トップ :: G 物理学 :: G21 核物理;核工学




【発明の名称】 強化コンクリート製格納容器の開口部周辺のリングプレート
【発明者】 【氏名】パーン−フェイ・グー

【氏名】ハロルド・エドワード・タウンゼンド

【氏名】カール・レイニー

【氏名】ゲーリー・ウェイン・エイラト

【氏名】エンリケ・ラフェエル・ソロルサノ
【要約】 【課題】ＲＣＣＶシェルの開口部における周囲の鉄筋の荷重伝達メカニズムを提供する。

【解決手段】原子炉（１０）の鉄筋コンクリート製格納容器（１８）は側壁（２０）を有する円筒形のシェルを含む。側壁は開口部（５８）と、少なくとも１つが側壁開口部で遮断されている複数の鉄筋（６４）とを含む。開口部（７２）を有する補強板（７０）は、補強板開口部が側壁開口部と整列し且つ遮断された鉄筋が補強板に結合されるように円筒形シェルに配置されている。鉄筋終端部材（７６）は鉄筋を補強板に結合する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 貫通する少なくとも１つの開口部（５８）を有する側壁（２０）と、少なくとも１つが前記少なくとも１つの開口部で遮断されている複数の鉄筋（６４）と、前記側壁に配置され、各々が対応する前記側壁の開口部とほぼ整列されている開口部（７２）を含み、各々が少なくとも１つの遮断された鉄筋に結合されている少なくとも１つの補強板（７０）とを具備することを特徴とする強化コンクリート製格納容器（１８）。
【請求項２】 前記補強板（７０）の各々は、少なくとも一部が前記補強板の周囲に沿って延出しているフランジ（７８）を具備する請求項１記載の強化コンクリート製格納容器（１８）。
【請求項３】 各々が対応する補強板開口部（７２）と、対応する側壁開口部（５８）とを貫通し、且つ各々が前記対応する補強板開口部より小さい外径を有する少なくとも１つの貫通スリーブ（８６）を更に具備する請求項１記載の強化コンクリート製格納容器（１８）。
【請求項４】 前記貫通スリーブ（８６）の各々は対応する補強板（７０）に固着されている請求項３記載の強化コンクリート製格納容器（１８）。
【請求項５】 前記複数の鉄筋（６４）は複数の垂直鉄筋（６６）と、複数の水平フープ鉄筋（６８）とを含む請求項１記載の強化コンクリート製格納容器（１８）。
【請求項６】 前記少なくとも１つの補強板（７０）は、前記少なくとも１つの遮断された鉄筋（６４）に結合され且つ前記補強板の縁部（８０）に装着される少なくとも１つの鉄筋終端部材（７６）を具備する請求項１記載の強化コンクリート製格納容器（１８）。
【請求項７】 前記鉄筋終端部材（７６）は前記少なくとも１つの遮断された鉄筋（６４）に結合され且つ前記補強板の前記周囲フランジ（７８）に装着されている請求項６記載の強化コンクリート製格納容器（１８）。
【請求項８】 前記補強板（７０）の各々はほぼ多角形又はほぼ円形である請求項１記載の強化コンクリート製格納容器（１８）。
【請求項９】 前記少なくとも１つの補強板（７０）は２つの補強板を具備し、前記２つの補強板は対応する縁部に沿って互いに溶接されている請求項１記載の強化コンクリート製格納容器（１８）。
【請求項１０】 少なくとも１つの前記補強板（７０）は複数の補強板部分（１２０、１２２）を具備し、前記補強板部分は互いに溶接されて１つの補強板を形成している請求項１記載の強化コンクリート製格納容器（１８）。
【請求項１１】 前記補強板（７０）の各々は複数の延長部（１０６）を具備し、前記補強板延長部は前記補強板を前記少なくとも１つの遮断された鉄筋（６４）と結合している請求項１記載の強化コンクリート製格納容器（１８）。
【請求項１２】 前記補強板（７０）の各々は鋼製である請求項１記載の強化コンクリート製格納容器（１８）。
