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技術 原子炉圧力容器ペデスタルの支持構造体及び原子力プラント

出願人 日立GEニュークリア・エナジー株式会社
発明者 熊谷貴仁中野欣治
出願日 2017年6月13日 (3年0ヶ月経過) 出願番号 2017-115727
公開日 2019年1月10日 (1年5ヶ月経過) 公開番号 2019-002728
状態 未査定
技術分野 原子炉の遮蔽と圧力容器、格納容器、建屋
主要キーワード 移動支点 側軸受け 二重筒構造 BWR 補強作業 軸受け孔 環状空間内 減衰機構
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (14)

課題

地震によって原子炉圧力容器ペデスタルの基部に発生する荷重を低減することができる原子炉圧力容器ペデスタルの支持構造体及び原子力プラントを提供する。

解決手段

支持構造体10は、荷重伝達部21と、支持アーム22と、を備えている。荷重伝達部21は、原子炉圧力容器ペデスタル5の外周面に固定される。支持アーム22は、荷重伝達部21に回動可能に支持され、原子炉格納容器4と原子炉圧力容器ペデスタル5の間に配置される。そして、支持アーム22における原子炉格納容器4側の端部は、原子炉格納容器4に回動可能又は原子炉格納容器4の周方向に沿って移動可能に支持される。

概要

背景

従来、原子力プラント建屋の内部には、原子炉圧力容器と、この原子炉圧力容器を支持する原子炉圧力容器ペデスタル(以下、「ペデスタル」という。)と、圧力容器及びペデスタルを格納する原子炉格納容器が設置されている。特許文献1には、外筒鋼板内筒鋼板との間に形成される環状空間内コンクリート充填された原子炉圧力容器ペデスタルに関する技術が記載されている。

また、地震により建屋に大きな揺れが発生した場合、ペデスタルの基部には、せん断力曲げモーメント等の荷重が加わる。そのため、特許文献1に記載された技術や従来の沸騰水型原子炉BWR)では、ペデスタルにおける建屋の基礎と繋がっている基部をコンクリートに埋没させていた。そして、ペデスタルにおけるコンクリートから露出する長さを短くすることで全体の変形量を減らし、ペデスタルの耐震性の向上を図っていた。

さらに、近年では、ペデスタルと原子炉格納容器との間に形成された空間を、例えば、サプレッションチェンバーとして活用することで有効活用し、建屋全体の小型化を図る、いわゆる改良型沸騰水型原子炉(ABWR)が提案されている。

概要

地震によって原子炉圧力容器ペデスタルの基部に発生する荷重を低減することができる原子炉圧力容器ペデスタルの支持構造体及び原子力プラントを提供する。支持構造体10は、荷重伝達部21と、支持アーム22と、を備えている。荷重伝達部21は、原子炉圧力容器ペデスタル5の外周面に固定される。支持アーム22は、荷重伝達部21に回動可能に支持され、原子炉格納容器4と原子炉圧力容器ペデスタル5の間に配置される。そして、支持アーム22における原子炉格納容器4側の端部は、原子炉格納容器4に回動可能又は原子炉格納容器4の周方向に沿って移動可能に支持される。

目的

本目的は、上記の問題点を考慮し、地震によって原子炉圧力容器ペデスタルの基部に発生する荷重を低減することができる原子炉圧力容器ペデスタルの支持構造体及び原子力プラントを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

原子炉圧力容器を支持する円筒状に形成された原子炉圧力容器ペデスタル外周面に固定される荷重伝達部と、前記荷重伝達部に回動可能に支持され、前記原子炉圧力容器及び前記原子炉圧力容器ペデスタルを格納する原子炉格納容器と前記原子炉圧力容器ペデスタルの間に配置される支持アームと、を備え、前記支持アームにおける前記原子炉格納容器側の端部は、前記原子炉格納容器に回動可能又は前記原子炉格納容器の周方向に沿って移動可能に支持される原子炉圧力容器ペデスタルの支持構造体

請求項2

前記支持アームにおける前記原子炉格納容器側の端部には、前記原子炉格納容器の内壁に回動可能に支持される回動部が設けられる請求項1に記載の原子炉圧力容器ペデスタルの支持構造体。

請求項3

前記支持アームは、前記原子炉圧力容器ペデスタルの外周面の法線に対して傾斜して配置される請求項1に記載の原子炉圧力容器ペデスタルの支持構造体。

請求項4

前記荷重伝達部における前記原子炉圧力容器ペデスタルの前記外周面に接触する一面は、前記原子炉圧力容器ペデスタルの外周面に沿って湾曲している請求項1に記載の原子炉圧力容器ペデスタルの支持構造体。

請求項5

前記荷重伝達部には、複数の前記支持アームが取り付けられる請求項1に記載の原子炉圧力容器ペデスタルの支持構造体。

請求項6

前記支持アームにおける前記原子炉格納容器側の端部に回動可能に取り付けられたスライド部材と、を備え、前記スライド部材は、前記原子炉格納容器の内壁と対向し、前記原子炉格納容器の周方向に移動可能に配置され、前記原子炉格納容器の前記内壁に、前記スライド部材の移動を規制するストッパを設けた請求項1に記載の原子炉圧力容器ペデスタルの支持構造体。

