JP2014114027A - Reinforcing structure of hatch - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハッチの補強構造に関する。 The present invention relates to a reinforcing structure for a hatch.
原子炉格納容器は、内部の放射性物質を外部に漏らさないようにするための密閉容器であり、例えば上下両端が閉塞された円筒状に形成されている。このような原子炉格納容器には、人が出入りするためのハッチの他に、原子炉格納容器内に大型の機器等を搬入するための大口径のハッチ(機器ハッチ)が設けられる(例えば、特許文献1参照)。 The nuclear reactor containment vessel is a hermetically sealed vessel for preventing the radioactive material inside from leaking to the outside, and is formed in a cylindrical shape whose upper and lower ends are closed, for example. Such a reactor containment vessel is provided with a large-diameter hatch (equipment hatch) for carrying a large-sized device or the like into the reactor containment vessel in addition to a hatch for a person to enter and exit (for example, Patent Document 1).
この大口径のハッチは、原子炉格納容器の側面に径方向内方に延びるとともに外方に延びて設けられる円筒状のスリーブ(胴部)と、原子炉格納容器内のスリーブの端部にスイングボルトを介して取り付けられスリーブの開口を閉塞する略円板状の蓋体(鏡板フランジ)と、を備えて構成される。 This large-diameter hatch swings on the side surface of the reactor containment vessel, extending inward in the radial direction and extending outward, and swings to the end of the sleeve in the reactor containment vessel. A substantially disc-shaped lid (end plate flange) that is attached via a bolt and closes the opening of the sleeve.
原子炉格納容器は、過酷事故などによってその設計条件を超えるような内圧・温度が作用した場合でも、放射性物質を外部へ漏洩することなく閉じ込めておくことが期待される。
ところが、原子炉格納容器の円筒部に取り付けられている機器ハッチでは、内圧が高くなると、原子炉格納容器の周方向の変位と高さ方向(軸方向)の変位との間の相違(周方向変位:長手方向変位=2:1)により、スリーブを取り付けている貫通孔が楕円形状に変形し、これに追従してスリーブもその断面形状が楕円形状に変形(オーバリング)する。
The reactor containment vessel is expected to contain radioactive materials without leaking to the outside even when internal pressure and temperature exceeding the design conditions are applied due to severe accidents.
However, in the equipment hatch attached to the cylindrical part of the reactor containment vessel, when the internal pressure increases, the difference between the displacement in the circumferential direction of the reactor containment vessel and the displacement in the height direction (axial direction) (circumferential direction) Displacement: Longitudinal displacement = 2: 1), the through-hole to which the sleeve is attached is deformed into an elliptical shape, and following this, the sleeve also has a cross-sectional shape deformed into an elliptical shape (overlapping).
このようにしてスリーブが楕円形状に変形すると、蓋体とスリーブとの間にずれが生じ、これらの間の気密性が保てなくなり、漏えいが生じる。このため、設計条件を超える高い圧力が作用した場合、容器本体が破損するより先に蓋体とスリーブとの間から漏えいが生じ、原子炉格納容器の放射性物質を閉じ込める機能が損なわれてしまう。
このような背景のもとに、前記特許文献1では、スリーブ(胴部)と蓋体(鏡板)のいずれか一方に、原子炉格納容器の内圧が上昇してスリーブが変形したときに他方に係合してスリーブ(胴部)の変形を規制する規制部材を設けている。
When the sleeve is deformed into an elliptical shape in this way, a displacement occurs between the lid and the sleeve, the airtightness between them cannot be maintained, and leakage occurs. For this reason, when a high pressure exceeding the design condition is applied, leakage occurs between the lid and the sleeve before the vessel main body is damaged, and the function of confining the radioactive material in the reactor containment vessel is impaired.
Against this background, in Patent Document 1, when either the sleeve (body) or the lid (end plate) is increased, the internal pressure of the reactor containment vessel rises and the sleeve is deformed. A restricting member that engages and restricts deformation of the sleeve (body portion) is provided.
しかし、この特許文献1の技術は、ハッチが大口径である場合に適用されるものであり、スリーブの内部に変形を規制する規制部材を設けている。したがって、比較的口径が小さく、スリーブの内部に規制部材を設けるスペースが確保できないようなハッチには、この技術を適用することが困難である。また、既存のプラントに対する補強構造として規制部材を追設することは困難である。 However, the technique of Patent Document 1 is applied when the hatch has a large diameter, and a restriction member for restricting deformation is provided inside the sleeve. Therefore, it is difficult to apply this technique to a hatch that has a relatively small diameter and cannot secure a space for providing a regulating member inside the sleeve. Moreover, it is difficult to additionally install a regulating member as a reinforcing structure for the existing plant.
本発明は前記課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ハッチの口径によって制限されることなく、しかも既存のプラントにも適用可能な、ハッチの補強構造を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a hatch reinforcement structure that is not limited by the diameter of the hatch and can be applied to an existing plant. .
本発明のハッチの補強構造は、密閉容器の円筒部に取り付けられたハッチの補強構造であって、
前記密閉容器の円筒部の貫通孔に取り付けられた円筒状のスリーブと、
前記スリーブの、前記密閉容器の内部側の開口部に取り付けられた蓋体と、
前記スリーブの、前記密閉容器の内部側の外周部に周回して取り付けられた環状の補強材と、を備え、
前記補強材は、前記スリーブにおける前記密閉容器の円筒部の周方向の両側に対応する側と、前記密閉容器の円筒部の高さ方向の両側に対応する側とのうち、前記密閉容器の内圧が高まった際に該補強材に生じる曲げモーメントが高くなる側が、他の側より剛性が高く形成されていることを特徴とする。
ここで、前記密閉容器の内圧が高まった際に前記補強材に生じる曲げモーメントが高くなる側は、他の側より、幅が広く形成されるか、厚さが厚く形成されるか、またはリブの高さや厚さが高くあるいは厚く形成されることで、剛性が高く形成されていることが好ましい。
The hatch reinforcement structure of the present invention is a hatch reinforcement structure attached to a cylindrical portion of an airtight container,
A cylindrical sleeve attached to the through hole of the cylindrical portion of the sealed container;
A lid attached to the inner side opening of the sealed container of the sleeve;
An annular reinforcement attached around the outer peripheral portion of the sleeve on the inner side of the sealed container; and
The reinforcing material is an internal pressure of the sealed container among a side corresponding to both sides in the circumferential direction of the cylindrical part of the sealed container in the sleeve and a side corresponding to both sides in the height direction of the cylindrical part of the sealed container. The side where the bending moment generated in the reinforcing material increases when the height of the reinforcing member increases is formed to be higher in rigidity than the other side.
