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76. 発電と配電

チャプターエディター:  マイケルクレーン


 

目次 

図表

一般的なプロファイル
マイケルクレーン

水力発電
ニール・マクマナス

化石燃料発電
アンソニー・W・ジャクソン

原子力発電

WGモリソン

発電、送配電の安全性:米国の例
ジャネット・フォックス

危険
マイケルクレーン

環境と公衆衛生の問題
アレクサンダー・C・ピットマン・ジュニア

テーブル類

以下のリンクをクリックして、記事のコンテキストで表を表示します。

1. 化学的および生物学的危害の管理
2. 物理的および安全上の危険の管理
3. 原子力発電所の特徴(1997年)
4. 主な潜在的環境ハザード

フィギュア

サムネイルをポイントすると、図のキャプションが表示されます。クリックすると、記事のコンテキストで図が表示されます。

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日曜日、13月2011 19:03

一般的なプロファイル

1993 年、世界の電力生産量は 12.3 兆キロワット時でした (United Nations 1995)。 (100 キロワット時は、1 ワットの電球 25 個を 3.1 時間点灯させるのに必要な電力量です。) 米国だけで全エネルギーの 1993% を生産したデータを考慮すると、この取り組みの規模を判断できます。 公営と私有の事業体が混在する米国の電気事業業界は、10,000 年に 1995 を超える発電ユニットを使用して 430,000 兆キロワット時を発電しました (米国エネルギー省 200)。 個人投資家が所有するこの業界の一部は、電気の運用と保守に XNUMX 人を雇用し、年間 XNUMX 億米ドルの収益を上げています。

電気は、化石燃料(石油、天然ガス、石炭)を利用したり、原子力や水力を利用したプラントで生成されます。 たとえば、1990 年には、フランスの電力の 75% が原子力発電所から供給されていました。 1993 年には、世界中で発電された電力の 62% が化石燃料、19% が水力発電、18% が原子力発電によるものでした。 風力、太陽光、地熱、バイオマスなどの他の再利用可能なエネルギー源は、世界の電力生産のごく一部しか占めていません。 発電所から、電気は相互接続されたネットワークまたはグリッドを介して地域の配電システムに送られ、消費者に送られます。

これらすべてを可能にする労働力は、主に男性であり、高度な技術スキルと「システム」の知識を持っている傾向があります。 これらの労働者が引き受けるタスクは非常に多様で、建設、製造、マテリアル ハンドリング、運輸、通信業界と共通の要素があります。 次のいくつかの記事では、これらの操作の一部について詳しく説明します。 電気保守基準と環境問題に関する記事では、電気事業業界に影響を与える主要な米国政府の規制イニシアチブも取り上げています。

 

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日曜日、13月2011 19:09

水力発電

人類は何千年も前に流水のエネルギーを利用することを学びました。 XNUMX 世紀以上にわたり、電気は水力を利用して生成されてきました。 ほとんどの人は、水力の使用を川のせき止めと関連付けますが、水力発電エネルギーは、潮の干満を利用して生成することもできます。

水力発電事業は、北極の永久凍土から赤道の熱帯雨林まで、広大な地形と多くの気候にまたがっています。 攻撃的な昆虫や動物、さらには有毒植物などの職業上の危険は場所によって異なるため、発電所の地理的な場所は、存在する可能性のある危険な状態に影響します。

水素化ステーションは、一般的に ダム 大量の水を閉じ込め、 余水吐 制御された方法で余剰水を放出し、 発電所. ダイクス その他の水の封じ込めおよび制御構造も水力発電所の一部である可能性がありますが、発電には直接関与していません。 発電所には、水の直線的な流れを回転する流れに変換するタービンを通して水を導く伝導チャネルが含まれています。 水はタービンのブレードを通って落ちるか、水平に流れます。 タービンと発電機は互いに接続されています。 したがって、タービンの回転は、発電機のロータの回転を引き起こす。

水流による電力ポテンシャルは、水の質量、落下する高さ、および重力加速度の積です。 質量は、利用可能な水の量とその流量の関数です。 発電所の設計によって、水の高さが決まります。 ほとんどの設計では、ダムの上部近くから水を引き込み、それを底部で既存の下流の川床に排出します。 これにより、合理的で制御可能な流れを維持しながら、高さを最適化します。

ほとんどの最新の水力発電所では、タービン発電機が垂直に配置されています。 これらは、これらの駅でメインフロアの上に突き出たおなじみの構造です。 ただし、ほとんどすべての構造は、メインフロアレベルで見えるものよりも下にあります。 これには発電機ピットが含まれ、その下にはタービンピットと吸排気管が含まれます。 これらの構造物と導水路は時々入ります。

古いヴィンテージの発電所では、ターボ発電機は水平に配置されています。 タービンからのシャフトは壁から発電所に突き出ており、そこで発電機に接続されています。 発電機は、非常に大きくて古いスタイルのオープンケースの電気モーターに似ています。 この装置の設計と建設の品質を証明するために、XNUMX 世紀初頭の施設のいくつかがまだ稼働しています。 現在の駅の中には、古い駅のデザインの更新版が組み込まれているものもあります。 このような発電所では、水路がタービン発電機を完全に取り囲み、水路を通過する管状ケーシングを通って入口が得られます。

発電機の回転子の巻線には磁場が維持されます。 このフィールドの電力は、鉛蓄電池または苛性アルカリを充填したニッケル カドミウム電池のバンクによって供給されます。 回転子の動きとその巻線に存在する磁場により、固定子の巻線に電磁場が誘導されます。 誘導電磁界は電力網に供給される電気エネルギーを提供します。 電圧は流れる水から生じる電気の圧力です。 電気圧力、つまり電圧を一定レベルに維持するには、タービンを通過する水の流れを変える必要があります。 これは、需要または条件の変化に応じて行われます。

電気の流れは、例えば、ローター内の励磁器アセンブリで電気アークを引き起こす可能性があります。 電気アークはオゾンを発生させる可能性があり、オゾンは低レベルであっても消防ホースのゴムやその他の材料に悪影響を及ぼす可能性があります。

水力発電機は、非常に高い電流と高電圧を生成します。 発電機からの導線はユニット変圧器に接続され、これから電源変圧器に接続されます。 電源トランスは電圧を昇圧し、長距離伝送のために電流を減らします。 低電流により、伝送中の加熱によるエネルギー損失が最小限に抑えられます。 一部のシステムでは、絶縁体として従来のオイルの代わりに六フッ化硫黄ガスを使用しています。 電気アークは、六フッ化硫黄よりもはるかに危険な破壊生成物を生成する可能性があります。

電気回路にはブレーカーが含まれており、電力網から発電機を予期せず迅速に切断する可能性があります。 一部のユニットは、圧縮空気の爆発を利用して接続を切断します。 このようなユニットが作動すると、非常に高いレベルの衝動的なノイズが発生します。

管理とステーション操作

ほとんどの人は、水力発電の管理および発電所の運用面に精通しており、一般に組織の一般的なプロファイルを作成します。 発電所の管理者は、発電所が信頼できるサービスを提供できるように努めています。 管理には、ビジネスおよび技術機能、および管理に関与するオフィス担当者が含まれます。 ステーションの運用担当者には、プラントの管理者と監督者、およびプロセス オペレーターが含まれます。

水素化はプロセス操作ですが、化学産業などの他のプロセス操作とは異なり、多くの水素化ステーションには操作スタッフがいません。 発電設備は遠隔操作で、場合によっては遠距離から操作します。 ほとんどすべての作業活動は、プラントおよび機器の保守、修理、変更、およびアップグレード中に発生します。 この動作モードでは、予期しない起動を防ぐために、制御をエネルギー生産からメンテナンスに移すことができる効果的なシステムが必要です。

危険と管理体制

電力会社は従来、「ボトムアップ」組織として管理されてきました。 つまり、組織構造は伝統的に、初級レベルのポジションから始まり、上級管理職に至る上向きの移動経路を提供してきました。 組織に横から入る人は比較的少ない。 これは、電力会社の監督と管理が、現在新人レベルの職に就いている個人と同じ労働条件を経験している可能性が高いことを意味します。 このような組織構造は、労働者が有害物質、特に慢性的に累積的な影響を与える物質にさらされる可能性に関して意味を持つ可能性があります。 たとえば、ノイズを考えてみましょう。 現在管理職に就いている従業員は、職業上の騒音にさらされる仕事に就いていたときに、重度の難聴を患っていた可能性があります。 企業の聴力検査プログラムでは、通常、現在職場で高レベルの騒音にさらされている従業員のみが対象となるため、彼らの難聴は検出されない可能性があります。

発電設備のメンテナンス

発電設備の保守は、主に電気保守と機械保守の XNUMX 種類の活動に分けられます。 両方のタイプの作業が同時に発生したり、並行して発生したりする場合がありますが、これらを実行するために必要なスキルと作業はまったく異なります。

メンテナンスでは、ユニットのシャットダウンと解体が必要になる場合があります。 取水口の水の流れは、ヘッドゲートによって制御されます。 ヘッドゲートは、水の流れを遮断するために取水路に下げられた鉄骨構造です。 流れを遮断すると、水が内部チャネルから排出されます。 タービンからの出口 (ドラフト チューブ) の静止水位は、タービン ランナのスクロール ケースとブレードのレベルより下です。 これにより、これらの構造へのアクセスが許可されます。 スクロールケースは、タービンランナーの周りの水の流れを均一に導くテーパー状のスパイラル形状の構造です。 水は、スクロール ケースから流れを導くガイド ベーンと、量を制御する可動ベーン (ウィケット ゲート) を通って通過します。

必要に応じて、発電機とタービンを通常の場所から取り外して、発電所のメインフロアに置くことができます。 再塗装または脱脂、および巻線、ベアリング、ブレーキ、または油圧システムの修理および交換のために、取り外しが必要になる場合があります。

ランナーのブレード、ウィケット ゲート、ガイド ベーン、およびスクロール ケースとドラフト チューブ内の導水構造が、キャビテーションによる損傷を受けることがあります。 水中の圧力が蒸気圧を下回るとキャビテーションが発生します。 これが起こると、気泡が形成され、これらの気泡によって引き起こされる乱流が、水が接触する材料を侵食します。 損傷した材料を溶接で修復するか、鋼とコンクリートの表面を修復して再コーティングする必要がある場合があります。

鋼構造物も、腐食した場合、修理と再塗装が必要になる場合があります。

危険

水力発電にはさまざまな危険が伴います。 これらの危険の中には、業界で働くすべての従業員が共有するものもあれば、電気的または機械的なメンテナンス活動に携わる者に限定されるものもあります。 発生する可能性のある危険のほとんどは、表 1 と表 2 にまとめられており、注意事項もまとめられています。

表 1. 水力発電における選択された化学的および生物学的危険への暴露の制御

暴露

入手できる場所

影響を受ける労働者

制御へのアプローチ

研磨粉
(ブラスト)

粉塵にはブラスト材や塗料の粉塵が含まれる場合があります。 1971 年以前に塗布された塗料には PCB が含まれている可能性があります。

メカニカル
メンテナンス
労働者

-ダストコントロールシステム
-個人用保護具
-呼吸保護
-個人の衛生対策
-医療監視(状況による)

アスベスト

アスベストは、発電機のブレーキ、パイプと電気の絶縁、スプレー塗装、アスベスト セメント、その他の製品に含まれている可能性があります。 曝露は、脆弱性と発生源への近さに依存します。

電気的メンテナンス
労働者、機械
メンテナンス
労働者

~アスベストを含む作業について現在のベストプラクティスを採用~
製品を含む。
-個人用保護具
-呼吸保護
-個人の衛生対策
-医療監視(状況による)

電池
爆発
商品

バッテリーバンクの端子間の短絡は、爆発や火災、電解液の液体やエアロゾルへの暴露を引き起こす可能性があります.

