(57)【要約】【課題】  原子炉格納容器と原子炉格納容器の周囲に放射線遮蔽のために設置される生体遮蔽壁間のギャップ幅を減少させて原子炉建屋を小型化、及び建設工期の短縮を可能とする。【解決手段】  原子炉建屋４は、原子炉格納容器２と、この原子炉格納容器２の外側に設置される生体遮蔽壁３を有して成る原子炉建屋４において、前記原子炉格納容器２下段と前記生体遮蔽壁３下段の間の水平方向のギャップ６を人員がアクセスできる幅８００mmよりも狭い幅（５０mm〜３００mm）に設定して構成される。また、原子炉格納容器２下段と生体遮蔽壁３下段の間の水平方向のギャップ６を狭い幅（５０mm〜３００mm）に設定して原子炉格納容器２下段と生体遮蔽壁３下段とを構成メンバーとしたモジュールを作り、そのモジュールを据付位置へ吊り入れることによって、構成メンバーを一括して据付位置に吊り入れて据付ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板製の原子炉格納容器と、前記原子炉格納容器を囲う鋼板コンクリート製の生体遮蔽壁と、前記原子炉格納容器の円筒形状部の外周囲と前記生体遮蔽壁との間に形成された
５０mm〜３００mmの幅のギャップを有する原子炉建屋。
【請求項２】
請求項１において、前記原子炉格納容器と前記生体遮蔽壁との間にサンドクッションが設置され、前記原子炉格納容器の径方向での前記サンドクッションの幅が前記ギャップの幅よりも広い原子炉建屋。
【請求項３】
請求項１において、前記生体遮蔽壁に前記ギャップと前記生体遮蔽壁の外側に配置された前記原子炉建屋の空間に連通する穴を上下に分散して備えている原子炉建屋。
【請求項４】
原子炉格納容器を構成する円筒状の第１の鋼板と、鋼板コンクリート製の生体遮蔽壁を構成する内側円筒状と外側円筒状の多重円筒状の第２の鋼板とを、第１の鋼板の外周囲に５０mm〜３００mmのギャップをつけて第２の鋼板が位置するように配置したモジュールを構成し、前記モジュールを前記原子炉格納容器と前記生体遮蔽壁の建設位置に吊り入れて据付け、前記モジュールよりも上方の原子炉格納容器及び生体遮蔽壁の部分の建設及び前記内側と外側との第２の鋼板の間にコンクリートを注入する原子炉建屋の建設方法。
【請求項５】
請求項４において、前記第２の鋼板に配管またはケーブルの貫通部の構成を組み込んで前記モジュールを構成し、前記モジュールを建設位置に吊り入れて据付ける原子炉建屋の建設方法。
【請求項６】
請求項４または請求項５において、前記第１の鋼板の上端を前記第２の鋼板の上端よりも高い位置にして前記モジュールを構成し、前記モジュールを前記原子炉格納容器と前記生体遮蔽壁の建設位置に一括して吊り入れて据付け、その後に前記第１の鋼板の上端にそれより上方の前記原子炉格納容器の鋼板を溶接接続する原子炉建屋の建設方法。
【請求項７】
請求項３から請求項６までのいずれか一項において、前記モジュールを据付け後、前記原子炉格納容器内の構造物及び機器設備を据付け、その後に前記モジュールよりも上方の原子炉格納容器及び生体遮蔽壁の部分をリング状の構造物にして前記モジュールの上方に据付ける原子炉建屋の建設方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉の原子炉格納容器及び生体遮蔽壁が設置される原子炉建屋及びその建設方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
軽水を冷却材として用いる沸騰水型原子炉の原子炉建屋は、原子炉格納容器とその外周囲を覆う生体遮蔽壁とを備えている。原子炉格納容器は鋼板製で自立し、その原子炉格納容器の外周囲には、空間のギャップを介して生体遮蔽壁が設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一般的には、原子炉格納容器と生体遮蔽壁の間は原子炉格納容器と生体遮蔽壁の施工スペースの確保及び原子炉格納容器の塗装等の作業スペースを確保するため、原子炉格納容器と生体遮蔽壁の間には人員がアクセスできるスペースとして約８００mmのギャップ幅が確保されている。
【０００４】
また、原子炉格納容器と鋼製の生体遮蔽壁を建設する際に、上下方向と周方向とに分割された原子炉格納容器本体ブロックと鋼製の生体遮蔽壁ブロックを一体的に吊り上げて移動し、建設位置で既設の原子炉格納容器本体ブロック及び鋼製の生体遮蔽壁ブロックの上もしくは周方向の所定位置に配置し、原子炉格納容器本体ブロック及び鋼製の生体遮蔽壁ブロックを同時に周方向と上下方向に据付ける原子炉建屋の建設工程が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特許第２９３４３４１号公報
