(57)【要約】【課題】炉心溶融のような過酷事故時に、炉心溶融物によるコンクリート層の侵食を抑制して、健全性を確保でき、既設の原子炉格納容器に適用することができる原子炉格納容器及びその施工方法を提供する。【解決手段】原子炉圧力容器４と、原子炉圧力容器４を支持するように基礎部２ａ上に設置されたペデスタル５と、ペデスタル５内部の基礎部２ａ上に設けられ、骨材として石灰岩を用いたコンクリートを含んだ下部側の第１のコンクリート層２２と，熱分解された時のガスの発生量が石灰岩より少ない骨材を用いたコンクリートを含んだ上部側の第２のコンクリート層２３とを有するコンクリート層６とを備えた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉圧力容器と、
前記原子炉圧力容器を支持するように基礎部上に設置されたペデスタルと、
前記ペデスタル内部の前記基礎部上に設けられ、骨材として石灰岩を用いたコンクリートを含んだ下部側の第１のコンクリート層と，熱分解された時のガスの発生量が石灰岩より少ない骨材を用いたコンクリートを含んだ上部側の第２のコンクリート層とを有するコンクリート層とを備えたことを特徴とする原子炉格納容器。
【請求項２】
請求項１に記載の原子炉格納容器において、
前記第２のコンクリート層は、骨材として玄武岩を用いたコンクリートで形成したことを特徴とする原子炉格納容器。
【請求項３】
請求項２に記載の原子炉格納容器において、
前記第１のコンクリート層と前記第２のコンクリート層との間に、温度検出器を設置したことを特徴とする原子炉格納容器。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の原子炉格納容器において、
前記第１のコンクリート層は、少なくとも中央部に配置され、骨材として石灰岩を用いたコンクリートで形成された第１のコンクリート部と、前記第１のコンクリート部の周囲に配置され、骨材として玄武岩を用いたコンクリートで形成された第２のコンクリート部とで構成されたことを特徴とする原子炉格納容器。
【請求項５】
請求項２又は３に記載の原子炉格納容器において、
前記コンクリート層は、前記第１のコンクリート層の下側に、熱分解された時のガスの発生量が石灰岩より少ない骨材を用いたコンクリートで形成された第３のコンクリート層を更に有することを特徴とする原子炉格納容器。
【請求項６】
請求項２又は３に記載の原子炉格納容器において、
内部のガス成分の濃度を計測するガス組成分析センサを更に備えたことを特徴とする原子炉格納容器。
【請求項７】
請求項２又は３に記載の原子炉格納容器において、
事故時に外部水源から前記ペデスタル内部に冷却材を供給する冷却材供給部を更に備えたことを特徴とする原子炉格納容器。
【請求項８】
原子炉圧力容器を支持するペデスタル内の基礎部にコンクリートを打設する原子炉格納容器の施工方法であって、
前記ペデスタル内部の前記基礎部上に、骨材として石灰岩を用いたコンクリートを打設して、下部側の第１のコンクリート層を形成する工程と、
前記下部側の第１のコンクリート層上に、熱分解された時のガスの発生量が石灰岩より少ない骨材を用いたコンクリートを打設して、上部側の第２のコンクリート層を少なくとも形成する工程とを備えたことを特徴とする原子炉格納容器の施工方法。
【請求項９】
請求項８に記載の原子炉格納容器の施工方法において、
前記下部側の第１のコンクリート層の表面上に温度検出器を設置する工程と、
前記温度検出器を設置した前記下部側の第１のコンクリート層上に、前記上部側の第２のコンクリート層を形成する工程とを更に備えたことを特徴とする原子炉格納容器の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉格納容器及びその施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所の工学的安全設備の一つである原子炉格納容器は、原子炉で事故が万一発生した場合においても、放射能を閉じ込める機能が維持されることが求められている。
【０００３】
原子炉格納容器の内部に格納された原子炉圧力容器内の炉心が溶融するような過酷事故が万一発生した場合、炉心溶融物が原子炉圧力容器内から原子炉格納容器の基礎部のコンクリート上に落下する可能性がある。炉心溶融物がコンクリート上に落下すると、炉心溶融物がコンクリートを侵食して、原子炉格納容器の密封性を損ね、原子炉格納容器の健全性が損なわれる虞がある。また、炉心溶融物とコンクリートとが反応することにより、二酸化炭素や水素等の非凝縮性ガスが発生する。これらの非凝縮性ガスは、原子炉格納容器内の圧力を上昇させるので、耐圧限度を超えた場合には、原子炉格納容器の健全性を損なう虞がある。
