JP6924722B2 - 原子炉格納容器 - Google Patents

Description

本発明は、原子炉格納容器に関する。

原子力発電所等で使用される原子炉格納容器は、原子炉建屋内に設置して、原子力発電設備の主要部である原子炉圧力容器を格納する容器である。原子炉格納容器は、原子炉圧力容器を格納する中空な本体部と、その本体部の上に取り付けられる蓋体を成すトップヘッドと、を備えている。原子炉格納容器は、本体部の内部に原子炉圧力容器を格納して本体部の上にトップヘッドを取り付けることで、内部を密閉している。

本体部の上端部には、開口部が設けられており、その開口部の周縁部には、リング状のフランジが形成されている。また、トップヘッドの下端部にも、開口部が設けられており、その開口部の周縁部にも、リング状のフランジが形成されている。トップヘッドのフランジは、本体部のフランジの上に載置される。

以下、本体部の上端部の開口部を「上端開口部」と称し、トップヘッドの下端部の開口部を「下端開口部」と称する。また、トップヘッドのフランジを「上フランジ」と称し、本体部のフランジを「下フランジ」と称する。

上フランジと下フランジの内部には、周方向に等ピッチで、複数のボルト孔が上下方向に貫通して形成されている。また、上フランジの下面と下フランジの上面のいずれか一方又は双方には、周方向に溝が形成されている。原子炉格納容器は、本体部にトップヘッドが載置され、ボルト孔の上部からボルトが挿入され、ボルトの先端部にナットが取り付けられて締結されることで、トップヘッドが本体部に取り付けられる。その際に、前記した溝に組み付けられるように、上フランジと下フランジとの間にリング状のガスケットが挟み込まれる。これにより、原子炉格納容器は、内部の気体を外部へ放出させないように、密閉構造を形成している。

例えば、特許文献１の図３には、前記した上フランジに相当するドライウェルヘッドのフランジと前記した下フランジに相当する原子炉圧力容器のフランジとの間に、ガスケットを挟み込む構造が示されている。

特開２００３−２２７８９３号公報（段落００２６、００２７、図３）

ところで、原子炉格納容器は、万一重大事故等が発生した場合に、内部温度が上昇して、意図せぬ内圧の上昇が発生する。この場合に、原子炉格納容器の内圧は、設計圧力を上回り、限界圧力以上に上昇する可能性がある。

この場合に、従来の原子炉格納容器は、内圧が高くなるにつれて、前記したガスケットの内周側で乖離が生じ、その結果、トップヘッドの上フランジと本体部の下フランジとの間が内周側から開いて、密閉構造が損なわれる可能性がある。

したがって、従来の原子炉格納容器は、意図せぬ内圧の上昇時に、内圧の上昇によるトップヘッドの上フランジの内周側と本体部の下フランジの内周側との間の開口量（離間量）を所望の許容量以下に抑制することが望まれていた。

本発明は、前記した課題を解決するためになされたものであり、意図せぬ内圧の上昇時に、トップヘッドの上フランジと本体部の下フランジとの間が内周側から開くことを抑制する原子炉格納容器を提供することを主な目的とする。

前記目的を達成するため、本発明は、原子炉格納容器であって、原子炉圧力容器を格納する本体部と、前記本体部の上端開口部に取り付けられた蓋状のトップヘッドと、前記トップヘッドの下端開口部の周縁部に形成された上フランジと前記本体部の上端開口部の周縁部に形成された下フランジとを固定するクランプ機構と、を備え、前記クランプ機構は、先端にフックが形成されたアームと、シャフトを介して前記アームを回動可能に支持する軸受と、を有し、前記アーム及び前記軸受は、前記上フランジの内周側に配置されており、前記アームは、下方向に回動して、前記フックを前記下フランジに係合させることにより、前記上フランジの内周側と前記下フランジの内周側とを固定する構成とする。
その他の手段は、後記する。