請求項7

前記支持アームは、その長手方向に伸縮可能に構成される請求項1に記載の原子炉圧力容器ペデスタルの支持構造体。

請求項8

前記支持アームは、前記原子炉圧力容器ペデスタルからの荷重を吸収する減衰機構を有する請求項1に記載の原子炉圧力容器ペデスタルの支持構造体。

請求項9

原子炉圧力容器と、前記原子炉圧力容器を支持する円筒状に形成された原子炉圧力容器ペデスタルと、前記原子炉圧力容器及び前記原子炉圧力容器ペデスタルを格納する原子炉格納容器と、前記原子炉圧力容器ペデスタルと前記原子炉格納容器との間に配置された複数の支持構造体と、を備え、前記支持構造体は、前記原子炉圧力容器ペデスタルの外周面に固定される荷重伝達部と、前記荷重伝達部に回動可能に支持され、前記原子炉圧力容器ペデスタルと前記原子炉格納容器との間に配置される支持アームと、を備え、前記支持アームにおける前記原子炉格納容器側の端部は、前記原子炉格納容器に回動可能又は前記原子炉格納容器の周方向に沿って移動可能に支持される原子力プラント

請求項10

前記原子炉格納容器の下部には、冷却水充填されたサプレッションチェンバーが設けられ、前記支持構造体は、前記サプレッションチェンバーの前記冷却水の水位よりも上方に配置される請求項9に記載の原子力プラント。

請求項11

複数の前記支持構造体は、前記原子炉圧力容器ペデスタルの周方向に沿って等間隔に配置される請求項9に記載の原子力プラント。

技術分野

0001

本発明は、原子炉圧力容器ペデスタルを支持する原子炉圧力容器ペデスタルの支持構造体、及びこの支持構造体を備えた原子力プラントに関する。

背景技術

0002

従来、原子力プラントの建屋の内部には、原子炉圧力容器と、この原子炉圧力容器を支持する原子炉圧力容器ペデスタル(以下、「ペデスタル」という。)と、圧力容器及びペデスタルを格納する原子炉格納容器が設置されている。特許文献1には、外筒鋼板内筒鋼板との間に形成される環状空間内コンクリート充填された原子炉圧力容器ペデスタルに関する技術が記載されている。

0003

また、地震により建屋に大きな揺れが発生した場合、ペデスタルの基部には、せん断力曲げモーメント等の荷重が加わる。そのため、特許文献1に記載された技術や従来の沸騰水型原子炉BWR)では、ペデスタルにおける建屋の基礎と繋がっている基部をコンクリートに埋没させていた。そして、ペデスタルにおけるコンクリートから露出する長さを短くすることで全体の変形量を減らし、ペデスタルの耐震性の向上を図っていた。

0004

さらに、近年では、ペデスタルと原子炉格納容器との間に形成された空間を、例えば、サプレッションチェンバーとして活用することで有効活用し、建屋全体の小型化を図る、いわゆる改良型沸騰水型原子炉(ABWR)が提案されている。

先行技術

0005

特開昭62−70794号公報

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、改良型沸騰水型原子炉では、ペデスタルの基部はコンクリートに埋没しておらず、ペデスタルの全長が長くなっていた。そのため、地震により建屋に大きな揺れが発生した場合、ペデスタルの基部にはせん断力や曲げモーメント等の過大な荷重が発生するおそれがあった。

0007

なお、ペデスタルの耐震強度を高めるために、ペデスタルの厚みや径を大きくすることが考えられる。しかしながら、ペデスタルの厚みや径を大きくすると、ペデスタルと原子炉格納容器との間に形成された空間が狭くなるだけではなく、補強作業が大変煩雑なものとなる、という問題を有していた。

0008

本目的は、上記の問題点を考慮し、地震によって原子炉圧力容器ペデスタルの基部に発生する荷重を低減することができる原子炉圧力容器ペデスタルの支持構造体及び原子力プラントを提供することにある。

課題を解決するための手段

0009

上記課題を解決し、目的を達成するため、原子炉圧力容器ペデスタルの支持構造体は、荷重伝達部と、支持アームと、を備えている。荷重伝達部は、原子炉圧力容器を支持する円筒状に形成された原子炉圧力容器ペデスタルの外周面に固定される。支持アームは、荷重伝達部に回動可能に支持され、原子炉圧力容器及び原子炉圧力容器ペデスタルを格納する原子炉格納容器と原子炉圧力容器ペデスタルの間に配置される。そして、支持アームにおける原子炉格納容器側の端部は、原子炉格納容器に回動可能又は原子炉格納容器の周方向に沿って移動可能に支持される。

0010

また、原子力プラントは、原子炉圧力容器と、円筒状に形成された原子炉圧力容器ペデスタルと、原子炉格納容器と、複数の支持構造体と、を備えている。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。原子炉格納容器は、原子炉圧力容器及び原子炉圧力容器ペデスタルを格納する。複数の支持構造体は、原子炉圧力容器ペデスタルと原子炉格納容器との間に配置される。そして、支持構造体としては、上述した支持構造体が用いられる。

