(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉格納容器内に収容された原子炉を支持する原子炉支持構造であって、
原子炉の形状より大きい凹部空間からなり、原子炉を収納する原子炉収納部と、
略逆Ｕ字型形状からなり、略Ｕ字型形状の下部内側に前記原子炉両側面を取り付けて該原子炉を吊持する逆Ｕ字型形状体と、 
前記原子炉収納部の上部に形成され、前記逆Ｕ字型形状体を下端から挿入する逆Ｕ字型形状体挿入孔が形成された収納室天井体と、
該収納室天井体上部に設けられた弾性構造からなる弾性構造体と、
該弾性構造体の上部に設けられた弾性構造体上部板と、
該弾性構造体上部板の上部に設けられ、前記逆Ｕ字型形状体の中央上部内側の逆円錐形状をした支点部と接する上部が凹部形状である逆Ｕ字型形状体支持体と、
前記弾性構造体上部板の上部に設けられ、前記逆Ｕ字型形状体の上部両側面に配置することにより前記逆Ｕ字型形状体が大きな横回転しないように大きな横回転を阻止する横回転阻止部材と、を有し、
前記原子炉は、前記逆Ｕ字型形状体の支点部を中心として略横方向に揺動するとともに、前記逆Ｕ字型形状体の支点部下部の弾性構造体の弾性力により上下方向に移動することを特徴とする原子炉支持構造。
【請求項２】
前記原子炉収納部は、前記原子炉の高さの１．５倍以上の高さであり、
前記原子炉の高さ方向の中央部分は、前記逆Ｕ字型形状体により前記原子炉収納部の高さ方向の１／２より下方向で吊持されていることを特徴とする請求項１記載の原子炉支持構造。
【請求項３】
前記弾性構造体は、空気を内蔵した空気クッション体からなることを特徴とする請求項１記載の原子炉支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉格納容器内に収容された原子炉を支持する原子炉支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、地震の地震力を吸収することにより、原子炉を保護する免震原子炉構造が知られている。
【０００３】
この種の免震原子炉構造として、原子炉容器上部の原子炉容器蓋が支持壁により支持され、その支持壁の下面と原子炉建屋の支持部との間にコイル状ばねとダンパーが設けられ、そして、このコイル状ばねおよびダンパーにより上下方向、水平方向および各軸まわりの回転方向の地震力が吸収され、これにより、原子炉構造の上下振動、水平振動、およびロッキング振動を防止することができる免震原子炉構造が知られている（たとえば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５１−１４５９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の免震原子炉構造は、原子炉容器の周辺にコイル状ばねとダンパーからなる免震装置を設置するものであるので、原子炉容器周辺に免震装置を設置するためには大きな設置スペースが必要であるともに、免震装置を設置する高額な設置費用が必要になる。また、従来の免震原子炉構造は、コイル状ばねとダンパーからなる免震装置を用いて原子炉容器の上下振動、水平振動、およびロッキング振動を防止するものであるが、コイル状ばねを長期間使用すると弾性力が低下し、原子炉の十分な免震機能が維持できなくなるとともに、シリンダ状の容器とピストン状の円筒からなるダンパーを用いているために、大きな横揺れが生じるとダンパーが損傷または破壊し、これによっても原子炉の十分な免震機能が維持できなくなるという問題があった。さらに、免震原子炉構造のコイル状ばねの伸縮が反転するタイミングでは、原子炉容器に急激な衝撃が生じ、この急激な衝撃が原子炉に伝わって原子炉が破損し放射性物質が漏れる可能性もある。
【０００６】
本発明は、現状の原子炉容器の設置スペースを大きくすることなく、原子炉から放射性物質が漏れることを防止することができる安全な原子炉支持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】
【０００７】
上記課題を解決し上記目的を達成するために、本発明のうち第１の態様に係るものは、  原子炉格納容器内に収容された原子炉を支持する原子炉支持構造であって、原子炉の形状より大きい凹部空間からなり、原子炉を収納する原子炉収納部と、略逆Ｕ字型形状からなり、略Ｕ字型形状の下部内側に原子炉両側面を取り付けて原子炉を吊持する逆Ｕ字型形状体と、原子炉収納部の上部に形成され、逆Ｕ字型形状体を下端から挿入する逆Ｕ字型形状体挿入孔が形成された収納室天井体と、収納室天井体上部に設けられた弾性構造からなる弾性構造体と、 弾性構造体の上部に設けられた弾性構造体上部板と、弾性構造体上部板の上部に設けられ、逆Ｕ字型形状体の中央上部内側の逆円錐形状をした支点部と接する上部が凹部形状である逆Ｕ字型形状体支持体と、弾性構造体上部板の上部に設けられ、逆Ｕ字型形状体の上部両側面に配置することにより逆Ｕ字型形状体が大きな横回転しないように大きな横回転を阻止する横回転阻止部材と、を有し、原子炉は、逆Ｕ字型形状体の支点部を中心として略横方向に揺動するとともに、逆Ｕ字型形状体の支点部下部の弾性構造体の弾性力により上下方向に移動することを特徴とするものである。