本発明によれば、意図せぬ内圧の上昇時に、トップヘッドの上フランジと本体部の下フランジとの間が内周側から開くことを抑制することができる。

実施形態１に係る原子炉格納容器の全体構成を示す縦断面図である。 実施形態１に係る原子炉格納容器に用いるクランプ機構の開放時の構成を示す斜視図である。 実施形態１に係る原子炉格納容器に用いるクランプ機構の開放時の構成を示す側面図である。 実施形態１に係る原子炉格納容器に用いるクランプ機構の閉鎖時の構成を示す斜視図である。 実施形態１に係る原子炉格納容器に用いるクランプ機構の閉鎖時の構成を示す側面図である。 実施形態２に係る原子炉格納容器に用いるクランプ機構の開放時の構成を示す斜視図である。 実施形態２に係る原子炉格納容器に用いるクランプ機構の閉鎖時の構成を示す斜視図である。 実施形態３に係る原子炉格納容器に用いるクランプ機構の開放時の構成を示す正面図である。 実施形態３に係る原子炉格納容器に用いるクランプ機構の開放時の構成を示す側面図である。 実施形態３に係る原子炉格納容器に用いるクランプ機構の閉鎖時の構成を示す正面図である。 実施形態３に係る原子炉格納容器に用いるクランプ機構の閉鎖時の構成を示す側面図である。 クランプ機構の第１変形例を示す側面図である。 クランプ機構の第２変形例を示す斜視図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態（以下、「本実施形態」と称する）について詳細に説明する。なお、各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。また、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。

［実施形態１］
＜原子炉格納容器の全体構成＞
以下、図１を参照して、本実施形態１に係る原子炉格納容器１０の構成について説明する。図１は、本実施形態１に係る原子炉格納容器１０の全体構成を示す縦断面図である。図１では、改良型沸騰水型原子炉（Advanced Boiling Water Reactor：ＡＢＷＲ）の原子炉格納容器１０を例示している。しかしながら、本発明は、通常の沸騰水型原子炉（Boiling Water Reactor：ＢＷＲ）の原子炉格納容器１０にも適用することができる。

図１に示すように、原子炉格納容器１０は、原子炉圧力容器９０を格納する中空な本体部１１と、その本体部１１の上に取り付けられる蓋体を成すトップヘッド１２と、を備えている。原子炉格納容器１０は、本体部１１の内部に原子炉圧力容器９０を格納して本体部１１の上にトップヘッド１２を取り付けることで、内部を密閉している。

原子炉格納容器１０は、本体部１１の内部に、ドライウェル９１と、サプレッションチェンバ９２と、を有している。ドライウェル９１とサプレッションチェンバ９２は、図示せぬベント管を介して連結されている。ドライウェル９１は、仮に原子炉圧力容器９０から蒸気が漏れ出た場合に、蒸気を貯蔵し、図示せぬベント管を介して蒸気をサプレッションチェンバ９２に導く。サプレッションチェンバ９２は、内部に貯蔵された水で蒸気を凝縮して、原子炉格納容器１０の内圧の上昇を抑制する。

原子炉格納容器１０の本体部１１の上端部には、開口部が設けられており、その開口部の周縁部には、上面視で真円のリング状のフランジが形成されている。また、トップヘッド１２の下端部にも、開口部が設けられており、その開口部の周縁部にも、上面視で真円のリング状のフランジが形成されている。トップヘッド１２のフランジは、本体部１１のフランジの上に載置される。

以下、本体部１１の上端部の開口部を「上端開口部１１ａ」と称し、トップヘッド１２の下端部の開口部を「下端開口部１２ａ」と称する。また、トップヘッド１２のフランジを「上フランジ２２」と称し、本体部１１のフランジを「下フランジ２１」と称する。また、上フランジ２２と下フランジ２１とを総称する場合に、「主フランジ２０」と称する。

原子炉格納容器１０は、本体部１１の上端開口部１１ａ付近に、図示せぬマンホールが設けられたバルクヘッドプレート９３を備えている。例えば、定期検査時等において、後記するクランプ機構３０を開閉する場合（開放及び／又は閉鎖する場合）に、作業員は、図示せぬマンホールを介して後記するクランプ機構３０にアクセスする。

ここで、前記した「開放」とは、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、後記するクランプ機構３０のアーム３１のフック３４とその係合対象（本実施形態では、下フランジ２１）との係合が解除された状態（引っ掛かりが外れた状態）を意味する。また、前記した「閉鎖」とは、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、後記するクランプ機構３０のアーム３１のフック３４とその係合対象（本実施形態では、下フランジ２１）とが係合した状態（引っ掛かった状態）を意味する。

また、原子炉格納容器１０は、主フランジ２０の内周側に、トップヘッド１２の上フランジ２２の内周側と本体部１１の下フランジ２１の内周側とを固定する複数のクランプ機構３０を備えている。クランプ機構３０は、万一重大事故等が発生して、原子炉格納容器１０の意図せぬ内圧の上昇が発生することがあったとしても、トップヘッド１２の上フランジ２２と本体部１１の下フランジ２１との間が内周側から開くことを抑制するために設けられている。