発明の効果

0011

上記構成の原子炉圧力容器ペデスタルの支持構造体及び原子力プラントによれば、地震によって圧力容器ペデスタルの基部で発生する荷重を低減することができる。

図面の簡単な説明

0012

第1の実施の形態例にかかる原子力プラントにおける原子炉建屋の全体を示す断面図である。
第1の実施の形態例にかかる原子力プラントの原子炉格納容器を示す断面図である。
第1の実施の形態例にかかる原子力プラントの原子炉格納容器の内部を示す平面図である。
第1の実施の形態例にかかる原子炉圧力容器ペデスタルの支持構造体を示す斜視図である。
第1の実施の形態例にかかる原子炉圧力容器ペデスタルが地震によって変位した状態を示す平面図である。
第2の実施の形態例にかかる原子炉圧力容器ペデスタルの支持構造体を示す斜視図である。
第2の実施の形態例にかかる原子力プラントの原子炉格納容器の内部を示す平面図である。
第2の実施の形態例にかかる原子炉圧力容器ペデスタルが地震によって変位した状態を示す平面図である。
第3の実施の形態例にかかる圧力容器ペデスタルの支持構造体を示す斜視図である。
第3の実施の形態例にかかる原子力プラントの原子炉格納容器の内部を示す平面図である。
第3の実施の形態例にかかる原子炉圧力容器ペデスタルが地震によって変位した状態を示す平面図である。
第4の実施の形態例にかかる原子炉圧力容器ペデスタルの支持構造体を示すもので、図12Aは支持構造体を示す平面図、図12Bは支持構造体が収縮した状態を示す平面図である。
第5の実施の形態例にかかる原子炉圧力容器ペデスタルの支持構造体を模式的に示す平面図である。

実施例

0013

以下、実施の形態例にかかる原子炉圧力容器ペデスタルの支持構造体及び原子力プラントについて、図1図13を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。

0014

1.第1の実施の形態例
1−1.原子力プラントの構成例
まず、第1の実施の形態例(以下、「本例」という。)にかかる原子力プラントの構成について、図1図3を参照して説明する。
図1は、本例の原子炉建屋を示す断面図、図2は、原子炉格納容器を示す断面図、図3は、原子炉格納容器の内部を示す平面図である。

0015

本例では、原子炉として、改良型沸騰水型軽水炉(Advanced Boiling Water Reactor:ABWR)が適用される。図1に示すように、原子力プラント1は、原子炉建屋2と、原子炉圧力容器3と、原子炉格納容器4と、原子炉圧力容器ペデスタル(以下、「ペデスタル」という。)5と、サプレッションチェンバー6と、複数(本例では、10台)の支持構造体10等を備えている。原子炉圧力容器3、原子炉格納容器4、ペデスタル5、サプレッションチェンバー6及び複数の支持構造体10は、原子炉建屋2内に設置されている。

0016

原子炉格納容器4は、気密性を有するように円筒状に形成されている。原子炉格納容器4内には、原子炉圧力容器3、ペデスタル5、サプレッションチェンバー6及び複数の支持構造体10が格納されている。原子炉格納容器4の内部空間は、ダイヤフラムフロア4cにより上下に区画されている。

0017

原子炉圧力容器3は、原子炉格納容器4内においてペデスタル5により支持されている。図1及び2に示すように、ペデスタル5は、原子炉格納容器4の底部に形成された床面から上方に向けて立設されている。また、図1に示すように、ペデスタル5の上端部は、ダイヤフラム・フロア4cに接合され、原子炉圧力容器3を支持している。

0018

図3に示すように、ペデスタル5は、円筒状に形成された内筒5a及び外筒5bからなる二重筒構造により構成されている。内筒5a及び外筒5bは、同心円上に配置されている。

0019

また、内筒5aと外筒5bとの間には、複数のリブ5cが設けられている。複数のリブ5cは、内筒5a及び外筒5bの周方向に沿って等間隔に設けられている。そして、複数のリブ5cは、内筒5aと外筒5bとの間に形成された空間を複数に仕切っている。ペデスタル5における内筒5a、外筒5b及びリブ5cで仕切られた空間には、ベント管11が配置されている。また、ペデスタル5における内筒5a、外筒5b及びリブ5cで仕切られた空間におけるベント管11が配置された空間以外の空間には、コンクリート13が充填されている。

0020

ベント管11は、内筒5a及び外筒5bの軸方向、すなわち上下方向に沿って延在している。そして、ベント管11の上端部は、ダイヤフラム・フロア4cを貫通し、原子炉格納容器4の上部空間に突出している。また、ベント管11の下端部には、排出口11aが形成されている。排出口11aは、外筒5bを貫通し、後述するサプレッションチェンバー6に突出している。そのため、原子炉格納容器4の上部空間と、サプレッションチェンバー6は、ベント管11によって連通する。

0021

図1及び図2に示すように、原子炉格納容器4の内部空間におけるダイヤフラム・フロア4cの下部には、サプレッションチェンバー6が形成されている。サプレッションチェンバー6は、原子炉格納容器4の内壁4aとペデスタル5の外筒5bとの間に形成された空間に配置されている。サプレッションチェンバー6には、冷却水M1が充填されている。

