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JP2002214379A - 強化コンクリート製格納容器の開口部周辺のリングプレート - Google Patents

強化コンクリート製格納容器の開口部周辺のリングプレート

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JP2002214379A
JP2002214379A JP2001373573A JP2001373573A JP2002214379A JP 2002214379 A JP2002214379 A JP 2002214379A JP 2001373573 A JP2001373573 A JP 2001373573A JP 2001373573 A JP2001373573 A JP 2001373573A JP 2002214379 A JP2002214379 A JP 2002214379A
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plate
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reinforced concrete
rebar
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パーン−フェイ・グー
Harold Edward Townsend
ハロルド・エドワード・タウンゼンド
Carl Rainey
カール・レイニー
Gary Wayne Ehlert
ゲーリー・ウェイン・エイラト
Enrique Rafael Solorzano
エンリケ・ラフェエル・ソロルサノ
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General Electric Co
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    • G21C13/00—Pressure vessels; Containment vessels; Containment in general
    • G21C13/08—Vessels characterised by the material; Selection of materials for pressure vessels
    • G21C13/093—Concrete vessels
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C13/00—Pressure vessels; Containment vessels; Containment in general
    • G21C13/02—Details
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ＲＣＣＶシェルの開口部における周囲の鉄筋の
荷重伝達メカニズムを提供する。 【解決手段】 原子炉（１０）の鉄筋コンクリート製格
納容器（１８）は側壁（２０）を有する円筒形のシェル
を含む。側壁は開口部（５８）と、少なくとも１つが側
壁開口部で遮断されている複数の鉄筋（６４）とを含
む。開口部（７２）を有する補強板（７０）は、補強板
開口部が側壁開口部と整列し且つ遮断された鉄筋が補強
板に結合されるように円筒形シェルに配置されている。
鉄筋終端部材（７６）は鉄筋を補強板に結合する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には、原子
炉に関し、特に、原子炉を封入する鉄筋コンクリート製
格納容器の開口部に対応する補強リングプレートに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】格納容器は原子力発電所には必要な構成
要素である。格納容器は、格納容器内部において構成要
素の故障が発生した場合に放射性物質が周囲環境へ放出
されるのを防止する。通常、格納容器は鉄筋コンクリー
トで構成されており、鉄筋コンクリート製の土台で支持
