(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電モジュールであって、
プールの液体に完全に沈められた格納容器と、
前記格納容器の中心に置かれた支持構造体と
を含み、
前記発電モジュールは、前記支持構造体と前記格納容器に作用する前記プールの液体の浮力との組合せによって支持され、
前記支持構造体は、前記発電モジュールの重心に配置され、
前記支持構造体は、前記格納容器に剛的に取り付けられた水平方向に延びる支持アームを含み、
前記格納容器は前記支持アームまわりに枢動するように構成される発電モジュール。
【請求項２】
前記支持構造体は弾性減衰装置を含む、請求項１に記載の発電モジュール。
【請求項３】
１つ又は複数の前記弾性減衰装置は、前記支持アームと前記プールの液体内の取付け構造物との間に配置されかつ双方に接触している、請求項２に記載の発電モジュール。
【請求項４】
前記格納容器の下端に置かれたベーススカートをさらに含み、
前記格納容器が前記支持アームまわりに枢動すると、前記ベーススカートは前記プールの液体内でアライメント装置に接触するように構成される、請求項３に記載の発電モジュール。
【請求項５】
前記格納容器内に格納された原子炉容器をさらに含み、
前記支持構造体は、前記格納容器内で前記原子炉容器の回転を提供する、請求項１に記載の発電モジュール。
【請求項６】
前記原子炉容器及び前記格納容器間に介在する第１の減衰装置と、
前記格納容器及びプール壁間に介在する第２の減衰装置と
をさらに含み、
前記第１及び第２の減衰装置は、前記発電モジュールに作用する動的な力を減衰するように構成されている、請求項５に記載の発電モジュール。
【請求項７】
格納容器のための支持構造体であって、
前記格納容器の中心に位置する水平方向に延びる支持アームと、
水中に沈められた取付け構造物と、
前記支持アーム及び前記取付け構造物間に置かれた減衰装置と
を含み、
前記格納容器は前記支持アームまわりに枢動するように構成され、
前記格納容器の重量の少なくとも一部が前記減衰装置を通して前記取付け構造物に伝えられ、
前記減衰装置は、前記支持アームに伝えられた地震力を減衰させるように構成される支持構造体。
【請求項８】
前記格納容器は水の浮力によって部分的に支持されている、請求項７に記載の支持構造体。
【請求項９】
前記減衰装置は変形可能な長円形部分を含み、
前記減衰装置の前記変形可能な部分は、凹所内に置かれている、請求項７に記載の支持構造体。
【請求項１０】
前記凹所は凹状形状であり、
前記格納容器が静止しているとき、前記凹所は、前記減衰装置の前記変形可能な部分の曲率半径よりも大きな曲率半径である、請求項９に記載の支持構造体。
【請求項１１】
前記変形可能な部分の曲率半径は、動的な縦方向の力が前記支持アームに適用されたとき、前記凹所の曲率半径に一時的に近似する、請求項１０に記載の支持構造体。
【請求項１２】
前記減衰装置の変形は、拘束された動きの範囲内での前記格納容器の移動を許す、請求項７に記載の支持構造体。
【請求項１３】
地震力が減衰された後、前記減衰装置は、前記格納容器を元静止位置に促す、請求項１２に記載の支持構造体。
【請求項１４】
前記格納容器の下端に位置するベーススカートをさらに含み、
前記ベーススカートは前記格納容器の前記支持アームまわりの回転を拘束する、請求項７に記載の支持構造体。
【請求項１５】
前記ベーススカート及びアライメント装置間に位置する１つ又は複数の減衰器をさらに含み、
前記１つ又は複数の減衰器は、前記ベーススカートが前記アライメント装置に対して回転するときの接触力を減衰する、請求項１４に記載の支持構造体。
【請求項１６】
発電モジュールの重心に置かれた支持構造体において前記発電モジュールを支持する手段と、
前記発電モジュールの拘束された水平軸まわりの回転を許す手段であって、前記支持構造体が前記回転のための枢軸として作用する手段と、
一定の動作範囲内で１つ又は複数の水平方向への前記発電モジュールの拘束された動きを許すための手段と、
前記発電モジュールに前記支持構造体を通して伝えられる地震力を減衰するための手段と
を含む装置。
【請求項１７】
一定の動作範囲内で縦方向への前記発電モジュールの拘束された動きを許すための手段をさらに含み、
