JP6037633B2 - サンプスクリーン及びサンプスクリーンの施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、加圧水型原子炉の冷却材喪失事故時に使用されるサンプスクリーン及びサンプスクリーンの施工方法に関するものである。

周知のように、加圧水型原子炉においては、一次冷却材（軽水）が沸騰しないように加圧されており、この一次冷却材を原子炉の核分裂反応によって生じた熱エネルギーで加熱し、高温となった一次冷却材を蒸気発生器に送って二次冷却材（軽水）を沸騰させ、高温・高圧の蒸気によりタービン発電機を回して発電している。

このような加圧水型原子炉においては、配管破断等による一次冷却材の喪失事故発生時に、原子炉の過熱状態を防止するため及び、原子炉格納容器内の圧力上昇を抑制するため、次のような保安構造が採用されている。すなわち、この保安構造は、原子炉が格納された室内下部において下階に連通する開口部を有する原子炉格納室と前記下階に設けられ、最下層にサンプピットとを備える原子炉格納容器と、原子炉格納容器内に流出した一次冷却材をサンプピットから吸い込んで原子炉格納室の上部から吐出するポンプ体と、原子炉格納容器内に流出した一次冷却材をサンプピットから吸い込んで原子炉へ注入するポンプ体とを備えたものであって、原子炉格納室の上部から吐出された一次冷却材及び配管破断箇所から流出した一次冷却材が、原子炉格納室の開口部から原子炉格納容器の最下層へ流入するようにされ、サンプピットで集水されて循環するように構成されている。

ところで、上記の保安構造においては、一次冷却材の喪失事故発生時に、高圧の一次冷却材の噴出により、保温材片や金属片のデブリが生じて流出した一次冷却材に混入するために、サンプピットにサンプスクリーン等のデブリろ過体を設けて、デブリがポンプ体に混入しないようにしている（特許文献１参照）。

上記サンプスクリーンは、例えば複数のストレーナモジュールがベースプレート上に載置され、ストレーナモジュールによってろ過された一次冷却材がベースプレートに形成された開口を介してサンプピットに流入する構成である。サンプスクリーンのベースプレートは、原子炉格納室の床部に設けられた基礎構造を介して設置されている。
基礎構造は、床部のアンカーボルト等を介して上方の延出する基礎ボルトと、アンカーボルト等を覆うようにサンプピットの周囲に形成された基礎グラウトから構成されている。また、ストレーナモジュールを構成する中空板形状の複数のディスクには、複数のろ過穴が形成されている。ろ過穴、デブリの大きさを考慮して例えば１．７ｍｍ以下に規定されている。

特開平７−２６０９７７号公報

ところで、サンプスクリーンを施工するにあたっては、サンプスクリーンを構成するベースプレートと、ベースプレートに対して面接触する基礎グラウトとの間に規定以上の隙間が生じることがある。つまり、グラウトには表面仕上げの程度によって凹凸が残るため、これが原因で隙間が生じ所定の寸法より大きなデブリがピット内に侵入しやすくなるという問題がある。

そこで、本発明は、このような従来の問題点に着目し、サンプスクリーンのベースプレートと基礎構造を構成する基礎グラウトとの間の隙間を小さくすることができるサンプスクリーンを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
すなわち、本発明に係るサンプスクリーンは、原子炉格納容器の基礎コンクリートの基面上に設置され、原子炉格納容器内に流出した一次冷却材を、基礎コンクリートに形成されたピット内にろ過して排水するサンプスクリーンであって、ろ過を行うスクリーン本体と、スクリーン本体を支持するベースプレートと、ピット周囲を囲むようにして配され、ベースプレート下面に接する隙間閉塞板と、前記隙間閉塞板と前記基礎コンクリートとの間に充填された充填材と、前記基礎コンクリートの基面上で前記ベースプレートを支持する支持部とを備える、ことを特徴とする。

このような構成によれば、隙間閉塞板を施工することによって、ベースプレートと隙間閉塞板との面着により、ベースプレートと隙間閉塞板との間の隙間をより小さくすることができる。

また、本発明に係るサンプスクリーンは、前記支持部は上方に延出する基礎ボルトを備え、前記隙間閉塞板及び前記ベースプレートには、前記基礎ボルトが貫通する取付孔が形成されていることを特徴とする。

