JP2016080359A - 原子力施設および原子力施設の外壁補強方法 - Google Patents

Abstract

【課題】壁厚を低減しつつ、衝撃荷重による裏面剥離を防ぐ原子力施設および原子力施設の外壁補強方法を提供する。
【解決手段】セメントに繊維が混合された短繊維補強コンクリート壁１１と、短繊維補強コンクリート壁１１の少なくとも内側面にアンカー１２Ａにより固定された内側鋼板１２と、を有する外壁１０を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、原子力施設および原子力施設の外壁補強方法に関する。

従来、例えば、特許文献１には、内外側に配置された鋼板の間にコンクリートが打設され、鋼板のコンクリート側の面にシアコネクタが付設されてなる両側鋼板コンクリート構造の原子炉格納容器が開示されている。この原子炉格納容器は、内側の鋼板のコンクリート側の面に繊維層を設けることにより、鋼板の熱膨張を抑制し、コンクリートに作用する引張力を低減している。

特開２００７−２４０３６３号公報

原子力施設では、航空機、竜巻による飛翔物、津波による浮遊物が外側から衝突することを想定し、その衝撃に耐える設計となっている。この場合、外壁のコンクリート壁を厚くすることが一般的であるが、コンクリート壁を厚くすると施設が大型化することから好ましくない。しかも、外側からの衝突における衝撃によりコンクリート壁の内側が剥離（裏面剥離）することを防止する必要がある。

本発明は上述した課題を解決するものであり、壁厚を低減しつつ、衝撃荷重による裏面剥離を防ぐことのできる原子力施設および原子力施設の外壁補強方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の原子力施設は、セメントに繊維が混合された短繊維補強コンクリート壁と、前記短繊維補強コンクリート壁の少なくとも内側面にアンカーにより固定された内側鋼板と、を有する外壁を備えることを特徴とする。

この原子力施設によれば、繊維が混合された短繊維補強コンクリート壁を外壁に適用したことで、耐震性を担保すると共に、航空機、竜巻による飛翔物、津波による浮遊物が外側から衝突する事象が生じた場合にその衝撃に耐え、かつ内側面の剥離を防ぐことができる。また、短繊維補強コンクリート壁の内側面に内側鋼板を有することで、上記のごとく外側から衝突する事象が生じた場合に短繊維補強コンクリート壁の内側面の剥離を完全に防止できる。この結果、一般的な鉄筋コンクリート壁と比較して衝撃荷重による裏面剥離を防ぐと共に、耐衝撃性の向上により壁厚を低減することができる。

また、本発明の原子力施設では、前記外壁は、前記短繊維補強コンクリート壁の外側面にアンカーにより固定された外側鋼板を有することを特徴とする。

この原子力施設によれば、短繊維補強コンクリート壁の外側面に外側鋼板を有することで、耐衝撃性をさらに向上することができる。

また、本発明の原子力施設では、前記外壁は、前記短繊維補強コンクリート壁の内部に鉄筋が配設されることを特徴とする。

この原子力施設によれば、短繊維補強コンクリート壁の内部に鉄筋が配設されることで、耐衝撃性をさらに向上することができる。

また、本発明の原子力施設では、前記外壁は、鉄筋コンクリート壁の内側面に前記短繊維補強コンクリート壁が打設されることを特徴とする。

この原子力施設によれば、短繊維補強コンクリート壁により鉄筋コンクリート壁に加えて耐衝撃性をさらに向上することができる共に、航空機、竜巻による飛翔物、津波による浮遊物が外側から衝突する事象が生じた場合にその衝撃に耐え、かつ内側面の剥離を防ぐことができる。

上記の目的を達成するため、本発明の原子力施設の外壁補強方法は、鉄筋コンクリート壁からなる既設の外壁の内側面に、セメントに繊維が混合された短繊維補強コンクリート壁と、前記短繊維補強コンクリート壁の内側面にアンカーにより固定された内側鋼板と、を設けることを特徴とする。

