JP2005189013A - 原子炉格納容器及びその原子炉格納容器を有する原子炉格納施設並びにそれらの建設方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
原子炉格納容器と生体遮蔽壁と有する原子炉格納施設をコンパクトに建設して原子炉建屋の小型化を実現する。
【解決手段】
工場において、原子炉格納容器４のリングガーダ１の上端部をステンレス鋼板１ａで、その余の部分を塗装を施した炭素鋼板１ｂで構成し、原子炉格納容器１段目２の上下端部をステンレス鋼板２ａで、その余の部分を塗装を施した炭素鋼板２ｂで構成し、原子炉格納容器２段目３の下端部をステンレス鋼板３ａで、その余の部分を塗装を施した炭素鋼板３ｂで構成し、リングガーダ１と原子炉格納容器１段目２と原子炉格納容器２段目３とをその周囲の生体遮蔽壁５の内側型枠６ａ，６ｂ，６ｃと外側型枠７ａ，７ｂ，７ｃと一括して順次積み重ね、その積み重ねごとにステンレス鋼板同士を溶接線８，９で順次溶接して原子炉格納容器４を、同じく前記各型枠の上下端同士を溶接して生体遮蔽壁５の型枠を完成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、原子力プラントにおける、鋼製の原子炉格納容器とその外周囲を囲う生体遮蔽壁とを有する原子炉格納施設に関するものである。

原子力発電所で代表される原子力プラントでは、炉心を内蔵した原子炉圧力容器を原子炉として格納している施設が存在し、その施設は原子炉格納施設と称せられる。その原子炉格納施設は、原子炉圧力容器を格納して自立している鋼板製の原子炉格納容器（鋼製自立型原子炉格納容器）と、その原子炉格納容器の外側を囲んで放射線や放射性物質が透過しないように設けられるコンクリート製の生体遮蔽壁とを備える。このような原子炉格納容器と生体遮蔽壁は原子炉建屋に内蔵されている。

従来の鋼製自立型原子炉格納容器は生体遮蔽壁が出来る前に、リング状の鋼板を上下に積み重ねるように組付けて、重ね目を溶接して構成される。組付けるに際しては、大型クレーンによって１リングのまま吊り込みが行われ、下段のリングから順に据付られてゆく（例えば、特許文献１を参照）。原子炉格納容器の組立が完了し、耐圧漏洩試験を行ったあと、原子炉格納容器は炭素鋼でできているため、現地で溶接された部分は内外表面共に塗装され、腐食，錆を防止する。その後、鋼製原子炉格納容器の周囲のコンクリート製の生体遮蔽壁を順次完成させる。

生体遮蔽壁の内側面と原子炉格納容器の外側面との間には、所要幅の空間が形成されており、前記空間の下部に、前記空間が下方に向かい徐々に小さくなるよう、所要角度の傾斜壁部が生体遮蔽壁の一部として形成され、その傾斜壁部と原子炉格納容器との間の空間及び最下段の補強リングよりも下方部分の空間に所要量の砂を充填しサンドクッションを設けている。このようにして、原子炉格納容器の基礎に対する原子炉格納容器の付け根部はサンドクッションで囲われている。

上記した構造の原子炉格納施設において、原子炉格納容器内で原子炉圧力容器内の冷却材が蒸気の状態で漏れるという冷却材喪失現象が発生した場合、原子炉格納容器は密閉状態であるために内部は高圧になると共に、原子炉格納容器は蒸気により加熱され、その結果、原子炉格納容器は内圧及び熱により生じる力により径方向外方へ向けて膨張を起こす。この際、サンドクッションが無い場合には、原子炉格納容器における直円筒部の径方向外方への膨張は、基礎上面への原子炉格納容器の付け根部により拘束されるため、その付け根部に大きな力が作用し、その付け根部及びその近傍に応力集中が生じ、その付け根部及びその近傍部において原子炉格納容器が損傷してしまうという問題が考えられる。

しかるに、先に述べたように、サンドクッションを装備していれば、原子炉格納容器の直円筒部の径方向外方への膨張は、前記砂により押えられ、該砂のばね効果により基礎への原子炉格納容器の付け根部には大きな力が作用せず、従って、原子炉格納容器の付け根部及びその近傍に応力集中が生じるのを防止でき、原子炉格納容器の付け根部及びその近傍の損傷を防止できる。

なお、砂のばね効果とは、砂に力が加わった際に、その砂の粒子間に存在する微小な隙間分だけ砂が押されてサンドクッションの領域が圧縮されることをいい、原子炉格納容器下部の直円筒部が膨張した際には、その直円筒部は砂の粒子間に存在する微小な隙間分だけの膨張に抑制され、原子炉格納容器の付け根部に損傷をきたさない程度に膨張する。

