特許 5959893 サンプスクリーン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5959893

(24)【登録日】2016年7月1日

(45)【発行日】2016年8月2日

(54)【発明の名称】サンプスクリーン

(51)【国際特許分類】

   G21C 9/004 20060101AFI20160719BHJP

【ＦＩ】

   G21C9/00 E

【請求項の数】3

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2012-72703(P2012-72703)

(22)【出願日】2012年3月28日

(65)【公開番号】特開2013-205132(P2013-205132A)

(43)【公開日】2013年10月7日

【審査請求日】2015年3月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100134544

【弁理士】

【氏名又は名称】森 隆一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100126893

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 哲男

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(72)【発明者】

【氏名】上満 憲二郎

(72)【発明者】

【氏名】新井 猛男

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 均

(72)【発明者】

【氏名】星加 厚志

【審査官】 青木 洋平

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２７１１４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１８３２９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ２１Ｃ ９／００４

Ｇ２１Ｃ １３／００

Ｅ０２Ｄ ２７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

原子炉格納容器の基礎コンクリート上に設置され、原子炉格納容器内に流出した一次冷却材を、基礎コンクリートに形成されたピット内にろ過して排水するサンプスクリーンであって、
ろ過を行うスクリーン本体と、
スクリーン本体を支持するベース部と、
前記ベース部と前記基礎コンクリートとの間に充填された充填材とを備え、
前記ベース部は、基礎構造に支持されることによって前記基礎コンクリート上に設置されており、
前記基礎構造は、
前記基礎コンクリート上に固定され、ねじ孔を有する支持部と、
前記支持部の前記ねじ孔に螺合された第１のねじ部、該第１のねじ部から縮径して上方に突出した第２のねじ部、及び前記第１のねじ部と前記第２のねじ部との間に形成された段部を有する基礎ボルトとを備え、
前記基礎ボルトの前記段部によって被支持部材を支持することを特徴とするサンプスクリーン。

【請求項2】

前記基礎構造は、
前記支持部の前記ねじ孔と同じねじ孔径のねじ孔を有する固定ナットを備え、
前記支持部と前記第１のねじ部とは、前記固定ナットを前記第１のねじ部に螺合することによって固定されることを特徴とする請求項１に記載のサンプスクリーン。

【請求項3】

前記ピット周囲を囲むようにして配され、前記ベース部下面に接する隙間閉塞板を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のサンプスクリーン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、加圧水型原子炉の基礎構造、及び加圧水型原子炉の冷却材喪失事故時に使用されるサンプスクリーンに関するものである。

【背景技術】

【0002】

周知のように、加圧水型原子炉においては、一次冷却材（軽水）が沸騰しないように加圧されており、この一次冷却材を原子炉の核分裂反応によって生じた熱エネルギーで加熱し、高温となった一次冷却材を蒸気発生器に送って二次冷却材（軽水）を沸騰させ、高温・高圧の蒸気によりタービン発電機を回して発電している。

【0003】

このような加圧水型原子炉においては、一次冷却材の喪失事故発生時に、原子炉の過熱状態を防止するため及び、原子炉格納容器内の圧力上昇を抑制するため、次のような保安構造が採用されている。すなわち、この保安構造は、原子炉が格納された室内下部において下階に連通する開口部を有する原子炉格納室と前記下階に設けられ、最下層にサンプピットとを備える原子炉格納容器と、原子炉格納容器内に流出した一次冷却材をサンプピットから非常用冷却液を吸い込んで原子炉格納室の上部から吐出するポンプ体と、原子炉格納容器内に流出した一次冷却材をサンプピットから吸い込んで原子炉へ注入するポンプ体とを備えたものであって、原子炉格納室の上部から吐出された一次冷却材及び配管破断箇所から流出した一次冷却材が、原子炉格納室の開口部から原子炉格納容器の最下層へ流入するようにされ、サンプピットで集水されて循環するように構成されている。

【0004】

ところで、上記の保安構造においては、一次冷却材の喪失事故発生時に、高圧の一次冷却材の噴出により、保温材片や金属片のデブリが生じて流出した一次冷却材に混入するために、サンプピットにサンプスクリーン等のデブリ濾過体を設けて、デブリがポンプ体に混入しないようにしている（特許文献１参照）。

【0005】

上記サンプスクリーンは、複数のストレーナモジュールがベースプレート上に載置された構成であり、ベースプレートが原子炉格納室の床部に設けられた基礎構造に固定される構造である。
図６に、従来の基礎構造を示す。図６に示すように、従来の基礎構造１０１は、原子炉格納室の床部８上に設置されたアンカーボルト２６と、アンカーボルト２６を介して固定された基礎プレート２７と、基礎プレート２７の上面に溶接されためねじ付固定金物１０２と、めねじ付固定金物１０２にねじ込まれた基礎ボルト１０３から構成されている。
基礎グラウト１３は、基礎グラウト１３が形成される範囲に型枠を設置することによって、サンプピットの周囲に形成されている。