前記縦方向は前記１つ又は複数の横方向に直角である、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記地震力を減衰するための手段は、一定の動作範囲内で前記発電モジュールの拘束された移動を許し、
前記地震力を減衰するための手段は、前記地震力が減衰された後、前記発電モジュールを元静止位置に促す、請求項１６に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電モジュール構造及び支持システムを含む発電の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
受動的な動作システムによって設計された原子炉では、物理学の法則は、正常な運転の間又は緊急事態においても、オペレータの介入や管理なしに、原子炉の安全な活動が少なくともあるあらかじめ決められた期間維持されることを確実とするために使用されている。原子炉５は、原子炉容器２で取り囲まれた炉心６を含む。原子炉容器２内の水１０は、炉心６を取り囲む。炉心６は、また、炉心６をその外側のまわりで取り囲む炉心隔壁１２２内に配置されている。核分裂事象の結果として、水１０が炉心６によって熱せられると、水１０は炉心隔壁１２２から、またライザー１２４から出るように導かれる。これは、さらに多くの水を炉心隔壁１２２に引き入れる炉心６によって、該炉心にさらに水１０を引き入れ、加熱する結果を生じる。ライザー１２４から抜け出た水１０は、冷やされ、アニュラス１２３に向けて導かれ、自然循環を通して原子炉容器２の底に戻る。水１０が熱せられるとき、加圧された蒸気１１が原子炉容器２内に生成される。
【０００３】
熱交換器１３５は、タービン１３２及び発電機１３４によって電気を発生させるために、二次冷却システム１３０中で給水及び蒸気を循環させる。前記給水は、熱交換器１３５を通過し、過熱状態の蒸気になる。二次冷却システム１３０は、凝縮器１３６及び給水ポンプ１３８を含む。二次冷却システム１３０中の蒸気及び給水は、原子炉容器２中の水１０から分離され、それらが互いに混ざり又は直接に接触することは阻止されている。二次冷却システム１３０は、蒸気又は給水を搬送するための管１３９を含むことができる。
【０００４】
原子炉容器２は格納容器４によって取り囲まれている。原子炉容器２からの水又は蒸気が、周辺の環境に漏れることがないように、格納容器４は設計されている。蒸気弁８は、原子炉容器２から格納容器４の上半部１４に蒸気１１を排出するために設けられている。水面下の排出弁１８は、サブクール水を収容するサプレッションプール１２中に水１０を放出するために設けられている。
【０００５】
管１３９や他の接続部が、原子炉５と、二次冷却システム１３０又は前記発電設備の中の他のシステムとの間に設けられている。地震又は他の地震活動の場合に、著しい力又は振動が前記接続部に又は該接続部の近傍に伝えられることがあり、前記接続部に大きな応力を及ぼすことがある。熱膨張による力は、また応力を前記接続部に及ぼす。これらの接続部の保全の維持は、前記種々のシステムからの放射性あるいは他の物質の不注意な放出を阻止することに役立ち、また保守や１つ又は複数の接続部の機能不備を引き起こす損傷を軽減する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、これら及び他の問題に対処する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発電モジュールは、液体のプールに完全に沈められた格納容器と、該格納容器のほぼ中心又は前記発電モジュールの重心あるいはそれよりも上方に置かれた支持構造とを含むように、ここに開示されている。前記発電モジュールは、前記格納容器に作用する前記プールの液体の浮力との組み合わせで前記支持構造によって支持されている。
【０００８】
格納容器のための支持構造は、前記格納容器のほぼ中心又は重心あるいはそれよりも上方に置かれた支持アームと、水中に沈められた取付け構造物とを含むように、ここに開示されている。前記支持構造は、前記支持アーム及び前記取付け構造物との間に配置された減衰装置を含み、前記格納容器の重量の少なくとも一部が前記減衰装置を通して前記取付け構造物に伝えられる。前記減衰装置は、前記支持アームに伝えられた地震力を減衰させるように設定されている。