【０００８】
本発明によれば、逆Ｕ字型形状体により原子炉を吊持しているので、地震の横揺れが生じた場合でも、原子炉は逆Ｕ字型形状体の支点部を中心に原子炉収納部を略横方向に揺動するだけで、原子炉に何ら衝撃が生じることなく、原子炉の放射性物質の漏れを有効に防止することができる。また、地震の縦揺れが生じた場合には、逆Ｕ字型形状体の支点部下部の弾性構造体の大きな弾性力により縦方向の揺れが吸収されるので、原子炉に衝撃が生じることなく、原子炉の放射性物質の漏れを有効に防止することができる。さらに、逆Ｕ字型形状体の支点部が支持されている逆Ｕ字型形状体支持体は、弾性構造体上部板を介して弾性構造体に支持されているので、原子炉の重量を弾性構造体上部板および弾性構造体で、原子炉を保持することができるとともに、弾性構造体により逆Ｕ字型形状体の支点部に十分な弾性力を付与することができる。また、地震の横揺れが生じ、逆Ｕ字型形状体の大きな横回転が生じた場合でも、逆Ｕ字型形状体が横回転阻止部材に衝突し、それ以上の逆Ｕ字型形状体の横回転を阻止することができる。

【０００９】
本発明のうち第２の態様に係るものは、第１の態様に係る原子炉支持構造であって、原子炉収納部は、原子炉の高さの１．５倍以上の高さであり、原子炉の高さ方向の中央部分は、逆Ｕ字型形状体により原子炉収納部の高さ方向の１／２より下方向で吊持されていることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明によれば、原子炉は、原子炉の高さの１．５倍以上の高さの原子炉収納部の下部に吊持されているので、地震の地震力が生じた場合でも逆Ｕ字型形状体に吊持されている原子炉が揺れる速度が緩くなり、原子炉を衝撃な横揺れから保護することができる。
【００１１】
本発明のうち第３の態様に係るものは、第１の態様に係る原子炉支持構造であって、弾性構造体は、空気を内蔵した空気クッション体からなることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明によれば、空気を内蔵した空気クッション体からなる弾性構造体を用いているので、空気の弾性力により地震の縦方向の揺れを十分吸収することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、現状の原子炉容器の設置スペースを大きくすることなく、原子炉から放射性物質が漏れることを有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態における原子炉支持構造が設置されている原子炉格納容器の内部の模式図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面を示す図である。
【図３】（ａ）本発明の一実施形態における原子炉支持構造の逆Ｕ字型形状体の正面方向の縦断面図である。（ｂ）同原子炉支持構造の逆Ｕ字型形状体の支持部を示す図である。
【図４】（ａ）同原子炉支持構造の逆Ｕ字型形状体の側面方向の縦断面図である。（ｂ）同原子炉支持構造の側面方向の逆Ｕ字型形状体の支持部を示す図である。（ｃ）同原子炉支持構造の正面方向の逆Ｕ字型形状体の支持部を示す図である。
【図５】同原子炉支持構造の上面図である。
【図６】図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】図３のＣ−Ｃ断面図である。
【図８】同原子炉支持構造の原子炉と逆Ｕ字型形状体を示す斜視図である。
【図９】本発明の一実施形態における原子炉支持構造の原子炉の地震による横揺れ状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の原子炉支持構造の一実施形態について図面を参照にしながら説明する。ここで、図１は本発明の一実施形態における原子炉支持構造が設置されている原子炉格納容器の内部の模式図であり、図２は図１のＡ−Ａ断面を示す図である。本実施形態における原子炉支持構造が格納されている原子炉格納容器は、特開２０１３−５７５６６号公報に記載されている一般的な原子炉格納容器であるので、本特許文献を引用（符号変更）して説明する。なお、本実施形態では、特開２０１３−５７５６６号公報記載の原子炉格納容器を用いて説明するが、これに限らず、他の原子炉格納容器にも用いられる。
【００１６】
