JP2007304070A

JP2007304070A - 原子炉圧力容器の遮蔽構造

Info

Publication number: JP2007304070A
Application number: JP2006135679A
Authority: JP
Inventors: Akira Ito; 章伊東
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2006-05-15
Filing date: 2006-05-15
Publication date: 2007-11-22

Abstract

【課題】従来の遮蔽構造からの設計変更をできるだけ少なくしながら、コンクリート生体遮蔽壁の放射化を低減すること。
【解決手段】原子炉圧力容器を囲むコンクリート生体遮蔽壁を備え、前記コンクリート生体遮蔽壁が、前記原子炉圧力容器の炉心の上部の位置において当該原子炉圧力容器の一部が載置され、当該原子炉圧力容器の荷重を負担する載置面を有する原子炉圧力容器の遮蔽構造において、前記コンクリート生体遮蔽壁が、前記載置面を形成し、前記原子炉圧力容器の荷重を片持ち支持形式で負担する、前記原子炉圧力容器側へ突出した突出部を備え、前記突出部の下方に中性子遮蔽材を配設したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は原子炉圧力容器の遮蔽構造に関する。

原子炉圧力容器のコンクリート生体遮蔽壁は原子炉圧力容器から照射される中性子によって放射化され、放射性物質に変化する。このため、コンクリート生体遮蔽壁の解体をする際には、作業者の被爆防護を確保した上で実施する必要があり、解体費用が高額になる。また、解体したコンクリートは放射性廃棄物となりその処分費用も高額となる。

そこで、コンクリート生体遮蔽壁の放射化を低減することができれば、その解体時のコストダウンを図ることができる。コンクリート生体遮蔽壁の放射化を低減する方法として特許文献１及び２には中性子遮蔽材を原子炉圧力容器とコンクリート生体遮蔽壁との間に配設することが提案されている。

特開昭６２−２６１９９３号公報特開平１−２８７５００号公報

ここで、コンクリート生体遮蔽壁は、放射線の遮蔽壁として機能するだけでなく、原子炉圧力容器の荷重や上部の構造物の荷重を負担する構造体としても機能している。図４は従来の遮蔽構造１００の説明図である。遮蔽構造１００は原子炉圧力容器２００を囲むコンクリート生体遮蔽壁１１０と、コンクリート生体遮蔽壁１１０を支持するベースマット１２０と、を備える。コンクリート生体遮蔽壁１１０は載置面１１１を備える。この載置面１１１には、原子炉圧力容器２００の炉心２００ａの上部の位置において原子炉圧力容器２００の一部２００ｂが載置され、原子炉圧力容器２００の荷重を負担する面を構成する。

さて、遮蔽構造１００において、コンクリート生体遮蔽壁１１０と、原子炉圧力容器２００との間、とりわけ中性子の放射量が多い炉心２００ａの周囲には中性子遮蔽材を配設するとなると、コンクリート生体遮蔽壁１１０の形状を変更せざる得ない。しかし、全く新たにコンクリート生体遮蔽壁１１０全体を設計することは現実的ではなく、また、図４に示したような、安全性の検証が行なわれている既設事例を有効的に活用できない。

従って、本発明の目的は、従来の遮蔽構造からの設計変更をできるだけ少なくしながら、コンクリート生体遮蔽壁の放射化を低減することにある。

本発明によれば、原子炉圧力容器を囲むコンクリート生体遮蔽壁を備え、前記コンクリート生体遮蔽壁が、前記原子炉圧力容器の炉心の上部の位置において当該原子炉圧力容器の一部が載置され、当該原子炉圧力容器の荷重を負担する載置面を有する原子炉圧力容器の遮蔽構造において、前記コンクリート生体遮蔽壁が、前記載置面を形成し、前記原子炉圧力容器の荷重を片持ち支持形式で負担する、前記原子炉圧力容器側へ突出した突出部を備え、前記突出部の下方に中性子遮蔽材を配設したことを特徴とする原子炉圧力容器の遮蔽構造が提供される。