【請求項１３】 ）において、前記強化コンクリート製格納容器（１８）は、貫通する少なくとも１つの開口部（５８）を有する側壁（２０）と、少なくとも１つが前記少なくとも１つの開口部で遮断されている複数の鉄筋（６４）と、前記側壁に配置され、各々が対応する前記側壁の開口部とほぼ整列されている開口部（７２）を含み、各々が少なくとも１つの前記遮断された鉄筋に結合されている少なくとも１つの補強板（７０）とを具備し、この強化コンクリート製格納容器（１８）に封入された原子炉圧力容器（１２）を具備することを特徴とする原子炉（１０）。
【請求項１４】 前記補強板（７０）の各々は、少なくとも一部が前記補強板の周囲に沿って延出しているフランジ（７８）を具備する請求項１３記載の原子炉（１０）。
【請求項１５】 各々が対応する補強板開口部（７２）と、対応する側壁開口部（５８）とを貫通し、且つ各々が前記対応する補強板開口部より小さい外径を有する少なくとも１つの貫通スリーブ（８６）を更に具備する請求項１３記載の原子炉（１０）。
【請求項１６】 前記貫通スリーブ（８６）の各々は対応する補強板（７０）に固着されている請求項１５記載の原子炉（１０）。
【請求項１７】 前記複数の鉄筋（６４）は複数の垂直鉄筋（６６）と、複数の水平フープ鉄筋（６８）とを含む請求項１３記載の原子炉（１０）。
【請求項１８】 前記少なくとも１つの補強板（７０）は、前記少なくとも１つの遮断された鉄筋（６４）に結合され且つ前記補強板の縁部（８０）に装着される少なくとも１つの鉄筋終端部材（７６）を具備する請求項１３記載の原子炉（１０）。
【請求項１９】 前記鉄筋終端部材（７６）は前記少なくとも１つの遮断された鉄筋（６４）に結合され且つ前記補強板（７０）の前記周囲フランジ（７８）に装着されている請求項１８記載の原子炉（１０）。
【請求項２０】 前記補強板（７０）の各々はほぼ多角形又はほぼ円形である請求項１３記載の原子炉（１０）。
【請求項２１】 前記少なくとも１つの補強板（７０）は２つの補強板を具備し、前記２つの補強板は対応する縁部に沿って互いに溶接されている請求項１３記載の原子炉（１０）。
【請求項２２】 少なくとも１つの前記補強板（７０）は複数の補強板部分（１２０、１２２）を具備し、前記補強板部分は互いに溶接されて１つの補強板を形成している請求項１３記載の原子炉（１０）。
【請求項２３】 前記補強板（７０）の各々は複数の延長部（１０６）を具備し、前記補強板延長部は前記補強板を前記少なくとも１つの遮断された鉄筋（６４）と結合している請求項１３記載の原子炉（１０）。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には、原子炉に関し、特に、原子炉を封入する鉄筋コンクリート製格納容器の開口部に対応する補強リングプレートに関する。
【０００２】
【従来の技術】格納容器は原子力発電所には必要な構成要素である。格納容器は、格納容器内部において構成要素の故障が発生した場合に放射性物質が周囲環境へ放出されるのを防止する。通常、格納容器は鉄筋コンクリートで構成されており、鉄筋コンクリート製の土台で支持され且つ上部は鉄筋コンクリート製厚板で密閉された円筒形のシェルの形態をとる。蒸気ライン、給水ライン、緊急冷却ライン、計器ライン及び制御ライン及び／又は給電ラインを引き込むことができるように、鉄筋コンクリート製格納容器（ＲＣＣＶ）シェルには複数の貫通孔が設けられている。更に、機器類用ハッチとして、また、職員の出入り口として、円筒形シェルの開口部が必要になる場合は多い。
【０００３】ある一定の時点でＲＣＣＶシェルに加わる荷重には、構造荷重、地震荷重、流体力学的荷重、冷却剤欠乏事故による内部圧力荷重、及びパイプの支持に起因する反応荷重など、多種多様な荷重がある。従って、このような荷重に対処するため、ＲＣＣＶシェルは、通常、大型の鋼製補強筋、すなわち、鉄筋（rebar）を具備している。ラインを貫通させるため又は出入り口用ハッチを形成するためにＲＣＣＶに設けられた大きな開口部に鉄筋が突き当たる場合、そこで鉄筋を終端させなければならない。その結果、鉄筋は遮断されてしまうため、荷重の伝達に影響が及び、平衡状態を維持する能力が低減するおそれがある。
