(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板コンクリート構造物で覆われ、原子炉圧力容器を格納する原子炉格納容器であって、
前記鋼板コンクリート構造物は、
前記原子炉圧力容器側の内側鋼板と、
前記原子炉格納容器の外周を形成する外側鋼板と、
互いに所定の間隔をあけて配列されて前記内側鋼板に取り付けられてその内側鋼板から外側鋼板に向かって突出する複数の内側スタッドと、
互いに所定の間隔をあけて配列されて前記外側鋼板に取り付けられてその外側鋼板から内側鋼板に向かって突出する複数の外側スタッドと、
前記内側鋼板と前記外側鋼板とによってはさまれた空間に充填されたコンクリートと、
を有し、
前記内側鋼板および外側鋼板の板厚をｔとし、前記内側スタッドのピッチをＢ１とするとき、Ｂ１とｔとの比Ｂ１／ｔが２から４０までの範囲内であり、かつ、前記外側スタッドのピッチをＢ２とするとき、Ｂ２とｔとの比Ｂ２／ｔが４０よりも大きいこと、
を特徴とする原子炉格納容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、常温を超える環境にさらされる可能性がある鋼板コンクリート構造物を備えた原子炉格納容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、常温を超える環境にさらされる可能性がある構造物は、鋼製または鉄筋コンクリート構造を採用している。たとえば改良型沸騰水型原子炉の原子炉格納容器においては鉄筋コンクリート構造を採用しており、設計で想定する地震力や事故時の温度および圧力に耐え、気密性を保持する機能を有している。
【０００３】
鉄筋コンクリート構造においては、荷重に対しては鉄筋とコンクリートによって複合的に荷重を負担している。また、表面が常温を超えた温度環境にさらされる場合には、コンクリートによる断熱効果により、内部の鉄筋は急速に温度は上昇しない構造となっている。
【０００４】
鉄筋コンクリート構造の場合、構成される構造が複雑になればなるほど、多量の鉄筋を現場に搬入して組み立てる必要があるため、作業量の多い複雑な工事を実施する必要があった。その結果、建設工事の工程が長くなる傾向にある。
【０００５】
これに対して鋼板コンクリート構造を採用することにより、工場において事前にブロック化して製作することで、現地での工事工程の短縮化が可能となる。鋼板コンクリート構造においては、荷重に対して、コンクリートと、コンクリートにスタッドで定着された鋼板とによって複合的に荷重を負担している（特許文献１ないし特許文献４参照）。
【特許文献１】特開昭６２−２９３１８９号公報
【特許文献２】特開昭６２−２９３１９０号公報
【特許文献３】特開２０００−３３８２８４号公報
【特許文献４】特許第２５０２２１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
常温を超える環境にさらされる可能性がある構造物に鋼板コンクリート構造を採用する場合、熱によって鋼板が面外座屈を発生する場合がある。
【０００７】
本発明は、鋼板コンクリート構造において、常温を超える環境にさらされる場合の鋼板の座屈を防止または抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る原子炉格納容器は、鋼板コンクリート構造物で覆われ、原子炉圧力容器を格納する原子炉格納容器であって、前記鋼板コンクリート構造物は、前記原子炉圧力容器側の内側鋼板と、前記原子炉格納容器の外周を形成する外側鋼板と、互いに所定の間隔をあけて配列されて前記内側鋼板に取り付けられてその内側鋼板から外側鋼板に向かって突出する複数の内側スタッドと、互いに所定の間隔をあけて配列されて前記外側鋼板に取り付けられてその外側鋼板から内側鋼板に向かって突出する複数の外側スタッドと、前記内側鋼板と前記外側鋼板とによってはさまれた空間に充填されたコンクリートと、を有し、前記内側鋼板および外側鋼板の板厚をｔとし、前記内側スタッドのピッチをＢ１とするとき、Ｂ１とｔとの比Ｂ１／ｔが２から４０までの範囲内であり、かつ、前記外側スタッドのピッチをＢ２とするとき、Ｂ２とｔとの比Ｂ２／ｔが４０よりも大きいこと、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、原子炉格納容器内の温度が常温を超えた場合にも原子炉格納容器を構成する鋼板コンクリート構造物の鋼板の座屈を防止または抑制することができる。また、現地作業の軽減や大規模なモジュール工法の導入が可能となり、大幅な工期短縮が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１は本発明に係る鋼板コンクリート構造の一実施形態を示す図であって、（ａ）は立断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線矢視縦断面図である。
【００１４】
この鋼板コンクリート構造は、常温を超える温度、たとえば常温から２００℃までの範囲の環境にさらされる可能性のある所で使用されるものである。
【００１５】