Here, the side on which the bending moment generated in the reinforcing material when the internal pressure of the closed container is increased is formed wider than the other side, thicker than the other side, or ribs. It is preferable that the height and thickness of the film be high or thick so that the film is highly rigid.
また、前記ハッチの補強構造において、前記補強材は、全体が分割されることなく一体に形成され、かつ、前記スリーブにおける前記密閉容器の円筒部の周方向の両側に対応する側が、前記密閉容器の円筒部の高さ方向の両側に対応する側より、剛性が高く形成されていることが好ましい。 Further, in the reinforcing structure of the hatch, the reinforcing material is integrally formed without being divided as a whole, and the side of the sleeve corresponding to both sides in the circumferential direction of the cylindrical portion of the sealed container is the sealed container. It is preferable that the cylinder portion is formed to have higher rigidity than the side corresponding to both sides in the height direction.
また、前記ハッチの補強構造において、前記補強材は、前記密閉容器の円筒部の周方向と対応する方向で二分割された補強部材が、前記スリーブの外周部を周回するように取り付けられて環状に連結されて形成され、かつ、前記スリーブにおける前記密閉容器の円筒部の周方向の両側に対応する側が、前記密閉容器の円筒部の高さ方向の両側に対応する側より、剛性が高く形成されていることが好ましい。 Further, in the reinforcing structure of the hatch, the reinforcing member is annularly formed by attaching a reinforcing member divided in two in a direction corresponding to the circumferential direction of the cylindrical portion of the sealed container so as to go around the outer peripheral portion of the sleeve. The side of the sleeve corresponding to both sides in the circumferential direction of the cylindrical portion of the sealed container is formed with higher rigidity than the side corresponding to both sides in the height direction of the cylindrical portion of the sealed container. It is preferable that
また、前記ハッチの補強構造において、前記補強材は、前記密閉容器の円筒部の高さ方向と対応する方向で二分割された補強部材が、前記スリーブの外周部を周回するように取り付けられて環状に連結されて形成され、かつ、前記スリーブにおける前記密閉容器の円筒部の高さ方向の両側に対応する側が、前記密閉容器の円筒部の周方向の両側に対応する側より、剛性が高く形成されていることが好ましい。 Further, in the hatch reinforcing structure, the reinforcing member is attached so that a reinforcing member divided in two in a direction corresponding to the height direction of the cylindrical portion of the sealed container wraps around the outer peripheral portion of the sleeve. The side of the sleeve corresponding to both sides in the height direction of the cylindrical portion of the sealed container is higher in rigidity than the side corresponding to both sides in the circumferential direction of the cylindrical portion of the sealed container. Preferably it is formed.
また、前記ハッチの補強構造において、前記スリーブの外周部には、前記蓋体を固定するためのボルトが、該蓋体側とスリーブ側との間を回動可能に取り付けられており、前記補強材には、前記ボルトを前記スリーブ側に保持する保持部材が設けられていることが好ましい。 In the reinforcing structure of the hatch, a bolt for fixing the lid body is attached to an outer peripheral portion of the sleeve so as to be rotatable between the lid body side and the sleeve side. It is preferable that a holding member for holding the bolt on the sleeve side is provided.
本発明のハッチの補強構造によれば、スリーブの、密閉容器の内部側の外周部に周回して環状の補強材が取り付けられており、この補強材は、スリーブにおける密閉容器の円筒部の周方向の両側に対応する側と、密閉容器の円筒部の高さ方向の両側に対応する側とのうち、前記密閉容器の内圧が高まった際に該補強材に生じる曲げモーメントが高くなる側が、他の側より剛性が高く形成されているので、過酷事故などによって密閉容器の内圧が高くなっても、補強材によってスリーブのオーバリング変形を確実に防止することができる。したがって、密閉容器の耐圧性を向上し、密閉容器の気密性保持機能を高めることができる。
また、スリーブの外周部に環状の補強材を周回させて取り付けた構造としているので、既存のプラントにおけるハッチのスリーブに対しても、補強材を取り付けることによってハッチの口径に制限されることなく、本発明の補強構造を容易に適用することができる。
また、密閉容器の内圧が高まった際に該補強材に生じる曲げモーメントが高くなる側が、他の側より剛性が高く形成されているので、補強材の重量を軽量化することが可能であり、既設プラントの機器ハッチに容易に取り付けることができるようになる。
According to the hatch reinforcing structure of the present invention, an annular reinforcing member is attached around the outer peripheral portion of the sleeve on the inner side of the sealed container, and the reinforcing member is provided around the cylindrical portion of the sealed container in the sleeve. Of the side corresponding to both sides in the direction and the side corresponding to both sides in the height direction of the cylindrical portion of the sealed container, the side where the bending moment generated in the reinforcing material is increased when the internal pressure of the sealed container is increased, Since the rigidity is higher than that of the other side, even if the internal pressure of the sealed container is increased due to a severe accident or the like, the sleeve can reliably prevent the sleeve from being deformed in an overlapping manner. Therefore, the pressure resistance of the sealed container can be improved, and the airtightness maintaining function of the sealed container can be enhanced.
In addition, since it has a structure in which an annular reinforcing material is mounted around the outer periphery of the sleeve, it is not limited to the diameter of the hatch by attaching the reinforcing material to the hatch sleeve in the existing plant, The reinforcing structure of the present invention can be easily applied.
