【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子力発電プラントに建設される原子炉建屋などの建屋およびその建設方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
原子力発電プラントには原子炉建屋、タービン建屋、放射線廃棄物処理建屋といった各種の建屋が建設されている。
図８を参照して、原子力発電プラントにおける従来の原子炉建屋の構造について説明する。図８（Ａ）は従来の原子炉建屋全体の構造概念図であり、同図（Ｂ）は（Ａ）図のＸ部拡大図である。
【０００３】
従来の原子炉建屋１は、耐震設計条件や、放射線の遮蔽のために鉄筋２１とコンクリート２２とで構成される鉄筋コンクリート構造、もしくは鉄筋の代りに表面鋼板を使用した鋼板コンクリート構造で外壁７または間仕切壁１０などの壁や、床１１などの建屋躯体が造られ、建屋基礎マット２上に建設されている。
【０００４】
床１１の上に据付られる熱交換器、ポンプ、タンク、空調機（図示せず）などの機器類の支持固定構造は、鉄筋コンクリート構造の機械基礎台にアンカーボルトを形成し、そのアンカーボルトに支持固定している。また、床下、床上、壁面から支持される配管、空調ダクト、ケーブルトレイなどの配管類の支持構造としては、建屋躯体に埋込金物を固定し、これにサポートを取り付け、支持固定している。
【０００５】
建屋躯体工事と機器類および配管類を据付ける機器工事を行う場合において、建屋躯体工事のうちのコンクリート打設工事と機器工事とは並行して作業することが不可能である。また、構造上もコンクリート２２が強度を発現するにはコンクリート現地打設後に相当の養生期間を必要とするため、機器工事は、建屋躯体工事完成後に建屋建設現場における現地作業として実施されている。このためコンクリート打設工事は機器工事が開始されるまでのクリティカルパスとなっている。
【０００６】
従来の原子炉建屋の建設手順としては、建設現場においてマンメイドロックが完成後その上に鉄筋コンクリート製の建屋基礎マットを形成し、その後、建屋基礎マット上で最下階壁工事である建屋躯体工事が開始される。その後、建屋躯体工事が完了したエリアから機器工事の作業が実施され、上階へと工事が順次展開されていく。このように原子炉建屋建設における機器工事は常に建屋躯体工事を追うような形で実施されるのが普通である。
【０００７】
一方、従来の原子炉建屋建設においては、工期を短縮する工事手段として、床にデッキプレート工法を採用したり、型枠作業を不要とする鉄板型枠や鋼板コンクリート構造を採用することも考えられてはいる。しかし、これらの工法も主に現地作業が主体となっており、また、それら工法の採用に当っては、多くの仮設材を必要とする。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の原子炉建屋建設に当っては、建屋躯体工事は、鉄筋コンクリート構造の場合には鉄筋の配筋作業や型枠工事、コンクリート打設工事、また鋼板コンクリート構造においてもＳＣパネル現地据付作業など主に建屋建設現場で行われる現地作業が多く、建屋躯体完成後に実施される機器工事も含め現地での建設工期が長期間に亘り、原子力発電プラント全体の建設工期として４年以上に亘るものもある。
【０００９】
また、従来の原子炉建屋建設において、機器工事を含めた建設工期短縮を図るため、早期に機器工事が開始できる工事手段を建屋躯体工事に採用する場合もあるが、この場合であると、仮設の柱、梁、鋼製型枠、補強材など多種の仮設材を必要とし、仮設材物量増加に伴ない建設費が増加するという問題点があった。
【００１０】
このように、原子炉建屋建設に当っては、建設費の増加を伴なわない工期短縮を実現することが望まれている。
またこれらの問題点は、原子炉建屋に限らず、タービン建屋やその他の原子力発電プラントを構成する機器を収納する建屋においても共通する問題点である。
【００１１】
本発明は以上の問題点を解決し、、現地作業量の低減、工期の短縮、仮設構造物および建設費の削減を図った原子力発電プラントの建屋及びその建設方法を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、鉄筋コンクリート構造または鋼板コンクリート構造の建屋下層部と、鋼製の建屋上層部とからなることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の原子力発電プラントの建屋において、前記建屋上層部が建屋内に設置される機器を一体に取り付けた機器モジュールを組み立てて構築したことを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の原子力発電プラントの建屋において、建屋上層部の建屋躯体を構成する機器モジュールを上下方向または水平方向に分かれるように複数に分割し、建屋建設現場において一体に接合するようにしたことを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の原子力発電プラントの建屋において、建屋外壁を鉄筋コンクリート構造または鋼板コンクリート構造で構築し、建屋外壁内側の内部エリアを機器モジュールで構成したことを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の原子力発電プラントの建屋において、建屋の外壁を鉄筋コンクリート構造または鋼板コンクリート構造とし、前記外壁の内側を建屋内に設置される機器を一体に取り付けた機器モジュールを組み立てて構築したことを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の原子力発電プラントの建屋において、ジベル付きプレートを鉄筋コンクリートに埋込んで、このプレートを介して鉄筋コンクリート構造の建屋躯体と機器モジュールとを接合するようにしたことを特徴とする。