【０００９】
システムは、発電モジュールのほぼ中心又は重心あるいはそれよりも上方に置かれた支持構造体で前記発電モジュールを支持するための手段と、前記支持構造体が回転のための枢軸として作用する前記発電モジュールの拘束された回転を許す手段とを含むように、ここに開示されている。前記システムは、前記発電モジュールに前記支持構造体を通して伝えられる地震力を減衰するための手段をさらに含む。
【００１０】
本発明は、添付図面を参照する本発明の好適な実施例についての以下の詳細な説明から、より明白になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】原子力発電システムを示す。
【図２】支持構造を含む発電モジュール組立体の例を示す。
【図３】図２の発電モジュール組立体の側面図を示す。
【図４】免震格納容器を含む発電モジュール組立体のための支持構造の例を示す部分図を示す。
【図５】複数の弾性減衰装置を含む免震格納容器のための支持構造の部分図を示す。
【図６】弾性減衰及び保持の構造の部分図を示す。
【図６Ａ】縦方向力に反応する図６の弾性減衰及び保持の構造の部分図を示す。
【図６Ｂ】横方向力に反応する図６の弾性減衰及び保持の構造の部分部を示す。
【図７】免震発電モジュールのための弾性減衰及び保持の構造の部分図を示す。
【図８】発電モジュールを地震から絶縁するための斬新なシステムを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本書に開示されあるいは参照された種々の実施例は、参照によってその全体が本書に含まれる同時係属中の米国特許出願番号11/941,024号明細書に見られる特徴に調和して又は連動して運転される。
【００１３】
図２は、格納容器２４、原子炉容器２２及び支持構造２０を含む発電モジュール組立体の例を示す。格納容器２４は、円筒形であり、長円形、ドーム型又は半球状の上下の両端２６、２８を有する。発電モジュール組立体２５の全体を効果的な熱吸収源として作用するプールの液体３６(例えば水)に沈めることができる。プールの液体３６は、原子炉ベイ２７に保持されている。原子炉ベイ２７は鉄筋コンクリート又は他の従来の材料で構成することができる。プールの液体３６及び格納容器２４は、また地表９下に位置することができる。格納容器２４の上端２６は完全にプールの液体３６の表面下に位置することができる。発電モジュール組立体２５から液体及びガスが漏れ、あるいは侵入しないように、格納容器２４は、溶接あるいはその他の手段で環境に対して密封することができる。
【００１４】
格納容器２４は、１つ又は複数の支持構造体２０によって、原子炉ベイ２７の下面より上でプールの液体３６中に吊されて示されている。格納容器２４は、ステンレス鋼又は炭素鋼で作り、また被覆膜を含むことができる。発電モジュール組立体２５は、鉄道車両で輸送できるように、寸法決めすることができる。例えば、格納容器２４は、約４．３メートルの直径及び１７．７メートルの高さ(長さ)に構成することができる。炉心６(図１)の燃料補給は、例えば、発電モジュール組立体２５の全体を鉄道車両で又は海外へ輸送し、それを新たな燃料棒を有する新しいあるいは再生された発電モジュール組立体と取り替えることによって実行することができる。
【００１５】
格納容器２４は、炉心６(図１)を封入し、ある条件で冷却する。格納容器２４は比較的小さく、高強度を有し、一つにはそのより小さな全体寸法に起因して、従来の格納容器デザインの６、７倍の圧力に耐えることが可能である。発電モジュール組立体２５の一次冷却システムに中断が生じても、環境の中に核分裂生成物が全く放出されない。
【００１６】
発電モジュール組立体２５及び格納容器２４は、プールの液体３６内に完全に沈むように示されている。格納容器２４の頂部及び底部を含む全面が液体３６と接触して取り囲まれるように示されている。１つ又は複数の支持構造体２０は、格納容器２４のほぼ中心に置かれている。一実施例では、１つ又は複数の支持構造体２０は、発電モジュール組立体２５のほぼ重心(ＣＧ)又は該ＣＧの僅かに上方に置かれる。発電モジュール組立体２５は、格納容器２４に作用するプールの液体３６の浮力との組み合わせで支持構造２０によって支持されている。一実施例では、発電モジュール組立体２５は２つの支持構造体２０によって支持されており、第１の支持構造体は第２の支持構造体の反対側で発電モジュール組立体２５の一側に配置される。