この原子力施設の外壁補強方法によれば、鉄筋コンクリート壁からなる既設の外壁に対して繊維が混合された短繊維補強コンクリート壁を適用したことで、耐震性を向上すると共に、航空機、竜巻による飛翔物、津波による浮遊物が外側から衝突する事象が生じた場合にその衝撃に耐え、かつ内側面の剥離を防ぐことができる。また、短繊維補強コンクリート壁の内側面に内側鋼板を有することで、上記のごとく外側から衝突する事象が生じた場合に短繊維補強コンクリート壁の内側面の剥離を完全に防止できる。この結果、一般的な鉄筋コンクリート壁と比較して衝撃荷重による裏面剥離を防ぐと共に、耐衝撃性の向上により鉄筋コンクリート壁を増設することに比較して全体の壁厚を低減することができる。

本発明によれば、壁厚を低減しつつ、衝撃荷重による裏面剥離を防ぐことができる。

図１は、本発明の実施形態に係る原子力施設の側断面図である。 図２は、本発明の実施形態に係る原子力施設における外壁の拡大断面図である。 図３は、本発明の実施形態に係る原子力施設における他の外壁の拡大断面図である。 図４は、本発明の実施形態に係る原子力施設における他の外壁の拡大断面図である。 図５は、本発明の実施形態に係る原子力施設における他の外壁の拡大断面図である。 図６は、本発明の実施形態に係る原子力施設における外壁補強方法の工程図である。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

図１は、本実施形態に係る原子力施設の側断面図である。

図１に示すように、原子力施設１は、地盤１００上に設けられた基礎版２と、基礎版２上に設けられた原子炉格納容器３と、原子炉格納容器３の周りを囲むように設けられた補助建屋４と、を備えている。本実施形態において、基礎版２は、例えば、平面視が方形状に形成されており、原子炉格納容器３は、基礎版２の平面視の中央に配置されている。補助建屋４は、原子炉格納容器３を囲むように配置されている。原子炉格納容器３および補助建屋４は、纏めて原子炉施設とよばれる。

原子炉格納容器３は、基礎版２上に設置された筒部３Ａと、筒部３Ａ上に配設されたドーム部３Ｂとで一体に構成されている。筒部３Ａは、円筒形状に形成されており、基礎版２から上方に向かってストレートに形成されている。ドーム部３Ｂは、半球状に形成されており、筒部３Ａの上部開口部を閉塞するように設けられている。

この原子炉格納容器３は、図１に示すように、主に原子炉５を含む一次冷却系統が収容されている。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加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）である。

補助建屋４は、内部に複数の階層を有する矩形の箱体をなしている。すなわち、補助建屋４は、原子炉格納容器３隣接して基礎版２から上方に向かってストレートに形成される矩形状の囲い部４Ａと、囲い部４Ａの上部を閉塞する平坦な天井部４Ｂとで一体に形成されている。

この補助建屋４は、その内部に、原子力施設１をコントロールするための制御室や、原子炉５内の核燃料を交換するための燃料取扱室や、燃料を水中で収納する燃料ピットなどが設けられている。

図２〜図５は、本実施形態に係る原子力施設における外壁の拡大断面図である。

図２〜図５に示す外壁１０は、原子炉格納容器３における筒部３Ａおよびドーム部３Ｂや、補助建屋４における囲い部４Ａおよび天井部４Ｂをなすものであり、すなわち、原子炉格納容器３や補助建屋４の外殻をなす。

図２に示す外壁１０は、短繊維補強コンクリート壁１１と、内側鋼板１２と、を有する。短繊維補強コンクリート壁１１は、セメントに炭素繊維や鋼線などの繊維が混合されて固められたものである。繊維は、短く切断されて、例えば、一般的な鉄筋コンクリートの鉄筋に替えて混合される。内側鋼板１２は、外壁１０（筒部３Ａ、ドーム部３Ｂ、囲い部４Ａ、天井部４Ｂ）の内側面をなすもので、短繊維補強コンクリート壁１１の内側面にアンカー１２Ａにより固定されている。この図２に示す外壁１０は、アンカー１２Ａを一体に有する内側鋼板１２を型枠の内側に沿って設置し、当該型枠内にセメントに繊維が混合された短繊維補強コンクリートを打設することで形成される。