【０００４】
このような過酷事故の対応策として、特許文献１乃至特許文献３に記載の技術が提案されている。
【０００５】
特許文献１に記載の技術は、原子炉圧力容器の下方に位置し、冷却水が流れる複数の冷却チャンネルをその内部に形成した鋼製本体部を有するコアキャッチャーを提供するものである。
【０００６】
また、特許文献２に記載の技術は、原子炉格納容器内に設置されたペデスタルの内壁，外壁下部，及びペデスタルの床と、原子炉格納容器内の床及びその内壁の下部とに耐熱材を布設するものである。
【０００７】
また、特許文献３に記載の技術は、原子炉圧力容器の下方に位置するペデスタルの領域を形成する壁面及び床面の構造物を、高融点で且つ高密度の材料から成る粗骨材を有するコンクリートにより形成するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２２５３５６号公報
【特許文献２】特開平５−５７９５号公報
【特許文献３】特開２００５−３３７７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記した特許文献１に記載の技術を、既設の原子炉格納容器に適用しようとすると、原子炉圧力容器の下側には、制御棒駆動機構及び計装配管が配置されているため、設置スペースが確保できない場合がある。
【００１０】
また、特許文献２に記載の技術は、設置スペースの少ない既設の原子炉格納容器に適用できるが、耐熱材として使用する耐熱タイルはブロック形状であるため、各耐熱材間の目地を耐熱性のある充填剤で塞ぐための追加作業が必要である。また、耐熱タイルの布設作業を機械化することはペデスタル内の空間が狭い等の理由により難しく、布設作業に時間やコストがかかるという問題がある。
【００１１】
また、特許文献３に記載の技術は、炉心溶融物がコンクリートを侵食した場合に、高融点で且つ高密度の材料から成る粗骨材を有するコンクリートを用いることにより、コンクリートと炉心溶融物の間に、熱絶縁性がよい固化クラスト（下部クラスト）を形成させてコンクリートの侵食を抑制するものである。具体的には、ＷやＴａ等の高融点かつ高比重の材料から成る骨材と、骨材よりも分解温度及び密度の低いコンクリートを混合して一体成形した構造材を原子炉格納容器底部に対応する部分に設けることで、コンクリートと炉心溶融物の境界に骨材成分と炉心溶融物の共融混合を形成させるものである。
【００１２】
このようにすると、粒子状コンクリート分解生成物が炉心溶融物上面に堆積して冷却水が炉心溶融物の上面に浸透することを妨げないと記載しているが、その現象が発生する可能性があるのは炉心溶融物の落下の少ない側壁近傍だけであり、炉心溶融物は主にペデスタル領域の中心に位置する原子炉圧力容器の底部から継続して落下するため、この技術は炉心溶融物の上部に形成される固化クラスト（上部クラスト）の形成を防ぐ十分な対応にはなっていない。
【００１３】
炉心溶融物は主に上面から冷却されるので、注水で炉心溶融物の上部が冷却されて熱絶縁性のよい固化クラストが形成されると、炉心溶融物の上面からの十分な冷却が阻害されて、下部クラストを形成させてもコンクリートの侵食が抑制できない虞がある。
【００１４】
本発明は、上記の問題点を解消するためになされたものであり、その目的は、炉心溶融のような過酷事故時に、炉心溶融物によるコンクリート層の侵食を抑制して、健全性を確保でき、既設の原子炉格納容器に適用することができる原子炉格納容器及びその施工方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。  
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、原子炉圧力容器と、前記原子炉圧力容器を支持するように基礎部上に設置されたペデスタルと、前記ペデスタル内部の前記基礎部上に設けられ、骨材として石灰岩を用いたコンクリートを含んだ下部側の第１のコンクリート層と，熱分解された時のガスの発生量が石灰岩より少ない骨材を用いたコンクリートを含んだ上部側の第２のコンクリート層とを有するコンクリート層とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、コンクリート層を、骨材として石灰岩を用いた下部側の第１のコンクリート層と，熱分解された時のガスの発生量が石灰岩より少ない骨材を用いた上部側の第２のコンクリート層とで形成したので、炉心溶融物がコンクリート層に落下するような事故が万一発生した場合においても、炉心溶融物によるコンクリート層の侵食を抑制して、原子炉格納容器の健全性を確保することができる。  