又、原子炉格納容器の直円筒部の半径方向の砂の量が多ければ、多い分に比例して砂の粒子間の隙間が多くなるためにサンドクッションの圧縮量は大きくなり、逆に少なければ圧縮量は小さくなる。従って、原子炉格納容器の直円筒部の半径方向の砂の量を下方から上方へ向かって徐々に多くすることによって、原子炉格納容器の直円筒部の上下方向における膨張の変化を滑らかにすることができる（例えば、特許文献２を参照）。

特開昭５３−１１２３９３号公報 特開平９−５４１８２号公報

従来、原子炉格納容器の組立後、耐圧試験を行い、塗装が完了してから生体遮蔽壁を据付ていったが、工程を短縮するため、原子炉格納容器と生体遮蔽壁を同時に吊り込み、さらに原子炉格納施設を小型化するために原子炉格納容器と生体遮蔽壁との間のギャップを小さくした場合、そのギャップが作業員が入って作業することの出来ない程に小さいと、原子炉格納容器の外側からアクセスできず塗装が不可能となる。また、そのギャップが小さい場合、サンドクッションの十分な設置領域を確保することができず、砂のばね効果が十分に得られないので、原子炉格納容器の下部の基礎に対する付根部に生じる局部応力を緩和することができない。

また、何らかの原因によりサンドクッションに水が浸入し、サンドクッションの砂が乾燥状態を維持できなくなると、原子炉格納容器に生じる局部応力緩和機能が十分発揮されなくなってしまうと共に、サンドクッションの砂に浸透した水分によって、砂に接触している原子炉格納容器の鋼板の塗装損傷、更に、腐食による原子炉格納容器の鋼板の板厚減少につながる可能性がある。

このように、原子炉格納施設を小型化すると、塗装作業が出来なくなるので、原子炉格納施設の小型化が達成できない。そのため、原子炉格納施設を内部に備えている原子炉建屋も小型化できなくなる。

したがって、本発明の目的は、原子炉格納施設を小型化できる原子炉格納施設の構造とその建設方法を提供することである。

第１手段は、溶接接合部付近がステンレス鋼板で構成され他の部分が炭素鋼板で構成された複数の鋼板製構造物を有し、隣接する前記鋼板構造物は相互のステンレス鋼板同士が接合されている原子炉格納容器である。

第２手段は、鋼板製の原子炉格納容器と、前記原子炉格納容器の周囲を囲うように設けられたコンクリート製の生体遮蔽壁と、前記生体遮蔽壁と前記原子炉格納容器との間に配置されたサンドクッションとを備えた原子炉格納施設において、前記生体遮蔽壁の前記サンドクッションに接する部分における前記原子炉格納容器と前記生体遮蔽壁との間隔が、前記部分よりも上方におけるその間隔よりも広くなっていることを特徴とした原子炉格納施設である。

第３手段は、溶接接合部付近がステンレス鋼板で構成され他の部分が炭素鋼板で構成された複数の鋼板製構造物を製作する過程と、少なくとも前記炭素鋼板の表面に塗装を施す工程と、前記塗装済みの隣接する前記鋼板構造物の相互のステンレス鋼板同士を接合する工程とを有する原子炉格納容器の建設方法である。

第４手段は、溶接接合部付近がステンレス鋼板で構成され他の部分が炭素鋼板で構成された複数の鋼板製構造物を製作する過程と、少なくとも前記炭素鋼板の表面に塗装を施す工程と、塗装済みの前記鋼板構造物と、前記鋼板構造物の外周囲に配置した生体遮蔽壁の鋼板とを一括して据付け位置に移送する過程と、既に移送されてきている前記鋼板製構造物のステンレス鋼板部分に後から移送されてきた前記鋼板製構造物のステンレス鋼板部分を、及び既に移送されてきている前記鋼板に後から移送されてきた前記鋼板を、それぞれ溶接で接合する過程とを有する原子炉格納施設の建設方法である。

本発明は据付け現場においてはステンレス鋼板同士の溶接で原子炉格納容器を建設できるので、原子炉格納容器の建設に際して据付け現場における炭素鋼板の溶接後における塗装の工程を無くすることができる。その据付け現場における炭素鋼板の溶接後における塗装の工程を無くすることで、その塗装作業に確保していた原子炉格納容器と生体遮蔽壁との間のギャップを狭くして原子炉格納施設の小型化が達成できる。このことは、原子炉格納施設を内蔵している原子炉建屋の小型化をもたらす。