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、請求項４に記載の原子力発電プラントの建屋において、鋼板コンクリートの鋼板部分の表面及び裏面に鉄骨部材及び補剛材を取り付け、この鉄骨部材を介して鋼板コンクリート構造の建屋躯体と機器モジュールとを接合するようにしたことを特徴とする。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、建屋建設現場において鉄筋コンクリート構造または鋼板コンクリート構造の建屋躯体を建設する工程と、鋼製で製作され、建屋内に設置される機器を一体に取り付けて機器モジュールを製作する工程と、建屋建設現場において鉄筋コンクリート構造または鋼板コンクリート構造の建屋躯体と機器モジュールとを接合する工程とから成ることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を原子炉建屋の場合を例にとって図を参照して説明する。
図１は本発明の実施の形態による原子炉建屋を示す全体構成図で、（Ａ）は垂直断面図、（Ｂ）は水平断面図である。図１において、１は原子炉建屋、２は原子炉建屋１が構築される建屋基礎マット、３は図示しない原子炉圧力容器を収納する格納容器、４は建設場所におけるグランドレベルである。グランドレベルから上方が地上、下方が地下となる。
【００２１】
本発明による原子炉建屋１は、地下階を含む建屋下層部１Ａが鉄筋コンクリート構造または鋼板コンクリート構造部により建設され、その上部に位置する建屋上層部１Ｂの建屋躯体を鋼製化し、工場での製作化を図っている。これによって建屋上層部１Ｂの建屋躯体は建屋建設現場における建屋下層部１Ａの建設作業と並行して工場において製作を進めることができる。
【００２２】
ここで、建屋下層階を鉄筋コンクリート構造または鋼板コンクリート構造としたのは次の理由による。建屋下層部１Ａ（地下階）は、建屋上層部１Ｂ（地上階）の重量を受け持ち、地震力による慣性力も大きい。また、建屋下層部１Ａの外壁は、土圧による面外荷重を受けることになる。このように、建屋下層部１Ａは、建屋上層部１Ｂより構造的な強度及び剛性が要求される。特に原子炉建屋では、建屋下層部１Ａの外壁へ負担を分配して格納容器シェル部分の地震時慣性力低減のため、建屋下層部１Ａの外壁のせん断剛性も必要となる。
【００２３】
このため、建屋下層部１Ａを鋼製化した場合に、建屋下層部１Ａに要求される強度及び剛性とするために板厚を厚くしたり、補剛材（ガーダー、スティフナ）の鋼材量を増加する必要がある。また、土圧による面外荷重については建屋自重とは無関係であり、鋼製化して軽量化しても要求される強度及び剛性は低減されない。したがって、建屋下層部１Ａを鋼製化しても、要求される鋼材量が多いことなどから、現地工事作業量は低減せず、また建設工期短縮の効果も少ない。 一方、鉄筋コンクリート構造または鋼板コンクリート構造は鋼製構造に比べ、要求される強度及び剛性を構造的に実現し易く、また材料費も安価である。
【００２４】
これに対して、建屋上層部１Ｂは、その重量が建屋下層部１Ａに加わり、建屋上層部１Ｂ自身でも支えることになるため、鋼製化して軽量化することにより、建屋上層部１Ｂの重量を支えるために必要な建屋上層部１Ｂの強度および剛性と建屋下層部１Ａの強度及び剛性を低減することができる。強度及び剛性が低減された分、その材料および建設に要する仮設材なども削減され、それに伴ない現地工事作業量も低減し、建設工期も短縮することができる。
【００２５】
また、鋼製化された建屋上層部１Ｂの建屋躯体は、図示しない機器と一体的にモジュール化した機器モジュール１Ｃとして工場で製作される。そして、この工場で製作された機器モジュール１Ｃを建屋建設現場に搬送し、あらかじめ建設の完了している建屋下層部１Ａの建屋躯体上に揚重機などを使って搭載し、順次組立、接合し、建屋全体を建設していく。
【００２６】
機器モジュール１Ｃを製作する時の従来の建屋躯体構造部分との分割の仕方を図１（Ａ）の断面図に示す。建屋下層部１Ａと、モジュール化され、鋼製化された機器モジュール部分（建屋上層部１Ｂ）の接合部５を建屋上層部１Ｂと建屋下層部１Ａの階層に合わせてグランドレベル４で上下方向に分かれるように水平方向に沿って分割している。
【００２７】
また、建屋上層部１Ｂの鋼製化部分においてもさらに同様に、各階層に合わせて水平分割ライン６で上下方向に複数ブロックに分かれるように水平方向に沿って分割することもできる。
【００２８】
なお、建屋下層部１Ａと、鋼製化された機器モジュール１Ｃの接合部５の位置については、外壁７のように耐震要素や擁壁の役目を果たす場合には、面外剛性やせん断剛性が要求されることを考慮し、グランドレベル４に限らず構造解析上の評価または工期短縮の評価から判断し最適な位置に設定することができる。
【００２９】
また、階層に合わせ水平方向に沿ってに分割した機器モジュール１Ｃは、建屋建設現場に吊り込む揚重機の能力に合わせ、図１（Ｂ）の平面図に示すように、各階層に合わせて分割したものをさらに平面分割ライン８で基本的に等分布に平面的に分かれるように垂直方向に沿って分割し、四つの機器モジュール９Ａ〜９Ｄとすることもできる。平面的に等分布分割し、標準的なモジュール形状とすることが基本的には好ましいが、建屋内の機器配置の状況や壁、柱の位置などによりその分割方法は必ずしも等分布とならない場合もあり得る。
【００３０】
このような原子炉建屋であると、建屋躯体構造の一部を鋼製化し、さらに鋼製化した躯体と機器とを一体に機器モジュール化し、この機器モジュールを工場製作化し、それを現地へ輸送してすでに建設が完了している従来の建屋躯体構造部分に接合することにより、コンクリート打設工事と機器工事とを並行して作業することができ、現地での建設工期を短縮することができる。