【特許文献２】特開平７−２６０９７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来例のように、原子炉格納容器と生体遮蔽壁との間に約８００mmものギャップを設定する建設方法によれば、そのギャップの確保のために生体遮蔽壁やその生体遮蔽壁を包含する原子炉建屋が大型化する。
【０００７】
また、鋼製の生体遮蔽壁は放射線遮蔽機能を鋼板に求める要素が大きくなるので、生体遮蔽壁の鋼板が厚く大きく大重量になる。このようになると、生体遮蔽壁と原子炉格納容器とを円筒状に組み立ててから建設位置に吊り込んで上方に組み付ける工法が、生体遮蔽壁と原子炉格納容器とを円筒状にすることで起重機の作業能力を超える重量となって、採用できないケースがある。
【０００８】
従って、生体遮蔽壁と原子炉格納容器とを建設位置に同時に吊り込んで据付ける場合には、原子炉格納容器と生体遮蔽壁とを上下方向ばかりか周方向にも複数に分割して建設位置に吊り込むことになり、建設作業工程が長引く上、建設位置で鋼板を周方向に合わせる作業やその合わせた部位を溶接する作業が発生し、原子炉格納容器と生体遮蔽壁との間に約８００mmものギャップを設定することが必要となる。
【０００９】
尚、生体遮蔽壁を鉄筋コンクリート製にすることも想定できるが、鉄筋の設置に手間がかかる上、コンクリートの形枠を設置したり撤去したりする作業が余分に発生する上、その作業を行うために原子炉格納容器と生体遮蔽壁との間に約８００mmものギャップを設定することが必要となる。
【００１０】
このように、従来の原子炉建屋は大形で建設工期も長引く傾向にある。
【００１１】
従って、本発明の目的は、原子炉建屋の小型化と建設工期の短縮を達成することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の原子炉建屋は、鋼板製の原子炉格納容器と、前記原子炉格納容器を囲う鋼板コンクリート製の生体遮蔽壁と、前記原子炉格納容器の円筒形状部の外周囲と前記生体遮蔽壁との間に形成された５０mm〜３００mmの幅のギャップを有する原子炉建屋であり、その原子炉建屋を建設する方法として、原子炉格納容器を構成する円筒状の第１の鋼板と、鋼板コンクリート製の生体遮蔽壁を構成する内側円筒状と外側円筒状の多重円筒状の第２の鋼板とを、第１の鋼板の外周囲に５０mm〜３００mmのギャップをつけて第２の鋼板が位置するように配置したモジュールを構成し、前記モジュールを前記原子炉格納容器と前記生体遮蔽壁の建設位置に吊り入れて据付け、しかる後に前記モジュールよりも上方の原子炉格納容器及び生体遮蔽壁の部分の建設及び前記内側と外側との第２の鋼板の間にコンクリートを注入する原子炉建屋の建設方法が採用される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、原子炉建屋の建設工期の短縮と原子炉建屋の小型化が達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
軽水を冷却材として用いた沸騰水型原子炉を採用した原子力発電所の原子炉建屋４は、図１のように、原子炉建屋４の基礎マット１５上に原子炉格納容器２と、その外周囲の部屋３３とを包含している。その外周囲の部屋３３と原子炉格納容器２とは原子炉格納容器２側からの放射線を遮蔽する生体遮蔽壁３を介して隔離されている。その生体遮蔽壁３は、その上部の蓋までを含むと図１のハッチングで断面が示されている。その生体遮蔽壁３の垂直壁面部分は、水平断面が円筒状の形状を有し、その円筒状の範囲内に下部の水平断面が円筒状で上部がお碗を伏せたような半球形状の原子炉格納容器２が納められている。原子炉格納容器２は鋼板製であり、生体遮蔽壁３は二枚の鋼板とその内側に充填されたコンクリートにより構成される鋼板コンクリート構造（ＳＣ構造）である。
【００１５】
生体遮蔽壁３の垂直部分は、原子炉格納容器２に面した円筒状の内側鋼板１４ａと反対側の円筒状の外側鋼板１４ｂの二重円筒構造を有し、内側鋼板１４ａと外側鋼板１４ｂとは、両側の鋼板の間隔が変化しないように互いに結合されている。その両側の鋼板の間隔間にはコンクリート液が固化状態で装備され、鋼板とコンクリートとで所望する放射線遮蔽機能を達成している。生体遮蔽壁３の上部水平部分（トップスラブ２１）はハーフＳＣ構造で構築される。ハーフＳＣ構造は水平部分の厚さの半分が下面の鋼板とその上のコンクリートで構成され、それより上方の半分の厚さは鉄筋コンクリートで構成されている。この構成によって生体遮蔽壁３の上部水平部分においても所望する放射線遮蔽機能を達成している。生体遮蔽壁３の上部水平部分については、上部に各種プールを有するので、その水平部分の上部半分の厚さの範囲は鉄筋コンクリートで構成し、下半分の厚さの範囲を鋼板コンクリート製で構成する構造として適切な強度を確保することが好ましい。この場合の、下半分の厚さの範囲を鋼板コンクリート製で作る際には、鋼板は原子炉格納容器２に面した下面に採用し、その鋼板には壁厚側にチャンネル鋼製のリブを装着してコンクリート打設圧力に耐えさせる様に配慮する。
