原子炉格納容器
【課題】本発明は、座屈または剥離を防止し、工期短縮を図れる原子炉格納容器を提供することである。
【解決手段】本発明は、原子炉圧力容器と、前記原子炉圧力容器を内部に保持する鋼板コンクリート構造の鋼板コンクリート構造物とを有する原子炉格納容器において、前記鋼板コンクリート構造物は、前記鋼板コンクリート構造物の外部側面に配置された外側円筒鋼板と、内部側面に配置された内側円筒鋼板と、前記外側円筒鋼板と内側円筒鋼板との間に打設されたコンクリートとを有し、前記外側円筒鋼板には複数のスタッドが、前記内側円筒鋼板には複数のライナアンカが、それぞれ対向するように設けられていることを特徴とする。
【解決手段】本発明は、原子炉圧力容器と、前記原子炉圧力容器を内部に保持する鋼板コンクリート構造の鋼板コンクリート構造物とを有する原子炉格納容器において、前記鋼板コンクリート構造物は、前記鋼板コンクリート構造物の外部側面に配置された外側円筒鋼板と、内部側面に配置された内側円筒鋼板と、前記外側円筒鋼板と内側円筒鋼板との間に打設されたコンクリートとを有し、前記外側円筒鋼板には複数のスタッドが、前記内側円筒鋼板には複数のライナアンカが、それぞれ対向するように設けられてい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、原子炉格納容器に係り、特に原子炉格納容器の鋼板コンクリート構造(以下、単に鋼板コンクリート構造という)に関する。
【背景技術】
【０００２】
改良型沸騰水型原子炉(ＡＢＷＲ)において、現在鉄筋コンクリート構造(ＲＣ構造)製の格納容器を採用している。ＲＣ構造では、鋼製ライナー外面に格子状に多数の鉄筋を組立て、鉄筋外側に枠板を設定し、コンクリートを打設して気密性を保持し、原子炉格納容器内での異常時の放射性物質の外部流出を防ぐ構造となっている。また、上記構造により想定される地震、圧力にも耐えられる構造となっている。
しかし、ＲＣ構造は、前記一連の作業は膨大であり、全体の原子炉建設工程に対する影響が大きい、工期短縮が大きな課題となる。
【０００３】
近年では、上述のＲＣ構造の課題にする解決策として、内側円筒鋼板と外側円筒鋼板の間にコンクリートを打設する鋼板コンクリート構造(ＳＣ構造)を適用した原子炉格納容器が提案されている(特許文献１、２)。鋼板コンクリート構造はＲＣ構造と同等の気密性、耐震性、耐圧性を保持し、且つ、配筋作業等の作業省力化、工期短縮化を図れる構造となっている。
鋼板コンクリート構造を適用した原子炉格納容器では、内側円筒鋼板と外側円筒鋼板は強度部材として考えられている。しかし、原子炉格納容器内での異常時に発生する熱荷重や、発生熱によりコンクリートの含有水分が発生し、発生した蒸気が逃げ場を失い、内側円筒鋼板とコンクリートの接する面に背圧として影響し、座屈強度の低下や内側円筒鋼板とコンクリートとの剥離が生じる可能性があり課題となっている。
【０００４】
鋼板コンクリート構造の座屈または剥離の防止を図るために、特許文献１は、内側円筒鋼板と外側円筒鋼板にスタッド、鋼棒、鉄板等の緊結(結合)部材を設けることが開示されている。なお、特許文献１に上記の鋼棒がどのようなものかに関する記載はない。一方、特許文献２は、内側円筒鋼板と外側円筒鋼板にアンカー部材(ライナアンカー)を設けたことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２４９３２９号公報
【特許文献２】特開平 ８−０６２３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般的にスタッドは、コンクリートとの結合度はライナアンカよりも低いが、工期短縮を図る上での作業性に優れている。逆に、ライナアンカは、コンクリートとの結合度は高いが、設置するための溶接線長が長いため工期が長くなる。従って、特許文献１の開示の方法は、工期短縮性に優れているが、座屈または剥離の防止の観点から課題が生じる虞がある。一方、特許文献２の開示の方法は、逆に座屈または剥離の防止の観点から優れているが、工期短縮性に課題が生じる虞がある。
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するためのもので、その目的は、座屈または剥離を防止し、工期短縮を図れる原子炉格納容器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の目的を達成するために少なくとも以下の特徴を有する。
【０００９】
