WO2019155720A1 - 原子炉建屋 - Google Patents

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reactor
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reactor building
reactor containment
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宏行 能地
豊 廣田
茂樹 阿部
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日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社
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    • G21C13/00—Pressure vessels; Containment vessels; Containment in general
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21D—NUCLEAR POWER PLANT
    • G21D3/00—Control of nuclear power plant
    • G21D3/04—Safety arrangements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Definitions

  • the present invention relates to a reactor building that houses a reactor containment vessel and a spent fuel storage pool.
  • Patent Document 1 discloses a reactor building that houses a reactor containment vessel (primary containment vessel) and a spent fuel storage pool disposed on the upper side of the reactor containment vessel.
  • the reactor building includes a cylindrical side wall disposed outside the containment vessel, a roof connected to the upper side of the side wall, and a plurality of horizontally extending so as to connect the reactor containment vessel and the side wall. And the inner wall.
  • An object of the present invention is to provide a reactor building capable of enhancing structural strength and earthquake resistance.
  • the present invention provides a reactor building that houses a reactor containment vessel and a spent fuel storage pool disposed on the upper side of the reactor containment vessel.
  • a cylindrical protective wall disposed on the upper side of the protective wall, a dome-shaped protective roof connected to the upper side of the protective wall, a horizontal extension so as to connect the reactor containment vessel and the protective wall, and a foundation
  • a plurality of spoke walls extending vertically from the slab to the top slab.
  • FIG. 4 is a horizontal sectional view showing the structure of a reactor building in one embodiment of the present invention, and corresponds to a horizontal sectional view taken along a line II in FIG.
  • FIG. 4 is a horizontal sectional view showing the structure of the reactor building in one embodiment of the present invention, and corresponds to a horizontal sectional view taken along section II-II in FIG.
  • FIG. 3 is a vertical sectional view showing the structure of a reactor building in an embodiment of the present invention, and corresponds to a vertical sectional view taken along a section III-III in FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 4 is a vertical sectional view showing the structure of a reactor building in one embodiment of the present invention, and corresponds to a vertical sectional view taken along a section IV-IV in FIGS.
  • FIGS. 3 and 4 are vertical sectional views showing the structure of the reactor building in the present embodiment
  • 1 corresponds to a horizontal sectional view taken along the line II in FIG. 3
  • FIG. 2 corresponds to a horizontal sectional view taken along the section II-II in FIG. 3
  • FIG. 4 corresponds to a vertical sectional view taken along section IV-IV in FIGS.
  • the hatching in FIG. 1 is for identifying the cylindrical protective wall and the spoke wall
  • the hatching in FIG. 2 is for identifying the pool girder.
  • the hatching in FIG. 3 is for identifying a cylindrical protective wall, a dome-shaped protective roof, and a spoke wall
  • the hatching in FIG. 4 is a cylindrical protective wall, a dome-shaped protective roof, And for identifying the pool girder in addition to the spoke walls.
  • the reactor building 1 of the improved boiling water reactor has a steel concrete structure, for example, and houses a reactor containment vessel 2, a spent fuel storage pool 3, a suppression pool (not shown), and the like.
  • the reactor containment vessel 2 is configured from the basic slab 4 to the top slab 5 and accommodates a reactor pressure vessel (not shown).
  • the spent fuel storage pool 3 is arranged on the upper side of the reactor containment vessel 2 and is formed between the pool girders 6A and 6B.
  • an operation floor 7 for performing a fuel replacement operation or the like is provided on the upper side of the pool girders 6A and 6B and outside the spent fuel storage pool 3, for example.
  • the pool girders 6A and 6B are raised from the top slab 5, extend linearly in the horizontal direction (vertical direction in FIG. 2), and both ends are connected to a protective wall 8 (side wall) described later. .
  • the reactor building 1 is arranged outside the reactor containment vessel 2 and has a cylindrical protective wall 8 raised from the basic slab 4 and a dome shape (in other words, a spherical crown shape) connected to the upper side of the protective wall 8. ) Protective roof 9 (roof). Further, the reactor building 1 is arranged outside the protective wall 8, and is a rectangular tube-shaped protective wall 10 ⁇ / b> A raised from the basic slab 4, and arranged outside the protective wall 10 ⁇ / b> A and raised from the basic slab 4. And a square cylindrical protective wall 10B. That is, the protective wall 8 is the final barrier against flying objects from the side or diagonally above. For this reason, an isolation valve or the like (not shown) is disposed inside the protective wall 8.