電気的メンテナンス
労働者

-バッテリー端子と非絶縁導体のシールド
- この機器周辺での安全な作業条件を確保するための慣行と手順

コーティング
分解
商品

排出物には、一酸化炭素、鉛やその他のクロム酸塩を含む無機顔料、塗料樹脂の分解生成物が含まれます。 PCB は 1971 年以前は可塑剤として使用されていた可能性があります。PCB は加熱するとフランとダイオキシンを生成する可能性があります。

メカニカル
メンテナンス
労働者

-局所排気換気
-呼吸保護
-個人の衛生対策
-医学的監視(コーティングの組成に依存)

塩素

塩素暴露は、水処理システムおよび廃水処理システムの塩素ボンベの接続/取り外し中に発生する可能性があります。

オペレーター

- 塩素ボンベを使用する場合は、塩素業界のガイドラインに従ってください
-レスピレーター

脱脂
溶媒

電気機器の脱脂には、可燃性、溶媒和、および残留物を残さずに急速に蒸発するという特定の特性を持つ溶媒が必要です。 これらの特性を満たす溶媒は揮発性であり、吸入の危険をもたらす可能性があります。

電気的メンテナンス
労働者

-局所排気換気
-個人用保護具
-呼吸保護

ディーゼル
排出ガス

排出物には主に、二酸化窒素、一酸化窒素、一酸化炭素、二酸化炭素、二酸化硫黄、および発電所で運転される車両またはエンジンからの多環芳香族炭化水素 (PAH) を含む微粒子が含まれます。

すべての労働者

・建物内での自動車・トラックの乗り入れを禁止する。
・排気を発生源に集める局所排気システム
-排気システムの触媒コンバーター

昆虫の残骸

ステーション周辺の急流域で繁殖する昆虫もいます。 交尾後、成虫は死亡し、死体は腐敗して乾燥します。 一部の人はアレルギー性呼吸器を発症します
粉塵中の物質に対する感作。

 

 

排水に続いて、水路に生息する昆虫の幼虫は、糸のようなロープを生成することによって、体を残りの水に沈めようとする場合があります。 一部の個人は、これらの物質が乾燥した結果、粉塵に対するアレルギー性呼吸器過敏症を発症する可能性があります。

すべての労働者



 

 

 

 


保守員

-流れの速い水域で生活の一部を過ごす昆虫は、海の建設の結果として生息地を失います。
水素化ステーション。 これらの生物は、ステーションの水路を代理生息地として使用する場合があります。 乾燥した遺体からのほこりは、アレルギー感作を引き起こす可能性があります.

-管理手段には以下が含まれます:
飛んでいる虫を寄せ付けない照明
建物のエンベロープの窓、ドア、開口部のスクリーン。
死骸を除去するための真空洗浄

オイルと潤滑剤

オイルと作動油がローターとステーターの巻線をコーティングします。 高温の表面に接触した炭化水素の分解により、多環芳香族炭化水素 (PAH) が生成される可能性があります。 暴露は、吸入および皮膚接触によって発生する可能性があります。 皮膚に接触すると、皮膚炎を引き起こす可能性があります。

電気的メンテナンス
労働者、機械
メンテナンス
労働者

・個人用保護具(状況による)

オゾン

ローターやその他の電気機器でのアーク放電によって生成されるオゾンは、発生源への近さによっては、曝露の問題を引き起こす可能性があります。

すべての労働者

-アーク放電を防ぐために電気機器を維持する

ペイントの煙

塗料エアロゾルには、噴霧された塗料と希釈剤が含まれています。 液滴および蒸気中の溶媒は、可燃性混合物を形成する可能性があります。 樹脂系には、イソシアネート、エポキシ、アミン、過酸化物、およびその他の反応性中間体が含まれます。

溶剤蒸気は、塗料の保管および混合エリア、塗装ブースに存在する可能性があります。 可燃性混合物は、噴霧中に限られたスペース内に発生する可能性があります。

傍観者、画家

・塗装ブース
-個人用保護具
-呼吸保護
-個人の衛生対策
-医療監視(状況による)

ポリ塩化
ビフェニル (PCB)

PCB は 1970 年代初頭まで電気絶縁流体に使用されていました。 元の液体または残留物がケーブル、コンデンサ、変圧器、またはその他の機器にまだ存在している可能性があります。 暴露は、吸入または皮膚接触によって発生する可能性があります。 使用中の火災や極端な加熱により、PCB がフランやダイオキシンに変化する可能性があります。

電気的メンテナンス
労働者

-個人用保護具
-呼吸保護
-医療監視(状況による)

六フッ化硫黄
と内訳
商品

六フッ化硫黄の電気アーク破壊により、かなり毒性の高いガス状および固体状の物質が生成されます。

地下空間への大量の六フッ化硫黄の放出は、大気を置換することによって酸素欠乏を引き起こす可能性があります。

電気的メンテナンス
労働者

-局所排気換気
-個人用保護具
-呼吸保護
-医療監視(状況による)

溶接およびろう付け

ハンダ中のカドミウム、鉛、銀




仕事には主に炭素鋼とステンレス鋼が含まれます。 アルミ溶接が発生する可能性があります。 キャビテーションによるエロージョンを補修するために肉盛り溶接が必要です。
放出物には、シールドガスとフラックス、金属煙、オゾン、二酸化窒素、可視および紫外線エネルギーが含まれます。

Electrical
メンテナンス
労働者

 

 

メカニカル
メンテナンス
労働者

-局所排気換気
-個人用保護具
-呼吸保護
-個人の衛生対策

- 医学的監視(ベースメタルとワイヤまたはロッドの金属の組成に依存)

 

表 2. 水力発電における選択された化学的および生物学的危険への暴露の制御

暴露

入手できる場所

影響を受ける労働者

制御へのアプローチ

ぎこちない作業
姿勢

ぎこちない姿勢での長時間の作業は、筋骨格系の損傷につながる可能性があります。
構造物のピットや開口部の周囲には落下の危険があります。

すべての労働者

-人間工学の原則を反映するように設計された機器
- 筋肉のコンディショニング、リフティング、背中のケアのトレーニング
-筋骨格損傷の発生を最小限に抑えるために選択された作業慣行

限られたスペース

ダム、制御構造物、制御ゲート、導水路、発電機およびタービン機械には、酸素欠乏になる可能性がある、危険な雰囲気を閉じ込める可能性がある、または他の危険な状態を含む可能性がある、多くのピット、サンプ、タンク、およびその他の密閉された部分的に密閉されたスペースが含まれています。

すべての労働者

-空気試験装置
-ポータブル換気システム
-個人用保護具
-呼吸保護

溺死

溺水は、前湾(取水ゾーン)または放水路(放流ゾーン)またはその他の領域で動きの速い水に落ちた後に発生する可能性があります。 春、秋、冬の間、高緯度では非常に冷たい水が存在します。

すべての労働者

- 人員封じ込め障壁
-落下防止システム
-ライフジャケット

感電死

ステーション内の領域には、通電されたシールドされていない導体が含まれています。 シールドされた導体を含む機器は、シールドを取り外した後に通電する可能性があります。 感電死のリスクは、許可されていないエリアへの意図的な立ち入り、または保護システムの偶発的な故障によって発生します。

すべての労働者

- 電気機器の安全な作業条件を確保するための慣行と手順を確立します。

電磁
フィールド (含む
無線周波数)

発電機およびその他の電気機器は、DC および 60 Hz (およびそれ以上) の AC フィールドを生成します。 ばく露は、発生源への近さと構造物による遮蔽に依存します。 磁場は、シールドによる減衰が特に困難です。 曝露の重要性はまだ確立されていません。

無線周波数: ヒトへの影響は完全には確立されていません。

すべての労働者

-現在の限界以下では危険性が確立されていない

ヒート

発電機はかなりの熱を発生します。 発電機と熱交換器は、加熱された空気を発電所に排出する場合があります。 発電所の構造は、太陽エネルギーを吸収して建物に放射することができます。 熱中症は、気候や運動のレベルに応じて、暖かい季節に発生する可能性があります。

屋内労働者

-加熱された空気を屋根に向かって偏向させ、遮蔽し、工学的制御を行う
・電解質補給飲料
-個人用保護具

ノイズ

発電機やその他の発生源やタスクからの定常状態のノイズは、規制された制限を超える可能性があります。 エアブラストブレーカーは非常に高いレベルの衝撃音を発生します。 これらはいつでも放電できます。

すべての労働者

-騒音制御技術を適用します。
-個人の聴覚保護

交代制勤務

シフト操作は、生理学的および心理社会的ストレスを生み出す可能性があります。 心理社会的ストレスは、これらの作戦が行われる傾向がある小規模で孤立したコミュニティに関与する少数の人々にとって特に深刻になる可能性があります。

オペレーター

-概日リズムに関する現在の知識を反映した勤務スケジュールを採用する。

バイブレーション、ハンドアーム

電動ハンドツールやハンドヘルド機器によって生成される振動は、ハンドグリップを介して伝達されます。

電気的メンテナンス
労働者、機械
メンテナンス
労働者

-手腕の振動に関する現在の基準を満たすツールを使用してください。
・防振手袋

振動、全身

発電機の回転運動や水流の乱れに起因する固体振動は、床や壁を介して伝達されます。

すべての労働者

- 振動を最小限に抑えるために、回転機器を監視および整備します。

ビジュアルディスプレイユニット

コンピュータ化されたワークステーションの効果的な使用は、視覚的およびオフィスの人間工学的原則の適用にかかっています。

オフィスワーカー
(管理、
管理および技術スタッフ)

- ビデオ ディスプレイの選択と利用にオフィスの人間工学的原則を適用する

気象関連
問題

紫外線エネルギーは、日焼け、皮膚がん、白内障を引き起こす可能性があります。

寒さは、寒冷ストレスや凍傷を引き起こす可能性があります。
暑さはヒートストレスの原因になります。

屋外労働者

・防寒性のある作業着
・日射を遮る作業服
-日射を防ぐアイプロテクション
- 日焼け止め(長時間使用する場合は医師に相談してください)

 

環境への影響

水力発電は環境にやさしいとして推進されています。 もちろん、エネルギーの供給や水の流れの安定化を通じて、社会に多大な利益をもたらします。 しかし、そのようなエネルギーの生成は、環境コストなしでは実現できず、近年、ますます一般的な認識と注目を集めています. たとえば、地球や岩石の広い範囲を酸性水で浸水させると、これらの物質から金属が浸出することが知られています。 水銀の生物濃縮は、そのような浸水地域からの水で捕獲された魚で発見されました.

