(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基底マットと、
前記基底マットの上に構築された原子炉建屋と、
前記原子炉建屋の内部で前記基底マットの部分の上に構築されトップスラブ下端までの全高が２９．５ｍを上回らない原子炉格納容器と、
炉心と、
前記炉心を収容する原子炉圧力容器と、
前記原子炉格納容器の一部を構成し前記原子炉圧力容器を収納するドライウェルと、
前記基底マットに接続し前記原子炉圧力容器をベッセル・スカートとベッセル・サポートを介して支えるペデスタルと、
前記原子炉格納容器の一部を構成し前記ペデスタルの周囲に設けられ圧力抑制プールを下部に収納し上部にウェットウェル気相部を有するウェットウェルと、
前記ペデスタルの側壁の内部に設けられ前記ドライウェルと前記圧力抑制プールとを連結するＬＯＣＡベント管と、
前記ドライウェルのうち前記ベッセル・スカートおよび前記原子炉圧力容器の下方であって、ペデスタルの円筒状のペデスタル側壁とその内側の基底マットの部分により囲まれる空間である下部ドライウェルと、
前記下部ドライウェルの内部に前記原子炉圧力容器の下部に接続して設けられた制御棒駆動機構と、
前記下部ドライウェルの内部に前記制御棒駆動機構の下方に設けられた制御棒駆動機構取扱い装置と、
を有する沸騰水型原子力プラントに供するコアキャッチャーであって、
前記下部ドライウェルの前記基底マットの部分の上に設置された分配器と、前記分配器の上に設置されたベイスンと、前記ベイスンの下面に設置され前記分配器に入口が接続し放射状に延びる冷却チャンネルと、前記冷却チャンネルの出口に接続し鉛直に上に延び上端が閉鎖したライザーと、を備え、前記制御棒駆動機構取扱い装置の下端と接触することなく前記制御棒駆動機構取扱い装置の下部に設置された本体部分と、
前記ライザーの上端に接続し前記本体部分の上を覆い、前記制御棒駆動機構取扱い装置の下端と接触することなく前記制御棒駆動機構取扱い装置の下部に設置された蓋と、
一端が前記圧力抑制プールに開口し前記ペデスタル側壁を貫通し他端が前記分配器に接続しプール水を前記分配器に供給する冷却水注入配管と、
一端が前記ライザーに接続し前記ペデスタル側壁を貫通しライザーの上端よりも上に延び他端が前記圧力抑制プールの事故時の最低水位よりも低い位置でプール水中に浸漬して開口するチムニー配管と、
を有し、
前記本体部分の上端および前記蓋の上端の前記基底マットの部分の上端からの高さは前記制御棒駆動機構取扱い装置の下端の高さよりも低いことを特徴とするコアキャッチャー。
【請求項２】
前記ベイスンの上面および前記ライザーの側面に沿って耐熱材層を設けたことを特徴とする請求項１に記載のコアキャッチャー。
【請求項３】
前記耐熱材層の表面に沿って犠牲層を設けたことを特徴とする請求項２に記載のコアキャッチャー。
【請求項４】
前記本体部分の上端および前記蓋の上端の前記基底マットの部分の上端からの高さは１．７ｍよりも低いことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のコアキャッチャー。
【請求項５】
前記チムニー配管の前記圧力抑制プール内の開口部の下端の高さは前記基底マットの部分の上端から２．４５ｍ以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のコアキャッチャー。
【請求項６】
前記チムニー配管の少なくとも一部は前記ペデスタル側壁の内部を鉛直に上昇することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のコアキャッチャー。
【請求項７】
前記チムニー配管の少なくとも一部は前記ペデスタル側壁の内部を斜めに上昇することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のコアキャッチャー。
【請求項８】
前記チムニー配管の少なくとも一部は前記圧力抑制プールの内部を鉛直に上昇することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載のコアキャッチャー。