【００１６】
原子炉格納容器２の中には、円筒状の原子炉圧力容器基礎５が中央部底部に設置されている。その原子炉圧力容器基礎５には、原子炉圧力容器１が設置されている。その原子炉圧力容器１の外周囲には、原子炉圧力容器基礎５に設置した円筒状のγ線遮蔽壁２２が配備され、そのγ線遮蔽壁２２が原子炉圧力容器１の外周囲を囲っている。原子炉圧力容器基礎５と原子炉格納容器２との間には、ダイヤフラムフロア２７が渡されている。そのダイヤフラムフロア２７と原子炉圧力容器基礎５と原子炉格納容器２とで隔離された圧力抑制室８は、原子炉格納容器２内の他の空間から隔離され、事故時の原子炉格納容器２内の蒸気や原子炉圧力容器１内の過剰な蒸気を原子炉格納容器２や原子炉圧力容器１から引き込む配管がつながれ、それらの蒸気を圧力抑制室８内のプール水で凝縮する機能を担っている。
【００１７】
原子炉圧力容器基礎５の内側と生体遮蔽壁３の外側の部屋３３内とは機材や人員が往来するトンネル３１で接続されている。このトンネル３１には原子炉格納容器２内の雰囲気が部屋３３内に無秩序に出てこないように二重の扉で雰囲気の往来を抑制している。原子炉圧力容器１には、原子炉圧力容器１からタービン発電機へ通じる主蒸気配管３２が接続され、その途中にはバルブ３４が設置されている。その主蒸気配管３２は、原子炉格納容器２から生体遮蔽壁３の外側の部屋３３に至る配管貫通構造、即ちペネトレーション１６内を通って引き回されている。
【００１８】
配管貫通構造であるペネトレーション１６は、主蒸気配管３２を通すことのできる径を有する円筒状構造物で、原子炉格納容器２内と原子炉格納容器２外との雰囲気の流通を阻止する構造の一部材として使用されている。同じように、原子炉格納容器２から生体遮蔽壁３の外側の部屋３３に至るケーブル類の貫通させるケーブル貫通構造、即ちケーブル用のペネトレーション１６も同様に装備されている。また、原子炉格納容器２の上部には、生体遮蔽壁３となる開閉自在な蓋３５が設置されている。
【００１９】
尚、原子炉建屋４には、機器仮置きプール３６や燃料貯蔵プール３７や運転階３８や建屋の屋根３９を当然のように備えている。
【００２０】
原子炉格納容器２は、低部からダイヤフラムフロア２７の近傍の高さまでが、図１，図２のように、円筒状の形状となっている。これを便宜上原子炉格納容器２下段と称する。その下段より上の原子炉格納容器２部分は、図１，図９のように、お碗を伏せたような半球形の外観を有する。これを便宜上原子炉格納容器２上段と称する。その原子炉格納容器２下段の上端と上段の下端とは溶接されて一体化されている。原子炉格納容器２上段の最上方には、取外し自在な原子炉格納容器２の蓋４０が設置されている。
【００２１】
この原子炉格納容器２の円筒状の形状部分と生体遮蔽壁３との間の水平方向のギャップ６は５０mm〜３００mmの範囲の数値から選択して設計されている。その円筒状の形状部分よりも上方においては、原子炉格納容器２と生体遮蔽壁３との間の水平方向のギャップ６は５０mm〜３００mmの範囲から選択したその数値よりも大きな数値となる。しかし、大きな数値となる原因は、原子炉格納容器２上段が上部へいくに従って水平方向の直径が小さくなるのに対して生体遮蔽壁３の内側直径は低部からトップスラブ２１までの高さに渡って変化していないからである。
【００２２】
本実施例の生体遮蔽壁３は、コンクリート形枠の設置や撤去を必要とする鉄筋コンクリート構造では無く、そのような形枠の設置や撤去を必要としない鋼板コンクリート製であるので、原子炉格納容器２と生体遮蔽壁３の間に型枠設置や撤去の作業スペースとして約８００mmの水平方向のギャップ６を設ける必要が無く、原子炉格納容器２の熱膨張や圧力急増や地震時の挙動による形状変化の吸収等を考慮し、型枠設置や撤去の作業スペースの確保を考慮せずに、原子炉格納容器２と生体遮蔽壁３の内側鋼板１４ａとの間に５０mm〜３００mmの水平ギャップ６を設けた。
【００２３】
以上のように、原子炉格納容器２の円筒形状部の外周囲と生体遮蔽壁３との間に形成されたギャップ６の水平幅は８００mmから５０mm〜３００mmに縮小するので、５０mm〜300
mmの２倍に相当する寸法を原子炉建屋４の水平面内の縦横方向において縮小し、原子炉建屋４の敷地面積と工事面積を減少できる。
【００２４】
原子炉格納容器２の低部と生体遮蔽壁３の低部との間の全周には、図３のように、原子炉格納容器２の熱膨張による変形の吸収及び原子炉格納容器２の熱応力を逃がすために砂で構成されるサンドクッション９が設けられる。サンドクッション９の水平方向のボリュームを稼ぎ、サンドクッション９設置スペースを確保するために、生体遮蔽壁３の下部は生体遮蔽壁３の厚み方向に一部切り欠いてサンドクッション９を設けるスペースを確保した。これにより、原子炉格納容器２と生体遮蔽壁３のギャップ６幅を狭くした場合でもサンドクッション９の設置が可能となる。また、生体遮蔽壁３の下部の切り欠き部には砂が放射線を遮蔽するように充填されるため、サンドクッション９部における放射線遮蔽の機能上の低下問題は生じない。