  • the reactor building 1 extends in a straight line in the horizontal direction so as to connect the reactor containment vessel 2 and the protective wall 8 and also extends in a straight line in the vertical direction from the foundation slab 4 to the top slab 5 (in other words, For example, the wall portions of each floor have the same horizontal position and are continuous in the vertical direction).
  • the reactor containment vessel 2 and the protective wall 8 are connected to and integrated with the spoke walls 11A to 11J via the floors of the respective floors.
  • the spoke walls 11A and 11B are arranged on the horizontal side one side (right side in FIG. 1) and the opposite side (left side in FIG. 1) of the nuclear reactor containment vessel 2 to form a pair. Is placed on top.
  • the spoke walls 11C and 11D are arranged on one side in the horizontal direction (upper right side in FIG. 1) and the opposite side (lower left side in FIG. 1) of the reactor containment vessel 2 to form a pair. It is arranged on the straight line.
  • the spoke walls 11E and 11F are arranged in pairs on one side of the reactor containment vessel 2 in the horizontal direction (lower right side in FIG. 1) and the other side (upper left side in FIG. 1). They are arranged on the same straight line.
  • the spoke walls 11G and 11H are arranged in pairs on the one side in the horizontal direction (upper side in FIG. 1) and the opposite side (lower side) of the reactor containment vessel 2, respectively, and are on the same straight line when viewed from above. And it arrange
  • the spoke walls 11I and 11J are arranged on the horizontal side one side (upper side in FIG. 1) and the opposite side (lower side in FIG. 1) of the nuclear reactor containment vessel 2, respectively. It arrange
  • the reactor building 1 of this embodiment has a triple structure composed of protective walls 8, 10A, 10B. Since the protective wall 8 is formed in a cylindrical shape and the protective roof 9 is formed in a dome shape, it is possible to protect against flying objects from all directions.
  • the spoke walls 11A to 11J extend from the basic slab 4 to the top slab 5 in the vertical direction. Therefore, for example, compared with the case where the spoke wall does not extend from the foundation slab 4 to the top slab 5 (in other words, when the horizontal position of the wall portion of each floor is different and not continuous in the vertical direction), the structural strength is reduced. Can be increased. More specifically, even if a flying object collides with the ground portion of the protective roof 9 or the protective wall 8, the impact force is efficiently applied to the ground via the protective wall 8, the spoke walls 11A to 11J, and the foundation slab 4. Can communicate well.
  • spoke walls 11A and 11B are arranged on one side and the opposite side of the reactor containment vessel 2 in the horizontal direction to form a pair, and are arranged on the same straight line when viewed from above.
  • the earthquake resistance can be enhanced by the above-described structure. Further, by increasing the structural strength, it is not necessary to increase the thickness of the ground side portions of the protective roof 9 and the protective wall 8, and the weights thereof can be suppressed. From this viewpoint, the earthquake resistance can be improved.
  • the portal structure is formed by the combination of the spoke walls 11G and 11H and the pool girder 6A, or the combination of the spoke walls 11I and 11J and the pool girder 6B.
  • both end portions of the pool girders 6A and 6B are connected to the protective wall 8, and the spoke walls 11G and 11H are arranged so as to overlap the pool girder 6A when viewed from above.
  • spoke walls 11I and 11J are arranged so as to overlap with the pool girder 6B as viewed from above.
  • the spoke walls 11G and 11H may not be disposed so as to overlap the pool girder 6A when viewed from above, or the spoke walls 11I and 11J may overlap with the pool girder 6B when viewed from above. It does not need to be arranged.
  • both end portions of the pool girders 6 ⁇ / b> A and 6 ⁇ / b> B may not be connected to the protective wall 8.
  • the spoke walls are arranged on the same straight line when viewed from the upper side and are arranged in pairs on the one side and the opposite side of the reactor containment vessel 2 in the horizontal direction.