され且つ上部は鉄筋コンクリート製厚板で密閉された円
筒形のシェルの形態をとる。蒸気ライン、給水ライン、
緊急冷却ライン、計器ライン及び制御ライン及び／又は
給電ラインを引き込むことができるように、鉄筋コンク
リート製格納容器（ＲＣＣＶ）シェルには複数の貫通孔
が設けられている。更に、機器類用ハッチとして、ま
た、職員の出入り口として、円筒形シェルの開口部が必
要になる場合は多い。
【０００３】ある一定の時点でＲＣＣＶシェルに加わる
荷重には、構造荷重、地震荷重、流体力学的荷重、冷却
剤欠乏事故による内部圧力荷重、及びパイプの支持に起
因する反応荷重など、多種多様な荷重がある。従って、
このような荷重に対処するため、ＲＣＣＶシェルは、通
常、大型の鋼製補強筋、すなわち、鉄筋（rebar）を具
備している。ラインを貫通させるため又は出入り口用ハ
ッチを形成するためにＲＣＣＶに設けられた大きな開口
部に鉄筋が突き当たる場合、そこで鉄筋を終端させなけ
ればならない。その結果、鉄筋は遮断されてしまうた
め、荷重の伝達に影響が及び、平衡状態を維持する能力
が低減するおそれがある。
【０００４】このため、荷重伝達を容易にする目的で、
開口部の周囲に更に別の鉄筋又は鋼製補強フレームを設
置する場合が多い。しかし、これにより、構造を複雑に
し且つＲＣＣＶセルの構造を複雑にする過密(congestio
n)の問題が起こる。これに代わる解決方法は、開口部の
周囲のシェル壁を局所的に厚くするというものである。
しかし、壁を厚くするとスペースがその分だけ取られ、
場合によっては、原子炉の極めて重要な構成要素や、隣
接する領域にある構造の配置を妨げることもある。従っ
て、ＲＣＣＶシェルの開口部の周囲の鉄筋の荷重伝達メ
カニズムを提供することが望ましい。
【０００５】
【発明の概要】一実施例では、原子力発電所における原
子炉の鉄筋コンクリート製格納容器（ＲＣＣＶ）は、少
なくとも１つの開口部が貫通している側壁を有する円筒
形シェルを含む。ＲＣＣＶは、少なくとも１つがシェル
壁開口部で遮断されている複数の鉄筋を更に含む。開口
部を有する補強板は、補強板開口部が側壁開口部と整列
し且つ遮断された鉄筋が補強板に結合されるように、シ
ェル壁に配置されている。
【０００６】補強板開口部には貫通スリーブが配置され
る。貫通スリーブは対応する補強板開口部より小さい外
径を有し、補強板に固着されている。鉄筋は垂直鉄筋
と、水平フープ鉄筋とを含む。鉄筋終端部材は鉄筋を補
強板に結合する。鉄筋と補強板は構造鋼から製造されて
いる。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は、沸騰水型原子炉１０の一
部切り欠き正面断面図である。しかし、本発明はその他
の型の原子炉にも同等に適用可能であり、従って、原子
炉１０の説明は限定的な意味をもつのではなく、単なる
一例としてなされるにすぎない。原子炉１０は、ほぼ円
筒形であり、一端部を底部ヘッド１４により閉鎖され、
他端部は着脱自在の上部ヘッド１６により閉鎖されてい
る原子炉圧力容器（ＲＰＶ）１２を含む。原子炉１０
は、側壁２０を含む鉄筋コンクリート製格納容器（ＲＣ
ＣＶ）１８の内部に配置されている。ＲＣＣＶ側壁２０
は、蒸気ライン、給水ライン、緊急冷却ライン、計器ラ
イン及び制御ライン、給電ライン、機器類ハッチ及び／
又は職員出入り用ハッチ（図示せず）などを引き込むた
めに配置されている複数の開口部（図１には図示せず）
を含む。
【０００８】ＲＰＶ１２は、原子炉炉心２４を包囲する
円筒形の炉心シュラウド２２を含む。シュラウド２２は
一端部でシュラウド支持部２６により支持されており、
他端部には着脱自在のシュラウドヘッドを含む。シュラ
ウド２２とＲＰＶ側壁３２との間には、環状部分３０が
形成されている。リング形であるポンプデッキ３４はシ
ュラウド支持部２６とＲＰＶ側壁３２との間に延出して
いる。ポンプデッキ３４は複数の円形開口部３６を含
み、各開口部はジェットポンプアセンブリ３８を収容し
ている。ジェットポンプアセンブリ３８は炉心シュラウ
ド２２の周囲に沿って配分されている。
【０００９】核分裂性物質の燃料バンドル４０を含む炉