図１および図２に示すように、原子力プラント１は、原子炉格納容器２と、補助建屋３を含んで構成される。補助建屋３は、原子炉格納容器２に隣接して設けられ、燃料取扱設備等が収容されている。
【００１７】
原子炉格納容器２は、基礎版４上に設置された円筒形状に形成されており、基礎版４側から上方へ向かってストレートに形成され、頂部が半球状に形成されている。原子炉格納容器２の内部には、原子炉５と、加圧器６と、蒸気発生器７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄと、を有している。
【００１８】
原子力プラント１は、原子炉５、加圧器６、および蒸気発生器７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄがポンプおよび一次冷却材管３６により順次連結されて、一次冷却材の循環経路（一次系循環経路）が構成されている。また、蒸気発生器７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄとタービン（図示略）との間に二次冷却材の循環経路（二次系循環経路）が構成されている。さらに、原子炉格納容器２には、原子炉５を含む一次冷却系統が収容されている。
【００１９】
一次系循環経路内の一次冷却材は、加圧器６で加圧されて圧力が所定の大きさに維持される。原子力プラント１は、先ず、一次冷却材が原子炉５で加熱された後、蒸気発生器７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄに供給される。そして、次に蒸気発生器７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄで一次冷却材と二次冷却材との熱交換が行なわれることにより、二次冷却材が蒸発して蒸気となる。この蒸気となった二次冷却材がタービンに供給されることにより、タービンが駆動されて発電機に動力が供給される。なお、蒸気発生器７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを通過した一次冷却材は、一次冷却材管３６を介して回収されて原子炉５側に供給される。
【００２０】
原子炉５は、軽水を原子炉冷却材および中性子減速材として使用し、炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄに送って熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電するいわゆる加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized  Water  Reactor）である。また、蒸気発生器７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄおよび加圧器６は、原子炉５の冷却材を循環させる一次系循環経路に連結される一次系機器である。
【００２１】
図１および図２に示すように、原子炉５は、原子炉格納容器２の中央近傍で原子炉格納容器内部構造体８に固定されている。原子炉格納容器内部構造体８は、例えば、コンクリートと鋼材とを含むコンクリート構造体である。また、原子炉格納容器内部構造体８の上部には、冷却水（冷却材）を収納できる原子炉キャビティ９が設けられている。そして、原子炉キャビティ９から逆Ｕ字型形状体挿入孔３３を介して原子炉収納部２１に冷却水が充填される。なお、本実施形態では、原子炉キャビティ９および原子炉収納部２１に冷却水が充填されている態様について説明するが、原子炉収納部２１の一部に冷却水が入っている状態や、原子炉キャビティ９および原子炉収納部２１に冷却水が充填されていない状態でも、本原子炉支持構造は使用することができる。
【００２２】
原子炉キャビティ９上方には、原子炉格納容器２の内壁に設けられたポーラクレーン駆動機構１０を介して、ポーラクレーン１１が備えられている。ポーラクレーン１１は、原子炉格納容器２内の構造物、例えば、原子炉５、収納室天井体１２と弾性構造体２３と弾性構造体上部板２４（図３参照）、または原子炉５内の炉心構造物の吊り上げ作業を行うことができる。
【００２３】
原子炉格納容器内部構造体８は、原子炉キャビティ９の冷却水の水面の基準となる基準面ＧＬよりも上に、平板状のフロア部（床部）１３を備えられている。このフロア部１３は、原子炉５よりも上方に配置されている。図１に示すように、原子炉格納容器内部構造体８のフロア部１３上には、加圧器構造体１４と、複数の蒸気発生器構造体１５ａ、１５ｂとが、原子炉キャビティ９の周囲に配置されている。加圧器構造体１４と、複数の蒸気発生器構造体１５ａ、１５ｂとは、フロア部１３上に突出して設けられている。
【００２４】
