JP2005200074A - 埋設貯槽 - Google Patents

Abstract

【課題】 塩分濃度の高い地下水に直接接触しても、腐食の進行により貯槽の健全性が失われることがなく、内部の廃液が外部へ漏洩し、地下水に混入することも防止でき、コストも安い埋設貯槽を提供する。
【解決手段】本発明にかかる貯槽は、地下のコンクリートスラブに形成された穴部１１と、穴部１１に配設され、外部から浸入が想定される地下水に対し均一に腐食する材料により構成される外殻部１２と、外殻部１２に内包され、液体を直接内蔵し、該液体に対して耐腐食性を有する材料により構成される内殻部１３とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、地下に埋設され、工場や発電所における廃液や結露水等の液体を貯留することに使用される埋設貯槽に関する。

発電所や工場等の操業に伴ない、様々の廃棄物を含む廃液（液体廃棄物）や結露水等が発生する。これらの廃液等は、その性状に応じて適切に処理した後に発電所や工場等の外へ排出されるが、いったん大型の貯槽に貯留され、その後処理されることが多い。このような貯槽は、該貯槽への廃液の移送に重力流を利用することがあるので、発電所や工場等における最も低い位置に設置することが望ましく、またスペース節約の観点からは、他の設備の邪魔とならない場所に設置することが望ましい。これらの事情を考慮して、該貯槽は、地下に設けられたコンクリートスラブ（コンクリートマットともいう）等に埋設されることが多い（例えば特許文献１参照）。

このような貯槽は、その設置位置が地下水の水位より低くなる場合もあるので、設置した建屋の構造にもよるが、貯槽の外面が地下水に曝されることが多い。
特願２００２−１８１７７５号

ところで、我が国においては、発電所や工場等が海岸近傍に建設されている場合も多いが、そのような場所においては、地下水に海水が混入することにより地下水中の塩分濃度が上昇しやすい。すると、地下に埋設された貯槽は、上記のコンクリートスラブ等に少しずつ浸透する塩分濃度の高い地下水に直接接触することにより、塩分による腐食が進行しやすい状況になる。

また、貯槽の内部に貯留される液体の性状によっては、貯槽の内部側から腐食が進行する場合があり、かかる腐食を防止するため、貯槽を構成する材料としてステンレス鋼等の耐食性材料を使用する場合がある。
しかし、かかる耐食性材料は、通常の、金属表面全面に一様に発生する腐食（均一腐食）については極めて良好な耐食性を示すが、前述のような、塩分濃度の高い地下水への接触等の条件下においては、かえって孔食等の局部腐食による腐食が進行する場合がある。

このため、海岸近傍立地の発電所や工場等においてかかる貯槽を使用する場合には、均一腐食及び局部腐食がともに殆どないチタン材のような材料を使用する場合もある。しかし、チタン材は材料自体が高価であるばかりでなく、加工、溶接等に高度の技術を要するため貯槽のコストアップにもつながる。
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、塩分濃度の高い地下水に直接接触しても、腐食の進行により貯槽の健全性が失われることがなく、内部の廃液が外部へ漏洩し、地下水に混入することも防止でき、コストも安い埋設貯槽の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１の発明によっては、地下のコンクリートスラブに形成された穴部と、穴部に配設され、外部から浸入が想定される地下水に対し均一に腐食する材料により構成される外殻部と、外殻部に内包され、液体を直接内蔵し、該液体に対して耐腐食性を有する材料により構成される内殻部とを備えることを特徴とする埋設貯槽が提供される。外殻部の厚さは、少なくとも地下水により想定される１年間あたりの腐食厚さに、想定している使用年数を乗じて求めたものとしても良い（請求項２）。外殻部は、穴部内面を覆う被覆部であってもよい（請求項３）。内殻部の材料はステンレス鋼であってもよく（請求項９）、外殻部の材料は炭素鋼であってもよい（請求項１０）。

外殻部は、内殻部を支持する支持構造部を備え、内殻部と外殻部とは、支持構造部により、互いの間に隙間空間を形成するように分離して配置されていてもよく（請求項４）、隙間空間には、隙間空間に浸入した地下水または内殻部から漏洩した液体を検知する漏洩検知手段を備えていてもよい（請求項５）。さらに、隙間空間には、隙間空間に挿入され隙間空間に浸入した地下水等を汲み上げることのできるサンプリング用配管を備えていてもよい（請求項６）。なお、該漏洩検知手段は、サンプリング用配管の例えば下端部（配管内部でも外部でもよい）に配設されてもよく、また、サンプリング用配管とは別に配設されてもよい。