本発明は、原子炉圧力容器と、前記原子炉圧力容器を内部に保持する鋼板コンクリート構造の鋼板コンクリート構造物とを有する原子炉格納容器において、前記鋼板コンクリート構造物は、前記鋼板コンクリート構造物の外部側面に配置された外側円筒鋼板と、内部側面に配置された内側円筒鋼板と、前記外側円筒鋼板と内側円筒鋼板との間に打設されたコンクリートとを有し、前記外側円筒鋼板には複数のスタッドが、前記内側円筒鋼板には複数のライナアンカが、それぞれ対向するように設けられていることを第１の特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、第１の特徴において、前記複数のスタッド及び前記複数のライナアンカはそれぞれ等間隔で設けられていることを第２の特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、座屈または剥離を防止し、工期短縮を図れる原子炉格納容器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態である原子炉格納設備の横断面図である。
【図２】本発明の鋼板コンクリート構造物の一実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は本発明の実施形態である原子炉格納設備の横断面図である。これらの図に示す原子炉格納設備は、原子炉圧力容器１と、原子炉圧力容器１を保持する鋼板コンクリート構造物２と、鋼板コンクリート構造物２の上部に設けられた復水貯蔵プール３(３ａ，３ｂ)と、鋼板コンクリート構造物２の外側に設けられた原子炉建屋４とを主に備えている。鋼板コンクリート構造物２は岩盤に設置されたマット５上に設置されている。
【００１４】
原子炉圧力容器１は、核分裂によって発生する熱エネルギーで水を沸騰させて蒸気を発生させるもので、ドライヤ(蒸気乾燥器)とセパレータ(気水分離器）(ともに図示せず）等を内包している。原子炉圧力容器１にはタービン建屋（図示せず）と接続された主蒸気配管６が取り付けられており、原子炉圧力容器１内で発生した蒸気は主蒸気配管６を介してタービン建屋に供給されている。
【００１５】
鋼板コンクリート構造物２は、原子炉圧力容器１を内部に保持するもので、主に鋼板部５０とコンクリート部５６から成る鋼板コンクリート構造で形成される。
鋼板コンクリート構造物２の内部には、原子炉本体基礎7と、ダイアフラムフロア８が設けられている。原子炉本体基礎７は、原子炉圧力容器１を支持しており、マット５の上部に設けられている。ダイアフラムフロア８は、鋼板コンクリート構造物２の内部を上部ドライウェル９と下部ドライウェル１０及び圧力抑制室１１とに分割している。
【００１６】
鋼板コンクリート構造物２の上部、すなわち原子炉圧力容器１と上部ドライウェル９の上方には、復水貯蔵プール３ａ，３ｂと、原子炉ウェル１２等とが設けられている。鋼板コンクリート構造物２の上部は、これら複数のプール３及び原子炉ウェル１２等によって全面覆われている。これら複数のプール３及び原子炉ウェル１２等は、鋼板コンクリート構造物２を上方から押さえつける荷重として作用している。
【００１７】
図２は本発明の特徴である鋼板コンクリート構造物２の一実施形態を示す図である。図１を参照しながら鋼板コンクリート構造物２の実施形態を説明する。
鋼板部５０は、鋼板コンクリート構造物２の外部側面（原子炉格納容器４側）に配置された外側円筒鋼板５２と、内部側面(原子炉圧力容器１側)に配置された原子炉格納容器を兼ねる内側円筒鋼板５１とで構成されている。強度部材としてだけでなく、施工時にコンクリート部５６を形成する型枠としても利用される。これにより型枠工事等の手間が削減されるので、鉄筋コンクリート構造(ＲＣ構造)を利用する場合と比較して建設工期の短縮を図ることができる。
【００１８】
また、外側円筒鋼板５２にはスタッド５４が、内側円筒鋼板５１にはライナアンカ５３が、互いに対向した位置に、それぞれ所望の間隔をあけて設けられている。スタッド５４とライナアンカ５３とが、コンクリート部５６のコンクリート(図面を分かり易くするために図示せず)と結合しており、鋼板コンクリート構造物２の強度を向上させている。
【００１９】
内側円筒鋼板５１の役目は、座屈防止ではなく、主としてコンクリート部５６からの剥離防止及び放射線漏洩防止である。即ち、内側円筒鋼板５３に座屈が発生しても、放射線の漏洩を防止し、コンクリート部５６からの剥離を防止することが重要である。この剥離は、原子炉格納容器内での異常時の発生熱によるコンクリートの含有水分の蒸気により起こる。