加圧器構造体１４は、加圧器６と、加圧器６の周囲をコンクリートと鋼材とを含むコンクリート構造体の壁で囲む加圧器室壁１６とを有している。加圧器室壁１６は、内壁に加圧器６を鋼材等で位置決めしている。加圧器室壁１６は、一次系機器である加圧器６の周囲の壁である機器室壁である。また、加圧器室壁１６は、加圧器６からの放射線を遮蔽することができるので、フロア部１３または遮蔽壁外側周辺区画１６ａ、１６ｂでの放射線量を低減することができる。
【００２５】
蒸気発生器構造体１５ａは、蒸気発生器７ａ、７ｂと、蒸気発生器７ａ、７ｂの周囲をコンクリートと鋼材とを含むコンクリート構造体の壁で囲む蒸気発生器室壁１７、コンクリート構造体の壁でありかつ蒸気発生器７ａ、７ｂの仕切りとなる蒸気発生器仕切壁１８ａとを有する。蒸気発生器室壁１７は、内壁に蒸気発生器７ａおよび蒸気発生器７ｂを鋼材等で位置決めしている。蒸気発生器室壁１７は、一次系機器である蒸気発生器７ａ、７ｂの周囲の壁である機器室壁である。
【００２６】
蒸気発生器構造体１５ｂは、蒸気発生器７ｃ、７ｄと、蒸気発生器７ｃ、７ｄの周囲をコンクリートと鋼材とを含むコンクリート構造体の壁で囲む蒸気発生器室壁１９、コンクリート構造体の壁でありかつ蒸気発生器７ｃ、７ｄの仕切りとなる蒸気発生器仕切壁２０ａとを有する。蒸気発生器室壁１９は、内壁に蒸気発生器７ｃおよび蒸気発生器７ｄを鋼材等で位置決めしている。蒸気発生器室壁１９は、一次系機器である蒸気発生器７ｃ、７ｄの周囲の壁である機器室壁である。
【００２７】
蒸気発生器室壁１７、１９は、蒸気発生器７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄからの放射線を遮蔽することができるので、フロア部１３または遮蔽壁外側周辺区画１６ａ、１６ｂでの放射線量を低減することができる。
【００２８】
原子炉格納容器内部構造体８は、図２に示すように、遮蔽壁外側周辺区画１６ａ、１６ｂを設けている。遮蔽壁外側周辺区画１６ａ、１６ｂは、機器または配管を設置し、オペレータが作業可能な区画である。
【００２９】
次に、原子炉格納容器２内の原子炉支持構造について図３〜図８を用いて具体的に説明する。図３（ａ）は本発明の一実施形態における原子炉支持構造の逆Ｕ字型形状体の正面方向の縦断面図であり、図３（ｂ）は同原子炉支持構造の逆Ｕ字型形状体の支持部を示す図であり、図４（ａ）は同原子炉支持構造の逆Ｕ字型形状体の側面方向の縦断面図であり、図４（ｂ）同原子炉支持構造の側面方向の逆Ｕ字型形状体の支持部を示す図であり、図４（ｃ）同原子炉支持構造の正面方向の逆Ｕ字型形状体の支持部を示す図である。また、図５は本発明の一実施形態における原子炉支持構造の上面図であり、図６は図３のＢ−Ｂ断面図であり、図７は図３のＣ−Ｃ断面図であり、図８は本発明の一実施形態における原子炉支持構造の原子炉と逆Ｕ字型形状体を示す斜視図である。ここで、図３（ａ）および図４（ａ）は図２の四角点線部分を詳細に示す図面である。すなわち、上述したように、本実施形態における原子炉支持構造は、特開２０１３−５７５６６号公報記載の原子力プラント１などに用いられ、本実施形態では図２の四角点線部分以外は図２と略同様の構成を用いて説明している。
【００３０】
図３（ａ）および図４（ａ）に示すように、原子炉支持構造は、原子炉５と、原子炉収納部２１と、逆Ｕ字型形状体２２と、収納室天井体１２と、弾性構造体２３と、弾性構造体上部板２４と、逆Ｕ字型形状体支持体２５などから構成されている。
【００３１】
原子炉５は、円筒形状で形成され、円筒形状の中心軸を対象とした上部両円周側面に４段の外周突出部３０が形成されている（図８（ｂ）参照）。
【００３２】
原子炉収納部２１は、原子炉５の形状より大きい凹部空間からなる円柱形状で形成され、原子炉収納部２１の内部には原子炉５が収納される。この原子炉収納部２１は、原子炉５の高さの１．５倍以上の高さであり、原子炉５は、後述するように、逆Ｕ字型形状体２２により原子炉収納部２１の下部で吊持されている。ここで、原子炉収納部２１の下部とは、原子炉５の高さ方向の中央部分（１／２部分）が原子炉収納部２１の高さ方向の中央（１／２）より下方向に位置していることをいうが、原子炉５の高さ方向の中央部分が原子炉収納部２１の高さ方向の１／２〜１／３より下方向に位置していることでもよい。原子炉収納部２１の側面および底面の原子炉格納容器内部構造体８は、上述したように、例えば、コンクリートと鋼材とを含むコンクリート構造体で構成されている。また、原子炉収納部２１の下部には、原子炉収納部２１内の冷却水を外部に排出する冷却水排出口２６が形成されている（図４（ａ）参照）。そして、冷却水排出口２６に取り付けられている開閉蓋２７を開放することにより、原子炉収納部２１内の冷却水を外部に排出することができる。なお、図１および図２の原子力プラント１では、冷却水の排出を考慮していないため、原子炉収納部２１の外部の通路は上部方向に配されているが、本実施形態では、開閉蓋２７から原子力プラント１外部に排出するための冷却水の排出通路２８（図示一部略）が設けられている。また、原子炉収納部２１および排出通路２８に冷却水がないときには、作業者は、この排出通路２８を通過することにより、原子炉収納部２１内に入ることができる。なお、原子炉収納部２１は原子炉５の形状より大きい凹部空間であるが、この凹部空間の横幅は、図３（ａ）および図４（ａ）より大きく、例えば、原子炉５の横断面の３倍以上の横幅長さに構成してもよい。