【０００４】このため、荷重伝達を容易にする目的で、開口部の周囲に更に別の鉄筋又は鋼製補強フレームを設置する場合が多い。しかし、これにより、構造を複雑にし且つＲＣＣＶセルの構造を複雑にする過密(congestion)の問題が起こる。これに代わる解決方法は、開口部の周囲のシェル壁を局所的に厚くするというものである。しかし、壁を厚くするとスペースがその分だけ取られ、場合によっては、原子炉の極めて重要な構成要素や、隣接する領域にある構造の配置を妨げることもある。従って、ＲＣＣＶシェルの開口部の周囲の鉄筋の荷重伝達メカニズムを提供することが望ましい。
【０００５】
【発明の概要】一実施例では、原子力発電所における原子炉の鉄筋コンクリート製格納容器（ＲＣＣＶ）は、少なくとも１つの開口部が貫通している側壁を有する円筒形シェルを含む。ＲＣＣＶは、少なくとも１つがシェル壁開口部で遮断されている複数の鉄筋を更に含む。開口部を有する補強板は、補強板開口部が側壁開口部と整列し且つ遮断された鉄筋が補強板に結合されるように、シェル壁に配置されている。
【０００６】補強板開口部には貫通スリーブが配置される。貫通スリーブは対応する補強板開口部より小さい外径を有し、補強板に固着されている。鉄筋は垂直鉄筋と、水平フープ鉄筋とを含む。鉄筋終端部材は鉄筋を補強板に結合する。鉄筋と補強板は構造鋼から製造されている。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は、沸騰水型原子炉１０の一部切り欠き正面断面図である。しかし、本発明はその他の型の原子炉にも同等に適用可能であり、従って、原子炉１０の説明は限定的な意味をもつのではなく、単なる一例としてなされるにすぎない。原子炉１０は、ほぼ円筒形であり、一端部を底部ヘッド１４により閉鎖され、他端部は着脱自在の上部ヘッド１６により閉鎖されている原子炉圧力容器（ＲＰＶ）１２を含む。原子炉１０は、側壁２０を含む鉄筋コンクリート製格納容器（ＲＣＣＶ）１８の内部に配置されている。ＲＣＣＶ側壁２０は、蒸気ライン、給水ライン、緊急冷却ライン、計器ライン及び制御ライン、給電ライン、機器類ハッチ及び／又は職員出入り用ハッチ（図示せず）などを引き込むために配置されている複数の開口部（図１には図示せず）を含む。
【０００８】ＲＰＶ１２は、原子炉炉心２４を包囲する円筒形の炉心シュラウド２２を含む。シュラウド２２は一端部でシュラウド支持部２６により支持されており、他端部には着脱自在のシュラウドヘッドを含む。シュラウド２２とＲＰＶ側壁３２との間には、環状部分３０が形成されている。リング形であるポンプデッキ３４はシュラウド支持部２６とＲＰＶ側壁３２との間に延出している。ポンプデッキ３４は複数の円形開口部３６を含み、各開口部はジェットポンプアセンブリ３８を収容している。ジェットポンプアセンブリ３８は炉心シュラウド２２の周囲に沿って配分されている。
【０００９】核分裂性物質の燃料バンドル４０を含む炉心２４の内部で熱が発生される。炉心２４を通って情報へ循環している水の少なくとも一部は蒸気に変換される。蒸気分離器４２は蒸気を水から分離し、水は再び循環される。残留する水は蒸気乾燥器４４により蒸気から除去される。蒸気は容器の上部ヘッド１６付近にある蒸気出口４６を通ってＲＰＶ１２から排出される。
【００１０】炉心２４で発生する熱の量は、中性子吸収物質から成る制御棒４８を出し入れすることにより調整される。燃料バンドル４０の中へ制御棒４８を挿入する深さに応じて、制御棒４８は中性子を吸収する。これを行わないと、中性子は炉心２４で熱を発生させる連鎖反応を促進するために利用されることになるであろう。制御棒案内管５０は制御棒４８を出し入れしている間の制御棒４８の垂直運動を維持する。制御棒駆動装置５２は制御棒４８の挿入、後退を発生させる。制御棒駆動装置５２は底部ヘッド１４を貫通している。