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の原子炉格納容器の第１の実施の形態を適用した改良型沸騰水型原子炉建屋の概略断面図である。
【図２】図１に示す本発明の原子炉格納容器の第１の実施の形態を構成するコンクリート層を示す拡大断面図である。
【図３】図２のIII−III矢視から本発明の原子炉格納容器の第１の実施の形態を構成するコンクリート層を見た平面図である。
【図４】本発明の原子炉格納容器の第１の実施の形態を構成するコンクリート層の炉心溶融物による侵食状態を示す説明図である。
【図５】本発明の原子炉格納容器の第１の実施の形態の変形例を構成するコンクリート層を示す拡大断面図である。
【図６】図５のVI−VI矢視から本発明の原子炉格納容器の第１の実施の形態の変形例を構成するコンクリート層を見た平面図である。
【図７】本発明の原子炉格納容器の第２の実施の形態を構成するコンクリート層を示す拡大断面図である。
【図８】図７のVIII−VIII矢視から本発明の原子炉格納容器の第２の実施の形態を構成するコンクリート層を見た平面図である。
【図９】本発明の原子炉格納容器の第３の実施の形態を構成するコンクリート層を示す拡大断面図である。
【図１０】本発明の原子炉格納容器の第３の実施の形態の変形例を構成するコンクリート層を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の原子炉格納容器及びその施工方法の実施の形態を図面を用いて説明する。  
図１乃至図３は本発明の原子炉格納容器の第１の実施の形態を示すもので、図１は本発明の原子炉格納容器の第１の実施の形態を適用した改良型沸騰水型原子炉建屋の概略断面図、図２は図１に示す本発明の原子炉格納容器の第１の実施の形態を構成するコンクリート層を示す拡大断面図、図３は図２のIII−III矢視から本発明の原子炉格納容器の第１の実施の形態を構成するコンクリート層を見た平面図である。
【００１９】
図１において、改良型沸騰水型原子炉（ＡＢＷＲ）の原子炉建屋１内には、原子炉格納容器２が設置されている。原子炉格納容器２は、この例では、鋼製ライナ３を内張りした鉄筋コンクリート製で構成されており、密封性及び耐圧性が確保されている。
【００２０】
原子炉格納容器２内には、炉心（図示せず）を内蔵した原子炉圧力容器４が格納されている。原子炉圧力容器４は、原子炉格納容器２の基礎部２ａ上に立設した略円筒状のペデスタル５によって支持されている。ペデスタル５には、点検時等に作業者がペデスタル５の内部へ立ち入ることができるように、開口部（図示せず）が設けられている。ペデスタル５内部の原子炉圧力容器４の下方には、ペデスタルキャビティ９が形成されている。
【００２１】
原子炉圧力容器４の下側には、制御棒を駆動する制御棒駆動機構７及び計装配管（図示せず）が配置されている。原子炉格納容器２の側壁２ｂとペデスタル５の間には、ダイヤフラムフロア８が架け渡されている。ダイヤフラムフロア８は、原子炉格納容器２の内部をドライウェル１０とウェットウェル１１とに分割している。
【００２２】
ドライウェル１０はダイヤフラムフロア８より上方の原子炉圧力容器４の周囲の空間である。ウェットウェル１１はダイヤフラムフロア８より下方のペデスタル５の周囲の空間である。ドライウェル１０とウェットウェル１１はベント管１３を介して連通されている。ベント管１３は、冷却材喪失事故等によりドライウェル１０に蒸気が流入した場合に、蒸気をドライウェル１０からウェットウェル１１へ導くものである。ウェットウェル１１へ導かれた蒸気はウェットウェル１１のサプレッションプール水１２で凝縮され、原子炉格納容器２内の圧力上昇が抑制される。
【００２３】
原子炉圧力容器４には、給水管１４が接続されており、通常運転時には、給水管１４を介してタービン建屋に設置された復水器（図示せず）の水が給水ポンプ（図示せず）から原子炉圧力容器４に供給される。給水管１４には、事故時に発電所外部の水源から冷却水を原子炉圧力容器４内に代替注入できるように、消防ホースと接続可能な接続プラグ１５が設けられている。
【００２４】
原子炉圧力容器４には、緊急炉心冷却系の配管１６が接続されている。配管１６は、事故時に原子炉圧力容器４内に冷却水を注入するためのものである。
【００２５】
原子炉格納容器２の上部には、原子炉格納容器スプレイ系のスプレイノズル１７が設置されている。スプレイノズル１７は事故時に原子炉格納容器２内に冷却水を噴霧するためのものであり、事故時に発生した蒸気は冷却水の噴霧により凝縮され、原子炉格納容器２内の圧力上昇が抑制される。
【００２６】