隙間空間は、充填材で充填されていてもよく（請求項７）、該充填材はモルタルであってもよい（請求項８）。
穴部の内面を覆う炭素鋼製の被覆部を外殻部とし、穴部の中に前記支持構造部により該被覆部から浮かせるように分離して配設されたステンレス鋼製貯槽を内殻部とし、コンクリートスラブ床面に載置され、穴部を覆う蓋部と、コンクリートスラブ床面に蓋部を囲んで設置される堤部とを備え、蓋部側面と堤部との間には、地下水漏洩検知溝空間が形成させてもよい（請求項１１）。

又、本埋設貯槽は、炭素鋼製の容器（外殻部）の内側をステンレス鋼の被覆部（内殻部）により覆ったものとしてもよい（請求項１２）。

本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）請求項１の発明によっては、液体を貯留する埋設貯槽を、地下のコンクリートスラブに形成された穴部と、穴部に配設され、外部から浸入が想定される地下水に対し均一に腐食する材料により構成される外殻部と、外殻部に内包され、液体を直接内蔵し、該液体に対して耐腐食性を有する材料により構成される内殻部とを備えることとした。このため、外部から浸入が想定される地下水（海水の混入により塩分を含む場合がある。以下同様）に曝される外殻部が、該地下水に対し均一に腐食し、設計上想定していない局所腐食の進行により貯槽に外部側から貫通孔が生じて内部の液体が外部へ漏洩することを防止できると同時に、内部に貯留した液体により内殻部が腐食されることによる漏洩をも防止できる。
（２）請求項２の発明によっては、外殻部の厚さを、少なくとも、地下水に曝されることにより想定される１年毎の腐食量（腐食厚さ）に想定している使用年数を乗じた値以上の厚さとしたので、想定している使用年数内において該地下水による腐食を原因とする貯槽内部の液体の外部への漏洩を防止できる。
（３）請求項３の発明によっては、外殻部を、穴部内面を覆う被覆部としたので、穴部スペースを有効に利用するとともに外殻部底面全面を直接穴部底部に載置させることにより外殻部設置構造を合理化することが可能となる。
（４）請求項４の発明によっては、内殻部と外殻部とは、支持構造材により隙間空間を形成するように互いに分離して設置することとし、内殻部、外殻部のいずれかから漏洩が生じた場合にも、漏洩した液がいったん隙間空間に滞留し、内殻部からの漏洩液が外殻部を腐食・貫通して外部に漏洩するまで、或いは、外殻部を貫通して浸入した地下水がさらに内殻部を腐食・貫通して貫通孔を形成し、内部の液体が外部に漏洩するまでに時間を要するようにしたので、内部の液体の外部への漏洩をさらに防止することができる。
（５）請求項５の発明によっては、さらに隙間空間に漏洩検知手段を設けたので、内殻部または外殻部に貫通孔が発生して隙間空間に内部または外部から液体が浸入した段階でそれを検知することができる。従って、最終的に内部の液体が外部へ漏洩するにいたる前に、適切な処置を講ずることができ、かかる漏洩を未然に防止できる。特に、原子力発電所や放射性同位元素を扱う工場、研究所等において放射性物質を含む廃液を貯留する場合には、かかる漏洩検知手段により内殻部、外殻部の異常を早期に検知し、内部の液体が外部へ漏洩することを未然に防止することが極めて重要である。
（６）請求項６の発明によっては、隙間空間に挿入され、隙間空間に浸入した地下水等を汲み上げることのできるサンプリング用配管を備えることとしたので、サンプリングされた液を分析することにより、かかる漏洩が内殻部、外殻部のいずれに生じているのかを明確にし、適切な対策を講じることができる。
（７）請求項７の発明によっては、隙間空間に充填材を充填することとしたので、隙間空間に浸入した地下水等を充填材により封じ込め、それ以上の漏洩を防止することができる。
（８）請求項９、１０の発明によっては、内殻部の材料としてステンレス鋼、外殻部の材料として炭素鋼を採用したので、チタン材等の高価な材料を使用することなく腐食による漏洩を防止することができ、コストも安い埋設貯槽を提供することができる。