【００３１】
またこのような建屋の建設方法であると、現地工事が単純な施工手順で、同時に迅速に実施されることから、現地工事作業量を低減することが可能であり、このことからも現地での建設工期を短縮することができ、現地工事費の削減も図れる。
さらには、建屋躯体部分鋼製化による工場製作化、機器類とのモジュール化が可能となり、品質向上、作業安全性の確保が図れる。
【００３２】
さらにまた、建屋躯体構造の一部を鋼製化することにより建屋重量が低減し、鉄筋コンクリート製の従来の建屋より地震荷重による慣性力が低減して耐震性も向上する。
【００３３】
図２は本発明の実施の形態において、原子炉建屋１を階層に合わせて上下方向に分かれるように水平方向に沿って分割したものを更に平面的に分割した機器モジュール形態の具体的な一実施例を示す図で、（Ａ）は垂直断面図、（Ｂ）は水平断面図である。
【００３４】
図２に示すように、分割され、鋼製化した外壁７、間仕切壁１０、床１１または柱１２の建屋躯体部にポンプ１３、タンク１４、熱交換器１５、配管１６、空調ダクト１７、ケーブルトレイ１８などの機器類を取付けた機器モジュール９Ａ〜９Ｄ（図では機器モジュール９Ａのみ示している）を工場にて製作する。そしてこれらの機器モジュール９Ａ〜９Ｄを工場から海上輸送などにより建屋建設現場へ運び、すでに建設の完了している鉄筋コンクリート製または鋼板コンクリート製の建屋下層部１Ａの建屋躯体上に搭載し、順次組立、接合し、建屋全体を建設していく。
【００３５】
また、放射線遮蔽などの要求により躯体内にコンクリートの充填が必要な場合には、機器モジュール９Ａ〜９Ｄを現地で組立、接合した後、二重鋼板構造とし、壁または床に現地でコンクリートを打設する。ただし、水平の床の場合は一枚鋼板構造の上面にコンクリートを打設する構造でもよい。また、耐火要求のある場合には、躯体表面に耐火被覆を施すことにより対処する。
【００３６】
建屋中央部に鉄筋コンクリート製、鋼製、鋼板コンクリート製などの格納容器３が配置される場合、機器モジュール９Ａ〜９Ｄと格納容器３との取合部については、図１、図２に示すように、格納容器３の形状に合わせ機器モジュール９Ａ〜９Ｄの取合部形状を丸くし、格納容器３から鋼製の取合部フランジを設け、そこに機器モジュール９Ａ〜９Ｄの床１１を接合させるようにすればよい。
【００３７】
また、機器モジュールどうしの接合は、上下方向の接合と平面的な接合が考えられるが、現地での溶接作業がやり易くなるように床１１の端に突き出し部１１ａを形成する。あるいは壁、柱の端に突き出し部を形成してもよい。このようにすれば、突き出し部どうしの溶接なので作業がやり易くなる。
【００３８】
図３は本発明の実施の形態において、建屋躯体の一部を鋼製化し、工場製作された機器モジュールと従来の建屋躯体構造部分とを垂直分割した一実施例を示す図で、（Ａ）は垂直断面図、（Ｂ）は水平断面図である。
【００３９】
図３に示すように、耐震要素の機能を持つ外壁７が鉄筋コンクリート構造または鋼板コンクリート構造により建設され、外壁７に囲まれる格納容器３を除く内部エリア１９の建屋躯体構造を鋼製化し、工場での製作によって躯体と機器とを一体にモジュール化した機器モジュール１Ｃを製作している。そしてこの工場で製作された機器モジュール１Ｃを建屋建設現場に搬送し、あらかじめ従来の建屋躯体構造で建屋建設の完了している建屋躯体と順次組立、接合し、建屋全体を建設していく。
【００４０】
機器モジュール１Ｃと鉄筋コンクリート構造または鋼板コンクリート構造建屋躯体構造部分との分割の仕方は図３に示すように、外壁７と鋼製化しモジュール化された内部エリア１９とが垂直分割ライン２０に沿って水平方向に分かれるように垂直方向に沿って分割する。その分割された内部エリア１９の建屋躯体部分は、現地に吊り込む揚重機の能力に合わせ、図３（Ｂ）の水平断面図の平面分割ライン８に示すように、各層に分割したものを更に基本的に等分布に平面的に分かれるように垂直方向に沿って分割する。その際、各層に分割する方法には２層以上の多層のモジュール形態にすることも考えられる。また、平面的に分割する場合には、図１で説明した場合と同様に、建屋内の機器配置の状況や壁、柱の位置などにより必ずしも等分割とならない場合もあり得る。
【００４１】
図４は本発明の実施の形態において、原子炉建屋を階層に合わせ上下方向に分かれるように水平方向に沿って分割した下部が鉄筋コンクリート構造建屋躯体の場合の取合部構造の一実施例を示す図で、（Ａ）は垂直断面図、（Ｂ）は水平断面図である。
【００４２】
図４に示すように、下部が鉄筋２１とコンクリート２２とで構成される鉄筋コンクリート構造の外壁７で、上部が鋼板２３とガーダー２４とスティフナ２５とからなる鋼製の壁との取合部構造に関して、鉄骨部材２６を下部鉄筋コンクリート部に埋め込み、その鉄骨部材２６の上部先端にベースプレート２７を接合し、このベースプレート２７に上部の機器モジュール１Ｃの躯体の一部を成す部材２８が接合されている。そして、この部材２８の上に機器モジュール１Ｃの鋼製躯体が現地溶接２９により接合される。
【００４３】
このような構造とすることにより、上部の機器モジュール１Ｃの鋼製躯体からの荷重がベースプレート２７に接続されている鉄骨部材２６を介し、下部の鉄筋コンクリート構造に伝達される。
【００４４】
鉄骨部材２６の平面形状は色々な形状が考えられるが、図４では十字型を一例として示したが、Ｈ型、Ｉ型、ボックス型、円形型などあり、また、鉄骨部材２６の代りにアンカーボルト方式とすることも考えられる。鉄骨部材２６は必要に応じて補剛材３０により補強を行ってもよい。
【００４５】