【請求項９】
さらにサンプと、
前記サンプの側壁部に沿って上昇するサンプ部ライザーと、
を設け、
前記ベイスンと前記冷却チャンネルの外周に沿う一部を前記サンプの形状に合わせて径方向内側に窪ませたことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載のコアキャッチャー。
【請求項１０】
耐熱材層を前記サンプの形状に合わせて前記ベイスンの上面と前記ライザーの側面と前記サンプ部ライザーの側面に沿って設けたことを特徴とする請求項９に記載のコアキャッチャー。
【請求項１１】
犠牲層を前記耐熱材層の表面に沿って設けたことを特徴とする請求項１０に記載のコアキャッチャー。
【請求項１２】
基底マットと、
前記基底マットの上に構築された原子炉建屋と、
前記原子炉建屋の内部で前記基底マットの部分の上に構築されトップスラブ下端までの全高が２９．５ｍを上回らない原子炉格納容器と、
炉心と、
前記炉心を収容する原子炉圧力容器と、
前記原子炉格納容器の一部を構成し前記原子炉圧力容器を収納するドライウェルと、
前記基底マットに接続し前記原子炉圧力容器をベッセル・スカートとベッセル・サポートを介して支えるペデスタルと、
前記原子炉格納容器の一部を構成し前記ペデスタルの周囲に設けられ圧力抑制プールを下部に収納し上部にウェットウェル気相部を有するウェットウェルと、
前記ペデスタルの側壁の内部に設けられ前記ドライウェルと前記圧力抑制プールとを連結するＬＯＣＡベント管と、
前記ドライウェルのうち前記ベッセル・スカートおよび前記原子炉圧力容器の下方であって、ペデスタルの円筒状のペデスタル側壁とその内側の基底マットの部分により囲まれる空間である下部ドライウェルと、
前記下部ドライウェルの内部に前記原子炉圧力容器の下部に接続して設けられた制御棒駆動機構と、
前記下部ドライウェルの内部に前記制御棒駆動機構の下方に設けられた制御棒駆動機構取扱い装置と、
前記下部ドライウェルの前記基底マットの部分の上に設置された分配器と、前記分配器の上に設置されたベイスンと、前記ベイスンの下面に設置され前記分配器に入口が接続し放射状に延びる冷却チャンネルと、前記冷却チャンネルの出口に接続し鉛直に上に延び上端が閉鎖したライザーと、を備え、前記制御棒駆動機構取扱い装置の下端と接触することなく前記制御棒駆動機構取扱い装置の下部に設置された本体部分と、
前記ライザーの上端に接続し前記本体部分の上を覆い、前記制御棒駆動機構取扱い装置の下端と接触することなく前記制御棒駆動機構取扱い装置の下部に設置された蓋と、
一端が前記圧力抑制プールに開口し前記ペデスタル側壁を貫通し他端が前記分配器に接続しプール水を前記分配器に供給する冷却水注入配管と、
一端が前記ライザーに接続し前記ペデスタル側壁を貫通しライザーの上端よりも上に延び他端が前記圧力抑制プールの事故時の最低水位よりも低い位置でプール水中に浸漬して開口するチムニー配管と、
前記本体部分と前記蓋と前記冷却水注入配管と前記チムニー配管とから成るコアキャッチャーと、
を有し、
前記本体部分の上端および前記蓋の上端の前記基底マットの部分の上端からの高さは前記制御棒駆動機構取扱い装置の下端の高さよりも低いことを特徴とする沸騰水型原子力プラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、コアキャッチャーおよびそれを用いた沸騰水型原子力プラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
コアキャッチャーは、原子力発電プラントで過酷事故が発生したことを想定し、溶融炉心（ｍｏｌｔｅｎ  ｃｏｒｅ）が原子炉圧力容器の底部を貫通して原子炉格納容器の床に落下した場合であっても、該溶融炉心の残骸である炉心デブリ（ｃｏｒｅ  ｄｅｂｒｉｓ）を受け止めて冷却可能な状態を維持し原子炉格納容器の健全性を担保し放射性物質の外部への放出を制限するための安全設備である。炉心デブリは内部に存在する放射性物質の崩壊熱により原子炉出力の１％程度の発熱が継続するため、冷却手段がない場合は、原子炉格納容器の基底コンクリート（ｂａｓｅ  ｍａｔ  ｃｏｎｃｒｅｔｅ）を溶融貫通（ｍｅｌｔ  ｔｈｒｏｕｇｈ）し大量の放射性物質が環境に放出される虞がある。このような事態に備えるため最近の沸騰水型軽水炉（ＢＷＲ）では冷却チャンネルを持つコアキャッチャーの設置が計画されている。