心２４の内部で熱が発生される。炉心２４を通って情報
へ循環している水の少なくとも一部は蒸気に変換され
る。蒸気分離器４２は蒸気を水から分離し、水は再び循
環される。残留する水は蒸気乾燥器４４により蒸気から
除去される。蒸気は容器の上部ヘッド１６付近にある蒸
気出口４６を通ってＲＰＶ１２から排出される。
【００１０】炉心２４で発生する熱の量は、中性子吸収
物質から成る制御棒４８を出し入れすることにより調整
される。燃料バンドル４０の中へ制御棒４８を挿入する
深さに応じて、制御棒４８は中性子を吸収する。これを
行わないと、中性子は炉心２４で熱を発生させる連鎖反
応を促進するために利用されることになるであろう。制
御棒案内管５０は制御棒４８を出し入れしている間の制
御棒４８の垂直運動を維持する。制御棒駆動装置５２は
制御棒４８の挿入、後退を発生させる。制御棒駆動装置
５２は底部ヘッド１４を貫通している。
【００１１】燃料バンドル４０は、炉心２４の底面に配
置された炉心板５４により整列されている。燃料バンド
ル４０を炉心２４の内部へ下ろすとき、上部ガイド５６
が燃料バンドル４０を整列させる。炉心板５４と上部ガ
イド５６は炉心シュラウド２２により支持されている。
【００１２】図２は、ＲＣＣＶ側壁２０の外面６０から
内面６２まで延出する複数の開口部５８を有するＲＣＣ
Ｖ側壁２０の平面断面図である。開口部５８は蒸気ライ
ン、給水ライン、緊急冷却ライン、計器ライン及び制御
ライン、給電ライン、機器類ハッチ及び／又は職員出入
り用ハッチ（図示せず）を引き込むために配置されてい
る。鉄筋６４は側壁開口部５８で終わっている。鉄筋６
４は垂直鉄筋６６（図３に示す）と、水平フープ鉄筋６
８とを含む。垂直鉄筋６６は補強板７０に結合してい
る。垂直鉄筋６６と補強板７０は、例えば、構造鋼など
の何らかの適切な材料から製造できる。
【００１３】図３は補強板７０の正面図である。補強板
７０はほぼ正方形であり、側壁開口部５８（図２に示
す）とほぼ整列された開口部７２を含む。補強板の開口
部７２はほぼ円形である。別の実施例においては、補強
板７０及び／又は開口部７２は多角形又は楕円形などの
異なる形状を有していることも可能である。
【００１４】複数の層として重なり合った鉄筋６４が鉄
筋終端部材７６によって補強板７０に結合されている。
補強板７０は、補強板中間部分８２を包囲する周縁部８
０に外側フランジ７８を含む。補強板内側フランジ８４
は補強板開口部７２に隣接しており、補強板内側フラン
ジ８４に固着される貫通スリーブ８６を受け入れる大き
さに形成されている。貫通スリーブ８６は、蒸気ライ
ン、給水ライン、計器ライン及び制御ライン又は給電ラ
イン（図示せず）を収容するための孔８８を含む。一実
施例では、外側フランジ７８は内側フランジ８４より厚
く、内側フランジ８４は中間部分８２より厚くなってい
る。別の実施例においては、補強板開口部７２の直径は
対応する貫通スリーブ８６の外径より大きい。言い換え
れば、補強板開口部７２は貫通スリーブ８６の内径に貫
通スリーブ壁９０の厚さの２倍を加えた長さより大きな
直径を有する。
【００１５】補強板７０は、補強板７０をＲＣＣＶ側壁
２０（図１に示す）の、開口部５８に対応する場所に位
置決めすることにより、ＲＣＣＶ側壁２０内部に設置さ
れる。そこで、垂直鉄筋６６及び水平フープ鉄筋６８を
補強板７０に装着された鉄筋終端部材７６に結合する。
貫通スリーブ８６を補強板開口部７２に挿入し、例え
ば、溶接により補強板内側フランジ８４に固着する。そ
の後、コンクリートを使用してＲＣＣＶシェル側壁２０
を形成する。
【００１６】図４は、二重補強板９４を形成するために
外縁部接触領域９２で互いに結合された２枚の補強板７
０の正面図である。補強板７０を接触領域９２で互いに
溶接する場合、補強板７０は接触領域９２にフランジ７
４を含まない。この実施例では、ＲＣＣＶシェル側壁２
０は、２つの貫通部材（図示せず）を収容するように配
置された２つの隣接する開口部（図示せず）を有する。
垂直鉄筋６６と水平フープ鉄筋６８はそれぞれの開口部
の周囲を終端部とする。従って、垂直鉄筋６６及び水平
フープ鉄筋６８は補強板７０の外側フランジ７４に鉄筋
終端部材７６によって装着される。この特定の構成は、
