(57)【要約】【課題】炉心溶融物冷却装置を提供する。【解決手段】本発明の一実施例による炉心溶融物冷却装置１００は、原子炉炉心１１２が含まれている原子炉容器１１０の下部に位置し、内部に冷却物質を含む２以上の冷却物質収容体１２０、２以上の冷却物質収容体１２０の下部に位置し、２以上の第１貫通ホール１３２が備えられている第１スクリーン１３０、そして第１スクリーン１３０の下部に位置し、２以上の第２貫通ホール１４２が備えられている第２スクリーン１４０を含み、２以上の第１貫通ホール１３２の平均の大きさが２以上の第２貫通ホール１４２の平均の大きさよりも大きい。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉炉心が含まれている原子炉容器の下部に位置し、内部に冷却物質を含む２以上の冷却物質収容体、
前記２以上の冷却物質収容体の下部に位置し、２以上の第１貫通ホールが備えられている第１スクリーン、そして
前記第１スクリーンの下部に位置し、２以上の第２貫通ホールが備えられている第２スクリーン
を含み、
前記２以上の第１貫通ホールの平均の大きさが前記２以上の第２貫通ホールの平均の大きさよりも大きい
炉心溶融物冷却装置。
【請求項２】
前記第２スクリーンの下部に位置し、２以上の第３貫通ホールが備えられている第３スクリーンを含み、
前記２以上の第２貫通ホールの平均の大きさが前記２以上の第３貫通ホールの平均の大きさよりも大きい、請求項１に記載の炉心溶融物冷却装置。
【請求項３】
前記２以上の第１貫通ホールのうちの任意の二つの大きさが互いに異なるか、前記２以上の第２貫通ホールのうちの任意の二つの大きさが互いに異なるか、前記２以上の第３貫通ホールのうちの任意の二つの大きさが互いに異なる、請求項２に記載の炉心溶融物冷却装置。
【請求項４】
前記第１スクリーンの中心から外郭に向かうに従って前記第１貫通ホールの大きさが大きくなるか、前記第２スクリーンの中心から外郭に向かうに従って前記第２貫通ホールの大きさが大きくなるか、前記第３スクリーンの中心から外郭に向かうに従って前記第３貫通ホールの大きさが大きくなる、請求項３に記載の炉心溶融物冷却装置。
【請求項５】
前記第１貫通ホールの最大の大きさが前記冷却物質収容体の最小の大きさよりも小さい、請求項３に記載の炉心溶融物冷却装置。
【請求項６】
前記第１貫通ホールの最大の大きさは１０ｃｍ未満である、請求項５に記載の炉心溶融物冷却装置。
【請求項７】
前記第１貫通ホールの断面、前記第２貫通ホールの断面、そして前記第３貫通ホールの断面のそれぞれは、多角形または楕円模様を有する、請求項２に記載の炉心溶融物冷却装置。
【請求項８】
前記第２スクリーンにおける、前記原子炉容器に対向する断面の面積が、前記第１スクリーンにおける、前記原子炉容器に対向する断面の面積よりも大きく、前記第３スクリーンにおける、前記原子炉容器に対向する断面の面積が、前記第２スクリーンにおける、前記原子炉容器に対向する断面の面積よりも大きい、請求項２に記載の炉心溶融物冷却装置。
【請求項９】
前記第１スクリーン、前記第２スクリーン、そして前記第３スクリーンのそれぞれは、水平面に平行であるか、または少なくとも一部が前記水平面に対して傾斜した形態を有する、請求項２に記載の炉心溶融物冷却装置。
【請求項１０】
前記第１スクリーンは、少なくとも一側に位置する第１側面スクリーンおよび前記第１側面スクリーンに位置する第１側面貫通ホールをさらに含み、
前記第２スクリーンは、少なくとも一側に位置する第２側面スクリーンおよび前記第２側面スクリーンに位置する第２側面貫通ホールをさらに含み、
前記第３スクリーンは、少なくとも一側に位置する第３側面スクリーンおよび前記第３側面スクリーンに位置する第３側面貫通ホールをさらに含む
請求項２に記載の炉心溶融物冷却装置。
【請求項１１】
隣接する前記２以上の冷却物質収容体を連結する収容体連結構造をさらに含む、請求項１に記載の炉心溶融物冷却装置。
【請求項１２】
前記第３スクリーンの下部に位置し、冷却水槽から冷却水が流入される２以上の冷却水流入路が備えられている炉心溶融物支え構造をさらに含む、請求項２に記載の炉心溶融物冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
炉心溶融物冷却装置が提供される。
【背景技術】
【０００２】