【００２５】
このような原子炉建屋４の建設方法の一例を以下に説明する。まず、岩盤に原子炉建屋４の基礎マット１５を作る。次に、基礎マット１５に原子炉格納容器２の低部ライナーを設ける。その低部ライナーを覆うようにモジュール１７を設置する。
【００２６】
そのモジュール１７は、図２のように、鋼製で円筒形状の原子炉格納容器２下段と、その原子炉格納容器２下段の外周囲に配備される生体遮蔽壁３の内側鋼板１４ａと外側鋼板１４ｂと、図８のように、その原子炉格納容器２下段に固定されて内側鋼板１４ａと外側鋼板１４ｂとに設けた貫通孔４１に通した円筒状のペネトレーション１６とを用いて構成される。その貫通孔４１は、図８のように、ペネトレーション１６の外径よりも大径に形成されて、建設位置への搬入作業中に、貫通孔４１の縁とペネトレーション１６とが接触を起こすことを予防している。生体遮蔽壁３の内側鋼板１４ａと外側鋼板１４ｂとは両側の鋼板間隔、約１.５ メートル〜約２メートル、が変化しないように両側の鋼板を互いに両側の鋼板間隔間にセットした鋼材で固定してある。
【００２７】
生体遮蔽壁３の内側鋼板１４ａと外側鋼板１４ｂとの高さは、図２のように、原子炉格納容器２下段の高さよりも低くされている。即ち、原子炉格納容器２下段の上端は、生体遮蔽壁３の内側鋼板１４ａと外側鋼板１４ｂとの上端よりも高所に位置している。このように高低差をつけることによって、両面側からの溶接接合が要求されている原子炉格納容器２下段の上端と原子炉格納容器２上段の下端との溶接接合を容易に達成できるように配慮してある。
【００２８】
これらの原子炉格納容器２下段と生体遮蔽壁３の内側鋼板１４ａと外側鋼板１４ｂとペネトレーション１６とは、一体に吊り上げれるように組みつけられる。即ち、図８のように、Ｈ型鋼を水平八方向に放射状に組み合わせた吊り天秤１９に、鋼製の取り付け治具
２３を溶接して固定し、原子炉格納容器２下段と生体遮蔽壁３の内側鋼板１４ａと外側鋼板１４ｂとを最寄の取り付け治具２３へ溶接で固定する。このようにしてモジュール１７を構成する各部分は吊り天秤１９と取り付け治具２３でばらばらにならないように一体化される。この一体化された状態では、モジュール１７を構成する各部分は据付け位置の関係に固定される。この吊り天秤１９には、ワイヤーロープ２０が結合され、そのワイヤーロープ２０をクレーンで上方へ引くことによって原子炉格納容器２下段と生体遮蔽壁３の内側鋼板１４ａと外側鋼板１４ｂとペネトレーション１６とは一体化したモジュール１７としてクレーンによって一括して吊り上げることができる。また、図９のように、モジュール１７とした原子炉格納容器２下段と生体遮蔽壁３の内側鋼板１４ａとの間には、両者が接触しないように緩衝部材４２が設置されている。
【００２９】
モジュール１７にされた状態は、原子炉格納容器２下段と生体遮蔽壁３の内側鋼板14ａと外側鋼板１４ｂとペネトレーション１６とはその相対位置関係が据付け時の相対位置関係と同じにされて工場または建設現場に隣接した場所で吊り天秤１９や取り付け治具２３で一体に作られる。そのモジュール１７を作る以前には、原子炉格納容器２下段と生体遮蔽壁３の内側鋼板１４ａと外側鋼板１４ｂとペネトレーション１６に対して、塗装などの現時点で出来るだけの作業を加えて据付け後の作業を極力省略する。
【００３０】
吊り天秤１９や取り付け治具２３で一体化されたモジュール１７は、クレーンで吊り上げられて、原子炉建屋４の基礎マット１５上の低部ライナー上に運ばれて吊り降ろされる。その運搬途中において、原子炉格納容器２下段と生体遮蔽壁３の内側鋼板１４ａと外側鋼板１４ｂとは吊り天秤１９で固定されて位置が保持されるので、ふら付きや歪みが発生せず、モジュール１７やモジュールを構成する各部品の型崩れが抑制出来る。
【００３１】
モジュール１７が吊り降ろされたら、次に、取り付け治具２３に対する原子炉格納容器２下段と生体遮蔽壁３の内側鋼板１４ａと外側鋼板１４ｂとの溶接接合部分を切り離して吊り天秤１９をモジュール１７から外すと共に、原子炉格納容器２下段と生体遮蔽壁３の内側鋼板１４ａと外側鋼板１４ｂとを基礎マット１５側に設定、即ち据付ける。次に、図９のように、円筒状に組み立てた原子炉圧力容器１基礎５の鋼板部分とダイヤフラムフロア２７の鉄筋鉄骨等の鋼製部材を原子炉格納容器２下段内にクレーンで吊り込んで設定し原子炉圧力容器基礎５とダイヤフラムフロア２７のコンクリートを施工する。更には、円筒状のγ線遮蔽壁２２をクレーンで原子炉圧力容器基礎５上に吊り降ろして設定し、γ線遮蔽壁２２のコンクリートを施工する。このγ線遮蔽壁２２には、原子炉格納容器２内の範囲の主蒸気配管３２やそれに付属する弁３４が一緒に付けられて、このγ線遮蔽壁２２と同時に吊り込まれる。