洪水は、水中の乱流パターンと酸素化のレベルも変化させます。 これらは両方とも深刻な生態学的影響をもたらす可能性があります。 たとえば、せき止められた川ではサーモンランが姿を消しました。 この消失の原因の一部は、魚がより高い水位への道を見つけられなかったり、横断できなかったりしたためです。 また、水は川というより湖に似てきており、湖の静かな水はサーモンランと相容れません。

洪水はまた、魚の生息地を破壊し、魚や他の生物が栄養を依存している昆虫の繁殖地を破壊する可能性があります. 場合によっては、洪水によって生産的な農地や森林が破壊されています。 広大な地域の洪水は、気候変動やその他の生態学的バランスの変化についても懸念を引き起こしています。 塩水域に流れ込む運命にあった淡水が滞留していることも、塩分濃度の変化に対する懸念を引き起こしています。

 

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日曜日、13月2011 19:11

化石燃料発電

石炭火力発電所の運転には、労働者を外傷や危険な化学的および物理的作用物質にさらす可能性のある一連の手順が含まれます。 これらの危険は、優れた設計、知識のある労働者、および作業計画の組み合わせによって制御できます。 優れた設計により、すべてのコンポーネントが完全性と安全な操作に必要な基準を満たしていることが保証されます。 また、機器へのアクセスが容易で安全な操作性と保守性を維持できる機器レイアウトを確保します。 知識のある労働者は、職場の危険を認識しており、遭遇した危険に対処するための計画を立てることができます。 これらの計画は、危険を特定し、適切な制御を適用します。これには、電源の遮断、物理的なバリア、および個人用保護具の組み合わせが含まれる場合があります。 事故経験の分析は、最新の発電所が他の重機産業に匹敵する安全性能を備えていることを示しています。 発電所職員のうち、休業災害の多くは保守員が被っています。 怪我には、体の軟部組織への捻挫や緊張が関係することが多く、背中の緊張による怪我が最も一般的です。 騒音への慢性的な暴露に関連する産業病や、場合によってはアスベストも発見されています。

最新の発電所の操作は、一連のステップで考えることができます。

石炭の取り扱い

これには、タービン発電機ユニットに燃料を供給するための石炭の受け取り (鉄道または水による)、貯蔵および回収が含まれます。 自然発火を避けるためには、重機 (トラクター スクレーパーとブルドーザー) を使用して圧縮された貯蔵パイルを作成します。 その後の処理は、発電所へのコンベヤによるものです。 石炭粉塵への暴露 (塵肺症の可能性をもたらす) は、石炭パイルへの散水と、粉塵フィルターを備えた密閉制御キャブの使用によって制御できます。 高い石炭粉塵レベルに関連する特定のタスクには、高効率微粒子吸収材 (HEPA) を備えた呼吸マスクが必要です。 騒音レベルにより、この作業エリアのほとんどの労働者は 85 dBA を超える曝露を受けます (難聴につながります)。これは、耳栓とマフの使用、および聴覚保護プログラムによって制御する必要があります。

プラントのこのエリアには、いくつかの従来の安全上の問題が見られます。 水の近くで作業するには、手順に細心の注意を払い、救命具を使用する必要があります。 夜間に不均一な貯蔵パイルで重機を運転するには、大規模なエリアの照明が必要です。一方、搬送石炭シュート (特に冬が厳しい場合、閉塞しやすい) を手動で取り除くことによる持ち上げや押し込みの危険性は、取り外し可能なシュートを介して最適に制御されます。簡単にアクセスできるカバー。 延長されたコンベア システムの運用と保守には、ドライブ プーリー、エンド プーリー、テンショナー、およびその他のニップ ポイントを保護する必要があります。

ボイラータービン運転

高圧ボイラーとタービンの組み合わせの操作には、安全な操作を確保するための一連の厳密な制御が必要です。 これらの管理には、機器の物理的な完全性と、操作スタッフのスキル、知識、および経験が含まれます。 高圧コンポーネントの完全性は、最新の工学基準に含まれる適切な仕様と、視覚的および非破壊的な画像技術 (X 線および蛍光透視法) を使用した溶接継手の定期検査の組み合わせによって保証されます。 さらに、定期的にテストされる圧力安全弁により、ボイラーの過圧が発生しないことが保証されます。 スタッフの必要なスキルと知識は、数年にわたる政府の認定と組み合わせた人材開発の社内プロセスを通じて作成される場合があります。

発電所の環境は、燃料、燃焼用空気、脱塩ボイラー水、および冷却水をボイラーに運ぶ複雑な設計システムの集まりです。 高圧蒸気の危険に加えて、認識および管理しなければならないその他のさまざまな従来型および化学的/物理的危険が含まれています。 動作中、最も蔓延する危険はノイズです。 調査によると、すべての運転および保守スタッフは、時間加重平均で 85 dBA を超えるばく露を受けており、発電所の多くで聴覚保護具 (プラグまたはマフ) を着用し、聴力が低下していないことを確認するために定期的な聴力検査を行う必要があります。 騒音の主な発生源には、石炭粉砕機、タービン発電機ユニット、ステーション サービスの空気圧縮機などがあります。 運転中の発電所の粉塵レベルは、断熱材の状態へのメンテナンスの注意に依存します。 多くの古い断熱材には高レベルのアスベストが含まれているため、これは特に懸念されます。 管理に細心の注意を払うこと (主に接合と損傷した断熱材の封じ込め) により、空気中のアスベスト濃度が検出不能 (<0.01 繊維/cc) に達する可能性があります。

潜在的な危険を生み出す操作プロセスの最終段階は、灰の収集と処理です。 通常、発電所の外に設置され、灰の収集は一般的に大型の電気集塵機で行われますが、近年では布フィルターの使用が増加しています。 どちらの場合も、灰は煙道ガスから抽出され、貯蔵サイロに保持されます。 レベルを制御するために設計された努力にもかかわらず、後続の処理プロセスは本質的に粉塵です。 このタイプの灰 (ボイラーの底に蓄積されたボトムアッシュとは対照的に、フライアッシュ) には、かなりの割合 (30 ~ 50%) の呼吸性物質が含まれているため、暴露された作業員の健康への影響の可能性が潜在的に懸念されます。 . 灰の XNUMX つの成分が重要な可能性があります: 珪肺症およびその後の肺がんに関連する可能性のある結晶性シリカと、皮膚および肺がんに関連するヒ素です。 どちらの場合も、暴露評価を実施して、規制限界を超えているかどうか、および特定の制御プログラムが必要かどうかを判断する必要があります。 個人用サンプラーによる調査を含むこれらの評価には、集塵システムや、ヒ素が堆積することが知られているボイラーの研削および加熱面の検査中に暴露される可能性のある労働者を含め、影響を受ける可能性のあるすべての労働者を含める必要があります。 管理プログラムには、必要に応じて、灰の摂取を避けることの重要性 (灰を扱う場所での飲食や喫煙を避けること) と、灰と接触した後の注意深い洗浄の必要性について、労働者に情報を提供することを含める必要があります。 これらの調査で遭遇する粉塵レベルは、通常、良好な安全慣行により、迷惑な粉塵への暴露に対する呼吸管理プログラムが示される程度です。 たとえば、米国国立労働安全衛生研究所が管理している産業死亡率データベースには、米国の電気事業業界におけるシリカまたはヒ素曝露に起因する死亡に関するエントリは含まれていません。

メンテナンス

従来の薬剤や化学的/物理的薬剤への曝露が最も高くなるのは維持期です。 現代の発電所の複雑さを考えると、修理中に機器に電力が供給されないように機器を隔離するための効果的なプロセスがあることが非常に重要です。 これは通常、ロックとタグの制御システムによって実現されます。

メンテナンス中には、さまざまな従来の危険に遭遇します。 それらには以下が含まれます。

  • 高所作業(落下防止)
  • 熱応力
  • リギングとクレーン (ロード セキュリティ)
  • 限られたスペースでの作業 (大気および従来の危険)
  • 掘削中(海溝崩壊)
  • 窮屈な環境での作業/持ち上げ (捻挫や筋違え)。

 

すべての場合において、ハザードは、ハザードと対応する管理策を特定する段階的な分析プロセスによって管理されます。

多種多様な危険な市販製品が使用され、日常の保守作業で遭遇します。 アスベストは、断熱材として広く使用されており、多くの商用製品の構成要素であるため、一般的です。 すべてのアスベスト含有材料が顕微鏡分析によって正しく識別されるように、管理プロセスを導入する必要があります (現場での対応により、応答時間が大幅に短縮されます)。 タスクに使用される実際の制御方法は、アクティビティの規模によって異なります。 大規模な作業の場合、これには、(漏れを防ぐために) わずかに減圧された状態で動作するエンクロージャーを構築し、外部汚染を避けるための慎重な手順に従って作業者が呼吸保護具を装備していることを確認する必要があります。 いずれの場合も、アスベスト含有材料は完全に湿らせ、袋に入れ、ラベルを付けて廃棄する必要があります。 続行する前に、すべてのアスベストが除去されていることを確認するために、慎重な検査が必要です。 労働者の被ばくを記録し、定期的な胸部 X 線と肺機能検査を組み合わせて、病気の発症を判断します。 これらの検査で陽性の結果が得られた場合、その作業者はさらなる被ばくから直ちに除外されるはずです。 現在の慣行は、電気事業業界におけるアスベスト曝露に対する高いレベルの懸念を反映しています。

職場で使用される他の有害物質の大部分は、含まれる量が少なく、使用頻度が低いため、全体的な影響は重要ではありません。 有害物質への曝露の最も重大なクラスは、特定の製品ではなく特定の操作に関連するものです。

たとえば、溶接は、一連の健康への悪影響を引き起こす可能性のある一般的な活動です。 アークからの紫外線にさらされると、一時的な失明や重度の眼の炎症 (「アークアイ」) が発生します。 吸入した金属酸化物の煙は、「金属煙熱」を引き起こす可能性があります。 アーク内の高温で形成された窒素酸化物とオゾンは、化学性肺炎や慢性的な呼吸障害を引き起こす可能性があります。 適用される制御には、近くの作業員を散乱光から保護するためのアイシールド、局所排気換気、または呼吸保護 (空気清浄呼吸器による) が含まれます。

同様の一般的な活動は、呼吸に適した金属酸化物と研磨粒子の吸入が懸念される研削および研磨ブラストです。 この場合、制御は通常、適切に高い局所排気換気と組み合わせた研磨剤の選択によって行われます(砂は現在、野菜の殻などのより良性のエージェントを支持して放棄されています).

