JP7434141B2 - 原子炉圧力容器ペデスタル及び原子炉圧力容器ペデスタルを有する原子炉格納容器 - Google Patents

Description

本発明は、原子炉圧力容器ペデスタル及び原子炉圧力容器ペデスタルを有する原子炉格納容器に関する。

原子炉圧力容器ペデスタルは、原子炉圧力容器を支持する円筒形（円筒状）の構造物である。一般的に、原子炉圧力容器ペデスタルは、鋼板とコンクリートとによって構成され、原子炉圧力容器及びガンマ線遮蔽壁から伝達される鉛直荷重、地震荷重、事故時荷重及び熱荷重に対して、十分な耐力を有するように設計される。

また、一般的に、原子力プラントは、原子炉格納容器の外側に、圧力障壁であり、放射性物質の放出・散乱に対する障壁である原子炉格納容器バウンダリを有する。

こうした技術分野における背景技術として、特開２０１９－０４５４３３号公報（以下、特許文献１）がある。

特許文献１には、原子炉の炉心を内包する原子炉圧力容器と、原子炉圧力容器を支持する円筒形の原子炉圧力容器ペデスタルと、原子炉圧力容器ペデスタルの内側において、原子炉圧力容器と床面との間の空間に設置され、冷却水が流通する伝熱管群と、を有する原子炉格納容器が記載されている（要約参照）。

特開２０１９－０４５４３３号公報

原子力プラントは、初期資本費の低減と避難準備区域の縮小とを目的として、その小型化が必要とされる。

しかし、従来、原子力プラントは、原子炉圧力容器ペデスタルと原子炉格納容器バウンダリとが離れた構造であった。原子炉圧力容器ペデスタルと原子炉格納容器バウンダリとが離れた構造であった場合には、基礎部である原子炉格納容器の下部周囲にスペースを確保しなくてはならず、大型化を回避することができない。

また、特許文献１には、原子力プラントの小型化を実現するための、原子炉圧力容器ペデスタル及び原子炉圧力容器ペデスタルを有する原子炉格納容器は記載されていない。

そこで、本発明は、基礎部である原子炉格納容器の下部周囲のスペースを削減し、原子力プラントの小型化を実現する、原子炉圧力容器ペデスタル及び原子炉圧力容器ペデスタルを有する原子炉格納容器を提供する。

上記した課題を解決するため、本発明の原子炉圧力容器ペデスタルは、原子炉圧力容器の周囲に設置され、原子炉圧力容器を支持し、放射性物質の放出及び散乱に対する障壁となる円筒形の構造物であり、原子炉圧力容器の中心軸を中心に同心円状に、鋼板によって構成される内筒と鋼板によって構成される外筒との二重構造を有し、上部と下部との２つの構造によって構成され、外筒と内筒との間であって、原子炉圧力容器の底部より上方である上部には、コンクリートが充填され、外筒と内筒との間であって、原子炉圧力容器の底部より下方である下部には、空間が形成されると共に原子炉圧力容器を中心に放射状に縦リブが設置さることを特徴とする。

また、本発明の原子炉格納容器は、上記した原子炉圧力容器ペデスタルを有することを特徴とする。

本発明によれば、基礎部である原子炉格納容器の下部周囲のスペースを削減し、原子力プラントの小型化を実現する、原子炉圧力容器ペデスタル及び原子炉圧力容器ペデスタルを有する原子炉格納容器を提供することができる。

なお、上記した以外の課題、構成及び効果については、下記する実施例の説明により、明らかにされる。

実施例１に記載する原子炉格納容器２が設置される沸騰水型原子力プラント２０を説明する説明図である。 実施例１に記載する原子炉圧力容器ペデスタル４と基礎スラブ３との関係を説明する説明図である。 実施例１に記載する原子炉圧力容器ペデスタル４を説明する上面図である。 実施例２に記載する原子炉圧力容器ペデスタル４を説明する上面図である。 実施例３に記載する原子炉格納容器２が設置される沸騰水型原子力プラント２０を説明する説明図である。

以下、本発明の実施例を、図面を使用して、説明する。なお、実質的に同一又は類似の構成には同一の符号を付し、説明が重複する場合には、その説明を省略する場合がある。

先ず、実施例１に記載する原子炉格納容器２が設置される沸騰水型原子力プラント２０を説明する。

図１は、実施例１に記載する原子炉格納容器２が設置される沸騰水型原子力プラント２０を説明する説明図である。

沸騰水型原子力プラント２０は、原子炉格納容器２と、原子炉格納容器２の内部に設置され、その内部に沸騰水型原子炉が設置される原子炉圧力容器１と、原子炉格納容器２の内部に配置され、原子炉圧力容器１の周囲に設置され、原子炉圧力容器１を支持する円筒形（円筒状）の構造物である原子炉圧力容器ペデスタル４と、を有する。