図５は本発明の実施の形態において、原子炉建屋を階層に合わせ上下方向に分かれるように水平方向に沿って分割した下部が表面鋼板３１とコンクリート２２とから構成される鋼板コンクリート構造の場合の取合部構造の一実施例を示す図で、（Ａ）は垂直断面図、（Ｂ）は水平断面図である。
【００４６】
図５に示すように、下部が表面鋼板３１とコンクリート２２とで構成される鋼板コンクリート構造の外壁７で、上部が鋼板２３とガーダー２４とスティフナ２５とからなる鋼製の壁との取合部構造に関して、鋼板コンクリート構造のスタッド３２が取付いている表面鋼板３１を延長させた構造とする。表面鋼板３１の上部先端にベースプレート２７を接合し、このベースプレート２７に、上部の機器モジュール１Ｃの躯体の一部を成す部材２８が接合されている。そして、この部材２８の上に機器モジュール１Ｃの鋼製躯体が現地溶接２９により接合される。
【００４７】
このような構造とすることにより、上部の機器モジュール１Ｃの鋼製躯体からの荷重がベースプレート２７に接続されている鋼板コンクリート構造の表面鋼板３１を介し、下部の鋼板コンクリート構造に伝達される。
【００４８】
表面鋼板３１のベースプレート２７との取合部近傍の剛性が必要な場合は、表面鋼板３１に補剛材３０を取り付け、補強することもできる。また、鉄筋コンクリート構造の場合と同様、アンカーボルト方式を採用することも考えられる。
【００４９】
図６は本発明の実施の形態において、鉄筋コンクリート構造の外壁７と鋼製の床の取合部構造の一実施例を示す垂直断面図である。
図６に示すように、外壁７が鉄筋２１とコンクリート２２とで構成される鉄筋コンクリート構造で、床１１が鋼板２３とガーダー２４とスティフナ２５とからなる鋼製の取合部構造に関して、鉄筋コンクリート構造の壁７のコンクリート２２にあらかじめジベル３３付の金物３４を埋め込んでおき、その金物３４に上部の機器モジュール１Ｃの躯体の一部を成す部材３５が接合されている。そしてこの部材３５に機器モジュール１Ｃの鋼製の床１１の一部が現地溶接２９により接合される。
【００５０】
図７は本発明の実施の形態において、鋼板コンクリート構造の壁と鋼製の床の取合部構造の一実施例を示す垂直断面図である。
図７に示すように、外壁７が表面鋼板３１とコンクリート２２とで構成される鋼板コンクリート構造で、床１１が鋼板２３とガーダー２４とスティフナ２５からなる鋼製の取合部構造に関して、鋼板コンクリート構造の外壁７のスタッド３２が取付けられた表面鋼板３１に機器モジュール１Ｃの鋼製床の躯体の一部を成す部材３５が取付けられており、この部材３５に機器モジュール１Ｃの鋼製の床１１の一部が現地溶接２９により接合されている。
【００５１】
鋼板コンクリート構造壁内の構造において、床から伝達される荷重を十分に壁に伝えるために、接合部剛性を確保するための補剛材３０及びプレート３６（ダイアフラム）を設置する。
【００５２】
なお前記の実施態様の説明においては、原子力発電プラントの建屋として原子炉建屋を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、タービン建屋とか放射線廃棄物処理建屋とかいった原子力発電プラントの他の建屋に対しても実施し得るものである。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、建屋建設現場において鉄筋コンクリート構造または鋼板コンクリート構造で建屋躯体を構築し、鋼製で製作され、機器類を一体に取り付けてモジュール化して建屋躯体の一部を構成する機器モジュールを前記建屋躯体に接合するようにしたので、コンクリート打設工事と機器工事とを並行して行え、現地作業量の低減とともに建設工期が短縮し、仮設構造物および建設費の削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による原子炉建屋を示す図で、（Ａ）は垂直断面図、（Ｂ）は図１（Ａ）をＢ−Ｂ線に沿って切断し、矢印方向に見た水平断面図。
【図２】本発明の実施の形態による原子炉建屋のさらに具体的な構成を示す図で、（Ａ）は垂直断面図、（Ｂ）は水平断面図で、（Ａ）は（Ｂ）をＡ−Ａ線に沿って切断し、矢印方向に見た正面図。
【図３】本発明の実施の形態による原子炉建屋の他の実施例を示す図で、（Ａ）は垂直断面図、（Ｂ）は水平断面図。
【図４】本発明の実施の形態による原子炉建屋の他の実施例を示す図で、（Ａ）は垂直断面図、（Ｂ）は水平断面図で、（Ａ）は（Ｂ）をＡ−Ａ線に沿って切断し、矢印方向に見た正面図。
【図５】本発明の実施の形態による原子炉建屋の他の実施例を示す図で、（Ａ）は垂直断面図、（Ｂ）は水平断面図で、（Ａ）は（Ｂ）をＡ−Ａ線に沿って切断し、矢印方向に見た正面図。
【図６】本発明の実施の形態による原子炉建屋の他の実施例を示す垂直断面図。
【図７】本発明の実施の形態による原子炉建屋の他の実施例を示す垂直断面図。
【図８】従来の原子炉建屋の構造を示す図で、（Ａ）は垂直断面図、（Ｂ）は図８（Ａ）のＸ部拡大図。
【符号の説明】
１…原子炉建屋、１Ａ…建屋下層部、１Ｂ…建屋上層部、１Ｃ、９Ａ〜９Ｄ…機器モジュール、２…建屋基礎マット、３…格納容器、４…グランドレベル、５…接合部、６…水平分割ライン、７…外壁、８…平面分割ライン、１０…間仕切壁、１１…床、１２…柱、１３…ポンプ、１４…タンク、１５…熱交換器、１６…配管、１７…空調ダクト、１８…ケーブルトレイ、１９…内部エリア、２０…垂直分割ライン、２１…鉄筋、２２…コンクリート、２３…鋼板、２６…鉄骨部材、２７…ベースプレート、２９…溶接部、３１…表面鋼板、３２…スタッド。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a building such as a reactor building constructed in a nuclear power plant and a method of constructing the building.