重大な曝露につながる他の活動は、金属表面への保護コーティングの適用です。 コーティングには、作業環境に放出されるさまざまな溶剤が含まれている場合があります。 作業員の曝露は、局所排気換気、またはそれが不可能な場合は呼吸保護によって制御できます。

 

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日曜日、13月2011 19:12

原子力発電

すべての原子炉では、原子核の核分裂の連鎖反応によって燃料内でエネルギーが生成されます。 最も一般的な核燃料はウラン 235 です。 各核分裂は、燃料原子を 3 つの新しい核分裂生成物原子に分割し、さらに原子の核分裂を引き起こす中性子を原子核から放出します。 核分裂によって放出されたエネルギーのほとんどは、核分裂生成物によって運ばれ、隣接する燃料原子がこれらの急速に移動する核分裂生成物を止めて放射を吸収するときに、今度は熱エネルギーに変換されます。 中性子は、核分裂のエネルギーの約 XNUMX% を運び去ります。

原子炉の炉心は、タービンを駆動するための蒸気を (直接的または間接的に) 生成する液体または気体の冷却材によって、過熱するのを防ぎます。 中性子吸収材料は制御棒に組み込まれており、原子炉のコアの空洞に出し入れして、核分裂反応速度を発電所のオペレータが望む速度に制御することができます。 加圧水型原子炉では、溶解性吸収材を介して吸収材を原子炉冷却材システムに入れることができます。

ほとんどの核分裂生成物は不安定であるため、放射性です。 それらは崩壊し、それぞれの核分裂生成物元素に特徴的なタイプと速度で放射線を放出し、また放射性である可能性のある新しい娘生成物を放出します。 この崩壊シーケンスは、最終的に安定した (放射性ではない) 娘生成物になるまで続きます。 その他の放射性生成物は、ウラン 238 などの非核分裂性物質や、ガイド、サポート、燃料被覆などの構造材料の原子核で中性子が吸収されることによって、原子炉内で形成されます。

しばらく稼働している原子炉では、核分裂生成物の崩壊と新しい核分裂生成物の生成がほぼ平衡に達します。 この時点で、放射線と放射性物質の崩壊によるエネルギー生成は、原子炉内で生成されるすべてのエネルギーのほぼ XNUMX 分の XNUMX になります。

原子力発電所に特有のリスクを生み出すのは、この大量の放射性物質です。 運転条件下では、これらの放射性物質のほとんどは固体のように振る舞いますが、一部は気体のように振る舞い、原子炉内の高温で揮発性になります。 これらの放射性物質の一部は、生体に容易に吸収され、生物学的プロセスに重大な影響を与える可能性があります。 したがって、環境中に放出または分散すると危険です。

原子力発電所の種類と特徴

熱反応器は、と呼ばれる材料を使用します モデレーター 核分裂によって生成される高速中性子を減速させて、核分裂性ウラン 235 原子によってより容易に捕捉できるようにします。 通常の水は、モデレーターとしてよく使用されます。 使用されるその他の減速材はグラファイトと水素の同位体である重水素であり、重水の形で使用されます。 通常の水は、大部分が酸化水素であり、少量 (0.015%) の重水が含まれています。

タービンを駆動するための蒸気を直接的または間接的に生成する冷却材によって燃料から熱が取り除かれます。また、冷却材は原子炉の炉心の温度を制御し、熱くなりすぎて燃料や構造材料が損傷するのを防ぎます。 熱炉で一般的に使用される冷却材には、普通の水、重水、および二酸化炭素が含まれます。 水は優れた熱伝達特性 (高い比熱、低い粘度、容易に汲み上げられる) を持ち、原子力発電所で使用される最も一般的な冷却剤です。 原子炉の炉心を加圧水または沸騰水で冷却すると、炉心出力密度が高くなり、比較的小さな原子炉容器に大型の電源装置を組み込むことができます。 しかしながら、水を使用する原子炉冷却材システムは、蒸気タービン発電機の効率的な運転に有用な蒸気圧力と温度に到達するために、高圧で運転しなければならない。 したがって、原子炉冷却システム境界の完全性は、すべての水冷式原子力発電所にとって非常に重要です。これは、作業員、公衆、および環境の安全を保護する障壁となるからです。

すべての水冷発電用原子炉、およびその他のほとんどの原子炉の燃料は、金属 (ステンレス鋼またはジルコニウム合金) で覆われたセラミック二酸化ウランです。 焼結された二酸化ウランは、長期間にわたって作動し、その核分裂生成物を高温で大きな歪みや故障なしに保持できる不燃性燃料を提供します。 二酸化ウラン以外の燃料を使用する唯一の稼働中の火力発電炉は、マグノックス発電所 (二酸化炭素で冷却) であり、これらの発電所は耐用年数の終わりに近づくにつれ、徐々に使用を中止しています。

中性子吸収材料 (ホウ素、カドミウム、ハフニウム、ガドリニウムなど) は、鋼で覆われた制御棒や、冷却材や減速材の溶液など、さまざまな形で使用され、原子炉炉心の内外に移動して制御することができます。指定されたレベルでの核分裂反応速度。 化石燃料発電とは対照的に、核分裂連鎖反応で生成される電力レベルを上げるために燃料の量を増やす必要はありません。

核分裂エネルギー生成速度の増加が開始されると、適切な量の中性子吸収材料と減速材が炉心に挿入されることによって停止されるまで継続します。 このような出力の増加は、損益分岐点連鎖反応に必要な量を超える、核分裂連鎖反応における中性子の過剰によって引き起こされます。 したがって、核分裂率とその結果生じる発電は、非常に少量の中性子吸収材料を追加または削除することによって非常に敏感に制御できます。 出力レベルの急激な低下が必要な場合は、比較的大量の中性子吸収材料が炉心に注入されます。 各原子炉のコンセプトには独自の反応度特性があり、それによって中性子吸収装置の制御と停止の設計が決まり、効率的な出力制御と必要な場合の安全かつ迅速な停止が保証されます。 ただし、同じ基本的な制御と安全原則がすべてに適用されます。

現在使用されている火力発電用原子炉の主なタイプを図 1 に示し、主な特徴を表 1 に示します。 さまざまな設計からなるシールドは、一般に、原子炉からの直接放射線に対する遮蔽と、原子炉冷却または減速システムからの漏れの封じ込めの両方を提供し、一般に、事故の場合に生じる可能性のあるかなりの圧力に耐えるように設計されています。クーラントシステムの重大な故障。

図1 原子力発電所の種類

POW040F2

 

表1 原子力発電所の特徴(1997年)

リアクターの種類

ガソリンタンク

モデレータ

クーラントとその約。 プレッシャー
(棒で)

蒸気発生

の番号
オペレーティング
ユニット

正味生産量
(MWe)

PWR

濃縮二酸化ウラン
(2%~5% U-235)

軽水

軽水
(160 バー)

間接的な

251

223,717

PHWR(キャンドゥタイプ)

無濃縮二酸化ウラン
(0.71% U-235)

重水

重水
(90 バー)

間接的な

34

18,927

BWR

濃縮二酸化ウラン
(2%~3% U-235)

軽水

軽水
芯まで沸騰する
(70 バー)

直接

93

78,549

GCR(マグノックス型)

濃縮されていないウラン金属
(0.71% U-235)

グラファイト

二酸化炭素
(20 バー)

間接的な

21

3,519

IGA

濃縮二酸化ウラン
(2.3% U-235)

グラファイト

二酸化炭素
(40 バー)

間接的な

14

8,448

LWGR(RBMK型)

濃縮二酸化ウラン
(2%~2.5% U-235)

グラファイト

軽水
芯まで沸騰する
(70 バー)

直接

18

13,644

FBR

混合酸化物プルトニウム

なし

ナトリウム
(10 バー)

間接的な

3

928

 

加圧水型原子炉 (PWR) 発電所では、原子炉の一次冷却材と減速材は同じものであり、熱が伝導によって伝達される蒸気発生器 (ボイラーと呼ばれることもある) 内の金属境界によって二次給水/蒸気回路から分離された精製された通常の水です。 したがって、タービン発電機に供給される蒸気は放射性ではなく、蒸気タービン発電所は従来の発電所のように運転することができます。 一次冷却材/減速材水中の水素は中性子のかなりの部分を吸収するため、燃料の核分裂性ウラン 235 同位体含有量を 2% から 5% まで濃縮して、長期的な発電の実用的な連鎖反応を維持する必要があります。

運転中のすべての原子力発電所で 加圧重水炉(PHWR)、 原子炉減速材と一次冷却材は、非常に高い同位体重水素含有量 (>99%) の重水です。 の中に カンドゥ PHWR、 ほとんどすべての稼働中の PHWR を構成する減速材は、一次冷却材から分離され、比較的低い温度と圧力に保たれます。一次冷却材配管の故障。 CANDU 内の燃料と一次冷却材は、原子炉炉心の水平圧力管に入っています。 PWR の場合と同様に、蒸気発生器では、一次冷却材と二次給水/蒸気回路が金属境界によって分離され、熱が一次重水から通常の水蒸気給水システムに伝達されます。 したがって、タービン発電所に供給される蒸気は通常の水蒸気であり、放射性物質ではなく (漏れによる少量を除く)、タービン発電所は従来の火力発電所のように操作できます。 重水減速材と冷却材は、核分裂中に生成される中性子のごく一部しか吸収しないため、天然ウラン (0.071% ウラン 235) を使用した長期的な発電のための実用的な連鎖反応が可能になります。 既存の PHWR は、わずかに濃縮されたウラン 235 燃料で動作することができ、その結果、燃料からの総エネルギー抽出が比例して大きくなります。

沸騰水型原子炉(BWR) 原子力発電所では、一次冷却水の一部が炉心自体で蒸発し、そこで生成された蒸気がタービン発電機に直接供給されます。 原子炉の運転圧力は PWR よりも低いですが、タービンに供給される蒸気の圧力は同じです。 タービンに供給される蒸気はわずかに放射性であり、タービン/給水システムの低レベルの汚染の可能性があるため、いくつかの予防措置が必要です。 しかし、これが BWR の運用と保守において重要な要素であるとは証明されていません。 BWR では、原子炉出力の制御は炉心内の蒸気量の影響を受けます。これは、原子炉の出力レベルが変化したときの冷却材流量または反応度挿入の適切な制御によって相殺されなければなりません。

マグノックス原子炉、 としても知られている ガス冷却リアクター (GLR) は、マグネシウムで覆われた天然ウラン金属を燃料としています。 適度な圧力の二酸化炭素によって冷却されますが、比較的高温の蒸気が発生するため、熱効率が高くなります。 それらは出力密度の低い大きなコアを備えているため、唯一の格納構造としても機能する圧力容器も大きくなります。 初期のマグノックス原子炉の圧力容器は鋼鉄でした。 後のマグノックス原子炉では、プレストレスト コンクリートの容器に原子炉の炉心と蒸気を発生させる熱交換器の両方が含まれていました。

先進ガス冷却炉 (AGR) 濃縮ウラン酸化物燃料 (2.3% U-235) を使用します。 それらは、マグノックス反応器よりも高い圧力で二酸化炭素によって冷却され、熱伝達と熱効率が改善されています。 マグノックス原子炉と比較して AGR の炉心出力密度が大きいため、AGR 原子炉をより小さく、より強力にすることができます。 原子炉の炉心と蒸気発生用熱交換器の両方を含むプレストレスト コンクリート製の圧力容器は、格納構造としても機能します。

