特開 2023-40555 気密構造体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023040555

(43)【公開日】2023-03-23

(54)【発明の名称】気密構造体

(51)【国際特許分類】

   G21C 13/028 20060101AFI20230315BHJP

   G21C 9/008 20060101ALI20230315BHJP

【ＦＩ】

G21C13/028

G21C9/008

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021147612

(22)【出願日】2021-09-10

(71)【出願人】

【識別番号】507250427

【氏名又は名称】日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000003687

【氏名又は名称】東京電力ホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】島津 雄一

(72)【発明者】

【氏名】船曳 一央

(72)【発明者】

【氏名】田中 秀範

(72)【発明者】

【氏名】井上 大起

(72)【発明者】

【氏名】上野 博司

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 好信

(72)【発明者】

【氏名】菊川 浩

(72)【発明者】

【氏名】木村 剛生

(72)【発明者】

【氏名】杉田 大河

【テーマコード（参考）】

2G002

【Ｆターム（参考）】

2G002CA01

2G002EA03

(57)【要約】

【課題】構造がシンプルで、過酷環境下（高温、放射線、蒸気）にも耐え、建屋構造体間の変位にも壊れることなく原子力施設の気密性を確保することが可能な気密構造体を提供する。
【解決手段】気密構造体３０は、隙間を塞ぎ気密性を確保するための気密構造体であって、重ね合わせた部分を溶着できる特性を有する膜材４と、膜材４の一面を押さえる押さえ板１０と、膜材４の他面を押さえ、構造体又は原子炉建屋に取付けられる取付板３と、膜材４と押さえ板１０の間に介設されて両部材を接着する断熱両面テープ９と、膜材４と取付板３の間に介設された耐熱フィルム８と、膜材４、押さえ板１０、取付板３、断熱両面テープ９及び耐熱フィルム８を貫通するボルト６と、ボルト６に螺合するナット６Ｎと、を備え、ボルト６とナット６Ｎとの締め付けにより、膜材４、押さえ板１０、取付板３、断熱両面テープ９及び耐熱フィルム８を層状に固定した。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

原子炉建屋と前記原子炉建屋と間隔を空けて設けられた構造体との隙間を塞ぎ気密性を確保するための気密構造体であって、
重ね合わせた部分を溶着できる特性を有する膜材と、
前記膜材の一面を押さえる押さえ板と、
前記膜材の他面を押さえ、前記構造体又は前記原子炉建屋に取付けられる取付板と、
前記膜材と前記押さえ板の間に介設されて両部材を接着する断熱接着部材と、
前記膜材と前記取付板の間に介設された耐熱フィルムと、
前記膜材、前記押さえ板、前記取付板、前記断熱接着部材及び前記耐熱フィルムを貫通するボルトと、
前記ボルトに螺合するナットと、を備え、
前記ボルトと前記ナットとの締め付けにより、前記膜材、前記押さえ板、前記取付板、前記断熱接着部材及び前記耐熱フィルムを層状に固定した
ことを特徴とする気密構造体。

【請求項2】

前記膜材を重ね合わせるための折り返し部の内側に芯材を備えている
ことを特徴とする請求項１に記載の気密構造体。

【請求項3】

前記気密構造体のうち、前記折り返し部の内側に前記芯材を備えているボルト貫通孔を設けた溶着可能な前記膜材を２つ備える
ことを特徴とする請求項２に記載の気密構造体。

【請求項4】

前記押さえ板は、湾曲した押さえ板であり、
前記取付板は、湾曲した取付板である
ことを特徴とする請求項１に記載の気密構造体。

【請求項5】

前記押さえ板は、Ｌ字形状の押さえ板であり、
前記取付板は、Ｌ字形状の取付板である
ことを特徴とする請求項１に記載の気密構造体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、原子力施設に設置されるブローアウトパネル（以下、ＢＯＰ）が開放されたときに開口部を塞ぐための扉体閉止装置を設置する際に使用する、扉体閉止装置を取付けるための架台（以下、取付架台）と建屋構造体の隙間を閉塞する気密構造体に関する。

【背景技術】

【0002】

新規制後、原子力施設では、建屋内で何らかの事故により上昇した圧力を逃がすためにＢＯＰが開放されたときに開口部を閉塞するための扉体閉止装置を設置する必要がある。扉体閉止装置は開口部を閉塞している間は原子炉建屋の気密性を確保することが要求される。

【0003】

扉体閉止装置は既設の原子力施設に取付架台等により設置される。取付架台等は、既設の原子力施設に設置することから、取付架台等と原子力施設の間には隙間や開口部が生じ、それは様々な形状を有する。