[0002]
[Prior art]
Various buildings such as a reactor building, a turbine building, and a radiation waste treatment building are constructed in a nuclear power plant.
With reference to FIG. 8, the structure of a conventional reactor building in a nuclear power plant will be described. FIG. 8A is a conceptual diagram of the entire structure of a conventional reactor building, and FIG. 8B is an enlarged view of a part X in FIG. 8A.
[0003]
The conventional reactor building 1 has an outer wall 7 or a partition made of a reinforced concrete structure composed of a reinforcing bar 21 and concrete 22 for seismic design conditions and radiation shielding, or a steel plate concrete structure using a surface steel plate instead of a reinforcing bar. A wall such as a wall 10 and a building frame such as a floor 11 are made and are constructed on a building foundation mat 2.
[0004]
The supporting and fixing structure of equipment such as a heat exchanger, a pump, a tank, and an air conditioner (not shown) installed on the floor 11 forms an anchor bolt on a machine base of a reinforced concrete structure and supports the anchor bolt. It is fixed. In addition, as a support structure for pipes such as a pipe supported from under the floor, on the floor, and a wall surface, an air-conditioning duct, and a cable tray, an embedded metal is fixed to a building body, and a support is attached to the embedded metal to support and fix.
[0005]
In the case of performing a building frame work and a device work for installing equipment and piping, it is impossible to perform a concrete placing work and a device work in the building frame work in parallel. In addition, since the concrete 22 requires a considerable curing period after the concrete is cast on site to develop the strength, the equipment work is carried out as a local work at the building construction site after the completion of the building frame work. For this reason, concrete casting is a critical path before equipment construction starts.
[0006]
The conventional procedure for constructing a reactor building involves building a reinforced concrete building foundation mat on top of the man-made lock at the construction site after completion, and then building the bottom floor on the building foundation mat. Is started. After that, equipment construction work will be performed from the area where the building frame construction has been completed, and the construction will be progressively expanded to the upper floors. As described above, equipment construction in the construction of a reactor building is usually carried out in such a way as to always follow the construction of the building.
[0007]
On the other hand, in the conventional reactor building construction, as a means of shortening the construction period, it is conceivable to adopt a deck plate method for the floor, or to adopt an iron plate formwork or a steel plate concrete structure that does not require formwork work. Are in. However, these construction methods are mainly for on-site work, and the adoption of these methods requires many temporary materials.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional reactor building construction, the building frame work is to rebar arrangement work, formwork work, concrete placing work in the case of reinforced concrete structures, and to install SC panels locally in steel plate concrete structures. There are many on-site work mainly performed on the building construction site, such as work, and the construction period on site including the equipment work performed after the completion of the building frame is long, and the construction period of the entire nuclear power plant is more than 4 years There are also things.
[0009]
In addition, in the conventional reactor building construction, in order to shorten the construction period including equipment work, there are cases where construction means that can start equipment work early are adopted for building frame work, but in this case, temporary construction Therefore, there is a problem that construction costs increase with the increase in the amount of temporary materials, because various types of temporary materials such as columns, beams, steel formwork, and reinforcing materials are required.
[0010]
Thus, when constructing a reactor building, it is desired to shorten the construction period without increasing construction costs.
In addition, these problems are not limited to the reactor building, but are also common to a turbine building or a building that stores other components of a nuclear power plant.
[0011]
It is an object of the present invention to solve the above problems and to obtain a nuclear power plant building and a method for constructing the same, which reduce the amount of on-site work, shorten the construction period, reduce temporary structures and construction costs.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is characterized by comprising a building lower layer of a reinforced concrete structure or a steel plate concrete structure, and a steel building upper layer.
[0013]
According to a second aspect of the present invention, in the building of the nuclear power plant according to the first aspect, the building upper part is constructed by assembling an equipment module in which equipment installed in the building is integrally attached. I do.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, in the building of the nuclear power plant according to the second aspect, the equipment module constituting the building frame of the upper layer of the building is divided into a plurality of parts so as to be divided in a vertical direction or a horizontal direction. It is characterized in that it is joined together on site.
[0015]
According to a fourth aspect of the present invention, in the nuclear power plant building according to the first aspect, the building exterior wall is constructed of a reinforced concrete structure or a steel plate concrete structure, and an internal area inside the building exterior wall is configured with a device module. And
[0016]
According to a fifth aspect of the present invention, in the building of the nuclear power plant according to the second aspect, an outer wall of the building has a reinforced concrete structure or a steel plate concrete structure, and inside the outer wall, equipment installed in the building is integrally attached. Characterized in that they are assembled by assembling the equipment modules.
[0017]
According to a sixth aspect of the present invention, in the nuclear power plant building according to the fourth aspect, a plate with a dowel is embedded in reinforced concrete, and the building frame of the reinforced concrete structure and the equipment module are joined via the plate. It is characterized in that.