【００１７】
１つ又は複数の支持構造体２０は、格納容器２４及び原子炉容器２２の両方を支持するように構成されても良い。一実施例では、１つ又は複数の支持構造体２０は、原子炉容器２２のほぼＣＧに、又は該ＣＧのわずかに上方に位置する。
【００１８】
図３は、図２の発電モジュール組立体２５の側面図を示す。格納容器２４及び原子炉容器２２は、発電モジュール組立体２５に作用する回転力ＲＦによって支持構造体２０の回りに枢動すべく構成することができる。一実施例では、支持構造体２０は発電モジュール組立体２５の前記ＣＧのわずかに上方に置かれ、その結果、回転力ＲＦが消失した後、重力によって下端２８が原子炉ベイ２７内で底に向き合う位置に戻る傾向がある。格納容器２４の回転は、また発電モジュール組立体２５の原子炉ベイ２７への設置又はこれからの除去中のより優れた扱い易さを提供する。一実施例では、格納容器２４は、発電モジュール組立体２５の垂直及び水平な姿勢間あるいは位置間で回転することができる。
【００１９】
発電モジュール組立体２５は、格納容器２４の下端２８に置かれたベーススカート３０を含むように示されている。ベーススカート３０は、格納容器２４に、剛的に取付け、溶接し、あるいは一体部分とすることができる。一実施例では、ベーススカート３０が、例えば地上に、輸送装置に又は燃料を再補給するステーションに置かれるとき、ベーススカート３０は、発電モジュール組立体２５の重量を支えるように作られる。発電モジュール組立体２５の正常な運転(例えば出力運転)中に、ベーススカート３０は、地上から離れて吊されるか、ベーススカート３０が如何なる外部構成要素又は面とも接触しないように原子炉ベイ２７の底の上方に置くことができる。
【００２０】
発電モジュール組立体２５が支持構造体２０のまわりで回転するとき、格納容器２５の下端２８は、側方又は横方向Ｌoに動く傾向がある。格納容器２４が支持構造体２０の回りに所定量を回転するとき、ベーススカート３０は、プールの液体３６に置かれたアライメント装置３５に接触するように設定される。例えば、発電モジュール組立体２５が動作の範囲内又は特定の回転角度内で自由に回転することができるように、アライメント装置３５を寸法決めすることができる。
【００２１】
アライメント装置３５は、ベーススカート３０の内径より小さい外径を含むことができる。発電モジュール組立体２５が静止しているとき、ベーススカート３０がアライメント装置３５に接触しないように、アライメント装置３５はベーススカート３０中で適合するように寸法決めされる。一実施例では、格納容器２４が支持構造体２０の回りに回転するとき、ベーススカート３０はアラインメント装置３５に接触する。発電モジュール組立体２５に垂直力が作用する場合、ベーススカート３０は、格納容器２３の運動の垂直範囲を抑制しない。アライメント装置３５は、原子炉ベイ２７の底に剛的に設置する(例えば、ボルトで締められ、溶接され、その他の手段で取り付ける)ことができる。一実施例では、１つ又は複数の減衰器３８は、発電モジュール組立体２５が枢動又は回転するとき、ベーススカート３０及びアライメント装置３５間の接触力を減衰するために、ベーススカート３０及びアライメント装置３５間に位置している。１つ又は複数の減衰器３８は、アライメント装置３５（図示のとおり）又はベーススカート３０のいずれかに設置するか、その他の方法で取り付けることができる。
【００２２】
図４は、免震格納容器２４を含む発電モジュール組立体のための支持構造４０の部分図を示す。支持構造４０は、支持アーム４５と取付け構造物４７とを含む。支持アーム４５は、格納容器２４のほぼ中心に置くことができる。取付け構造物４７は、液体(例えば水)中に沈み、該液体が格納容器２４を取り囲む。取付け構造物４７は、原子炉ベイ２７（図２）の壁の延長とし、該壁に取り付け、該壁に埋め込み又は該壁に一体とすることができる。
【００２３】