また、他の本発明では、原子炉格納容器と生体遮蔽壁との間のギャップを狭くしても、原子炉格納容器の周囲に配置されるサンドクッションの設置領域を生体遮蔽壁の壁厚方向に拡大できるので、その設置領域以外では原子炉格納容器と生体遮蔽壁との間のギャップを狭くしたままで原子炉格納施設の小型化が達成できる。このことは、原子炉格納施設を内蔵している原子炉建屋の小型化をもたらす。

原子炉格納容器４のリングガーダ１と原子炉格納容器１段目２と原子炉格納容器２段目３とを工場において作成すると共に、リングガーダ１と原子炉格納容器１段目２と原子炉格納容器２段目３の境目には、ステンレス鋼板１ａ，２ａ，３ａが採用され、その余の部分には炭素鋼板１ｂ，２ｂ，３ｂが採用される。リングガーダ１と原子炉格納容器１段目２と原子炉格納容器２段目３の炭素鋼板１ｂ，２ｂ，３ｂ部分は工場において塗装が施される。その後に、リングガーダ１の周囲に生体遮蔽壁５の鋼板製の内側型枠６ａ及び外側型枠７ａを配置して据付け位置にリングガーダ１と内側型枠６ａ及び外側型枠７ａを一括して吊り入れる。その後、同様にして原子炉格納容器１段目２と内側型枠６ｂ及び外側型枠７ｂを一括して先に吊り入れたリングガーダ１や内側型枠６ａ及び外側型枠７ａの上端に吊り入れる。その後にリングガーダ１側のステンレス鋼板１ａと原子炉格納容器１段目２側のステンレス鋼板２ａとリングガーダ１と原子炉格納容器１段目２の重ね合わせ目で溶接線８に沿って溶接する。また、内側型枠６ａ及び外側型枠７ａと内側型枠６ｂ及び外側型枠７ｂも上下に溶接接合する。さらに、原子炉格納容器２段目も同様に原子炉格納容器１段目の上方に溶接線９に沿って溶接接合される。その後に各内側型枠６ａ，６ｂ，
６ｃと各外側型枠７ａ，７ｂ，７ｃとで挟まれた内側にコンクリート液を入れて図１のハッチングを施して示した生体遮蔽壁５の建設を進める。

また、生体遮蔽壁５の内側型枠６ａには、生体遮蔽壁５の壁厚方向に凹ませれてサンドクッション１０の設置領域が確保されていて、そのサンドクッション１０の設置領域に砂を入れ、サンドクッション１０の設置領域を拡大してある。

図１のように、原子炉格納容器４は、鋼板構造物のリングガーダ１と原子炉格納容器１段目２と原子炉格納容器２段目３を外郭として備えている。原子炉格納容器４のリングガーダ１は工場において以下のように製作される。即ち、炭素鋼板１ｂをリング状に製作する。そのリング状の炭素鋼板１ｂの下端には、図２のようにアンカ１１が接続できるフランジ１２が取付けられている。

その一方で、工場において、ステンレス鋼板１ａをリング状に製作する。そのリング状のステンレス鋼板の下端は、工場において炭素鋼板１ｂの上端へ溶接線１３に沿って溶接接合される。その後に、その溶接線１３に沿った溶接接合部分と炭素鋼板１ｂの両面に錆びなど腐食を防ぐ塗装が施される。このようにして、炭素鋼板１ｂとステンレス鋼板１ａとの複合部材で構成されたリングガーダが工場において製作される。

原子炉格納容器１段目２は、工場において以下のように製作される。即ち、炭素鋼板
２ｂをリング状に製作する。その一方で、工場において、ステンレス鋼板２ａをリング状に２リング製作する。一つのリング状のステンレス鋼板２ａの下端が、工場においてリング状の炭素鋼板２ｂの上端へ溶接線１５に沿って溶接で接合される。もう一つのリング状のステンレス鋼板２ａの上端が、工場においてリング状の炭素鋼板２ｂの下端へ溶接線
１４に沿って溶接接合される。その後に、その溶接線１４，１５に沿った各溶接接合部分と炭素鋼板２ｂの両面に錆びなど腐食を防ぐ塗装が施される。このようにして、炭素鋼板２ｂとステンレス鋼板２ａとの複合部材で構成された原子炉格納容器１段目２が工場において製作される。