[0018]
According to a seventh aspect of the present invention, in the nuclear power plant building according to the fourth aspect, a steel member and a stiffener are attached to the front and back surfaces of the steel plate portion of the steel plate concrete, and the steel plate concrete structure is inserted through the steel member. Is characterized in that the building frame and the equipment module are joined.
[0019]
The invention according to claim 8 is a step of constructing a building frame having a reinforced concrete structure or a steel plate concrete structure at a building construction site, and manufacturing an equipment module by integrally mounting equipment made of steel and installed in the building. And a step of joining a building frame having a reinforced concrete structure or a steel plate concrete structure to an equipment module at a building construction site.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, taking a case of a reactor building as an example.
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a reactor building according to an embodiment of the present invention, in which (A) is a vertical sectional view and (B) is a horizontal sectional view. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a reactor building, reference numeral 2 denotes a building foundation mat on which the reactor building 1 is constructed, reference numeral 3 denotes a containment container for storing a reactor pressure vessel (not shown), and reference numeral 4 denotes a ground level at a construction site. Above the ground level is above ground and below is below ground.
[0021]
In the reactor building 1 according to the present invention, the lower part 1A of the building including the basement floor is constructed of a reinforced concrete structure or a steel plate concrete structure, and the building body of the upper part 1B of the building located above the lower part 1A is made of steel and manufactured in a factory. It is trying to make it. Thus, the building frame of the upper building section 1B can be manufactured in the factory in parallel with the construction work of the lower building section 1A at the building construction site.
[0022]
Here, the reason why the lower floor of the building is a reinforced concrete structure or a steel plate concrete structure is as follows. The lower building 1A (basement floor) bears the weight of the upper building 1B (ground floor), and the inertial force due to the seismic force is large. Further, the outer wall of the lower building portion 1A receives an out-of-plane load due to earth pressure. As described above, the lower building portion 1A is required to have more structural strength and rigidity than the upper building portion 1B. In particular, in the reactor building, the shear rigidity of the outer wall of the lower building 1A is also required in order to distribute the load to the outer wall of the lower building 1A and to reduce the inertial force of the containment shell during an earthquake.
[0023]
For this reason, when the lower building portion 1A is made of steel, the thickness of the steel plate is increased or the amount of stiffeners (girder, stiffener) is increased in order to obtain the strength and rigidity required for the lower building portion 1A. There is a need to. Further, the out-of-plane load due to the earth pressure is irrelevant to the building's own weight, and the required strength and rigidity are not reduced even if the steel is made lighter. Therefore, even if the lower part 1A of the building is made of steel, the required amount of steel material is large, so that the amount of on-site construction work is not reduced, and the effect of shortening the construction period is small. On the other hand, the reinforced concrete structure or the steel plate concrete structure is structurally easier to achieve the required strength and rigidity than the steel structure, and the material cost is lower.
[0024]
On the other hand, since the weight of the upper building portion 1B is added to the lower building portion 1A and is also supported by the upper building portion 1B itself, the weight of the upper building portion 1B is reduced by using steel to reduce the weight. It is possible to reduce the strength and rigidity of the upper building part 1B and the strength and rigidity of the lower building part 1A required for supporting. As a result of the reduced strength and rigidity, the materials and temporary materials required for construction are also reduced, which leads to a reduction in the amount of on-site construction work and a shortened construction period.
[0025]
Further, the building frame of the building upper layer 1B made of steel is manufactured at a factory as a device module 1C integrally modularized with devices (not shown). Then, the equipment module 1C manufactured in this factory is transported to a building construction site, and mounted on a building frame of the building lower layer 1A, which has been completed in advance, using a lifting machine or the like, and sequentially assembled and joined. The entire building will be built.
[0026]
FIG. 1A is a cross-sectional view showing how a conventional building frame structure is divided when a device module 1C is manufactured. The joining part 5 of the lower building part 1A and the modularized steel module part (building upper part 1B) is vertically aligned at the ground level 4 according to the hierarchy of the building upper part 1B and the building lower part 1A. It is divided along the horizontal direction so as to be divided.
[0027]
Similarly, the steel-made portion of the upper building section 1B can be divided along the horizontal direction so as to be vertically divided into a plurality of blocks by the horizontal division line 6 according to each story.
[0028]
In addition, as for the position of the joining portion 5 between the lower building part 1A and the equipment module 1C made of steel, when the outer wall 7 plays a role of a seismic element or a retaining wall, the out-of-plane rigidity and the shear rigidity are reduced. In consideration of the requirement, the position can be set to an optimum position by judging from not only the ground level 4 but also the evaluation in the structural analysis or the evaluation of the shortening of the construction period.
[0029]
In addition, the equipment module 1C divided along the horizontal direction according to the hierarchy is divided according to each hierarchy as shown in the plan view of FIG. 1B according to the capacity of the lifting machine to be hung on the building construction site. Then, the device modules 9A to 9D can be further divided along the vertical direction so as to be basically divided into planes with equal distribution by the plane division line 8. Basically, it is preferable to divide the distribution evenly in a plane and make it into a standard module shape.However, the division method may not always be evenly distributed depending on the arrangement of equipment in the building and the position of the walls and columns. possible.
[0030]
In such a reactor building, a part of the building skeleton structure is made of steel, the steel skeleton and equipment are integrated into an equipment module, and this equipment module is factory-manufactured and transported to the site. By joining to the existing building skeleton structure part that has already been completed, concrete placement work and equipment work can be performed in parallel, shortening the construction period on site .
[0031]
In addition, with such a building construction method, on-site construction can be carried out quickly with simple construction procedures at the same time, and the amount of on-site construction work can be reduced. The construction period can be shortened, and local construction costs can be reduced.