内側円筒鋼板５１の放射線漏洩防止という観点では、結合部材としてはスタッド５４もライナアンカ５３もその性能には差がない。従って、内側円筒鋼板５１の結合部材としては座屈防止、工期短縮という観点からするとスタッドが有力であるが、本実施形態では、剥離防止の能力の高いライナアンカを用いる。
【００２０】
一方、外側円筒鋼板５２の温度条件は、内側円筒鋼板５１に比べて厳しくなく、むしろ、通常の雰囲気温度程度である。即ち、原子炉格納容器内での異常時の発生熱による外側円筒鋼板５２の剥離の心配はない。外側円筒鋼板５２の役目は、内側円筒鋼板５１が座屈したときに原子炉格納容器４としての機能を確保する、即ち座屈防止である。このような機能としてはライナアンカが適しているが、本実施形態では、工期短縮を重点に考えスタッド５４を用いる。スタッドの座屈防止能力は、その個数を増やすことによって補う。
【００２１】
以上説明した、本実施形態によれば、原子炉格納容器を兼ねる内側円筒鋼板５１にライナアンカ５３を、内側円筒鋼板５２にスタッド５４を設けることによって、座屈及び剥離を防止し、且つ工期短縮を図れる原子炉格納容器を提供することができる。
【符号の説明】
【００２２】
１：原子炉圧力容器 ２：鋼板コンクリート構造物
３、３ａ、３ｂ：復水貯蔵プール ４：原子炉建屋
５：マット ６：主蒸気配管
７：原子炉本体基礎 ８：ダイアフラムフロア
９：上部ドライ炉ウェル １０：下部ドライウェル
１１：圧力抑制室 １２：原子炉ウェル
５０：鋼板部 ５１：内側円筒鋼板
５２：外側円筒鋼板 ５３：ライナアンカ
５４：スタッド ５６：コンクリート部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉格納容器に係り、特に原子炉格納容器の鋼板コンクリート構造(以下、単に鋼板コンクリート構造という)に関する。
【背景技術】
【０００２】
改良型沸騰水型原子炉(ＡＢＷＲ)において、現在鉄筋コンクリート構造(ＲＣ構造)製の格納容器を採用している。ＲＣ構造では、鋼製ライナー外面に格子状に多数の鉄筋を組立て、鉄筋外側に枠板を設定し、コンクリートを打設して気密性を保持し、原子炉格納容器内での異常時の放射性物質の外部流出を防ぐ構造となっている。また、上記構造により想定される地震、圧力にも耐えられる構造となっている。
しかし、ＲＣ構造は、前記一連の作業は膨大であり、全体の原子炉建設工程に対する影響が大きい、工期短縮が大きな課題となる。
【０００３】
近年では、上述のＲＣ構造の課題にする解決策として、内側円筒鋼板と外側円筒鋼板の間にコンクリートを打設する鋼板コンクリート構造(ＳＣ構造)を適用した原子炉格納容器が提案されている(特許文献１、２)。鋼板コンクリート構造はＲＣ構造と同等の気密性、耐震性、耐圧性を保持し、且つ、配筋作業等の作業省力化、工期短縮化を図れる構造となっている。
鋼板コンクリート構造を適用した原子炉格納容器では、内側円筒鋼板と外側円筒鋼板は強度部材として考えられている。しかし、原子炉格納容器内での異常時に発生する熱荷重や、発生熱によりコンクリートの含有水分が発生し、発生した蒸気が逃げ場を失い、内側円筒鋼板とコンクリートの接する面に背圧として影響し、座屈強度の低下や内側円筒鋼板とコンクリートとの剥離が生じる可能性があり課題となっている。
【０００４】
鋼板コンクリート構造の座屈または剥離の防止を図るために、特許文献１は、内側円筒鋼板と外側円筒鋼板にスタッド、鋼棒、鉄板等の緊結(結合)部材を設けることが開示されている。なお、特許文献１に上記の鋼棒がどのようなものかに関する記載はない。一方、特許文献２は、内側円筒鋼板と外側円筒鋼板にアンカー部材(ライナアンカー)を設けたことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２４９３２９号公報
【特許文献２】特開平 ８−０６２３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般的にスタッドは、コンクリートとの結合度はライナアンカよりも低いが、工期短縮を図る上での作業性に優れている。逆に、ライナアンカは、コンクリートとの結合度は高いが、設置するための溶接線長が長いため工期が長くなる。従って、特許文献１の開示の方法は、工期短縮性に優れているが、座屈または剥離の防止の観点から課題が生じる虞がある。一方、特許文献２の開示の方法は、逆に座屈または剥離の防止の観点から優れているが、工期短縮性に課題が生じる虞がある。