軽水黒鉛炉 (LWGR) 異なる原子力システムのハイブリッドです。 現在稼働しているこのタイプの発電所は、旧ソ連、つまりロシア、ウクライナ、リトアニアにある RBMK 原子炉だけです。 RBMK 原子炉では、通常の水冷却材が、燃料を含む垂直冷却材チャネル (チューブ) を通って上向きに流れ、炉心内で沸騰します。 炉心で生成された蒸気は、BWR と同様にタービン発電機に直接供給されます。 冷却剤チャネルを取り囲むグラファイト減速材は、冷却剤の温度よりも十分に高い温度で動作し、中性子を減速することによってグラファイト内で発生した熱が冷却剤チャネルによって除去される。 RBMK 原子炉は大型で、多くの冷却チャネル (>1,500) を備えています。

高速増殖炉 (FBR) は 20% の範囲の核分裂性物質の濃縮を必要とし、主に核分裂プロセスで生成される高速中性子を吸収することによって、核分裂連鎖反応を維持できます。 これらの原子炉は、中性子を減速させる減速材を必要とせず、過剰な中性子を使用して、原子炉の燃料となる可能性のあるプルトニウム 239 を生成することができます。 彼らは、消費するよりも多くの燃料を生産することができます。 これらの原子炉の多くは、世界の XNUMX か国で電気を生成するために建設されましたが、液体金属冷却剤 (ナトリウム) の使用に関連する技術的および実際的な問題と、非常に高い熱率により、関心が薄れてきました。 現在、比較的小さいのは XNUMX つまたは XNUMX つだけです。 液体金属高速増殖炉 (LMFBR) 世界で電力生産者としてサービスを提供しており、合計で 1,000 メガワット (MWe) 未満の電力を生産しており、徐々にサービスを廃止しています。 しかし、増殖原子炉の技術はかなり開発され、必要に応じて将来使用できるように文書化されています。

燃料と燃料の取り扱い

ウラン含有鉱石の採掘から始まり、使用済み燃料とすべての燃料加工廃棄物の最終処分で終わるプロセスは、通常、 核燃料サイクル. 関与する原子炉のタイプと炉心の熱除去装置の設計に応じて、燃料サイクルには多くのバリエーションがあります。

基本的な PWR と BWR の燃料サイクルはほぼ同じで、濃縮レベルと燃料要素の詳細な設計が異なるだけです。 通常、さまざまな場所や施設で必要な手順は次のとおりです。

  • イエローケーキ(U3O8)
  • 六フッ化ウラン (UF) へのウラン変換6)
  • 充実
  • ウランを二酸化ウラン (UO) に変換する燃料製造2)、燃料ペレットの製造、原子炉炉心の高さに等しい長さの燃料棒の製造、および正方形配列の集合体あたり約200本の燃料棒を含む燃料集合体の製造
  • 原子力発電所での設置と運転
  • 再処理または一時保管のいずれか
  • 使用済み燃料または濃縮廃棄物の連邦/中央リポジトリへの出荷
  • 最終的な処分、まだ開発段階にあります。

 

もちろん、原子炉を除いて、これらのプロセス中には、あらゆる場所での濃縮燃料の量が重大な核分裂連鎖反応を引き起こす可能性のある量よりも少なくなるようにするための注意が必要です。 これにより、製造、出荷、および保管において材料スペースが制限されます。

対照的に、CANDU原子炉は天然ウランを使用し、鉱石の採掘から燃料廃棄までの単純な燃料サイクルを備えており、濃縮と再処理を提供するためのステップは含まれていません。 CANDU の燃料は、UO を含む 28 本または 37 本の燃料棒からなる長さ XNUMX メートルの丸い束で半自動で製造されます。2 ペレット。 天然ウラン燃料の製造、または新品または使用済みの燃料の輸送または保管には、スペースの制限はありません。 使用済み CANDU 燃料の固定化と廃棄は、カナダで 17 年間開発が進められており、現在、概念の承認段階にあります。

マグノックス型を除くすべての稼働中の発電用原子炉では、原子炉燃料の基本的な構成要素は、二酸化ウラン (UO2)必要な密度とセラミック特性を達成するために圧縮され、その後焼結される粉末。 これらの焼結ペレットは、シームレスなジルコニウム合金またはステンレス鋼チューブで密封されて製造されます 燃料棒または要素、 通常の原子炉温度と圧力では、クラッドに関して化学的に不活性です。 被覆が損傷または破損し、クーラントが UO と接触した場合でも2、このセラミック材料は、放射性核分裂生成物のほとんどを保持し、高温の水による劣化に抵抗します。

マグノックス原子炉は、マグネシウムで被覆された天然ウラン金属燃料を使用し、冷却材である二酸化炭素が乾燥条件下でこれらの金属と反応しないため、比較的高温で正常に動作します。

原子炉内の燃料棒の設計の基本的な目的は、最も厳しい過渡条件下でも燃料棒の完全性を維持しながら、燃料で発生した核分裂熱を冷却材に伝達することです。 運転中のすべての原子炉について、熱伝達実験室でシミュレートされた燃料を広範囲にテストした結果、予想される最大の原子炉内熱過渡状態は、アプリケーション用に設計され認可された特定の燃料によって適切な安全マージンで対応できることが実証されました。

製造工場から発電所に供給される新しい燃料は放射性が高くなく、手動で、またはシールドなしで手動操作の持ち上げ/取り扱いツールで取り扱うことができます。 典型的な 燃料集合体 PWR または BWR 原子炉の場合、長さ約 200 m、重さ約 4 kg の約 450 本の燃料棒の正方形配列です。 大型の PWR または BWR 原子炉では、これらのアセンブリが約 200 個必要です。 燃料は天井クレーンで取り扱われ、新しい燃料貯蔵エリアの乾燥した垂直ラックに置かれます。 PWR や BWR などの使用中の軽水炉に新しい燃料を取り付けるには、すべての操作が十分な水深の下で行われ、原子炉の上にいる人を遮蔽することができます。 原子炉容器のフランジ付きの蓋を最初に取り外し、使用済み燃料の一部 (通常は原子炉炉心の XNUMX 分の XNUMX から XNUMX 分の XNUMX) をオーバーヘッド クレーンと燃料取り扱いエレベーターで取り出す必要があります。

使用済みの燃料は、水で満たされた貯蔵ベイに置かれます。 炉心内の他の使用済み燃料集合体は、原子炉内の発電量を調整するために、位置を変更することができます (通常は炉心の中心に向かって移動します)。 次に、新しい燃料集合体がすべての空いている燃料サイト位置に設置されます。 労働力と交換する燃料の量によっては、大型の原子炉に燃料を補給するのに 2 週間から 6 週間かかる場合があります。

CANDU原子炉と一部のガス冷却原子炉は、使用済み燃料を取り除き、新しい燃料要素またはバンドルを取り付ける遠隔操作機器によってオンパワーで燃料供給されます。 CANDU の場合、燃料は長さ 10 メートルの燃料棒の束で、直径約 24 cm、重さ約 12 kg です。 燃料は段ボール製の梱包ケースで製造業者から受け取り、指定された新しい燃料貯蔵エリアに保管され、原子炉に装填する準備ができています。 燃料は、原子炉の反応性を維持するために、一般に運転中の原子炉に毎日装填される。 大きな CANDU 原子炉では、XNUMX 日あたり XNUMX バンドルが典型的な燃料補給率です。 バンドルは、新しい燃料装填装置に手で装填されます。 給油機 駅の制御室から遠隔操作されます。 新しい燃料を原子炉に装填するには、XNUMX 台の遠隔操作式燃料供給機を遠隔操作で操作し、水平燃料チャネルの端に結合して燃料を補給します。 冷却システムが動作圧力と温度にある間、チャネルは両端で燃料供給機によって開かれ、新しい燃料が一方の端に押し込まれ、使用済みの燃料がチャネルのもう一方の端から引き出されます。 必要な数の燃料バンドルが設置されると、給油機によってチャネルシールが再設置され、給油機は別のチャネルに燃料を補給するか、使用済み燃料を使用済み燃料水で満たされた貯蔵ベイに排出することができます。 .

稼働中のすべての原子炉から排出される使用済み燃料は非常に放射性が高く、過熱を防ぐために冷却する必要があり、近くの敏感な生物や機器への直接照射を防ぐために遮蔽する必要があります。 通常の手順では、使用済み燃料を、燃料を遮るために少なくとも 4 m の水で覆われた貯水プールに排出します。 これにより、水中での燃料の安全な観察と、水中で燃料をより長期の保管場所に移動するためのアクセスが可能になります。

原子炉からの放出後 1 年で、使用済み燃料からの全体的な放射能と発熱量は放出時の初期値の約 10% に減少し、0.1 年以内に放出時の初期値の約 5% に減少します。 放出から約 10 年から XNUMX 年後、燃料を水プールから取り出し、燃料容器の周囲の空気の自然循環のみを備えた容器に乾燥した状態で保管することが可能な点まで熱生成が減少しました。 しかし、それはまだかなり放射性であり、その直接放射の遮蔽は何十年にもわたって必要とされています. 生物による燃料物質の摂取の防止は、より長い期間必要とされる。

発電用原子炉からの使用済み燃料の実際の処分は、まだ開発と承認の段階にあります。 さまざまな地質構造における発電用原子炉からの使用済み燃料の処分は、多くの国で熱心に研究されていますが、まだ世界のどこにも承認されていません。 これらの高レベル放射性廃棄物を最終的に処分するための安全で実用的な方法として、安定した岩石構造の地下深くに貯蔵するという概念が現在カナダで承認プロセスに入っています。 しかし、2000 年までに概念が承認されたとしても、使用済み燃料の実際の処分は 2025 年頃まで行われないと予想されます。

工場内業務

原子力発電プログラムを実施している 33 か国すべてに、原子力施設の運用に関連する安全規制を確立し、施行する規制機関があります。 しかし、一般に、原子力発電所の安全な運転について責任を負うのは、原子力施設を所有し運用する電力会社です。 オペレーターの役割は、実際には情報収集、計画、および意思決定の管理タスクであり、定期的な操作が中断されたときに、より積極的なコントロールが含まれる場合があります。 オペレータは主要な保護システムではありません。

現代のすべての原子力発電所には、原子炉やその他のプラント構成要素を継続的に保護する信頼性の高い、非常に応答性の高い自動制御および安全システムが備わっており、一般に電力損失時にフェールセーフになるように設計されています。 オペレーターは、これらの自動制御および保護システムを複製または代用することは期待されていません。 しかし、運転員は、必要に応じて原子炉をほぼ即座に停止できなければならず、プラント運転のあらゆる側面を認識して対応できる必要があり、したがって保護の多様性が増します。 オペレーターは、自動データおよび情報システムによって提供される大量のデータから、全体的な状況の展開を理解し、診断し、予測する能力を必要とします。

オペレーターには次のことが期待されます。

  • プラントの現在の全体的な状態に関連するすべてのシステムの正常な状態を理解する
  • 自動システムまたは特別な監視装置の助けを借りて、異常な状態が発生したときとその重要性を認識します
  • プラントを正常な動作に戻すため、またはプラントを安全なシャットダウン状態にするために正しく対応する方法を知っています。

 