In addition, since the side where the bending moment generated in the reinforcing material is increased when the internal pressure of the closed container is increased is formed with higher rigidity than the other side, it is possible to reduce the weight of the reinforcing material, It can be easily attached to the equipment hatch of the existing plant.
以下、図面を参照して本発明に係るハッチの補強構造を詳しく説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。 The hatch reinforcing structure according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following drawings, the scale of each member is appropriately changed to make each member a recognizable size.
[第1実施形態]
図1は、本発明のハッチの補強構造の第1実施形態に係る図であって、BWR(沸騰水型軽水炉)I改型の原子炉格納容器を模式的に示す説明図であり、図2は、図1の要部拡大図であって、第1実施形態のハッチの補強構造を示す図である。図1中符号1は、本発明の密閉容器となる原子炉格納容器であり、この原子炉格納容器1は、上下に延びる円筒部2を有し、建屋(図示せず)内に収容されている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram according to the first embodiment of the hatch reinforcing structure of the present invention, and is an explanatory view schematically showing a BWR (boiling water light water reactor) I modified reactor containment vessel. These are the principal part enlarged views of FIG. 1, Comprising: It is a figure which shows the reinforcement structure of the hatch of 1st Embodiment. Reference numeral 1 in FIG. 1 denotes a nuclear reactor containment vessel that serves as a sealed vessel of the present invention. This nuclear reactor containment vessel 1 has a
また、この原子炉格納容器1には、人が出入りするためのハッチ(図示せず)の他に、大型の機器等を原子炉格納容器1内に搬入するためのハッチ(機器ハッチ)3が設けられる。
図2に示すようにハッチ3は、原子炉格納容器1の円筒部2の貫通孔4に取り付けられる円筒状のスリーブ5と、スリーブ5の原子炉格納容器1内部側の開口部に取り付けられた蓋体(鏡板フランジ)6と、スリーブ5の内部側(原子炉格納容器1の内部側)の外周部に取り付けられたスイングボルト7と、スリーブ5の内部側(原子炉格納容器1の内部側)の外周部、すなわちスリーブ5の外周面上に周回して取り付けられた環状の補強材8と、を備えて構成されている。
In addition to the hatch (not shown) for entering and exiting the reactor containment vessel 1, the reactor containment vessel 1 has a hatch (equipment hatch) 3 for carrying a large-sized device or the like into the reactor containment vessel 1. Provided.
As shown in FIG. 2, the hatch 3 is attached to a
スリーブ5は、機器等の搬入が可能なよう、内径が例えば2.0〜3.6m程度に形成されており、原子炉格納容器1の円筒部2の貫通孔4内に溶接で取り付けられている。スリーブ5の内部側(原子炉格納容器1の内部側)の端面には、リング状のシール(図示せず)が設けられており、蓋体6との間が気密に封止されている。
The
蓋体6は、スリーブ5と同一の内径及び外径に形成されて、スリーブ5に突き合わされる円筒状の筒部6aと、筒部6aの開口部を閉塞する蓋部6bと、を備えて構成されている。蓋部6bは、原子炉格納容器1の内側に膨らむ球面状に形成されている。筒部6aには、その外周部にフランジ9が設けられており、該フランジ9は、スリーブ5に取り付けられた前記スイングボルト7に固定されている。
The
すなわち、フランジ9には、その外周側に切欠溝(図示せず)が形成されており、この切欠溝内にスイングボルト7のボルト部7aが係合させられ、該ボルト部7aにナット7bが螺着されたことにより、フランジ9はスイングボルト7に固定されている。これにより、蓋体6はフランジ9、スイングボルト7を介してスリーブ5に固定されている。なお、これらフランジ9、スイングボルト7は、それぞれ複数ずつ(例えば16個ずつ)設けられている。
That is, the
スイングボルト7は、スリーブ5の外周面に設けられた基部7cと、基部7cに一端が回動自在に取り付けられ、他端側が前記したようにフランジ9の切欠溝に係合した前記ボルト部7aと、ボルト部7aの他端部に螺着された前記ナット7bと、を備えて構成されている。
The
補強材8は、スリーブ5の内部側(原子炉格納容器1の内部側)の外周部にて、スイングボルト7の基部7cより蓋体6側に配置され、スリーブ5の外周面を周回して取り付けられている。この補強材8は、本実施形態では図3に示すように全体が一体に形成された略円環状の鋼製のもので、外形が楕円形であり、内部の開口形状が、図3中に二点鎖線で示すスリーブ5の外径にほぼ等しい内径の円形に形成されたものである。また、補強材8の外側周縁部と内側周縁部には、これらの間の円環部8aの面と直交する方向に延在してリブ8bが形成されている。これによって補強材8は、図2に示すようにその部分側断面形状がI型となっている。
The reinforcing member 8 is disposed on the inner side of the sleeve 5 (inner side of the reactor containment vessel 1) on the
また、補強材8には、図3に示すように円環部8aに、前記スイングボルト7のボルト部7aを挿通させる貫通孔8cが複数(本実施形態では16個)形成されている。これら貫通孔8cは、スリーブ5の外周面上に設けられたスイングボルト7のボルト部7aに対応して、円形状に等間隔で配置されている。
Further, as shown in FIG. 3, the reinforcing member 8 has a plurality of through
このような構成の補強材8は、図3中にXで示す方向が原子炉格納容器1の円筒部2の周方向、Yで示す方向が円筒部2の高さ方向(軸方向)となるように、スリーブ5の外周部(外周面上)に周回した状態で取り付けられている。すなわち、スリーブ5に外挿した状態に取り付けられている。
In the reinforcing member 8 having such a configuration, the direction indicated by X in FIG. 3 is the circumferential direction of the
ここで、原子炉格納容器1は、前述したように内圧が高くなると、円筒部2の周方向の変位と高さ方向(軸方向)の変位との間の相違により、円筒部2の貫通孔4が楕円形状に変形しようとし、これに追従してスリーブ5もその断面形状が楕円形状に変形(オーバリング)しようとする。すなわち、図3のX方向を長径とし、Y方向を短径とする楕円形状に変形しようとする。
Here, when the internal pressure of the nuclear reactor containment vessel 1 is increased as described above, the through hole of the
すると、スリーブ5に周回して取り付けられた補強材8には、原子炉格納容器1の内圧が高まった際、スリーブ5における原子炉格納容器1の円筒部2の周方向の両側に対応する側、すなわちX方向における両側と、スリーブ5における原子炉格納容器1の円筒部2の高さ方向の両側に対応する側、すなわちY方向における両側とを比較すると、X方向における両側の方に、Y方向における両側より高い曲げモーメントが生じる。