0022

サプレッションチェンバー6には、ペデスタル5を挿通するベント管11の排出口11aが接続されている。また、サプレッションチェンバー6には、複数の配管12が配置されている。複数の配管12は、サプレッションチェンバー6から上方に向けて延在し、ダイヤフラム・フロア4cを貫通している。

0023

緊急時において、ベント管11や複数の配管12を通過した蒸気が、サプレッションチェンバー6の冷却水M1に向けて放出される。そして、放出された蒸気は、サプレッションチェンバー6の冷却水M1によって冷却され凝縮される。

0024

さらに、ペデスタル5の外筒5bと、原子炉格納容器4の内壁4aとの間には、複数の支持構造体10が設置されている。

0025

次に、支持構造体10について図3及び図4を参照して説明する。
図4は、支持構造体を示す斜視図である。
図4に示すように、支持構造体10は、荷重伝達部21と、支持アーム22と、格納容器回動軸23とを備えている。荷重伝達部21は、略平板状に形成されている。荷重伝達部21は、ペデスタル5の外筒5bの外周面に沿って円弧状に湾曲している。荷重伝達部21の一面21aは、外筒5bの外周面に接触する。荷重伝達部21は、外筒5bの外周面に例えば、固定ボルトによる締結固定や、溶接により固定される。そして、地震時、ペデスタル5から荷重が荷重伝達部21に伝達される。

0026

また、荷重伝達部21には、ペデスタル側回動軸24が設けられている。ペデスタル側回動軸24は、その軸方向が荷重伝達部21において上下方向と略平行に配置されている。そして、荷重伝達部21をペデスタル5の外筒5bに固定した際、ペデスタル側回動軸24の軸方向は、外筒5bの軸方向と平行をなす。

0027

荷重伝達部21における一面21aとは反対側の他面21bには、不図示の開口窓が設けられている。開口窓は、荷重伝達部21における上下方向の略中間部に形成されている。この開口窓からは、ペデスタル側回動軸24の一部が露出している。そして、ペデスタル側回動軸24には、支持アーム22が回動可能に連結される。

0028

なお、本例では、荷重伝達部21全体を外筒5bの外周面に沿って湾曲させた例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、荷重伝達部21における外筒5bの外周面と接触する一面21aのみを外筒5bの外周面に沿って湾曲する湾曲面としてもよい。

0029

支持アーム22は、棒状の部材により形成されている。支持アーム22の長手方向の一端部には、ペデスタル側軸受け部26が形成されている。ペデスタル側軸受け部26には、ペデスタル側回動軸24が貫通している。これにより、支持アーム22は、ペデスタル側回動軸24を介して荷重伝達部21に回動可能に支持される。また、支持アーム22には、荷重伝達部21を介して地震時によりペデスタル5に加わる荷重が伝達される。

0030

支持アーム22の長手方向の他端部には、格納容器側軸受け部27が形成されている。格納容器側軸受け部27の軸受け孔27aには、格納容器側回動軸23が貫通している。

0031

格納容器側回動軸23は、原子炉格納容器4の内壁4aに固定されている。また、格納容器側回動軸23は、その軸方向が上下方向と平行、すなわち原子炉格納容器4の軸方向と平行に配置される。この格納容器側回動軸23には、支持アーム22が回動可能に支持される。これにより、支持アーム22は、原子炉格納容器4の内壁4aとペデスタル5の外筒5bとの間に配置される。

0032

また、ペデスタル側軸受け部26とペデスタル側回動軸24によりペデスタル側回動機構が構成される。そして、格納容器側軸受け部27と格納容器側回動軸23により格納容器側回動機構が構成される。

0033

図3に示すように、複数の支持構造体10は、支持アーム22が配管12と干渉しない位置に配置される。また、複数の支持構造体10における荷重伝達部21を外筒5bの周方向に沿って略等間隔に配置することが好ましい。さらに、ペデスタル5の軸中心に対して複数の支持構造体10は、点対称に配置することが好ましい。これにより、ペデスタル5を複数の支持構造体10によってバランスよく支持することができる。

0034

支持アーム22は、外筒5bの法線t2に対して傾斜して配置される。複数の支持構造体10は、支持アーム22の傾斜方向が隣り合う支持構造体10とは反対向きに配置される。また、複数の支持構造体10は、隣り合う支持構造体10に対して支持アーム22が上下方向で互い違いに配置される。これにより、複数の支持構造体10の支持アーム22が互いに干渉することを防ぐことができる。

0035

また、支持アーム22が回動していない初期状態において、支持アーム22と外筒5bの接線t1で形成される角度θ1が90度未満となるように荷重伝達部21と格納容器側回動軸23が配置される。なお、支持構造体10は、角度θ1が極力小さくなるように配置することが好ましい。また、支持アーム22の長手方向が外筒5bの接線t1と平行に配置させることが、さらに好ましい。

0036

図2に示すように、複数の支持構造体10は、サプレッションチェンバー6の冷却水M1の水位よりも上方に配置される。これにより、支持構造体10が、サプレッションチェンバー6の冷却水M1によって錆びたり腐食したりすることを防ぐことができる。さらに、支持構造体10における支持アーム22の回動動作が、冷却水M1やサプレッションチェンバー6に放出された蒸気によって阻害されることを防ぐこともできる。