原子炉格納容器２段目３は、工場において以下のように製作される。即ち、炭素鋼板
３ｂによって上部途中が下端の直径よりも上部に行くに従い徐々に小径化された構造物を製作する。その一方で、工場において、ステンレス鋼板３ａをリング状に製作する。リング状のステンレス鋼板３ａの上端が、工場において炭素鋼板３ｂの溶接構造物の下端へ溶接線１６に沿って溶接接合される。その後に、その溶接線１６に沿った溶接接合部分と炭素鋼板３ｂの両面に錆びなどの腐食を防ぐ塗装が施される。このようにして、炭素鋼板
３ｂとステンレス鋼板３ａとの複合部材で構成された原子炉格納容器２段目３が工場において製作される。

工場で製作されたリングガーダ１は原子力発電所の建設現場に輸送される。輸送されてきたリングガーダ１の周囲には、その建設現場において生体遮蔽壁の壁厚を規定する型枠が配置される。この型枠は内側型枠６ａ，６ｂ，６ｃと外側型枠７ａ，７ｂ，７ｃとからなり、内側型枠６ａ，６ｂ，６ｃと外側型枠７ａ，７ｂ，７ｃとの間がそれら両型枠の厚さを含めて生体遮蔽壁の壁厚さとなる。そのいずれの型枠も鋼板製である。それら内側型枠６ａ，６ｂ，６ｃと外側型枠７ａ，７ｂ，７ｃは、図２や図３のように、コンクリート１７が形成される間隔を隔てて原子炉格納容器４寄りに内側型枠６ａ，６ｂ，６ｃが、逆に遠いほうに外側型枠７ａ，７ｂ，７ｃが配置されている。

内側型枠６ａは、ほぼリングガーダ１の上下方向の寸法と同じ高さ寸法のリング状の鋼板によって構成され、リングガーダ１との間は５０ミリメートル程度と狭い水平隙間としてある。しかし、その内側型枠６ａの下方の一部分はリングガーダ１から５０ミリメートル程度を超えて離されている。即ち、図２のように、リングガーダ１から５０ミリメートル程度離されている内側型枠６ａの垂直部分に接合されて外側型枠７ａの方向へ水平に突き出た鋼板製の水平型枠１９と、その水平型枠１９の外側型枠７ｂ寄りの端部に接合されて、その端部位から下方に行くにしたがってリングガーダ１側に寄るように傾斜した鋼板製の傾斜型枠２０とで構成される部分を有し、その部分は傾斜型枠２０がリングガーダ１から５０ミリメートルを超えて離されている。そして、その水平型枠１９と傾斜型枠２０とは内側型枠６ａの構成メンバーであり、リングガーダ１の周囲にリング状に設けられている。

このような構成によって、水平型枠１９よりも下側の内側型枠６ａ部分は生体遮蔽壁５の壁厚方向へ凹んだ形状を呈し、その凹みはサンドクッション１０の砂が入れられる場所に利用される。即ち、その凹みはサンドクッション１０の設置領域として利用される。図３に示す縦リブ２１は、水平型枠１９と傾斜型枠２０とに接合されて内側型枠６ａや生体遮蔽壁５の強度を補う生体遮蔽壁５の構成メンバーである。一方、外側型枠７ａは、ほぼリングガーダ１の上下方向の寸法と同じ高さ寸法のリング状の鋼板によって構成され、図２や図３のように、内側型枠６ａよりも外側周囲に配置されている。これらリングガーダ１と内側型枠６ａと外側型枠７ａとの配置は据付け状態の配置と同じ配置に設定されている。

このように、据付け状態と同じ配置でリングガーダ１の周囲に内側型枠６ａと外側型枠７ａとを建設現場において配置する。それらリングガーダ１と内側型枠６ａと外側型枠
７ａとは、図４のように、交差させた複数のＨ型鋼２２を溶接で一体化して構成した井桁２３に接続する。それらリングガーダ１と内側型枠６ａと外側型枠７ａの井桁２３への接続は、それらリングガーダ１と内側型枠６ａと外側型枠７ａを井桁２３に連結鋼材を介して溶接接合しても、リングガーダ１と内側型枠６ａと外側型枠７ａと井桁２３にワイヤを掛ける金具を取付け、その金具間に掛け渡したワイヤで井桁２３からリングガーダ１と内側型枠６ａと外側型枠７ａとを懸垂支持できるように接続しても良い。

その井桁２３は、リング状の吊天秤２４から垂らされた複数のワイヤ２５が接続されている。その吊天秤２４はクレーンによって吊り上げ下げ自在に懸垂支持されている。井桁２３にリングガーダ１と内側型枠６ａと外側型枠７ａを接続したら、クレーンで吊天秤
２４と井桁２３と共にリングガーダ１と内側型枠６ａと外側型枠７ａとを一括して吊り上げて原子炉格納容器４と生体遮蔽壁５の据付け位置にクレーンで吊り降ろす。このようにして、リングガーダ１と内側型枠６ａと外側型枠７ａとをクレーンで一括して原子炉格納容器４と生体遮蔽壁５の据付け位置に移送する。

