JP2015057560A - シール構造、このシール構造を備える原子炉建屋、この原子炉建屋を備える原子力発電プラント、及び、シール構造の施工方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一の態様におけるシール構造は、壁部に形成された孔部を挿通するように軸線に沿って延びる配設部材と、前記配設部材の外周面と前記孔部の内周面との空間を閉塞する耐火シール材と、前記壁部における前記軸線方向一方側で前記配設部材の外周面に固定されて、前記壁部に接するとともに内側に前記軸線方向他方側から凹む凹部が形成された耐火部材と、前記凹部内に設けられ、熱によって膨張する第一熱膨張耐火材とを備え、前記配設部材と壁部とが軸線方向に相対移動することで形成される前記耐火部材と前記壁部との間隙を介して前記第一熱膨張耐火材に熱が伝搬することで、前記第一熱膨張耐火材が膨張する。
図1に示すように、第一実施形態のシール構造1は、原子力発電プラントにおいて、原子炉やタービン設備等を収めた原子炉建屋等の壁を構成して孔部13を有する構造物である壁部10と、原子炉建屋等の壁の軸線O方向一方側から他方側に跨って孔部13に挿通されている配設部材2と、孔部13と配設部材2との間の空間を閉塞している耐火シール材3とを備えている。さらに、シール構造1は、孔部13内の耐火シール材3よりも軸線O方向一方側に配置されて軸線O方向他方側から凹む凹部(空隙部)51が形成された耐火部材5と、耐火部材5の凹部51に設けられる第一熱膨張耐火材6と、耐火部材5を径方向外側から配設部材2に固定するバンド部材7とを備えている。
配設部材2は、貫通孔13を軸線O方向一方側から軸線O方向他方側にわたって挿通するように軸線Oに沿って延びている。本実施形態では、配設部材2として、軸線Oを中心とする円筒状をなして延在する配管が設けられている。
なお、本実施形態で用いられる耐火シール材3は、公知の建築用シール材等が用いられれば良い。
第一断熱材41は、シート状をなしており、壁部10の表面11から軸線O方向一方側に向かって、配設部材2の外周面に周方向にわたって巻きつけられて固定されている。
第二断熱材42は、シート状をなしており、後述する耐火部材5よりも軸線O方向一方側で、第一断熱材41に重ねるように配設部材2の外周面に周方向にわたって巻きつけられて固定されている。
第一断熱材41及び第二断熱材42は、例えば、発泡ポリエチレン等の発泡プラスチック保温材のように、市販の配管を被覆する断熱材料や保温材料が好ましい。
上記のような第一実施形態のシール構造1では、図1に示すように、配設部材2と貫通孔13との間の空間は、耐火シール材3が充填され隙間なく閉塞されている。そして、凹部51に第一熱膨張耐火材6を設けた耐火部材5は、壁部10の表面11と隙間なく密着するよう接して配置されている。耐火部材5は、バンド部材7が径方向外側に巻き付くことで配設部材2の外周面に固定されている。
しかし、図2に示すように、地震による火災が発生すると、地震の振動によって配設部材2が振動して壁部10に対して相対移動する。配設部材2が壁部10に対して相対移動することにより、耐火部材5も配設部材2とともに移動し、壁部10の表面11と耐火部材5の軸線O方向他方側の面とが離間して間隙Gが形成される。
第二実施形態においては第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を伏して詳細な説明を省略する。この第二実施形態のシール構造1aは、耐火シール材3に密着して固定される第二熱膨張耐火材8を有する点について、第一実施形態と相違する。
なお、第二熱膨張耐火材8が、膨張する温度は特に定めるものではなく、例えば、第一熱膨張耐火材6と同等の温度で膨張するものでも良く、第一熱膨張耐火材6よりも高い温度や低い温度で膨張しても良い。
上記のような第二実施形態のシール構造1aでは、第一実施形態と同様に、地震による火災が発生すると、図5に示すように、地震の振動によって配設部材2が振動して壁部10に対して相対移動する。配設部材2が壁部10に対して相対移動することにより、耐火部材5も配設部材2とともに移動し、壁部10の表面11と耐火部材5の軸線O方向他方側の面とが離間する。この際、第二熱膨張耐火材8は耐火シール材3及び壁部10の表面11に密着して固定されているため、第二熱膨張耐火材8のみが壁部10の表面11から離間しない。即ち、耐火部材5と第二熱膨張耐火材8との間に間隙Gが形成される。
第三実施形態においては第一実施形態及び第二実施形態と同様の構成要素には同一の符号を伏して詳細な説明を省略する。この第三実施形態のシール構造1bは、耐火シール材3に密着して固定される耐熱部材9を有する点について、第一実施形態及び第二実施形態と相違する。
上記のような第三実施形態のシール構造1bでは、第一実施形態と同様に、地震による火災が発生すると、図9に示すように、地震の振動によって配設部材2が振動して、壁部10に対して相対移動する。配設部材2が壁部10に対して相対移動することにより、耐火部材5も配設部材2とともに移動し、壁部10の表面11と耐火部材5の軸線O方向他方側の面とが離間する。この際、耐熱部材9は耐火シール材3及び壁部10の表面11に密着して固定されているため、耐熱部材9のみは壁部10の表面11から離間しない。即ち、耐火部材5と耐熱部材9との間に空間が形成されるように間隙Gが形成される。