【０００３】
例えば、欧州型ＡＢＷＲ（ＥＵ−ＡＢＷＲ）のコアキャッチャーは、放射状の冷却チャンネルを有していて、コアキャッチャー上部の冷却水を冷却チャンネルに再循環してデブリから発生する崩壊熱の冷却を効率的に行える特長がある。この冷却水の再循環は自然循環によって行われるため動的なポンプを必要としない。また、冷却チャンネルが放射状であることによって各冷却チャンネルに均一に冷却水を循環できる特性がある。
【０００４】
以下、従来のＡＢＷＲと欧州型ＡＢＷＲ（ＥＵ−ＡＢＷＲ）のコアキャッチャーを例に、従来の沸騰水型軽水炉（ＢＷＲ）における原子炉格納容器とコアキャッチャーについて図９から図１６によりその概要を説明する。
【０００５】
（図９：ＡＢＷＲの説明）
図９は、従来のＡＢＷＲの原子炉格納容器の構成の例を示す立断面図である。図１０は、従来のＡＢＷＲの原子炉格納容器の構成の例を示す平面図である。図９において、炉心１は原子炉圧力容器２の内部に収納されている。原子炉圧力容器２は、原子炉格納容器３内に収納されている。原子炉格納容器３は円筒形状をしている（図１０を参照。）。
【０００６】
原子炉格納容器３の内部は、原子炉圧力容器２を収納するドライウェル４と、ウェットウェル５とに区分けされており、ドライウェル４とウェットウェル５は原子炉格納容器３の一部を構成する。ウェットウェル５は内部に圧力抑制プール６を形成している。圧力抑制プール６の通常時水位６ａは約７ｍである。圧力抑制プール６には約３，６００ｍ３の大量のプール水が貯められている。圧力抑制プール６の上方にはウェットウェル気相部７が形成されている。ウェットウェル気相部７の高さは約１２．３ｍである。ドライウェル４とウェットウェル５の外壁部は一体化して原子炉格納容器３の円筒状の外壁３ａを構成している。ドライウェル４の天井部は平板になっておりこの部分をドライウェル４のトップスラブ４ａと呼ぶ。
【０００７】
原子炉格納容器３の材質は、ＡＢＷＲの場合は鉄筋コンクリート製である。そのため、ＡＢＷＲの原子炉格納容器３を鉄筋コンクリート製原子炉格納容器（ＲＣＣＶ）と呼んでいる。気密性を確保するため、内面に鋼製ライナーが張られている（図示せず。）。図９および図１０ではＲＣＣＶの例を示している。図１０に示すように、ＲＣＣＶの外壁３ａは円筒形状をしている。ＲＣＣＶの底部は基底マット９９の部分９９ａによって構成されている。基底マット９９は鉄筋コンクリート製である。基底マット９９は原子炉建屋１００の底部を構成している。なお、将来的には基底マット９９をスチール・コンクリート複合構造（ＳＣ造）とすることも検討されている。
【０００８】
図９において、原子炉圧力容器２は、ベッセル・スカート６２およびベッセル・サポート６３を介して、円筒状のペデスタル６１により支持されている。ペデスタル６１を構成する円筒状の側壁（ペデスタル側壁６１ａ）の厚さは例えば１．７ｍである。ペデスタル側壁６１ａは、コンクリート製で内側と外側の表面は鋼製である。外側の鋼は原子炉圧力容器２の荷重をほぼ単独で支持できる強度を持っている。ペデスタル側壁６１ａの底部は基底マットに接していて基底マット９９によって支持されている。
【０００９】
ドライウェル４のうちベッセル・スカート６２および原子炉圧力容器２の下方であって、円筒状のペデスタル側壁６１ａとその内側の基底マット９９の部分９９ｂにより囲まれる空間を、ペデスタルキャビティー６１ｂという。ＡＢＷＲのＲＣＣＶの場合は、ペデスタル側壁６１ａがウェットウェル５とドライウェル４の境界の壁を形成していて、特にこのペデスタルキャビティー６１ｂの空間を下部ドライウェル４ｂと呼んでいる。下部ドライウェル４ｂの床から原子炉圧力容器２の底部までの高さは約１１．５５ｍである。また、ドライウェル４内の下部ドライウェル４ｂ以外の上部の空間を上部ドライウェル４ｃと呼んでいる。