原子炉格納容器４と生体遮蔽壁５との据付け位置には、原子炉格納容器４の基礎２６が既に建設されている。その基礎２６には図２に示すアンカ１１が固定されている。クレーンによって吊り降ろされたリングガーダ１は、リングガーダ１下部のフランジ１２部でアンカ１１へナット２７によって固定されて据付けられ、更には、図２のように原子炉格納容器４の底部に施された鋼板製のライナ２８と溶接接合される。内側型枠６ａと外側型枠７ａとの両型枠間には、両型枠に鋼材を掛け渡すように接合して両型枠の型崩れや相対的位置ずれを抑制する手立てをとることが好ましい。

傾斜型枠２０の下端とリングガーダ１の下端との間に開いた隙間は水平な鋼板製の閉じ板２９を傾斜型枠２０の下端とリングガーダ１とに溶接接合することで閉じられる。その閉じ板２９にはドレン管３０の一端が防砂機構を介して閉じ板２９より上側の空間に通じるように接続されている。そのドレン管３０の他端は生体遮蔽壁５の外側型枠７ａの外側の空間に連通するように生体遮蔽壁５の下に設けられる。防砂機構としては、例えばサンドクッション１０の砂の粒子よりも細かなメッシュのフィルタが採用され、そのフィルタはドレン管３０の閉じ板２９側の一端を塞ぐように設置されている。そのため、そのフィルタによって砂がドレン管３０に侵入することを防止し、水はそのフィルタを通過してドレン管３０に流通させる機能を発揮する。その機能を発揮するものであれば如何様な機構でも防砂機構として採用できる。

このように、リングガーダ１とその周囲の内側型枠６ａと外側型枠７ａとを据付け位置に設置した後は、リングガーダ１と内側型枠６ａと外側型枠７ａとから井桁２３を取外す。

次に、工場で製作した原子炉格納容器１段目２を原子力発電所の建設現場に輸送し、その建設現場で、原子炉格納容器１段目２の外周囲に内側型枠６ｂと外側型枠７ｂとを配置する。内側型枠６ｂと外側型枠７ｂは、ほぼ原子炉格納容器１段目２の上下方向の寸法と同じ高さ寸法のリング状の鋼板によって構成され、内側型枠６ｂは原子炉格納容器１段目２との間が５０ミリメートル程度と狭い水平隙間を保って配置される。外側型枠７ｂは内側型枠６ｂよりも外側を囲っていて内側型枠６ｂと外側型枠７ｂとの水平間隔は両型枠の厚さを含んで生体遮蔽壁５の壁厚に相当する寸法になるように配置される。このような原子炉格納容器１段目２と内側型枠６ｂと外側型枠７ｂとの配置は、原子炉格納容器１段目２と内側型枠６ｂと外側型枠７ｂとを据付けた状態の配置と同じ配置関係となっている。

このように、配置関係に配置された原子炉格納容器１段目２と内側型枠６ｂと外側型枠７ｂは井桁２３に連結され、クレーンで吊り上げられ、次いで原子炉格納容器１段目２と内側型枠６ｂと外側型枠７ｂとが一括してクレーンでリングガーダ２と内側型枠６ａと外側型枠７ａの上方に移送されて吊り降ろされる。このように吊り降ろされた状態では、図２のように、原子炉格納容器１段目２の下端に位置しているステンレス鋼板２ａが、据付け済みのリングガーダ１の上端に位置しているステンレス鋼板１ａに突き合わされるように重ね合わされる。この重ね合わせとは、合わせ目が密着していることばかりでなく、溶接開先としての隙間が合わせ目に存在してリングガーダ１の上端から原子炉格納容器１段目２の下端が浮いていても重ね合せとして表現している。原子炉格納容器１段目２と一緒に吊り降ろされた内側型枠６ｂと外側型枠７ｂの下端は、リングガーダ１の周囲で既に据付けられている内側型枠６ａと外側型枠７ａの上端に突き合わされるようにして重ね合わされる。この重ね合わせも、合わせ目が密着していることばかりでなく、溶接開先としての隙間が合わせ目に存在していて、リングガーダ１の周囲に据付けられている内側型枠
６ａと外側型枠７ａとの上端から原子炉格納容器１段目２と一緒に吊り降ろされた内側型枠６ｂと外側型枠７ｂの下端が浮いていても重ね合せとして表現している。