  • the present invention is not limited to this and can be modified without departing from the spirit and technical idea of the present invention. That is, although the structural strength is slightly reduced, spoke walls that are not arranged on the same straight line when viewed from above may be provided without forming a pair.

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Abstract

構造強度及び耐震性を高めることができる原子炉建屋を提供する。 原子炉建屋（１）は、原子炉格納容器（２）と、原子炉格納容器（２）の上側に配置された使用済燃料貯蔵プール（３）とを収納する。原子炉建屋（１）は、原子炉格納容器（２）の外側に配置された円筒状の防護壁（８）と、防護壁（８）の上側に設けられたドーム状の防護屋根（９）と、原子炉格納容器（２）と防護壁（８）を接続するように水平方向に延在すると共に、基礎スラブ（４）からトップスラブ（５）まで鉛直方向に延在する複数のスポーク壁（１１Ａ）～（１１Ｊ）とを備える。

Description

原子炉建屋
　本発明は、原子炉格納容器及び使用済燃料貯蔵プールを収納する原子炉建屋に関する。
　特許文献１は、原子炉格納容器（一次格納容器）と、原子炉格納容器の上側に配置された使用済燃料貯蔵プールとを収納する原子炉建屋を開示している。この原子炉建屋は、原子炉格納容器の外側に配置された円筒状の側壁と、側壁の上側に接続された屋根と、原子炉格納容器と側壁を接続するように水平方向に延在する複数の内壁とを備えている。
特開平１１－１７４１８９号公報
　近年、航空機等の飛来物の衝突に対する原子炉建屋の耐性強化が求められている。そこで、例えば屋根及び地上側の壁部分の厚みを増すことにより、構造強度を高めることが考えられる。しかし、この場合、屋根及び地上側の壁部分の重量が増えるため、耐震性が低下する。
　本発明の目的は、構造強度及び耐震性を高めることができる原子炉建屋を提供することにある。
　上記目的を達成するために、本発明は、原子炉格納容器と、前記原子炉格納容器の上側に配置された使用済燃料貯蔵プールとを収納する原子炉建屋において、前記原子炉格納容器の外側に配置された円筒状の防護壁と、前記防護壁の上側に接続されたドーム状の防護屋根と、前記原子炉格納容器と前記防護壁を接続するように水平方向に延在する共に、基礎スラブからトップスラブまで鉛直方向に延在する複数のスポーク壁とを備える。
　本発明によれば、構造強度及び耐震性を高めることができる。
本発明の一実施形態における原子炉建屋の構造を表す水平断面図であって、図３中断面Ｉ－Ｉによる水平断面図に相当する。 本発明の一実施形態における原子炉建屋の構造を表す水平断面図であって、図３中断面II－IIによる水平断面図に相当する。 本発明の一実施形態における原子炉建屋の構造を表す鉛直断面図であって、図１及び図２中断面III－IIIによる鉛直断面図に相当する。 本発明の一実施形態における原子炉建屋の構造を表す鉛直断面図であって、図１及び図２中断面IV－IVによる鉛直断面図に相当する。
　本発明の一実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
　図１及び図２は、本実施形態における原子炉建屋の構造を表す水平断面図であり、図３及び図４は、本実施形態における原子炉建屋の構造を表す鉛直断面図である。図１は、図３中断面Ｉ－Ｉによる水平断面図に相当し、図２は、図３中断面II－IIによる水平断面図に相当する。図３は、図１及び図２中断面III－IIIによる鉛直断面図に相当し、図４は、図１及び図２中断面IV－IVによる鉛直断面図に相当する。