【００１１】燃料バンドル４０は、炉心２４の底面に配置された炉心板５４により整列されている。燃料バンドル４０を炉心２４の内部へ下ろすとき、上部ガイド５６が燃料バンドル４０を整列させる。炉心板５４と上部ガイド５６は炉心シュラウド２２により支持されている。
【００１２】図２は、ＲＣＣＶ側壁２０の外面６０から内面６２まで延出する複数の開口部５８を有するＲＣＣＶ側壁２０の平面断面図である。開口部５８は蒸気ライン、給水ライン、緊急冷却ライン、計器ライン及び制御ライン、給電ライン、機器類ハッチ及び／又は職員出入り用ハッチ（図示せず）を引き込むために配置されている。鉄筋６４は側壁開口部５８で終わっている。鉄筋６４は垂直鉄筋６６（図３に示す）と、水平フープ鉄筋６８とを含む。垂直鉄筋６６は補強板７０に結合している。垂直鉄筋６６と補強板７０は、例えば、構造鋼などの何らかの適切な材料から製造できる。
【００１３】図３は補強板７０の正面図である。補強板７０はほぼ正方形であり、側壁開口部５８（図２に示す）とほぼ整列された開口部７２を含む。補強板の開口部７２はほぼ円形である。別の実施例においては、補強板７０及び／又は開口部７２は多角形又は楕円形などの異なる形状を有していることも可能である。
【００１４】複数の層として重なり合った鉄筋６４が鉄筋終端部材７６によって補強板７０に結合されている。補強板７０は、補強板中間部分８２を包囲する周縁部８０に外側フランジ７８を含む。補強板内側フランジ８４は補強板開口部７２に隣接しており、補強板内側フランジ８４に固着される貫通スリーブ８６を受け入れる大きさに形成されている。貫通スリーブ８６は、蒸気ライン、給水ライン、計器ライン及び制御ライン又は給電ライン（図示せず）を収容するための孔８８を含む。一実施例では、外側フランジ７８は内側フランジ８４より厚く、内側フランジ８４は中間部分８２より厚くなっている。別の実施例においては、補強板開口部７２の直径は対応する貫通スリーブ８６の外径より大きい。言い換えれば、補強板開口部７２は貫通スリーブ８６の内径に貫通スリーブ壁９０の厚さの２倍を加えた長さより大きな直径を有する。
【００１５】補強板７０は、補強板７０をＲＣＣＶ側壁２０（図１に示す）の、開口部５８に対応する場所に位置決めすることにより、ＲＣＣＶ側壁２０内部に設置される。そこで、垂直鉄筋６６及び水平フープ鉄筋６８を補強板７０に装着された鉄筋終端部材７６に結合する。貫通スリーブ８６を補強板開口部７２に挿入し、例えば、溶接により補強板内側フランジ８４に固着する。その後、コンクリートを使用してＲＣＣＶシェル側壁２０を形成する。
【００１６】図４は、二重補強板９４を形成するために外縁部接触領域９２で互いに結合された２枚の補強板７０の正面図である。補強板７０を接触領域９２で互いに溶接する場合、補強板７０は接触領域９２にフランジ７４を含まない。この実施例では、ＲＣＣＶシェル側壁２０は、２つの貫通部材（図示せず）を収容するように配置された２つの隣接する開口部（図示せず）を有する。垂直鉄筋６６と水平フープ鉄筋６８はそれぞれの開口部の周囲を終端部とする。従って、垂直鉄筋６６及び水平フープ鉄筋６８は補強板７０の外側フランジ７４に鉄筋終端部材７６によって装着される。この特定の構成は、複数の隣接するＲＣＣＶシェル側壁開口部に対応するような補強板の組み合わせを例示するために提示されたものである。本発明は、隣接する開口部の数及びその相対的配置に関して他の多様な構成を有する隣接する側壁開口部に対しても、図４に提示する特定の構成に類似する構成又はそれとは異なる構成で実施できるであろう。従って、図４の補強板７０の構成は単なる例示を目的として示されているにすぎず、本発明をいずれかの特定の構成に限定しようとするものではない。更に、１つの側壁開口部に複数の貫通スリーブ８６が挿入されるように構成されている状況に対応するため、複数の補強板を互いに隣接して位置決めしても良い。