0037

なお、本例では、複数の支持構造体10における支持アーム22の傾斜方向の向きを隣り合う支持構造体10とは反対向きに配置した例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、複数の支持構造体10における支持アーム22を全て同じ傾斜方向の向きに配置してもよい。

0038

さらに、ペデスタル5と原子炉格納容器4の間に10台の支持構造体10を設けた例を説明したが、支持構造体10の数は、これに限定されるものではなく、支持構造体10を11台以上配置してもよい。なお、ペデスタル5と原子炉格納容器4の間には、少なくとも支持構造体10を4台配置すればよい。

0039

なお、本例の支持構造体10では、回動部として支持アーム22に軸受け部を設け、荷重伝達部21側及び原子炉格納容器4に回動軸を設けた例を説明したが、これに限定されるものではない。回動部としては、例えば、支持アーム22に回動軸を設け、荷重伝達部21及び原子炉格納容器4側に軸受け部を設けてもよい。

0040

1−2.支持構造体10の動作
次に、地震によりペデスタル5が変位した際の支持構造体10の動作について図5を参照して説明する。
図5は、ペデスタル5が地震により変位した状態を示す平面図である。

0041

図5に示すように、ペデスタル5が矢印P1の方向に変位した場合、ペデスタル5の変位方向の下流側に配置された支持構造体10A、10Bは、ペデスタル5により押圧される。これに対して、ペデスタル5の変位方向の上流側に配置された支持構造体10C、10D、10E、10Fは、ペデスタル5により引っ張られる。

0042

上述したように、支持構造体10の支持アーム22の長手方向の両端部は、格納容器側回動軸23とペデスタル側回動軸24により回動可能に支持されている。格納容器側回動軸23の軸方向は、原子炉格納容器4の軸方向と平行に配置され、ペデスタル側回動軸24の軸方向は、ペデスタル5の軸方向と平行に配置されている。さらに、支持アーム22は、ペデスタル5の法線t2(図3参照)に対して傾斜している。

0043

そのため、荷重伝達部21を介してペデスタル5から支持アーム22に荷重が加わると、支持アーム22の長手方向の両端部が回動する。これにより、支持構造体10の支持アーム22に加わる荷重のモーメントの向きは、支持アーム22の回動動作によって支持アーム22の長手方向に沿った向きに変換される。その結果、その結果、支持構造体10には、支持アーム22の長手方向に沿った圧縮又は引っ張り荷重が加わる。

0044

また、支持アーム22の長手方向に沿った圧縮又は引っ張り荷重が支持構造体10に加わることで、ペデスタル5の外筒5bの外周面には、支持構造体10の荷重伝達部21から外筒5bの周方向に沿った反力F1が加わる。また、外筒5bの外周面と接触する荷重伝達部21が外筒5bの外周面の周方向に沿って湾曲しているため、荷重伝達部21と外筒5bは面接触している。その結果、支持構造体10から荷重伝達部21を介して外筒5bに加わる反力F1を分散させることができる。

0045

さらに、ペデスタル5が円筒状に形成されているため、ペデスタル5は、半径方向に加わる荷重に対する強度よりも周方向に沿って加わる荷重に対する強度が高くなる。すなわち、地震によってペデスタル5に加わる荷重を、反力F1として強度が高い周方向に受け流すことができる。その結果、ペデスタル5の基部に発生する荷重を低減することができる。

0046

また、支持アーム22を外筒5bの接線t1(図3参照)に近づけることで、支持構造体10における荷重の分散効果を高めることができる。

0047

さらに、ペデスタル5の厚みや径を大きくすることなく、支持構造体10によってペデスタル5の耐震性の向上を図ることができる。その結果、既存の原子力プラントのペデスタル5に対して煩雑な作業を行うことなく、ペデスタル5の耐震性の向上を図ることができる。

0048

2.第2の実施の形態例
次に、第2の実施の形態例にかかる支持構造体及び原子力プラントについて図6図8を参照して説明する。
図6は、第2の実施の形態例にかかる支持構造体を示す斜視図、図7は、第2の実施の形態例にかかる支持構造体を設けた原子炉格納容器を示す平面図である。図8は、ペデスタル5が地震により変位した状態を示す平面図である。

0049

この第2の実施の形態例にかかる支持構造体30は、1つの荷重伝達部に2つの支持アームを設けたものである。そのため、ここでは支持構造体の構成について説明し、第1の実施の形態例にかかる支持構造体10と共通する部分には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

0050

図6及び図7に示すように、支持構造体30は、荷重伝達部31と、第1支持アーム32Aと、第2支持アーム32Bと、第1格納容器側回動軸33Aと、第2格納容器側回動軸33Bとを備えている。荷重伝達部31は、ペデスタル5の外筒5bの外周面に沿って円弧状に湾曲している。

0051

荷重伝達部31をペデスタル5に固定した際に、荷重伝達部31におけるペデスタル5の周方向に沿った一端部31cには、第1ペデスタル側回動軸34Aが設けられている。また、荷重伝達部31における一端部31cとは反対側の他端部31dには、第2ペデスタル側回動軸34Bが設けられている。