減衰装置４６は、支持アーム４５及び取付け構造物４７間に置かれる。格納容器２４の重量の少なくとも一部は、減衰装置４６を通して取付け構造物４７に伝えられる。減衰装置４６としては、伸縮自在か、弾性を有するか、あるいは変形可能な、ばね、空気圧又は油圧のショックアブソーバ又は従来技術で知られている他の振動又はエネルギー減衰装置がある。一実施例では、減衰装置４６は、天然ゴム又は合成ゴムから成る。減衰装置４６は、石油又は他の化合物から製造され、放射線又は湿度にさらされると材料破損に抵抗力がある弾性材料で構成することができる。さらに他の実施例では、減衰装置４６は、柔らかい変形可能な金属又は波形金属で構成することができる。
【００２４】
減衰装置４６は、支持アーム４５及び取付け構造物４７間に伝えられた動的なすなわち地震の力を減衰するために、設定される。例えば、格納容器２４の縦方向又は長手方向に作用する垂直又は縦方向の力ＦＶは、減衰装置４６を通して作用する。さらに、水平又は横方向の力ＦＨが、縦方向の力ＦＶと直角ないずれかの方向で減衰装置４６に及ぼされ得る。横方向の力ＦＨは、図示の座標系４８のＸ及びＺ座標で定義される平面に在る方向ベクトルから成り、他方、縦方向の力ＦＶは、図示の座標系４８のＸ-Ｚ面と直角なＹ座標で方向付けられる方向ベクトルから成ると理解することができる。
【００２５】
格納容器２４のほぼ重心に支持アーム４５を置く一実施例では、発電モジュール組立体２５に作用する横方向の力ＦＨは、格納容器２４を回転させるというよりも滑りを引き起こし易い。支持アーム４５を特定の高さ又は位置で格納容器２４に置くことは、該格納容器が１つ又は複数の力ＦＨ、ＦＶ又はＲＦを受けるとき、格納容器24が如何に振る舞うかについての制御性を提供する。
【００２６】
減衰装置４６は、縦方向の力ＦＶを吸収又は減衰するために縦方向に縮むことができる。一実施例では、減衰装置４６は、横方向の力ＦＨを減衰すべく水平方向へ撓んで縮む。減衰装置４６は、地震又は噴火などの地震活動の間にＸ-Ｚ面で取付け構造物４７に沿って滑るように設定することができる。力ＦＶ及びＦＨは、また、三次元のＸ、Ｙ、Ｚのいずれか又はすべてで、発電モジュール２５の、格納容器２４(図２)を含む１つ又は複数の構成要素の熱膨張に起因すると考えることができる。
【００２７】
減衰装置４６の圧縮又は動きの結果として、力ＦＶ及びＦＨの少しが、取付け構造物４７から格納容器２４に又は格納容器２４から取付け構造物４７に伝えられるに過ぎない。支持アーム４５が取付け構造物４７に剛的に取り付けられ又は直接に接触しているときに伝えられるよりも少ない衝撃を格納容器２４は受ける。格納容器２４は、発電モジュール２５(図３)に作用する回転力ＲＦに対して水平軸Ｘのまわりで回転するように設定することができる。
【００２８】
支持アーム４５を格納容器２４に剛的に取り付けることができ、１つ又は複数の弾性減衰装置４６は、液体３６（図２）内に位置する支持アーム４５及び取付け構造物４７に接して該両者間に位置する。弾性減衰装置４６は、支持アーム４５及び支持構造物４７間に枢着点を提供することができ、図３に示されていると同様に、弾性減衰装置４６の回りに格納容器２４が枢動あるいは回転する。格納容器２４の重量は、部分的に、液体３６の浮力によって支えられている。周辺の液体３６(図２)は、また、横方向の力ＦＨ、縦方向の力ＦＶ及び格納容器２４に作用する回転力ＲＦのいずれをも減衰するように作用する。
【００２９】
一実施例では、支持アーム４５は中空軸２９から成る。前記中空軸は、補助又は二次の冷却システムのための貫通路を提供するように設定することができる。例えば、図１の管１３９は、中空軸２９を経て格納容器２４を出ることができる。
【００３０】
図５は、支持アーム５５及び複数の弾性減衰装置５２、５４を含む免震格納容器２４のための支持構造５０の部分的な図面を示す。第１の弾性減衰装置５２は、支持アーム５５及び下方の取付け構造物５７間に位置している。第２の弾性減衰装置５４は、支持アーム５５及び上方の取付け構造物５８間に位置している。一実施例では、第１及び第２の弾性減衰装置５２、５４は、支持アーム５５に設置されるか、その他の方法で取り付けられている。他の実施例では、第１及び第２の弾性減衰装置５２、５４の一方又は双方が、上下の取付け構造物５７、５８にそれぞれ設置される。
【００３１】