＜クランプ機構の構成＞
以下、図２Ａ乃至図３Ｂを参照して、クランプ機構３０の構成について説明する。図２Ａは、クランプ機構３０の開放時の構成を示す斜視図である。図２Ｂは、クランプ機構３０の開放時の構成を示す側面図である。図３Ａは、クランプ機構３０の閉鎖時の構成を示す斜視図である。図３Ｂは、クランプ機構３０の閉鎖時の構成を示す側面図である。

図２Ａ乃至図３Ｂに示すように、クランプ機構３０は、先端（自由端）にフック３４が形成されたアーム３１と、シャフト３２を介してアーム３１を回動可能に支持する軸受３３と、を有している。フック３４は、側面視で略Ｌ字に屈曲した形状を呈している。アーム３１、シャフト３２、及び軸受３３は、例えば、高い強度を有する炭素鋼等で構成することができる。

本実施形態では、アーム３１及び軸受３３は、上フランジ２２の内周側に配置されている。そして、下フランジ２１がアーム３１のフック３４の係合対象となっている。

図２Ａ及び図２Ｂに示すように、クランプ機構３０は、開放時において、アーム３１が上昇した状態となっている。その結果、アーム３１のフック３４と係合対象（本実施形態では、下フランジ２１）との係合が解除された状態（引っ掛かりが外れた状態）になっている。

これに対し、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、クランプ機構３０は、閉鎖時において、アーム３１が下降した状態となっている。その結果、アーム３１のフック３４と係合対象（本実施形態では、下フランジ２１）とが係合した状態（引っ掛かった状態）になっている。

つまり、クランプ機構３０の閉鎖時において、アーム３１は、下方向に回動して、フック３４を下フランジ２１の下面２１ａ（図３Ａ及び図３Ｂ参照）に係合させることにより、上フランジ２２の内周側と下フランジ２１の内周側とを固定する。

なお、本実施形態では、原子力発電設備の稼働時（発電動作時）において、クランプ機構３０は、閉鎖状態になっている。すなわち、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、アーム３１のフック３４と本体部１１の下フランジ２１とが係合した状態（引っ掛かった状態）になっている。

そして、定期検査時等において、作業員は、前記したバルクヘッドプレート９３（図１参照）の図示せぬマンホールを介してクランプ機構３０にアクセスして、手動でクランプ機構３０を開閉する。

例えば、定期検査の開始時において、作業員は、手動でクランプ機構３０を一時的に開放状態に設定する。すなわち、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、作業員は、手動でアーム３１のフック３４と本体部１１の下フランジ２１との係合を解除した状態（引っ掛かりを外した状態）に設定する。

この後、定期検査の終了時において、作業員は、手動でクランプ機構３０を閉鎖状態に設定する。すなわち、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、作業員は、手動でアーム３１のフック３４と本体部１１の下フランジ２１とを係合させた状態（引っ掛かった状態）に設定する。

なお、定期検査では、本体部１１からトップヘッド１２が取り外され、燃料交換等の作業が行われる。

ただし、アーム３１及び軸受３３は、図５Ａ乃至図６Ｂに示す実施形態３に係るクランプ機構３０Ｂのように、下フランジ２１の内周側に配置することができる。この場合に、上フランジ２２がアーム３１のフック３４の係合対象となる。そして、アーム３１は、上方向に回動して、フック３４を上フランジ２２の上面２２ａ（図６Ａ及び図６Ｂ参照）に係合させる構造となる。

なお、原子炉格納容器１０の上フランジ２２と下フランジ２１の内部には、周方向に等ピッチで、複数のボルト孔７０が上下方向に貫通して形成されている。また、上フランジ２２の下面と下フランジ２１の上面のいずれか一方又は双方（本実施形態では、下フランジ２１の上面）には、周方向に複数本（本実施形態では２本）の溝７４が形成されている。原子炉格納容器１０は、本体部１１にトップヘッド１２が載置され、ボルト孔７０の上部からボルト７１が挿入され、ボルト７１の先端部にナット７２が取り付けられて締結されることで、トップヘッド１２が本体部１１に取り付けられる。その際に、前記した溝７４に組み付けられるように、上フランジ２２と下フランジ２１との間にリング状のガスケット７３が挟み込まれる。ガスケット７３は、下フランジ２１の溝７４に１本ずつ組みつけられ、上フランジ２２の下面に形成されたタング（突起）７５（図２Ｂ参照）で押さえ付けられる。これにより、原子炉格納容器１０は、内部の気体を外部へ放出させないように、密閉構造を形成している。