【００３２】
次に、原子炉格納容器２下段よりも上方の鋼板製の原子炉格納容器２部分、即ち原子炉格納容器２上段を原子炉格納容器２下段の上端へクレーンで吊り降ろす。その後に、原子炉格納容器２上段の下端と原子炉格納容器２下段の上端とを原子炉格納容器２内側及び外側の両側から溶接して接合する。この溶接時点では、原子炉格納容器２上段の下端と原子炉格納容器２下段の上端との合わせ目、即ち溶接ラインは生体遮蔽壁３の各鋼板によって包囲されることが無いので、その溶接が確実に成せる上、溶接部の検査も容易である。
【００３３】
次に、原子炉格納容器２の鋼製の蓋４２を開けて、開けた部分から原子炉圧力容器１をクレーンで原子炉格納容器２内に吊り入れて原子炉圧力容器基礎５に設定する。その後に蓋４２は閉じられ、設定された原子炉圧力容器１には主蒸気配管３２が接続される。次に、既に基礎マット１５上に設定した生体遮蔽壁３の内側鋼板１４ａと外側鋼板１４ｂの部分を生体遮蔽壁３下段とした場合、それより上の生体遮蔽壁３の部分を生体遮蔽壁３上段とし、その生体遮蔽壁３上段の鋼板を一括してクレーンで吊って生体遮蔽壁３下段の内側鋼板１４ａと外側鋼板１４ｂとに積み上げ、その境を溶接で接合する。この溶接に際しては、内側鋼板１４ａと外側鋼板１４ｂとの水平間隔が約１.５メートル 〜約２メートルのいずれかの寸法に設定されているので、内側鋼板１４ａと外側鋼板１４ｂとの水平間隔間に溶接作業員が入って内側鋼板１４ａの生体遮蔽壁３下段と下段の接合端を溶接する。外側鋼板１４ｂの溶接については内側鋼板１４ａと外側鋼板１４ｂとの水平間隔間に溶接作業員が入って行っても良いし、外側鋼板１４ｂの外側から行っても良い。これら内側鋼板１４ａや外側鋼板１４ｂの溶接は片側面からの溶接で行われる。
【００３４】
また、ペネトレーション１６の周囲に内側鋼板１４ａ及び外側鋼板１４ｂとの間で開いた隙間は、コンクリート液が漏れでないように鋼製の板を当てて塞いでおく。
【００３５】
このような生体遮蔽壁３の鋼板部分が溶接によって組立てられた後には、内側鋼板14ａや外側鋼板１４ｂとの間に、コンクリート液が注入されて、そのコンクリート液が固化するのを待って鋼板コンクリート構造となる。生体遮蔽壁３の鋼板はそのまま残存して生体遮蔽壁３の一部になる。
【００３６】
生体遮蔽壁３上段の水平部分は、ハーフＳＣ構造で作られる。この場合のハーフＳＣ構造とは、その水平部分の厚みの下側半分が鋼板コンクリート作りで、上側半分が鉄筋コンクリート作りとされることを意味している。
【００３７】
このようにして原子炉格納容器２と生体遮蔽壁３を建設し、その生体遮蔽壁３の外周囲には原子力発電所の機器が納まる複数の部屋３３や燃料貯蔵プール３７等の各区画や屋根３９が建設される。
【００３８】
このようにして、生体遮蔽壁３下段の部分を鋼板コンクリート製で建設すると、コンクリート形枠の設置や撤去に必要な作業スペースを生体遮蔽壁３と原子炉格納容器２との間に設定する必要が無く、生体遮蔽壁３下段と原子炉格納容器２との間の水平ギャップ６は５０mm〜３００mmの間の寸法に設定できる。
【００３９】
このように生体遮蔽壁３下段と原子炉格納容器２との間の水平ギャップ６が５０mm〜
３００mmと狭くなると、原子炉格納容器２から生体遮蔽壁３に加わる熱も大きくなり、水平ギャップ６空間の温度も下部で低く上部で上昇しやすい。また、原子炉格納容器２や生体遮蔽壁３に対する熱負荷の増大を防ぐためにも、必要に応じて次のような構成を加える。
【００４０】
即ち、原子炉格納容器２下段に面した生体遮蔽壁３には、図４のように、生体遮蔽壁３に隣接する部屋３３と生体遮蔽壁３下段と原子炉格納容器２との間のギャップ６空間とを連通する上部連通孔５ａと下部連通孔５ｂとが上下に分散して設けられる。上部連通孔
５ａと下部連通孔５ｂとは図４に見られるように、二箇所で直角に屈曲した流路構造を有し、原子炉格納容器２側からの放射線が上部連通孔５ａと下部連通孔５ｂを通して直線的に部屋３３側に抜けることがない様に考慮されている。
【００４１】
このような構造では、原子炉を通常運転中に原子炉格納容器２と生体遮蔽壁３のギャップ６部の雰囲気温度は、原子炉格納容器２からの放熱により原子炉建屋４内の雰囲気温度と比較して高くなっている。この温度差により、生体遮蔽壁３の上部と下部にギャップ６部と原子炉建屋４を連通する上部連通孔５ａ及び下部連通孔５ｂを設けておけば、ギャップ６部から上部連通孔５ａを通って高温の軽い空気が部屋３３側へ流出し、下部連通孔
５ｂから低温の空気が部屋３３側からギャップ６部へ流入する。このような自然対流が生じることでギャップ６部の雰囲気は停滞することなく循環し、ギャップ６部の温度も湿度も原子炉建屋４の部屋３３内とほぼ均一化され、ギャップ６部に熱がこもることなくギャップ６の水平幅寸法の縮減が可能となる。