格納容器２４の重量の少なくとも一部は、第１の弾性減衰装置５２を通して下方の支持構造体５７に伝えられる。格納容器２４が静止しているとき、第１の弾性減衰装置５２は圧縮下にある。第１の弾性減衰装置５２は、支持アーム５５及び下方の取付け構造物５７間に作用する縦方向の力を減衰することが理解できよう。第２の弾性減衰装置５２は、また、支持アーム５５及び上方の取付け構造物５８間に作用する縦方向の力を減衰することが理解できよう。格納容器２４の縦方向又は垂直な動きは、取付け構造物５７、５８が第１及び第２の弾性減衰装置５２、５４にそれぞれ接触し該減衰装置の圧縮を引き起こすとき、取付け構造物５７、５８によって拘束される。第１及び第２の弾性減衰装置５２、５４は、従来のショックアブソーバの１つ又は一対の緩衝器と同様な機能を提供することができる。
【００３２】
一実施例では、下方の取付け構造物５７は、凹所５６を含む。凹所５６は、該凹所が第１の弾性減衰装置５２の外部寸法又は直径よりも大きい内部寸法又は直径を有するように、寸法決めすることができる。第１の弾性減衰装置５２は、凹所５６内に着座し又は位置するように図示されている。凹所５６、１つ又は複数の側方又は横方向への格納容器２４の動きを拘束するように機能することができる。第１の弾性減衰装置５２は、それが凹所５６の壁を押し付けるとき、縮み又は曲がることができる。一実施例では、凹所５６は、格納容器２４が側方又は横方向への力を受けるとき、第１の弾性減衰装置５２が下方の取付け構造物５７を滑ることができる量すなわち距離を制限することができる。
【００３３】
図６は、免震格納容器２４のための弾性減衰及び保持の構造６０の部分的な図を示す。弾性減衰及び保持構造６０は変形可能な部分６６を含む。変形可能な部分６６は、ドーム型、長円形又は半球状の形状とすることができる。取付け構造物６７は凹所６８を含み、変形可能な部分６６が凹所６８に着座しあるいは位置する。変形可能な部分６６及び凹所６８は、ボールジョイントとして同様に機能すると理解することができ、変形可能な部分６６は凹所６８内で回転又は枢動する。
【００３４】
凹所６８は、凹面形状として図示されている。取付け構造物６７は、図示の座標系４８のＸ-Ｚ面として特定される横面に適用される横方向の力ＦＨによる格納容器２４の動きを拘束するように設定されている。さらに、取付け構造物６７は、Ｘ-Ｚ面と直角な方向Ｙに適用される縦方向の力ＦＶによる格納容器２４の長手方向の動きを拘束するように設定されている。格納容器２４は、発電モジュール２５(図３)に作用する回転力ＲＦによって水平軸Ｘのまわりで回転するように設定することができる。一実施例では、凹所６８は半球状の、ドーム型の又は長円形のボウルを形成する。格納容器２４の底端２８に置かれたベーススカート３０（図２）は、凹所６８内で変形可能な部分６６が枢動又は回転するとき、格納容器２４の回転を拘束するように設定することができる。
【００３５】
取付け構造物６７は、発電モジュール２５(図２)の重量のいくらか又はすべてを支持するように設定することができる。一実施例では、液体３６の浮力が発電モジュール２５の重量のほぼすべてを支え、その結果、取付け構造物６７の凹所６８は、主として、発電モジュール２５を中央に置き又は所望姿勢に維持するように機能する。
【００３６】
図６Ａは、縦方向の力ＦＶに反応する図６の弾性減衰及び保持構造６０の部分図を示す。格納容器２４(図６)が静止しているとき、取付け構造物６７の凹所６８は、弾性減衰及び保持構造６０の変形可能な部分６６の曲率半径Ｒ１より大きな曲率半径Ｒ２を構成する。格納容器２４の垂直の動きの結果として又は取付け構造物６７から格納容器２４に伝えられた力の結果として、縦方向の力ＦＶが支持アーム６５(図６)に適用され得る。前記縦方向の力は、例えば地震又は噴火に起因するかもしれない。
【００３７】
動的な縦方向の力ＦＶが支持アーム６５に適用されると、前記減衰装置は、参照番号６６によって実線で示された静止状態から、参照番号６６Ａによって点線で示された動的状態へ縮む。変形可能な部分６６の曲率半径は、一時的に動的状態６６Ａで凹所６８の曲率半径Ｒ２に近似する。変形可能な部分６６の実効半径が増大するに伴い、これは、変形可能な部分６６と凹所６８との間に形成される接触面を増大させる結果となる。接触面が増大するに伴い、これは、変形可能な部分６６のさらなる圧縮に抵抗するように、換言すればさらなる圧縮を減少させるように作用し、縦方向の力ＦＶを弱める。一実施例では、変形可能な部分６６の有効な曲率半径は、縦方向の力ＦＶの増加につれて増大する。動的な縦方向の力ＦＶが弱まると、変形可能な部分６６はその当初の曲率半径Ｒ１を保持する。
