなく、一部は冷却コイル８６からこぼれてドレンタンク（不図示）に蓄えられる。ドレンタンク（不図示）は、ドレンタンク（不図示）の底、及びドレン（使用済みの補給水）が一定の水位となる位置に排出口を有し、ドレンが一定の水位になった場合にドレンをドレン配管２６経由でドレン受け２８（図２）に排出し、またはドレンタンク（不図示）に溜まった全ドレンをドレン配管２６経由でドレン受け２８（図２）に排出することができる。
【００３８】
図４に、本実施形態の冷却モジュールの設置工程（配置時）を示し、図５に本実施形態の冷却モジュールの設置工程（支柱取り付け時）を示し、図６に図５の側面図を示し、図７に本実施形態の冷却モジュールの設置工程（支柱取り付け後）を示す。
【００３９】
本実施形態の冷却モジュールの設置工程について説明する。この設置工程においては、各モジュール以外に各モジュールの設置箇所に配置する敷鉄板９６と各モジュールを支持する支柱９８を用いる。なお図４乃至図７においては、第１モジュール１２のみ記載しているが他のモジュールにおいても設置工程は同様となる。
【００４０】
まず冷却モジュール１０の設置位置となる敷地を必要に応じて整地し、敷鉄板９６を敷設する。敷鉄板９６は、矩形の鉄板をアレイ状に配置し互いに隣り合う鉄板同士を溶接して一枚の板となるように形成する。またこれと並行して冷却モジュール１０で用いる電力を供給する配電盤（不図示）を冷却モジュール１０の設置位置に隣接して配置する。次に図４に示すように各モジュールを車両１００（トレーラー）により設置位置に牽引する。このとき第１モジュール１２乃至第４モジュール６４は、例えば図１に示すような配置となるように車両１００を駐車する。
【００４１】
そして、図５、図６に示すように、敷鉄板９６とフレーム１６との間に支柱９８を立設し、支柱９８の上端をフレーム１６の下面に溶接等で固定し、支柱９８の下端を敷鉄板９６に溶接等で固定する。ここで、支柱９８（商品名：強力サポート）は、支柱９８の下端を形成する下部支柱９８ａと、下部支柱９８ａに挿通され支柱９８の上端を形成する上部支柱９８ｂと、のテレスコープ構造を有している。そして、上部支柱９８ｂを下部支柱９８ａに対して上下方向にスライドして下部支柱９８ａに固定可能となっており、支柱９８全体の長さを調整することができる。支柱９８はフレーム１６に対して複数接続されるが、接続の際にはフレーム１６が水平となるように、且つ各モジュールの荷重を台車１４の車輪１４ａと支柱９８に分散させるように調整する。
【００４２】
最後に図７に示すように、車両１００（トレーラー）を台車１４から分離し、取り付け配管３２、４０、４２、５８、６２、７６を図１に示す配置に従って接続し、敷地内の消火栓から補給水受水槽７８に補給水を供給し、循環ポンプ４６、補給ポンプ６６、冷却塔１８用の電源ケーブルを配電盤（不図示）に接続することにより冷却モジュール１０が組み立てられる。
【００４３】
本実施形態では、複数の支柱９８によりフレーム１６（台車１４）の水平を維持することができるので、各モジュールに搭載された構成要素を安定的に動作させることができる。冷却モジュール１０を配置する位置全体に一枚の敷鉄板９６を敷設し、その敷鉄板９６の上に各モジュールを配置して支柱９８を介して敷鉄板９６に固定される形となる。したがって各モジュールは耐震構造となって地震が発生しても振動を小さくすることができるので安定的に動作させることができる。本実施形態では原子炉格納容器内の一次冷却水を冷却する熱交換器の冷媒（二次冷却水）または、使用済み燃料プール用の熱交換器の冷媒を冷却することを前提として述べてきたが、取り付け配管を分岐させてこれら２つの熱交換器側に同時に接続してもよい。さらに、本実施形態では、冷却塔１８を搭載するモジュールと、循環ポンプ４６を搭載するモジュールとが別体であるとの前提で説明したが、冷却塔１８と循環ポンプ４６を同じ台車１４（フレーム１６）上に配置して一体のモジュールを構築しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
原子力発電所の敷地内において、冷却塔及び循環ポンプの配置を迅速に行なうことができるとともに、熱交換器の循環経路に接続すべき配管の本数を削減して作業時間を削減し作業員の被曝量を抑制することができ、さらに冷却塔等を敷地に安定的に配置して、地震等の災害に対しても安定的に稼動させることが可能な冷却システムとして利用できる。