【００３３】
原子炉収納部２１の側面、底面には、空気を内蔵した側面空気クッション体２９ａ、底面空気クッション体２９ｂが設けられている。この側面空気クッション体２９ａおよび底面空気クッション体２９ｂは、空気が充填された空気袋からなり、原子炉５が原子炉収納部２１の壁面、底面に衝突したときに、その側面空気クッション体２９ａ、底面空気クッション体２９ｂの弾性力により衝撃を吸収し、原子炉５が破壊や損傷しないようにするために設けられている。ここで、上述した冷却水排出口２６は側面空気クッション体２９ａの下部に形成され、開閉蓋２７は冷却水排出口２６の排出通路２８側に設けられている。なお、本実施形態では、原子炉収納部２１の側面、底面に空気クッション体（２９ａ、２９ｂ）を設けるとしたが、これに限らず、空気以外の気体や液体を内蔵したクッション体としてもよく、さらにバネからなるバネ体を設けるようにしてもよい。すなわち、原子炉５が原子炉収納部２１の側面および底面に衝突した際の衝撃を和らげることができる弾性クッション体であれば種類は問わない。
【００３４】
逆Ｕ字型形状体２２は、アルミ合金を材質として、略逆Ｕ字型形状で、略Ｕ字型形状の下部内側に４段の切欠け３１が形成されている（図８（ａ）参照）。そして、逆Ｕ字型形状体２２の切欠け３１と原子炉５の外周突出部３０を位置合わせし、逆Ｕ字型形状体２２を回転させることにより、原子炉５は逆Ｕ字型形状体２２に係止され、取り付けられる。このようにして、逆Ｕ字型形状体２２を原子炉５両側面に取り付け、原子炉５を吊持することができる（図３、図４参照）。また、逆Ｕ字型形状体２２の下端先端は、内側方向に少し湾曲した内側湾曲部３２が形成されている。このように、逆Ｕ字型形状体２２の切欠け３１と原子炉５の外周突出部３０が係合した状態では、逆Ｕ字型形状体２２の内側湾曲部３２の先端と原子炉５の側面が接するようになっている。具体的には後述する。また、逆Ｕ字型形状体２２の中央上部内側には逆円錐形状をした支点部２２ａが形成されている。この支点部２２ａは、劣化ウラン、タングステンなどの高強度な材質から形成されている。なお、本実施形態では、逆Ｕ字型形状体２２がアルミ合金を材質として形成されると説明したが、これに限らず、原子炉５の重さに十分対応でき、かつ耐久性に優れたものであれば他の材質から形成されるものでもよい。また、本実施形態では、逆Ｕ字型形状体２２の切欠け３１に原子炉５の外周突出部３０を係止させて逆Ｕ字型形状体２２と原子炉５を取り付けたが、逆Ｕ字型形状体２２と原子炉５の取付方法はこれに限らず、逆Ｕ字型形状体２２と原子炉５を強固に取り付けることができる取付方法であれば他の取付方法でもよい。
【００３５】
収納室天井体１２は、凹部空間からなる原子炉収納部２１の上部に形成され、逆Ｕ字型形状体２２を挿入するための逆Ｕ字型形状体挿入孔３３が形成されている。具体的には、収納室天井体１２は、原子炉格納容器内部構造体８に載置され、収納室天井体分割部３４により２つに分割されるように構成されている（図５参照）。このように、本実施形態の収納室天井体１２は、原子炉収納部２１の凹部空間より横幅が広く形成されている。また、収納室天井体１２は、例えば、コンクリートと鋼材とを含むコンクリート構造体で構成されている。
【００３６】
弾性構造体２３は、収納室天井体１２上部に設けられ、原子炉収納部２１の横断面形状より大きい形状からなり、逆Ｕ字型形状体２２を挿入するための逆Ｕ字型形状体挿入孔３３が形成されている。具体的に、弾性構造体２３は、原子炉収納部２１上部の収納室天井体１２を被覆するように設けられ、収納室天井体１２の収納室天井体分割部３４と同様の位置で２つに分割されるように構成されている（図５参照）。また、弾性構造体２３は、上面空気クッション体２９ｃからなるものである。この上面空気クッション体２９ｃは、空気が充填された空気袋からなり、逆Ｕ字型形状体２２の支点部２２ａから受ける原子炉５の重量を弾性的に支持するとともに、地震の縦揺れが生じたときには、弾性構造体２３の弾性力により縦方向の揺れを吸収することができる。なお、本実施形態では、弾性構造体２３を上面空気クッション体２９ｃからなると説明したが、これに限らず、空気以外の気体や液体を内蔵した弾性構造体としてもよく、さらにバネからなるバネ構造体としてもよい。すなわち、逆Ｕ字型形状体２２の支点部２２ａから受ける原子炉５の重量を弾性的に支持することができ、かつ地震の縦揺れが生じたときの縦方向の揺れを吸収することができる弾性構造からなる弾性構造体であれば種類は問わない。また、本実施形態では、弾性構造体２３は原子炉収納部２１上部の収納室天井体１２を被覆すると説明したが、これに限らず、弾性構造体２３は原子炉収納部２１上部の収納室天井体１２より横幅が小さくてもよいし、略小形であってもよい。