【００３８】
図６Ｂは、横方向の力ＦＨに反応する図６の弾性減衰及び保持構造６０の部分図を示す。凹所６８は、少なくとも２度の自由度で変形可能な部分６６の動きを拘束する。例えば、変形可能な部分６６の動きは、図６に示された座標系４８のＸ及びＺ方向に拘束される。変形可能な部分６６は、それが凹所６８の壁を押し付けるとき、縮み又は曲がることができる。変形可能な部分６６の圧縮又は変形は水平力ＦＨを弱める。一実施例では、凹所６８は、格納容器２４が横方向への力ＦＨを受けるとき、変形可能な部分６６が取付け構造物６７上を滑ることができる量すなわち距離を制限することができる。横方向の力ＦＨが支持アーム６５に適用されると、前記減衰装置は、参照番号６６によって実線で示された静止状態から、参照番号６６Ｂによって点線で示された動的状態へ動き又は滑る。
【００３９】
凹所５６、６８は、図５及び６には取付け構造物５７、６７に形成されているように示されているが、他の実施例では、凹所５６、５８は、支持アーム５５、６５に形成され、減衰装置５２、６６が取付け構造物５７、６７に取り付けられる。これらの代替実施例は、他の点では、横方向及び縦方向の一方又は両方で格納容器２４の動きを拘束するように、図５又は６に示された実施例と同様に動作ることができる。
【００４０】
図７は、免震発電モジュール８０のための弾性減衰及び保持構造７０の部分図を示す。発電モジュール８０は原子炉容器２２及び格納容器２４を含む。弾性減衰及び保持構造７０は、１つ又は複数の支持アーム又はトラニオンと、１つ又は複数の取付け構造物とを含む。第１のトラニオン７５は、原子炉容器２２から突出しているか、あるいは延在する。原子炉容器トラニオン７５は、先に図２〜６に示した１つ又は複数の支持アームと同様な機能を提供する。第２のトラニオン８５は、格納容器２４から突出しているか、あるいは延在する。原子炉容器トラニオン７５は、格納容器トラニオン８５と同じ単一の回転軸に沿って横たわっている。回転の軸Ｘは、図示の座標系４８に示されている。回転力ＲＦが発電モジュール２５に作用すると、原子炉容器２２及びと格納容器２４の一方又は両方は、回転軸Ｘのまわりに回転することができる。原子炉容器２２及び格納容器２４は、互いに同じ方向又は逆の方向へ回転することができる。
【００４１】
原子炉容器トラニオン７５は、第１の取付け構造物７７に支持されて示されている。取付け構造物７７は、格納容器２４から突出しているか、あるいは延在する。原子炉容器トラニオン７５は、発電モジュール８０に水平な力ＦＨ１又はＦＨ２が作用すると、取付け構造物７７に沿って動くか、滑ることができる。原子炉容器２２と格納容器２４とによって、すなわち該両者間に伝えられた水平力ＦＨ２の影響を弱めるか減らすように、第１の減衰要素７６は作動する。発電モジュール８０が停止状態又は静止状態にあると、第１の減衰要素７６は、また、原子炉容器２２及び格納容器２４のそれぞれを中心に置き又は両者間の距離を維持するように機能する。
【００４２】
格納容器トラニオン８５は、第２の取付け構造物８７に支持されて示されている。一実施例では、取付け構造物８７は原子炉ベイ２７から突出しているか、あるいは延在する。格納容器トラニオン８５は、水平力ＦＨ１又はＦＨ２が発電モジュール８０に作用すると、取付け構造物８７に沿って動くか、滑ることができる。格納容器２４と原子炉ベイ２７とによって、すなわち該両者間に伝えられた水平力ＦＨ１の影響を弱めるか、減らすように、第２の減衰要素８６は作動する。発電モジュール８０が停止状態又は静止状態にあると、第２の減衰要素８６は、また格納容器２４及び原子炉ベイ２７のそれぞれを中心に置き又は両者間の距離を維持するように機能する。
【００４３】