複数の隣接するＲＣＣＶシェル側壁開口部に対応するよ
うな補強板の組み合わせを例示するために提示されたも
のである。本発明は、隣接する開口部の数及びその相対
的配置に関して他の多様な構成を有する隣接する側壁開
口部に対しても、図４に提示する特定の構成に類似する
構成又はそれとは異なる構成で実施できるであろう。従
って、図４の補強板７０の構成は単なる例示を目的とし
て示されているにすぎず、本発明をいずれかの特定の構
成に限定しようとするものではない。更に、１つの側壁
開口部に複数の貫通スリーブ８６が挿入されるように構
成されている状況に対応するため、複数の補強板を互い
に隣接して位置決めしても良い。
【００１７】図５は、本発明の別の実施例に従って不連
続の補強板外側フランジ９８を含む補強板９６の正面図
である。外側フランジ９８は一部で補強板中間部分１０
０を取り囲んでいる。特に、外側フランジ９８は第１の
側面１０２及びそれと反対側の第２の側面１０４に沿っ
て補強板９６を取り囲んでいる。補強板９６は鉄筋延長
部１０６を含む。垂直鉄筋６６は、それらの鉄筋延長部
１０６に装着された鉄筋終端部材７６に結合されてい
る。延長部１０６は補強板中間部分１００に溶接されて
いる。
【００１８】図６は、第１の側面１０２における補強板
９６の平面図である。鉄筋延長部１０６は補強板中間部
分１００に装着されている。すなわち、垂直鉄筋６６は
延長板１０８に装着された終端部材７６に結合されてい
る。延長板１０８は、補強板中間部分１００に装着され
た延長フランジ１１０に結合されている。延長部１０６
は水平フープ鉄筋６８と、垂直鉄筋６６と、補強板９６
との結合部における偏心度を最小にする。
【００１９】図７は、本発明の別の実施例による補強板
１１２の平面図である。補強板１１２には複数の鉄筋延
長部１１４（１つのみを示す）が結合されている。鉄筋
延長部１１４は、終端部材７６を受け入れるブラケット
１１６を含む。ブラケット１１６は補強板中間部分１１
８に結合している。鉄筋延長部１１４は、水平フープ鉄
筋６８とは整列するが、垂直鉄筋６６とは整列しない補
強板１１２に対応するために設けられている。
【００２０】補強板９６及び１１２は、鉄筋延長部１０
６及び１１４に類似する又はそれとは異なる多様な鉄筋
延長部を含むことができる。従って、特定の構成を有す
る鉄筋延長部について論じたが、以上説明した鉄筋延長
部１０６及び１１４は単なる例として示されたにすぎ
ず、本発明を特定の型の鉄筋延長部に限定しようとする
ものではない。更に、本発明の範囲内で多様な鉄筋延長
部の構成を多様な鉄筋終端部材の構成と組み合わせて使
用することができるであろう。
【００２１】図８は、いくつかの補強板部分１２０及び
１２２から形成された補強板７０の正面図である。適切
な時点で容易に設置できるように、補強板部分１２０及
び１２２は現場で互いに溶接される。特に、補強板７０
は２つの板半体部分１２０及び１２２から形成されてお
り、それらの間の水平中心線に沿って継ぎ目１２４が位
置している。
【００２２】以上説明した補強板７０、９６及び１１２
は、鉄筋６４を終端させるＲＣＣＶ側壁２０の開口部５
８に沿って確実に荷重を伝達する手段を提供する。補強
板７０、９６及び１１２は、開口部５８に隣接する鉄筋
６４が過剰に使用されることに起因する過密(congestio
n)の問題を回避すると共に、開口部５８に隣接するＲＣ
ＣＶ側壁２０の厚さを局部的に増す必要をなくす。更
に、補強板７０、９６及び１１２を使用してＲＣＣＶ１
８を製造すると、構築スケジュールが短縮され且つ改善
される。また、補強板７０、９６及び１１２は、開口部
５８の直径がＲＣＣＶ側壁２０の厚さより大きい場合に
特に有用である。
【００２３】本発明を様々な特定の実施例に関して説明
したが、特許請求の範囲の趣旨の範囲内で変形を伴って
本発明を実施できることは当業者には認識されるであろ
う。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例に従ってＲＣＣＶ内部に封
入された沸騰水型原子炉圧力容器の一部切り欠き正面断
面図。
【図２】 複数枚の補強板を含む図１に示すＲＣＣＶ円