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するためのもので、その目的は、座屈または剥離を防止し、工期短縮を図れる原子炉格納容器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の目的を達成するために少なくとも以下の特徴を有する。
【０００９】
本発明は、原子炉圧力容器と、前記原子炉圧力容器を内部に保持する鋼板コンクリート構造の鋼板コンクリート構造物とを有する原子炉格納容器において、前記鋼板コンクリート構造物は、前記鋼板コンクリート構造物の外部側面に配置された外側円筒鋼板と、内部側面に配置された内側円筒鋼板と、前記外側円筒鋼板と内側円筒鋼板との間に打設されたコンクリートとを有し、前記外側円筒鋼板には複数のスタッドが、前記内側円筒鋼板には複数のライナアンカが、それぞれ対向するように設けられていることを第１の特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、第１の特徴において、前記複数のスタッド及び前記複数のライナアンカはそれぞれ等間隔で設けられていることを第２の特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、座屈または剥離を防止し、工期短縮を図れる原子炉格納容器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態である原子炉格納設備の横断面図である。
【図２】本発明の鋼板コンクリート構造物の一実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は本発明の実施形態である原子炉格納設備の横断面図である。これらの図に示す原子炉格納設備は、原子炉圧力容器１と、原子炉圧力容器１を保持する鋼板コンクリート構造物２と、鋼板コンクリート構造物２の上部に設けられた復水貯蔵プール３(３ａ，３ｂ)と、鋼板コンクリート構造物２の外側に設けられた原子炉建屋４とを主に備えている。鋼板コンクリート構造物２は岩盤に設置されたマット５上に設置されている。
【００１４】
原子炉圧力容器１は、核分裂によって発生する熱エネルギーで水を沸騰させて蒸気を発生させるもので、ドライヤ(蒸気乾燥器)とセパレータ(気水分離器）(ともに図示せず）等を内包している。原子炉圧力容器１にはタービン建屋（図示せず）と接続された主蒸気配管６が取り付けられており、原子炉圧力容器１内で発生した蒸気は主蒸気配管６を介してタービン建屋に供給されている。
【００１５】
鋼板コンクリート構造物２は、原子炉圧力容器１を内部に保持するもので、主に鋼板部５０とコンクリート部５６から成る鋼板コンクリート構造で形成される。
鋼板コンクリート構造物２の内部には、原子炉本体基礎7と、ダイアフラムフロア８が設けられている。原子炉本体基礎７は、原子炉圧力容器１を支持しており、マット５の上部に設けられている。ダイアフラムフロア８は、鋼板コンクリート構造物２の内部を上部ドライウェル９と下部ドライウェル１０及び圧力抑制室１１とに分割している。
【００１６】
鋼板コンクリート構造物２の上部、すなわち原子炉圧力容器１と上部ドライウェル９の上方には、復水貯蔵プール３ａ，３ｂと、原子炉ウェル１２等とが設けられている。鋼板コンクリート構造物２の上部は、これら複数のプール３及び原子炉ウェル１２等によって全面覆われている。これら複数のプール３及び原子炉ウェル１２等は、鋼板コンクリート構造物２を上方から押さえつける荷重として作用している。
【００１７】
図２は本発明の特徴である鋼板コンクリート構造物２の一実施形態を示す図である。図１を参照しながら鋼板コンクリート構造物２の実施形態を説明する。
鋼板部５０は、鋼板コンクリート構造物２の外部側面（原子炉格納容器４側）に配置された外側円筒鋼板５２と、内部側面(原子炉圧力容器１側)に配置された原子炉格納容器を兼ねる内側円筒鋼板５１とで構成されている。強度部材としてだけでなく、施工時にコンクリート部５６を形成する型枠としても利用される。これにより型枠工事等の手間が削減されるので、鉄筋コンクリート構造(ＲＣ構造)を利用する場合と比較して建設工期の短縮を図ることができる。
【００１８】
また、外側円筒鋼板５２にはスタッド５４が、内側円筒鋼板５１にはライナアンカ５３が、互いに対向した位置に、それぞれ所望の間隔をあけて設けられている。スタッド５４とライナアンカ５３とが、コンクリート部５６のコンクリート(図面を分かり易くするために図示せず)と結合しており、鋼板コンクリート構造物２の強度を向上させている。
【００１９】