本発明にかかる埋設貯槽の実施の形態を図面を使用して説明する。
図１に示す埋設貯槽１０は、例えば、発電所地下の最深部に設置されるコンクリートスラブ１の表面である床面（コンクリートスラブ床面）２に穿たれた、底面が一方向に僅かに傾斜し、縦断面が台形形状を呈する略直方体の穴部１１に形成される。
該埋設貯槽１０は、穴部１１と、穴部１１の壁面および底面を覆う上端開放の略直方体形状のライニング部（外殻部）１２と、ライニング部１２の内側に設置される上端開放の略直方体の内側貯槽（内殻部）１３等を備えて構成される。

ライニング部１２は、穴部１１を接するように覆う形状寸法を有し、サンプリング用配管２１のある図１中左側の底部が右側のそれよりやや深くなる、僅かに傾斜する底面を有する（すなわち縦断面が台形形状をなす）上端開放の略直方体形状をなす。該傾斜は、ライニング部１２内に浸入した液体をサンプリング用配管２１の設置位置に集め、速やかに液体浸入を検知することができるようにするものである。また、ライニング部１２の上端１２ａは、床面２と同一高さとなっている。

ライニング部１２底部中央と側部の内側には、隙間空間１５を形成しつつ内側貯槽１３を支持するための支持構造部１６が突設されている。また、ライニング部１２は、底部及び側部に設置されたアンカー１８によりコンクリートスラブ１の穴部１１に固定され、ライニング部を構成するライニング板どうしは溶接により貼着される。このため、後述のようにライニング部１２の厚さが適切に設定されれば、外部の地下水がライニング部１２内に浸入することはない。

ライニング部１２の材質等は、特に限定するものではないが、海水等を含む地下水に対し均一に腐食する材料により構成されることが望ましく、例えばＳＳ４００等の炭素鋼が好適に使用できる。また、その厚さは、少なくとも、海水を含む地下水との接触・腐食によりライニング部１２の外面が、一定期間毎に損耗していく厚さ（腐食量、腐食厚さ）に設計使用期間を乗じて求めた厚さ以上である必要がある。炭素鋼の場合には、例えば、1年間で表面が均一に０．５ｍｍ程度の損耗があるものとして、２０年間の使用を予定している場合には、０．５×２０＝１０ｍｍ程度の厚みが必要であり、実際にはこれにさらに構造強度上必要な厚み（但し、ライニング部１２の底部又は底部と側部とが穴部１１に密着し必要な構造強度をある程度コンクリートスラブ１に依存する場合には、それに対応して構造強度上の必要厚さを薄くすることが可能である）及び安全余裕を加算して厚さを決定する。

内側貯槽１３は、上端開放の略直方体形状をなし、前述の支持構造部１６及び後述のモルタル１７により支持され、ライニング部１２の内側に、互いの上端の高さが一致するように配設される。従って内側貯槽１３の上端１３ａは、ライニング部１２の上端１２ａと同様、床面２と同じ高さになっている。また、内側貯槽１３内部には図示しないポンプ等あるいは重力流により廃液等を内側貯槽１３へ注入させるための図示しない配管が設置され、該配管はコンクリートスラブ1中を貫通して図示しないポンプ等に接続している。

内側貯槽１３の材質等は、特に限定するものではないが、内側貯槽１３内に貯留する廃液等の性状に鑑みて十分な耐腐食性を有する材料により構成されることが望ましく、例えば、ＳＵＳ３０４等のステンレス鋼が好適に使用できる。また、その厚さは、設計で想定している使用期間内を通じて腐食により失われうる厚みと構造強度上必要な厚みにさらに安全余裕を加算して設定する。

内側貯槽１３とライニング部１２との間に形成される隙間空間１５には、その全域にわたりモルタル１７が充填される。また、図１中、内側貯槽１３左側の隙間空間１５ａには、隙間空間１５に浸入した地下水或いは廃液等のサンプリングに使用されるサンプリング用配管が縦に挿入される。
ライニング部１２、内側貯槽１３の全上面、すなわち穴部１１を覆うようにカバー１４が設置される。カバー１４は、穴部１１より僅かに縦横寸法が大である長方形又は正方形の水平板１４ａと、水平板１４ａの下側面に溶接された、複数の補強用のＨ型鋼等の桁板１４ｂ及び後述の漏洩検知壁１４ｃ等から構成される。前述のサンプリング用配管２１が該カバー１４を貫通して上方へ延びるため、カバー１４には該配管２１を通すための切欠孔１４ｄを有する。また、クレーン等でカバー１４をハンドリングするための図示しない吊具をカバー１４上面に備える。さらにカバー１４には、内側貯槽１３中に貯留した廃液等を排出するための配管（図示せず）およびポンプ（図示せず）を備える。

