(57)【要約】【課題】格納容器等の冷却対象物の強度向上を図りつつ、冷却対象物に対して仕切板を低コストで取り付けることのできる、冷却構造体を提供する。【解決手段】冷却対象物と、間隙をあけて冷却対象物を覆うとともに冷却風の吸気口と排気口とが形成された建屋構造体と、間隙を仕切り、建屋構造体側の空間に前記吸気口から流入した冷却風が下降する第１流路を形成するとともに、冷却対象物側の空間に第１流路を流通した冷却風が排気口に向かって上昇する第２流路を形成する仕切板と、を有する冷却構造体である。冷却対象物には、その外面に補強リブが設けられており、補強リブに、仕切板が取り付けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却対象物と、間隙をあけて前記冷却対象物を覆うとともに冷却風の吸気口と排気口とが形成された建屋構造体と、前記間隙を仕切り、前記建屋構造体側の空間に前記吸気口から流入した前記冷却風が下降する第１流路を形成するとともに、前記冷却対象物側の空間に前記第１流路を流通した前記冷却風が前記排気口に向かって上昇する第２流路を形成する仕切板と、を有する冷却構造体であって、
前記冷却対象物には、その外面に補強リブが設けられ、
前記補強リブに、前記仕切板が取り付けられていることを特徴とする冷却構造体。
【請求項２】
前記補強リブは鉛直方向に沿う縦リブであり、
前記縦リブは複数設けられ、
前記仕切板は隣り合う前記縦リブ間に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の冷却構造体。
【請求項３】
前記仕切板には、前記冷却対象物の外面に対する位置を規定する位置決め部材が設けられていることを特徴とする請求項２記載の冷却構造体。
【請求項４】
前記補強リブは水平方向に沿う横リブであり、
前記横リブと前記仕切板との間、あるいは前記横リブには、前記冷却風を流通させる通気口が設けられていることを特徴とする請求項１記載の冷却構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子炉格納容器を冷却するための構造としては、例えば特許文献１に、原子炉格納容器の外表面に放熱フィンを設けるとともに、原子炉格納容器の上部に設けられた散水管から供給される冷却水を原子炉格納容器の上部に散水する分岐管を備え、受動的な駆動力のみで原子炉格納容器の除熱効率を高めた冷却構造が開示されている。
【０００３】
また、加圧水型原子炉格納容器では、その冷却を、格納容器内に設けられたクーラーと、エアバッフル（仕切板）を用いた自然冷却とを併用して行う構造も知られている。すなわち、格納容器を覆ってこれを収容する建屋構造体には、流路形成板として機能する仕切板（エアバッフル）が格納容器の垂直壁部外周に形成配置されている。これによって建屋構造体内では、建屋構造体と仕切板との間に形成される流路と、仕切板と格納容器との間に形成される流路との間の温度差により、ドラフト力が形成される。したがって、特に地震等による事故時において格納容器の温度が上昇した際、前記ドラフト力によって空気の流れが形成され、この空気の流れによって格納容器が自然冷却される。
【０００４】
ところで、前記のエアバッフルは、従来では格納容器にＵ字状のサポート部材を介して取り付けられている。すなわち、格納容器の側壁面にサポート部材の両端部を溶接し、このサポート部材にエアバッフルの各パーツをボルト止めしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２３６８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記のエアバッフルを用いた冷却構造では、格納容器にエアバッフルを取り付けるために多数のサポートが必要となり、その分多くのコストがかかっている。
また、原子炉格納容器では、耐震化の流れから強度の向上が大きな課題となっているが、格納容器の板厚を厚くするのには限界があり、したがって板厚を厚くする以外に強度を高めることができる構造が要望されている。
【０００７】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、格納容器等の冷却対象物の強度向上を図りつつ、冷却対象物に対して仕切板を低コストで取り付けることのできる、冷却構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の冷却構造体は、冷却対象物と、間隙をあけて前記冷却対象物を覆うとともに冷却風の吸気口と排気口とが形成された建屋構造体と、前記間隙を仕切り、前記建屋構造体側の空間に前記吸気口から流入した前記冷却風が下降する第１流路を形成するとともに、前記冷却対象物側の空間に前記第１流路を流通した前記冷却風が前記排気口に向かって上昇する第２流路を形成する仕切板と、を有する冷却構造体であって、前記冷却対象物には、その外面に補強リブが設けられ、前記補強リブに、前記仕切板が取り付けられていることを特徴とする。
