JP7321045B2 - 原子力プラント - Google Patents
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Description
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、原子炉圧力容器と、前記原子炉圧力容器を支持する圧力容器支持構造と、前記圧力容器支持構造に支持された前記原子炉圧力容器を収容する原子炉格納容器と、前記原子炉圧力容器の重心よりも上方において前記原子炉圧力容器の側周壁に接続され、かつ前記原子炉格納容器に固定された配管とを備え、前記圧力容器支持構造は、前記原子炉圧力容器の重心よりも上方において、前記原子炉圧力容器を支持する原子力プラントである。
図1は、第1実施形態に係る原子力プラント1の構成図であって、本発明を改良沸騰水型の原子力プラントに適用した場合の図を示している。この図に示す原子力プラント1は、炉心が収容された原子炉圧力容器10と、原子炉圧力容器10に固定された配管11と、原子炉圧力容器10を支持する圧力容器支持構造20とを備える。また原子力プラント1は、原子炉圧力容器10を収容する原子炉格納容器30と、さらに原子炉格納容器30を収容する原子炉建屋40とを備えている。
原子炉圧力容器10は、核燃料の集合体である炉心と冷却材とを収容するものであり、鉛直方向に配置された円筒材の両側開口を閉塞した形状を有する。このような原子炉圧力容器10は、鋼鉄製であって、例えば上部円筒胴と下部円筒胴とを溶接した円筒材と、鉛直方向に配置された円筒材の上部を閉塞する上鏡部と、円筒材の下部を閉塞する下鏡部とによって構成されている。
配管11は、原子炉圧力容器10に接続されると共に、原子炉格納容器30に固定されたものである。このような配管11は、一方の端部が、原子炉圧力容器10の内部に連通する状態で、原子炉圧力容器10の側周壁に接続して設けられている。原子炉圧力容器10に対する各配管11の接続箇所は、原子炉圧力容器10の重心よりも上方であって、原子炉圧力容器10の側周壁である。
圧力容器支持構造20は、支持構造体21と支持部材22とを備える。支持構造体21には、スタビライザ23が設けられている。以下、これらの構成要素の詳細を説明する。
[支持構造体21]
支持構造体21は、例えば原子炉格納容器30の床面30aを構成するベタ基礎からの立ち上がりによって構成された円筒形状の基礎部分である。このような支持構造体21は、放射性物質の遮蔽壁を兼ねたものであり、特にγ線に対する遮蔽機能、さらに好ましくは生体遮蔽機能を有する遮蔽壁として構成されていることとする。このような支持構造体21は、鉄筋材料とコンクリート材料との複合構造によって構成され、原子炉圧力容器10を下部側から覆って収容する。このように支持構造体21が遮蔽壁を兼ねる構成とすることにより、原子炉圧力容器10と原子炉格納容器30との間に、別体としてγ-シールドを配置する必要がなく、原子炉格納容器30内の省スペース化を図ることができる。
支持部材22は、原子炉圧力容器10を支持構造体21に対して固定するための部材であり、原子炉圧力容器10に対して支持部材22が取り付けられた位置が、原子炉圧力容器10の支持部Pとなる。このような支持部材22は、例えば下方に向かって広がる円錐台のスカート形状を有する。スカート形状の支持部材22は、上方側の端縁が原子炉圧力容器10の側周壁に固定され、下方側の端縁が支持構造体21の台座21a上に固定され、鉛直方向及び水平方向の荷重を支持する構造となっている。
スタビライザ23は、原子炉格納容器30および原子炉圧力容器10の揺れを安定化させるためのものであって、複数箇所に設けられている。このようなスタビライザ23のうちの幾つかは、原子炉圧力容器10と支持構造体21との間に配置されたRPVスタビライザ23aであって、原子炉圧力容器10を構成する円筒材の周方向に沿って複数配置されている。またスタビライザ23のうちの他の幾つかは、支持構造体21と原子炉格納容器30の側周壁と間に配置されたPCVスタビライザ23b(PVV:Primary Containment Vessel)であって、支持構造体21の周方向に沿って複数配置されている。
原子炉格納容器30は、圧力容器支持構造20で支持された状態の原子炉圧力容器10を収容する容器である。この原子炉格納容器30は、冷却材喪失などの事故発生時において原子炉圧力容器10に対する圧力障壁として機能するとともに、外部への放射性物質の拡散に対する障壁となる。このような原子炉格納容器30は、原子炉圧力容器10の全周を覆う構成であって、鉄筋材料とコンクリート材料との複合構造であり、例えば鋼鉄製の容器の周囲をコンクリートで覆って構成される。
原子炉建屋40は、原子炉格納容器30を収容する建造物である。この原子炉建屋40は、冷却材喪失などの事故発生時において原子炉格納容器30に対する圧力障壁として機能するとともに、外部への放射性物質の拡散に対する障壁となる。このような原子炉建屋40は、原子炉格納容器30の覆うコンクリート製のものであり、内部に収容する原子炉格納容器30との間に取り合いを設けて配置されている。