第四実施形態においては第一実施形態から第三実施形態と同様の構成要素には同一の符号を伏して詳細な説明を省略する。この第四実施形態から第三実施形態のシール構造1cは、第一熱膨張耐火材6の形状について、第一実施形態と相違する。
矩形第一熱膨張耐火材61は、短冊状をなしており第一熱膨張耐火材6と同様の材料から構成されている。矩形第一熱膨張耐火材61は、短冊状の長手方向を周方向に沿わせて、厚み方向が径方向を向くように凹部51の内周面に沿って配置されている。矩形第一熱膨張耐火材61は、径方向に五列、軸線O方向に三列にわたって耐火部材5の凹部51に積層されて敷き詰められている。
なお、矩形第一熱膨張耐火材61は、シート状をなす市販の熱膨張性の耐火材を用いても良い。
第四実施形態のシール構造1cの施工方法は、壁部10の孔部13を挿通する第一断熱材41が外周面に巻かれた配設部材2に対して、孔部13と配設部材2との間の空間が耐火シール材3によって閉塞されている既設のシール構造1cに対して施工される。
第四実施形態のシール構造1cの施工方法は、耐火部材5の凹部51に矩形第一熱膨張耐火材61を径方向に複数積層して固定する熱膨張耐火材固定工程S1と、耐火部材5の径方向外側から周方向にわたってバンド部材7を巻きつけて耐火部材5を配設部材2の外周面に固定する耐火部材固定工程S2とを備える。
即ち、変形例のシール構造1dは、図14に示すように、配設部材2に断熱材4が巻き付けられていない。そして、配設部材2の外周面に耐火部材5が直接固定されている。耐火部材5に形成される凹部51は、第一実施形態の凹部51と異なる変形凹部510が形成されている。
変形凹部510は、凹部51と異なり、軸線O方向他方側の面から軸線Oを中心とするリング状をなして凹んでいる。即ち、変形凹部510は、耐火部材5の径方向外側及び内側の両方に耐火部材5が残るように形成されている。
第四実施形態においては第一実施形態から第四実施形態と同様の構成要素には同一の符号を伏して詳細な説明を省略する。この第四実施形態のシール構造1eは、第一熱膨張耐火材6の脱落を抑制する脱落防止部20を有する点について、第一実施形態から第四実施形態と相違する。
上記のような第五実施形態のシール構造1eでは、図15に示すように、配設部材2と貫通孔13との間の空間は、耐火シール材3が充填され隙間なく閉塞されている。そして、凹部51に第一熱膨張耐火材6を設けた耐火部材5は、壁部10の表面11と隙間なく密着するよう接して配置されている。耐火部材5は、バンド部材7が径方向外側に巻き付くことで配設部材2の外周面に固定されている。
第六実施形態においては第一実施形態から第五実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。この第六実施形態のシール構造1fは、脱落防止部20の構成について、第一実施形態から第五実施形態と相違する。
上記のような第六実施形態のシール構造1fでは、図20に示すように、第五実施形態と同様に、地震による火災が発生すると、地震の振動によって配設部材2が振動して壁部10に対して相対移動する。配設部材2が壁部10に対して相対移動することにより、耐火部材5も配設部材2とともに移動し、壁部10の表面11と耐火部材5の軸線O方向他方側の面とが離間して間隙Gが形成される。ここで、脱落防止部20として凹部51に形成される縮径部22によって、凹部51の形状は、開口部51aに向かうにしたがって縮径している。そのため、凹部51に詰められている第一熱膨張耐火材6は、軸線O方向の振動が生じても、開口部51aで軸線O方向他方側への移動が抑制されて間隙Gへ飛び出さない。
第七実施形態においては第一実施形態から第六実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。この第七実施形態のシール構造1gは、脱落防止部20の構成について、第一実施形態から第六実施形態と相違する。
上記のような第七実施形態のシール構造1gでは、耐火部材5の凹部51に設けられる第一熱膨張耐火材6は、凹部51内に位置固定部23の第一円筒部232と、第二円筒部233と第三円筒部234とが突出していることで、第一円筒部232の外周面と第二円筒部233の内周面との間の空間、及び第二円筒部233の外周面と第三円筒部234の内周面との間の空間に詰められている。
第八実施形態においては第一実施形態から第七実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。この第八実施形態のシール構造1hは、脱落防止部20の構成について、第一実施形態から第七実施形態と相違する。
上記のような第八実施形態のシール構造1hでは、耐火部材5の凹部51に設けられる第一熱膨張耐火材6は、閉塞部24によって開口部51aが閉塞された状態で凹部51内に収容されている。