　なお、図１中のハッチングは、円筒状の防護壁及びスポーク壁を識別するためのものであり、図２中のハッチングは、プールガーダを識別するためのものである。図３中のハッチングは、円筒状の防護壁、ドーム状の防護屋根、及びスポーク壁を識別するためのものであり、図４中のハッチングは、円筒状の防護壁、ドーム状の防護屋根、及びスポーク壁に加えて、プールガーダを識別するためのものである。
　改良型沸騰水型原子炉の原子炉建屋１は、例えば鉄骨コンクリート構造であり、原子炉格納容器２、使用済燃料貯蔵プール３、及びサプレッションプール（図示せず）等を収納している。原子炉格納容器２は、基礎スラブ４からトップスラブ５にかけて構成されており、原子炉圧力容器（図示せず）を収納している。使用済燃料貯蔵プール３は、原子炉格納容器２の上側に配置され、プールガーダ６Ａ，６Ｂの間で形成されている。プールガーダ６Ａ，６Ｂの上側かつ使用済燃料貯蔵プール３の外側には、例えば燃料取替作業等を行うための運転床７が設けられている。なお、プールガーダ６Ａ，６Ｂは、トップスラブ５から立上げられ、水平方向（図２中上下方向）に直線的に延在して両側端部が後述の防護壁８（側壁）に接続されている。
　原子炉建屋１は、原子炉格納容器２の外側に配置され、基礎スラブ４から立上げられた円筒状の防護壁８と、防護壁８の上側に接続されたドーム状（言い換えれば、球冠状）の防護屋根９（屋根）とを備えている。また、原子炉建屋１は、防護壁８の外側に配置され、基礎スラブ４から立上げられた角筒状の防護壁１０Ａと、防護壁１０Ａの外側に配置され、基礎スラブ４から立上げられた角筒状の防護壁１０Ｂとを備えている。すなわち、防護壁８は、横又は斜め上からの飛来物に対して最終障壁となっている。そのため、図示しない隔離弁等は、防護壁８の内側に配置されている。
　原子炉建屋１は、原子炉格納容器２と防護壁８を接続するように水平方向に直線的に延在すると共に、基礎スラブ４からトップスラブ５まで鉛直方向に直線的に延在する（言い換えれば、各階の壁部分の水平位置が同じであって鉛直方向に連続している）スポーク壁１１Ａ～１１Ｊを備えている。原子炉格納容器２と防護壁８は、スポーク壁１１Ａ～１１Ｊと各階の床を介し接続されて一体化されている。
　スポーク壁１１Ａ，１１Ｂは、原子炉格納容器２の水平方向一方側（図１中右側）及び反対側（図１中左側）にそれぞれ配置されて対をなしており、上方から見て同一の直線上に配置されている。スポーク壁１１Ｃ，１１Ｄは、原子炉格納容器２の水平方向一方側（図１中右上側）及び反対側（図１中左下側）にそれぞれ配置されて対をなしており、上方から見て同一の直線上に配置されている。スポーク壁１１Ｅ，１１Ｆは、原子炉格納容器２の水平方向一方側（図１中右下側）及び反対側（図１中左上側）にそれぞれ配置されて対をなしており、上方から見て同一の直線上に配置されている。
　スポーク壁１１Ｇ，１１Ｈは、原子炉格納容器２の水平方向一方側（図１中上側）及び反対側（下側）にそれぞれ配置されて対をなしており、上方から見て同一の直線上に且つプールガーダ６Ａと重なるように配置されている。スポーク壁１１Ｉ，１１Ｊは、原子炉格納容器２の水平方向一方側（図１中上側）及び反対側（図１中下側）にそれぞれ配置されて対をなしており、上方から見て同一の直線上に且つプールガーダ６Ｂと重なるように配置されている。
　次に、本実施形態の作用効果を説明する。
　本実施形態の原子炉建屋１においては、防護壁８，１０Ａ，１０Ｂからなる３重構造となっている。防護壁８は円筒状に形成され、防護屋根９はドーム状に形成されているため、全方位からの飛来物に対して防護することができる。スポーク壁１１Ａ～１１Ｊは、基礎スラブ４からトップスラブ５まで鉛直方向に延在している。そのため、例えばスポーク壁が基礎スラブ４からトップスラブ５まで延在していない場合（言い換えれば、各階の壁部分の水平位置が異なっていて鉛直方向に連続していない場合）と比べ、構造強度を高めることができる。具体的に説明すると、飛来物が防護屋根９または防護壁８の地上側部分に衝突しても、その衝撃力を防護壁８、スポーク壁１１Ａ～１１Ｊ、及び基礎スラブ４を介して地盤に効率よく伝達することができる。