【００１０】
（図１１：下部ＤＷ部分の説明）
図１１は下部ドライウェル（下部ＤＷ）４ｂおよびその周辺の部分の拡大図である。下部ＤＷ４ｂの底には厚さ約１．６ｍのコンクリート床６７が設けられている。コンクリート床６７の内部にはサンプ６８が設けられている。サンプ６８の深さは約１．３ｍである。サンプ６８は、原子炉圧力容器２に接続している配管や機器などからの冷却材の漏洩が発生した際に漏洩水をサンプ６８内に導くように構成され、サンプ６８内の水深を監視することによって漏洩検出を行うために設けられている。サンプ６８は高電導度廃液サンプ６８ａと低電導度廃液サンプ６８ｂとに分けて２個設置されているが（図１０参照。）、図９および図１１では１個のみを表示している。サンプ６８には、過酷事故時に炉心デブリが流入することを防止するためにコリウムシールド（デブリの流入を防止する蓋）が設けられている（図示せず。）。コリウムシールドは多様なものが考案されているが、一例としては特許文献１に開示されたものがある。
【００１１】
下部ドライウェル４ｂには、原子炉圧力容器２の底部に接続された制御棒駆動機構１０と、さらにその下に設置された制御棒駆動機構取扱い装置１１が設けられている。制御棒駆動機構１０は全部で約２０５本ある。制御棒駆動機構取り扱い装置１１は、１本ずつとりはずした制御棒駆動機構１０を装置内部に取り込み水平位置まで回転させて再び上部に持ち上げて外部への搬出を可能にする装置であって、メンテナンス上必須のものである。制御棒駆動機構取り扱い装置１１は、全ての制御棒駆動機構１０と位置を合わせられるようにするため、全体が水平方向に回転するようになっている。このため、制御棒駆動機構取扱い装置１１の上面はターンテーブル１１ａとも言われている。
【００１２】
制御棒駆動機構取扱い装置１１の高さは、制御棒駆動機構１０を内部に収納するため約４．６ｍある。ターンテーブル１１ａの上は運転員が立って作業を実施できるようになっている。そのためターンテーブル１１ａと制御棒駆動機構１０の下端の間隔は約２．２ｍの高さがある。一方、制御棒駆動機構取扱い装置１１の下端とコンクリート床６７との間隔は約１０ｃｍしかなく、ほとんど隙間がない状態である。制御棒駆動機構取扱い装置１１の下端の高さは基底マットの部分９９ｂの上端から約１．７ｍである。一方、コンクリート床６７の上端の高さは基底マットの部分９９ｂの上端から約１．６ｍである。そのため、コアキャッチャーを設置するスペースは全くなく、コアキャッチャーは設置されていない。従来のＡＢＷＲの下部ドライウェル４ｂには制御棒駆動機構１０と制御棒駆動機構取り扱い装置１１が設置されているため、下部ドライウェル４ｂは単なる空間ではなくコアキャッチャーを設置することはできない。
【００１３】
下部ドライウェル４ｂをあたかも単なる空間としてコアキャッチャーおよびその関連設備（ホッパ）を設置する方法は、概念としては考案されているが（例えば、特許文献２）、実際には、従来のＡＢＷＲの下部ドライウェル４ｂには余剰の隙間（ｃｌｅａｒａｎｃｅ）はなく、そのような（特許文献２に示される）コアキャッチャーを設置することは全く不可能である。
【００１４】
従来のＡＢＷＲの原子炉格納容器の大きさと形状は上述のように標準化されている。因みに、基底マットの部分９９ｂの上端からトップスラブ４ａの下端までの高さ（原子炉格納容器３の全高）は約２９．５ｍである。
【００１５】
ドライウェル４と圧力抑制プール６はＬＯＣＡベント管８により連結されている。ＬＯＣＡベント管８はたとえば１０本など複数個設置される（図１０を参照）が、図９および図１１では２本のみを表示している。ＬＯＣＡベント管８は圧力抑制プール６のプール水に水没している部分に水平ベント管８ａがありプール水中に開口している。ＲＣＣＶの場合は、水平ベント管８ａは一つのＬＯＣＡベント管８に縦方向に３本設置されている。最上段の水平ベント管の上端の高さは基底マットの部分９９ｂから約３．８５ｍである。
【００１６】