図２Ａ及び図３Ａに示すように、クランプ機構３０は、好ましくは、隣接する２つのボルト７１の中間位置に配置するとよい。また、クランプ機構３０は、好ましくは、等ピッチでボルト７１と同数だけ配置するとよい。これにより、原子炉格納容器１０は、各クランプ機構３０で主フランジ２０の内周側を均等に固定することができる。

なお、クランプ機構３０は、好ましくは、閉鎖状態（図３Ａ及び図３Ｂ参照）において、フック３４と係合対象（本実施形態では、下フランジ２１）との間に若干の隙間（例えば、数ミリメートル程度の隙間）があるとよい。これにより、クランプ機構３０は、円滑に開閉することができる。

係る構成において、原子炉格納容器１０は、クランプ機構３０を閉鎖状態に設定することにより、トップヘッド１２の上フランジ２２の内周側と本体部１１の下フランジ２１の内周側とをアーム３１で直接固定することができる。

このような原子炉格納容器１０は、従来の原子炉格納容器と異なり、万一重大事故等が発生して、意図せぬ内圧の上昇が発生することがあったとしても、ガスケット７３の内周側で乖離が生じることを抑制することができる。

つまり、原子炉格納容器１０は、意図せぬ内圧の上昇時に、内圧の上昇によるトップヘッド１２の上フランジ２２の内周側と本体部１１の下フランジ２１の内周側との間の開口量（離間量）を所望の許容量以下に抑制することができる。

このような原子炉格納容器１０は、意図せぬ内圧の上昇時に、トップヘッド１２の上フランジ２２と本体部１１の下フランジ２１との間が内周側から開くことを抑制することができる。その結果、原子炉格納容器１０は、密閉構造が損なわれることを抑制することができる。

以上の通り、本実施形態１に係る１０によれば、意図せぬ内圧の上昇時（すなわち、内部温度の上昇時）に、トップヘッド１２の上フランジ２２と本体部１１の下フランジ２１との間が内周側から開くことを抑制することができる。

［実施形態２］
実施形態１に係る原子炉格納容器１０は、定期検査時等において、作業員が前記したバルクヘッドプレート９３（図１参照）の図示せぬマンホールを介して手動でクランプ機構３０（図２Ａ及び図３Ａ参照）を開閉する構造になっている。したがって、実施形態１に係る原子炉格納容器１０は、定期検査時等において、クランプ機構３０の開閉作業を行うことにより、作業員に負担を強いる構造になっている。

これに対し、本実施形態２では、定期検査時等において、そのような開閉作業が不要な原子炉格納容器１０Ａを提供する。

以下、図４Ａ及び図４Ｂを参照して、本実施形態２に係る原子炉格納容器１０Ａに用いるクランプ機構３０Ａの構成について説明する。図４Ａは、本実施形態２に係る原子炉格納容器１０Ａに用いるクランプ機構３０Ａの開放時の構成を示す斜視図である。図４Ｂは、クランプ機構３０Ａの閉鎖時の構成を示す斜視図である。

図４Ａに示すように、本実施形態２に係る原子炉格納容器１０Ａは、実施形態１に係る原子炉格納容器１０（図２Ａ参照）と比較すると、クランプ機構３０の代わりに、クランプ機構３０Ａを備える点で相違している。

クランプ機構３０Ａは、実施形態１のクランプ機構３０（図２Ａ参照）と比較すると、アーム３１の下方に、開放状態のアーム３１を支持するストッパ４２を有している点で相違している。

ストッパ４２は、クランプ機構３０Ａを構成する各部材（すなわち、アーム３１、シャフト３２、及び軸受３３）よりも融点が低い材料で構成されている。例えば、ストッパ４２は、はんだ等の低融点金属で構成されている。

なお、本実施形態では、クランプ機構３０Ａは、実施形態１のクランプ機構３０（図２Ａ乃至図３Ｂ参照）と異なり、原子力発電設備の稼働時（発電動作時）時及び定期検査時に限らず、常時、開放状態になっている。したがって、図４Ａに示すように、クランプ機構３０Ａは、常時、アーム３１のフック３４と本体部１１の下フランジ２１との係合が解除された状態（引っ掛かりが外された状態）になっている。