0052

第1ペデスタル側回動軸34Aは、一端部31cから上下方向の上方に突出している。また、第2ペデスタル側回動軸34Bは、他端部31dから上下方向の下方に向けて突出している。

0053

第1支持アーム32Aにおける長手方向の一端部には、ペデスタル側軸受け部36Aが設けられている。第1支持アーム32Aのペデスタル側軸受け部36Aは、荷重伝達部31の第1ペデスタル側回動軸34Aに回動可能に支持される。また、第1支持アーム32Aにおける長手方向の他端部には、格納容器側軸受け部37Aが設けられている。格納容器側軸受け部37Aは、原子炉格納容器4の内壁4aに固定された第1格納容器側回動軸33Aに回動可能に支持される。

0054

第2支持アーム32Bにおける長手方向の一端部には、ペデスタル側軸受け部36Bが設けられている。第2支持アーム32Bのペデスタル側軸受け部36Bは、荷重伝達部31の第2ペデスタル側回動軸34Bに回動可能に支持される。また、第2支持アーム32Bにおける長手方向の他端部には、格納容器側軸受け部37Bが設けられている。格納容器側軸受け部37Bは、原子炉格納容器4の内壁4aに固定された第2格納容器側回動軸33Bに回動可能に支持される。

0055

そのため、第1支持アーム32Aは、第2支持アーム32Bよりも上下方向の上方に配置される。これにより、第1支持アーム32Aと第2支持アーム32Bが互いに干渉することを防ぐことができる。そして、図7に示すように、第1支持アーム32A及び第2支持アーム32Bは、それぞれペデスタル5の法線t2に対して傾斜して配置される。

0056

また、図3及び図7に示すように、第2の実施の形態例にかかる支持構造体30は、荷重伝達部31の一面31aの面積が、第1の実施の形態例にかかる支持構造体10の荷重伝達部21の一面21aの面積よりも大きく形成されている。そのため、図8に示すように、荷重伝達部31からペデスタル5に加わる反力F1を第1の実施の形態例にかかる支持構造体10よりも分散させることができる。

0057

図8に示すように、ペデスタル5が矢印P1の方向に変位した場合、ペデスタル5の変位方向の下流側に配置された支持構造体30Aは、ペデスタル5により押圧される。そのため、支持構造体30Aの第1支持アーム32A及び第2支持アーム32Bには圧縮荷重が加わる。また、ペデスタル5の変位方向の上流側に配置された支持構造体30Bは、ペデスタル5により引っ張られる。そのため、支持構造体30Bの第1支持アーム32A及び第2支持アーム32Bには引っ張り荷重が加わる。

0058

その他の構成は、第1の実施の形態例にかかる支持構造体10と同様であるため、それらの説明は省略する。このような構成を有する支持構造体30によっても、上述した第1の実施の形態例にかかる支持構造体10と同様の作用効果を得ることができる。

0059

なお、第2の実施の形態例にかかる支持構造体30では、1つの荷重伝達部31に第1支持アーム32Aと第2支持アーム32Bの2つの支持アームを取り付けた例を説明したが、これに限定されるものではない。

0060

例えば、1つの荷重伝達部31に4つの支持アームを取り付けてもよい。すなわち、第1ペデスタル側回動軸34Aを一端部31cから上下方向の両方に向けて突出させ、第2ペデスタル側回動軸34Bを他端部31dから上下方向の両方に向けて突出させる。そして、第1ペデスタル側回動軸34A及び第2ペデスタル側回動軸34Bの上下方向の両端部にそれぞれ支持アームを回動可能に取り付けてもよい。

0061

3.第3の実施の形態例
次に、第3の実施の形態例にかかる支持構造体及び原子力プラントについて図9図11を参照して説明する。
図9は、第3の実施の形態例にかかる支持構造体を示す斜視図、図10は、第3の実施の形態例にかかる支持構造体を設けた原子炉格納容器を示す平面図である。図11は、ペデスタル5が地震により変位した状態を示す平面図である。

0062

この第3の実施の形態例にかかる支持構造体50は、第2の実施の形態例にかかる第1支持アーム32A及び第2支持アーム32Bの構成を変更したものである。そのため、ここでは支持構造体の構成について説明し、第1の実施の形態例にかかる支持構造体10及び第2の実施の形態例にかかる支持構造体30と共通する部分には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

0063

図9及び図10に示すように、支持構造体50は、荷重伝達部51と、第1支持アーム52Aと、第2支持アーム52Bと、第1格納容器側回動軸53Aと、第2格納容器側回動軸53Bと、第1スライド部材59Aと、第2スライド部材59Bと、を備えている。また、図10に示すように、支持構造体50は、第1ストッパ60Aと、第2ストッパ60Bと、を備えている。

0064

荷重伝達部51には、第1ペデスタル側回動軸54Aと、第2ペデスタル側回動軸54Bが設けられている。荷重伝達部51の構成は、第2の実施の形態例にかかる荷重伝達部31と同一であるため、その説明は省略する。

0065

第1支持アーム52Aにおける長手方向の一端部には、ペデスタル側軸受け部56Aが設けられている。第1支持アーム52Aのペデスタル側軸受け部56Aは、荷重伝達部51の第1ペデスタル側回動軸54Aに回動可能に支持される。