原子炉システムは、発熱体である炉心の熱を活用して蒸気を発生させ、蒸気のエネルギーを利用して電気を発生させるシステムである。原子炉は、非常に高い高熱環境で作動し、原子炉で使用される核燃料棒などの構成要素は強い放射能を帯びた物質であり、原子炉に問題が発生した時に迅速に対処することができない場合、周辺環境に莫大な被害を発生させる虞がある。
【０００３】
このような被害を防止するために、原子炉に事故が発生して冷却材が損失されるなどの問題が発生した時、原子炉炉心で発生する熱を冷却するための多様な安全システムが備えられ得る。例えば、損失された冷却材を補充する形態の安全システム、または原子炉で発生した熱を吸収してヒートシンクに放出して冷却を図る形態の安全システムがある。
【０００４】
しかし、原子炉炉心で発生する熱により原子炉容器が溶けて損傷する重大な事故が発生する場合、前述した安全システムに加えて原子炉炉心溶融物を冷却するための冷却装置が必要である。
【０００５】
特開第２０１７−１８７３７０号公報（特許文献１）には、炉心溶融事故に備えて内部に水などの流体が封入されている複数の塊体を含む原子炉格納容器が開示されており、韓国登録特許第１５４６３１７号公報（特許文献２）には、炉心溶融物が多孔性構造として固まるようにする炉心溶融物多孔性物質化機構が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１７−１８７３７０号公報
【特許文献２】韓国登録特許第１５４６３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の一実施例による炉心溶融物冷却装置は、重大事故の発生時、安定的かつ効率的に炉心溶融物を冷却させるためのものである。
【０００８】
本発明の一実施例による炉心溶融物冷却装置は、炉心溶融物の冷却速度および冷却効率を向上させるためのものである。
【０００９】
本発明の一実施例による炉心溶融物冷却装置は、炉心溶融物が塊になることを防止し、炉心溶融物を広範囲に分散させるためのものである。
【００１０】
本発明の一実施例による炉心溶融物冷却装置は、既存の原子炉設備に適用可能であり、費用を節減させ、空間を節約するためのものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一実施例による炉心溶融物冷却装置は、原子炉炉心が含まれている原子炉容器の下部に位置し、内部に冷却物質を含む２以上の冷却物質収容体、２以上の冷却物質収容体の下部に位置し、２以上の第１貫通ホールが備えられている第１スクリーン、そして第１スクリーンの下部に位置し、２以上の第２貫通ホールが備えられている第２スクリーンを含み、２以上の第１貫通ホールの平均の大きさが２以上の第２貫通ホールの平均の大きさよりも大きい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一実施例による炉心溶融物冷却装置は、重大事故の発生時、安定的かつ効率的に炉心溶融物を冷却させることができ、炉心溶融物の冷却速度および冷却効率を向上させることができ、炉心溶融物が塊になることを防止することができ、炉心溶融物を広範囲に分散させることができ、既存の原子炉設備に適用可能であり、費用を節減させ、空間を節約することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】一般的なループタイプ（ｌｏｏｐ  ｔｙｐｅ）の原子炉システムを概略的に示す図面である。
【図１Ｂ】一般的な一体型原子炉システムを概略的に示す図面である。
【図２】原子炉炉心溶融事故の進行段階を示す図面である。
【図３】実施例による炉心溶融物冷却装置の断面を示す図面である。
【図４Ａ】図３の炉心溶融物冷却装置の作動方式を示す図面である。
【図４Ｂ】図３の炉心溶融物冷却装置の作動方式を示す図面である。
【図５】実施例による炉心溶融物冷却装置の断面を示す図面である。
【図６】実施例による冷却物質収容体の例示を示す図面である。
【図７】実施例による冷却物質収容体と収容体連結構造の例示を示す図面である。
【図８】実施例による第１スクリーンの例示を示す図面である。
【図９】実施例による第１スクリーン、第２スクリーンおよび第３スクリーンの例示を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