筒形シェルの一部の平面断面図。
【図３】 図２に示す補強板の正面図。
【図４】 本発明の別の実施例に従って互いに溶接され
た２枚の補強板の正面図。
【図５】 本発明の別の実施例による鉄筋延長部を有す
る補強板の正面図。
【図６】 図５に示す補強板及び鉄筋延長部の一部の平
面図。
【図７】 本発明の更に別の実施例による鉄筋延長部を
有する補強板の一部の平面図。
【図８】 ２つの板部分から形成されている、図２に示
す補強板の側面図。
【符号の説明】
１０…沸騰水型原子炉、１２…原子炉圧力容器（ＲＰ
Ｖ）、１８…鉄筋コンクリート製格納容器（ＲＣＣ
Ｖ）、３２…ＲＰＶ側壁、５８…開口部、６４…鉄筋、
６６…垂直鉄筋、６８…水平フープ鉄筋、７０…補強
板、７２…開口部、７６…鉄筋終端部材、７８…補強板
外側フランジ、８４…補強板内側フランジ、８６…貫通
スリーブ、９４…二重補強板、９６…補強板、９８…補
強板外側フランジ、１０６…鉄筋延長部、１１２…補強
板、１１４…鉄筋延長部、１１６…ブラケット、１２
０、１２２…補強板部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハロルド・エドワード・タウンゼンド アメリカ合衆国、カリフォルニア州、サ ン・ノゼ、ハイランド・パーク・レーン、 2293番 (72)発明者 カール・レイニー アメリカ合衆国、カリフォルニア州、サ ン・ノゼ、マリマク・ドライブ、3353番 (72)発明者 ゲーリー・ウェイン・エイラト アメリカ合衆国、カリフォルニア州、サ ン・ノゼ、ウェンテ・ウェイ、2090番 (72)発明者 エンリケ・ラフェエル・ソロルサノ アメリカ合衆国、カリフォルニア州、サ ン・ノゼ、コートヤード・ドライブ、1431 番

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 貫通する少なくとも１つの開口部（５
    ８）を有する側壁（２０）と、 少なくとも１つが前記少なくとも１つの開口部で遮断さ
    れている複数の鉄筋（６４）と、 前記側壁に配置され、各々が対応する前記側壁の開口部
    とほぼ整列されている開口部（７２）を含み、各々が少
    なくとも１つの遮断された鉄筋に結合されている少なく
    とも１つの補強板（７０）とを具備することを特徴とす
    る強化コンクリート製格納容器（１８）。
  2. 【請求項２】 前記補強板（７０）の各々は、少なくと
    も一部が前記補強板の周囲に沿って延出しているフラン
    ジ（７８）を具備する請求項１記載の強化コンクリート
    製格納容器（１８）。
  3. 【請求項３】 各々が対応する補強板開口部（７２）
    と、対応する側壁開口部（５８）とを貫通し、且つ各々
    が前記対応する補強板開口部より小さい外径を有する少
    なくとも１つの貫通スリーブ（８６）を更に具備する請
    求項１記載の強化コンクリート製格納容器（１８）。
  4. 【請求項４】 前記貫通スリーブ（８６）の各々は対応
    する補強板（７０）に固着されている請求項３記載の強
    化コンクリート製格納容器（１８）。
  5. 【請求項５】 前記複数の鉄筋（６４）は複数の垂直鉄
    筋（６６）と、複数の水平フープ鉄筋（６８）とを含む
    請求項１記載の強化コンクリート製格納容器（１８）。
  6. 【請求項６】 前記少なくとも１つの補強板（７０）
    は、前記少なくとも１つの遮断された鉄筋（６４）に結
    合され且つ前記補強板の縁部（８０）に装着される少な
    くとも１つの鉄筋終端部材（７６）を具備する請求項１
    記載の強化コンクリート製格納容器（１８）。
  7. 【請求項７】 前記鉄筋終端部材（７６）は前記少なく
    とも１つの遮断された鉄筋（６４）に結合され且つ前記
    補強板の前記周囲フランジ（７８）に装着されている請
    求項６記載の強化コンクリート製格納容器（１８）。
  8. 【請求項８】 前記補強板（７０）の各々はほぼ多角形
    又はほぼ円形である請求項１記載の強化コンクリート製
    格納容器（１８）。
  9. 【請求項９】 前記少なくとも１つの補強板（７０）は