このような構成によれば、施工時において隙間閉塞板を仮固定することによって、基礎ボルトの位置決めを容易に行うことができる。

また、本発明に係るサンプスクリーンの施工方法は、原子炉格納容器の基礎コンクリートの基面上に設置され、原子炉格納容器内に流出した一次冷却材を、基礎コンクリートに形成されたピット内にろ過して排水するサンプスクリーンの施工方法であって、原子炉格納容器の基礎コンクリートの基面上の前記ピットの周囲に複数のアンカーボルトを設置する工程と、前記複数のアンカーボルトにそれぞれ前記基礎コンクリートの基面と平行に基礎プレートを固定する工程と、基礎ボルトと支持ナットを螺合させた状態で、該支持ナットを前記基礎プレートの上面に載置する工程と、前記複数の基礎プレート上に、前記ピットの周囲を囲むようにして配されると共に複数の取付孔が形成された隙間閉塞板を、各々の前記取付孔が前記基礎ボルトに挿入されるように載置する工程と、前記支持ナットを前記各々の基礎プレートに接合する工程と、前記各々の基礎ボルトに螺合されたナットを用いて、前記隙間閉塞板を水平な所望の高さに調整する工程と、前記隙間閉塞板と前記基礎コンクリートの基面との間に充填材を充填する工程と、前記隙間閉塞板の上面に、ろ過を行うスクリーン本体を支持するベースプレートを固定する工程と、を含んで構成されることを特徴とする。

このような構成によれば、隙間閉塞板を施工することによって、ベースプレートと隙間閉塞板との面着により、ベースプレートと隙間閉塞板との間の隙間をより小さくすることができる。また、施工時において隙間閉塞板を仮固定することによって、基礎ボルトの位置決めを容易に行うことができる。

本発明によれば、隙間閉塞板を施工することによって、ベースプレートと隙間閉塞板との面着により、ベースプレートと隙間閉塞板との間の隙間をより小さくすることができる。

本発明の実施形態に係る原子炉格納構造の概略構成図である。 本発明の実施形態に係るサンプスクリーン及び基礎構造の分解斜視図である。 本発明の実施形態に係るサンプスクリーン及び基礎構造の要部拡大斜視図である。 本発明の実施形態に係るサンプスクリーンを鉛直方向に沿う面で切った断面図である。 本発明の実施形態に係る基礎構造の断面図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。
図１に示すように、原子炉格納構造１は、原子炉２を格納する原子炉格納容器３と、ポンプ体４とを備えている。原子炉格納容器３は、原子炉２を格納する原子炉格納室５を備え、原子炉格納室５は、原子炉２と共に、不図示の蒸気発生器や加圧器等を格納している。サンプピット７は、原子炉格納室５の床部８（基礎コンクリート）に形成されている。サンプピット７は、床部８の基面８ａよりも鉛直方向下側に窪んで形成されており、このサンプピット７の開口部をサンプスクリーン（デブリ濾過体）９が覆っている。サンプスクリーン９の詳細は後述する。ポンプ体４は、サンプピット７に接続された吸込側配管１０と接続されると共に、原子炉格納室５の上部に配設され、スプレイノズル１１を有する吐出側配管１２と接続されている、若しくは、原子炉２と不図示の蒸気発生器及び一次冷却材ポンプとを接続している配管へ接続されている。ポンプ体４の水源として、不図示の燃料取替用水タンクまたは燃料取替用水ピットを有する。

このような構成により、原子炉格納構造１は、原子炉２の配管部分２ａに破断が起きるような一次冷却材の喪失事故が生じると、燃料取替用水タンクまたは燃料取替用水ピットを水源としてポンプ体４により一次冷却材を原子炉２に供給し炉心冷却を行うとともに、原子炉格納室５の上部に設けられたスプレイノズル１１から吐出させて原子炉格納容器３内部の圧力上昇を抑制する。
そして、原子炉２の冷却を行った一次冷却材及び原子炉格納容器３内部の圧力抑制を行った一次冷却材が床部８に落下して、サンプピット７によって集水されて再循環するように構成されている。

図２に示すように、サンプスクリーン９は、複数のストレーナモジュール１７とベースプレート１６とからなるスクリーンユニット１８と、コンクリートからなる床部８の基面８ａ上に形成された基礎構造１９とを有する。サンプピット７は、平面視で略長方形であるが、設置環境に応じて逃げ部７ａが形成された外形を有している。