【００４２】
また、生体遮蔽壁３の上部と下部に複数個の上部連通孔５ａと下部連通孔５ｂを設けることにより、ギャップ６部の換気が可能になり、湿度の高い空気の滞留を防ぐことができるから、ギャップ６部の底部に装備されるサンドクッション９の性能劣化を抑制することができる。さらに、万一の冷却材喪失事故時に原子炉格納容器２の壁面から放出される熱により、周囲の生体遮蔽壁３の温度を上昇して過度な熱応力が局部的に或いは全体に発生するのを防止できる。
【００４３】
原子炉建屋の構造壁の従来設計において、冷却材喪失事故後の設計地震（Ｓ１地震）が生体遮蔽壁３の設計にとって過酷であったので、上部連通孔５ａと下部連通孔５ｂを設置することにより生体遮蔽壁３の設計荷重を大幅に低減することができる。これにより、原子炉の通常運転時において原子炉格納容器２と生体遮蔽壁３の狭隘なギャップ６の熱滞留の防止及びギャップ６部の下部に設置されるサンドクッション９部に水分が溜まることを防止するとともに、万一の冷却材喪失事故時において原子炉格納容器２と生体遮蔽壁３のギャップ６部の温度上昇を抑え過度な熱応力が生体遮蔽壁に加わらないようにすることができる。
【００４４】
ここで、上部連通孔５ａと下部連通孔５ｂの流路は図４に示すように屈曲した構造とすることで放射線遮蔽機能を生体遮蔽壁３が満足することができる。また、原子炉運転時には原子炉格納容器２の下部に圧力抑制室８内にプール水が貯蔵されるため、このプール水による放射線の水遮蔽機能が発揮されるから、下部連通孔５ｂについては流路が直線構造となるものを採用しても差し支えない。
【００４５】
原子炉建屋４の構造によっては各部屋３３の構造上の問題や気密性の問題により上述の自然循環を生じ得ないことも考えられる。そのような場合は、図５に示すように、原子炉建屋４の部屋３３に置かれた空調機７を用いてギャップ６部の雰囲気を強制循環を生じさせることができる構成とする。図５に示すように上部連通孔５ａが連通する部屋３３から空気を空調機７へ流入させ、空調機７からの排風を下部連通孔５ｂが連通する下側の他の部屋３３へ送り込む構成とすることで、他の部屋３３側から下部連通孔５ｂを通じてギャップ６部に向かって他の部屋３３の雰囲気が流れ込むことになる。このような構成とすることでギャップ６部全体としては、ギャップ６部の雰囲気が上部連通孔５ａから流出し、下部連通孔５ｂから流入することになり、強制的な雰囲気の循環を作り出すことができる。この強制循環が生じることで自然循環の場合と同様にギャップ６部の空気はこもることなく、湿度も原子炉建屋４内とほぼ均一化され、各部の熱負荷の低減及び均一化、並びにサンドクッション９が過度に水分を含むことの防止によるサンドクッション９の性能の劣化抑制ができる。
【００４６】
また、図６に示すように、空調機７の替わりに部屋３３に装備された非常用ガス処理系１０（ＳＧＴＳ）を用いることで、冷却材喪失事故等の事故時にもギャップ６部の雰囲気を部屋３３との間で強制循環を生じさせることができ、さらに生体遮蔽壁３のコンクリート部材に過度の熱荷重が加わることを緩和することができる。このとき、非常用ガス処理系１０のフィルタ１２より下流側から、下部連通孔５ｂが連通する他の部屋３３への連絡ライン１３を構成することで、ギャップ６部の雰囲気が非常用ガス処理系１０のある部屋３３へ上部連通孔５ａを通じて流入し、その雰囲気が非常用ガス処理系１０内にブロア
１１で吸い込まれてフィルタ１２を通じて他の部屋３３へ配管で構成された連絡ライン
１３を通じてブロア１１で送り込まれ、フィルタ１２で処理された雰囲気が下部連通孔
５ｂを通じてギャップ６部の下部に戻しいれられという強制循環が繰り返される。この強制循環が生じることで自然循環の場合と同様にギャップ６部の雰囲気はこもることなく、湿度も温度も原子炉建屋４内とほぼ均一化され、生体遮蔽壁や原子炉格納容器の壁の熱負荷の低減及び均一化が達成でき、更にサンドクッション９が過度に水分を含まないように出来るのでサンドクッション９の性能の劣化を抑えることができる。その上、冷却材喪失事故時において原子炉格納容器２から外部に漏えいする核分裂生成物を、非常用ガス処理系１０のフィルタ１２で優先的に除去できる効果も得られる。
【００４７】
このような本発明の実施例によれば、以下の特徴点が掲げられる。
【００４８】
（１）原子炉格納容器２と生体遮蔽壁３のギャップ６幅について可能な限り縮小（５０〜３００mm）することができる。即ち、従来、原子炉格納容器２と生体遮蔽壁３の間は、生体遮蔽壁３工事の施工スペースを確保する観点等により人員がアクセスできるスペースとして約８００mmが必要であった。本発明の実施例では、生体遮蔽壁３を従来の鉄筋コンクリート構造から鋼板コンクリート構造にすることで、原子炉格納容器２と生体遮蔽壁３の施工スペースの削減が可能となり、原子炉格納容器２と生体遮蔽壁３とのギャップ６部を可能な限り縮小（５０〜３００mm）することができる。