Furthermore, it is possible to manufacture a factory by making the building frame part steel and to modularize the equipment, thereby improving quality and ensuring work safety.
[0032]
Furthermore, by making a part of the building frame structure made of steel, the building weight is reduced, and the inertial force due to the seismic load is reduced as compared with the conventional building made of reinforced concrete, thereby improving the earthquake resistance.
[0033]
FIG. 2 shows a specific embodiment of an equipment module in which the reactor building 1 is divided along the horizontal direction so as to be divided vertically according to the floor in the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a view showing an example, in which (A) is a vertical sectional view and (B) is a horizontal sectional view.
[0034]
As shown in FIG. 2, a pump 13, a tank 14, a heat exchanger 15, a pipe 16, an air-conditioning duct 17, and a cable are provided on the building frame of the outer wall 7, the partition wall 10, the floor 11, or the pillar 12, which is divided and made into steel. Equipment modules 9A to 9D (only the equipment module 9A is shown in the figure) to which equipment such as the tray 18 is attached are manufactured at a factory. Then, these equipment modules 9A to 9D are carried from the factory to the building construction site by sea transportation or the like, and are mounted on the building frame of the reinforced concrete or steel plate concrete building lower layer 1A, which has already been completed, and sequentially assembled, Join and build the entire building.
[0035]
If the building needs to be filled with concrete due to a requirement for radiation shielding or the like, the equipment modules 9A to 9D are assembled and joined on site, then a double steel plate structure is used, and concrete is cast on the wall or floor on site. Set up. However, in the case of a horizontal floor, a structure in which concrete is cast on the upper surface of a single steel plate structure may be used. If there is a requirement for fire resistance, it will be dealt with by applying a fire resistant coating on the surface of the building.
[0036]
When the containment vessel 3 made of reinforced concrete, steel, steel plate concrete, or the like is disposed in the center of the building, the connection between the equipment modules 9A to 9D and the containment vessel 3 is as shown in FIGS. The shape of the joint of the equipment modules 9A to 9D is rounded in accordance with the shape of the containment vessel 3, and a steel joint flange is provided from the containment vessel 3, and the floor 11 of the equipment modules 9A to 9D is joined thereto. What should I do?
[0037]
In addition, the joining between the equipment modules may be a joining in the vertical direction or a joining in a planar manner. However, a projecting portion 11a is formed at an end of the floor 11 so as to facilitate welding work on site. Alternatively, a protruding portion may be formed at an end of a wall or a pillar. With this configuration, the welding is performed between the protruding portions, thereby facilitating the work.
[0038]
FIG. 3 is a view showing one embodiment in which a part of a building skeleton is made of steel and a device module manufactured in a factory and a conventional building skeleton structure portion are vertically divided in the embodiment of the present invention. Is a vertical sectional view, and (B) is a horizontal sectional view.
[0039]
As shown in FIG. 3, the outer wall 7 having the function of an earthquake-resistant element is constructed of a reinforced concrete structure or a steel plate concrete structure, and the building frame structure of the internal area 19 excluding the containment vessel 3 surrounded by the outer wall 7 is made of steel. In this way, a device module 1C in which the skeleton and the device are integrally modularized is manufactured. Then, the equipment module 1C manufactured in this factory is transported to a building construction site, and sequentially assembled and joined with a building skeleton which has been completed with the conventional building skeleton structure, thereby constructing the entire building.
[0040]
As shown in FIG. 3, the method of dividing the equipment module 1 </ b> C and the reinforced concrete structure or the steel plate concrete structure building frame portion is such that the outer wall 7 and the steel-made and modularized internal area 19 are horizontal along the vertical division line 20. Divide along the vertical direction to divide in the direction. According to the capacity of the lifting machine to be hung on the site, the building skeleton portion of the divided internal area 19 is further divided into layers as shown by the plane division line 8 in the horizontal sectional view of FIG. Basically, the image is divided along the vertical direction so as to be uniformly distributed in a plane. At that time, the method of dividing into each layer may be a two- or more-layer module configuration. Also, when dividing in a plane, similarly to the case described with reference to FIG. 1, the division may not always be the same depending on the arrangement of the equipment in the building or the positions of the walls and columns.
[0041]
FIG. 4 shows an example of the joint structure in the case where the lower part obtained by dividing the reactor building along the horizontal direction so as to be divided vertically according to the floor is a reinforced concrete structure building body in the embodiment of the present invention. In the figure, (A) is a vertical sectional view, and (B) is a horizontal sectional view.
[0042]
As shown in FIG. 4, the outer wall 7 of the reinforced concrete structure including the lower part 21 and the concrete 22 at the lower part and the upper part at the upper part of the steel wall composed of the steel plate 23, the girder 24 and the stiffener 25. The steel member 26 is embedded in the lower reinforced concrete part, and a base plate 27 is joined to the upper end of the steel member 26, and a member 28 forming a part of the frame of the upper device module 1C is joined to the base plate 27. Then, the steel frame of the equipment module 1C is joined onto the member 28 by on-site welding 29.
[0043]
With such a structure, the load from the steel skeleton of the upper device module 1C is transmitted to the lower reinforced concrete structure via the steel frame member 26 connected to the base plate 27.
[0044]
Although various shapes are conceivable as the planar shape of the steel member 26, FIG. 4 shows a cross shape as an example, but there are H type, I type, box type, circular type, and the like. It is also conceivable to use a bolt system. The steel member 26 may be reinforced by a stiffener 30 as necessary.