基礎構造１９は、床部８の基面８ａ上であって、サンプピット７の周囲に設けられた基礎グラウト１３と、基礎グラウト１３の上面を覆うように略基礎グラウト１３に沿って設けられた金属製平板１４（隙間閉塞板）と、床部８の基面８ａ上に設置され、後述する基礎ボルト１５を露出するように基礎グラウト１３に埋め込まれた支持部２０（図５参照）と、支持部２０に螺合された基礎ボルト１５とから構成されている。
金属製平板１４は、例えば１０ｍｍの厚さの帯状の板部材であり、帯状の板部材がサンプピットの外周を一周するような形状を有している。具体的には、金属製平板１４は、ベースプレート１６の外縁に沿うような外周縁１４ｂと、サンプピット７の外形に沿うような内周縁１４ｃを有している。

図３に示すように、複数の基礎ボルト１５は、基礎グラウト１３の上面から金属製平板１４と介して上方に突出するように設けられている。基礎ボルト１５の設置構造については後述する。
金属製平板１４には、基礎ボルト１５が貫通する取付孔１４ａが形成されている。また、金属製平板１４は、製造性向上のため複数の部位に分割されている。部位同士の接続部４０においては、接続される金属製平板１４の夫々の端部から下方に接続片４１が延出している。金属製平板１４同士は、接続片４１に形成された取付孔（図示せず）を用いてボルト４２とナット４３により接続される。

サンプスクリーン９は、サンプピット７を覆うように形成されたベースプレート１６と、ベースプレート１６の上面に配置された複数のストレーナモジュール１７とから構成されている。
ベースプレート１６は、金属製平板１４に対して面接触するように取り付けられている。ベースプレート１６には複数の基礎ボルト１５に対応した複数の取付孔１６ａが形成されており、２つのナット２１によって基礎構造１９に取り付けられている。また、取付孔１６ａの形成箇所には、大型の座金１６ｂが設置されている。また、ベースプレート１６には、後述するコアチューブ２４が開口するコアチューブ用開口２２が複数形成されている（図４参照）。

図４に示すように、ストレーナモジュール１７は、板状に形成されている中空の板形状のディスク２３を複数積み重ねられて構成されている。ディスク２３の表面には、複数のろ過孔２３ａが形成されている。ストレーナモジュール１７の内部には、複数のディスク２３を貫通するように、上述したコアチューブ２４が設けられている。コアチューブ２４とディスク２３との取付箇所には、コアチューブ２４の内部とディスク２３の内部とを連通する連通孔２４ａが形成されている。また、コアチューブ２４の上端にはヘッドカバー２５が取り付けられている。

図５に示すように、支持部２０は、複数のアンカーボルト２６とアンカーボルト２６を介して固定された基礎プレート２７と基礎プレート２７の上面に溶接された固定板２８ｂから構成されている。
アンカーボルト２６は、１つの基礎ボルト１５に対して基本的に４つ設けられており、床部８に打ち込まれることによって固定されている。
基礎プレート２７は、アンカーボルト２６を貫通させるための取付孔２７ａが形成された基本的に矩形の板状部材であり、複数のナット２９により床部８の基面８ａ上方に固定されている。

支持ナット２８は、ナット２８ａと固定板２８ｂとからなり、固定板２８ｂの下部が、基礎プレート２７の上面に溶接されている。固定板２８ｂにはネジ穴２８ｃが形成されており、ナット２８ａとあわせて基礎ボルト１５を固定する。
基礎ボルト１５は、ねじ頭のない所謂スタッドボルトであり、下端が支持ナット２８に螺合することで床部８の基面８ａ上方に延出する。

金属製平板１４は、基礎ボルト１５に取り付けられている調整ナット３１に支持されるように配置されている。
基礎グラウト１３は、金属製平板１４の下面と床部８の基面８ａとを埋めるように形成されている。

次に、基礎構造１９を床部８に形成する施工方法について説明する。
まず、床部８の表面を削って平面を出した後、床部８の基面８ａに複数のアンカーボルト２６を固定する。各々のアンカーボルト２６は、床部８の鉄筋を避けて打ち込まれる。次に、複数のナット２９を用いて、アンカーボルト２６に基礎プレート２７を取り付け、高さ調整した後、固定する。
次に、基礎ボルト１５の基端部に支持ナット２８を螺合させた状態で、支持ナット２８を基礎プレート２７の上面に載置する。