その後に、原子炉格納容器１段目２の下端部分を構成しているステンレス鋼板２ａと、リングガーダ１の上端部分を構成しているステンレス鋼板１ａとを、図１の溶接線８に沿ってリングガーダ１及び原子炉格納容器１段目２の内側から裏あて金を使用する突合せ片側溶接で溶接接合する。また、原子炉格納容器１段目２の周囲の内側型枠６ｂと外側型枠７ｂの下端は、リングガーダ１の周囲の内側型枠６ａと外側型枠７ａの上端に突合せ溶接される。このような型枠の突合せ溶接は、内側型枠６ａ，６ｂと外側型枠７ａ，７ｂとの水平間隔が約２メートルあるので、その水平間隔内で実施される。

次に、工場で製作した原子炉格納容器２段目３を原子力発電所の建設現場に輸送し、その建設現場で、原子炉格納容器２段目３の外周囲に内側型枠６ｃと外側型枠７ｃとを配置する。内側型枠６ｃと外側型枠７ｃは、リング状の鋼板によって構成され、内側型枠６ｃは原子炉格納容器２段目３の下端部分との水平間隔が５０ミリメートル程度と狭い隙間を保って配置される。一方、外側型枠７ｃは内側型枠６ｃよりも外側を囲っていて内側型枠６ｃとの水平間隔は外側型枠７ｃと内側型枠６ｃとの厚さを含んで生体遮蔽壁５の壁厚に相当する寸法になるように配置される。このような原子炉格納容器２段目３と内側型枠
６ｃと外側型枠７ｃとの配置は、原子炉格納容器２段目３と内側型枠６ｃと外側型枠７ｃとを据付けた状態での配置関係と同じである。

このように、配置関係に配置された原子炉格納容器２段目３と内側型枠６ｃと外側型枠７ｃは井桁２３に連結され、クレーンで吊り上げられ、次いで原子炉格納容器２段目３と内側型枠６ｃと外側型枠７ｃとが一括してクレーンで原子炉格納容器１段目２と内側型枠６ｂと外側型枠７ｂの上方に移送されて吊り降ろされる。このように吊り降ろされた状態では、原子炉格納容器２段目３の下端に位置しているステンレス鋼板３ａが、据付け済みの原子炉格納容器１段目２の上端に位置しているステンレス鋼板２ａに突き合わされるように重ね合わされる。この重ね合わせとは、合わせ目が密着していることばかりか、溶接開先としての隙間が合わせ目に存在して原子炉格納容器１段目２の上端から原子炉格納容器２段目３の下端が浮いていても重ね合せとして表現している。原子炉格納容器２段目３と一緒に吊り降ろされた内側型枠６ｃと外側型枠７ｃとの下端は、原子炉格納容器１段目２の周囲に据付けられている内側型枠６ｂと外側型枠７ｂとの上端に突き合わされるようにして重ね合わされる。この重ね合わせも、合わせ目が密着していることばかりか、溶接開先としての隙間が合わせ目に存在して原子炉格納容器１段目２の周囲に据付けられている内側型枠６ｂと外側型枠７ｂとの上端から原子炉格納容器２段目３と一緒に吊り降ろされた内側型枠６ｃと外側型枠７ｃの下端が浮いていても重ね合せとして表現している。

その後に、原子炉格納容器２段目３の下端部分を構成しているステンレス鋼板３ａと、原子炉格納容器１段目２の上端部分を構成しているステンレス鋼板２ａとを、図１の溶接線９に沿って原子炉格納容器２段目３及び原子炉格納容器１段目２の内側から裏あて金を使用する突合せ片側溶接で溶接接合する。また、原子炉格納容器２段目３の周囲の内側型枠６ｃと外側型枠７ｂとの下端は、原子炉格納容器１段目２の周囲の内側型枠６ｂと外側型枠７ｂの上端に突合せ溶接される。このような型枠の突合せ溶接作業は、内側型枠６ｂ，６ｃと外側型枠７ｂ，７ｃとの水平間隔が約２メートルあるので、その水平間隔内で実施される。

この後に、原子炉格納容器４と生体遮蔽壁５との隙間を通じて傾斜型枠２０とリングガーダ１との間に砂を入れて、図２のように、サンドクッション１０を形成する。また、内側型枠６ａ，６ｂ，６ｃと外側型枠７ａ，７ｂ，７ｃとの間にコンクリート液が流し込まれて、コンクリート液が固化するとそのコンクリート１７が内側型枠６ａ，６ｂ，６ｃと外側型枠７ａ，７ｂ，７ｃと一体化して生体遮蔽壁５の壁が建設される。その一体化を確実にするために内側型枠６ａ，６ｂ，６ｃと外側型枠７ａ，７ｂ，７ｃにはコンクリート１７に埋設されるスタッドや補強鋼材や内外両型枠間を接続する鋼材がコンクリート液を内外両型枠間に入れる以前に予め接合してある。