【００４９】
また、図２に示すように原子炉格納容器２と生体遮蔽壁３の鋼板をモジュール１７化した場合に原子炉格納容器２と生体遮蔽壁３との間のギャップ６部が低減され多分、生体遮蔽壁３の鋼板の円筒形状の直径が縮減してモジュール１７の小型化及び軽量化が可能となり、従来の建設用の大型揚重機を用いて搬入することで、揚重機の有効活用の実現，搬入回数の低減，搬入期間の短縮等が容易に可能となり、それに伴う工数低減により建設コストの低減を図ることができる。また、原子炉格納容器２と生体遮蔽壁３間とのギャップ６部の水平間隔が縮減されることで原子炉建屋４の小型化が可能になるとともに、原子炉建屋４の建設工程の短縮が可能となる。
【００５０】
（２）原子炉格納容器２下段と生体遮蔽壁３下段の鋼板を含むモジュール１７を作る際には、原子炉格納容器２下段の上端を生体遮蔽壁３下段の上端よりも上方に突き出るように原子炉格納容器２下段と生体遮蔽壁３下段の高さを調整した。このようにすると、原子炉格納容器２下段と原子炉格納容器２上段との溶接接合に際して、原子炉格納容器２の内側と外側とに溶接作業スペースを確実に確保できる。そのため、内外両面からの溶接を要求されている原子炉格納容器２の溶接や溶接部の検査に容易に対応できる。このようにして、原子炉格納容器２と生体遮蔽壁３とのギャップ６が狭くなっても原子炉格納容器２の溶接と溶接部の検査が行え、その溶接と検査の完了後に生体遮蔽壁３上段を生体遮蔽壁３下段に溶接接合できる。
【００５１】
（３）また、原子炉格納容器２は、その健全性を確認するために建設時において各種の溶接検査を実施するとともに最終的な耐圧試験を実施する。耐圧試験では、原子炉格納容器２を最高使用圧力の１.１２５ 倍の圧力で加圧し、全体的に圧力が低下しないことと石鹸水を溶接部などに塗布して原子炉格納容器２の漏洩を確認していた。本発明の実施例では、外側から漏洩が確認できない部位については、真空箱による局部漏洩検査により漏洩試験を代替できる。この真空箱による局部漏洩検査は、透明な窓のある真空箱を試験面に載せ、真空箱の内部を真空にし、原子炉格納容器２の外側から内側の試験面へ通過してくる気体の有無と通過箇所を試験面に塗布した発砲液の泡の形成を観察することにより検知する漏洩検査方法を用いる。本発明の実施例のように、原子炉格納容器２と生体遮蔽壁３のギャップ６部を小さくした場合、原子炉格納容器２と生体遮蔽壁３の一体吊り込み後の原子炉格納容器２の溶接部においては、ギャップ６部が小さく検査のための作業員の原子炉格納容器２下段外周囲へのアクセスが不可となるため、原子炉格納容器２の外側からの耐圧後の漏洩確認が困難となるが、その場合には、原子炉格納容器２の内側から溶接線について上記の真空箱による局部漏洩検査を実施することで対応可能となる。
【００５２】
（４）鋼製の原子炉格納容器２においては、万一の事故時において原子炉格納容器２の温度上昇及び圧力上昇にともなう熱応力により原子炉格納容器２の本体への影響を及ぼす可能性がある。そのため、原子炉格納容器２と原子炉格納容器２の外周囲に設置される生体遮蔽壁３とのギャップ６の下部には、原子炉格納容器２の熱膨張による変形の吸収及び原子炉格納容器２の熱応力を逃がすために砂で構成されるサンドクッション９が設置される。しかし、原子炉格納容器２と生体遮蔽壁３のギャップ６部を小さくした場合、このサンドクッション９の設置スペースが確保できなくなる可能性がある。そこで、図４に示すようにサンドクッション９の設置スペースを確保するために、生体遮蔽壁３の下部を切り欠いてサンドクッション９を設けるスペースを確保した。これにより、原子炉格納容器２と生体遮蔽壁３のギャップ６部を小さくした場合でもサンドクッション９の設置が可能となる。また、生体遮蔽壁３の下部の切り欠き部には砂が充填されるため、生体遮蔽壁３に切り欠きが有っても、生体遮蔽壁３の放射線遮蔽機能上の大きな問題は生じない。
【００５３】
（５）原子炉格納容器２と生体遮蔽壁３のギャップ６部の雰囲気を生体遮蔽壁３の外側の部屋３３を通じて自然循環乃至は強制循環させることが出来るので、ギャップ６部の雰囲気は停滞することなく、温度も湿度も生体遮蔽壁３の外側の部屋３３内とほぼ均一化され、ギャップ６部に熱や湿気がこもることがない。そのため、熱や湿気がこもる対策としてギャップ６部を大幅に確保する必要性が無くなる。また、サンドクッション９の性能劣化を抑制することができる。さらに、万一の冷却材喪失事故時に原子炉格納容器２の壁面から放出される熱により、周囲の生体遮蔽壁３３の温度を上昇して過度な熱応力が発生するのを防止できる。その分、原子力建屋の生体遮蔽壁３の設計荷重を大幅に低減することができる。
【００５４】
また、ギャップ６部の雰囲気の循環を促進するために設けた上部連通孔５ａと下部連通孔５ｂの屈曲した流路構造が放射線が直線的に抜けることを抑制するので、生体遮蔽壁３に先の上部連通孔５ａと下部連通孔５ｂを設けることが可能となった。