内側円筒鋼板５１の役目は、座屈防止ではなく、主としてコンクリート部５６からの剥離防止及び放射線漏洩防止である。即ち、内側円筒鋼板５３に座屈が発生しても、放射線の漏洩を防止し、コンクリート部５６からの剥離を防止することが重要である。この剥離は、原子炉格納容器内での異常時の発生熱によるコンクリートの含有水分の蒸気により起こる。
内側円筒鋼板５１の放射線漏洩防止という観点では、結合部材としてはスタッド５４もライナアンカ５３もその性能には差がない。従って、内側円筒鋼板５１の結合部材としては座屈防止、工期短縮という観点からするとスタッドが有力であるが、本実施形態では、剥離防止の能力の高いライナアンカを用いる。
【００２０】
一方、外側円筒鋼板５２の温度条件は、内側円筒鋼板５１に比べて厳しくなく、むしろ、通常の雰囲気温度程度である。即ち、原子炉格納容器内での異常時の発生熱による外側円筒鋼板５２の剥離の心配はない。外側円筒鋼板５２の役目は、内側円筒鋼板５１が座屈したときに原子炉格納容器４としての機能を確保する、即ち座屈防止である。このような機能としてはライナアンカが適しているが、本実施形態では、工期短縮を重点に考えスタッド５４を用いる。スタッドの座屈防止能力は、その個数を増やすことによって補う。
【００２１】
以上説明した、本実施形態によれば、原子炉格納容器を兼ねる内側円筒鋼板５１にライナアンカ５３を、内側円筒鋼板５２にスタッド５４を設けることによって、座屈及び剥離を防止し、且つ工期短縮を図れる原子炉格納容器を提供することができる。
【符号の説明】
【００２２】
１：原子炉圧力容器 ２：鋼板コンクリート構造物
３、３ａ、３ｂ：復水貯蔵プール ４：原子炉建屋
５：マット ６：主蒸気配管
７：原子炉本体基礎 ８：ダイアフラムフロア
９：上部ドライ炉ウェル １０：下部ドライウェル
１１：圧力抑制室 １２：原子炉ウェル
５０：鋼板部 ５１：内側円筒鋼板
５２：外側円筒鋼板 ５３：ライナアンカ
５４：スタッド ５６：コンクリート部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉圧力容器と、前記原子炉圧力容器を内部に保持する鋼板コンクリート構造の鋼板コンクリート構造物とを有する原子炉格納容器において、
前記鋼板コンクリート構造物は、前記鋼板コンクリート構造物の外部側面に配置された外側円筒鋼板と、内部側面に配置された内側円筒鋼板と、前記外側円筒鋼板と内側円筒鋼板との間に打設されたコンクリートとを有し、前記外側円筒鋼板には複数のスタッドが、前記内側円筒鋼板には複数のライナアンカが、それぞれ対向するように設けられていることを特徴とする原子炉格納容器。
【請求項２】
前記複数のスタッド及び前記複数のライナアンカはそれぞれ等間隔で設けられていることを特徴とする請求項１に記載の原子炉格納容器。
【請求項１】
原子炉圧力容器と、前記原子炉圧力容器を内部に保持する鋼板コンクリート構造の鋼板コンクリート構造物とを有する原子炉格納容器において、
前記鋼板コンクリート構造物は、前記鋼板コンクリート構造物の外部側面に配置された外側円筒鋼板と、内部側面に配置された内側円筒鋼板と、前記外側円筒鋼板と内側円筒鋼板との間に打設されたコンクリートとを有し、前記外側円筒鋼板には複数のスタッドが、前記内側円筒鋼板には複数のライナアンカが、それぞれ対向するように設けられていることを特徴とする原子炉格納容器。
【請求項２】
前記複数のスタッド及び前記複数のライナアンカはそれぞれ等間隔で設けられていることを特徴とする請求項１に記載の原子炉格納容器。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−６３１５３（Ｐ２０１２−６３１５３Ａ）
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０５４５８（Ｐ２０１０−２０５４５８）
【出願日】平成２２年９月１４日（２０１０．９．１４）
【出願人】（５０７２５０４２７）日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社 (858)
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１４日（２０１０．９．１４）
【出願人】（５０７２５０４２７）日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社 (858)
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