緊急炉心冷却系及び原子炉格納容器スプレイ系は、事故時に復水貯蔵タンク（図示せず）に貯蔵された復水やサプレッションプール水１２を水源とし、非常用ディーゼルポンプ（図示せず）により冷却水が給水される構造になっている。また、緊急炉心冷却系及び原子炉格納容器スプレイ系は、非常用ディーゼルポンプが作動しない場合においても、消防ホース等を用いて発電所外部の水源から冷却水を給水できる構造になっている。
【００２７】
接続プラグ１５が設けられた給水管１４、配管１６及びスプレイノズル１７は、炉心が溶融するような事故時に発電所外部の水源から冷却材をペデスタル５内部に供給する冷却材供給部として機能する。
【００２８】
原子炉格納容器２の側壁２ｂ及びペデスタル５の内壁には、ガス組成分析センサ１８が設置されている。ガス組成分析センサ１８は、原子炉格納容器２内のガス成分（例えば、水素、一酸化炭素、二酸化炭素等）の濃度を計測するものである。
【００２９】
ペデスタル５内部の原子炉格納容器２の基礎部２ａ上には、コンクリート層６が設けられている。コンクリート層６は、炉心が溶融する過酷事故が発生し、炉心溶融物１０１が原子炉圧力容器４からペデスタルキャビティ９内へ落下した場合に、炉心溶融物１０１を受け止めるものである。
【００３０】
次に、上述したコンクリート層６の詳細な構成を図２及び図３を用いて説明する。  
図２及び図３において、コンクリート層６は、下部側の第１のコンクリート層２２と、上部側の第２のコンクリート層２３とを有している。コンクリート層６は、内部に鉄筋２１が配筋されている。
【００３１】
下部側の第１のコンクリート層２２は、熱分解された時にガスの発生量が多い骨材（例えば、石灰岩）を用いたコンクリートで形成されている。石灰岩は、炭酸カルシウム(ＣａＣＯ３)を主成分とする堆積岩である。石灰岩は、高温の炉心溶融物１０１と接触すると、一酸化炭素や二酸化炭素等の非凝縮性ガスや水蒸気が多量に発生する。
【００３２】
上部側の第２のコンクリート層２３は、熱分解された時にガスの発生量が少ない骨材（例えば、玄武岩）を用いたコンクリートで形成されており、その厚さは３０ｃｍから６０ｃｍ程度である。玄武岩は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を約５０％含み、その他に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化鉄（ＦｅＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）等を含む火成岩である。玄武岩は、高温の炉心溶融物１０１と接触しても、非凝縮性ガスの発生量が少ない。
【００３３】
本実施の形態は、新設の原子炉格納容器に適用可能である共に、熱分解された時にガスの発生量が多い骨材（例えば、石灰岩）を用いたコンクリートで形成されたコンクリート層を備えた既設の原子炉格納容器に適用可能である。これらの場合における本実施の形態の施工方法について説明する。
【００３４】
新設の原子炉格納容器の場合には、原子炉格納容器２内にペデスタル５を設置した後、ペデスタル５の内部の原子炉格納容器２の基礎部２ａ上に鉄筋２１を配筋する。次に、石灰岩、セメント、砂、水を混合したコンクリートを、配筋した基礎部２ａ上に打設する。このコンクリートが硬化することにより、下部側の第１のコンクリート層２２が形成される。
【００３５】
その後、玄武岩、セメント、砂、水を混合したコンクリートを、下部側の第１のコンクリート層２２上に打設する。このコンクリートが硬化することにより、上部側の第２のコンクリート層２３が形成される。このようにして、コンクリート層６は、鉄筋２１を配筋した上下２層構造に形成される。
【００３６】
既設の原子炉格納容器の場合には、ペデスタル５の開口部（図示せず）から、コンクリート層６の施工に必要な機材をペデスタル５内へ搬入する。次に、既設のコンクリート層を下部側の第１のコンクリート層２２とし、下部側の第１のコンクリート層２２（既設のコンクリート層）上に鉄筋２１を配筋する。
【００３７】
その後、骨材として玄武岩を用いたコンクリートを下部側の第１のコンクリート層２２（既設のコンクリート層）上に打設する。このコンクリートが硬化することにより、上部側の第２のコンクリート層２３が形成される。このようにして、コンクリート層６は、既設のコンクリート層を下部側の第１のコンクリート層２２とし、鉄筋２１を配筋した上下２層構造に形成される。
【００３８】
次に、本発明の原子炉格納容器の第１の実施の形態の過酷事故時における作用について図１及び図４を用いて説明する。  
図４は本発明の原子炉格納容器の第１の実施の形態を構成するコンクリート層の炉心溶融物による侵食状態を示す説明図である。なお、図４において、図１乃至図３に示す符号と同符合のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
【００３９】