【符号の説明】
【００４５】
１０………冷却モジュール、１２………第１モジュール、１４………台車、１４ａ………車輪、１６………フレーム、１８………冷却塔、２０………導入配管、２２………排出配管、２４………補給配管、２６………ドレン配管、２８………ドレン受け、３０Ａ、３０Ｂ………マニホールド配管、３２………取り付け配管、３４………第２モジュール、３６Ａ、３６Ｂ………マニホールド配管、３８………補給配管、４０………取り付け配管、４２………取り付け配管、４４………第３モジュール、４６………循環ポンプ、４８………分岐配管、５０………バルブ、５２………分岐配管、５４………バルブ、５６………中継配管、５８………取り付け配管、６０………サージタンク、６１………バルブ、６２………取り付け配管、６４………第４モジュール、６６………補給ポンプ、６８………供給配管、７０………バルブ、７２………分岐配管、７４………バルブ、７６………取り付け配管、７８………補給水受水槽、８０………第１のバスライン、８２………第２のバスライン、８４………第３のバスライン、８６………冷却コイル、８８………受水タンク、９０………供給ポンプ、９０ａ………供給口、９２………ファン、９４………ボールタップ、９４ａ………アーム、９４ｂ………フロート、９６………敷鉄板、９８………支柱、９８ａ………下部支柱、９８ｂ………上部支柱、１００………車両。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子力発電所の熱交換器の冷媒を冷却する冷却システムであって、
前記冷媒を冷却可能とされ第１の台車に搭載された冷却塔と、
前記冷媒を送液可能とされ第２の台車に搭載された循環ポンプと、を有し、
前記台車は、
車両により前記原子力発電所の敷地に牽引され、
前記敷地において、前記冷却塔と前記循環ポンプとの間、前記冷却塔と前記熱交換器との間、前記循環ポンプと前記熱交換器との間をそれぞれ配管で接続することにより、前記冷媒を前記熱交換器と前記冷却塔との間で循環可能とすることを特徴とする冷却システム。
【請求項２】
前記冷却塔は、
前記第１の台車に複数搭載され、
前記第１の台車には、
前記冷却塔がそれぞれ並列に接続され前記熱交換器及び前記循環ポンプにそれぞれ接続可能な一対のマニホールド配管が配置されたことを特徴とする請求項１に記載の冷却システム。
【請求項３】
前記第１の台車が複数配置され、
互いに異なる前記第１の台車に配置された前記マニホールド配管同士が直列に接続可能であることを特徴とする請求項２に記載の冷却システム。
【請求項４】
原子力発電所の熱交換器の冷媒を冷却可能とされ、車両により牽引可能な４つの台車に個別に形成された第１モジュール、第２モジュール、第３モジュール、第４モジュールを有する冷却システムであって、
前記第１モジュール、前記第２モジュールは、
前記冷媒を冷却可能な冷却コイルと、前記冷媒を前記冷却コイルに導入する導入配管と前記冷媒を冷却コイルに排出する排出配管と、前記冷却コイルの冷媒となる補給水を補給する補給配管と、を有する複数の冷却塔と、
前記導入配管を並列に接続する第１のマニホールド配管と、
前記排出配管を並列に接続する第２のマニホールド配管と、を備え、
前記第３モジュールは、
前記冷媒を送液可能な循環ポンプを備え、
前記第４モジュールは、
前記補給水を供給する補給ポンプと、前記補給水を蓄えるとともに前記補給水を前記補給ポンプに供給する補給水受水槽と、を備え、
前記第１モジュール乃至第４モジュールは、前記原子力発電所の敷地まで牽引され、
前記第１モジュールの前記第１のマニホールド配管と前記第２モジュールの第１のマニホールド配管との間、
前記第１モジュールの前記第２のマニホールド配管と前記第２モジュールの第２のマニホールド配管との間、
前記第２モジュールの第１のマニホールド配管と前記循環ポンプの前記冷媒の導入側との間、
前記第２のモジュールの第１のマニホールド配管と、前記熱交換器との間、
前記第２のモジュールの第２のマニホールド配管と前記循環ポンプの前記冷媒の導入側との間、
前記循環ポンプの前記冷媒の送液側と前記熱交換器との間、
前記補給ポンプと前記補給配管との間、
をそれぞれ配管で接続することにより、前記冷媒を前記熱交換器と前記冷却塔との間で循環可能とするとともに前記冷却塔に前記補給水を供給可能とすることを特徴とする冷却システム。
【請求項５】