そして、原子力発電設備の稼働時（発電動作時）において、万一重大事故等が発生して、原子炉格納容器１０内の温度が上昇すると、温度の上昇に伴って、ストッパ４２が溶融する。これにより、ストッパ４２が溶け落ち、ストッパ４２によるアーム３１の支持力が低下する。これにより、アーム３１は、重力を利用して回動を伴いながら落下する。その結果、アーム３１のフック３４が本体部１１の下フランジ２１の下面２１ａに引っ掛かり、アーム３１が本体部１１の下フランジ２１に係合する。

このようなクランプ機構３０Ａは、意図せぬ内圧の上昇時に、トップヘッド１２の上フランジ２２と本体部１１の下フランジ２１とをアーム３１で自動的に固定することができる。

このような本実施形態に係る原子炉格納容器１０Ａは、実施形態１に係る原子炉格納容器１０と異なり、定期検査時等において、作業員がクランプ機構３０Ａの開閉作業が不要である。したがって、本実施形態に係る原子炉格納容器１０Ａは、手動でクランプ機構３０Ａを開閉する手間を省略することができ、その分だけ作業員の負担を軽減することができる。

なお、本実施形態では、好ましくは、定期検査を行う場合に、本体部１１からトップヘッド１２を取り外す前に、作業者は、クランプ機構３０Ａが意図せずに作動していないことを確認するとよい。つまり、作業者は、ストッパ４２の破損等により、クランプ機構３０Ａが閉鎖状態になっていないことを確認するとよい。

このような確認は、作業員がバルクヘッドプレート９３（図１参照）の図示せぬマンホールを介してクランプ機構３０Ａにアクセスすることで、行うことができる。また、このような確認は、アーム３１の昇降状態（上昇及び／又は下降の状態）を検知する検知手段（例えば、図５Ａ乃至図６Ｂに示す実施形態３に係るクランプ機構３０Ｂのリミットスイッチ５１等）を主フランジ２０の内周側に設置することで、容易に行うことができる。リミットスイッチ５１については、後記する。

なお、本実施形態のクランプ機構３０Ａは、好ましくは、実施形態１に係るクランプ機構３０と同様に、閉鎖状態（図３Ａ及び図３Ｂ参照）において、フック３４と係合対象（本実施形態では、下フランジ２１）との間に若干の隙間（例えば、数ミリメートル程度の隙間）があるとよい。これにより、クランプ機構３０Ａは、円滑に開閉することができる。しかも、万一重大事故等が発生して、フック３４や係合対象に歪みが発生することがあったとしても、クランプ機構３０Ａは、確実に閉鎖状態に設定することができる。

以上の通り、本実施形態２に係る原子炉格納容器１０Ａによれば、実施形態１に係る原子炉格納容器１０と同様に、意図せぬ内圧の上昇時（すなわち、内部温度の上昇時）に、トップヘッド１２の上フランジ２２と本体部１１の下フランジ２１との間が内周側から開くことを抑制することができる。

しかも、本実施形態２に係る原子炉格納容器１０Ａによれば、実施形態１に係る原子炉格納容器１０に比べて、手動でクランプ機構３０Ａを開閉する手間を省略することができ、その分だけ作業員の負担を軽減することができる。

［実施形態３］
実施形態１に係る原子炉格納容器１０は、作業者の人手でクランプ機構３０を開閉する構造になっている。

これに対し、本実施形態３では、機械的な駆動部でクランプ機構３０Ｂを自動的に開閉する原子炉格納容器１０Ｂを提供する。

以下、図５Ａ乃至図６Ｂを参照して、本実施形態３に係る原子炉格納容器１０Ｂに用いるクランプ機構３０Ｂの構成について説明する。図５Ａは、本実施形態３に係る原子炉格納容器１０Ｂに用いるクランプ機構３０Ｂの開放時の構成を示す正面図である。図５Ｂは、クランプ機構３０Ｂの開放時の構成を示す側面図である。図６Ａは、クランプ機構３０Ｂの閉鎖時の構成を示す正面図である。図６Ｂは、クランプ機構３０Ｂの閉鎖時の構成を示す側面図である。図５Ａ及び図６Ａは、主フランジ２０の内周側から見たクランプ機構３０Ｂの構成を示している。図５Ｂ及び図６Ｂに示す例では、図面の右側が主フランジ２０の外周側であり、図面の左側が主フランジ２０の内周側である。

図５Ａ乃至図６Ｂに示すように、本実施形態３に係る原子炉格納容器１０Ｂは、実施形態１に係る原子炉格納容器１０（図２Ａ乃至図３Ｂ参照）と比較すると、クランプ機構３０の代わりに、クランプ機構３０Ｂを備える点で相違している。