【００５５】
（６）原子炉格納容器２の据え付けは、基礎マット１５の工事完了後の施工開始となるが、原子炉格納容器２の周囲には原子炉格納容器２本体の施工，試験，塗装等の作業スペースを確保する必要があるため、原子炉格納容器２の周囲に設置される生体遮蔽壁３の据え付けは、原子炉格納容器２の工事完了後の施工となるため、従来の建設工法では原子炉格納容器２及び生体遮蔽壁３の建設工程が原子炉建屋４におけるクリティカル工程となっているが、原子炉格納容器２外側の生体遮蔽壁３に鋼板コンクリート構造（ＳＣ構造）を採用することにより、建設現地ヤードでの原子炉格納容器２と生体遮蔽壁３の鋼板部材のモジュール１７化を可能とし、ペネトレーション１６貫通部の施工性の向上，原子炉格納容器２と生体遮蔽壁３内側の型枠施工スペースの削除化，原子炉格納容器２工事と生体遮蔽壁３工事の併進化が可能となる。
【００５６】
また、生体遮蔽壁３を鋼板コンクリート構造とすることで鋼製の生体遮蔽壁３よりも鋼板を大幅に薄くすることができ、モジュール１７の重量が軽量化されるため、原子炉格納容器２下段と生体遮蔽壁３下段の鋼板部材を一括で吊り込むことが可能となり、原子炉建屋４建設工程短縮化が図れる。このモジュール１７を吊り込む方法としては、図８に示すように、吊り天秤１９がモジュール１７全体及びモジュール１７構成メンバーの変形やモジュール１７の型崩れを防止する。そのため、正確に原子炉建屋４を建設できる。
【００５７】
このように、モジュール１７を用いることで原子炉建屋４の建設工程短縮が可能になるとともに据え付け精度及び信頼性の向上が可能となる。また、モジュール１７は建設用の大形クレーンを用いて据付け位置に搬入することで、その大形クレーンの有効活用の実現，搬入回数の低減，搬入期間の短縮等が可能であり、それに伴う工数低減により建設コストの低減を図っている。
【００５８】
（７）原子炉格納容器２の鋼板と生体遮蔽壁３の鋼板の上段と下段との高さ方向の分割位置のレベルが、原子炉格納容器２の鋼板の分割位置が生体遮蔽壁３の鋼板の分割位置よりも高く設定されている。これは、原子炉格納容器２の分割上下端の溶接接合や溶接部検査の作業スペースの確保に貢献する。このような分割位置が上下にずれているもの同士を一つのモジュール１７にして据付け位置に吊り込む場合には、吊り天秤１９の固定した鋼製の取り付け治具２３の上下方向の長さを調節することで対応可能となる。これにより、原子炉格納容器２と生体遮蔽壁３の併進工事が可能となり、原子炉建屋４の建設工程短縮が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施例による原子炉建屋４の縦断面図である。
【図２】本発明の実施例による建設用のモジュールの斜視図である。
【図３】本発明の実施例によるサンドクッション近傍の縦断面図である。
【図４】本発明の実施例による原子炉格納容器と生体遮蔽壁の間のギャップ部の自然循環方式の冷却機構の縦断面図である。
【図５】本発明の実施例による原子炉格納容器と生体遮蔽壁の間のギャップ部の強制循環方式の冷却機構の縦断面図である。
【図６】本発明の実施例による原子炉格納容器と生体遮蔽壁の間のギャップ部の他の強制循環方式の冷却機構の縦断面図である。
【図７】本発明の実施例による原子炉格納容器下部と生体遮蔽壁下部のモジュール領域と、原子炉格納容器上段との領域をそれぞれ破線で囲って示した原子炉建屋の縦断面図である。
【図８】本発明の実施例による吊り天秤との一体化されたモジュールの斜視図である。
【図９】本発明の実施例による原子炉建屋の建設時における原子炉格納容器及び生体遮蔽壁の据付け位置への搬入手順の一例を示す解説図である。
【符号の説明】
【００６０】
１…原子炉圧力容器、２…原子炉格納容器、３…生体遮蔽壁、４…原子炉建屋、５ａ…上部連通孔、５ｂ…下部連通孔、６…ギャップ、７…空調機、８…圧力抑制室、９…サンドクッション、１０…非常用ガス処理系（ＳＧＴＳ）システム、１１…ブロア、１２…フィルタ、１３…連絡ライン、１４ａ…内側鋼板、１４ｂ…外側鋼板、１５…マット、１６…ペネトレーション、１７…モジュール、１８…原子炉格納容器上段、１９…吊り天秤、２０…ワイヤーロープ、２１…トップスラブ、２２…γ線遮蔽壁、２３…取り付け治具。
【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】
2005147723.tif 000008
【図７】
2005147723.tif 000009
【図８】
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【図９】
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