図１に示すように、過渡事象あるいは配管破断による冷却材喪失事故等を起因事象として、多重の安全装置の作動が設計時の想定以上に失敗した過酷事故が発生した場合、炉心（図示せず）が溶融して、液体、固体、又はそれらが混じり合った炉心溶融物１０１が原子炉圧力容器４の下部に設置された計装配管（図示せず）や制御棒駆動機構７を溶融してコンクリート層６に落下することが想定される。具体的には、津波等により直流電源が喪失し、さらに非常用ディーゼルポンプの起動も失敗して原子炉圧力容器４内に注水できないような場合である。
【００４０】
このような過酷事故が発生した場合、消火栓等の外部水源から消防ホース等によって給水管１４及び緊急炉心冷却系の配管１６に冷却水を供給する代替注入が行われる。この代替注入はアクシデントマネージメント（ＡＭ）として規定されている。
【００４１】
アクシデントマネージメントにより原子炉圧力容器４に代替注入された冷却水は、上部側の第２のコンクリート層２３上に拡がった炉心溶融物１０１を上面から冷却する。また、スプレイノズル１７からも外部水源からの冷却水が噴霧され、この冷却水の一部がペデスタルキャビティ９内に落下し、炉心溶融物１０１を上面から冷却する。
【００４２】
このとき、コンクリート層６の上部側の第２のコンクリート層２３は炉心溶融物１０１の熱により侵食されるが、上部側の第２のコンクリート層２３は、骨材として玄武岩を用いているため、炉心溶融物１０１の熱により分解されても非凝縮性ガスの発生量が少ない。このため、原子炉格納容器２内の圧力上昇は抑制されている。
【００４３】
炉心溶融物１０１によるコンクリート層６の侵食が上部側の第２のコンクリート層２３に留まっている間に、上述の代替注水により炉心溶融物１０１が十分冷却されれば、原子炉格納容器２内の圧力上昇が抑えられ、原子炉格納容器２の健全性が確保される。
【００４４】
一方、図４に示すように、上述の代替注水により炉心溶融物を上面から冷却しても、炉心溶融物１０１の上部に熱絶縁性の高い固体の上部クラスト１０２が形成されてしまうと、冷却水１０４と炉心溶融物１０１との熱伝達が上部クラスト１０２により阻害され、炉心溶融物１０１を上面から十分冷却することができない可能性がある。
【００４５】
この場合、炉心溶融物１０１は上部側の第２のコンクリート層２３を侵食して貫通し、コンクリート層６の下部側の第１のコンクリート層２２に到達する。一方、固体の上部クラスト１０２は、炉心溶融物１０１とは分離して、上部側の第２のコンクリート層２３の侵食部分の開口部を塞ぐように上部側の第２のコンクリート層２３内に留まる。このため、炉心溶融物１０１と上部クラスト１０２の間には空間１０３が形成される。
【００４６】
炉心溶融物１０１が下部側の第１のコンクリート層２２に達すると、下部側の第１のコンクリート層２２の骨材（石灰岩）が炉心溶融物１０１と反応し、多量の非凝縮性ガスが発生する。この非凝縮性ガスは、炉心溶融物１０１の内部を通過して空間１０３に排出される。このため、空間１０３内の圧力の上昇により、上部クラスト１０２を内側から押圧し、最終的には、この圧力が上部クラスト１０２の降伏応力を超え、上部クラスト１０２を破損させる。
【００４７】
上部クラスト１０２が破損すると、上部クラスト１０２の破損孔から炉心溶融物１０１の一部及び高温のガスが流出すると共に、上部クラスト１０２の破損孔から空間１０３内へ冷却水１０４が流入する。これらのことにより、炉心溶融物１０１の冷却が促進されるので、炉心溶融物１０１による下部側の第１のコンクリート層２２の侵食が抑制され、原子炉格納容器２の健全性が確保される。
【００４８】
この過程においては、多量の非凝縮性ガスが発生するが、炉心溶融物１０１がコンクリート層６を侵食して原子炉格納容器２の壁を貫通すると、放射性核種を含んだ汚染水が原子炉格納容器２の外部に放出される虞があるため、ベントなど他の圧力抑制手段が存在する原子炉格納容器２内の圧力上昇の抑制よりも、炉心溶融物１０１によるコンクリート層６の侵食を止める方が重要である。
【００４９】
また、原子炉格納容器２及びペデスタル５に設置したガス組成分析センサ１８により、原子炉格納容器２内のガス成分の濃度が計測される。この計測値を分析することにより、炉心溶融物１０１によるコンクリート層６の侵食状態が把握される。例えば、過酷事故時に一酸化炭素や二酸化炭素等の非凝縮性ガスの濃度が所定値より上昇していない場合には、炉心溶融物１０１は上部側の第２のコンクリート層２３に留まっていると判定される。一方、非凝縮性ガスの濃度が所定値より上昇した場合には、炉心溶融物１０１は下部側の第１のコンクリート層２２にまで達したと判定される。
【００５０】