Then, the reinforcing member 8 that is mounted around the
図4(a)は、スリーブ5に周回して設けられるリング(補強材8)に生じる曲げモーメントを説明するための図である。
原子炉格納容器1は、前述したように内圧が高くなると、円筒部2の周方向(X方向)の変位の方が高さ方向(Y方向)の変位より大きくなるため、図4(a)中の左右方向に引張荷重Wが作用した状態と同じになる。
円形のリング(補強材8)に図4(a)中の左右方向に引張荷重Wが作用した場合、リングのA点及びB点に作用する曲げモーメントMA、MBは、以下のように求められる。(ただし、リングの厚さはリングの半径Rに対して十分に小さいと想定する。)
MA=WR/π=0.3183WR
MB=(0.5−0.3183)WR=0.1817WR
したがって、曲げモーメントはA点で最大になり、その値はB点の約1.8倍となる。
FIG. 4A is a view for explaining a bending moment generated in a ring (reinforcing material 8) provided around the
As described above, when the internal pressure of the reactor containment vessel 1 increases, the displacement in the circumferential direction (X direction) of the
If tensile load W in the lateral direction in FIG. 4 (a) in the circular ring (reinforcement 8) is applied, the bending moment M A acting on points A and B rings, M B, as follows Desired. (However, it is assumed that the thickness of the ring is sufficiently small with respect to the radius R of the ring.)
M A = WR / π = 0.183WR
M B = (0.5−0.3183) WR = 0.1817WR
Therefore, the bending moment becomes maximum at point A, and its value is about 1.8 times that of point B.
よって、リングの変形を防止するためには、A点の曲げ剛性を高くすることが効果的である。 Therefore, in order to prevent the ring from being deformed, it is effective to increase the bending rigidity at the point A.
そこで、本実施形態では、図3に示したように、補強材8に生じる曲げモーメントが高くなる側、すなわち原子炉格納容器1の円筒部2の周方向となるX方向の両側が、原子炉格納容器1の円筒部2の高さ方向となるY方向の両側より、剛性が高く形成されている。具体的には、X方向の両側での円環部8aの幅が、Y方向の両側での円環部8aの幅より広く形成されている。ただし、剛性を相対的に高める構成としては、円環部8aの幅を広くするのに限定されることなく、例えば円環部8aの厚さを厚くしたり、リブ8bの高さや厚さを高くあるいは厚くすることで、X方向の両側の剛性を高めてもよい。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, the side where the bending moment generated in the reinforcing member 8 becomes high, that is, both sides in the X direction, which is the circumferential direction of the
このような構成の補強材8をハッチ3に取り付けるには、図5(a)に示すように、予めスリーブ5から蓋体6を外しておく。そして、スイングボルト7のボルト部7aを、内側に向けておく。そして、スリーブ5の内方に補強材8を配置するとともに、図3に示したように円環部8aの幅を広くした側を円筒部2の周方向に位置させ、円環部8aの幅を狭くした側を円筒部2の高さ方向に位置させる。
In order to attach the reinforcing member 8 having such a configuration to the hatch 3, the
続いて、図5(b)に示すようにその状態から補強材8をスリーブ5側に移動させ、その貫通孔8cにそれぞれスイングボルト7のボルト部7aを挿通する。
次いで、蓋体6をスリーブ5側に移動させ、図2に示したように各フランジ9の切欠溝にそれぞれスイングボルト7のボルト部7aを係合させる。
その後、ボルト部7aにナット7bを螺着することにより、蓋部6をスリーブ5に取り付け、蓋部6によってスリーブ5の開口部を気密に閉塞する。このようにして蓋部6を取り付けることにより、補強材8をスイングボルト7の基部7cとフランジ9との間に保持させ、スリーブ5の外周面上に周回させた状態に取り付けることができる。
Subsequently, as shown in FIG. 5B, the reinforcing member 8 is moved from the state toward the
Next, the
Thereafter, the
なお、このような補強材8については、その外径がスリーブ5の内径より大きくなるため、このスリーブ5(ハッチ3)を通して原子炉格納容器1内に搬入することはできない。したがって、他の大きなハッチなどを利用して、原子炉格納容器1内に搬入する。あるいは、補強材8を例えば2分割した状態に形成しておき、スリーブ5(ハッチ3)を通してこれらを原子炉格納容器1内に搬入した後、溶接によって一体化し、略円環状の補強材8としてもよい。
Since the outer diameter of the reinforcing member 8 is larger than the inner diameter of the
このようなハッチ3の補強構造にあっては、スリーブ5の内部側の外周部に周回して補強材8が取り付けられており、この補強材8は図3に示すX方向の両側がY方向の両側より、剛性が高く形成されているので、過酷事故などによって原子炉格納容器1の内圧が高くなっても、補強材8によってスリーブ5のオーバリング変形を確実に防止することができる。すなわち、原子炉格納容器1の内圧が高くなり、この内圧が、円筒部2の高さ方向(Y方向)より周方向(X方向)の方で大きく変位するように作用し、したがって補強材8にX方向でより大きな曲げモーメントが生じても、補強材8はX方向の両側で剛性が高く形成されているので、このような内圧による力に抗してスリーブ5のオーバリング変形を確実に防止する。
In such a reinforcing structure of the hatch 3, the reinforcing material 8 is attached around the outer peripheral portion on the inner side of the
よって、本実施形態のハッチ3の補強構造によれば、過酷事故時においてもハッチ3から放射性物質が漏れるのを確実に防止することができ、これによって原子炉格納容器1の耐圧性を向上し、原子炉格納容器1の気密性保持機能を高めることができる。
また、スリーブ5の外周部に環状の補強材8を周回させて取り付けた構造としているので、既存のプラントにおけるハッチ3のスリーブ5に対しても、単に補強材8を取り付けることで本実施形態の補強構造とすることができる。したがって、既存のプラントにおけるハッチ3に対しても、ハッチの口径に制限されることなく、本実施形態の補強構造を容易に適用することができる。
Therefore, according to the reinforcing structure of the hatch 3 of the present embodiment, it is possible to reliably prevent the radioactive material from leaking from the hatch 3 even in a severe accident, thereby improving the pressure resistance of the reactor containment vessel 1. The airtight maintenance function of the reactor containment vessel 1 can be enhanced.