　また、スポーク壁１１Ａ，１１Ｂは、原子炉格納容器２の水平方向一方側及び反対側にそれぞれ配置されて対をなし、上方から見て同一の直線上に配置されている。他のスポーク壁１１Ｃ～１１Ｊも同様である。そのため、例えばスポーク壁が対をなさず、上方から見て同一の直線上に配置されていない場合と比べ、構造強度を高めることができる。
　また、本実施形態の原子炉建屋１においては、上述した構造により、耐震性も高めることができる。また、構造強度を高めることにより、防護屋根９及び防護壁８の地上側部分の厚みを増す必要がなくなり、それらの重量を抑えることができる。この観点からも、耐震性を高めることができる。
　また、本実施形態の原子炉建屋１においては、スポーク壁１１Ｇ，１１Ｈとプールガーダ６Ａの組み合わせや、スポーク壁１１Ｉ，１１Ｊとプールガーダ６Ｂの組み合わせによって門型構造を形成している。これにより、構造強度を高めるだけでなく、事故時の温度上昇による原子炉格納容器２の熱膨張を抑えることもできる。
　なお、上記一実施形態の原子炉建屋１においては、プールガーダ６Ａ，６Ｂの両側端部が防護壁８に接続されており、スポーク壁１１Ｇ，１１Ｈが上方から見てプールガーダ６Ａと重なるように配置され、スポーク壁１１Ｉ，１１Ｊが上方から見てプールガーダ６Ｂと重なるように配置された場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲内で変形が可能である。すなわち、構造強度が若干低下するものの、例えばスポーク壁１１Ｇ，１１Ｈが上方から見てプールガーダ６Ａと重なるように配置されなくてもよいし、スポーク壁１１Ｉ，１１Ｊが上方から見てプールガーダ６Ｂと重なるように配置されなくてもよい。あるいは、プールガーダ６Ａ，６Ｂの両側端部が防護壁８に接続されなくてもよい。
　また、上記一実施形態の原子炉建屋１においては、原子炉格納容器２の水平方向一方側及び反対側にそれぞれ配置されて対をなし、上方から見て同一の直線上に配置されたスポーク壁を備えた場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲内で変形が可能である。すなわち、構造強度が若干低下するものの、対をなすことなく、上方から見て同一の直線上に配置されていないスポーク壁を備えてもよい。
　１　　　　　　　　原子炉建屋
　２　　　　　　　　原子炉格納容器
　３　　　　　　　　使用済燃料貯蔵プール
　４　　　　　　　　基礎スラブ
　５　　　　　　　　トップスラブ
　６Ａ，６Ｂ　　　　プールガーダ
　８　　　　　　　　防護壁
　９　　　　　　　　防護屋根
　１１Ａ～１１Ｊ　　スポーク壁

Claims (3)

  1. 　原子炉格納容器と、前記原子炉格納容器の上側に配置された使用済燃料貯蔵プールとを収納する原子炉建屋において、
    　前記原子炉格納容器の外側に配置された円筒状の防護壁と、
    　前記防護壁の上側に接続されたドーム状の防護屋根と、
    　前記原子炉格納容器と前記防護壁を接続するように水平方向に延在すると共に、基礎スラブからトップスラブまで鉛直方向に延在する複数のスポーク壁とを備えたことを特徴とする原子炉建屋。
  2. 　請求項１に記載の原子炉建屋において、
    　前記複数のスポーク壁は、前記原子炉格納容器の水平方向一方側及び反対側に配置されて対をなし、上方から見て同一の直線上に配置されたスポーク壁を含むことを特徴とする原子炉建屋。
  3. 　請求項１に記載の原子炉建屋において、
    　前記トップスラブの上側に配置され、水平方向に延在して両側端部が前記防護壁に接続されたプールガーダを備え、
    　前記複数のスポーク壁は、前記原子炉格納容器の水平方向一方側及び反対側に配置されて対をなし、上方から見て同一の直線上に且つ前記プールガーダと重なるように配置されたスポーク壁を含むことを特徴とする原子炉建屋。
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