上述したように、本発明の原子炉格納容器の第１の実施の形態及びその施工方法によれば、コンクリート層６を、骨材として石灰岩を用いた下部側の第１のコンクリート層２２と，熱分解された時のガスの発生量が石灰岩より少ない骨材を用いた上部側の第２のコンクリート層２３とで形成したので、炉心溶融物１０１がコンクリート層６に落下するような事故が万一発生した場合においても、炉心溶融物によるコンクリート層６の侵食を抑制して、原子炉格納容器２の健全性を確保することができる。
【００５１】
さらに、本実施の形態によれば、コンクリート層６は、骨材として、石灰岩及び玄武岩を用いているため、骨材として高融点、高密度の金属材料等を用いるものより低コストである。
【００５２】
また、本実施の形態によれば、既設のコンクリート層上にコンクリートを打設して、コンクリート層６を形成するため、低コスト、短期間で既設の原子炉格納容器に適用することができる。
【００５３】
さらに、本実施の形態によれば、既設の原子炉格納容器に適用したコンクリート層６の床面は、既設のコンクリート層の床面と比べて高くなり、コンクリート体積が増加するため、アクシデントマネージメントに費やせる時間が増加し、炉心溶融物１０１が原子炉格納容器２の基礎部２ａに到達するリスクを低減することができる。
【００５４】
また、本実施の形態によれば、ガス組成分析センサ１８によって原子炉格納容器２内のガス成分の濃度を計測することにより、炉心溶融物１０１によるコンクリート層６の侵食状態を把握することができる。
【００５５】
さらに、本実施の形態によれば、冷却材供給部としての給水管１４、配管１６及びスプレイノズル１７を介して、事故時に外部水源からペデスタル５内部に冷却水１０４が供給されるので、炉心溶融物１０１の冷却が促進され、原子炉格納容器２の健全性を更に確保することができる。
【００５６】
次に、本発明の原子炉格納容器の第１の実施の形態の変形例を図５及び図６を用いて説明する。  
図５は本発明の原子炉格納容器の第１の実施の形態の変形例を構成するコンクリート層を示す拡大断面図、図６は図５のVI−VI矢視から本発明の原子炉格納容器の第１の実施の形態の変形例を構成するコンクリート層を見た平面図である。なお、図５及び図６において、図１乃至図４に示す符号と同符合のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
【００５７】
図５及び図６に示す本発明の原子炉格納容器の第１の実施の形態の変形例は、第１の実施の形態と大略同様に構成されるが、コンクリート層６の下部側の第１のコンクリート層２２と上部側の第２のコンクリート層２３との間に、コンクリート層６内の温度を計測する温度検出体５１が複数（図６では６つ）設置されている点が異なる。
【００５８】
温度検出体５１は、計測板５２と、計測板５２に取り付けられた温度検出器としての複数の熱電対５３（図６では２つ又は３つ）と、熱電対５３に接続された計装用のリード線５４とを有している。計測板５２は、熱絶縁性のある材質で形成されており、リード線５４を保護するものである。リード線５４は、観測点の温度を計測できるように、熱電対式温度計測器（図示せず）に接続される。
【００５９】
次に、上述した本発明の原子炉格納容器の第１の実施の形態の変形例の施工方法について説明する。  
上述した第１の実施の形態の施工方法と同様に、下部側の第１のコンクリート層２２を形成する。その後、下部側の第１のコンクリート層２２の表面上に温度検出体５１を複数設置する。次に、温度検出体５１を設置した下部側の第１のコンクリート層２２上に、第１の実施の形態の施工方法と同様に、上部側の第２のコンクリート層２３を形成する。このようにして、コンクリート層６の下部側の第１のコンクリート層２２と上部側の第２のコンクリート層２３との間に、熱電対５３が複数埋設される。
【００６０】
上述した本発明の原子炉格納容器の第１の実施の形態の変形例及びその施工方法によれば、炉心溶融物１０１がコンクリート層６に落下するような事故が万一発生した場合に、コンクリート層６内の温度を熱電対５３により計測することができる。この結果、コンクリート層６内の温度計測値から、炉心溶融物１０１によるコンクリート層６の侵食状態及び炉心溶融物１０１の熱影響によるコンクリート層６のコンクリートの劣化状態を推測することができる。
【００６１】
また、本実施の形態によれば、熱電対５３を複数有する温度検出体５１を設置するので、複数の熱電対５３を一度に設置でき、熱電対５３を１個ずつ設置するより現地の作業工数を削減することができる。
【００６２】
次に、本発明の原子炉格納容器の第２の実施の形態を図７及び図８を用いて説明する。  