本発明の遮蔽構造は、前記突出部を設けることで当該突出部の下方に前記中性子遮蔽材の配設スペースを確保したものである。このような構成とすることで、従来の遮蔽構造におけるコンクリート生体遮蔽壁と略同じ形状のまま、中性子遮蔽材を、特に中性子の放射量が多い前記炉心の周囲に配設することができる。しかし、一般に中性子遮蔽材は前記原子炉圧力容器の荷重を負担する部材としてはその強度が足りない場合がある。このため、本発明では前記突出部が前記原子炉圧力容器の荷重を片持ち支持形式で負担するように構成されている。片持ち支持形式とすることは配筋の工夫により比較的簡易に実現できる。

このように本発明では、荷重の負担構造を変えることで、前記原子炉圧力容器の荷重を負担する前記載置面近傍の形状は変えず、その下方の部分に前記中性子遮蔽材の配設スペースを形成することで、従来の遮蔽構造からの設計変更をできるだけ少なくしながら、コンクリート生体遮蔽壁の放射化を低減することができる。

また、本発明においては、前記突出部の下面が下方外方へ傾斜した傾斜面である構成を採用できる。この構成によれば、片持ち支持形式で前記原子炉圧力容器の荷重を負担する前記突出部を構造的により強度なものとすることができる。

以上述べた通り、本発明によれば、従来の遮蔽構造からの設計変更をできるだけ少なくしながら、コンクリート生体遮蔽壁の放射化を低減することができる。

図１は本発明の一実施形態に係る遮蔽構造Ａの説明図である。遮蔽構造Ａは原子炉圧力容器２００を囲むコンクリート生体遮蔽壁１０と、コンクリート生体遮蔽壁１０を支持するベースマット２０と、を備える。コンクリート生体遮蔽壁１０及びベースマット２０はいずれも鉄筋コンクリート製である。

コンクリート生体遮蔽壁１０の内周面には、原子炉圧力容器２００側へ突出した突出部１１が形成されている。突出部１１の上面は略水平な載置面１１ａが形成されている。この載置面１１ａには、原子炉圧力容器２００の炉心２００ａの上部の位置において原子炉圧力容器２００の一部２００ｂが載置され、原子炉圧力容器２００の荷重を負担する面を構成する。

突出部１１は原子炉圧力容器２００の荷重を片持ち支持形式で負担する。片持ち支持形式とすることは、突出部１１が負担する荷重に応じて配筋量を増やすといった配筋の工夫により比較的簡易に実現できる。本実施形態の場合、突出部１１の下面が下方外方へ傾斜した傾斜面として構成されており、これは当該下面を載置面１１ａと同様に略水平とした場合に比べて、突出部１１を構造的により強度なものとすることができる。

突出部１１の下方にはコンクリート生体遮蔽壁１０からベースマット２０に渡って中性子遮蔽材３０が配設されている。中性子遮蔽材３０は例えば水素含有化合物と、ホウ素含有化合物と、水硬成セメントとを混合したものが使用できる。本実施形態の場合、中性子遮蔽材３０の一部が炉心２００ａの左右近傍に位置している。炉心２００ａの周囲は中性子の放射量が多い箇所であり、ここに中性子遮蔽材３０が配設されることで、コンクリート生体遮蔽壁１０の放射化、特に、中性子遮蔽材３０の外側の部分についてコンクリート生体遮蔽壁１０の放射化を低減することができる。

図２（ａ）及び（ｂ）は遮蔽構造Ａの施工手順の説明図である。まず、図２（ａ）に示すようにコンクリート生体遮蔽壁１０と、ベースマット２０とが形成される。突出部１１は片持ち支持構造となるため、同図の破線で囲った領域はその他の部分よりも配筋量が増量される等、原子炉圧力容器２００の荷重を負担可能な構成にされる。突出部１１の下方には中性子遮蔽材３０の配設スペースが確保される。そして、この配設スペースに図２（ｂ）に示すように中性子遮蔽材３０が形成されて遮蔽構造Ａが完成する。