第八実施形態の第一変形例においては第一実施形態から第八実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。この第八実施形態の第一変形例は、閉塞部24を耐火部材5へ固定する構造について第八実施形態と相違する。
閉塞固定部52は、耐火部材5の外周面において軸線O方向他方側からリング状なして一体に形成されている。
第八実施形態の第二変形例においては第一実施形態から第八実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。この第八実施形態の第二変形例は、閉塞部24を耐火部材5へ固定する構造について第八実施形態及び第八実施形態の第一変形例とも相違する。
不燃性バンド26は、熱を受けても変形等をしない材料で形成されている。不燃性バンド26は、紐状をなしており、両端に孔が形成されている。
また、本実施形態では、孔部13を壁面に設けられた貫通孔13としたがこれに限られるものではなく、原子炉建屋の壁部10等の構造物の表面11から窪んで形成される空間であっても良い。
さらに、孔部13である貫通孔13の軸線Oに直交する断面形状は円形をなしているが、他の断面形状であっても良い。
また、配設部材2は、円筒状をなす配管に限られるものではなく、例えば、断面が矩形状の配管であったり、配管ではなくケーブル等であったりしても良い。
Claims (12)
- 壁部に形成された孔部を挿通するように軸線に沿って延びる配設部材と、
前記配設部材の外周面と前記孔部の内周面との空間を閉塞する耐火シール材と、
前記壁部における前記軸線方向一方側で前記配設部材の外周面に固定されて、前記壁部に接するとともに内側に前記軸線方向他方側から凹む凹部が形成された耐火部材と、
前記凹部内に設けられ、熱によって膨張する第一熱膨張耐火材とを備え、
前記配設部材と壁部とが軸線方向に相対移動することで形成される前記耐火部材と前記壁部との間隙を介して前記第一熱膨張耐火材に熱が伝搬することで、前記第一熱膨張耐火材が膨張するシール構造。 - 前記凹部に収まるように前記耐火シール材に密着して固定され、熱によって膨張する第二熱膨張耐火材を備える請求項1に記載のシール構造。
- 前記耐火シール材に密着して固定され、熱によって変形をしない耐熱部材を備える請求項1に記載のシール構造。
- 前記配設部材の外周面に固定される断熱材を備え、
前記耐火部材は、前記断熱材を介して前記配設部材の外周面に固定される請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のシール構造。 - 壁部に形成された孔部を挿通するように軸線に沿って延びる配設部材と、
前記配設部材の外周面と前記孔部の内周面との空間を閉塞する耐火シール材と、
前記壁部における前記軸線方向一方側で前記配設部材の外周面に固定されて、前記壁部に接するとともに内側に空隙部が形成された耐火部材と、
前記空隙部内に設けられ、熱によって膨張する第一熱膨張耐火材と、
前記空隙部における前記軸線方向他方側の開口部からの前記第一熱膨張耐火材の脱落を抑制する脱落防止部と、を備え、
前記配設部材と壁部とが軸線方向に相対移動することで形成される前記耐火部材と前記壁部との間隙を介して前記第一熱膨張耐火材に熱が伝搬することで、前記第一熱膨張耐火材が膨張するシール構造。 - 前記脱落防止部は、
前記耐火部材の前記軸線方向他方側に接して配置されて前記開口部まで貫通する支持孔部が形成され、前記第一熱膨張耐火材を前記軸線方向一方側に向かって支持する支持部材を有する請求項5に記載のシール構造。 - 前記脱落防止部は、前記空隙部が前記軸線方向他方側に向かうにしたがって縮径することで形成されることを含む請求項5または6のシール構造。
- 前記脱落防止部は、前記空隙部内で前記第一熱膨張耐火材に向かって径方向に突出して形成される突出部を有する請求項5から請求項7のいずれか一項に記載のシール構造。
- 前記脱落防止部は、前記開口部を閉塞する閉塞部を備え、
前記閉塞部は、熱を受けることで、前記開口部を開放する請求項5から請求項8のいずれか一項に記載のシール構造。 - 請求項1から請求項9のいずれか一項に記載のシール構造を備える原子炉建屋。
- 請求項10に記載の原子炉建屋を備える原子力発電プラント。
- 壁部に形成された孔部を挿通するように軸線に沿って延びる配設部材と、
前記配設部材の外周面と前記孔部の内周面との空間を閉塞するシール材と、
前記壁部における前記軸線方向一方側で前記配設部材の外周面に固定されて、前記壁部に接するとともに内側に前記軸線方向他方側から凹む凹部が形成された耐火部材と、
前記凹部内に設けられ、熱によって膨張する第一熱膨張耐火材とを備えるシール構造の施工方法であって、
前記耐火部材の凹部に前記第一熱膨張耐火材を径方向に複数積層して固定する熱膨張耐火材固定工程と、
前記熱膨張耐火材固定工程の後に、前記耐火部材の径方向外側から周方向にわたってバンド部材を巻きつけて前記耐火部材を前記配設部材の外周面に固定する耐火部材固定工程と、を備えるシール構造の施工方法。
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