図７は本発明の原子炉格納容器の第２の実施の形態を構成するコンクリート層を示す拡大断面図、図８は図７のVIII−VIII矢視から本発明の原子炉格納容器の第２の実施の形態を構成するコンクリート層を見た平面図である。なお、図７及び図８において、図１乃至図６に示す符号と同符合のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
【００６３】
図７及び図８に示す本発明の原子炉格納容器の第２の実施の形態は、第１の実施の形態のコンクリート層６の下部側の第１のコンクリート層２２が、熱分解された時にガスの発生量の多い骨材（例えば、石灰岩）を用いたコンクリートで全面的に形成されているのに対して、熱分解された時にガスの発生量の少ない骨材（例えば、玄武岩）を用いて全面的に形成したコンクリートの中央部に穴を複数掘削し、それらの穴に、熱分解された時にガスの発生量の多い骨材(例えば、石灰岩)を用いたコンクリートを充填することにより、下部側の第１のコンクリート層２２を形成している点が異なる。
【００６４】
具体的には、下部側の第１のコンクリート層２２は、ペデスタル５内部の中央部に間隔を以って複数配置され、熱分解された時にガスの発生量が多い骨材（例えば、石灰岩）を用いたコンクリートで形成した第１のコンクリート部３１と、第１のコンクリート部３１の周囲に配置され、熱分解された時にガスの発生量が少ない骨材（例えば、玄武岩）を用いたコンクリートで形成した第２のコンクリート部３２とで構成されている。
【００６５】
第１のコンクリート部３１は、過酷事故時に炉心溶融物１０１が拡がると想定される位置に配置されており、炉心溶融物１０１が下部側の第１のコンクリート層２２まで侵食したときに、炉心溶融物１０１と反応して多量の非凝縮性ガスを発生させる。
【００６６】
本実施の形態は、熱分解された時にガスの発生量が少ない骨材（例えば、玄武岩）を用いたコンクリートで形成されたコンクリート層を備えた既設の原子炉格納容器に適用可能であるので、この場合における本実施の形態の施工方法について説明する。
【００６７】
既設のコンクリート層（熱分解された時にガスの発生量が少ない骨材（例えば、玄武岩）を用いたコンクリートで形成されたコンクリート層）の中央部に、鉄筋２１を避けつつ間隔を以って複数の穴３３を掘削する。各穴３３に、熱分解された時にガスの発生量が多い骨材を用いたコンクリートを充填する。このコンクリートが硬化することにより、第１のコンクリート部３１が形成され、第１のコンクリート部３１と第２のコンクリート部３２とで構成された下部側の第１のコンクリート層２２が形成される。
【００６８】
次に、下部側の第１のコンクリート層２２上に鉄筋２１を配筋し、熱分解された時にガスの発生量が少ない骨材を用いたコンクリートを下部側の第１のコンクリート層２２上に打設して、上部側の第２のコンクリート層２３を形成する。
【００６９】
上述した本発明の原子炉格納容器の第２の実施の形態及びその施工方法によれば、上述した第１の実施の形態及びその施工方法と同様の効果を得ることができる。
【００７０】
次に、本発明の原子炉格納容器の第３の実施の形態を図９を用いて説明する。  
図９は本発明の原子炉格納容器の第３の実施の形態を構成するコンクリート層を示す拡大断面図である。なお、図９において、図１乃至図８に示す符号と同符合のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
【００７１】
本発明の原子炉格納容器の第３の実施の形態は、第１の実施の形態のコンクリート層６が上下２層構造であるのに対して、コンクリート層６を上下３層構造とした点が異なる。
【００７２】
図９に示すコンクリート層６は、下部側の第１のコンクリート層２２と、上部側の第２のコンクリート層２３と、下部側の第１のコンクリート層２２の下側に位置する第３のコンクリート層２４とを有している。第３のコンクリート層２４は、既設の原子炉格納容器内のコンクリート層であり、熱分解された時にガスの発生量が少ない骨材（例えば、玄武岩）を用いたコンクリートで形成されている。
【００７３】
本実施の形態は、第２の実施の形態が適用可能な既設の原子炉格納容器において、ペデスタルキャビティ９に十分な空間がある場合に適用する。
【００７４】
本実施の形態においては、既設のコンクリート層（第３のコンクリート層２４）上に、上述した第１の実施の形態の施工方法と同様に、下部側の第１のコンクリート層２２と上部側の第２のコンクリート層２３とを形成することにより、上下３層構造のコンクリート層６が形成される。
【００７５】
上述した本発明の原子炉格納容器の第３の実施の形態によれば、上述した第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００７６】