なお、原子炉格納容器２が、地上に設置される場合には、原子炉格納容器２は、原子炉建屋１１の内部に設置される。また、原子炉格納容器２が、地中に設置される場合には、原子炉格納容器２は、地中の側壁１１の内部に設置される。

そして、原子炉格納容器２は、基礎部であり、コンクリートからなる基礎スラブ３上に設置される。

また、原子炉格納容器２の底部（原子炉圧力容器２の下方）には、原子炉格納容器２の内部の気密性を確保するために、下鏡９が設置される。なお、下鏡９は炭素鋼からなる。なお、原子炉圧力容器１が設置される原子炉圧力容器ペデスタル４の内側であって、下鏡９の上方は、全てドライウェルとなる。

つまり、原子炉格納容器２は、原子炉圧力容器１と、原子炉圧力容器ペデスタル４と、下鏡９と、を有する。

特に、原子炉圧力容器１を支持し、遮蔽効果を有する原子炉圧力容器ペデスタル４は、円筒形を有し、その上部は鋼板（炭素鋼）とコンクリートとによって構成され、その下部は鋼板（炭素鋼）によって構成される。つまり、原子炉圧力容器ペデスタル４は、上部と下部との２つの構造によって、構成される。

なお、上部は、外筒５である鋼板（炭素鋼）、コンクリート、内筒６である鋼板（炭素鋼）の構造を有し、下部は、外筒５である鋼板（炭素鋼）、空間、内筒６である鋼板（炭素鋼）の構造を有する。

このように、原子炉圧力容器ペデスタル４は、原子炉圧力容器１の周囲に設置され、原子炉圧力容器１を支持する円筒形の構造物であり、鋼板によって構成される内筒６と鋼板によって構成される外筒５との二重構造（二重円筒構造体）を有し、外筒５と内筒６との間には、空間が形成される。

そして、原子炉圧力容器ペデスタル４は、上部と下部との２つの構造によって構成され、上部は、外筒５と内筒６との間にコンクリートが充填され、下部は、外筒５と内筒６との間に空間が形成される。

また、上部とは、原子炉圧力容器１の底部より概ね上方を意味し、下部とは、原子炉圧力容器１の底部より概ね下方を意味する。つまり、原子炉格納容器２の内部における原子炉圧力容器１の設置位置の上下方向に対して、上部は、概ねこの原子炉圧力容器１が設置されている位置であり、下部は、概ねこの原子炉圧力容器１が設置されていない位置である。

次に、実施例１に記載する原子炉圧力容器ペデスタル４と基礎スラブ３との関係を説明する。

図２は、実施例１に記載する原子炉圧力容器ペデスタル４と基礎スラブ３との関係を説明する説明図である。

原子炉圧力容器ペデスタル４の下部（以下、単に、原子炉圧力容器ペデスタル４）は、炭素鋼からなる外筒５と炭素鋼からなる内筒６とを有し、外筒５と内筒６とは、アンカーボルト７によって、基礎スラブ３に固定される。そして、下鏡９は、原子炉格納容器２の内部の気密性を確保するため、内筒６を貫通し、外筒５に設置される。つまり、下鏡９は、原子炉圧力容器ペデスタル４の内側に設置される。

また、外筒５と内筒６との間には、外筒５と内筒６とを安定させる縦リブ１２（図３参照）が設置される。

そして、外筒５、内筒６及び縦リブ１２は、原子炉圧力容器１から伝達される鉛直荷重、地震荷重、事故時荷重及び熱荷重を、受け、これら荷重を、アンカーボルト７を介して、基礎スラブ３へ伝達させる。

次に、実施例１に記載する原子炉圧力容器ペデスタル４を説明する。

図３は、実施例１に記載する原子炉圧力容器ペデスタル４を説明する上面図である。

原子炉圧力容器ペデスタル４は、原子炉圧力容器１の周囲の位置に設置され、原子炉圧力容器１の中心軸を中心に、同心円状に、外筒５と内筒６とが設置され、二重構造を有する。

このように、二重構造を有する外筒５と内筒６とは、原子炉圧力容器１のシビアアクシデント（事故）時に発生する圧力（圧力上昇）に対して、十分な厚さを有する。

また、外筒５と内筒６との間（下部）には、縦リブ１２が、原子炉圧力容器１を中心に、放射状に、溶接によって、設置される。そして、外筒５と内筒６との間には、コンクリートは充填されず、空間が形成される。

そして、原子炉圧力容器ペデスタル４は、上部及び下部を有する構造、並びに、外筒５、内筒６及び縦リブ１２を有する構造により、シビアアクシデント時に発生する圧力に対して、耐圧機能を維持する。

つまり、外筒５（鋼板）及び内筒６（鋼板）を有する原子炉圧力容器ペデスタル４を、シビアアクシデント時に発生する圧力に対して、耐えることができる構造にすることにより、原子炉格納容器バウンダリとしての機能も兼ね備えることができる。