In addition, since the annular reinforcing member 8 is attached to the outer periphery of the
なお、既存のプラントに対して、過酷事故時におけるスリーブ5の変形を防止するためには、例えば以下のような補強方法が考えられる。
(1)原子炉格納容器1の円筒部2の内側に補強板を溶接で取り付ける方法
(2)スリーブ5に補強板を溶接で取り付ける方法
(3)スリーブ5に補強板をボルト止めで巻き付ける方法
In order to prevent deformation of the
(1) A method of attaching a reinforcing plate to the inside of the
前記(1)の方法は、原子炉格納容器1の円筒部2を補強することにより、貫通孔4の変形(オーバリング)を防止する方法である。この方法では原子炉格納容器1の円筒部2の内側(内面)に補強板を溶接する必要があるため、法規要求により溶接後の熱処理が必要となる。しかし、当該部分は原子炉格納容器1の外側からはアクセスできない構造であり、内側も狭隘で作業性が悪い部位であるため、現場にて溶接後熱処理を行うことは困難である。よって、この補強方法(1)は非現実的である。
The method (1) is a method of preventing deformation (overling) of the through
前記(2)の方法は、スリーブ5に補強板を溶接して変形を小さくする方法であるが、本方法も(2)と同様に狭隘で作業性が悪い部位で溶接及び溶接後熱処理を行う必要があり、困難を伴う方法である。
The method (2) is a method in which a reinforcing plate is welded to the
前記(3)の方法は、スリーブ5に帯状の補強板をボルト止めで巻き付けることにより、スリーブ5の変形を小さくするものであるが、オーバリング変形自体を防止することはできない。すなわち、スリーブ5は円筒部2に設けられているため、前述したように円筒部2の周方向と高さ方向とで変位量が異なる。しかし、このような変位量の相違を考慮することなくスリーブ5の外周を均一に補強しても、スリーブ5のオーバリング変形自体を防止することはできない。
The method (3) is to reduce the deformation of the
これに対して本実施形態のハッチ3の補強構造によれば、図5(a)、(b)に示したように原子炉格納容器1の円筒部2の内部にて、スリーブ5に単に補強材8を外挿することにより、既存のプラントに対して、容易に施工することができる。
On the other hand, according to the reinforcing structure of the hatch 3 of this embodiment, the
[第2実施形態]
次に、本発明のハッチの補強構造の第2実施形態を説明する。第2実施形態が第1実施形態と異なるところは、補強材の構成にある。図6は、第2実施形態のハッチの補強構造を示す図である。図6に示すように本実施形態の補強材10は、スリーブ5の内部側(原子炉格納容器1の内部側)の外周部にて、スイングボルト7の基部7cと原子炉格納容器1との間に配置され、スリーブ5の外周面を周回して取り付けられている。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the hatch reinforcing structure of the present invention will be described. The second embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the reinforcing material. FIG. 6 is a diagram illustrating a hatch reinforcing structure according to the second embodiment. As shown in FIG. 6, the reinforcing
この補強材10は、図7(a)に示すように円筒部2の周方向と対応する方向(X方向)で二分割されて形成された鋼製のもの、すなわち一対の補強部材11、11が図7(b)に示すようにX方向で互いに付き合わされることにより、略円環状となるように形成されたものである。一対の補強部材11、11が付き合わされてなる補強材10は、図3に示した補強材8と同様に外形が楕円形であり、内部の開口形状が、図7(b)中に二点鎖線で示すスリーブ5の外径にほぼ等しい内径の円形に形成されたものである。
As shown in FIG. 7A, the reinforcing
また、補強材10(補強部材11)は図3に示した補強材8と同様に、図6に示すようにその部分側断面形状がI型となっている。なお、本実施形態の補強材10には、その円環部10aに、図3に示したようなスイングボルト7のボルト部7aを挿通させるための貫通孔が形成されていない。
Further, the reinforcing member 10 (reinforcing member 11) has an I-shaped partial side cross-sectional shape as shown in FIG. 6, similarly to the reinforcing member 8 shown in FIG. In the reinforcing
ただし、補強材10には、図6に示すように外側のリブ10bの外周面上に、スイングボルト7のボルト部7aを保持するための保持部材12が設けられている。保持部材12は、ボルト部7aの回動軌道上に配設されたもので、蓋体6のフランジ9と同様に切欠溝(図示せず)を有し、この切欠溝内にボルト部7aを係合させることで、ボルト部7aを保持するものである。
However, the reinforcing
また、図7(a)、(b)に示すように一対の補強部材11、11には、互いが付き合わされる部位にフランジ13が設けられており、これらフランジ13どうしがボルト(図示せず)で固定されることにより、図7(b)に示すように一体化され、略円環状の補強材10となるように構成されている。
Further, as shown in FIGS. 7A and 7B, the pair of reinforcing
このような構成の補強材10は、図7(b)中にXで示す方向が原子炉格納容器1の円筒部2の周方向、Yで示す方向が円筒部2の高さ方向(軸方向)となるように、スリーブ5の外周部(外周面上)に周回した状態で取り付けられている。
In the reinforcing
ここで、原子炉格納容器1は、前述したように内圧が高くなると、円筒部2の周方向の変位と高さ方向(軸方向)の変位との間の相違により、円筒部2の貫通孔4が楕円形状に変形しようとし、これに追従してスリーブ5もその断面形状が、図7(b)のX方向を長径とし、Y方向を短径とする楕円形状に変形(オーバリング)しようとする。
Here, when the internal pressure of the nuclear reactor containment vessel 1 is increased as described above, the through hole of the
図4(b)は、スリーブ5に周回して設けられる半円弧状のリング(補強部材11)に生じる曲げモーメントを説明するための図である。
端点の回転が拘束されていない半円弧状のリングに、図4(b)中の左方向に引張荷重Wが作用した場合、リングのA点には以下の曲げモーメントMAが作用し、B点には曲げモーメントが生じない。(ただし、半円弧状のリングの厚さはその半径Rに対して十分に小さいと想定する。)
MA=WR/2=0.5WR
FIG. 4B is a view for explaining a bending moment generated in a semi-arc-shaped ring (reinforcing member 11) provided around the
The semicircular ring rotation is not constrained endpoint, if the tensile load W in the left direction in FIG. 4 (b) is applied, acts following bending moment M A is the point A of the ring, B There is no bending moment at the point. (However, it is assumed that the thickness of the semicircular ring is sufficiently small with respect to its radius R.)