【0006】

この基礎構造１０１にサンプスクリーンを設置する際は、基礎ボルト１０３に螺合されたナット１０４によってサンプスクリーンのベースプレート１６の高さ調整が行われる。
基礎ボルト１０３には、サンプスクリーンのベースプレート１６によって加えられる作用荷重に耐える剛性が要求される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開平７−２６０９７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ところで、ろ過面積を増大するためには、サンプスクリーンを大型化する必要があるが、サンプスクリーンを大型化することによって、基礎ボルト１０３の剛性が十分ではないという問題がある。特に、地震などの影響により、サンプスクリーンに大きな水平荷重が作用した場合、基礎ボルト１０３が折れるなどの問題がある。
一方、基礎ボルト１０３の剛性を高める対策としては、基礎ボルト１０３の径を太くすることが考えられるが、この場合、サンプスクリーン側の取付孔を変更する必要が生じるため、コストの面から見て好ましくない。

【0009】

そこで、本発明は、このような従来の問題点に着目し、サンプスクリーンの取付孔との取り合いを変更することなく、基礎ボルトの強度を向上させることができる基礎構造を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
すなわち、本発明に係るサンプスクリーンは、原子炉格納容器の基礎コンクリート上に設置され、原子炉格納容器内に流出した一次冷却材を、基礎コンクリートに形成されたピット内にろ過して排水するサンプスクリーンであって、ろ過を行うスクリーン本体と、スクリーン本体を支持するベース部と、前記ベース部と前記基礎コンクリートとの間に充填された充填材とを備え、前記ベース部は、基礎構造に支持されることによって前記基礎コンクリート上に設置されており、前記基礎構造は、基礎コンクリート上に固定され、ねじ孔を有する支持部と、前記支持部の前記ねじ孔に螺合された第１のねじ部、該第１のねじ部から縮径して上方に突出した第２のねじ部、及び前記第１のねじ部と前記第２のねじ部との間に形成された段部を有する基礎ボルトとを備え、前記基礎ボルトの前記段部によって被支持部材を支持することを特徴とする。

【0011】

このような構成によれば、基礎ボルトの基端側の直径を太くしたことによって、被支持部材に加えられる水平荷重に対する基礎ボルトの強度を任意に向上させることができる。
また、基礎ボルトの段部を利用して、基礎ボルト自体のねじ機構により被支持部材の高さの調整を行うことができるため、レベル調整用のナットを廃止することができる。
よって、このような構成によれば、基礎ボルトの基端側の直径を太くしたことによって、サンプスクリーンに加えられる水平荷重に対する基礎ボルトの強度を任意に向上させることができる。
また、基礎ボルトの段部を利用して、基礎ボルト自体のねじ機構によりサンプスクリーンの高さの調整を行うことができるため、レベル調整用のナットを廃止することができる。

【0012】

また、本発明に係る基礎構造は、前記支持部の前記ねじ孔と同じねじ孔径のねじ孔を有する固定ナットを備え、前記支持部と前記第１のねじ部とは、前記固定ナットを前記第１のねじ部に螺合することによって固定されることを特徴とする。

【0013】

このような構成によれば、より確実に基礎ボルトを固定することができる。

【0016】

また、本発明に係るサンプスクリーンは、前記ピット周囲を囲むようにして配され、前記ベース部下面に接する隙間閉塞板を備えたことを特徴とする。

【0017】

このような構成によれば、ベース部と隙間閉塞板との面着により、ベース部と隙間閉塞板との間の隙間をより小さくすることができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、基礎ボルトの部分的な直径を太くしたことによって、被支持部材に加えられる水平荷重に対する基礎ボルトの強度を任意に向上させることができる。
また、基礎ボルトの段部を利用して、基礎ボルト自体のねじ機構により被支持部材の高さの調整を行うことができるため、レベル調整用のナットを廃止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の実施形態に係る原子炉格納構造の概略構成図である。