クランプ機構３０Ｂは、実施形態１のクランプ機構３０（図２Ａ乃至図３Ｂ参照）と比較すると、以下の点で相違している。
（１）アーム３１及び軸受３３は、下フランジ２１の内周側に配置されている。そして、上フランジ２２がアーム３１のフック３４の係合対象となっている。
（２）クランプ機構３０Ｂの閉鎖時において、アーム３１は、上方向に回動して、フック３４を上フランジ２２の上面２２ａ（図６Ａ及び図６Ｂ参照）に係合させることにより、上フランジ２２の内周側と下フランジ２１の内周側とを固定する。
（３）クランプ機構３０Ｂは、モータ４１を有している。
（４）クランプ機構３０Ｂは、アーム３１の昇降状態（上昇及び／又は下降の状態）を検知する検知手段としてのリミットスイッチ５１等を有している。

前記したモータ４１は、クランプ機構３０Ｂを駆動する、つまり、アーム３１を回動させる駆動部である。
また、前記したリミットスイッチ５１は、アーム３１の昇降状態を検知する検知手段である。

本実施形態では、モータ４１は、原子炉格納容器１０Ｂの外部から内部に亘って敷設された図示せぬケーブルを介して外部装置（例えば、原子力発電設備の中央制御室に設置された制御装置）との間で通信を行うものとして説明する。また、モータ４１は、そのケーブルを介して外部から供給された電力で駆動するものとして説明する。

同様に、本実施形態では、リミットスイッチ５１は、原子炉格納容器１０Ｂの外部から内部に亘って敷設された図示せぬケーブルを介して外部装置（例えば、原子力発電設備の中央制御室に設置された制御装置）との間で通信を行うものとして説明する。また、リミットスイッチ５１は、そのケーブルを介して外部から供給された電力で駆動するものとして説明する。

モータ４１、リミットスイッチ５１、及び、これらに付随するケーブルは、定期検査時に、本体部１１の内部に貯蔵される水で水没するため、耐水性を有するものを使用するものとする。

ただし、モータ４１は、無線通信手段を内蔵しており、前記した外部装置との間で無線通信を行うようにしてもよい。また、モータ４１は、バッテリを内蔵しており、そのバッテリの電源で駆動するようにしてもよい。

同様に、リミットスイッチ５１は、無線通信手段を内蔵しており、前記した外部装置との間で無線通信を行うようにしてもよい。また、リミットスイッチ５１は、バッテリを内蔵しており、そのバッテリの電源で駆動するようにしてもよい。

図５Ａ乃至図６Ｂに示すように、前記したモータ４１（駆動部）は、下フランジ２１の内周側に配置されている。モータ４１（駆動部）は、同じく下フランジ２１の内周側に配置された軸受３３を貫通するシャフト３２の先端部に回転軸が連結されている。シャフト３２とアーム３１は、溶接により一体化又はキー溝を介して噛合している。クランプ機構３０Ｂは、モータ４１を駆動させることにより、アーム３１を昇降させる。これにより、クランプ機構３０Ｂは、作業者の人手によらずに、機械的な駆動部で選択的に開放状態又は閉鎖状態に設定することができる。

なお、本実施形態では、原子力発電設備の稼働時（発電動作時）において、クランプ機構３０Ｂは、実施形態１のクランプ機構３０（図２Ａ乃至図３Ｂ参照）と同様に、閉鎖状態になっている。すなわち、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、アーム３１のフック３４とトップヘッド１２の上フランジ２２とが係合した状態（引っ掛かった状態）になっている。

そして、定期検査時の開始時において、クランプ機構３０Ｂは、前記した外部装置（例えば、原子力発電設備の中央制御室に設置された制御装置）から送信される制御信号で開放動作が指示される。すると、クランプ機構３０Ｂは、開放方向にモータ４１を駆動させて、アーム３１を下方向に回動させる。その結果、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、アーム３１のフック３４がトップヘッド１２の上フランジ２２の上面２２ａから外れ、アーム３１とトップヘッド１２の上フランジ２２との係合が解除される。これにより、クランプ機構３０Ｂは、閉鎖状態から開放状態に変化する。

この後、定期検査の終了時において、クランプ機構３０Ｂは、前記した外部装置から送信される制御信号で閉鎖動作が指示される。すると、クランプ機構３０Ｂは、閉鎖方向にモータ４１を駆動させて、アーム３１を上方向に回動させる。その結果、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、アーム３１のフック３４がトップヘッド１２の上フランジ２２の上面２２ａに引っ掛かり、アーム３１がトップヘッド１２の上フランジ２２に係合する。これにより、クランプ機構３０Ｂは、開放状態から閉鎖状態に変化（復帰）する。