M A = WR / 2 = 0.5WR
なお、原子炉格納容器1は、前述したように内圧が高くなると、円筒部2の周方向(X方向)の変位の方が高さ方向(Y方向)の変位より大きくなるため、図4(b)中の左右方向に引張荷重Wが作用した状態と同じになる。
よって、リングの変形を防止するためには、補強部材11に生じる曲げモーメントが大きい側部(A点)の剛性を高くすることが効果的である。また、曲げモーメントが生じない接合部(B点)において、ボルト締結構造とすることが可能になる。
As described above, when the internal pressure of the reactor containment vessel 1 increases, the displacement in the circumferential direction (X direction) of the
Therefore, in order to prevent deformation of the ring, it is effective to increase the rigidity of the side portion (point A) where the bending moment generated in the reinforcing
そこで、本実施形態では、図7(b)に示したように、補強材10に生じる曲げモーメントが高くなる側、すなわち原子炉格納容器1の円筒部2の周方向となるX方向の両側が、原子炉格納容器1の円筒部2の高さ方向となるY方向の両側より、剛性が高く形成されている。具体的には、X方向の両側での円環部10aの幅が、Y方向の両側での円環部10aの幅より広く形成されている。ただし、剛性を相対的に高める構成としては、円環部10aの幅を広くするのに限定されることなく、第1実施形態の場合と同様に、例えば円環部10aの厚さを厚くしたり、リブ10bの高さや厚さを高くあるいは厚くすることで、剛性を高めてもよい。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 7B, the side where the bending moment generated in the reinforcing
このような構成の補強材10をハッチ3に取り付けるには、第1実施形態と異なり、蓋体6をスリーブ5から外すことなく、図7(a)に示すようにスリーブ5に直接補強部材11、11を嵌め込み、図7(b)に示すように補強部材11、11の端面どうしを付き合わせる。そして、その状態でフランジ13、13をボルトで締結し、補強部材11、11を一体化して補強材10とする。これにより、スリーブ5の内部側の外周部に周回した状態に、補強材10を取り付けることができる。
In order to attach the reinforcing
このようなハッチ3の補強構造にあっても、スリーブ5の内部側の外周部に周回して補強材10が取り付けられており、この補強材10は図7(b)に示すX方向の両側がY方向の両側より、剛性が高く形成されているので、過酷事故などによって原子炉格納容器1の内圧が高くなり、この内圧が、円筒部2の高さ方向(Y方向)より周方向(X方向)の方で大きく変位するように作用し、したがって補強部材11にX方向でより大きな曲げモーメントが生じても、このような内圧による力に抗してスリーブ5のオーバリング変形を確実に防止する。
Even in such a reinforcing structure of the hatch 3, the reinforcing
よって、本実施形態のハッチ3の補強構造によれば、過酷事故時においてもハッチ3から放射性物質が漏れるのを確実に防止することができ、これによって原子炉格納容器1の耐圧性を向上し、原子炉格納容器1の気密性保持機能を高めることができる。
また、スリーブ5の外周部に環状の補強材10を周回させて取り付けた構造としているので、既存のプラントにおけるハッチ3のスリーブ5に対しても、単に補強材10を取り付けることで本実施形態の補強構造とすることができる。したがって、既存のプラントにおけるハッチ3に対しても、ハッチの口径に制限されることなく、本実施形態の補強構造を容易に適用することができる。
Therefore, according to the reinforcing structure of the hatch 3 of the present embodiment, it is possible to reliably prevent the radioactive material from leaking from the hatch 3 even in a severe accident, thereby improving the pressure resistance of the reactor containment vessel 1. The airtight maintenance function of the reactor containment vessel 1 can be enhanced.