前記台車の荷台を前記敷地に立設した複数の支柱により支持したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の冷却システム
【請求項６】
前記敷地には敷鉄板が配置され前記支柱は前記敷鉄板上に固定されたことを特徴とする請求項５に記載の冷却システム。
【請求項１】
原子力発電所の熱交換器の冷媒を冷却する冷却システムであって、
前記冷媒を冷却可能とされ第１の台車に搭載された冷却塔と、
前記冷媒を送液可能とされ第２の台車に搭載された循環ポンプと、を有し、
前記台車は、
車両により前記原子力発電所の敷地に牽引され、
前記敷地において、前記冷却塔と前記循環ポンプとの間、前記冷却塔と前記熱交換器との間、前記循環ポンプと前記熱交換器との間をそれぞれ配管で接続することにより、前記冷媒を前記熱交換器と前記冷却塔との間で循環可能とすることを特徴とする冷却システム。
【請求項２】
前記冷却塔は、
前記第１の台車に複数搭載され、
前記第１の台車には、
前記冷却塔がそれぞれ並列に接続され前記熱交換器及び前記循環ポンプにそれぞれ接続可能な一対のマニホールド配管が配置されたことを特徴とする請求項１に記載の冷却システム。
【請求項３】
前記第１の台車が複数配置され、
互いに異なる前記第１の台車に配置された前記マニホールド配管同士が直列に接続可能であることを特徴とする請求項２に記載の冷却システム。
【請求項４】
原子力発電所の熱交換器の冷媒を冷却可能とされ、車両により牽引可能な４つの台車に個別に形成された第１モジュール、第２モジュール、第３モジュール、第４モジュールを有する冷却システムであって、
前記第１モジュール、前記第２モジュールは、
前記冷媒を冷却可能な冷却コイルと、前記冷媒を前記冷却コイルに導入する導入配管と前記冷媒を冷却コイルに排出する排出配管と、前記冷却コイルの冷媒となる補給水を補給する補給配管と、を有する複数の冷却塔と、
前記導入配管を並列に接続する第１のマニホールド配管と、
前記排出配管を並列に接続する第２のマニホールド配管と、を備え、
前記第３モジュールは、
前記冷媒を送液可能な循環ポンプを備え、
前記第４モジュールは、
前記補給水を供給する補給ポンプと、前記補給水を蓄えるとともに前記補給水を前記補給ポンプに供給する補給水受水槽と、を備え、
前記第１モジュール乃至第４モジュールは、前記原子力発電所の敷地まで牽引され、
前記第１モジュールの前記第１のマニホールド配管と前記第２モジュールの第１のマニホールド配管との間、
前記第１モジュールの前記第２のマニホールド配管と前記第２モジュールの第２のマニホールド配管との間、
前記第２モジュールの第１のマニホールド配管と前記循環ポンプの前記冷媒の導入側との間、
前記第２のモジュールの第１のマニホールド配管と、前記熱交換器との間、
前記第２のモジュールの第２のマニホールド配管と前記循環ポンプの前記冷媒の導入側との間、
前記循環ポンプの前記冷媒の送液側と前記熱交換器との間、
前記補給ポンプと前記補給配管との間、
をそれぞれ配管で接続することにより、前記冷媒を前記熱交換器と前記冷却塔との間で循環可能とするとともに前記冷却塔に前記補給水を供給可能とすることを特徴とする冷却システム。
【請求項５】
前記台車の荷台を前記敷地に立設した複数の支柱により支持したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の冷却システム
【請求項６】
前記敷地には敷鉄板が配置され前記支柱は前記敷鉄板上に固定されたことを特徴とする請求項５に記載の冷却システム。
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１】
【公開番号】特開２０１３−２９３２０（Ｐ２０１３−２９３２０Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６３５５０（Ｐ２０１１−１６３５５０）
【出願日】平成２３年７月２６日（２０１１．７．２６）
【出願人】（０００００５４５２）株式会社日立プラントテクノロジー (1,767)
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２６日（２０１１．７．２６）
【出願人】（０００００５４５２）株式会社日立プラントテクノロジー (1,767)
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