事故時には、圧力抑制プール６のプール水は非常用炉心冷却系等の安全系の水源として使用される。その場合でも、プール水の水深は最上段の水平ベント管８ａの上端より約０．６１ｍ〜１．０ｍを下回らないようにプール水の量が確保されている。これは、水平ベント管８ａによる凝縮機能を確保するためである。このため、圧力抑制プール６の事故時最低水位６ｂは約４．４６ｍ〜４．８５ｍの最低水位を維持できるようになっている。
【００１７】
また、ＲＣＣＶの場合は、ＬＯＣＡベント管８が円筒状のペデスタル側壁６１ａの内部を通って設置されている。そのためＲＣＣＶの場合は、このペデスタル側壁６１ａをベント壁６１ｃとも言う。前述のように、ベント壁６１ｃは厚さが約１．７ｍのコンクリート製で内側と外側の表面は鋼製である。外側の鋼は原子炉圧力容器２の荷重を単独で支持できる強度を持っている。コンクリートの部分はペデスタル６１の強度を補強するとともにＬＯＣＡベント管８を保持する機能を有している。ＬＯＣＡベント管８とペデスタル６１は原子炉格納容器３の一部を構成する。
【００１８】
過酷事故時に圧力抑制プール６の水量を十分に確保して水温を低く維持する方法の一つとして、外部水源からの水の補給がある。補給手段としては一般に可搬式ポンプ、消火系ポンプ、代替注水ポンプなど多様な手段がある（図示せず。）。
【００１９】
原子炉格納容器３の設計圧力は、ＲＣＣＶの場合は約３．１６ｋｇ／ｃｍ２（０．３１０ＭＰａ，ゲージ圧）である。円筒状の外壁３ａとトップスラブ４ａは、それぞれ、厚さ約２ｍと約２．４ｍの鉄筋コンクリート製で、その内表面に放射性物質の漏洩抑制の目的で鋼製ライナー（図示せず。）を内張りした構造となっている。基底マット９９は約５ｍの厚さの同じく鉄筋コンクリート製になっている。
【００２０】
原子炉格納容器３の設計漏洩率は約０．４％／日である。なお、最近では、原子炉格納容器３の円筒状の外壁３ａとトップスラブ４ａを、鉄筋コンクリートではなくスチール・コンクリート複合構造（ＳＣ造）で構成する案も検討されている。このＳＣ造は、リブで固定された２枚の型枠鉄板の間にコンクリートを充填したものである。鉄筋の敷設が不要で、モジュール工法が可能な点が特長である。また、強度が増すため設計圧をより高くすることも可能である。ＳＣ造の構造物の原子力プラントへの採用例としては、東芝・ウェスティングハウス社のＡＰ１０００（登録商標）の遮蔽建屋がある。
【００２１】
（図１２、１３：ＥＵ−ＡＢＷＲの説明）
次に図１２および図１３によってＥＵ−ＡＢＷＲのコアキャッチャーの設置状況について説明する。図１３は下部ドライウェル４ｂの部分を拡大して示したものである。
【００２２】
図１２および図１３において、下部ドライウェル４ｂの下部の基底マットの部分９９ｂの上にコアキャッチャー３０が設置されている。従来のＡＢＷＲの厚さ約１．６ｍのコンクリート床６７（図９、図１１）は削除されていてその部分にコアキャッチャー３０が設置されている。さらに、ＥＵ−ＡＢＷＲの場合は下部ドライウェル４ｂの高さが通常のＡＢＷＲの場合より約２．１ｍ高く、厚さ約１．６ｍのコンクリート床を削除した分と合わせてコアキャッチャー３０を設置できる空間の高さは約３．７ｍある。コアキャッチャー３０の高さは約２．４５ｍである。
【００２３】
さらに、コアキャッチャー３０の上部に蓋３１が設けられている。蓋３１の上端の高さは基底マット９９の上端から約３．６ｍである。蓋３１にはサンプ６８が設けられている。サンプ６８の深さは約１．３ｍであり、このサンプ６８をコアキャッチャー３０と干渉することなく設置するために蓋３１の位置は高くなっている。制御棒駆動機構取扱い装置１１の下端の高さは基底マット９９上端から約３．７ｍである。従って、高さ約２．４５ｍのコアキャッチャー３０を高さ約３．６ｍの蓋３１とともに設置することが可能である。
【００２４】
（溶融弁の説明）
また、炉心溶融に至った場合に備えてペデスタルキャビティー６１ｂに、溶融弁６４と、ＬＯＣＡベント管８からペデスタル側壁６１ａを貫通し溶融弁６４に接続する下部ドライウェル冠水配管６５が設けられている。この溶融弁６４と下部ドライウェル冠水配管６５は、ＬＯＣＡベント管８の全てに設置されている。溶融弁６４は、下部ドライウェル４ｂの温度が約２６０℃に達すると、低融点のプラグ部分が溶融して開になる。