添付した図面を参照して本発明の実施例について本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳細に説明する。本発明は、多様な異なる形態に実現することができ、ここで説明する実施例に限定されない。図面において、本発明を明確に説明するために、説明上不必要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似する構成要素については同一の図面符号が使用された。また広く知られている公知技術の場合、その具体的な説明は省略する。
【００１５】
図面において、複数の層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上」にあるという時、これは他の部分の「直上」にある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。一方、ある部分が他の部分の「直上」にあるという時には、中間にまた他の部分がないことを意味する。反対に、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「下」にあるという時、これは他の部分「直下」にある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。一方、ある部分が他の部分の「直下」にあるという時には、中間にまた他の部分がないことを意味する。
【００１６】
明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」という時、これは特に反対になる記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
【００１７】
実施例による炉心溶融物冷却装置は、原子炉で炉心が溶融して原子炉外部に炉心溶融物が漏れ出る重大事故が発生する場合、炉心溶融物を効果的に分散および冷却させて重大事故の進行を防止する装置である。
【００１８】
図１Ａは、一般的なループタイプ（ｌｏｏｐ  ｔｙｐｅ）の原子炉システムを概略的に示す図面であり、図１Ｂは、一般的な一体型原子炉システムを概略的に示す図面である。
【００１９】
図１Ａおよび図１Ｂを参照すると、原子炉システム１０は、炉心１１２が含まれている原子炉容器１１０、加圧機２２、３２、蒸気管２３、３３、蒸気発生器２４、３４、給水管２５、３５、冷却材循環ポンプ２６、３６などを含む。
【００２０】
原子炉システム１０の概略的な作動方式を説明する。まず、原子炉容器１１０内に含まれている炉心１１２の核燃料が核分裂することによって非常に大きい熱エネルギーが発生し、発生した熱エネルギーが熱交換媒体である冷却材循環ポンプ２６、３６により循環する冷却材（例えば、水）を通じて蒸気発生器２４、３４に伝達される。次いで、蒸気発生器２４、３４内の水が相変化されて高温／高圧の蒸気が生成される。生成された高温／高圧の蒸気は、蒸気管２３、３３を通じてタービン（図示せず）に供給されてタービンが回転し、タービンと連結されている発電機（図示せず）も共に回転することによって発電が行われ得る。タービンが回転されながらエネルギーを喪失した蒸気は、再び相変化を起こして水になり、水は給水管２５、３５を通じて再び蒸気発生器２４、３４に供給される。加圧機２２、３２はシステムの圧力を緩衝することができる。
【００２１】
このような原子炉システム１０で原子炉容器１１０が損傷したり、冷却材循環が行われないなど冷却に問題が発生する場合、炉心１１２で発生する熱により原子炉容器１１０が溶けて損傷する重大な事故が発生する虞がある。
【００２２】
図２は、原子炉炉心溶融事故の進行段階を示す図面である。
【００２３】
図２の（ａ）乃至（ｃ）を参照すると、炉心１１２が収容される原子炉容器１１０に損傷が発生すると、原子炉容器１１０内に含まれていた冷却材が蒸発されて損傷部分に漏れ出ることがある。これによって、炉心１１２で発生する過度な熱が冷却されないため、温度が炉心１１２自体の融点を越えるようになると、炉心１１２の溶融が進行されて炉心溶融物１１４が生成されることがある。炉心溶融物１１４は非常に高い温度を有するため、原子炉容器１１０が溶融することがあり、炉心溶融物１１４が原子炉容器１１０下部を貫通して流れ出ることがある。
【００２４】