[0045]
FIG. 5 shows a case where the lower part obtained by dividing the reactor building along the horizontal direction so as to be divided vertically according to the floor in the embodiment of the present invention has a steel plate concrete structure composed of a surface steel plate 31 and concrete 22. It is a figure which shows one Example of a connection part structure, (A) is a vertical sectional view, (B) is a horizontal sectional view.
[0046]
As shown in FIG. 5, the lower part is an outer wall 7 of a steel plate concrete structure composed of a surface steel plate 31 and concrete 22, and the upper part is a joint part of a steel wall composed of a steel plate 23, a girder 24 and a stiffener 25. Regarding the structure, the surface steel plate 31 to which the stud 32 of the steel plate concrete structure is attached is extended. A base plate 27 is joined to the upper end of the surface steel plate 31, and a member 28 forming a part of the frame of the upper device module 1C is joined to the base plate 27. Then, the steel frame of the equipment module 1C is joined onto the member 28 by on-site welding 29.
[0047]
With such a structure, the load from the steel skeleton of the upper device module 1C is transmitted to the lower steel concrete structure via the steel plate concrete surface steel plate 31 connected to the base plate 27.
[0048]
When rigidity near the joint of the surface steel plate 31 with the base plate 27 is required, a stiffener 30 can be attached to the surface steel plate 31 to reinforce it. Further, similarly to the case of the reinforced concrete structure, it is conceivable to adopt the anchor bolt method.
[0049]
FIG. 6 is a vertical cross-sectional view showing one embodiment of the joint structure between the outer wall 7 of the reinforced concrete structure and the steel floor in the embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 6, the outer wall 7 is a reinforced concrete structure including a reinforcing bar 21 and concrete 22, and the floor 11 is a steel reinforced concrete structure including a steel plate 23, a girder 24, and a stiffener 25. A metal member 34 with a dowel 33 is embedded in the concrete 22 of the wall 7 in advance, and a member 35 forming a part of the frame of the upper device module 1C is joined to the metal member 34. Then, a part of the steel floor 11 of the equipment module 1C is joined to the member 35 by on-site welding 29.
[0050]
FIG. 7 is a vertical sectional view showing one embodiment of a joint structure between a steel plate concrete structure wall and a steel floor in the embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 7, the outer wall 7 has a steel plate concrete structure including a surface steel plate 31 and concrete 22, and the floor 11 has a steel connection structure including a steel plate 23, a girder 24, and a stiffener 25. A member 35 forming a part of a steel floor frame of the equipment module 1C is attached to the surface steel plate 31 to which the stud 32 of the outer wall 7 of the structure is attached, and the steel floor 11 of the equipment module 1C is attached to this member 35. Are joined together by on-site welding 29.
[0051]
In the structure inside the steel plate concrete wall, the stiffener 30 and the plate 36 (diaphragm) for securing the joint rigidity are installed in order to sufficiently transmit the load transmitted from the floor to the wall.
[0052]
In the above description of the embodiment, the reactor building is described as an example of the building of the nuclear power plant, but the present invention is not limited to this, and the nuclear building such as a turbine building or a radiation waste treatment building is not limited to this. The present invention can be applied to other buildings of the power plant.
[0053]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, at a building construction site, a building skeleton is constructed with a reinforced concrete structure or a steel plate concrete structure, is made of steel, and devices are integrally attached and modularized to form a part of the building skeleton. Since the constituent equipment modules are joined to the building frame, concrete placement work and equipment work can be performed in parallel, reducing the amount of on-site work and shortening the construction period, reducing temporary structures and construction costs. Can be achieved.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are views showing a reactor building according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a vertical sectional view, and FIG. 1B is a sectional view taken along a line BB in FIG. Horizontal sectional view seen.
FIG. 2 is a view showing a more specific configuration of a reactor building according to an embodiment of the present invention, wherein (A) is a vertical sectional view, (B) is a horizontal sectional view, and (A) is (B). The front view cut | disconnected along the AA line, and seen in the arrow direction.
3A and 3B are diagrams showing another example of the reactor building according to the embodiment of the present invention, wherein FIG. 3A is a vertical sectional view and FIG. 3B is a horizontal sectional view.
4A and 4B are diagrams showing another example of the reactor building according to the embodiment of the present invention, wherein FIG. 4A is a vertical sectional view, FIG. 4B is a horizontal sectional view, and FIG. The front view cut | disconnected along the -A line and seen in the arrow direction.
5A and 5B are diagrams showing another example of the reactor building according to the embodiment of the present invention, wherein FIG. 5A is a vertical sectional view, FIG. 5B is a horizontal sectional view, and FIG. The front view cut | disconnected along the -A line and seen in the arrow direction.
FIG. 6 is a vertical sectional view showing another example of the reactor building according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a vertical sectional view showing another example of the reactor building according to the embodiment of the present invention.
8A and 8B are views showing a structure of a conventional reactor building, wherein FIG. 8A is a vertical sectional view, and FIG. 8B is an enlarged view of a part X in FIG. 8A.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Reactor building, 1A ... Building lower part, 1B ... Building upper part, 1C, 9A-9D ... Equipment module, 2 ... Building foundation mat, 3 ... Containment vessel, 4 ... Ground level, 5 ... Joint part, 6 ... Horizontal dividing line, 7 outer wall, 8 plane dividing line, 10 partition wall, 11 floor, 12 pillar, 13 pump, 14 tank, 15 heat exchanger, 16 piping, 17 air conditioning duct, 18 ... Cable tray, 19 ... Internal area, 20 ... Vertical dividing line, 21 ... Reinforcing bar, 22 ... Concrete, 23 ... Steel plate, 26 ... Steel member, 27 ... Base plate, 29 ... Welded part, 31 ... Steel plate, 32 ... Stud .