0066

また、第1支持アーム52Aにおける長手方向の他端部には、格納容器側軸受け部57Aが設けられている。格納容器側軸受け部57Aには、第1格納容器側回動軸53Aを介して第1スライド部材59Aが回動可能に連結されている。

0067

第2支持アーム52Bおける長手方向の一端部には、ペデスタル側軸受け部56Bが設けられている。第2支持アーム52Bのペデスタル側軸受け部56Bは、荷重伝達部51の第2ペデスタル側回動軸54Bに回動可能に支持される。

0068

また、第2支持アーム52Bにおける長手方向の他端部には、格納容器側軸受け部57Bが設けられている。格納容器側軸受け部57Bには、第2格納容器側回動軸53Bを介して第2スライド部材59Bが回動可能に連結されている。

0069

図10に示すように、第1スライド部材59Aは、原子炉格納容器4の内壁4aに周方向に沿って、第1格納容器側回動軸53Aを中心に屈曲して配置されている。同様に、第2スライド部材59Bは、原子炉格納容器4の内壁4aに周方向に沿って、第2格納容器側回動軸53Bを中心に屈曲して配置されている。そして、第1スライド部材59A及び第2スライド部材59Bは、原子炉格納容器4の内壁4aと対向する。

0070

そのため、第1支持アーム52A及び第2支持アーム52Bは、荷重伝達部51に片持ち支持された状態で配置される。そして、第1支持アーム52A及び第2支持アーム52Bにおける原子炉格納容器4側の端部は、原子炉格納容器4の内壁4aの周方向に移動可能な移動支点となる。

0071

第1ストッパ60A及び第2ストッパ60Bは、原子炉格納容器4の内壁4aに固定されている。第1ストッパ60Aは、当接凹部61Aを有している。当接凹部61Aは、原子炉格納容器4の内壁4aの周方向に沿って凹んだ凹部である。この当接凹部61Aには、第1スライド部材59Aが挿入されている。そして、第1スライド部材59Aにおける第1格納容器側回動軸53Aと反対側の先端部は、当接凹部61Aと対向している。

0072

また、第2ストッパ60Bは、当接凹部61Bを有している。当接凹部61Bは、原子炉格納容器4の内壁4aの周方向に沿って凹んだ凹部である。当接凹部61Bには、第2スライド部材59Bが挿入されている。そして、第2スライド部材59Bにおける第2格納容器側回動軸53Bと反対側の先端部は、当接凹部61Bと対向している。

0073

図11に示すように、ペデスタル5が矢印P1の方向に変位した場合、ペデスタル5の変位方向の下流側に配置された支持構造体50Aは、ペデスタル5により押圧される。また、第1スライド部材59A及び第2スライド部材59Bは、原子炉格納容器4の内壁4aに当接し、内壁4aの周方向に沿って移動する。そして、第1スライド部材59Aの先端部は、第1ストッパ60Aの当接凹部61Aに当接し、第2スライド部材59Bの先端部は、第2ストッパ60Bの当接凹部61Bに当接する。これにより、第1スライド部材59A及び第2スライド部材59Bの移動が第1ストッパ60A及び第2ストッパ60Bにより規制される。

0074

これにより、ペデスタル5に加わる荷重が、支持構造体50Aの第1ストッパ60A、第2ストッパ60Bを介して、力F2として原子炉格納容器4の内壁4aの周方向に沿って伝達される。その結果、地震によってペデスタル5に加わる荷重を、原子炉格納容器4に対しても受け流すことができ、ペデスタル5の基部に発生する荷重を低減することができる。

0075

また、ペデスタル5の変位方向の上流側に配置された支持構造体50Bは、ペデスタル5により引っ張られる。第1スライド部材59A及び第2スライド部材59Bは、内壁4aの周方向に沿って、当接凹部61A、61Bから離反する方向に移動する。

0076

その他の構成は、第1の実施の形態例にかかる支持構造体10及び第2の実施の形態例にかかる支持構造体30と同様であるため、それらの説明は省略する。このような構成を有する支持構造体50によっても、上述した第1の実施の形態例にかかる支持構造体10及び第2の実施の形態例にかかる支持構造体30と同様の作用効果を得ることができる。

0077

スライド部材の先端部とストッパの当接凹部との間に、ゴム等の弾性部材を介在させてもよい。これにより、スライド部材の先端部が当接凹部に当接する際の衝撃力や異音の発生を緩和させることができる。

0078

また、第1の実施の形態例にかかる支持アーム22を、第3の実施の形態例にかかる第1支持アーム52A及び第2支持アーム52Bと同様の構成にしてもよい。

0079

4.第4の実施の形態例
次に、第4の実施の形態例にかかる支持構造体について図12A及び図12Bを参照して説明する。
図12A及び図12は、第4の実施の形態例にかかる支持構造体を示す平面図である。

0080

この第4の実施の形態例にかかる支持構造体70が、第1の実施の形態例にかかる支持構造体10と異なる点は、支持アームの構成である。そのため、ここでは支持アームの構成について説明し、第1の実施の形態例にかかる支持構造体10と共通する部分には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