さらに、本実施の形態によれば、熱分解された時にガスの発生量が少ない骨材を用いたコンクリートで形成された既設のコンクリート層（第３のコンクリート層２４）に対して穴の掘削等の作業を行う必要がないので、コンクリート層６の施工作業をより短期間、低コストで行うことができる。
【００７７】
また、本実施の形態によれば、コンクリート層６の床面は、２層で構成されるコンクリート層の床面と比べて高くなり、コンクリート体積がより増加するため、アクシデントマネージメントに費やせる時間がさらに増加し、炉心溶融物１０１が原子炉格納容器２の基礎部２ａに到達するリスクをより低減することができる。
【００７８】
次に、本発明の原子炉格納容器の第３の実施の形態の変形例を図１０を用いて説明する。  
図１０は本発明の原子炉格納容器の第３の実施の形態の変形例を構成するコンクリート層を示す拡大断面図である。なお、図１０において、図１乃至図９に示す符号と同符合のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
【００７９】
図１０に示す本発明の原子炉格納容器の第３の実施の形態は、第３の実施の形態と大略同様に構成されるが、コンクリート層６の下部側の第１のコンクリート層２２と上部側の第２のコンクリート層２３との間及び下部側の第１のコンクリート層２２と第３のコンクリート層２４との間に、コンクリート層６内の温度を計測する温度検出体５１がそれぞれ複数設置されている点が異なる。
【００８０】
上述した本発明の原子炉格納容器の第３の実施の形態の変形例によれば、コンクリート層６の下部側の第１のコンクリート層２２と上部側の第２のコンクリート層２３との間及び下部側の第１のコンクリート層２２と第３のコンクリート層２４との間に熱電対５３がそれぞれ設置されているので、コンクリート層６内の温度をより詳細に計測することができる。この結果、炉心溶融物によるコンクリート層６の侵食状態をより把握しやすくなる。
【００８１】
なお、上述した第１の実施の形態乃至第３の実施の形態の変形例においては、上部側の第２のコンクリート層２３を、熱分解された時にガスの発生量が少ない骨材を用いたコンクリートのみで形成した例を示したが、上部側の第２のコンクリート層２３は、過酷事故時に炉心溶融物１０１が拡がると想定される部分が、熱分解された時にガスの発生量が少ない骨材を用いたコンクリートで形成されていればよい。例えば、第２のコンクリート層２３の中央部を、熱分解された時にガスの発生量が少ない骨材を用いたコンクリートで形成し、中央部を囲む部分を、熱分解された時にガスの発生量が多い骨材を用いたコンクリートで形成することもできる。
【００８２】
また、上述した第２の実施の形態においては、第１のコンクリート部３１をペデスタル５内部の中央部に間隔を以って複数配置した例を示したが、１つの第１のコンクリート部３１が中央部全体を占めるように配置することもできる。
【００８３】
なお、上述した第２の実施の形態においては、第１のコンクリート部３１を中央部に間隔を以って複数配置した例を示したが、第１のコンクリート部３１をペデスタル５内部の基礎部２ａ上全面に間隔を以って複数配置することもできる。
【００８４】
また、上述した第２の実施の形態においても、コンクリート層６内に温度検出器を設置することができる。
【００８５】
なお、上述した第１及び第３の実施の形態の変形例においては、温度検出器として熱電対５３を用いた例を示したが、温度検出器として抵抗温度計等を用いることもできる。
【００８６】
また、本発明は上述した第１乃至第３の実施の形態の変形例に限られるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施形態は本発明をわかり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、ある実施形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
【符号の説明】
【００８７】
２  原子炉格納容器
２ａ  基礎部
４  原子炉圧力容器
５  ペデスタル
６  コンクリート層
１４  給水管（冷却材供給部）
１５  接続プラグ
１６  配管（冷却材供給部）
１７  スプレイノズル（冷却材供給部）
１８  ガス組成分析センサ
２２  第１のコンクリート層
２３  第２のコンクリート層
２４  第３のコンクリート層
３１  第１のコンクリート部
３２  第２のコンクリート部
３３  穴
５１  温度検出体
５３  熱電対（温度検出器）
１０１  炉心溶融物
１０４  冷却水（冷却材）
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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