【００２５】
炉心溶融事故時には、炉心溶融物が、原子炉圧力容器２の底部を溶融貫通して、ペデスタルキャビティー６１ｂ内に落下して、制御棒駆動機構取り扱い装置１１を溶融貫通し、下部のコアキャッチャー３０によって保持される。これによりペデスタルキャビティー６１ｂ内の温度が急激に上昇すると、溶融弁６４が開になり、ＬＯＣＡベント管８内の冷却水が、下部ドライウェル冠水配管６５を通り、ペデスタルキャビティー６１ｂ内に流入して、コアキャッチャー３０上の炉心溶融物を冠水して冷却する。冷却された炉心溶融物は、一部が固化した炉心デブリになる。また、ＬＯＣＡベント管８内の冷却水は、水平ベント管８ａを通り圧力抑制プール６から供給されている。
【００２６】
次に、図１４から図１６により、従来のＥＵ−ＡＢＷＲのコアキャッチャーの構成を説明する。図１４は、従来のＥＵ−ＡＢＷＲのコアキャッチャーの構成を示す立面図である。図１５は、従来のＥＵ−ＡＢＷＲのコアキャッチャーの構成を示す平面図である。図１６は、従来のＥＵ−ＡＢＷＲのコアキャッチャーの冷却チャンネルを立体的に示す斜視図である。
【００２７】
（図１４の説明）
図１４において、コアキャッチャー３０はペデスタル側壁６１ａと基底マットの部分９９ｂで囲まれた下部ドライウェル４ｂの底部に設置されている。コアキャッチャー３０は皿状のベイスン３２によって構成される。ベイスン３２は鋼製で厚さは約１ｃｍである。この厚さは強度上の必要性などに応じて約５ｃｍ、約１０ｃｍなどとする場合もある。ベイスン３２の上に耐熱材層３３と犠牲層３４の層がある。耐熱材層３３は、アルミナ（酸化アルミニウム）とジルコニア（酸化ジルコニウム）の耐熱煉瓦を張り合わせたもので、厚さは約１７．５ｃｍである。
【００２８】
犠牲層３４は、コンクリート製で厚さは約５ｃｍである。犠牲層３４は、炉心デブリが落下した際に溶融弁６４から冷却水が供給され炉心デブリの冷却が開始するまでの間に、炉心デブリの熱で浸食されつつ、耐熱材層３３が許容温度以上に加熱されるのを防止する。ベイスン３２の外周部は、軸を鉛直方向とする円環状のライザー側壁３８ａに接続している。ライザー側壁３８ａの外側に約１０ｃｍの間隔を置いて、ライザー側壁３８ａを取り囲む円環状のダウンカマー側壁３９ａがある。ダウンカマー側壁３９ａの上端の高さは基底マットの部分９９ｂの上端から約２．４５ｍである。また、コアキャッチャー３０の上部に蓋３１が設けられている。基底マットの部分９９ｂから蓋３１の上端までの高さは約３．６ｍである。
【００２９】
蓋３１は、溶融炉心が上方から落下してくると直ちに犠牲層３４の上に落下する構造となっている。その後は炉心デブリの高温によって溶融しデブリの一部となる。ベイスン３２の下には多数の放射状の冷却チャンネル３５が設けられている（図１５を参照。）。冷却チャンネル３５の勾配は約１０度である。冷却チャンネル３５の長さは約４ｍである。冷却チャンネル３５はベイスン３２の下部に設けられた多数のチャンネル側壁（リブ）３５ａによって構成される（図１５、図１６を参照。）。冷却チャンネル３５の数は例えば１６個である。冷却チャンネル３５の数は必要に応じて変更される。チャンネル側壁３５ａは冷却フィンの機能とベイスン３２の荷重を支えるリブの役目を有している。チャンネル側壁３５ａの材質は、鋼あるいは銅などの伝熱性の良い金属である。
【００３０】
放射状の冷却チャンネル３５の中心部には、軸を鉛直方向とする円筒状の分配器３６が設けられている。分配器３６の直径は例えば約２ｍである。分配器３６の直径は必要に応じて変更される。分配器３６には冷却チャンネル３５のチャンネル入口３５ｂが接続されていて、分配器３６から冷却チャンネル３５の全てに均一に冷却水を供給することができる構成になっている。分配器３６の下端は底板３６ａによって閉じていて、底板３６ａは基底マットの部分９９ｂに接している。分配器３６の内部には分配器支柱３６ｂがある。分配器支柱３６ｂは必要に応じて複数本を設置する場合があるが、図では１本のみの場合を表示している。分配器支柱３６ｂはベイスン３２に接していて、これにより分配器３６はベイスン３２の荷重の一部を支えている。