カバー１４の側面には、カバー１４の側面にそってカバー１４を一周するように漏洩検知壁１４ｃが設けられる。漏洩検知壁１４ｃはその高さがカバー１４の厚み（高さ）と略等しく、チャンネル鋼などの構造材により構成される。漏洩検知壁１４ｃに対向して、床面２には、カバー１４の周囲を囲んで取り巻くように堤部３が設けられており、堤部３と漏洩検知壁１４ｃとの間にカバー１４の周囲を一周するように地下水漏洩検知溝空間２５が形成されている。漏洩検知壁１４ｃを含むカバー１４の材料などは特に指定しないが、例えば、安価な炭素鋼（ＳＳ４００等）の表面に塗装を施したものなどが好適に使用できる。

サンプリング用配管２１は、前述のように隙間空間１５（図１中内側貯槽１３左側の隙間空間１５ａ）に縦方向に挿入され、ライニング部１２の最も深い底部近傍からまっすぐ上方に延び、カバー１４の上方でフランジを介してサンプリング用のノズル２３に接続すると共に、ノズル２３の手前で、他端が吸い込み用ポンプ（図示せず）に接続する配管２２の一端に接続している。

サンプリング用配管２１の下端部の、例えば配管２１内には、地下水等と接する電極により地下水等を検知できる漏洩検知計（漏洩検知手段）検知部２４を備える。漏洩検知計検知部２４は、横断面の断面積がサンプリング用配管２１の断面積に比較して小であり、サンプリング用配管２１を塞いでしまうことはない。なお、漏洩検知計検知部２４からは図示しない電線がサンプリング用配管２１内部を通って外部まで引き出され図示しない漏洩検知計本体部に接続している。

次に本発明の埋設貯槽１０の作用について説明する。
前述のように図示しない配管等を通して、内側貯槽１３内に廃液、結露水等を移送するとともに貯留する。このような廃液等の性状は様々であるが、酸性で、様々の廃棄物を含む場合もある。このような廃液に対し内側貯槽１３はステンレス鋼等十分な耐食性を有する材料で構成されているため、かかる廃液は適切に管理され貯蔵されるとすれば、内側貯槽１３から漏洩することはない。また、コンクリートスラブ１には海水を含む地下水が浸入してライニング部１２に接触する可能性があるが、その場合でもライニング部１２が、該地下水に対し想定された速度で均一に腐食され損耗していくので、想定された期間内に該地下水が隙間空間１５に浸入し内側貯槽１３をその外側から局部腐食による貫通孔を発生させ、結果として内側貯槽１３内の廃液が外部へ漏洩することはない。

万一、内側貯槽１３から隙間空間１５への廃液の漏洩が生じたり或いはライニング部１２の腐食が予想以上に早く進行して隙間空間１５に海水を含む地下水が流入した場合でも隙間空間１５にはモルタル１７が充填されているため、かかるモルタル１７の効果により廃液がライニング部１２に接触してそれを腐食し外部へ流出することや、逆に海水を含む地下水が内側貯槽１３に接触してそれを腐食することが妨げられる。

さらに隙間空間１５にはその最深部近傍にまで達する漏洩検知手段のサンプリング用配管２１が挿入され、サンプリング用配管２１下端部には、漏洩検知計検知部２４が設置され、検知部２４が地下水等に接すると、埋設貯槽１０外部に設置された漏洩検知計本体部に表示されるので、地下水等が隙間空間１５へ浸入したことをただちに検知できる。地下水等の隙間空間１５への浸入が検知された場合にはかかる配管の先のノズル２３或いは吸引ポンプに接続する配管２２を通して隙間空間内の液体を吸引・サンプリングして漏洩の有無を確認し、漏洩があった場合には、内側貯槽１３内の廃液を別の貯槽に移送するとともに、かかるサンプリング液を分析し、それが内側貯槽１３から漏洩した廃液か、或いはライニング部１２を貫通して浸入した海水を含む地下水かを判断し、それぞれに応じた適切な処置を行うことができる。例えば、内側貯槽１３に漏洩が生じた場合には、該内側貯槽を内側から撤去し新しい内側貯槽に交換することが可能である。