【００３７】
弾性構造体上部板２４は、セラミックを材質として形成され、弾性構造体２３の上部に設けられ、原子炉収納部２１の横断面形状より大きい形状からなり、逆Ｕ字型形状体２２を挿入するための逆Ｕ字型形状体挿入孔３３が形成されている。具体的には、弾性構造体上部板２４は、原子炉収納部２１上部の収納室天井体１２を被覆するように設けられ、収納室天井体１２の収納室天井体分割部３４と同様の位置で２つに分割されるように構成されている。このように構成することにより、収納室天井体１２と弾性構造体２３と弾性構造体上部板２４とを同時に２つに分割し、その２つに分割された収納室天井体１２と弾性構造体２３と弾性構造体上部板２４がポーラクレーン１１により吊り上げることができる。ここで、逆Ｕ字型形状体挿入孔３３は、収納室天井体１２の逆Ｕ字型形状体挿入孔３３、弾性構造体２３の逆Ｕ字型形状体挿入孔３３、および弾性構造体上部板２４の逆Ｕ字型形状体挿入孔３３を連通させて構成されている。また、逆Ｕ字型形状体挿入孔３３の内周面には、ゴム弾性体を材質とする挿入孔内周弾性体３５が設けられている。この挿入孔内周弾性体３５は、強い横揺れの地震が生じたときに、逆Ｕ字型形状体２２の逆Ｕ字型形状体挿入孔３３への衝撃力を吸収するものである。なお、本実施形態では、弾性構造体上部板２４は原子炉収納部２１上部の収納室天井体１２を被覆すると説明したが、これに限らず、弾性構造体上部板２４は原子炉収納部２１上部の収納室天井体１２より横幅が小さくてもよいし、略小形であってもよい。なお、本実施形態では、弾性構造体上部板２４がセラミックを材質として形成されると説明したが、これに限らず、劣化ウラン、チタニウム合金、繊維強化プラスチック、合成ゴムを用いてもよく、その他重さに対して十分対応でき、かつ耐久性に優れたものであれば、他の材質から形成されるものでもよい。
【００３８】
逆Ｕ字型形状体支持体２５は、劣化ウラン、タングステンなどの高強度な材質から形成され、弾性構造体上部板２４の上部に設けられ、逆Ｕ字型形状体２２の中央上部内側の支点部２２ａを支持するものである（図３（ｂ）参照）。具体的には、逆円錐形状をした逆Ｕ字型形状体２２の支点部２２ａと接する逆Ｕ字型形状体支持体２５の上部には、逆Ｕ字型形状体２２の支点部２２ａの逆円錐形状より横広の円錐形状をした支持体凹部２５ａが形成されている。この支持体凹部２５ａ上に逆Ｕ字型形状体２２の支点部２２ａが載置されることにより、逆Ｕ字型形状体２２は、逆Ｕ字型形状体２２の支点部２２ａを中心として、縦、横、および斜めに揺動することができる。また、逆Ｕ字型形状体支持体２５は、などの高強度な材質から形成されているので、原子炉５を吊持する逆Ｕ字型形状体２２の重量に対する強度も保持することができる。
【００３９】
一次系循環経路内の一次冷却材は、原子炉５から一次冷却材管３６を介し加圧器６に供給され、そして、蒸気発生器７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄで二次冷却材と熱交換され、蒸気発生器７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄから一次冷却材管３６を介し原子炉５に供給される。一次冷却材管３６は、逆Ｕ字型形状体２２の外面、弾性構造体上部板２４の上面に一次冷却材管ヒンジ３７（図５参照）により留められている。一次冷却材管３６は、逆Ｕ字型形状体２２上部から水平方向の水平配管は第一接続継手３８で接続され、水平配管と下方方向の下方配管は第二接続継手３９で接続され、そして、下方配管と加圧器６と繋ぐ加圧器配管は加圧器接続継手４０で接続されている（図４（ｂ）参照）。このように、第一接続継手３８と第二接続継手３９は縦方向に回転可能であり、また第二接続継手３９と加圧器接続継手４０は横方向に回転可能である。これにより、第一接続継手３８と第二接続継手３９が縦方向に回転することにより、逆Ｕ字型形状体２２の支点部２２ａを中心に図４の奥と手前方向に原子炉５が揺動することになり、第二接続継手３９と加圧器接続継手４０が横方向に回転することにより、逆Ｕ字型形状体２２の支点部２２ａを中心に図３の奥と手前方向に原子炉５が揺動することになる。ここで、逆Ｕ字型形状体２２上部から第一接続継手３８の間の縦方向の２つの一次冷却材管３６の間隔を一定間隔にするために弾性体からなる止め輪４２が取り付けられている。