【図2】本発明の実施形態に係るサンプスクリーン及び基礎構造の分解斜視図である。

【図3】本発明の実施形態に係るサンプスクリーン及び基礎構造の要部拡大斜視図である。

【図4】本発明の実施形態に係るサンプスクリーンを鉛直方向に沿う面で切った断面図である。

【図5】本発明の実施形態に係る基礎構造の断面図である。

【図6】従来の基礎構造の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。
図１に示すように、原子炉格納構造１は、原子炉２を格納する原子炉格納容器３と、ポンプ体４とを備えている。原子炉格納容器３は、原子炉２を格納する原子炉格納室５を備え、原子炉格納室５は、原子炉２と共に、不図示の蒸気発生器や加圧器等を格納している。サンプピット７は、原子炉格納室５の床部８に形成されている。サンプピット７は、床部８の基面８ａよりも鉛直方向下側に窪んで形成されており、このサンプピット７の開口部をサンプスクリーン（デブリ濾過体）９が覆っている。サンプスクリーン９の詳細は後述する。ポンプ体４は、サンプピット７に接続された吸込側配管１０と接続されると共に、原子炉格納室５の上部に配設され、スプレイノズル１１を有する吐出側配管１２と接続されている、若しくは、原子炉２と不図示の蒸気発生器及び一次冷却材ポンプとを接続している配管へ接続されている。ポンプ体４の水源として、不図示の燃料取替用水タンクまたは燃料取替用水ピットを有する。

【0021】

このような構成により、原子炉格納構造１は、原子炉２の配管部分２ａに破断が起きるような一次冷却材の喪失事故が生じると、燃料取替用水タンクまたは燃料取替用水ピットを水源としてポンプ体４により一次冷却材を原子炉２に供給し炉心冷却を行うとともに、原子炉格納室５の上部に設けられたスプレイノズル１１から吐出させて原子炉格納容器３内部の圧力上昇を抑制する。
そして、原子炉２の冷却を行った一次冷却材及び原子炉格納容器３内部の圧力抑制を行った一次冷却材が床部８に落下して、サンプピット７によって集水されて再循環するように構成されている。

【0022】

図２に示すように、サンプスクリーン９はコンクリートからなる床部８の上面に形成された基礎構造１８を介して設置されている。サンプピット７は、平面視で略長方形であるが、設置環境に応じて逃げ部７ａが形成された外形を有している。
基礎構造１８は、床部８の上面であって、サンプピット７の周囲に設けられた基礎グラウト１３と、基礎グラウト１３の上面を覆うように略基礎グラウト１３に沿って設けられた金属製平板１４と、床部８に設置され、後述する基礎ボルト１５の上部を露出するように基礎グラウト１３に埋め込まれた支持部１９（図５参照）と、支持部１９に螺合された基礎ボルト１５とから構成されている。

【0023】

図３に示すように、複数の基礎ボルト１５は、基礎グラウト１３の上面から金属製平板１４と介して上方に突出するように設けられている。金属製平板１４には、基礎ボルト１５が貫通する貫通孔１４ａが形成されている。

【0024】

サンプスクリーン９は、サンプピット７を覆うように形成されたベースプレート１６と、ベースプレート１６の上面に配置された複数のストレーナモジュール１７を有する。
ベースプレート１６は、金属製平板１４に対して面接触するように取り付けられている。ベースプレート１６には複数の基礎ボルト１５に対応した複数の取付孔１６ａが形成されており、２つのナット２１によって基礎構造１８に取り付けられている。また、取付孔１６ａの形成箇所には、大型の座金１６ｂが設置されている。また、ベースプレート１６には、後述するコアチューブ２４が開口するコアチューブ用開口２２が複数形成されている（図４参照）。

【0025】

図４に示すように、ストレーナモジュール１７は、板状に形成されている中空の板形状のディスク２３を複数積み重ねられて構成されている。ディスク２３の表面には、複数のろ過孔２３ａが形成されている。ストレーナモジュール１７の内部には、複数のディスク２３を貫通するように、上述したコアチューブ２４が設けられている。コアチューブ２４とディスク２３との取付箇所には、コアチューブ２４の内部とディスク２３の内部とを連通する連通孔２４ａが形成されている。また、コアチューブ２４の上端にはヘッドカバー２５が取り付けられている。

【0026】

次に、基礎構造１８の詳細を説明する。なお、以下の説明は、本実施形態の基礎構造１８を構成する複数の基礎ボルト１５のうち、一つの基礎ボルト１５について説明するものである。
図５に示すように、支持部１９は、複数のアンカーボルト２６とアンカーボルト２６を介して固定された基礎プレート２７と基礎プレート２７の上面に溶接された支持ナット２８から構成されている。

【0027】

アンカーボルト２６は、１つの基礎ボルト１５に対して基本的に４つ設けられており、床部８に打ち込まれることによって固定されている。
基礎プレート２７は、アンカーボルト２６を貫通させるための取付孔２７ａが形成された基本的に矩形の板状部材であり、複数のナット２９により床部８の上方に固定されている。
支持ナット２８は、その中央にねじ孔２８ａが形成された円柱状の金属製部材であり、基礎プレート２７の上面に溶接されている。支持ナット２８の上面には、ねじ孔２８ａと中心を同じくして形成された円形の凹部２８ｂが形成されている。