オペレーターがこれをどれだけうまく実行できるかは、機械の設計だけでなく、オペレーターの能力とトレーニングにも依存します。

すべての原子力発電所には、有能で安定した十分に訓練された運転員が常時勤務していなければなりません。 潜在的な原子力事業者は、通常、科学、機器および電力システム、放射線防護、運用方針および原則に関する教室および実地訓練を含む包括的な訓練プログラムを受けます。 トレーニング シミュレータは、米国の電力会社の原子力発電所の運転で常に使用されており、異常時や異常な状況でのプラント運転の実地経験を運転員に提供しています。 オペレーターと電源システム間のインターフェースは、制御室の計装を通じて行われます。 適切に設計された計装システムは、オペレーターの理解と適切な対応を向上させることができます。

建設中の原子力発電所では、運転の観点からアドバイスをしたり、運転を開始したり運転したりするスタッフを集めることができるように、原子力発電所の主要な運転スタッフを任命するのが通常です。 また、ステーションの運用が開始され、運用が許可される前に、一連の包括的な運用手順を準備します。 設計の専門家と規制担当者は、これらの手順を検査して、設計の意図と運用慣行の一貫性を確認します。

スタッフは、運用手順と作業許可に従って、体系的かつ厳密にステーションを運用することが期待されています。 運転スタッフは、安全システムと保護バリアのテストと監視の包括的なプログラムを実施し、プラントの緊急事態に対処する能力を維持することにより、公共の安全を確保するために継続的に取り組んでいます。 プラントの状態の変化に応じてオペレータが行動を起こさなければならない場合、プラントを制御するために必要な詳細情報を提供し、指示するための体系的な手順が文書化されています。 このような手順は、ステーションおよび規制安全委員会によって審査されます。

よく考えられた運用安全管理プログラムには、次のものが含まれます。

  • 安全上重要な分野に関する詳細な知識
  • 許容できるパフォーマンスを定義する基準または目標
  • パフォーマンスを監視し、問題に対応し、結果を報告するためのプログラム
  • 傾向、基準への準拠の程度、および容認できないまたは悪化したパフォーマンスの原因を確立するための経験レビュープログラム
  • ハードウェアまたは操作手順に対する提案された変更の影響を評価し、承認された標準と一致する変更を実装する手段。

 

通常の運用手順に加えて、各原子力発電所には、監視システムまたは定期的なテストと検査によって検出された機器の故障と劣化、設計または建設の欠陥、および運用エラーを調査して文書化するためのイベント報告システムがあります。 各イベントの基本的な原因が特定されるため、適切な是正または予防措置を講じることができます。 分析結果と推奨事項を含むイベント レポートは、基地の管理者と、通常は基地の敷地外にいる安全性と人的要因の専門家によってレビューされます。

国際原子力機関 (IAEA) の事故報告システムは、各国のシステムを補完し、すべての参加国間で情報が共有されるようにするために、世界中で運用されています。 世界原子力事業者協会 (WANO) も、運用レベルで詳細な情報交換を提供しています。

原子炉とそのすべての補助および安全関連システムは、計画された間隔で品質保証要件に従って保守およびテストされ、耐用年数を通じて信頼性が確保されます。 自動監視に加えて、機器システムの機能障害または故障の証拠に対する体系的な手動テストと調査があります。 これらには、定期的なフィールド監視、予防保守、定期的なテスト、プラントの状態の変化の研究が含まれます。

プロセスおよび安全システムには、公衆および駅員に対するリスクを許容範囲内に抑えるために、非常に厳しい性能目標が設定されています。 電力が生成されている間アクティブに動作しているプロセス システムでは、故障率が目標性能と比較されます。これにより、性能が標準以下の設計変更が行われる可能性があります。 安全システムは、プロセス システムに障害が発生した場合にのみ機能するため、別のアプローチが必要です。 包括的なテスト プログラムがこれらのシステムとそのコンポーネントを監視し、その結果を使用して、各システムが稼働していない可能性が高い時間を判断します。 安全システムが稼働していないと計算される合計時間は、非常に高い性能基準と比較されます。 安全システムで欠陥が検出された場合、それは直ちに修正されるか、原子炉が停止されます。

また、定期的なスケジュールされたシャットダウン中には、広範なテストとメンテナンス プログラムがあります。 たとえば、すべての耐圧容器、コンポーネント、およびそれらの溶接部は、安全コードの規制に従って、非破壊的な方法で体系的に検査されます。

安全原則と関連する安全設計機能

核分裂連鎖反応には危険な可能性があり、電気を生成するための核エネルギーの使用と切り離すことができないため、安全対策が必要な XNUMX つの側面があります。

  1. 核分裂は、放射線への直接被ばくからの遮蔽を必要とする電離放射線をもたらします。
  2. 放射性の高い核分裂生成物が生成されるため、外部環境の汚染と摂取の可能性を防ぐために密閉容器が必要です。
  3. 分裂連鎖反応は、継続的な制御を必要とする動的なプロセスです。
  4. 核分裂連鎖反応が終了した後も放射性崩壊により熱が発生し続け、長時間の冷却が必要になるため、熱の発生を即座に止めることはできません。

 

これらの特性が要求する安全要件は、化石燃料を利用する発電所のものと比較して、原子力発電所の安全装置と運用戦略の大きな違いを説明しています。 これらの安全要件がどのように満たされるかは、原子力発電所の種類によって異なりますが、基本的な安全原則はすべての原子力発電所で同じです。

認可手続き中、各原子力施設は、通常の運転状態と障害または事故状態の両方で、放射性物質の放出が指定された規制限度を下回ることを証明する必要があります。 単に障害の影響を軽減するのではなく、障害を防止することが優先されますが、あらゆる予防策を講じたにもかかわらず、障害が発生した場合に対処できるように設計する必要があります。 これには、すべての機器、建設機能、および運用に適用される最高度の品質保証と管理が必要です。 固有の安全特性と設計された安全対策は、事故を防止および制御し、放射性物質の放出を封じ込めて最小限に抑えるように設計されています。

特に、発熱と冷却能力は常に一致している必要があります。 運転中、熱は冷却材によって原子炉から取り除かれます。この冷却材は、原子炉に接続された配管を通してポンプで送り込まれ、燃料被覆管の表面を流れます。 ポンプへの電力が失われたり、接続配管が突然故障したりすると、燃料の冷却が中断され、燃料の温度が急激に上昇し、燃料被覆管が故障したり、燃料が漏れたりする可能性があります。燃料から原子炉容器への放射性物質。 核分裂連鎖反応の迅速な停止は、スタンバイまたは緊急冷却システムの起動の可能性によってバックアップされ、燃料の損傷を防ぎます。 これらの安全対策は、すべての原子力発電所で提供されています。

原子炉が停止した場合でも、図 2 に示すように、燃料内の核分裂生成物崩壊熱の生成が継続するため、冷却の喪失と待機または緊急冷却能力の障害により、燃料が過熱する可能性があります。熱はフルパワーの熱生成の 1% または 2% にすぎません。これを取り除かないと、冷却が完全に失われてから数分以内に燃料温度が故障レベルに達する可能性があります。 原子力発電所の安全設計の原則では、燃料の過熱、損傷、および燃料からの放射性物質の放出につながる可能性のあるすべての状況を慎重に評価し、設計された制御および保護システムによって防止する必要があります。

図2.原子炉停止後の崩壊熱

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原子力発電所を保護するための安全機能には、固有特性、パッシブ システム、アクティブ システムの XNUMX 種類があります。 これらは、原子力発電所の運用においてさまざまな組み合わせで使用されます。

固有の安全特性 自然の法則を利用して、発電所を安全に保ちます。 一部の核燃料には固有の安全特性があり、温度が上昇すると、核分裂連鎖反応速度が遅くなります。 冷却システムの設計によっては、冷却剤が自然循環によって燃料上を循環し、ポンプを作動させなくても崩壊熱を適切に除去する固有の安全特性があります。 ほとんどの金属構造には固有の安全特性があり、破裂や故障ではなく、厳しい負荷がかかると降伏や伸びが生じます。

パッシブセーフティ機能 解放する流体の圧力による自重(重力)解放バルブの持ち上げ、または緊急冷却材注入システムでの貯蔵エネルギーの使用、または配管の故障からのエネルギーを収容するように設計された一部の格納容器を含むシステムとその後の崩壊熱。

予防安全システム 起動信号と何らかの形の電源を必要とするすべてのシステムが含まれます。 一般に、能動システムは固有システムや受動システムよりも広い範囲の状況を制御でき、原子炉の運転中に制限なくテストできます。

原子力発電所の安全設計は、原子力発電所が所在する管轄区域の規制上の安全要件を満たすために、固有の受動的および能動的システムの選択された組み合わせに基づいています。 安全関連システムの高度な自動化は、運用担当者がストレス下で迅速な意思決定と行動を行う必要性を可能な限り軽減するために必要です。 原子力発電用原子炉システムは、要求される出力の変化に自動的に適応するように設計されており、一般に変化は緩やかです。 安全関連システムが、必要に応じて迅速、効果的、確実に継続的に対応できることが特に重要です。 この高レベルのパフォーマンスを満たすために、これらのシステムは最高の品質保証基準に準拠し、冗長性、多様性、および物理的分離の十分に確立された安全設計原則に従って設計されている必要があります。

冗長化 システムを機能させるために必要な数よりも多くのコンポーネントまたはサブシステムを提供することです。たとえば、システムが適切に機能するために必要なコンポーネントが XNUMX つだけであるのに対し、XNUMX つまたは XNUMX つのコンポーネントを提供することです。

多様性 同じ安全機能を実行するために、異なる設計または機能原理に基づく XNUMX つ以上のシステムを提供することです。

物理的な分離 同じ安全機能を実行するように設計されたコンポーネントまたはシステムを使用して、安全システムの性能を損なう可能性のある局所的な損傷から保護します。

これらの安全設計原則の適用の重要な例は、原子力発電所の電力供給にあります。これは、主電源システムへの複数の接続に基づいており、複数の自動始動ディーゼルおよび/または燃焼タービンによって現場でバックアップされています。 、および重要な安全関連システムへの電力の信頼性の高い供給を確保するための一連のバッテリーとモーター発電機セットによって。

原子力発電所からの放射性物質の放出に対する基本的な予防措置は、原則として非常に単純です。放射性物質と環境の間に一連の漏れ防止バリアを設置して、直接放射線を遮断し、放射性物質を封じ込めます。 最も内側の障壁はセラミックまたは金属燃料自体であり、マトリックス内の放射性物質のほとんどを結合します。 XNUMX 番目の障壁は、気密性と耐腐食性を備えたクラッドです。 XNUMX 番目のバリアは、クーラント システムの主要な圧力負荷境界です。 最後に、ほとんどの原子力システムは、内部の最大の配管システムの故障に耐え、格納容器に放出された放射性物質を格納するように設計された耐圧格納構造に囲まれています。

原子力発電所の安全設計の基本的な目的は、これらの複数の障壁の完全性を、予防、保護、緩和の XNUMX つのレベルの安全対策によって特徴付けられる多層防御アプローチによって維持することです。

予防策 以下が含まれます:設計、建設、および運用中に最高レベルの品質保証を満たす。 定期的な再訓練を受ける高度な訓練を受けたオペレーター。 固有の安全機能を利用する。 適切な設計マージンを提供する。 注意深い予防保守、継続的なテスト、検査、欠陥の修正を行う。 常時監視; 必要に応じて徹底的な安全性評価と再評価。 インシデントと障害の評価と原因分析、および適切な修正を行います。