Moreover, since it is set as the structure which attached the cyclic |
特に本実施形態では、一対の補強部材11を互いに付き合わせ、ボルト締結によって一体化して略円環状の補強材10としているので、スリーブ5を利用してこれら補強部材11の搬入を行うことができ、また、蓋体6をスリーブ5に取り付けた状態で補強材10の取り付けを行うことができる。
また、補強材11がスイングボルト7aの回転を阻害しないため、蓋体6の開閉作業時の作業性を損なうことなく、補強構造を適用することができる。
In particular, in this embodiment, the pair of reinforcing
Further, since the reinforcing
さらに、補強材10に保持部材12を設けているので、蓋体6を外す際や外した後再度取り付ける際、図6中に二点鎖線で示すようにスイングボルト7のボルト部7aを保持部材12に保持させておくことにより、ボルト部7aが蓋体6に干渉するのを防止することができる。したがって、蓋体6の開閉作業時の作業性を高めることができる。
Further, since the holding
[第3実施形態]
次に、本発明のハッチの補強構造の第3実施形態を説明する。第3実施形態が第2実施形態と異なるところは、補強材の構成にある。すなわち、本実施形態の補強材も、図6に示した構造と同様に、スリーブ5の内部側の外周部にて、スイングボルト7の基部7cより蓋体6と反対の側、すなわち原子炉格納容器1の円筒部2側に配置され、スリーブ5の外周面を周回して取り付けられている。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the hatch reinforcing structure of the present invention will be described. The third embodiment differs from the second embodiment in the configuration of the reinforcing material. That is, the reinforcing material of the present embodiment is also the same as the structure shown in FIG. It arrange | positions at the
また、図8(a)、(b)に示すように本実施形態の補強材15は、円筒部2の高さ方向と対応する方向(Y方向)で二分割されて形成された鋼製のもの、すなわち一対の補強部材16、16が図8(b)に示すようにY方向で互いに付き合わされることにより、略円環状となるように形成されたものである。一対の補強部材16、16が付き合わされてなる補強材15は、図3に示した補強材8と同様に外形が楕円形であり、内部の開口形状が、図8(b)中に二点鎖線で示すスリーブ5の外径にほぼ等しい内径の円形に形成されたものである。
Further, as shown in FIGS. 8A and 8B, the reinforcing
ただし、本実施形態の補強材15は、図3に示した補強材8や図7(a)、(b)に示した補強材10と異なり、図8(b)中の上下方向、すなわち原子炉格納容器1の円筒部2の高さ方向となるY方向が長径となり、円筒部2の周方向となるX方向が短径となる楕円形に形成されている。
However, unlike the reinforcing material 8 shown in FIG. 3 and the reinforcing
この補強材15(補強部材16)にも、その外側周縁部と内側周縁部に、これらの間の円環部15aの面と直交する方向に延在してリブ15bが形成されている。これによって補強材15も、その部分側断面形状がI型となっている。なお、本実施形態の補強材15にも、その円環部15aには、図3に示したようなスイングボルト7のボルト部7aを挿通させるための貫通孔が形成されていない。
また、補強材15には、第2実施形態の補強材10と同様に、外側のリブ15bの外周面上に保持部材(図示せず)が設けられている。
The reinforcing member 15 (reinforcing member 16) also has
Further, the reinforcing
また、図8(a)、(b)に示すように一対の補強部材16、16には、互いが付き合わされる部位にフランジ17が設けられており、これらフランジ17どうしがボルト(図示せず)で固定されることにより、図8(b)に示すように一体化され、略円環状の補強材15となるように構成されている。
このような構成の補強材15は、図8(b)中にXで示す方向が原子炉格納容器1の円筒部2の周方向、Yで示す方向が円筒部2の高さ方向(軸方向)となるように、スリーブ5の外周部(外周面上)に周回した状態で取り付けられている。
Further, as shown in FIGS. 8A and 8B, the pair of reinforcing
In the reinforcing
ここで、原子炉格納容器1は、前述したように内圧が高くなると、円筒部2の周方向の変位と高さ方向(軸方向)の変位との間の相違により、貫通孔4が楕円形状に変形しようとし、これに追従してスリーブ5もその断面形状が、図8(b)のX方向を長径とし、Y方向を短径とする楕円形状に変形(オーバリング)しようとする。
Here, in the reactor containment vessel 1, when the internal pressure becomes high as described above, the through
図4(c)は、スリーブ5に周回して設けられる半円弧状のリング(補強部材16)に生じる曲げモーメントを説明するための図である。
端点の回転が拘束されていない半円弧状のリングの両端に、図4(c)中の左右方向に引張荷重Wが作用した場合、リングのA点には以下の曲げモーメントMAが作用し、B点には曲げモーメントが生じない。(ただし、半円弧状のリングの厚さはリングの半径Rに対して十分に小さいと想定する。)
MA=WR
FIG. 4C is a view for explaining a bending moment generated in a semicircular ring (reinforcing member 16) provided around the
At both ends of the semicircular ring rotation endpoint is not constrained, when a tensile load W is applied in the lateral direction in FIG. 4 (c), the acts of the following bending moment M A to the point A of the ring , No bending moment occurs at point B. (However, it is assumed that the thickness of the semicircular ring is sufficiently small with respect to the radius R of the ring.)