    ２つの補強板を具備し、前記２つの補強板は対応する縁
    部に沿って互いに溶接されている請求項１記載の強化コ
    ンクリート製格納容器（１８）。
  10. 【請求項１０】 少なくとも１つの前記補強板（７０）
    は複数の補強板部分（１２０、１２２）を具備し、前記
    補強板部分は互いに溶接されて１つの補強板を形成して
    いる請求項１記載の強化コンクリート製格納容器（１
    ８）。
  11. 【請求項１１】 前記補強板（７０）の各々は複数の延
    長部（１０６）を具備し、前記補強板延長部は前記補強
    板を前記少なくとも１つの遮断された鉄筋（６４）と結
    合している請求項１記載の強化コンクリート製格納容器
    （１８）。
  12. 【請求項１２】 前記補強板（７０）の各々は鋼製であ
    る請求項１記載の強化コンクリート製格納容器（１
    ８）。
  13. 【請求項１３】 ）において、前記強化コンクリート製
    格納容器（１８）は、 貫通する少なくとも１つの開口部（５８）を有する側壁
    （２０）と、 少なくとも１つが前記少なくとも１つの開口部で遮断さ
    れている複数の鉄筋（６４）と、 前記側壁に配置され、各々が対応する前記側壁の開口部
    とほぼ整列されている開口部（７２）を含み、各々が少
    なくとも１つの前記遮断された鉄筋に結合されている少
    なくとも１つの補強板（７０）とを具備し、この強化コ
    ンクリート製格納容器（１８）に封入された原子炉圧力
    容器（１２）を具備することを特徴とする原子炉（１
    ０）。
  14. 【請求項１４】 前記補強板（７０）の各々は、少なく
    とも一部が前記補強板の周囲に沿って延出しているフラ
    ンジ（７８）を具備する請求項１３記載の原子炉（１
    ０）。
  15. 【請求項１５】 各々が対応する補強板開口部（７２）
    と、対応する側壁開口部（５８）とを貫通し、且つ各々
    が前記対応する補強板開口部より小さい外径を有する少
    なくとも１つの貫通スリーブ（８６）を更に具備する請
    求項１３記載の原子炉（１０）。
  16. 【請求項１６】 前記貫通スリーブ（８６）の各々は対
    応する補強板（７０）に固着されている請求項１５記載
    の原子炉（１０）。
  17. 【請求項１７】 前記複数の鉄筋（６４）は複数の垂直
    鉄筋（６６）と、複数の水平フープ鉄筋（６８）とを含
    む請求項１３記載の原子炉（１０）。
  18. 【請求項１８】 前記少なくとも１つの補強板（７０）
    は、前記少なくとも１つの遮断された鉄筋（６４）に結
    合され且つ前記補強板の縁部（８０）に装着される少な
    くとも１つの鉄筋終端部材（７６）を具備する請求項１
    ３記載の原子炉（１０）。
  19. 【請求項１９】 前記鉄筋終端部材（７６）は前記少な
    くとも１つの遮断された鉄筋（６４）に結合され且つ前
    記補強板（７０）の前記周囲フランジ（７８）に装着さ
    れている請求項１８記載の原子炉（１０）。
  20. 【請求項２０】 前記補強板（７０）の各々はほぼ多角
    形又はほぼ円形である請求項１３記載の原子炉（１
    ０）。
  21. 【請求項２１】 前記少なくとも１つの補強板（７０）
    は２つの補強板を具備し、前記２つの補強板は対応する
    縁部に沿って互いに溶接されている請求項１３記載の原
    子炉（１０）。
  22. 【請求項２２】 少なくとも１つの前記補強板（７０）
    は複数の補強板部分（１２０、１２２）を具備し、前記
    補強板部分は互いに溶接されて１つの補強板を形成して
    いる請求項１３記載の原子炉（１０）。
  23. 【請求項２３】 前記補強板（７０）の各々は複数の延
    長部（１０６）を具備し、前記補強板延長部は前記補強
    板を前記少なくとも１つの遮断された鉄筋（６４）と結
    合している請求項１３記載の原子炉（１０）。
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