第１の減衰要素７６は、原子炉容器トラニオン７５に収納されて示されている。原子炉容器保持ピン９０は、第１の減衰要素７６に対する接触面を提供するために、原子炉容器トラニオン７５に置かれる。原子炉容器保持ピン９０は、例えば格納容器２４又は格納容器トラニオン８５の延長部とすることができる。一実施例では、原子炉容器保持ピン９０は格納容器２４に剛的に接続されている。原子炉容器保持ピン９０は、格納容器２４の両側を通って延長することができる。
【００４４】
水平力ＦＨ２は、原子炉容器保持ピン９０と第１の減衰要素７６を経て原子炉容器２２及び格納容器２４の近傍又はその間に伝えられる。原子炉容器２２及び格納容器の垂直な動きは、原子炉容器トラニオン７５、原子炉容器保持ピン９０及び取付け構造物７７間の相互作用によって拘束され得る。原子炉容器２２及び格納容器２４の垂直の動きは、格納容器トラニオン８５と取付け構造物８７との間の相互作用によって、また拘束され得る。
【００４５】
弾性減衰及び保持構造７０は、発電モジュール８０のための熱的緩衝を提供すべくさらに作用することができる。発電モジュール８０の構成要素に又は該構成要素間で伝えられる動的な地震力を減衰し、弱め、その他減少させることに加えて、弾性減衰及び保持構造７０は、原子炉容器２２及び格納容器２３間での熱伝達を減らすことができる。例えば、第１及び第２の取付け構造物７７、８７の一方又は両方を断熱材で内張りすることができる。
【００４６】
図８は、発電モジュールを地震から絶縁するための斬新なシステム２００を示す。システム２００は、図１ないし７としてここに図示された種々の実施例で、それに限定されないが、稼働することが理解されよう。
【００４７】
動作２１０で、発電モジュールは、支持構造で支持される。前記支持構造は、前記発電モジュールのほぼ中心又はほぼ重心あるいはそれよりもわずかに上方に置くことができる。
【００４８】
動作２２０で、前記発電モジュールの回転は拘束される。前記支持構造は、回転の枢軸として作用することができる。
【００４９】
動作２３０で、前記発電モジュールに前記支持構造を通して伝えられた地震力は弱められるか、減衰される。一実施例では、前記地震力は弾性材料を含む減衰装置によって減衰される。
【００５０】
動作２４０で、前記発電モジュールの１つ又は複数の横方向の動きは、一定の動作範囲中に拘束される。横方向の力が減衰されると、前記発電モジュールはその元静止位置に戻る。一実施例では、前記減衰装置は曲面を含み、前記支持構造は、前記曲面を収納するために設定された丸められた凹所から成っている。
【００５１】
動作２５０では、前記発電モジュールの横方向の動きは一定の動作範囲の中に拘束される。縦方向の力が減衰すると、前記発電モジュールはその元静止位置に戻る。縦方向は、動作２４０の前記１つ又は複数の横方向と直角である。
【００５２】
ここに与えられた実施例は主として加圧水型原子炉で説明したが、ここに記載されたようにあるいはいくらかの明らかな部分修正によって、実施例が他のタイプの原子力システムに適用できることは当業者にとって明白であろう。
【００５３】
図面の寸法は一定の比率では与えられておらず、場合によっては、ある機能は、ある詳細を図示するか、説明するために、縮尺で誇張されている。他の割合や値は、原子炉原寸又は縮尺のモデルの建築物による等の実験を通して決定することができる。
【００５４】
本発明の原理がその好適な実施例で説明され例示されたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置や詳細についての変更が可能であることが理解されよう。ここに添付の特許請求の範囲に記載の発明の精神及び特許請求の範囲内に含まれるすべての修正や変更が主張されている。
【符号の説明】
【００５５】
６  炉心
２０、４０、５０、５７、６０、７０  支持構造（支持構造体、保持構造）
２２  原子炉容器
２４  格納容器
２５、８０  発電モジュール（組立体）
２７  原子炉ベイ
３０  ベーススカート
３５  アライメント装置
３６  プールの液体
３８、４６、５２、５４、７６、８６  減衰装置（減衰器）
４５、５５、６５  支持アーム
４７、５７、５８、６７、７７、８７  取付け構造物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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