【００３１】
放射状の冷却チャンネル３５の外周部の出口は、冷却水が鉛直に上昇するライザー３８に接続されている。ライザー３８はライザー側壁３８ａとダウンカマー側壁３９ａの間の約１０ｃｍの間隔の流路である。ライザー３８の上端のライザー出口３８ｂはコアキャッチャー３０の上部に開口していて、冷却水はライザー３８の内部を上昇してライザー出口３８ｂからコアキャッチャー３０の上部に流出する構造となっている。
【００３２】
さらに、ライザー３８の外側に円環状のダウンカマー３９が設けられている。ダウンカマー３９は、ダウンカマー側壁３９ａとペデスタル側壁６１ａの間の約３０ｃｍの間隔の流路である。ダウンカマー３９の上端もコアキャッチャー３０の上に開口している。ダウンカマー３９は下部ドライウェル４ｂの底部まで下降し冷却水注入配管３７の冷却水注入配管入口３７ａに接続されている。冷却水注入配管３７はさらに、冷却水注入配管出口３７ｂで分配器３６の側壁３６ｃに接続している。
【００３３】
この構造により、コアキャッチャー３０の上部に蓄積した冷却水は、再びダウンカマー３９内を下降して冷却水注入配管３７を通り分配器３６に至り、冷却チャンネル３５の冷却水として使用される。このようにコアキャッチャー３０の上部の冷却水はダウンカマー３９によって再循環される構造となっている。ベイスン３２、冷却チャンネル３５、分配器３６、冷却水注入配管３７は水密構造になっていて、冷却水が漏洩しないようになっている。
【００３４】
ベイスン３２の上部にある炉心デブリを冠水して冷却する冷却水は、溶融弁６４が炉心デブリの熱で溶融することによって、ＬＯＣＡベント管８から下部ドライウェル冠水配管６５を通り供給される。炉心デブリが冠水するまでの間は、犠牲層３４が溶融することによって耐熱材層３３およびベイスン３２が過度に加熱されることのない構造となっている。
【００３５】
コアキャッチャー３０の本体部分３０ａは、ベイスン３２、分配器３６、冷却チャンネル３５、ライザー３８の部分をさす。耐熱材層３３および犠牲層３４は、本体部分３０ａを防護する機能を有している。また、ダウンカマー３９および冷却水注入配管３７は、本体部分３０ａに冷却水を循環して供給する機能を有している。
【００３６】
（図１５の説明）
図１５は従来のＥＵ−ＡＢＷＲのコアキャッチャーの冷却チャンネル３５の位置での平面図である。冷却チャンネル３５は分配器３６を中心に放射状に構成されている。冷却チャンネル同士はチャンネル側壁（リブ）３５ａによって構造上仕切られている。チャンネル側壁３５ａには開口部（図示せず。）があり、冷却水が冷却チャンネル間で行き来できるようになっている場合がある。また、外周部の強度を増すとともに伝熱フィンの数も増すために、外周部でチェンネル側壁（リブ）３５ａの数を増加させる場合がある（特許文献３を参照。）。
【００３７】
（図１６の説明）
図１６は従来のＥＵ−ＡＢＷＲのコアキャッチャーの冷却チャンネル３５の構成を示す斜視図である。なお、図１６で、壁の厚みの図示は省略している。
【００３８】
冷却チャンネル３５は、ベイスン３２の部分３２ａとチャンネル側壁３５ａとチャンネル底板３５ｃで構成され、その形状は扇型である。冷却チャンネル３５は外周部に行くほど高くなるように傾斜している。傾斜角度は約１０度である。チャンネル入口３５ｂは分配器３６の側壁３６ｃに接続している。冷却チャンネル３５の他端はライザー３８に接続している。ライザー３８はライザー側壁３８ａとライザーリブ３８ｃとダウンカマー側壁３９ａとによって構成されている。
【００３９】
冷却水は、チャンネル入口３５ｂから冷却チャンネル３５内に流入して、炉心デブリの熱で加熱され、ライザー３８の内部を上昇して、ライザー出口３８ｂからコアキャッチャー３０の上部に流出する。冷却水は、その後再びダウンカマー３９の隙間を下降して冷却水注入配管入口３７ａから冷却水注入配管３７の内部に流入して、さらに冷却水注入配管出口３７ｂから分配器３６の内部に流入する（図１４および図１５を参照。）。分配器３６内に流入した冷却水は再び冷却チャンネル３５の内部を循環する。