M A = WR
なお、原子炉格納容器1は、前述したように内圧が高くなると、円筒部2の周方向(X方向)の変位の方が高さ方向(Y方向)の変位より大きくなるため、図4(c)中の左右方向に引張荷重Wが作用した状態と同じになる。
よって、リングの変形を防止するためには、補強部材16に生じる曲げモーメントが大きい側部(A点)の剛性を高くすることが効果的である。また、曲げモーメントが生じない接合部(B点)において、ボルト締結構造とすることが可能になる。
As described above, when the internal pressure of the reactor containment vessel 1 increases, the displacement in the circumferential direction (X direction) of the
Therefore, in order to prevent deformation of the ring, it is effective to increase the rigidity of the side portion (point A) where the bending moment generated in the reinforcing
そこで、本実施形態では、図8(b)に示したように、補強材15に生じる曲げモーメントが高くなる側、すなわち原子炉格納容器1の円筒部2の高さ方向となるY方向の両側が、原子炉格納容器1の円筒部2の周方向となるX方向の両側より、剛性が高く形成されている。具体的には、Y方向の両側での円環部15aの幅が、X方向の両側での円環部15aの幅より広く形成されている。ただし、剛性を相対的に高める構成としては、円環部15aの幅を広くするのに限定されることなく、第1実施形態や第2実施形態の場合と同様に、例えば円環部15aの厚さを厚くしたり、リブ15bの高さや厚さを高くあるいは厚くすることで、剛性を高めてもよい。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 8B, the side where the bending moment generated in the reinforcing
このような構成の補強材15をハッチ3に取り付けるには、第2実施形態と同様にして、図8(a)に示すようにスリーブ5に直接補強部材16、16を嵌め込み、図8(b)に示すように補強部材16、16の端面どうしを付き合わせる。そして、その状態でフランジ17、17をボルトで締結し、補強部材16、16を一体化して補強材15とする。
これにより、スリーブ5の内部側の外周部に周回した状態に、補強材15を取り付けることができる。
In order to attach the reinforcing
Thereby, the reinforcing
このようなハッチ3の補強構造にあっても、スリーブ5の内部側の外周部に周回して補強材15が取り付けられており、この補強材15は図8(b)に示すY方向の両側がX方向の両側より、剛性が高く形成されているので、過酷事故などによって原子炉格納容器1の内圧が高くなり、この内圧が、円筒部2の高さ方向(Y方向)より周方向(X方向)の方で大きく変位するように作用し、したがって補強部材16にY方向でより大きな曲げモーメントが生じても、このような内圧による力に抗してスリーブ5のオーバリング変形を確実に防止する。
Even in such a reinforcing structure of the hatch 3, the reinforcing
よって、本実施形態のハッチ3の補強構造によれば、過酷事故時においてもハッチ3から放射性物質が漏れるのを確実に防止することができ、これによって原子炉格納容器1の耐圧性を向上し、原子炉格納容器1の気密性保持機能を高めることができる。
また、スリーブ5の外周部に環状の補強材10を周回させて取り付けた構造としているので、既存のプラントにおけるハッチ3のスリーブ5に対しても、単に補強材10を取り付けることで本実施形態の補強構造とすることができる。したがって、既存のプラントにおけるハッチ3に対しても、ハッチの口径に制限されることなく、本実施形態の補強構造を容易に適用することができる。
Therefore, according to the reinforcing structure of the hatch 3 of the present embodiment, it is possible to reliably prevent the radioactive material from leaking from the hatch 3 even in a severe accident, thereby improving the pressure resistance of the reactor containment vessel 1. The airtight maintenance function of the reactor containment vessel 1 can be enhanced.
Moreover, since it is set as the structure which attached the cyclic |
特に本実施形態では、一対の補強部材16を互いに付き合わせ、ボルト締結によって一体化して略円環状の補強材15としているので、スリーブ5を利用してこれら補強部材11の搬入を行うことができ、また、蓋体6をスリーブ5に取り付けた状態で補強材15の取り付けを行うことができる。
また、補強材11がスイングボルト7aの回転を阻害しないため、蓋体6の開閉作業時の作業性を損なうことなく、補強構造を適用することができる。
In particular, in the present embodiment, the pair of reinforcing
Further, since the reinforcing
さらに、第2実施形態と同様に補強材15に保持部材を設けているので、蓋体6を外す際や外した後再度取り付ける際、スイングボルト7のボルト部7aを保持部材に保持させておくことにより、ボルト部7aが蓋体6に干渉するのを防止することができる。したがって、蓋体6の開閉作業時の作業性を高めることができる。
Furthermore, since the holding member is provided in the reinforcing
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されないことは言うまでもない。前述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the said embodiment. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described embodiments are merely examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
例えば、前記実施形態では、補強材8(10、15)を、その部分側断面形状がI型となるように円環部8a(10a、15a)とリブ8b(10b、15b)とによって形成したが、剛性の高低差を容易に作り出せる形状であれば、他の種々の形状を採用することができる。
また、本発明のハッチの補強構造は、原子炉格納容器以外の密閉容器にも適用することができる。
For example, in the above-described embodiment, the reinforcing member 8 (10, 15) is formed by the
The hatch reinforcing structure of the present invention can also be applied to a sealed vessel other than the reactor containment vessel.
1…原子炉格納容器(密閉容器)、2…円筒部、3…ハッチ、4…貫通孔、5…スリーブ、6…蓋体、7…スイングボルト、7a…ボルト部、8、10、15…補強材、11、16…補強部材、12…保持部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Reactor containment vessel (sealed vessel), 2 ... Cylindrical part, 3 ... Hatch, 4 ... Through-hole, 5 ... Sleeve, 7 ... Cover body, 7 ... Swing bolt, 7a ... Bolt part, 8, 10, 15 ... Reinforcing material, 11, 16 ... Reinforcing member, 12 ... Holding member
Claims (6)
前記密閉容器の円筒部の貫通孔に取り付けられた円筒状のスリーブと、
前記スリーブの、前記密閉容器の内部側の開口部に取り付けられた蓋体と、
前記スリーブの、前記密閉容器の内部側の外周部に周回して取り付けられた環状の補強材と、を備え、
前記補強材は、前記スリーブにおける前記密閉容器の円筒部の周方向の両側に対応する側と、前記密閉容器の円筒部の高さ方向の両側に対応する側とのうち、前記密閉容器の内圧が高まった際に該補強材に生じる曲げモーメントが高くなる側が、他の側より剛性が高く形成されていることを特徴とするハッチの補強構造。 A hatch reinforcement structure attached to the cylindrical portion of the sealed container,
A cylindrical sleeve attached to the through hole of the cylindrical portion of the sealed container;
A lid attached to the inner side opening of the sealed container of the sleeve;
An annular reinforcement attached around the outer peripheral portion of the sleeve on the inner side of the sealed container; and
The reinforcing material is an internal pressure of the sealed container among a side corresponding to both sides in the circumferential direction of the cylindrical part of the sealed container in the sleeve and a side corresponding to both sides in the height direction of the cylindrical part of the sealed container. A structure for reinforcing a hatch, characterized in that a side on which a bending moment generated in the reinforcing material becomes higher when the height is increased is formed to be higher in rigidity than the other side.
前記補強材には、前記ボルトを前記スリーブ側に保持する保持部材が設けられていることを特徴とする請求項4又は5記載のハッチの補強構造。
A bolt for fixing the lid body is attached to the outer peripheral portion of the sleeve so as to be rotatable between the lid side and the sleeve side,
6. The hatch reinforcing structure according to claim 4, wherein the reinforcing member is provided with a holding member for holding the bolt on the sleeve side.
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