この鋼板コンクリート構造では、互いに対向して２枚の鋼板４が配置され、各鋼板４の互いに対向する面側に複数のスタッド３が取り付けられている。２枚の鋼板４の間にはコンクリート２が充填（打設）されている。鋼板４はたとえば炭素鋼であって、常温を超える温度で使用される可能性のある側の鋼板４の厚さをｔとする。また、常温を超える温度で使用される可能性のある側のスタッド３のピッチをＢとする。このとき、ピッチＢと厚さｔとの比Ｂ／ｔは２から４０までの範囲内である。また、板厚ｔは、３．２ｍｍから４０ｍｍまでの範囲であることが望ましい。このような構成とすることにより、鋼板４の座屈を防止することができる。
【００１６】
ピッチＢと厚さｔとの比Ｂ／ｔの上限値「４０」は、図２に示す試験データに基づくものである。ここで、図２は、常温から２００℃までの温度範囲で、スタッド３のピッチＢと鋼板４の厚さｔとの比Ｂ／ｔを種々に変えたときの鋼板４の座屈の有無を示す表である。この試験では、Ｂ／Ｔが４４．１以下のときには座屈の発生がなく、Ｂ／Ｔが６１．３以上では座屈の発生があった。この試験データから、座屈が発生しないことが確認されたＢ／Ｔの上限４４．１に対して１０％余裕を見込んで、Ｂ／Ｔの上限を４０とすればよいことがわかる。
【００１７】
またＢ／ｔの下限値「２」は、スタッド３を鋼板４に溶接する際の製作性と溶接による熱影響を考慮して、スタッド３の直径の２倍以上の間隔を確保するものである。すなわちスタッド３のピッチ（中心間距離）としてはスタッド径の３倍以上の間隔を確保することを条件としたものである。たとえば、鋼板４の板厚４０ｍｍ、スタッド径２５ｍｍを想定した場合にスタッドピッチは７５ｍｍとなり、Ｂ／ｔは２となる。
【００１８】
また、鋼板４が炭素鋼の場合の板厚の範囲である「３．２ｍｍ以上４０ｍｍ以下」という範囲は、社団法人日本電気協会および原子力規格委員会による「鋼板コンクリート構造耐震設計指針  建物・構築物編  制定案」により認められている鋼板板厚範囲である。
【００１９】
図３は、本発明に係る鋼板コンクリート構造物を適用した沸騰水型原子炉格納容器８および原子炉格納容器内部構造物９を含む原子炉建屋６の一実施形態を示す立断面図である。原子炉建屋６内に原子炉格納容器８が配置され、原子炉格納容器８内に原子炉圧力容器７や原子炉格納容器内部構造物９が収納されている。
【００２０】
原子炉格納容器８は、基本的に格納容器内側と外側に配置された構造部材の鋼板４とその間に打設されたコンクリート２を有し、鋼板４に付属するスタッド３もしくは鋼板等の定着材によってコンクリート２と格納容器内側と外側の鋼板４が結合されて構成されている（図１参照）。そして、内側鋼板が気密性保持のための内張り材を兼用している。
【００２１】
図４は、図３の原子炉格納容器８の円筒壁２０とトップスラブ２１の結合部付近を示す部分拡大立断面図である。円筒壁２０の内壁を構成する円筒壁内側鋼板１０および、トップスラブ２１の内壁を構成するトップスラブ内側鋼板１１は、事故時に最高約１００℃から２００℃程度の高温状態にさらされる。このため、内側鋼板１０、１１とスタッド３の関係において、内側スタッドピッチＢと鋼板板厚ｔの比Ｂ／ｔの範囲を２≦Ｂ／ｔ≦４０とし、想定される事故時の温度環境である１００℃から２００℃の高温状態でも座屈を生じない構造とする。円筒壁２０の外壁を構成する円筒壁外側鋼板１２およびトップスラブ２１の外壁を構成するトップスラブ外側鋼板１３は、想定される事故時であっても内壁ほど高温にならないので、スタッドピッチＢと板厚ｔとの比Ｂ／ｔは４０よりも大きくてもよい。
【００２２】
図５は、原子炉格納容器内部構造物の円筒壁９を部分的に示す部分拡大立断面図である。円筒壁９は、基本的に２枚の鋼板４とその間に打設されたコンクリート２から構成され、鋼板４に付属するスタッド３もしくは補強用鋼板１４などの定着材によってコンクリート２と両側の鋼板４が結合されて構成されている。円筒壁９においては、両側の鋼板４ともに事故時に最高約１００℃から２００℃程度の高温状態にさらされる可能性があるため、鋼板４とスタッド３の関係において、スタッドピッチＢと鋼板板厚ｔの比Ｂ／ｔの範囲を、両側とも２≦Ｂ／ｔ≦４０とし、事故時の温度環境である１００℃から２００℃の高温状態でも座屈を生じない構造としている。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る鋼板コンクリート構造物の一実施形態を示す図であって、（ａ）は部分立断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線矢視縦断面図。
【図２】本発明に係る鋼板コンクリート構造物の実施例および比較例の種々のスタッドピッチＢと鋼板板厚ｔとの比Ｂ／ｔを種々に変えたときの鋼板座屈の有無の試験結果を示す表。
【図３】本発明に係る鋼板コンクリート構造物を適用した沸騰水型原子炉格納容器および原子炉格納容器内部構造物を含む原子炉建屋の一実施形態を示す立断面図。
【図４】図３の原子炉格納容器側壁とトップスラブの結合部付近の部分拡大立断面図。
【図５】図３の原子炉格納容器内部構造物の円筒壁の部分拡大立断面図。
【符号の説明】
【００２４】
２…コンクリート
３…スタッド
４…鋼板
６…原子炉建屋
７…原子炉圧力容器
８…原子炉格納容器
９…原子炉格納容器内部構造物
１０…円筒壁内側鋼板
１１…トップスラブ内側鋼板
１２…円筒壁外側鋼板
１３…トップスラブ外側鋼板
１４…補強用鋼板
【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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