このように、本実施形態の原子力施設１は、セメントに繊維が混合された短繊維補強コンクリート壁１１と、短繊維補強コンクリート壁１１の少なくとも内側面にアンカー１２Ａにより固定された内側鋼板１２と、を有する図２に示す外壁１０を備える。

この原子力施設１によれば、繊維が混合された短繊維補強コンクリート壁１１を外壁１０に適用したことで、耐震性を担保すると共に、航空機、竜巻による飛翔物、津波による浮遊物が外側から衝突する事象が生じた場合にその衝撃に耐え、かつ内側面の剥離を防ぐことができる。しかも、この原子力施設１によれば、短繊維補強コンクリート壁１１の内側面に内側鋼板１２を有することで、上記のごとく外側から衝突する事象が生じた場合に短繊維補強コンクリート壁１１の内側面の剥離を完全に防止できる。この結果、一般的な鉄筋コンクリート壁と比較して衝撃荷重による裏面剥離を防ぐと共に、耐衝撃性の向上により壁厚を低減することができる。

図３に示す外壁１０は、短繊維補強コンクリート壁１１と、内側鋼板１２と、外側鋼板１３と、を有する。短繊維補強コンクリート壁１１は、セメントに炭素繊維や鋼線などの繊維が混合されて固められたものである。繊維は、短く切断されて、例えば、一般的な鉄筋コンクリートの鉄筋に替えて混合される。内側鋼板１２は、外壁１０（筒部３Ａ、ドーム部３Ｂ、囲い部４Ａ、天井部４Ｂ）の内側面をなすもので、短繊維補強コンクリート壁１１の内側面にアンカー１２Ａにより固定されている。外側鋼板１３は、外壁１０（筒部３Ａ、ドーム部３Ｂ、囲い部４Ａ、天井部４Ｂ）の外側面をなすもので、短繊維補強コンクリート壁１１の外側面にアンカー１３Ａにより固定されている。この図３に示す外壁１０は、アンカー１２Ａを一体に有する内側鋼板１２を型枠の内側に沿って設置し、アンカー１３Ａを一体に有する外側鋼板１３を型枠の外側に沿って設置し、当該型枠内にセメントに繊維が混合された短繊維補強コンクリートを打設することで形成される。

このように、本実施形態の原子力施設１は、セメントに繊維が混合された短繊維補強コンクリート壁１１と、短繊維補強コンクリート壁１１の少なくとも内側面にアンカー１２Ａにより固定された内側鋼板１２と、短繊維補強コンクリート壁１１の外側面にアンカー１３Ａにより固定された外側鋼板１３と、を有する図３に示す外壁１０を備える。

この原子力施設１によれば、繊維が混合された短繊維補強コンクリート壁１１を外壁１０に適用したことで、耐震性を担保すると共に、航空機、竜巻による飛翔物、津波による浮遊物が外側から衝突する事象が生じた場合にその衝撃に耐え、かつ内側面の剥離を防ぐ。しかも、この原子力施設１によれば、短繊維補強コンクリート壁１１の内側面に内側鋼板１２を有することで、上記のごとく外側から衝突する事象が生じた場合に短繊維補強コンクリート壁１１の内側面の剥離を防止することができる。また、短繊維補強コンクリート壁１１の外側面に外側鋼板１３を有することで、耐衝撃性をさらに向上する。この結果、一般的な鉄筋コンクリート壁と比較して衝撃荷重による裏面剥離を防ぐと共に、耐衝撃性の向上により壁厚を低減することができる。しかも、外側鋼板１３による耐衝撃性の向上により図２に示す外壁１０と比較してさらに壁厚を低減することができる。