【０００９】
また、前記冷却構造体において、前記補強リブは鉛直方向に沿う縦リブであり、前記縦リブは複数設けられ、前記仕切板は隣り合う前記縦リブ間に取り付けられていることを特徴とする。
【００１０】
また、前記冷却構造体において、前記仕切板には、前記冷却対象物の外面に対する位置を規定する位置決め部材が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
また、前記冷却構造体において、前記補強リブは水平方向に沿う横リブであり、前記横リブと前記仕切板との間、あるいは前記横リブには、前記冷却風を流通させる通気口が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の冷却構造体によれば、冷却対象物の外面に補強リブを設けているので、冷却対象物の強度向上を図ることができる。また、補強リブに仕切板を取り付けているので、従来のようにサポートを用いることなく直接補強リブに仕切板を取り付けることにより、仕切板を冷却対象物に低コストで取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の冷却構造体の一実施形態を示す側断面図である。
【図２】格納容器の外観図である。
【図３】エアバッフルパーツの概略構成を示す斜視図である。
【図４】格納容器の要部平面図である。
【図５】本発明の冷却構造体の他の実施形態に係る格納容器の外観図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は図５の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の冷却構造体を詳しく説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
図１は、本発明に係る冷却構造体を、原子炉格納容器とこれを収容する原子炉建屋に適用した場合の一実施形態を示す図であり、図１中符号１は冷却構造体である。この冷却構造体１は、本発明の冷却対象物となる原子炉格納容器２（以下、格納容器と記す。）と、この格納容器２を覆う建屋構造体３（原子炉建屋）とを有して構成されている。
【００１５】
格納容器２は、その頂部に所定の勾配角を有するドーム状の屋根部２ａと、この屋根部２ａに連結する円筒状の側壁部２ｂとを有して形成されている。格納容器２内には原子炉（図示せず）、蒸気発生器（図示せず）等が収容されている。また、格納容器２内を冷却するクーラー（図示せず）も収容されている。
【００１６】
格納容器２の外面には、格納容器２の外観図である図２に示すように、その屋根部２ａから側壁部２ｂにかけて複数の縦リブ２０が設けられている。これら縦リブ２０は、屋根部２ａにおいては予め設定された等角度間隔で放射状に設けられ、その後側壁部２ｂにおいて、鉛直方向に沿って等間隔で整列した状態に設けられている。
【００１７】
なお、側壁部２ｂの外側表面には、エアロック２７やハッチ２８のような構造が、側壁部２ｂの外面から突出するように設けられている。したがって、縦リブ２０は、側壁部２ｂの外面から突出する構造を避けるように設けられている。また、側壁部２ｂの底まで達する縦リブ２０もあれば、側壁部２ｂの底まで達することなく、側壁部２ｂの外面から突出する構造付近まで伸びている縦リブ２０もある。また、後述する横リブ２１に交わるまで伸びている縦リブ２０もある。すなわち、縦リブ２０の配置は、側壁部２ｂの外面の構造によって、適宜調整可能となっている。
【００１８】
これら縦リブ２０は、厚さ４０ｍｍ程度の鋼板等の金属板によって形成されたもので、格納容器２の屋根部２ａや側壁部２ｂの外面に溶接等によって取り付けられ、固定されている。このような構成のもとに縦リブ２０は、本発明の補強リブとして機能して格納容器２の強度を高め、特にその座屈強度を向上するとともに、格納容器２の温度が上昇した際にその熱を逃がすための放熱フィンとしても機能するようになっている。
【００１９】
また、後述するように縦リブ２０は、本実施形態ではエアバッフル（仕切板）を取り付けるための取付部としても機能しており、したがって予め設定された適宜箇所に、エアバッフル取付用のボルトを挿通するための貫通孔（図示せず）が形成されている。なお、縦リブ２０の、格納容器２の外面からの高さは、特に限定されないものの、エアバッフルによって形成される第２流路の流路断面を充分に確保する必要から、１００ｍｍ〜５００ｍｍ程度とされる。
【００２０】