このように、クランプ機構３０Ｂは、前記した外部装置から送信される制御信号に基づいて任意の方向にモータ４１を駆動させることで、選択的に開放状態又は閉鎖状態に設定することができる。

なお、本実施形態では、定期検査を行う場合に、本体部１１からトップヘッド１２を取り外す前に、作業者は、クランプ機構３０Ｂが開放状態になっていること（閉鎖状態になっていないこと）を確認する。本実施形態では、このような確認は、前記したリミットスイッチ５１（検知手段）を用いて行われる。

前記したリミットスイッチ５１（検知手段）は、アーム３１に設けられたストライカ５３に当接するレバー５２を有している。ストライカ５３は、アーム３１の側面から略水平方向に突出するにように設けられた突出部である。

図５Ａ及び図５Ｂに示すように、本実施形態では、クランプ機構３０Ｂが開放されている場合に、アーム３１が下降状態になっている。その状態において、アーム３１のストライカ５３が、図５Ｂにおいて右方向に、リミットスイッチ５１のレバー５２を押し込んでいる。つまり、クランプ機構３０Ｂが開放されている場合に、リミットスイッチ５１のレバー５２は、アーム３１によって押し込まれた押し込み状態になっている。

これに対して、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、本実施形態では、クランプ機構３０Ｂが閉鎖されている場合に、アーム３１が上昇状態になっている。その状態において、アーム３１のストライカ５３が、リミットスイッチ５１のレバー５２から外れて、レバー５２を押し込まない状態になっている。その結果、リミットスイッチ５１のレバー５２が、図５Ｂに示す状態から図６Ｂに示す状態に変化（復帰）する。つまり、クランプ機構３０Ｂが閉鎖されている場合に、リミットスイッチ５１のレバー５２は、図６Ｂにおいて左方向に、回動した復帰状態になっている。

リミットスイッチ５１は、レバー５２の押し込み状態又は復帰状態に応じて、アーム３１の昇降状態に応じた信号を前記した外部装置（例えば、原子力発電設備の中央制御室に設置された制御装置）に発信する。

前記した外部装置は、リミットスイッチ５１から発信された信号に基づいて、アーム３１の昇降状態を検知する。そして、前記した外部装置は、中央制御室に設置されたコントロールパネルのランプに対して、アーム３１の昇降状態に応じた色を点灯させる。中央制御室で作業している管理者は、ランプの色に基づいて、アーム３１の昇降状態を判別することができ、クランプ機構３０Ｂの開閉状態をモニタリングすることができる。

以上の通り、本実施形態３に係る原子炉格納容器１０Ｂによれば、実施形態１に係る原子炉格納容器１０と同様に、意図せぬ内圧の上昇時（すなわち、内部温度の上昇時）に、トップヘッド１２の上フランジ２２と本体部１１の下フランジ２１との間が内周側から開くことを抑制することができる。

しかも、本実施形態３に係る原子炉格納容器１０Ｂによれば、実施形態１に係る実施形態１に係る原子炉格納容器１０に比べて、機械的な駆動部でクランプ機構３０Ｂを自動的に開閉することができる。

本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施形態の構成の一部を他の構成に置き換えることが可能であり、また、実施形態の構成に他の構成を加えることも可能である。また、各構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

＜第１変形例＞
例えば、前記した実施形態１に係るクランプ機構３０は、図７に示すように変形することができる。図７は、実施形態１に係るクランプ機構３０の第１変形例を示す側面図である。

図７に示すように、第１変形例では、クランプ機構３０は、フック３４の係合対象である下フランジ２１の方向に、アーム３１を引き寄せる磁力を発生する電磁石６１を有している。図７に示す例では、電磁石６１は、アーム３１の主フランジ２０に対向する面に配置されている。この構成のクランプ機構３０は、閉鎖状態において、電磁石６１を作動させることで、アーム３１の保持力を強化することができる。そのため、この構成のクランプ機構３０は、強い保持力でトップヘッド１２の上フランジ２２の内周側と本体部１１の下フランジ２１の内周側とを固定することができる。

なお、電磁石６１は、アーム３１の主フランジ２０に対向する面ではなく、主フランジ２０のアーム３１に対向する面に配置するようにしてもよい。また、電磁石６１は、実施形態１に係るクランプ機構３０だけでなく、他の実施形態に係るクランプ機構３０Ａ，３０Ｂに用いるようにしてもよい。