保護対策 含まれるもの:即効性のシャットダウンシステム。 応答性の高い自動圧力リリーフバルブ/システム; 誤った操作から保護するためのインターロック回路。 重要な安全機能の自動監視。 許容限度を超えないようにするための放射線レベルと排水放射能の継続的な測定と管理。

緩和策 含まれるもの:緊急原子炉冷却システム。 信頼性の高い緊急給水システム。 多様で冗長な非常用電源システム。 地震、強風、洪水、航空機の衝突など、さまざまな自然的および人為的ストレスに対応するように設計された、ステーションからの放射性物質の漏れを防ぐための封じ込め。 そして最後に、放射線監視、安全当局への通知、公衆への助言、汚染の管理、緩和物質の配布を含む、緊急時計画と事故管理です。

原子力の安全性は、技術的および科学的要因だけに依存するものではありません。 人的要因は非常に重要な役割を果たします。 規制管理は、原子力発電所のすべての安全面の独立した検証を提供します。 しかし、原子力の安全は、主に法規制ではなく、知識と権限を持つ者による適切な審査と承認を含む、責任ある設計、運用、ユーティリティ管理によって確保されます。

公衆に非常に深刻な結果をもたらした唯一の原子力発電所の事故は、1986 年にウクライナのチェルノブイリにある RBMK 原子力発電所での異常な構成での冷却能力のテスト中に発生しました。この重大な事故では、原子炉が破壊され、大量の放射性物質が材料は環境に逃げました。 その後、原子炉には適切な停止システムがなく、低出力では不安定であることが判明しました。 設計上の弱点、人的ミス、適切なユーティリティ管理の欠如がすべて事故の原因でした。 残りの稼働中の RBMK 原子炉には重大な設計上の弱点を排除するための修正が加えられ、この不幸な事故が繰り返されないように操作手順が改善されました。

RBMK 事故やその他のそれほど深刻ではない原子力発電所の事故 (1978 年に米国で発生したスリーマイル島の事故など) から、また 30 年以上にわたる原子力発電所の運転における多くの小さな事故や事件から、多くのことが学ばれてきました。 原子力コミュニティの目標は、原子力発電所の事故が労働者、一般市民、または環境を危険にさらすことがないようにすることです。 IAEA 事故報告システムや WANO などのプログラムの下での緊密な協力、業界団体や規制機関の精査、原子力発電所の所有者や運用者による警戒は、この目標をより達成可能にします。

謝辞: 編集者は、表 1 の情報を提供してくれた Tim Meadler と Uranium Institute に感謝します。


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発電、送電、配電

電力供給には XNUMX つの段階があります。 生成、送信、および配布。 これらの各段階には、個別の生産プロセス、作業活動、および危険が含まれます。

ほとんどの電気は 13,200 ~ 24,000 ボルトで生成されます。 発電プロセスの危険には、予期しない機器の故障による爆発や火傷が含まれます。 適切なロックアウト/タグアウト手順に従わない場合にも、事故が発生する可能性があります。 これらの手順は、エネルギー源を制御するために用意されています。 予期せぬ通電、始動、または蓄積エネルギーの放出が発生し、けがの原因となる機器の保守を行う前に、機器をエネルギー源から切り離し、動作不能にする必要があります。 これらのエネルギー源を適切に分離 (ロックアウト/タグアウト) しないと、重傷または死亡に至る可能性があります。

発電された電力は、送電線を使って遠くまで送られます。 送電線は、発電所に設置された送電変電所間に建設されます。 送電線は鉄塔の頭上で支えられている場合もあれば、地下にある場合もあります。 それらは高電圧で動作します。 それらは大量の電力を送り出し、かなりの距離に伸びています。 電気が発電所から出ると、そこにある送電変電所が電圧を 138,000 ~ 765,000 ボルトの範囲に上げます。 運用エリア内では、送電変電所が送電電圧を 34,500 ~ 138,000 ボルトに下げます。 この電力は、ラインを通じてローカル サービス地域にある配電システムに運ばれます。 伝送プロセス中に存在する主な危険は電気的です。 適切な接近距離を維持したり、適切な保護具 (ゴム手袋やスリーブ) を使用したりしないと、重傷または死亡に至る可能性があります。 転倒は重大な事故の原因にもなり、架線の保守作業中や電柱やバケット トラックでの作業中に発生する可能性があります。

配電システムは、伝送システムを顧客の機器に接続します。 配電変電所は、送電電圧を 2,400 ~ 19,920 ボルトに下げます。 配電変圧器はさらに電圧を下げます。 配電作業に関連する危険も、本質的に電気的です。 ただし、地下配電システムを扱う場合、密閉された空間 (マンホールや地下室) で作業するという追加の危険があります。

送電および配電変電所は、最終的な配電プロセスの一部として、電気エネルギーの電圧、位相、またはその他の特性が変更される設備です。 感電は、変電所における主要な安全上の危険を表しています。 このような事故は一般に、通電中の電気機器への適切な接近距離を維持できなかったこと、および/またはゴム製の絶縁手袋やスリーブなどの適切な個人用保護具を使用しなかったことが原因で発生します。

発電、送電、配電の安全上の問題

29 CFR 1910.269 で成文化された電気保守基準としても知られる発電、送電および配電基準は、31 年 1994 月 1910.269 日に米国労働安全衛生局 (OSHA) によって公布されました。発電、送配電設備および関連設備の運転および保守。 さらに、契約ラインワーカー、契約ライン クリアランス ツリー トリマー、および独立発電事業者も XNUMX の規定の対象となります。 他の国や地域にも同様の規制があります。

OSHA 規格で直接対処されている危険は、感電死や感電による負傷を引き起こす電気的性質のものです。 高電圧電気に不注意に接触すると、多くの場合、死に至るか、XNUMX 度および XNUMX 度の熱傷、手足の切断、内臓の損傷、神経損傷などの重傷を負うことになります。

この規格は、他の XNUMX 種類の事故 (衝突または衝突) に関連する死傷者にも対応しています。 はしご、足場、柱、その他の高所からの落下; 定期保守作業中の機械の偶発的な起動の結果として、またはその間に挟まれた; ボイラーのメンテナンス作業中に高圧蒸気が不注意に放出されたときに発生する可能性のある極端な温度との接触。 提案された OSHA 規制の経済影響調査を作成したイースタン リサーチ グループ (ERG) は、「変電所や発電設備よりも送電線や配電線に関連する事故が多かった」と報告しています。 ERG の報告によると、送電線と配電線のカテゴリでは、送電線作業員、見習いの送電線作業員、および作業線の監督者が、最も致命的で重大な休業災害を経験しています。 変電所と発電のカテゴリ内では、変電所の電気技師と一般的なユーティリティ メカニックが最も多くの事故を経験しています。

事故削減

OSHA は、米国では発電、送電、配電の従業員が年間平均 12,976 件の休業災害を被っていると推定しています。 彼らはまた、毎年これらの労働者に 86 人の死亡者が発生していると報告しています。 OSHA は、この基準の条項および最終規則で参照されている他の基準を遵守することで、年間 1,633 件の休業災害と 61 件の死亡を防ぐことができると推定しています。 OSHA は、休業災害と死亡の減少を 80 つのカテゴリーに分類しています。 死亡者の約 20% を占める電気事業者で、最大の利益が達成されると予想されます。 残りの 1910.269% は、電気工事請負業者や送電線クリアランス ツリー トリマーなどの公益事業請負業者、および公益事業以外の事業所です。 OSHA はまた、電力会社が経験する休業災害の最大の削減を期待しています。 削減の 1910.151 番目のカテゴリは、XNUMX 内の既存の規格の参照に関連しています。 たとえば、OSHA は雇用主が XNUMX で指定されている医療サービスと応急処置を提供することを期待しています。

掘削作業は、1926 年のサブパート P に準拠するものとします。 個人用保護具は、1910 年のサブパート I の要件を満たすものとする。 個人用落下防止装置は、パート 1926 のサブパート E の要件を満たす必要があります。 はしごは 1910 年のサブパート D に準拠する必要があります。これらは、発電、送電および配電規格で参照されている他の多くの OSHA 規格のいくつかの例です。 OSHA は、これらの参照により、適用されるさまざまな安全基準の認識が促進され、従業員のトレーニングと、職務説明会による危険認識の強調とともに、さらに 2 人の死亡者と 1,310 人の休業災害が毎年防止されると考えています。

一般規定

発電、送電、および配電に関する規格は、電気事業業界で見られる危険を制御するための包括的なアプローチを提供します。 これは実績ベースの基準と見なされ、雇用主は代替プログラムを実施する機会が与えられますが、それは基準で指定されたものと同等の安全レベルを提供することを証明できる場合に限られます。 規格の一般条項には、次のものが含まれます。トレーニング要件、発電、送電、配電の危険エネルギー管理 (ロックアウト/タグアウト) 手順。 密閉空間への立ち入り手順と、地下設備で安全に作業するための手順。 露出した通電部品上またはその近くで作業するための要件。 架線で作業するための要件; 接地要件; ライン クリアランス ツリーのトリミング。 変電所での作業手順; 活線工具、手動および携帯用電動工具、はしごおよび個人用保護具の要件。

この規格は包括的で、発電、送電、配電設備の運用と保守のあらゆる側面に対応しています。

重要規定

この規格の最も重要な条項には、従業員が緊急援助訓練、職務説明会、安全関連の作業慣行、安全手順、およびマンホールやポールトップの救助を含む緊急手順の訓練を受けるための要件が​​含まれています。 また、通電された機器で作業するための特定の衣服要件、地下構造物への立ち入りの要件、および危険なエネルギー源の管理もあります。 基準のもう XNUMX つの重要な要素は、従業員が適切な訓練を受けており、基準で指定された作業慣行に習熟していることを証明できることを雇用主に証明することです。 これらの要素のいくつかについて、以下で詳しく説明します。

OSHA は、50 ボルト以上の電力が供給されている露出したラインまたは機器で作業を行っている、またはそれに関連して作業を行っている従業員に対して、応急処置と心肺蘇生法 (CPR) の訓練を受けることを義務付けています。 作業場所で 4 人以上の従業員が関与する現場作業については、少なくとも XNUMX 人の従業員がトレーニングを受けなければなりません。 発電所などの固定された作業場所では、感電した従業員に XNUMX 分以内に到達できるように、十分な数の従業員を訓練する必要があります。

作業グループの主任従業員が実施する必要があります 就職説明会 それぞれの仕事を始める前に、仕事に携わる従業員と一緒に。 ブリーフィングでは、仕事に関連する危険、関連する作業手順、特別な予防措置、エネルギー源の制御、および個人用保護具について説明する必要があります。 反復的および同様の仕事の場合、毎日またはシフトの最初の仕事の開始前に、XNUMX 回のジョブ ブリーフィングが必要です。 重大な変更が発生した場合は、別のブリーフィングを実施する必要があります。 目の前の作業を見直すには作業計画が必要であり、作業計画は事故を減らすのに役立ちます。

OSHA はまた、各従業員が資格と能力を備えているために必要なトレーニングを受けたことを雇用主が証明することを要求しています。 認定は、従業員が業務慣行に習熟していることを示したときに作成され、従業員の雇用期間中維持されるものとします。 トレーニングだけでは不十分です。 習熟度は、一般に、従業員の知識と目前の主題に関する理解度をテストすることによって実証する必要があります。 これにより、有資格者のみが通電機器で作業することが保証されます。

炎や電気アークの危険にさらされる作業員には、衣服の要件があります。 このセクションでは、炎や電気アークの危険にさらされる各従業員が、炎や電気アークにさらされたときに従業員が被る傷害の範囲を拡大する可能性のある衣服を着用しないことを雇用主が確保することを要求しています。 アセテート、ナイロン、ポリエステル、またはレーヨンで作られた衣服は、単独または混紡で作られている場合でも、遭遇する可能性のある条件に耐えるように生地が処理されていることを雇用主が証明できない限り禁止されています. 従業員は綿、ウール、または難燃性の衣服から選択できますが、雇用主は、綿やウールなどの天然繊維が許容されるかどうかを曝露に基づいて決定する必要があります。 コットンまたはウールは、特定の状況下で発火する可能性があります。 規格のこのセクションは業界全体で多くの論争を引き起こしましたが、合成物質の使用を禁止することは、電気作業員の負傷を減らすための重要な一歩です.