また、本実施形態では、格納容器２（側壁部２ｂ）の底部側の外面に、横リブ２１が側壁部２ｂを周回した状態で上下に２本設けられている。これら横リブ２１も、前記縦リブと同様に、厚さ４０ｍｍ程度の鋼板等の金属板によって形成されたもので、側壁部２ｂの外面に溶接等によって取り付けられ、固定されている。このような構成のもとに横リブ２１も、本発明の補強リブとして機能して格納容器２の強度を高めるとともに、格納容器２の温度が上昇した際にその熱を逃がすための放熱フィンとしても機能するようになっている。
なお、これら横リブ２１には、その上側または下側に補助リブ２２が接続している。補助リブ２２は、鉛直方向に沿って配置されたもので、縦リブ２０や横リブ２１と同様に、本発明の補強リブとして機能するとともに、放熱フィンとしても機能している。
【００２１】
図１に示すように建屋構造体３は、円筒状の側壁部３ａと略円錐台形状の屋根部３ｂとを有し、所定の間隙をあけて格納容器２の外側に配置され、これによって格納容器２の外側、すなわち格納容器２の側方及び上方を覆っている。この建屋構造体３には、その側壁部３ａの上部に吸気口４が形成され、その屋根部３ｂの頂部に排気口５が形成されている。
【００２２】
吸気口４は、側壁部３ａの周方向に複数形成されており、これによって側壁部３ａのほぼ全周から外部の空気を冷却風として取り入れるように構成されている。
排気口５は、屋根部３ｂの頂部に設けられた筒部６の上部開口であり、後述するように吸気口４から取り入れられた空気が建屋構造体３内にて上昇気流となり、建屋構造体３の外に流出する際に通過する開口である。
【００２３】
建屋構造体３と格納容器２との間の間隙には、主に建屋構造体３の側壁部３ａと格納容器２の側壁部２ｂとの間に、これら建屋構造体３と格納容器２との間の間隙を仕切って２重のアニュラス部を形成し、冷却用の通風路（流路）を形成するエアバッフル７（仕切板）が設けられている。エアバッフル７は、図３に示す構成のエアバッフルパーツ７０（以下、パーツと記す。）が、前記格納容器２の縦リブ２０を介して上下左右に多数連接して形成されたものである。
【００２４】
パーツ７０は、鋼板等の金属板からなる矩形の基板７１と、基板７１の外面（一方の面）に溶接や螺子止め等によって取り付けられた鋼板等の金属からなる細板状の第１リブ材７２および第２リブ材７３とによって形成されている。第１リブ材７２は、矩形の基板７１の長辺方向に沿って複数（図示例では６つ）整列配置されており、第２リブ材７３は、矩形の基板７１の長辺方向における両端部に配置されている。これら第１リブ材７２、第２リブ材７３は、基板７１を補強してパーツ７０自体の強度を高めつつ、単に基板７１の板厚を厚くして強度を高めた場合に比べて軽量化、コスト低減化を可能にしたものである。また、放熱フィンとしても機能するようになっている。
【００２５】
また、本実施形態では、基板７１の短辺方向における両端部に配置された二つの第１リブ材７２ａが、後述するように格納容器２外面の縦リブ２０に取り付けられる取付部となっている。したがって、その長さ方向にはボルトを挿通するための貫通孔７２ｂが複数形成されている。
【００２６】
このような構成からなるパーツ７０は、図２中に二点鎖線で示すように、隣り合う縦リブ２０、２０間に挟持された状態で取り付けられている。
すなわち、格納容器２の要部平面図である図４に示すように、隣り合う縦リブ２０、２０のそれぞれに、パーツ７０の外側（両端部）の第１リブ材７２ａがボルト７４によって固定されている。なお、図４では、一部のパーツ７０において、第２リブ材７３を省略して記載している。
【００２７】
本実施形態では、一つの縦リブ２０に対してその両側にパーツ７０の外側の第１リブ材７２ａが隙間無く当接させられ、これら第１リブ材７２ａに形成された前記貫通孔７２ｂと縦リブ２０に形成された貫通孔とが連通させられている。そして、その状態でこれら貫通孔にボルト７４が挿通させられ、さらにこのボルト７４にナット（図示せず）が螺着している。これにより、第１リブ材７２ａは縦リブ２０に対してほぼ気密な状態に固定され、したがってパーツ７０が縦リブ２０、２０間に挟持された状態で固定されている。
【００２８】
また、パーツ７０は、図２中に二点鎖線で示したように格納容器２の側壁部２ｂから屋根部２ａの下側にかけて隙間無く連続して取り付けられ、かつ格納容器２の周方向にも縦リブ２０を介して連続的に取り付けられることにより、全体として略円筒状の一つのエアバッフル７を形成している。なお、同じ縦リブ２０、２０間にて上下に配置されるパーツ７０、７０については、その第２リブ材７３、７３どうしをボルト止めすることにより、ほぼ気密な状態に連結し、一体化してもよい。このように一体化することで、例えば地震等の際に強い力がエアバッフル７に作用しても、エアバッフル７はその形状を保持し、これによってドラフト力により空気の流れを形成する本来の機能をより確実に発揮するようになる。