このような事故は、非常に重大事故に該当するものであり、一般的な原子炉システム１０には、炉心溶融物１１４が原子炉容器１１０外部に漏れ出る段階まで進行される以前に炉心１１２の反応を中断させ、冷却材を迅速に補充させて炉心１１２の温度を低めるようにする形態の安全システムが備えられているが、場合によって炉心溶融物１１４の漏出を防止しにくいことがある。炉心溶融物１１４が漏れ出る場合、炉心溶融物１１４が最大限迅速に冷却されることが重要である。
【００２５】
実施例による炉心溶融物冷却装置は、炉心溶融物１１４を最大限迅速に冷却させるための装置である。
【００２６】
図３は、実施例による炉心溶融物冷却装置の断面を示す図面であり、図４Ａおよび図４Ｂは、図３の炉心溶融物冷却装置の作動方式を示す図面である。また図５は、他の実施例による炉心溶融物冷却装置の断面を示す図面である。図６は、実施例による冷却物質収容体の例示を示す図面であり、図７は、実施例による冷却物質収容体と収容体連結構造の例示を示す図面であり、図８は、実施例による炉心溶融物冷却装置の第１スクリーンの例示を示す図面であり、図９は、実施例による炉心溶融物冷却装置の第１スクリーン、第２スクリーンおよび第３スクリーンの例示を示す図面である。
【００２７】
炉心溶融物冷却装置１００は、原子炉炉心１１２が含まれている原子炉容器１１０の下部に位置し、内部に冷却物質を含む２以上の冷却物質収容体１２０、２以上の冷却物質収容体１２０の下部に位置し、２以上の第１貫通ホール１３２が備えられている第１スクリーン１３０、そして第１スクリーン１３０の下部に位置し、２以上の第２貫通ホール１４２が備えられている第２スクリーン１４０を含む。また、炉心溶融物冷却装置１００は、第２スクリーン１４０の下部に位置し、２以上の第３貫通ホール１５２が備えられている第３スクリーン１５０を含むことができる。
【００２８】
図３乃至図５には、説明の便宜のために、炉心溶融物冷却装置１００が三つのスクリーン１３０、１４０、１５０を含む場合が図示されているが、実施例による炉心溶融物冷却装置１００は、二つのスクリーンを含むこともでき、四つ以上のスクリーンを含むこともできる。
【００２９】
炉心溶融物冷却装置１００は、基本的に炉心溶融物支え構造１６０内に含まれ、炉心溶融物支え構造１６０は、冷却水１７２を含む冷却水槽１７０内に位置し、必要に応じて冷却水１７２が炉心溶融物支え構造１６０に流入されてもよい。
【００３０】
冷却物質収容体１２０は、外壁１２２および内部の冷却物質を含む。冷却物質は、水などの冷却流体１２４を含むことができ（図６の（ａ）参照）、ホウ素（Ｂｏｒｏｎ）１２６および非凝縮ガス１２８を含むこともできる（図６の（ｂ）参照）。また、図示されていないが、冷却物質は、冷却流体１２４および非凝縮ガス１２８を含むこともできる。
【００３１】
炉心溶融物１１４が原子炉容器１１０外部に漏れ出て冷却物質収容体１２０と接触するようになると、冷却物質が膨張爆発しながら炉心溶融物１１４が粉砕および破片化されて炉心溶融物破片１１６が形成される。
【００３２】
冷却物質がホウ素１２６および非凝縮ガス１２８を含む場合、ホウ素１２６により核物質を含む炉心溶融物１１４の連鎖反応（ｃｈａｉｎ  ｒｅａｃｔｉｏｎ）が防止され、非凝縮ガス１２８により爆発力が加重されて炉心溶融物１１４が効率的に粉砕され、炉心溶融物破片１１６が広い範囲に分散され得る。ここで、非凝縮ガス１２８は、窒素（Ｎ２）ガスまたは不活性ガスを含むことができるが、これに制限されない。
【００３３】
冷却物質が冷却流体１２４および非凝縮ガス１２８を含む場合にも、非凝縮ガス１２８により爆発力が増加することができ、これによって炉心溶融物１１４が効率的に粉砕され得る。
【００３４】
冷却物質収容体１２０の外壁１２２は、金属または非金属材質などを含むことができ、熱伝達により内部の冷却物質が膨張する時、破裂可能な程度の範囲内で多様な厚さと強度を有することができる。
【００３５】
冷却物質収容体１２０は、断面が楕円または多角形模様を有することができ、多様な大きさを有することができ、無作為に配列されることもでき、予め設計された形態に配置されることもできる。例えば、冷却物質収容体１２０は、球形または正六面体などの形状を有することができ、２層以上の多層構造に配置されることもできるが、これに制限されない。
【００３６】
互いに隣接する冷却物質収容体１２０は、収容体連結構造１２９により互いに連結されてもよい。収容体連結構造１２９により、同一の層に位置する隣接した冷却物質収容体１２０が互いに連結されることもでき（図７の（ａ）参照）、異なる層に位置する隣接した冷却物質収容体１２０が互いに連結されることもできる（図７の（ｂ）参照）。