【００１７】図５は、本発明の別の実施例に従って不連続の補強板外側フランジ９８を含む補強板９６の正面図である。外側フランジ９８は一部で補強板中間部分１００を取り囲んでいる。特に、外側フランジ９８は第１の側面１０２及びそれと反対側の第２の側面１０４に沿って補強板９６を取り囲んでいる。補強板９６は鉄筋延長部１０６を含む。垂直鉄筋６６は、それらの鉄筋延長部１０６に装着された鉄筋終端部材７６に結合されている。延長部１０６は補強板中間部分１００に溶接されている。
【００１８】図６は、第１の側面１０２における補強板９６の平面図である。鉄筋延長部１０６は補強板中間部分１００に装着されている。すなわち、垂直鉄筋６６は延長板１０８に装着された終端部材７６に結合されている。延長板１０８は、補強板中間部分１００に装着された延長フランジ１１０に結合されている。延長部１０６は水平フープ鉄筋６８と、垂直鉄筋６６と、補強板９６との結合部における偏心度を最小にする。
【００１９】図７は、本発明の別の実施例による補強板１１２の平面図である。補強板１１２には複数の鉄筋延長部１１４（１つのみを示す）が結合されている。鉄筋延長部１１４は、終端部材７６を受け入れるブラケット１１６を含む。ブラケット１１６は補強板中間部分１１８に結合している。鉄筋延長部１１４は、水平フープ鉄筋６８とは整列するが、垂直鉄筋６６とは整列しない補強板１１２に対応するために設けられている。
【００２０】補強板９６及び１１２は、鉄筋延長部１０６及び１１４に類似する又はそれとは異なる多様な鉄筋延長部を含むことができる。従って、特定の構成を有する鉄筋延長部について論じたが、以上説明した鉄筋延長部１０６及び１１４は単なる例として示されたにすぎず、本発明を特定の型の鉄筋延長部に限定しようとするものではない。更に、本発明の範囲内で多様な鉄筋延長部の構成を多様な鉄筋終端部材の構成と組み合わせて使用することができるであろう。
【００２１】図８は、いくつかの補強板部分１２０及び１２２から形成された補強板７０の正面図である。適切な時点で容易に設置できるように、補強板部分１２０及び１２２は現場で互いに溶接される。特に、補強板７０は２つの板半体部分１２０及び１２２から形成されており、それらの間の水平中心線に沿って継ぎ目１２４が位置している。
【００２２】以上説明した補強板７０、９６及び１１２は、鉄筋６４を終端させるＲＣＣＶ側壁２０の開口部５８に沿って確実に荷重を伝達する手段を提供する。補強板７０、９６及び１１２は、開口部５８に隣接する鉄筋６４が過剰に使用されることに起因する過密(congestion)の問題を回避すると共に、開口部５８に隣接するＲＣＣＶ側壁２０の厚さを局部的に増す必要をなくす。更に、補強板７０、９６及び１１２を使用してＲＣＣＶ１８を製造すると、構築スケジュールが短縮され且つ改善される。また、補強板７０、９６及び１１２は、開口部５８の直径がＲＣＣＶ側壁２０の厚さより大きい場合に特に有用である。
【００２３】本発明を様々な特定の実施例に関して説明したが、特許請求の範囲の趣旨の範囲内で変形を伴って本発明を実施できることは当業者には認識されるであろう。
【出願人】 【識別番号】３９００４１５４２
【氏名又は名称】ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ
【氏名又は名称原語表記】ＧＥＮＥＲＡＬ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＯＭＰＡＮＹ
【出願日】 平成１３年１２月７日（２００１．１２．７）
【代理人】 【識別番号】１０００９３９０８
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 研一
【公開番号】 特開２００２−２１４３７９（Ｐ２００２−２１４３７９Ａ）
【公開日】 平成１４年７月３１日（２００２．７．３１）
【出願番号】 特願２００１−３７３５７３（Ｐ２００１−３７３５７３）