【００２９】
また、このように構成されたエアバッフル７は、格納容器２の屋根部２ａに配置された最上位のパーツ７０の上端部が、図１に示すように建屋構造体３の屋根部３ｂの梁８に取り付けられている。これによってエアバッフル７は、梁８と協働して吸気口４より下側と梁８より上側とを隔て、吸気口４より流入した空気が直接梁８側を通って排気口５から排気されないようにしている。
【００３０】
建屋構造体３の側壁部３ａには、その底部側に建屋構造体３と格納容器２との間の間隙を閉塞する閉塞板９が水平方向に設けられている。これによって建屋構造体３と格納容器２との間の間隙は、閉塞板９の上方と下方とで連通することなく、それぞれが独立した空間部となっている。ここで、図２に示した格納容器２のエアロック２７やハッチ２８、さらに横リブ２１は、閉塞板９の下方に配設されている。したがって、これらエアロック２７やハッチ２８などは、エアバッフル７に干渉しないようになっている。
【００３１】
図１に示すようにエアバッフル７は、前記間隙を仕切って前記閉塞板９の上面近傍まで垂下するように、各パーツ７０が格納容器２の縦リブ２０に取り付けられている。これにより、エアバッフル７は建屋構造体３側の空間に吸気口４から吸気された冷却風（空気）が下降する第１流路１０を形成し、格納容器２側の空間に第１流路１０を流通した冷却風が排気口５に向かって上昇する第２流路１１を形成している。すなわち、エアバッフル７の建屋構造体３側に、吸気口４から閉塞板９近傍まで下降する第１流路１０が形成されている。また、エアバッフル７の格納容器２側に、前記閉塞板９近傍から格納容器２側を通って上昇し、排気口５に向かう第２流路１１が形成されている。なお、第２流路１１では、その流れ方向、すなわち鉛直方向に沿って縦リブ２０が形成されている。したがって、これら縦リブ２０が整流板としても機能することにより、第２流路１１を通って排気口５に向かう空気は乱れることなく円滑に流れるようになっている。
【００３２】
このような構成により、特に地震等において格納容器２内で事故が起こり、格納容器２が過熱した場合、第２流路１１にある空気は高温の格納容器２との間で熱交換して高温になり、上昇気流となって排気口５から外部に排気される。すると、吸気口４から流入し第１流路１０を下降した冷却風は、閉塞板９近傍にて折り返して第２流路１１に自然に流れ込む。したがって、エアバッフル７を用いた流路構成により、冷却風（空気）が吸気口４から流入して排気口５から排出される自然通風が形成され、これによって格納容器２が自然冷却される。
【００３３】
本実施形態の冷却構造体１にあっては、冷却対象物となる格納容器２の外面に補強リブとしての縦リブ２０や横リブ２１を設けているので、格納容器２の外壁の板厚を過剰に厚くすることなく、従来と同等の厚さのままで、格納容器２の強度を高めることができる。
また、縦リブ２０にエアバッフル７を取り付けているので、従来のようにサポートを用いる必要がなく、したがってエアバッフル７を格納容器２に低コストで取り付けることができる。
【００３４】
なお、前記実施形態において、エアバッフル７を構成する各パーツ７０には、例えば図４中に二点鎖線で示すように、格納容器２の外面に対するパーツ７０の位置を規定する位置決め部材７６を設けておくのが好ましい。この位置決め部材７６は、第１リブ材７２と同じ細板によって形成されたもので、基板７１に対して第１リブ材７２が設けられた側と反対の側の面で、かつ、基板７１の短辺方向における両端部に、それぞれ溶接等によって固定されている。これにより、これら位置決め部材７６も、基板７１の両側に配置された第１リブ材７２ａとともに、縦リブ２０に当接するようになっている。
【００３５】
これら位置決め部材７６は、その幅、すなわち格納容器２側の側端と基板７１側の側端との間の長さが、そのまま格納容器２外面と基板７１（エアバッフル７）との間の予め設定された距離に一致するように形成されている。したがって、パーツ７０を縦リブ２０、２０間に取り付ける際、位置決め部材７６の外側の側端を単に格納容器２の外面に当接させることにより、格納容器２の外面に対してパーツ７０を容易に位置決めすることができる。なお、第１リブ材７２ａの貫通孔７２ｂと縦リブ２０の貫通孔とは、パーツ７０が格納容器２上の予め設定された位置に配置されることにより、互いに連通するように形成されている。したがって、パーツ７０（エアバッフル７）に位置決め部材７６を設けておくことにより、縦リブ２０に対してパーツ７０を、良好な位置精度で容易に取り付けることができる。
【００３６】