【００３７】
炉心溶融物１１４の比重は冷却物質収容体１２０の比重に比べて非常に大きい。これによって、炉心溶融物１１４が原子炉容器１１０外部に漏れ出て冷却物質収容体１２０と接触するようになると、冷却物質収容体１２０が急激に浮上（上昇）することがある。したがって、漏れ出た炉心溶融物１１４の粉砕が効果的に行われないことがある。
【００３８】
収容体連結構造１２９により冷却物質収容体１２０が急激に浮上する現像が最小化され得、これによって漏れ出た炉心溶融物１１４の破片化が効果的に行われ得る。
【００３９】
収容体連結構造１２９は、例えば、冷却物質収容体１２０の外壁１２２と同一の物質を含むことができるが、これに制限されず、多様な物質を含むことができる。また、収容体連結構造１２９は、必要に応じて多様な長さ、直径または厚さを有することができる。
【００４０】
炉心溶融物破片１１６は、第１スクリーン１３０、第２スクリーン１４０、第３スクリーン１５０、そして炉心溶融物支え構造１６０の下面上に広範囲かつ均一に分散され得、冷却水槽１７０から流入した冷却水１７２により冷却され得る。
【００４１】
炉心溶融物１１４は、その重量と粘性により塊になっていることがあるが、実施例による炉心溶融物冷却装置１００が適用されると、冷却物質収容体１２０および２以上のスクリーン１３０、１４０、１５０を通じて炉心溶融物１１４が粉砕され、炉心溶融物破片１１６が広範囲に分散されて塊になる現像が最小化され得る。また、炉心溶融物１１４が粉砕されて表面積が大きく拡大することによって冷却速度および冷却効率が向上することができる。
【００４２】
冷却物質収容体１２０により破片化された炉心溶融物破片１１６をより広範囲に分散させるために、冷却物質収容体１２０の下部には２以上のスクリーン１３０、１４０、１５０が位置してもよい。スクリーン１３０、１４０、１５０は、それぞれ２以上の貫通ホール１３２、１４２、１５２を含み、上部（上）から下部（下）に下がるほど貫通ホール１３２、１４２、１５２の平均の大きさが小さくなるように設計されてもよい。
【００４３】
本明細書において、貫通ホール１３２、１４２、１５２の大きさとは１つの貫通ホールの大きさを意味し、大きさは、例えば、貫通ホールの直径、貫通ホールの両端間の距離などを意味し得る。
【００４４】
例えば、冷却物質収容体１２０の下部には、上部から下部に第１スクリーン１３０、第２スクリーン１４０、第３スクリーン１５０が順次に位置し、２以上の第１貫通ホール１３２の平均の大きさが２以上の第２貫通ホール１４２の平均の大きさよりも大きく形成されてもよく、２以上の第２貫通ホール１４２の平均の大きさが２以上の第３貫通ホール１５２の平均の大きさよりも大きく形成されてもよい。
【００４５】
炉心溶融物破片１１６が第１スクリーン１３０の第１貫通ホール１３２の大きさよりも小さくなる場合、炉心溶融物破片１１６が第１スクリーン１３０を通過することがある。また、第２スクリーン１４０の第２貫通ホール１４２よりも炉心溶融物破片１１６の大きさが大きい場合には、炉心溶融物破片１１６が第２スクリーン１４０上に位置することもある。また、第２スクリーン１４０の第２貫通ホール１４２よりも炉心溶融物破片１１６の大きさが小さい場合には、炉心溶融物破片１１６が第２貫通ホール１４２を通過することもある。同様に、第２貫通ホール１４２を通過した炉心溶融物破片１１６が第３スクリーン１５０上の第３貫通ホール１５２を通過することもあり、通過できないこともある（図４Ｂ参照）。これに対応して、第１スクリーン１３０上に位置する炉心溶融物破片１１６の平均の大きさが第２スクリーン１４０上に位置する炉心溶融物破片１１６の平均の大きさよりも大きいこともあり、第２スクリーン１４０上に位置する炉心溶融物破片１１６の平均の大きさが第３スクリーン１５０上に位置する炉心溶融物破片１１６の平均の大きさよりも大きいこともある。
【００４６】