その後に、原子炉格納容器４の鋼板製のトップヘッド３１を原子炉格納容器２段目３の上部に設置して原子炉格納容器４の外郭全体を完成する。このように作られた原子炉格納容器４は自立しているので、鋼製自立型原子炉格納容器と称せられている。また、生体遮蔽壁５の水平部分の壁３２と最上部の壁３３が建設されて、全体の生体遮蔽壁５が完成する。このような原子炉格納容器４と生体遮蔽壁５を有する原子炉格納施設を格納するように生体遮蔽壁５の周囲に原子炉建屋部分が建設される。

このように、工場で原子炉格納容器４の外郭を構成している炭素鋼板とステンレス鋼板を溶接し、据え付け位置では、ステンレス鋼板同士の溶接のみとし、異材継手とならないようにする。また、炭素鋼板の塗装は全て工場で行い、据え付け位置ではステンレス鋼板同士の溶接のみとするため、据え付け位置での溶接後の塗装が不要となる。そのため、溶接作業等に必要な大きな間隔を原子炉格納容器４と生体遮蔽壁５の間にもうける必要が無く、原子炉格納容器４と生体遮蔽壁５の水平間隔は５０ミリメートル程度に狭めることができる。よって、原子炉格納容器４と生体遮蔽壁５とを包含する原子炉建屋の大きさが小型化される。

一方、生体遮蔽壁５の内側型枠６ａ，６ｂ，６ｃと外側型枠７ａ，７ｂ，７ｃについては、原子炉格納容器４と違って耐圧バウンダリでなく、水中にある部分が存在するわけではないので溶接後の塗装は不要である。また、非破壊試験も義務付けられていないので原子炉格納容器４に面した内側から内側型枠６ａ，６ｂ，６ｃの表面にアクセスできなくとも問題ない。よって、生体遮蔽壁５の内側型枠６ａ，６ｂ，６ｃと外側型枠７ａ，７ｂ，７ｃは全て炭素鋼板で製作しても問題ない。

原子炉格納容器４の溶接部に対しては非破壊試験が義務付けられており、従来の放射線透過試験の代替試験として、超音波探傷試験が認められているので、超音波探傷試験を原子炉格納容器４の内側からアクセスして溶接部に実施する。

また、原子炉格納容器４は据付け位置において、原子炉格納容器４が所定の耐圧，耐漏洩性能を有していることを確認検査するため、使用前検査として原子炉格納容器現地耐圧試験と漏洩確認が行われる。従来の漏洩確認では、原子炉格納容器４の外側面の溶接部に石けん水を塗布して、最高使用圧力の１.１２５ 倍の圧力で原子炉格納容器４内を加圧し、３０分保持し、全体的に圧力が低下しないことを確認し、その後圧力を最高使用圧力の０.９ 倍まで下げて石けん水の泡が形成されていないかを原子炉格納容器４の外側面側から観察することで漏洩確認を行っていた。本実施例のように原子炉格納容器４の外側面側からのアクセスが不可能な場合は、代替方法として真空箱試験等の局部リーク試験を行うことができる。この真空箱試験は、原子炉圧力容器４の内側から溶接部に透明な窓のある箱を隙間なく当てて、その箱内を真空にし、溶接部に塗布した石けん水の泡の形成を原子炉格納容器４の内側から観察することによって漏れ箇所を検知する試験方法である。これにより、原子炉格納容器４の内側のアクセスだけで漏洩確認が行える。

このように、建設されて検査を受けた原子炉格納容器４は、原子力発電所が完成した後に本格使用される。そして、使用中に原子炉格納容器４内の原子炉圧力容器から原子炉格納容器４内に冷却材が漏洩する冷却材の喪失現象が生じた場合には、原子炉格納容器４内は高圧且つ高温になる。そのため、原子炉格納容器４は外側に膨張しようとするが、サンドクッション１０は、傾斜型枠２０に対向する原子炉格納容器下部の径方向外方への膨張を、サンドクッション１０内の砂により押さえ、砂のばね効果により原子炉格納容器４の基礎２６への付け根部（アンカ１１寄りの原子炉格納容器４部分）には局部応力が作用せずに安全である。

そのサンドクッション１０の設置領域は傾斜型枠２０のある生体遮蔽壁５を壁厚方向に凹ませて水平方向に拡充してあるので、傾斜型枠２０の高さを超えた位置において原子炉格納容器４と内側型枠６ａ，６ｂ，６ｃとの間の水平間隔が５０ミリメートル程度と狭くとも、そのサンドクッション１０は原子炉格納容器４の局部応力を十分に緩和することができる。その生体遮蔽壁５を凹ませた部分には、図３のように縦リブ２１を円周方向の一定ピッチごとにいれてその生体遮蔽壁５の強度を確保してある。