【００４０】
弾性構造体上部板２４の上部には、逆Ｕ字型形状体２２が大きな横回転しないように、横回転阻止部材４１が設けられている。この横回転阻止部材４１により、逆Ｕ字型形状体２２の大きな横回転が阻止され、一次冷却材管３６が損傷または破壊することを防止することができる。横回転阻止部材４１は、逆Ｕ字型形状体２２に近い方から  からなる丸板→防湿性袋に入ったゴム→  からなる丸板、そこから水平方向の２本の水平支持板→下方方向の下方支持板→ボルトを挿入するボルト孔が形成されたボルト板がそれぞれ一体として形成されている（図４（ｃ）参照）。このようにすることにより、地震の横揺れが生じ、逆Ｕ字型形状体２２の大きな横回転が生じた場合でも、逆Ｕ字型形状体２２が横回転阻止部材４１に衝突し、それ以上の逆Ｕ字型形状体２２の横回転を阻止することができる。また、逆Ｕ字型形状体２２が横回転阻止部材４１に衝突したときでも、横回転阻止部材４１のゴムにより、その衝撃力を吸収することができる。
【００４１】
次に、原子炉５を原子炉収納部２１に設置する手順について説明する。
【００４２】
逆Ｕ字型形状体２２の切欠け３１と原子炉５の外周突出部３０を位置合わせし、逆Ｕ字型形状体２２を回転させて、原子炉５は逆Ｕ字型形状体２２に係止される。そして、一次冷却材管ヒンジ３７を用いて逆Ｕ字型形状体２２の外面に一次冷却材管３６を固定するとともに、逆Ｕ字型形状体２２上部の縦方向の２つの一次冷却材管３６に止め輪４２を取り付ける（図８（ａ）参照）。その際に、一次冷却材管３６の先端部分を原子炉５内に挿入させる（図８（ｃ）参照）。そして、逆Ｕ字型形状体２２の切欠け３１と原子炉５の外周突出部３０の接している部分を溶接し接合させるとともに、原子炉５内に挿入された一次冷却材管３６の原子炉５の表面部分も溶接により固定させる。
【００４３】
次に、収納室天井体１２と弾性構造体２３と弾性構造体上部板２４を２つに分割した状態で、ポーラクレーン１１によりそれぞれ吊り上げながら移動させ、他の場所に載置する。これにより、原子炉収納部２１の上部が開放する。なお、収納室天井体１２と弾性構造体２３と弾性構造体上部板２４がポーラクレーン１１により吊り上げられる際には、一次冷却材管３６は、第１接続継手と、弾性構造体上部板２４の周辺部分に設置している接続継手（図示略）で、切断されている。
【００４４】
次に、原子炉５が固定された逆Ｕ字型形状体２２は、ポーラクレーン１１により原子炉収納部２１に吊り下げられる。
【００４５】
次に、逆Ｕ字型形状体挿入孔３３が逆Ｕ字型形状体２２に挟まれるようにして、収納室天井体１２と弾性構造体２３と弾性構造体上部板２４を原子炉収納部２１上部の原子炉格納容器内部構造体８上に載置させる。これにより、逆Ｕ字型形状体２２の支点部２２ａが逆Ｕ字型形状体支持体２５上部に載置された状態で、収納室天井体１２と弾性構造体２３と弾性構造体上部板２４が原子炉収納部２１の上部に設置される。なお、この収納室天井体１２と弾性構造体２３と弾性構造体上部板２４を原子炉収納部２１上部の原子炉格納容器内部構造体８上に載置させるのも、ポーラクレーン１１により吊り上げながら行われる。
【００４６】
次に、逆Ｕ字型形状体２２上部の一次冷却材管３６と水平方向の水平配管（一次冷却材管３６）を第一接続継手３８により接続するとともに、弾性構造体上部板２４の周辺部分の一次冷却材管３６を接続継手（図示略）により接続する。
【００４７】
次に、弾性構造体上部板２４の上部に、横回転阻止部材４１を螺子止めして取り付けられる。このようにして、原子炉５が原子炉収納部２１内に設置される。
【００４８】
次に、逆Ｕ字型形状体２２を用いて原子炉収納部２１内に設置された原子炉５が地震により振動する場合について図９を参照にして説明する。ここで、図９は本発明の一実施形態における原子炉支持構造の原子炉の地震による横揺れ状態を示す図である。
【００４９】
まず、地震により原子炉収納部２１内に設置された原子炉５に横揺れが生じた場合は、逆Ｕ字型形状体２２により原子炉５が吊持されているので、原子炉５は逆Ｕ字型形状体２２の支点部２２ａを中心に原子炉収納部２１を略横方向に揺動するだけで、原子炉５に何ら衝撃が生じることなく、原子炉５の放射性物質の漏れを有効に防止することができる。また、地震の縦揺れも伴う場合には、逆Ｕ字型形状体２２の支点部２２ａ下部の原子炉収納部２１の横断面形状より大きい形状からなる上面空気クッション体２９ｃの大きな弾性力により縦方向の揺れが吸収されるので、原子炉５に衝撃が生じることなく、空気の弾性力により地震の縦方向の揺れを十分吸収することができる。さらに、逆Ｕ字型形状体２２の支点部２２ａが支持されている高強度な逆Ｕ字型形状体支持体２５は、原子炉収納部２１の横断面形状より大きい形状の弾性構造体上部板２４を介して上面空気クッション体２９ｃに支持されているので、原子炉５の重量を原子炉収納部２１の横断面形状より大きい形状の弾性構造体上部板２４および上面空気クッション体２９ｃの広い面積で、原子炉５の重量を分散して保持することができるとともに、原子炉収納部２１の横断面形状より大きい形状の上面空気クッション体２９ｃにより逆Ｕ字型形状体２２の支点部２２ａに十分な弾性力を付与することができる。ここで、原子炉キャビティ９および原子炉収納部２１に冷却水が充填されているので、冷却水が抵抗になって地震の横揺れおよび縦揺れを吸収することができる。