整理すると、冷却物質収容体１２０の爆発により粉砕された炉心溶融物破片１１６は、第１スクリーン１３０上に位置することもでき、第２スクリーン１４０上に位置することもでき、第３スクリーン１５０上に位置することもでき、炉心溶融物支え構造１６０の内面上に位置することもできる。したがって、炉心溶融物１１４が炉心溶融物破片１１６に破片化され、第１スクリーン１３０、第２スクリーン１４０および第３スクリーン１５０を通じて広範囲に分散され得る。これによって、冷却水１７２が冷却水流入路１６２を通じて炉心溶融物支え構造１６０に供給されると、炉心溶融物破片１１６と冷却水の接触面積が非常に大きいため、炉心溶融物１１４の冷却速度および冷却効率がより向上することができる。
【００４７】
第１貫通ホール１３２の最大の大きさは、冷却物質収容体１２０の最小の大きさよりも小さく形成されてもよく、これによって、冷却物質収容体１２０が第１スクリーン上に安定的に位置することができる。ここで、第１貫通ホール１３２の最大の大きさは、第１スクリーン１３０に含まれた２つ以上の第１貫通ホール１３２のうち、１つの第１貫通ホール１３２の最大の大きさを意味する。例えば、第１貫通ホール１３２の最大の大きさは約１０ｃｍ未満であってもよい。
【００４８】
２以上の第１貫通ホール１３２は、互いに同一の大きさを有することができ、２以上の第２貫通ホール１４２は、互いに同一の大きさを有することができ、２以上の第３貫通ホール１５２は、互いに同一の大きさを有することができる（図８の（ａ）参照）。
【００４９】
第１貫通ホール１３２、第２貫通ホール１４２および第３貫通ホール１５２は、多様な大きさを有することもできる。
【００５０】
例えば、２以上の第１貫通ホール１３２のうちの任意の二つの大きさが互いに異なっていてもよく、２以上の第２貫通ホール１４２のうちの任意の二つの大きさが互いに異なっていてもよく、２以上の第３貫通ホール１５２のうちの任意の二つの大きさが互いに異なっていてもよい。
【００５１】
他の例を挙げると、第１スクリーン１３０の中心から外郭に向かうに従って第１貫通ホール１３２の大きさが大きくなるか（図８の（ｂ）参照）、第２スクリーン１４０の中心から外郭に向かうに従って第２貫通ホール１４２の大きさが大きくなるか、第３スクリーンの中心から外郭に向かうに従って第３貫通ホール１５２の大きさが大きくなってもよい。図８には第１スクリーン１３０だけが図示されているが、説明の便宜のためのものであり、第２貫通ホール１４２および第３貫通ホール１５２は多様な大きさを有することができる。
【００５２】
例えば、炉心溶融物１１４が冷却物質収容体１２０の膨張爆発により粉砕されると、質量慣性によって、より重くて大きい粒子がより長い距離を移動する傾向があるため、スクリーン１３０、１４０、１５０の貫通ホール１３２、１４２、１５２の大きさがスクリーン１３０、１４０、１５０の中心から外郭に行くに従って次第に大きくなってもよく、これによって炉心溶融物破片１１６がより広範囲かつ均一に分散され得る。
【００５３】
第１貫通ホール１３２、第２貫通ホール１４２および第３貫通ホール１５２は多様な断面模様を有することができる。例えば、第１貫通ホール１３２の断面、第２貫通ホール１４２の断面、そして第３貫通ホール１５２の断面のそれぞれは、多角形または楕円模様を有するように設計されてもよい。
【００５４】
実施例による炉心溶融物冷却装置１００の第１スクリーン１３０、第２スクリーン１４０および第３スクリーン１５０のそれぞれは、水平面に平行でもよく、少なくとも一部が水平面に対して傾斜した形態を有してもよい。図３乃至図４Ｂの炉心溶融物冷却装置１００は、スクリーン１３０、１４０、１５０が水平面に平行な場合を示し、図５の炉心溶融物冷却装置１００は、スクリーン１３０、１４０、１５０が水平面に対して傾斜した形態（山形態）を有する場合を図示している。ただし、実施例による炉心溶融物冷却装置１００は図示された形態に制限されず、炉心溶融物１１４を分散させるのに有利ないかなる形態でも有することができる。ここで、水平面は図３乃至図５の第１方向に平行であり、かつ第２方向に垂直な面を意味する。
【００５５】
図５には、第１スクリーン１３０、第２スクリーン１４０および第３スクリーン１５０の全てが同一の傾斜形態を有する場合が図示されているが、第１スクリーン１３０は水平面に平行であり、第２スクリーン１４０および第３スクリーン１５０は水平面に対して傾斜した形態を有することもでき、スクリーン１３０、１４０、１５０のそれぞれで一部の部分だけが傾斜した形態を有することもできる。
【００５６】
第１スクリーン１３０の全体的な大きさまたは面積、第２スクリーン１４０の全体的な大きさまたは面積、そして第３スクリーン１５０の全体的な大きさまたは面積は、互いに異なっていてもよい。