図４に示す外壁１０は、短繊維補強コンクリート壁１１と、内側鋼板１２と、鉄筋１４と、を有する。短繊維補強コンクリート壁１１は、セメントに炭素繊維や鋼線などの繊維が混合されて固められたものである。繊維は、短く切断されて、例えば、一般的な鉄筋コンクリートの鉄筋を補強するために混合される。内側鋼板１２は、外壁１０（筒部３Ａ、ドーム部３Ｂ、囲い部４Ａ、天井部４Ｂ）の内側面をなすもので、短繊維補強コンクリート壁１１の内側面にアンカー１２Ａにより固定されている。鉄筋１４は、短繊維補強コンクリート壁１１の内部に配設されている。この図４に示す外壁１０は、アンカー１２Ａを一体に有する内側鋼板１２を型枠の内側に沿って設置し、鉄筋１４を型枠の内部に設置し、当該型枠内にセメントに繊維が混合された短繊維補強コンクリートを打設することで形成される。なお、図４に示す外壁１０は、図には明示しないが、図３に示す外壁１０と同様に、短繊維補強コンクリート壁１１の外側面に外側鋼板１３を有していてもよい。

このように、本実施形態の原子力施設１は、セメントに繊維が混合された短繊維補強コンクリート壁１１と、短繊維補強コンクリート壁１１の少なくとも内側面にアンカー１２Ａにより固定された内側鋼板１２と、を有し、かつ短繊維補強コンクリート壁１１の内部に鉄筋１４が配設された図４に示す外壁１０を備える。

この原子力施設１によれば、繊維が混合された短繊維補強コンクリート壁１１を外壁１０に適用したことで、耐震性を担保すると共に、航空機、竜巻による飛翔物、津波による浮遊物が外側から衝突する事象が生じた場合にその衝撃に耐え、かつ内側面の剥離を防ぐ。しかも、この原子力施設１によれば、短繊維補強コンクリート壁１１の内側面に内側鋼板１２を有することで、上記のごとく外側から衝突する事象が生じた場合に短繊維補強コンクリート壁１１の内側面の剥離を防止することができる。また、短繊維補強コンクリート壁１１の内部に鉄筋１４が配設されることで、耐衝撃性をさらに向上する。この結果、一般的な鉄筋コンクリート壁と比較して衝撃荷重による裏面剥離を防ぐと共に、耐衝撃性の向上により壁厚を低減することができる。しかも、鉄筋１４による耐衝撃性の向上により図２に示す外壁１０と比較してさらに壁厚を低減することができる。

図５に示す外壁１０は、短繊維補強コンクリート壁１１と、内側鋼板１２と、鉄筋コンクリート壁１５と、を有する。短繊維補強コンクリート壁１１は、セメントに炭素繊維や鋼線などの繊維が混合されて固められたものである。繊維は、短く切断されて、例えば、一般的な鉄筋コンクリートの鉄筋に替えて混合される。内側鋼板１２は、外壁１０（筒部３Ａ、ドーム部３Ｂ、囲い部４Ａ、天井部４Ｂ）の内側面をなすもので、短繊維補強コンクリート壁１１の内側面にアンカー１２Ａにより固定されている。鉄筋コンクリート壁１５は、外壁１０（筒部３Ａ、ドーム部３Ｂ、囲い部４Ａ、天井部４Ｂ）の外側面をなすもので、セメントに砂や砂利が混合されたコンクリートの内部に鉄筋１５Ａが配設され、短繊維補強コンクリート壁１１の外側に配設されている。この図５に示す外壁１０は、アンカー１２Ａを一体に有する内側鋼板１２を第一型枠の内側に沿って設置し、当該第一型枠内にセメントに繊維が混合された短繊維補強コンクリートを打設する。さらに、短繊維補強コンクリート壁１１の外側に第二型枠を設け、当該第二型枠の内部に鉄筋１５Ａを設置し、当該第二型枠と短繊維補強コンクリート壁１１との間にセメントに砂や砂利が混合されたコンクリートを打設する。また、先に鉄筋コンクリート壁１５を打設し、その後に内側鋼板１２および短繊維補強コンクリート壁１１を打設してもよい。なお、図５に示す外壁１０は、図には明示しないが、鉄筋コンクリート壁１５の外側面に図３に示す外側鋼板１３を有していてもよい。また、図５に示す外壁１０は、図には明示しないが、短繊維補強コンクリート壁１１の内部に図４に示す鉄筋１４が配設されていてもよい。