【００５０】
また、本実施形態の原子炉収納部２１は、上述したように、原子炉５の高さの１．５倍以上の高さを有し、原子炉５は逆Ｕ字型形状体２２により原子炉収納部２１の下部で吊持されている。このように、原子炉５が原子炉５の高さの１．５倍以上の高さの原子炉収納部２１の下部に吊持されているので、地震の地震力が生じた場合でも逆Ｕ字型形状体２２に吊持されている原子炉５が揺れる速度が緩くなり、原子炉５を衝撃な横揺れから保護することができる。すなわち、地震による横揺れが生じた場合には、地震の横揺れにより逆Ｕ字型形状体２２の支点部２２ａが横揺れし、そして、逆Ｕ字型形状体２２の支点部２２ａの横揺れが逆Ｕ字型形状体２２下部の原子炉５に伝達し、原子炉５も横揺れが生じることになるが、その横揺れの速度は逆Ｕ字型形状体２２の支点部２２ａからの距離が遠い程緩やかになる。このことから、本実施形態の原子炉５は、原子炉５の高さの１．５倍以上の高さの原子炉収納部２１の下部に吊持されているので、逆Ｕ字型形状体２２に吊持されている原子炉５が揺れる速度を緩くすることができる。
【００５１】
今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５２】
１      原子力プラント
２      原子炉格納容器
３      補助建屋
４      基礎版
５      原子炉
５ａ    原子炉容器蓋部
６      加圧器
７ａ    蒸気発生器
７ｂ    蒸気発生器
７ｃ    蒸気発生器
７ｄ    蒸気発生器
８      原子炉格納容器内部構造体
９      原子炉キャビティ
１０    ポーラクレーン駆動機構
１１    ポーラクレーン
１２    収納室天井体
１３    フロア部
１４    加圧器構造体
１５ａ  蒸気発生器構造体
１５ｂ  蒸気発生器構造体
１６    加圧器室壁
１６ａ  遮蔽壁外側周辺区画
１６ｂ  遮蔽壁外側周辺区画
１７    蒸気発生器室壁
１８ａ  蒸気発生器仕切壁
１９    蒸気発生器室壁
２０ａ  蒸気発生器仕切壁
２１    原子炉収納部
２２    逆Ｕ字型形状体
２２ａ  支点部
２３    弾性構造体
２４    弾性構造体上部板
２５    逆Ｕ字型形状体支持体
２５ａ  凹部
２６    冷却水排出口
２７    開閉蓋
２８    排出通路
２９ａ  側面空気クッション体
２９ｂ  底面空気クッション体
２９ｃ  上面空気クッション体
３０    外周突出部
３１    切欠け
３２    内側湾曲部
３３    逆Ｕ字型形状体挿入孔
３４    収納室天井体分割部
３５    挿入孔内周弾性体
３６    一次冷却材管
３７    一次冷却材管ヒンジ
３８    第一接続継手
３９    第二接続継手
４０    加圧器接続継手
４１    横回転阻止部材
４２    止め輪
【要約】
【課題】
従来の免震原子炉構造は、シリンダ状の容器とピストン状の円筒からなるダンパーを用いているために、大きな横揺れが生じるとダンパーが損傷または破壊し、原子炉の十分な免震機能が維持できなくなるという問題があった。
【解決手段】
本発明は、逆Ｕ字型形状体２２により原子炉５を吊持しているので、地震の横揺れが生じた場合でも、原子炉５は逆Ｕ字型形状体２２の支点部２２ａを中心に原子炉収納部２１を略横方向に揺動するだけで、原子炉５に何ら衝撃が生じることなく、また、地震の縦揺れが生じた場合には、逆Ｕ字型形状体２２の支点部２２ａ下部の原子炉収納部２１の横断面形状より大きい形状からなる弾性構造体２３の大きな弾性力により縦方向の揺れが吸収されるので、原子炉５に衝撃が生じることなく、原子炉５の放射性物質の漏れを有効に防止することができる。
【選択図】  図３【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７】
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【図８】
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【図９】
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