さて、図１に示した遮蔽構造Ａと図４に示した従来の遮蔽構造１００とを対比すると、コンクリート生体遮蔽壁１０及び中性子遮蔽材３０を合わせた形状と、コンクリート生体遮蔽壁１１０の形状と、が略同一である。つまり、遮蔽構造Ａのコンクリート生体遮蔽壁１０は、中性子遮蔽材３０を配設するスペースに相当する部分についてコンクリート生体遮蔽壁１１０の内周面を外方に後退させた形状とされており、そこに中性子遮蔽材３０が配設された構成となっている。

このような構成とすることで、従来の遮蔽構造１００におけるコンクリート生体遮蔽壁１１０と略同じ形状のまま、中性子遮蔽材３０を配設することができる。

しかし、一般に中性子遮蔽材３０は通常のモルタルやコンクリートよりも強度が劣るため、原子炉圧力容器２００の荷重を負担する部材としてはその強度が足りない場合がある。本実施形態では中性子遮蔽材３０を荷重負担部材として考慮せず、突出部１１が原子炉圧力容器２００の荷重を片持ち支持形式で負担するように構成することで、従来のコンクリート生体遮蔽壁１１０と同様にコンクリート生体遮蔽壁１０により原子炉圧力容器２００の荷重を負担することができる。なお、従来のコンクリート生体遮蔽壁１１０と比べると、本実施形態のコンクリート生体遮蔽壁１０は中性子遮蔽材３０の外側の部分の厚さが薄くなるが、中性子遮蔽材３０の存在により中性子の遮蔽性能には問題はない。

このように本実施形態では、原子炉圧力容器２００に対するコンクリート生体遮蔽壁１０の荷重の負担構造を変えることで、原子炉圧力容器２００の荷重を負担する載置面１１ａ近傍の形状は従来の形状と変えず、その下方の部分に中性子遮蔽材３０の配設スペースを形成することで、従来の遮蔽構造１００からの設計変更をできるだけ少なくしながら、コンクリート生体遮蔽壁１０の放射化を低減することができる。

なお、上記実施形態では中性子遮蔽材３０の厚さを全域に渡って均一なものを例示したが、炉心２００ａから放射される中性子の放射量は炉心２００ａから離れるほど少なくなる。このため、例えば、図３に示すように、炉心２００ａの周囲は相対的に中性子遮蔽材３０の厚さを厚くし、炉心２００ａから離れた部分では相対的に中性子遮蔽材３０の厚さを薄くする構成も採用可能である。中性子遮蔽材３０は比較的コストが高いため、図３の構成によればコスト削減につながる。

本発明の一実施形態に係る遮蔽構造Ａの説明図である。（ａ）及び（ｂ）は遮蔽構造Ａの施工手順の説明図である。遮蔽構造Ａの変形例の説明図である。従来の遮蔽構造の説明図である。

符号の説明

Ａ原子炉圧力容器の遮蔽構造
１０コンクリート生体遮蔽壁
１１突出部
１１ａ載置面
２０ベースマット
３０中性子遮蔽壁
２００原子炉圧力容器
２００ａ炉心

Claims

原子炉圧力容器を囲むコンクリート生体遮蔽壁を備え、
前記コンクリート生体遮蔽壁が、前記原子炉圧力容器の炉心の上部の位置において当該原子炉圧力容器の一部が載置され、当該原子炉圧力容器の荷重を負担する載置面を有する原子炉圧力容器の遮蔽構造において、
前記コンクリート生体遮蔽壁が、
前記載置面を形成し、前記原子炉圧力容器の荷重を片持ち支持形式で負担する、前記原子炉圧力容器側へ突出した突出部を備え、
前記突出部の下方に中性子遮蔽材を配設したことを特徴とする原子炉圧力容器の遮蔽構造。
前記突出部の下面が下方外方へ傾斜した傾斜面であることを特徴とする請求項１に記載の原子炉圧力容器の遮蔽構造。