また、前記実施形態では、エアバッフル７を縦リブ２０に取り付けるようにしたが、横リブ２１に取り付けるようにしてもよい。その場合には、図５に示すように縦リブ２０とは別に、格納容器２の側壁部２ｂの上部にも、複数の横リブ２１を形成する。すなわち、図１に示した閉塞板９より上側に、複数の横リブ２１を形成する。そして、上下に隣り合う横リブ２１、２１間に、図２に示した例と同様にしてパーツ７０を取り付ける。すなわち、図３に示したパーツ７０の第２リブ材７３を横リブ２１に当接させ、予め形成した貫通孔（図示せず）を横リブ２１に形成した貫通孔（図示せず）に連通させ、ボルト（図示せず）によって固定する。
【００３７】
ただし、第２流路１１を形成する格納容器２の外面に単に横リブ２１を形成すると、第２流路１１はこの横リブ２１によって遮断され、空気（冷却風）が流通しなくなる。そこで、第２流路１１を形成する閉塞板９より上側に横リブ２１を形成した場合には、図６（ａ）に示すように横リブ２１に、冷却風を流通させるための貫通孔からなる通気口２３ａを複数形成しておくのが好ましい。
【００３８】
あるいは、図６（ｂ）に示すように横リブ２１の幅（格納容器２の外面からの高さ）を、格納容器２の外面とパーツ７０との予め設定された間隔より短く（低く）形成しておき、この横リブ２１の両端部に設けた支持部材２４を介してパーツ７０を取り付けてもよい。このように支持部材２４を介してパーツ７０を取り付けることにより、横リブ２１とパーツ７０との間、すなわち横リブ２１とパーツ７０と一対の支持部材２４との間に通気口２３ｂを形成することができる。
【００３９】
したがって、図６（ａ）、（ｂ）に示したように例においても、格納容器２の外面に補強リブとしての縦リブ２０や横リブ２１を設けているので、格納容器２の外壁の板厚を過剰に厚くすることなく、従来と同等の厚さのままで、格納容器２の強度を高めることができる。
また、横リブ２１にエアバッフル７を取り付けているので、従来のようにサポートを用いる必要がなく、したがってエアバッフル７を格納容器２に低コストで取り付けることができる。
【００４０】
さらに、図６（ａ）に示すように横リブ２１に冷却風を流通させる通気口２３ａを設け、あるいは図６（ｂ）に示すように横リブ２１とエアバッフル７（パーツ７０）との間に通気口２３ｂを設けているので、第２流路１１を上昇する冷却風の流れを妨げることなく容易に流動させることができる。
【００４１】
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、前記実施形態ではパーツ７０を縦リブ２０に取り付けるか、あるいは横リブ２１に取り付ける場合について説明したが、パーツ７０を縦リブ２０および横リブ２１の両方に取り付けるようにしてもよい。このようにすれば、パーツ７０からなるエアバッフル７を格納容器２により強固に取り付けることができ、したがって例えば地震等の際に強い力がエアバッフル７に作用しても、エアバッフル７はその形状を保持し、これによってドラフト力により空気の流れを形成する本来の機能をより確実に発揮するようになる。
【００４２】
また、図６（ａ）、（ｂ）に示した例では、横リブ２１に対して特に補助リブを形成していないが、図２や図５に示した側壁部２ｂの底部に形成した横リブ２１と同様に、パーツ７０を取り付ける横リブ２１に対しても、その上側または下側に鉛直方向に沿って補助リブを接続してもよい。このような補助リブを設けることにより、この補助リブを本発明の補強リブとして機能させるとともに、放熱フィンとしても機能させることができる。
【００４３】
また、前記実施形態では、本発明に係る冷却構造体を原子炉格納容器とこれを収容する原子炉建屋（建屋構造体）に適用した場合について説明したが、本発明は例えばサイロを冷却対象物とし、これを覆う建屋構造体を備えた冷却構造体などにも適用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１…冷却構造体、２…原子炉格納容器（格納容器：冷却対象物）、２ａ…屋根部、２ｂ…側壁部、３…建屋構造体、４…吸気口、５…排気口、７…エアバッフル（仕切板）、１０…第１流路、１１…第２流路、２０…縦リブ、２１…横リブ、７０…エアバッフルパーツ（パーツ）、７６…位置決め部材
【図１】
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【図２】
2015137769.tif 000004
【図３】
2015137769.tif 000005
【図４】
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【図５】
2015137769.tif 000007
【図６】
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