このように、実施例１に記載する原子炉圧力容器ペデスタル４（上部及び下部）は、原子炉格納容器バウンダリの機能を兼ね備え、放射性物質の放出・散乱に対する障壁となる。

この沸騰水型原子力プラント２０はサプレッションプールを設置せず、これにより、従来あった原子炉圧力容器ペデスタルと原子炉格納容器バウンダリとの間のスペースを省略することができ、基礎部である原子炉格納容器２の下部周囲のスペースを削減し、沸騰水型原子力プラント２０の小型化を実現し、沸騰水型原子力プラント２０の建設コストを低減することができる。

また、下部の内筒６には、外筒５と内筒６との間に形成される空間に対して、検査員の出入が可能なように、マンホール８などのアクセス経路が設置される。

このように、原子炉圧力容器ペデスタル４は、外筒５と内筒６との間には、コンクリートが充填されず、空間が形成され、この空間に出入するためのアクセス経路が設置されるため、原子炉圧力容器ペデスタル４を、外筒５と内筒６との間から、目視にて、検査することができる。

更に、この空間に、梯子を設置することにより、作業効率を向上することができる。

また、これにより、外筒５と内筒６との間から溶接補修や再塗装など、メンテナンスをすることができ、原子炉圧力容器ペデスタル４としての信頼性を維持すると共に、原子炉格納容器バウンダリとしての信頼性を維持することができる。

次に、実施例２に記載する原子炉圧力容器ペデスタル４を説明する。

図４は、実施例２に記載する原子炉圧力容器ペデスタル４を説明する上面図である。

実施例１では、内筒６に、外筒５と内筒６との間に形成される空間に対して、検査員の出入が可能なように、マンホール８などのアクセス経路が設置される。一方、実施例２では、内筒６に、外筒５と内筒６との間に形成される空間に対して、検査員の出入が可能なように、内筒６の一部と縦リブ１２とにより、カットティーを形成し、アクセス経路を形成する。

これにより、原子炉圧力容器ペデスタル４を、外筒５と内筒６との間から、目視検査することができ、溶接補修と再塗装などのメンテナンスをすることができる。

次に、実施例３に記載する原子炉格納容器２が設置される沸騰水型原子力プラント２０を説明する。

図５は、実施例３に記載する原子炉格納容器２が設置される沸騰水型原子力プラント２０を説明する説明図である。

実施例１では、原子炉格納容器２の底部に、原子炉格納容器２の内部の気密性を確保するため、下鏡９が設置される。一方、実施例３では、外筒５の内側であって、基礎スラブ３上に、原子炉格納容器２の内部の気密性を確保するため、炭素鋼からなるライナー１０が設置される。

これにより、シビアアクシデント時に発生する圧力に対する、気密性を維持することができる。

なお、本発明は上記した実施例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、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために、具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を有するものに限定されるものではない。

また、ある実施例の構成の一部を、他の実施例の構成の一部に置換することもできる。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を追加することもできる。また、各実施例の構成の一部について、それを削除し、他の構成の一部を追加し、他の構成の一部と置換することもできる。

１…原子炉圧力容器、２…原子炉格納容器、３…基礎スラブ、４…原子炉圧力容器ペデスタル、５…外筒、６…内筒、７…アンカーボルト、８…マンホール、９…下鏡、１０…ライナー、１１…原子炉建屋、１２…縦リブ、２０…沸騰水型原子力プラント。

Claims (5)

1. 原子炉圧力容器の周囲に設置され、前記原子炉圧力容器を支持し、放射性物質の放出及び散乱に対する障壁となる円筒形の構造物であり、前記原子炉圧力容器の中心軸を中心に同心円状に、鋼板によって構成される内筒と鋼板によって構成される外筒との二重構造を有し、上部と下部との２つの構造によって構成され、
   前記外筒と前記内筒との間であって、前記原子炉圧力容器の底部より上方である上部には、コンクリートが充填され、
   前記外筒と前記内筒との間であって、前記原子炉圧力容器の底部より下方である下部には、空間が形成されると共に前記原子炉圧力容器を中心に放射状に縦リブが設置されることを特徴とする原子炉圧力容器ペデスタル。
2. 請求項１に記載する原子炉圧力容器ペデスタルであって、
   前記内筒には、前記外筒と前記内筒との間に形成される空間に対して、検査員の出入が可能なアクセス経路が設置されることを特徴とする原子炉圧力容器ペデスタル。
3. 請求項１に記載する原子炉圧力容器ペデスタルを有することを特徴とする原子炉格納容器。
4. 請求項３に記載する原子炉格納容器であって、
   その底部に、その内部の気密性を確保する下鏡が設置されることを特徴とする原子炉格納容器。
5. 請求項３に記載する原子炉格納容器であって、
   前記外筒の内側であって、基礎部である基礎スラブ上に、その内部の気密性を確保するライナーが設置されることを特徴とする原子炉格納容器。

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