【0028】

基礎ボルト１５は、ねじ孔２８ａと螺合するように設定された第１のねじ部３０と、第１のねじ部３０から縮径して上方に突出した第２のねじ部３１とから構成されている。第２のねじ部３１のねじ径は、従来の基礎ボルト１０３（図６参照）のねじ径と同一である。第１のねじ部３０の上面は段部３２とされており、平坦に加工されている。
第１のねじ部３０にはねじ孔２８ａと同一のねじ孔径のねじ孔３３ａを有する固定ナット３３が螺合されている。また固定ナット３３の下面には、支持ナット２８の凹部２８ｂの内径よりもやや小さい直径の凸部３３ｂが形成されている。

【0029】

金属製平板１４は、基礎ボルト１５の段部３２に支持されるように配置されている。具体的には、段部３２の上面と金属製平板１４の下面とが当接するように設置されている。
基礎グラウト１３は、金属製平板１４の下面と床部８の上面とを埋めるように形成されている。

【0030】

次に、基礎構造１８を床部８に形成する施工方法について説明する。
まず、床部８の表面を削って平面を出した後、床部８に複数のアンカーボルト２６を固定する。各々のアンカーボルト２６は、床部８の鉄筋を避けて打ち込まれる。次に、複数のナット２９を用いて、アンカーボルト２６に基礎プレート２７を取り付け、高さ調整した後、固定する。
次に、基礎ボルト１５の基端部に支持ナット２８を螺合させた状態で、支持ナット２８を基礎プレート２７の上面に載置する。

【0031】

次に、基礎ボルト１５に固定ナット３３を取り付け、金属製平板１４を基礎ボルト１５の段部３２の上面に載置することによって、金属製平板１４を仮設置する。この際、基礎ボルト１５の第２のねじ部３１に金属製平板１４の貫通孔１４ａが挿通させる。金属製平板１４の貫通孔１４ａが正確にベースプレート１６の取付孔１６ａに対応して形成されているため、基礎ボルト１５の水平方向の位置が正確に定められる。

【0032】

次に、支持ナット２８を基礎プレート２７に溶接することによって、支持ナット２８の位置を固定する。
次に、基礎ボルト１５を支持ナット２８に対して回転させ、段部３２の高さを変更することにより、金属製平板１４の高さを調整する。金属製平板１４は、複数の段部３２によって支持されており、全ての段部３２の上面の床部８の基面８ａからの距離を同一にすることで、金属製平板１４の上面を水平にすることができる。そして、固定ナット３３を第１のねじ部３０に螺合し、締め付けることによって基礎ボルト１５の高さを固定する。
最後に、基礎グラウト１３が形成される範囲に型枠を設置し、グラウトを型枠に流し込むことによって、基礎グラウト１３を形成する。

【0033】

上記実施形態によれば、サンプスクリーン側の取付孔の取り合いを変更することなく、基礎ボルト１５の部分的な直径を太くしたことによって、サンプスクリーンに加えられる水平荷重に対する基礎ボルトの強度を任意に向上させることができる。

【0034】

また、基礎ボルト１５の段部３２を利用して、基礎ボルト１５自体のねじ機構によりサンプスクリーンの据え付け高さの調整を行うことができるため、レベル調整用のナットを廃止することができ、基礎プレート２７とサンプスクリーン９のベースプレート１６との距離を短くすることができる。これにより、基礎ボルト１５に作用する曲げモーメントも小さくなり、より大きな水平荷重を受けることが可能になる。

【0035】

また、金属製平板１４を施工することによって、ベースプレート１６と金属製平板１４との面着により、ベースプレート１６と金属製平板１４との間の隙間をより小さくすることができる。また、施工時において金属製平板１４を仮固定することによって、基礎ボルト１５の位置決めを容易に行うことができる。

【0036】

なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の設計変更が可能である。
例えば、上記の実施形態では、金属製平板１４を用いてベースプレート１６と基礎グラウト１３との間の隙間を閉塞する構成としたが、ベースプレート１６と基礎グラウト１３との間の隙間を管理値（例えば１．７ｍｍ）より小さくすることができれば、金属製平板１４を省略することができる。

【0037】

また、上述した実施形態では、固定ナット３３を用いて基礎ボルト１５の高さを固定する構成としたが、充填するグラウト等によって、基礎ボルト１５の高さを固定することができれば、固定ナット３３を省略することができる。

【符号の説明】

【0038】

３…原子炉格納容器、７…サンプピット（ピット）、８…床部（基礎コンクリート）、９…サンプスクリーン、１３…基礎グラウト（充填材）、１４…金属製平板（隙間閉塞板）、１５…基礎ボルト、１６…ベースプレート（被支持部材）、１７……ストレーナモジュール（スクリーン本体）、１８…基礎構造、１９……支持部、２８ａ…ねじ孔、３０…第１のねじ部、３１…第２のねじ部、３２…段部、３３…固定ナット、３３ａ…ねじ孔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】