 

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日曜日、13月2011 19:26

危険

OSHA は、発電、送電、配電に関する基準 (29 CFR Part 1910.269) の前文で、「電気サービス業界 (つまり、電気事業業界、SIC-491) の全体的な事故発生率は、対応するよりもわずかに低い」と述べています。民間部門全体の料金」および「電気および転倒の危険を除いて、電力会社の従業員は、他の多くの産業で遭遇するものと性質および程度が類似した危険に直面している」(OSHA 1994)。米国労働統計局 (BLS) のファイルは、電力会社の負傷の主な原因を特定しています。

  • 転倒
  • 過度の運動
  • 捻挫や筋挫傷、切り傷、裂傷、挫傷/あざにつながる「物にぶつかったり、物にぶつかったり」すること。

 

プリアンブルでは、感電は重大な (または頻繁に報告される) 負傷のカテゴリを構成しないことを明確に示しています。 しかし、労働、産業、および OSHA のファイルによると、電気事業業界では、電気事故が最も頻繁に発生する致命的または重傷のタイプであり、自動車事故、転倒、「衝突/押しつぶされた」がそれに続きます。

他の多くの危険は、雇用者が必要とするさまざまなタスクを実行する際に電気事業者に直面します。 この章の個々の記事の著者は、これらの多くについて詳しく述べています。 ここでは、危険な暴露のいくつかについて簡単に言及します。

筋骨格損傷は、この身体的に活動的な労働力で発生する最も一般的な損傷であり、次のものが含まれます。

  • 削岩機の使用による白い指の振動
  • 交通事故によるむち打ち症
  • 腰の捻挫
  • 頭部外傷
  • 足と足首の外傷
  • 内側半月板の断裂。

 

電気工事士はさまざまな環境で働くことができます。田舎の送電鉄塔のてっぺんに登り、繁華街の下のマンホールでケーブルを接合します。 夏には発電所の最上階でうだるように暑くなり、吹雪で倒れた架空配電線を修理するときに震えます。 労働者が直面する物理的な力は巨大です。 たとえば、発電所は、破裂したパイプが火傷や窒息を引き起こす可能性があるほどの圧力で蒸気を押し出します。 熱に加えて、プラントの物理的危険には、ノイズ、電磁界 (EMF)、原子力施設での電離放射線、密閉空間での窒息などがあります。 アスベストへの曝露は、罹患率と訴訟の主な原因となっており、他の断熱材について懸念が提起されています。 腐食剤、腐食剤、溶剤などの化学薬品が広く使用されています。 また、プラントでは、消防やスキューバ ダイビング (取水システムと排水システムの検査) などの特殊な作業に従事する労働者を雇用しており、これらの作業に固有の危険にさらされています。

最新の原子力発電所では、通常の運用期間中の作業員の放射線被ばくは減少していますが、メンテナンスや燃料補給の停止中に相当量の被ばくが発生する可能性があります。 これらの期間に放射線エリアに入る労働者を適切に保護するには、優れた放射線監視機能が必要です。 多くの契約労働者が停止中に原子力発電所に入り、その後別の発電所に移動する可能性があるという事実は、個々の労働者の年間総被ばくを監視する際に、規制当局と業界当局との間の緊密な調整の必要性を生み出します。

送電および配電システムは、発電所の危険の一部を共有していますが、独特の作業暴露という特徴もあります。 システムに固有の膨大な電圧と電流により、作業者が安全手順を無視したり、保護が不十分な場合、致命的な感電や重度の火傷の原因となります。 変圧器が過熱すると、発火して爆発し、油と、場合によっては PCB とその分解生成物が放出される可能性があります。 変電所は、発電所と同様に、絶縁体、EMF、および閉鎖空間の危険にさらされる可能性があります。 配電システムでは、電気ケーブルの切断、燃焼、接合により、労働者は粉塵や煙として鉛やその他の金属にさらされます。 システムを支える地下構造物も、潜在的な閉鎖空間の危険を考慮しなければなりません。 木製の電柱を保存するために使用される農薬であるペンタクロロフェノールは、流通システムに特有の曝露です。

最後に、検針員や屋外作業員は路上での暴力にさらされる可能性があります。 強盗未遂の過程での死亡者は、この労働者には知られていません。

 

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日曜日、13月2011 19:30

環境と公衆衛生の問題

すべての人間活動は環境に影響を与えます。 それぞれの影響の大きさと結果はさまざまであり、これらの影響を規制して最小限に抑えるために環境法が作成されています。

発電には、大気への排出、水や土壌の汚染など、いくつかの主要な潜在的および実際の環境ハザードがあります (表 1)。 化石燃料プラントは、窒素酸化物 (下記の「オゾン」を参照)、硫黄酸化物、「酸性雨」の問題、二酸化炭素 (下記の「地球規模の気候変動」を参照)、粒子状物質の大気中への排出のために、特に懸念されています。これは最近、呼吸器系の問題に寄与しているとされています。

表 1. 発電の主な潜在的環境ハザード

植物の種類

エアー

水*

土壌の浸食

化石燃料

NO2

PCB類

アッシュ

 

SO2

溶剤

アスベスト

 

微粒子

金属

PCB類

 

CO

溶剤

 

CO2

酸/塩基

金属

 

揮発性有機化合物

炭化水素

     

酸/塩基

     

炭化水素

核攻撃

上記に放射能放出を加えたもの

   

ハイドロ

主に土壌からダムの背後の水への浸出液

野生生物の生息地のかく乱

   

* 施設からの排水を受ける水域の温度上昇や、給水取水システムの機械的影響による魚の個体数の減少などの「局所的な」影響を含める必要があります。

 

原子力発電所に関する懸念は、核廃棄物の長期保管と、大気中への放射性汚染物質の放出を伴う壊滅的な事故の可能性にありました。 ウクライナのチェルノブイリでの 1986 年の事故は、原子力発電所で不適切な予防措置が講じられた場合に起こりうる典型的な例です。

水力発電所の主な懸念事項は、金属の浸出と、水と陸の両方の野生生物の生息地の撹乱です。 これについては、この章の記事「水力発電」で説明します。

電磁界

Wertheimer と Leeper による研究が 1979 年に発表されて以来、世界中の電磁場 (EMF) に関する研究努力が高まっています。 その出版以降の研究は決定的ではなく、因果関係を確認していません。 実際、これらのその後の研究は、これらの疫学的研究から合理的な結論を導き出すために、より深い理解とより良いデータが必要な領域を指摘しています。 優れた疫学調査を実施する際の困難のいくつかは、評価の問題に関連しています (つまり、曝露の測定、発生源の特定、住居内の磁場のレベル)。 米国科学アカデミーの国立研究評議会 (1996 年) によって発表された最新の研究では、電界および磁界が人間の健康を脅かすと考える十分な証拠はないと判断されましたが、この問題はおそらく、広範な不安は、効果を示さない将来の研究と研究によって軽減されます。

地球規模の気候変動

ここ数年、人間が地球の気候に与えている影響に関する一般の意識が高まっています。 人間の活動による温室効果ガス排出量の約半分は、二酸化炭素 (COXNUMX) であると考えられています。2)。 国内および国際レベルでこの問題に関する多くの研究が行われており、現在も行われています。 公益事業の運営はCOの放出に大きく貢献するため2 大気への排出、CO を制御するためのあらゆるルール作り2 リリースは、発電業界に深刻な影響を与える可能性があります。 気候変動に関する国連枠組条約、米国の気候変動行動計画、および 1992 年のエネルギー政策法は、電力業界が将来の法律にどのように対応しなければならないかを理解するための強力な原動力を生み出しました。

現在行われている研究分野の例としては、排出量のモデリング、気候変動の影響の決定、気候変動管理計画に関連するコストの決定、温室効果ガスの排出量を削減することで人間がどのように利益を得られるか、気候変動の予測などがあります。 .

気候変動に関する懸念の主な理由は、生態系への悪影響の可能性です。 管理されていないシステムは最も機密性が高く、地球規模で重大な影響を与える可能性が最も高いと考えられています。

有害大気汚染物質

米国環境保護局 (EPA) は、1990 年の大気汚染防止法改正で義務付けられていたユーティリティ有害大気汚染物質に関する中間報告書を米国議会に送付しました。 EPA は、化石燃料を燃料とする蒸気発電施設のリスクを分析することになっていました。 EPA は、これらの放出は公衆衛生上の危険を構成しないと結論付けました。 この報告書は、追加の研究が保留されている間、水銀に関する結論を遅らせた. 電力研究所 (EPRI) による化石燃料火力発電所の包括的な研究は、化石燃料発電所の 99.5% 以上が 1 万分の 1 のしきい値を超える癌リスクをもたらさないことを示しています (Lamarre 1995)。 これは、年間 2,700 件もの高さであると報告されているすべての排出源によるリスクと比較されます。

オゾン

空気中のオゾンレベルの低下は、多くの国で大きな懸念事項です。 窒素酸化物(NOx) と揮発性有機化合物 (VOC) がオゾンを生成します。 化石燃料発電所は、世界の総 NO の大部分を占めているためです。x 各国が環境基準を厳しくするにつれて、より厳しい管理措置が期待できます。 これは、対流圏オゾン輸送のモデル化に使用される光化学グリッド モデルの入力がより正確に定義されるまで続きます。

 

サイトの修復

公益事業は、製造ガスプラント (MGP) サイト修復の潜在的なコストと折り合いをつけなければなりません。 これらのサイトは、もともと石炭、コークス、または石油からのガスの生産を通じて作成されたもので、その結果、コール タールやその他の副産物が大きなラグーンや池に廃棄されたり、オフサイトを土地廃棄に使用したりしました。 この性質の処分場は、地下水と土壌を汚染する可能性があります。 これらのサイトでの地下水と土壌の汚染の程度と、それを費用対効果の高い方法で改善する手段を決定することで、この問題はしばらく未解決のままになります。

 

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