【００５７】
例えば、第２スクリーン１４０における、原子炉容器１１０に対向する断面（図３および図５の第２方向に垂直な断面）の面積が、第１スクリーン１３０における、原子炉容器１１０に対向する断面（図３および図５の第２方向に垂直な断面）の面積よりも大きく、第３スクリーン１５０における、原子炉容器１１０に対向する断面（図３および図５の第２方向に垂直な断面）の面積が、第２スクリーン１４０における、原子炉容器１１０に対向する断面の面積よりも大きく形成されてもよい。
【００５８】
この場合、炉心溶融物破片１１６が下降するほど広い大きさまたは面積を有するスクリーン１３０、１４０、１５０が配置されるため、炉心溶融物破片１１６がより安定的に分散され得る。
【００５９】
図９を参照すると、第１スクリーン１３０は、少なくとも一側に位置する第１側面スクリーン１３４および第１側面スクリーン１３４に位置する第１側面貫通ホール１３６をさらに含むことができる。また、第２スクリーン１４０は、少なくとも一側に位置する第２側面スクリーン１４４および第２側面スクリーン１４４に位置する第２側面貫通ホール１４６をさらに含むことができる。また、第３スクリーン１５０は、少なくとも一側に位置する第３側面スクリーン１５４および第３側面スクリーン１５４に位置する第３側面貫通ホール１５６をさらに含むことができる。
【００６０】
例えば、第１スクリーン１３０の全ての周縁部分に第１側面スクリーン１３４が位置することができ、第２スクリーン１４０の全ての周縁部分に第２側面スクリーン１４４が位置することができ、第３スクリーン１５０の全ての周縁部分に第３側面スクリーン１５４が位置することができる。このような場合、第１スクリーン１３０、第２スクリーン１４０および第３スクリーン１５０は全体的にかご形態を有することができる。
【００６１】
側面スクリーン１３４、１４４、１５４が存在する場合、炉心溶融物破片１１６が側面スクリーン１３４、１４４、１５４上にも位置することができるため、炉心溶融物破片１１６がより広範囲に分散され得、炉心溶融物破片１１６と冷却水１７２の接触面積がより広くなり得、炉心溶融物１１４の冷却速度および冷却効率がより向上することができる。
【００６２】
側面スクリーン１３４、１４４、１５４が存在する場合にも、図９に示されているように、第１スクリーン１３０の全体の大きさに比べて第２スクリーン１４０の全体の大きさがより大きく形成されてもよく、第２スクリーン１４０の全体の大きさに比べて第３スクリーン１５０の全体の大きさがより大きく形成されてもよい。
【００６３】
第１スクリーン１３０、第２スクリーン１４０および第３スクリーン１５０は、炉心１１２の溶融温度である約２０００℃よりも溶融温度が高い金属または合金物質を含むことができる。例えば、第１スクリーン１３０、第２スクリーン１４０および第３スクリーン１５０は、タングステン系の物質を含むことができる。
【００６４】
実施例による炉心溶融物冷却装置１００は、冷却物質収容体１２０および２以上のスクリーン１３０、１４０、１５０から構成されて既存の原子炉設備にそのまま適用が可能である。したがって、費用が節減され、追加的な空間を確保する必要がないため空間節約的であり、既存の原子炉設備に簡単に適用して炉心溶融物が漏れ出る重大事故に備えることができる。
【００６５】
以上で本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形および改良形態も本発明の権利範囲に属する。
【符号の説明】
【００６６】
１０：原子炉システム
２２、３２：加圧機
２３、３３：蒸気管
２４、３４：蒸気発生器
２５、３５：給水管
２６、３６：冷却材循環ポンプ
１１０：原子炉容器
１１２：炉心
１１４：炉心溶融物
１２０：冷却物質収容体
１２２：外壁
１２４：冷却流体
１２６：ホウ素
１２８：非凝縮ガス
１３０：第１スクリーン
１３２：第１貫通ホール
１４０：第２スクリーン
１４２：第２貫通ホール
１５０：第３スクリーン
１５２：第３貫通ホール
１６０：炉心溶融物支え構造
１６２：冷却水流入路
１７０：冷却水槽
１７２：冷却水
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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