さらに、原子炉格納容器４や内側型枠６ａ，６ｂ，６ｃに露が付いて下方のサンドクッション１０に水が溜まると、その水はサンドクッション１０部分からドレン管３０を通じて生体遮蔽壁５の外側へと排出される。その際には、サンドクッション１０の砂がドレン管３０内に流れ込むことを防砂機構によって防止できる。よって、サンドクッション１０をできるだけドライな状態に維持してサンドクッション１０の機能を維持できる。その機能を確実に維持するために、ドレン管３０も円周方向の一定ピッチごとに採用して水の排出効果を向上することが好ましい。

本発明は、原子力発電プラントの原子炉格納施設の構造及びその建設に利用分野がある。

本発明の実施例による原子炉格納施設の縦断面図である。 図１のＩ部の詳細拡大図である。 図２のＡ−Ａ矢視における一部断面表示による斜視図である。 本発明の実施例による原子炉格納容器と生体遮蔽壁との一体吊り込みを示す斜視図である。

符号の説明

１…リングガーダ、１ａ，２ａ，３ａ…ステンレス鋼板、１ｂ，２ｂ，３ｂ…炭素鋼板、２…原子炉格納容器１段目、３…原子炉格納容器２段目、４…原子炉格納容器、５…生体遮蔽壁、６ａ，６ｂ，６ｃ…内側型枠、７ａ，７ｂ，７ｃ…外側型枠、８，９，１３，１４，１５，１６…溶接線、１０…サンドクッション、１７…コンクリート、１９…水平型枠、２０…傾斜型枠、２１…縦リブ、２３…井桁、２４…吊天秤、２５…ワイヤ、３０…ドレン管、３１…トップヘッド。

Claims (9)

1. 溶接接合部付近がステンレス鋼板で構成され他の部分が炭素鋼板で構成された複数の鋼板製構造物を有し、隣接する前記鋼板構造物は相互のステンレス鋼板同士が接合されている原子炉格納容器。
2. 請求項１において、前記ステンレス鋼板と炭素鋼板とを溶接で接合している原子炉格納容器。
3. 請求項１において、前記炭素鋼板の表面が塗装されている原子炉格納容器。
4. 請求項２において、前記ステンレス鋼板と炭素鋼板との溶接接合部分と、前記炭素鋼板との表面が塗装されている原子炉格納容器。
5. 鋼板製の原子炉格納容器と、前記原子炉格納容器の周囲を囲うように設けられたコンクリート製の生体遮蔽壁と、前記生体遮蔽壁と前記原子炉格納容器との間に配置されたサンドクッションとを備えた原子炉格納施設において、
   前記生体遮蔽壁の前記サンドクッションに接する部分における前記原子炉格納容器と前記生体遮蔽壁との間隔が、前記部分よりも上方におけるその間隔よりも広くなっていることを特徴とした原子炉格納施設。
6. 請求項５において、前記サンドクッションが配置された個所から前記生体遮蔽壁で囲った領域の外側へ排水する流路を備えていることを特徴とした原子炉格納施設。
7. 請求項６において、前記流路と前記サンドクッションとの間には、前記サンドクッションの砂が前記流路に流入することを阻止する防砂機構を備えていることを特徴とした原子炉格納施設。
8. 溶接接合部付近がステンレス鋼板で構成され他の部分が炭素鋼板で構成された複数の鋼板製構造物を製作する過程と、
   少なくとも前記炭素鋼板の表面に塗装を施す工程と、
   前記塗装済みの隣接する前記鋼板構造物の相互のステンレス鋼板同士を接合する工程とを有する原子炉格納容器の建設方法。
9. 溶接接合部付近がステンレス鋼板で構成され他の部分が炭素鋼板で構成された複数の鋼板製構造物を製作する過程と、
   少なくとも前記炭素鋼板の表面に塗装を施す工程と、
   塗装済みの前記鋼板構造物と、前記鋼板構造物の外周囲に配置した生体遮蔽壁の鋼板とを一括して据付け位置に移送する過程と、
   既に移送されてきている前記鋼板製構造物のステンレス鋼板部分に後から移送されてきた前記鋼板製構造物のステンレス鋼板部分を、及び既に移送されてきている前記鋼板に後から移送されてきた前記鋼板を、それぞれ溶接で接合する過程とを有する原子炉格納施設の建設方法。
   
   

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