＜第２変形例＞
例えば、前記した実施形態１に係るクランプ機構３０は、図８に示すように変形することができる。図８は、実施形態１に係るクランプ機構３０の第２変形例を示す斜視図である。

図８に示すように、第２変形例では、クランプ機構３０がプレート部材８１に取り付けられてモジュール化されている。以下、モジュール化されたクランプ機構３０をクランプ機構モジュール８０と称する。クランプ機構モジュール８０は、主フランジ２０の所望の場所（例えば、図８に示す溶接取付部８９）に溶接固定される。

第２変形例では、クランプ機構３０がモジュール化されている。そのため、第２変形例は、原子炉格納容器１０の製造現場でのクランプ機構３０の取り付け作業を容易化することができる。これにより、第２変形例は、原子炉格納容器１０の製造コストを低減することができる。

なお、他の実施形態のクランプ機構３０Ａ，３０Ｂも、クランプ機構３０と同様に、プレート部材８１に取り付けることで、モジュール化することができる。

１０，１０Ａ，１０Ｂ 原子炉格納容器
１１ 本体部
１１ａ 上端開口部
１２ トップヘッド（蓋体）
１２ａ 下端開口部
２０ 主フランジ
２１ 下フランジ
２１ａ 下面
２２ 上フランジ
２２ａ 上面
３０，３０Ａ，３０Ｂ クランプ機構
３１ アーム
３２ シャフト
３３ 軸受
３４ フック
４１ モータ（駆動部）
４２ ストッパ
５１ リミットスイッチ（検知手段）
５２ レバー
５３ ストライカ（突当部）
６１ 電磁石
７０ ボルト孔
７１ ボルト
７２ ナット
７３ ガスケット
７４ 溝
７５ タング（突起）
８０ クランプ機構モジュール
８１ プレート部材
８９ 溶接取付部
９０ 原子炉圧力容器
９１ ドライウェル
９２ サプレッションチェンバ
９３ バルクヘッドプレート

Claims (6)

1. 原子炉圧力容器を格納する本体部と、
   前記本体部の上端開口部に取り付けられた蓋状のトップヘッドと、
   前記トップヘッドの下端開口部の周縁部に形成された上フランジと前記本体部の上端開口部の周縁部に形成された下フランジとを固定するクランプ機構と、を備え、
   前記クランプ機構は、
   先端にフックが形成されたアームと、
   シャフトを介して前記アームを回動可能に支持する軸受と、を有し、
   前記アーム及び前記軸受は、前記上フランジの内周側に配置されており、
   前記アームは、下方向に回動して、前記フックを前記下フランジに係合させることにより、前記上フランジの内周側と前記下フランジの内周側とを固定する
   ことを特徴とする原子炉格納容器。
2. 原子炉圧力容器を格納する本体部と、
   前記本体部の上端開口部に取り付けられた蓋状のトップヘッドと、
   前記トップヘッドの下端開口部の周縁部に形成された上フランジと前記本体部の上端開口部の周縁部に形成された下フランジとを固定するクランプ機構と、を備え、
   前記クランプ機構は、
   先端にフックが形成されたアームと、
   シャフトを介して前記アームを回動可能に支持する軸受と、を有し、
   前記アーム及び前記軸受は、前記下フランジの内周側に配置されており、
   前記アームは、上方向に回動して、前記フックを前記上フランジに係合させることにより、前記上フランジの内周側と前記下フランジの内周側とを固定する
   ことを特徴とする原子炉格納容器。
3. 請求項１又は請求項２に記載の原子炉格納容器において、
   前記アームを回動駆動する駆動部を備える
   ことを特徴とする原子炉格納容器。
4. 請求項１に記載の原子炉格納容器において、
   前記クランプ機構は、前記アームの下方に、開放状態の前記アームを支持するストッパを有し、
   前記ストッパは、前記クランプ機構を構成する各部材よりも融点が低い材料で構成されており、事故時に、容器内の温度上昇に伴って溶融して前記アームを落下させることで、前記上フランジと前記下フランジとを固定する
   ことを特徴とする原子炉格納容器。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の原子炉格納容器において、
   前記上フランジ及び前記下フランジのいずれか一方の内周側に、前記アームの昇降状態を検知する検知手段を備える
   ことを特徴とする原子炉格納容器。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の原子炉格納容器において、
   前記フックの係合対象である前記上フランジ又は前記下フランジの方向に、前記アームを引き寄せる磁力を発生する電磁石を有する
   ことを特徴とする原子炉格納容器。

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