次に、基礎ボルト１５に調整ナット３１を取り付け、金属製平板１４の取付孔１４ａが基礎ボルト１５に挿入されるように、金属製平板１４を仮設置する。
この際、金属製平板１４の取付孔１４ａが正確にベースプレート１６の取付孔１６ａに対応して形成されているため、支持ナット２８及び基礎ボルト１５の水平方向の位置が正確に定められる。次いで、支持ナット２８を基礎プレート２７に溶接することによって、支持ナット２８の位置を固定する。

次に、金属製平板１４を調整ナット３１上に載置し、調整ナット３１の高さを変更することにより、金属製平板１４の高さを調整する。金属製平板１４は、複数の調整ナット３１によって支持されており、全ての調整ナット３１の上面の高さを同一にすることで、金属製平板１４の上面を水平にすることができる。
最後に、基礎グラウト１３が形成される範囲に型枠を設置し、グラウトを型枠に流し込むことによって、基礎グラウト１３を形成する。

上記実施形態によれば、金属製平板１４を施工することによって、ベースプレート１６と金属製平板１４との面着により、ベースプレート１６と金属製平板１４との間の隙間をより小さくすることができる。また、施工時において金属製平板１４を仮固定することによって、基礎ボルト１５の位置決めを容易に行うことができる。

なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の設計変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、金属製平板１４は、複数に分割される構成としたが、一体に形成する構成も採用可能である。

３…原子炉格納容器、７…サンプピット（ピット）、８…床部（基礎コンクリート）、９…サンプスクリーン、１３…基礎グラウト（充填材）、１４…金属製平板（隙間閉塞板）、１４ａ…取付孔、１５…基礎ボルト、１６…ベースプレート、１６ａ…取付孔、１７…ストレーナモジュール（スクリーン本体）、２０…支持部、２６…アンカーボルト、２７…基礎プレート、２８…支持ナット、２８ａ…ナット（ねじ孔）

Claims (3)

1. 原子炉格納容器の基礎コンクリートの基面上に設置され、原子炉格納容器内に流出した一次冷却材を、基礎コンクリートに形成されたピット内にろ過して排水するサンプスクリーンであって、
   ろ過を行うスクリーン本体と、
   スクリーン本体を支持するベースプレートと、
   ピット周囲を囲むようにして配され、ベースプレート下面に接する隙間閉塞板と、
   前記隙間閉塞板と前記基礎コンクリートとの間に充填された充填材と、
   前記基礎コンクリートの基面上で前記ベースプレートを支持する支持部とを備える、ことを特徴とするサンプスクリーン。
2. 前記支持部は上方に延出する基礎ボルトを備え、
   前記隙間閉塞板及び前記ベースプレートには、前記基礎ボルトが貫通する取付孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のサンプスクリーン。
3. 原子炉格納容器の基礎コンクリートの基面上に設置され、原子炉格納容器内に流出した一次冷却材を、基礎コンクリートに形成されたピット内にろ過して排水するサンプスクリーンの施工方法であって、
   原子炉格納容器の基礎コンクリートの基面上の前記ピットの周囲に複数のアンカーボルトを設置する工程と、
   前記複数のアンカーボルトにそれぞれ前記基礎コンクリートの基面と平行に基礎プレートを固定する工程と、
   基礎ボルトと支持ナットを螺合させた状態で、該支持ナットを前記基礎プレートの上面に載置する工程と、
   前記複数の基礎プレート上に、前記ピットの周囲を囲むようにして配されると共に複数の取付孔が形成された隙間閉塞板を、各々の前記取付孔が前記基礎ボルトに挿入されるように載置する工程と、
   前記支持ナットを前記各々の基礎プレートに接合する工程と、
   前記各々の基礎ボルトに螺合されたナットを用いて、前記隙間閉塞板を水平な所望の高さに調整する工程と、
   前記隙間閉塞板と前記基礎コンクリートの基面との間に充填材を充填する工程と、
   前記隙間閉塞板の上面に、ろ過を行うスクリーン本体を支持するベースプレートを固定する工程と、
   を含んで構成されることを特徴とするサンプスクリーンの施工方法。

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