【0004】

前記隙間や開口部あるため、扉体閉止装置に要求される原子炉建屋の気密性が満足できなくなる。取付架台等と原子力施設の隙間を塞ぐ構造体には、複雑な開口部にも適合し、過酷環境下（高温、放射線、蒸気）に設置し、且つ原子力施設と取付架台等間の変位にも壊れないことといった要求を満足しつつ、ＢＯＰと同様の気密性を確保する必要がある。

【0005】

例えば、建屋構造体間の隙間を閉塞させる構造が特許文献１に記載されている。この特許文献１には、「板バネの先端部にシール用パッキンの舌片部を固定し、円筒部が建屋構造体の底面に板バネの復元力により押圧された状態に維持する。また、基礎部構造体の外側壁面と建屋構造体の外側面とに板状の止水ゴムを掛け渡し基礎部構造体と建屋構造体との間隙を閉塞させて、建屋下方への浸水を防止する。」と記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１４－４３７０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１には、建屋構造体間の隙間を板ばねの復元力と止水ゴムを組み合わせることで浸水を防止できる構造が記載されている。

【0008】

しかしながら、特許文献１に開示された構造は、建屋構造体間の変位を負担する部位と、隙間を閉塞する部位で構成される２重構造となり、複雑な構造になることにくわえ、主として浸水対策のための構造であり、気密対策が十分に検討されているものではなく、止水ゴムを押さえ板で押さえつける構造であることから、その隙間が漏洩部となり、原子力施設の気密性を確保するための十分な気密性を確保できないおそれがある。

【0009】

また、原子力施設特有の過酷環境（高温、放射線、蒸気）に対する対策も十分に検討されているものではなく、熱、放射線、蒸気の影響により固定部の隙間が漏洩部となり、原子力施設の気密性を確保するための十分な気密性を確保できないおそれがある。

【0010】

本発明は、前記した課題を解決するためになされたものであり、構造がシンプルで、過酷環境下（高温、放射線、蒸気）にも耐え、建屋構造体間の変位にも壊れることなく原子力施設の気密性を確保することが可能な気密構造体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】

【0011】

前記目的を達成するため、本発明の気密構造体は、原子炉建屋と、原子炉建屋と間隔を空けて設けられた構造体との隙間を塞ぎ気密性を確保するための気密構造体であって、重ね合わせた部分を溶着できる特性を有する膜材と、膜材の一面を押さえる押さえ板と、膜材の他面を押さえ、構造体又は原子炉建屋に取付けられる取付板と、膜材と押さえ板の間に介設されて両部材を接着する断熱接着部材（例えば、断熱両面テープ９）と、膜材と取付板の間に介設された耐熱フィルムと、膜材、押さえ板、取付板、断熱接着部材及び耐熱フィルムを貫通するボルトと、ボルトに螺合するナットと、を備え、ボルトとナットとの締め付けにより、膜材、押さえ板、取付板、断熱接着部材及び耐熱フィルムを層状に固定したことを特徴とする。本発明のその他の態様については、後記する実施形態において説明する。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、構造がシンプルで、過酷環境下（高温、放射線、蒸気）にも耐え、建屋構造体間の変位にも壊れることなく原子力施設の気密性を確保することが可能な気密構造体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施形態に係る原子炉建屋と、原子炉建屋と間隔を空けて設けられた構造体との隙間を塞ぎ気密性を確保するための気密構造体を示す概略図である。

【図2】本発明の実施形態に係る気密構造体の全様を示す断面図である。

【図3】図２に示す気密構造体を示す拡大図である。

【図4】気密構造体の変形例である膜材を４重構造にした詳細図である。

【図5】図２に示す気密構造体を湾曲部に使用した状態を示す説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はＶｂ－Ｖｂ断面図である。

【図6】図２に示す気密構造体を角部に使用した状態を示す説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はＶＩｂ－ＶＩｂ断面図、（ｃ）はＶＩｃ－ＶＩｃ断面図である。

【図7】気密構造体の適用箇所の一例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明を実施するための実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る原子炉建屋と、原子炉建屋と間隔を空けて設けられた構造体との隙間を塞ぎ気密性を確保するための気密構造体３０を示す概略図である。図２は、本発明の実施形態に係る気密構造体３０の全様を示す断面図である。図２は、図１のII－II断面図である。図３は、図２に示す気密構造体３０を示す拡大図である。