0081

図12Aに示すように、支持構造体70は、荷重伝達部71と、支持アーム72と、格納容器側回動軸73とを備えている。支持アーム72の長手方向の一端部には、ペデスタル側軸受け部76が形成され、支持アーム72の長手方向の他端部には、格納容器側軸受け部77が形成されている。

0082

ペデスタル側軸受け部76は、荷重伝達部71に設けたペデスタル側回動軸74に回動可能に支持されている。また、格納容器側軸受け部77は、格納容器側回動軸73に回動可能に支持されている。

0083

支持アーム72における長手方向の中間部には、伸縮部75が設けられている。図12A及び図12Bに示すように、伸縮部75は、支持アーム72の長手方向に沿って伸縮可能に構成されている。そして、支持構造体70は、ペデスタル5が地震によって変位してペデスタル5により押圧又は引っ張られると、伸縮部75が伸縮する。その結果、支持構造体70における荷重の分散効果を高めることができる。

0084

その他の構成は、第1の実施の形態例にかかる支持構造体10と同様であるため、それらの説明は省略する。このような構成を有する支持構造体70によっても、上述した第1の実施の形態例にかかる支持構造体10と同様の作用効果を得ることができる。

0085

支持アーム72に伸縮部75を設けた例を説明したが、これに限定されるものではなく、支持アーム72全体が伸縮可能に構成してもよい。

0086

5.第5の実施の形態例
次に、第5の実施の形態例にかかる支持構造体について図13を参照して説明する。
図13は、第5の実施の形態例にかかる支持構造体を示す平面図である。

0087

この第5の実施の形態例にかかる支持構造体80は、第4の実施の形態例にかかる支持構造体70と異なる点は、支持アームの構成である。そのため、ここでは支持アームの構成について説明し、第1の実施の形態例にかかる支持構造体10及び第4の実施の形態例にかかる支持構造体70と共通する部分には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

0088

図13に示すように、支持構造体80は、荷重伝達部81と、支持アーム82と、格納容器側回動軸83とを備えている。支持アーム82の長手方向の一端部には、ペデスタル側軸受け部86が形成され、支持アーム82の長手方向の他端部には、格納容器側軸受け部87が形成されている。

0089

ペデスタル側軸受け部86は、荷重伝達部81に設けたペデスタル側回動軸84に回動可能に支持されている。また、格納容器側軸受け部87は、格納容器側回動軸83に回動可能に支持されている。

0090

支持アーム82における長手方向の中間部には、減衰機構85が設けられている。減衰機構85は、圧縮コイルばね92と、ダンパ93とを有している。減衰機構85は、支持アーム82の長手方向に沿って伸縮可能に構成されている。支持構造体80は、ペデスタル5が地震によって変位してペデスタル5により押圧又は引っ張られると、減衰機構85によりペデスタル5からの荷重を吸収する。これにより、支持構造体80による荷重の分散効果を高めることができ、ペデスタル5の基部に発生する荷重を低減することができる。

0091

その他の構成は、第1の実施の形態例にかかる支持構造体10及び第4の実施の形態例にかかる支持構造体70と同様であるため、それらの説明は省略する。このような構成を有する支持構造体80によっても、上述した第1の実施の形態例にかかる支持構造体10及び第4の実施の形態例にかかる支持構造体70と同様の作用効果を得ることができる。

0092

また、第4の実施の形態例にかかる伸縮部75や、第5の実施の形態例にかかる減衰機構85を、第2の実施の形態例にかかる支持構造体30や、第3の実施の形態例にかかる支持構造体50に設けてもよい。

0093

なお、本発明は上述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。

0094

例えば、支持アームの太さは、長手方向の一端部から他端部にかけて一様に限定されるものではなく、例えば、支持アームにおけるペデスタル側の端部を原子炉格納容器側の端部よりも太く形成してもよい。

0095

なお、本明細書において、「平行」及び「直交」等の単語を使用したが、これらは厳密な「平行」及び「直交」のみを意味するものではなく、「平行」及び「直交」を含み、さらにその機能を発揮し得る範囲にある、「略平行」や「略直交」の状態であってもよい。

0096

1…原子力プラント、 2…原子炉建屋、 3…原子炉圧力容器、 4…原子炉格納容器、 4a…内壁、 4c…ダイヤフラム・フロア、 5…原子炉圧力容器ペデスタル(ペデスタル)、 5a…内筒、 5b…外筒、 6…サプレッションチェンバー、 10、30、50、70、80…支持構造体、 11…ベント管、 12…配管、 21、31、51、71、81…荷重伝達部、 21a…一面、 21b…他面、 22、32A、32B、52A、52B、72、82…支持アーム、 23、33A、33B、53A、53B、73、83…格納容器側回動軸、 24、34A、34B、54A、54B、74、84…ペデスタル側回動軸、 26、36A、36B、56A、56B、76、86…ペデスタル側軸受け部、 27、37A、37B、57A、57B、77、87…格納容器側軸受け部、 59A…第1スライド部材、 59B…第2スライド部材、 60A…第1ストッパ、 60B…第2ストッパ、 61A、61B…当接凹部、75…伸縮部、 85…減衰機構、 F1…反力、 F2…力、 M1…冷却水、 t1…接線、 t2…法線

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