以上説明した第1実施形態の原子力プラント1は、原子炉圧力容器10の支持高さPを、原子炉圧力容器10の重心Cgよりも上方とした構成である。これにより、原子炉圧力容器10の支持高さPを、原子炉圧力容器10に対する配管11の接続高さに対して、より近接した位置とすることができる。このため、原子炉圧力容器10の熱膨張・収縮による配管11の接続高さ位置の変動を小さく抑えることができる。
以上説明した第1実施形態において、支持構造体21は、遮蔽壁として形成された構造物として説明したが、これに限定されることはない。例えば、支持構造体21は、遮蔽壁と別体で設けたものであってもよい。また支持構造体21は、原子炉格納容器30の床面30aからの立ち上げた円筒形状の遮蔽壁となる基礎部分と、遮蔽壁の上部に立設させた台座構造体とで構成されてもよい。台座構造体は、支持部材22を固定できる構成であれば、壁構造であってもよいが柱構造であってもよく、他の構成であってもよい。これにより従来設計の遮蔽壁の高さに依存することのない支持高さPにおいて原子炉圧力容器10を支持することができる。
図2は、第2実施形態に係る原子力プラント2の構成図である。この図に示す原子力プラント2が、図1に示した第1実施形態の原子力プラント1と異なるところは、原子炉格納容器30内において原子炉圧力容器10を支持するための圧力容器支持構造20’の構成であって、特に支持部材102の構成にあり、他の構成要素は変形例も含めて第1実施形態と同様である。このため、以下においては支持部材102の構成のみを説明する。
[支持部材102]
支持部材102は、原子炉圧力容器10を支持構造体21に支持させるための部材であって、原子炉圧力容器10の側周壁から外側に向かって突出する状態で原子炉圧力容器10に固定さられたブロック状の部材である。この支持部材102は、原子炉圧力容器10の周方向に連続するフランジ形状であってもよい。このような支持部材102は、支持構造体21の台座21a上に載置され、台座21a上でスライドすることにより、熱膨張による原子炉圧力容器10の水平方向の移動を吸収しつつ、原子炉圧力容器10を支持する構造となっている。
以上説明した第2実施形態の構成であっても、原子炉圧力容器10の支持高さPを、原子炉圧力容器10の重心Cgよりも上方とし、原子炉圧力容器10の支持高さPを、原子炉圧力容器10に対する配管11の接続高さに対して近接させているため、第1実施形態と同様に原子力プラント1の小型化を図ることが可能となる。
10…原子炉圧力容器
11…配管
11a…蒸気配管
11b…復水配管
20,20’…圧力容器支持構造
21…支持構造体
21a 台座
21b…開口部
22,102…支持部材
30…原子炉格納容器
30a 床面
31 貫通孔
Claims (7)
- 原子炉圧力容器と、
前記原子炉圧力容器を支持する圧力容器支持構造と、
前記圧力容器支持構造に支持された前記原子炉圧力容器を収容する原子炉格納容器と、
前記原子炉圧力容器の重心よりも上方において前記原子炉圧力容器の側周壁に接続され、かつ前記原子炉格納容器に固定された配管とを備え、
前記配管は、前記原子炉圧力容器内の蒸気を外部機器に供給するための蒸気配管と、前記蒸気を冷却した冷却材を前記原子炉圧力容器内に供給する復水配管とを含み、
前記圧力容器支持構造は、
前記原子炉格納容器の床面から立ち上げた支持構造体と、
前記原子炉圧力容器に固定され、前記支持構造体に支持された支持部材とを備え、
前記支持部材は、前記原子炉圧力容器の外側に向かって突出して設けられ、突出した先端側が前記支持構造体に載置されており、前記支持構造体の上端縁に設けられた台座上にスライド可能に載置されており、前記原子炉圧力容器の重心よりも上方のみにおいて、前記蒸気配管と前記原子炉圧力容器の接続高さと、前記復水配管と前記原子炉圧力容器の接続高さの中間位置で前記原子炉圧力容器を支持する
原子力プラント。 - 前記配管は、前記原子炉格納容器を貫通して前記原子炉格納容器に固定されている
請求項1に記載の原子力プラント。 - 前記原子炉圧力容器には、異なる高さ位置において複数の前記配管が接続され、
前記圧力容器支持構造は、前記複数の配管が接続された高さ位置の範囲内において前記原子炉圧力容器を支持する
請求項1に記載の原子力プラント。 - 前記支持構造体は、生体遮蔽機能を有する遮蔽壁として構成された
請求項1に記載の原子力プラント。 - 前記支持構造体は、鉄筋材料とコンクリート材料との複合構造である
請求項4に記載の原子力プラント。 - 前記支持構造体は、前記配管を貫通させる開口部を有し、
前記開口部が生体遮蔽機能を有する材料によって埋め込まれている
請求項4に記載の原子力プラント。 - 前記原子炉圧力容器と前記圧力容器支持構造、および前記支持構造体と前記原子炉格納容器とは、前記支持部材による前記原子炉圧力容器の支持部よりも下方において、スタビライザを介して接続される
請求項1~6の何れか1項に記載の原子力プラント。
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