【0015】

図７は、気密構造体３０の適用箇所の一例を示す説明図である。最初に、気密構造体３０の適用例について説明する。図７に示す扉体閉止装置４０は、ＭＳトンネル室壁に設けられた扉体閉止装置の例である。原子力発電施設は、原子炉圧力容器が格納される原子炉建屋、原子炉圧力容器から圧送される蒸気によって回転するタービンが格納されるタービン建屋、原子炉建屋とタービン建屋を繋ぐＭＳトンネル室等からなる。ＭＳトンネル室は、主蒸気管トンネル室（ＭＳＩＶ室）とも呼ばれている。ＭＳトンネル室壁には、内部の圧力が異常に上昇したときに原子炉建屋外に押し出されて外れることによって内部の圧力を逃がすＢＯＰ等が設けられている。扉体閉止装置４０は、ＢＯＰが開放されたときに開口部を塞ぐための機能を有する。本実施形態で説明する気密構造体３０は、扉体閉止装置４０を取付けるための取付架台２と建屋構造体１の隙間を閉塞するものである。

【0016】

原子炉建屋の壁面等にある建屋構造体１と、ＢＯＰが開放されたときに開口部を閉塞するための扉体閉止装置４０を取付ける取付架台２（構造体）等が離れている場合、その間隙の気密をとる必要がある。本実施形態では、建屋構造体１と取付架台２間を、取付板３、溶着可能な膜材４等を用いる気密構造体３０について説明する。

【0017】

図２において、紙面上方向が気密構造体３０の外側で、紙面下方向が気密構造体３０の内側である。図２の気密構造体３０は、建屋構造体１と取付架台２に固定した取付板３に溶着可能な膜材４が装着される。ここで、膜材４の溶着部５は、膜材同士が重なり、接している箇所をいう。建屋構造体１又は取付架台２に固定した取付板３は、コーディングされ気密が保持されている。気密構造体３０の詳細を、図３を参照して説明する。

【0018】

図３において、気密構造体３０は、重ね合わせた部分を溶着できる特性を有する膜材４と、膜材４の一面を押さえる押さえ板１０と、膜材４の他面を押さえ、構造体（例えば、取付架台２）又は原子炉建屋（例えば、建屋構造体１）に取付けられる取付板３と、膜材４と押さえ板１０の間に介設された断熱両面テープ９（断熱接着部材）と、膜材４と取付板３の間に介設された耐熱フィルム８と、膜材４、押さえ板１０、取付板３、断熱両面テープ９及び耐熱フィルム８を貫通するボルト６と、ボルト６に螺合するナット６Ｎと、を備える。ボルト６とナット６Ｎとの締め付けにより、膜材４、押さえ板１０、取付板３、断熱両面テープ９及び耐熱フィルム８を層状に固定している。

【0019】

すなわち、溶着可能な膜材４は、ボルト６を貫通するための貫通孔を設けられている。ボルト６の貫通部は、溶着可能な膜材４を折り返し、２重構造にし、溶着することで強度が維持される。ここで、溶着可能な膜材４は、芯材７を巻き込むように折り返すことで、よれが防止されている。

【0020】

前記貫通孔が開いた溶着可能な膜材４は、気密構造体３０の外側の耐熱フィルム８と、気密構造体３０の内側の断熱両面テープ９とで挟まれ、押さえ板１０と取付板３とで押さえつけられた状態でボルト６とナット６Ｎで固定される。耐熱フィルム８を溶着可能な膜材４と取付板３の間に備えることで、原子炉施設特有の過酷環境下における熱が、取付板３の固定部に伝わることを防止する。これにより、固定部の熱変形を防ぐ。また、押さえ板１０と溶着可能な膜材４の間には断熱両面テープ９を備えることで、溶着可能な膜材４表面と取付板３とを密着された状態を維持する。

【0021】

気密構造内側のボルト６の頭部と押さえ板１０の間には、圧縮性能、断熱性に優れたシリコンワッシャ１１を用いることで、押さえ板１０と気密構造内側のボルト６との間を密着した状態を維持する。

【0022】

これにより、建屋構造体１と取付架台２との間に３次元的な変位が生じても、溶着可能な膜材４がその変位を負担し、且つ過酷環境下においても固定部の気密が維持される。

【0023】

図４は、気密構造体３０の変形例である膜材４を４重構造にした詳細図である。図４は、図２、図３に示す溶着可能な膜材４と取付板３等を用いた気密構造体において、ボルト６の貫通部の強度を増強するために、４重構造にした断面図を示す。断熱両面テープ９を溶着可能な膜材４と新たに設けるもう一方の溶着可能な膜材１２との間に設けることで４重膜構造としている。その他、使用する部材及び部材の固定方法については、図２、図３に示すものと同様である。