また、埋設貯槽１０は、地下に設置されているため、その上端がなお地下水の水位より低く、隙間空間１５に浸入した地下水が隙間空間１５から溢れ出る場合も否定はできない。その場合にはかかる地下水が地下水漏洩検知溝空間２５に溢れ出るので、これを目視等の手段により検知してライニング部１２の異常を検知することも可能である。
なお、本実施例においては、埋設貯槽の形状は略長方体形状としたがそれ以外の形状、例えば、円筒形状であってもよいことはいうまでもない。

さらに、本実施例においては、漏洩検知手段は、サンプリング用配管２１の下端部配管内に漏洩検知計検知部２４を設置したものであったが、漏洩検知計検知部２４はサンプリング用配管２１の外面に設置されてもよく、サンプリング用配管２１とは別に独立して他の配管等に設置されていてもよい。
また、本実施例においては、ライニング部１２と内側貯槽１３とを分離して配置しその間に隙間空間１５を形成させたが、例えば、炭素鋼製容器（外殻部）の内側に、内部の廃液が該容器に接触することがないようにステンレス鋼製のライニング（内殻部）を施し、炭素鋼の厚さを使用期間中の腐食しろと構造強度上必要な厚さの合計に安全余裕を加えた厚さとすることによっても、外部からの海水を含む地下水による貯槽の腐食・漏洩を防止するとともに、内部の廃液による貯槽の腐食・漏洩を防止することが可能である。

なお、ここで説明した実施形態は一つの例であって、本発明はこれのみに限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲において変更を加えうることはいうまでもない。

本発明の一実施形態である埋設貯槽の概略縦断面図である。

符号の説明

１ コンクリートスラブ
２ 床面（コンクリートスラブ床面）
３ 堤部
１０ 埋設貯槽
１１ 穴部
１２ ライニング部（外殻部）
１３ 内側貯槽（内殻部）
１４ カバー（蓋部）
１５ 隙間空間
１６ 支持構造部
１７ モルタル（充填材）
１８ アンカー
２１ サンプリング用配管
２４ 漏洩検知計検知部
２５ 地下水漏洩検知溝空間

Claims (12)

1. 液体を貯留する貯槽であって、
   地下のコンクリートスラブに形成された穴部と、
   前記穴部に配設され、外部から浸入が想定される地下水に対し均一に腐食する材料により構成される外殻部と、
   前記外殻部に内包され、前記液体を直接内蔵し、該液体に対して耐腐食性を有する材料により構成される内殻部と
   を備えることを特徴とする埋設貯槽。
2. 前記外殻部の厚さは、少なくとも地下水により想定される１年間あたりの腐食厚さに、想定している使用年数を乗じて求めた値以上であることを特徴とする、請求項１に記載の埋設貯槽。
3. 前記外殻部は、前記穴部の内面を覆う被覆部であることを特徴とする、請求項１又は２のいずれかに記載の埋設貯槽。
4. 前記外殻部は、
   前記内殻部を支持する支持構造部を備え、
   前記内殻部と外殻部とは、該支持構造部により、互いの間に隙間空間を形成するように分離して配置されていることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の埋設貯槽。
5. 前記隙間空間には、該隙間空間に浸入した地下水または内殻部から漏洩した液体を検知する漏洩検知手段を備えることを特徴とする、請求項４に記載の埋設貯槽。
6. 前記隙間空間には、
   該隙間空間に挿入され、該隙間空間に浸入した地下水または内殻部から漏洩した液体を汲み上げることのできるサンプリング用配管
   を備えることを特徴とする、請求項４に記載の埋設貯槽。
7. 前記隙間空間は、充填材で充填されていることを特徴とする、請求項４乃至６のいずれかに記載の埋設貯槽。
8. 前記充填材は、モルタルであることを特徴とする、請求項７に記載の埋設貯槽。
9. 前記内殻部の材料は、ステンレス鋼であることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれかに記載の埋設貯槽。
10. 前記外殻部の材料は、炭素鋼であることを特徴とする、請求項１乃至９のいずれかに記載の埋設貯槽。
11. 前記コンクリートスラブ床面に載置され、前記穴部を覆う蓋部と、
    該コンクリートスラブ床面に、該蓋部を囲んで設置される堤部と
    をさらに備え、
    該蓋部側面と該堤部との間には、地下水漏洩検知溝空間が形成されることを特徴とする、請求項１０に記載の埋設貯槽。
12. 前記外殻部は、炭素鋼製容器であり、前記内殻部は該炭素鋼製容器の内面を覆うステンレス鋼製の被覆部であることを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載の埋設貯槽。

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