このように、本実施形態の原子力施設１は、鉄筋コンクリート壁１５の内側面に、セメントに繊維が混合された短繊維補強コンクリート壁１１と、短繊維補強コンクリート壁１１の内側面にアンカー１２Ａにより固定された内側鋼板１２と、を有する図５に示す外壁１０を備える。

この原子力施設１によれば、短繊維補強コンクリート壁１１により鉄筋コンクリート壁１５に加えて耐衝撃性をさらに向上することができる共に、航空機、竜巻による飛翔物、津波による浮遊物が外側から衝突する事象が生じた場合にその衝撃に耐え、かつ内側面の剥離を防ぐことができる。また、短繊維補強コンクリート壁１１の内側面に内側鋼板１２を有することで、上記のごとく外側から衝突する事象が生じた場合に短繊維補強コンクリート壁１１の内側面の剥離を完全に防止できる。この結果、一般的な鉄筋コンクリート壁と比較して衝撃荷重による裏面剥離を防ぐと共に、耐衝撃性の向上により壁厚を低減することができる。

ところで、図５に示す外壁１０は、図６に示すように、鉄筋コンクリート壁１５からなる既設の外壁１０’の内側面に、セメントに繊維が混合された短繊維補強コンクリート壁１１と、短繊維補強コンクリート壁１１の内側面にアンカー１２Ａにより固定された内側鋼板１２と、を設けるようにした原子力施設１の外壁補強方法として得るようにしてもよい。すなわち、既設の外壁１０’の内側面に型枠を設け、その内側面に沿ってアンカー１２Ａを一体に有する内側鋼板１２を設置し、外壁１０’と内側鋼板１２との間にセメントに繊維が混合された短繊維補強コンクリートを打設する。

この原子力施設１の外壁補強方法によれば、鉄筋コンクリート壁１５からなる既設の外壁１０’に対して繊維が混合された短繊維補強コンクリート壁１１を適用したことで、耐震性を向上すると共に、航空機、竜巻による飛翔物、津波による浮遊物が外側から衝突する事象が生じた場合にその衝撃に耐え、かつ内側面の剥離を防ぐことができる。また、短繊維補強コンクリート壁１１の内側面に内側鋼板１２を有することで、上記のごとく外側から衝突する事象が生じた場合に短繊維補強コンクリート壁１１の内側面の剥離を完全に防止できる。この結果、一般的な鉄筋コンクリート壁と比較して衝撃荷重による裏面剥離を防ぐと共に、耐衝撃性の向上により鉄筋コンクリート壁を増設することに比較して全体の壁厚を低減することができる。

１ 原子力施設
２ 基礎版
３ 原子炉格納容器
３Ａ 筒部
３Ｂ ドーム部
４ 補助建屋
４Ａ 囲い部
４Ｂ 天井部
５ 原子炉
１０ 外壁
１１ 短繊維補強コンクリート壁
１２ 内側鋼板
１２Ａ アンカー
１３ 外側鋼板
１３Ａ アンカー
１４ 鉄筋
１５ 鉄筋コンクリート壁
１５Ａ 鉄筋
１００ 地盤

Claims (5)

1. セメントに繊維が混合された短繊維補強コンクリート壁と、前記短繊維補強コンクリート壁の少なくとも内側面にアンカーにより固定された内側鋼板と、を有する外壁を備えることを特徴とする原子力施設。
2. 前記外壁は、前記短繊維補強コンクリート壁の外側面にアンカーにより固定された外側鋼板を有することを特徴とする請求項１に記載の原子力施設。
3. 前記外壁は、前記短繊維補強コンクリート壁の内部に鉄筋が配設されることを特徴とする請求項１または２に記載の原子力施設。
4. 前記外壁は、鉄筋コンクリート壁の内側面に前記短繊維補強コンクリート壁が打設されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の原子力施設。
5. 鉄筋コンクリート壁からなる既設の外壁の内側面に、セメントに繊維が混合された短繊維補強コンクリート壁と、前記短繊維補強コンクリート壁の内側面にアンカーにより固定された内側鋼板と、を設けることを特徴とする原子力施設の外壁補強方法。

Images