【0024】

図５は、図２に示す気密構造体３０を湾曲部に使用した状態を示す説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はＶｂ－Ｖｂ断面図である。図５（ａ）は、図２、図３に示す気密構造体３０を３次元的な湾曲部に使用した状態を示す斜視図である。湾曲した取付板３Ｃと湾曲した押さえ板１０Ｃとで溶着可能な膜材４を挟み固定する。ここで、膜材４の溶着部５は、膜材同士が重なり、接している箇所をいう。また、湾曲した取付板３Ｃと湾曲した押さえ板１０Ｃの間を構成する部材とその構成については図２、図３に示す実施例と同様である。

【0025】

溶着可能な膜材４を折り返し、２重構造とした膜材を溶着することで強度が維持されており、溶着可能な膜材４は、芯材７を巻き込むように折り返すことで、よれが防止されている。ここで、湾曲部には湾曲した芯材１５を用いることで、湾曲した箇所においても溶着可能な膜材４を折り返し、よれを防止することを可能としている。湾曲した芯材１５は、芯材７と一体となっているものをそのまま曲げて使用してもよいし、新たな芯材を曲げ、芯材７に溶接して一体化してもよい。

【0026】

図６は、図２に示す気密構造体３０を角部に使用した状態を示す説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はＶＩｂ－ＶＩｂ断面図、（ｃ）はＶＩｃ－ＶＩｃ断面図である。図６（ａ）は、図２、図３に示す気密構造体３０を３次元的な角部に使用した状態を示す斜視図である。Ｌ字の取付板３ＬとＬ字の押さえ板１０Ｌとで溶着可能な膜材４を挟み固定する。ここで、膜材４の溶着部５は、膜材同士が重なり、接している箇所をいう。また、Ｌ字の取付板３ＬとＬ字の押さえ板１０Ｌの間を構成する部材とその構成については図２、図３に示す実施例と同様である。

【0027】

溶着可能な膜材４を折り返し、２重構造とした膜材を溶着することで強度が維持されており、溶着可能な膜材４は、芯材７を巻き込むように折り返すことで、よれが防止されている。ここで、Ｌ字の角部は芯材７を設けない角部構造１８としている。ここで、図６（ｃ）に示すように、上側の膜材４と下側の膜材４は独立しているが、端部を折り返すことで下側の膜材４に重ね、溶着する溶着構造１９とし、Ｌ字の角部の密封を可能とする構造としている。

【0028】

本実施形態によれば、原子炉建屋（例えば、建屋構造体１）と前記原子炉建屋と間隔を空けて設けられた構造体（例えば、取付架台２）との間に形成される複雑な隙間、開口部にも適合し、過酷環境下（高温、放射線、蒸気）に設置し、且つ建屋構造体の変位にも壊れることなく、原子炉建屋の気密性を確保することができる。

【0029】

膜材４は、例えば樹脂やガラス繊維等の材料を組み合わせた、原子力施設の温度環境下に耐える耐熱性、建屋間の変位を吸収するための適度な柔軟性、十分な強靭性、放射線や蒸気環境下にも耐える耐候性を有するものを選定するが、膜材４に使用する材料は樹脂やガラス繊維に限定するものではない。

【0030】

また、膜材４は、取付板３及び押さえ板１０との固定部にはボルト貫通孔を設けるため、膜材同士を重ね合わせて熱処理を加える作業のみで膜材同士を接着できる「溶着」が可能な特性を備えたものを用いることで、気密性を損なわずにボルト貫通孔周辺の強度を維持することができる。

【0031】

本実施形態の気密構造体３０によれば、扉体閉止装置４０の取付架台２と既設の原子炉建屋との間に形成される隙間や開口部の形状によらず適合し、過酷環境下（高温、放射線、蒸気）に設置し、且つ原子炉建屋と取付架台間の変位にも壊れないことといった要求を満足しつつ、扉体閉止装置４０と同等の気密性を確保する気密構造体を提供することができる。なお、扉体閉止装置４０には、スライド式の扉体閉止装置、横開き式の扉体閉止装置等があり、本実施形態の気密構造体３０は、各種扉体閉止装置の取付架台に適用することができる。

【符号の説明】

【0032】

１ 建屋構造体（原子力建屋）
２ 取付架台（構造体）
３ 取付板
３Ｃ 湾曲した取付板
３Ｌ Ｌ字の取付板
４ 膜材
５ 溶着部
６ ボルト
６Ｎ ナット
７ 芯材
７Ｃ 湾曲した芯材
８ 耐熱フィルム
９ 断熱両面テープ（断熱接着部材）
１０ 押さえ板
１０Ｃ 湾曲した押さえ板
１０Ｌ Ｌ字の押さえ板
１１ シリコンワッシャ
１２ もう一方の溶着可能な膜材
１８ 角部構造（芯材を設けないＬ字の角部）
１９ 溶着構造（個別の膜材を溶着した構造）
３０ 気密構造体
４０ 扉体閉止装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】