【００４０】
この冷却水の再循環の駆動力は高さ約２．４５ｍのダウンカマー３９内の冷却水の水頭である。この駆動力を確保するため、従来のＥＵ−ＡＢＷＲのコアキャッチャーの高さは蓋３１を除くと約２．４５ｍとなっている。チャンネル底板３５ｃの下部にはコンクリートを充填して冷却水注入配管３７もコンクリートで埋設する。これによって冷却チャンネル３５にかかる荷重を支える。コンクリートを充填する代わりにチャンネル底板３５ｃを支えるリブ等の支持装置を設ける場合もある。
【００４１】
（従来の問題点）
ＥＵ−ＡＢＷＲの原子炉格納容器３では、従来のＡＢＷＲに比べて下部ＤＷ４ｂの高さを約２．１ｍ長くしたため、原子炉圧力容器２および炉心１の高さも約２．１ｍ高くなり、耐震性が悪化している。耐震性の悪化は、欧州のように地震条件の厳しくないところでは問題ないが、日本のように地震条件の厳しいところでは好ましくない。また、原子炉格納容器３の全高も約２．１ｍ高くなり、原子炉建屋１００の全高も約２．１ｍ高くなり、その分コンクリート物量が増大し経済性が悪化している。
【００４２】
ＥＵ−ＡＢＷＲの原子炉格納容器３の全高は、基底マットの部分９９ｂの上端からトップスラブ４ａの下端までで約３１．６ｍとなっている。このようにコアキャッチャー３０を設置することにより、設置場所の下部ＤＷ４ｂだけではなく、原子炉格納容器３および原子炉建屋１００も含めて全体に影響が及ぶ。
【００４３】
このような問題を回避する一つの方法は、下部ＤＷ４ｂの底部の部分の基底マットの部分９９ｂを約２．１ｍ掘り下げてコアキャッチャー３０を設置することである。掘り下げた部分のコンクリート内に従来あった鉄筋は切断され削除することになる。しかし、この場合には基底マット９９の構造が複雑化するので、工期が長期化するとともに強度が弱くなり地震にも弱くなってしまう。
【００４４】
従来のＡＢＷＲの原子炉格納容器３の場合は、下部ＤＷ４ｂの高さはＥＵ−ＡＢＷＲの場合と異なり約２．１ｍ高くしていない。基底マットの部分９９ｂを掘り下げることも、建設工程および構造強度の点で望ましくない。そのためコアキャッチャーを設置するスペースは、制御棒駆動機構取扱い装置１１の下端と約１０ｃｍの間隔を確保するとコンクリート床６７を削除して得られる約１．６ｍの高さに制限される。ＥＵ−ＡＢＷＲのコアキャッチャー３０では、前述のように高さは約２．４５ｍあり、また、蓋３１の上端の高さは約３．６ｍあるので上記の約１．６ｍの高さのＡＢＷＲのコアキャッチャー設置スペースに収納することは不可能である。
【００４５】
高さ約１．６ｍのＡＢＷＲのコアキャッチャー設置スペースにコアキャッチャー３０を設置するためには、冷却チャンネル３５の勾配を小さくしてベイスン３２を薄くし分配器３６の高さも低くするなどで実施可能である。しかし、この場合にはダウンカマー３９の高さが約２．４５ｍから約１．６ｍに低減してしまう。ダウンカマー３９の高さはコアキャッチャー３０の上部の水を冷却水注入配管３７、分配器３６、冷却チャンネル３５、ライザー３８と循環させる駆動力の水頭を決定している。そのためダウンカマー３９の高さが約１．６ｍに減少すると、冷却チャンネル３５を流れる冷却水の循環流量が減少してしまい、炉心デブリから生じる崩壊熱を十分に冷却できなくなるという問題がある。
【００４６】
また、ダウンカマー３９によってコアキャッチャー３０の上部の冷却水を再循環する流量は、冷却チャンネル３５およびライザー３８の内部の冷却水とダウンカマー３９内の冷却水との密度差によって決まる。この密度差はダウンカマー３９に流入するコアキャッチャー３０の上部の冷却水の温度が低いほど大きくなる。しかし、一般的にコアキャッチャー３０の上部には最も高温の炉心デブリがあり、これが冷却水を加熱するため、ダウンカマー３９に流入する冷却水の温度を低く維持することは物理的に困難である。そのため、炉心デブリが落下した直後は良いが、長時間経過するとコアキャッチャー３０の上部の冷却水の温度が上昇してしまい十分な自然循環流量が得られなくなるという問題がある。
【００４７】
また、ダウンカマー３９によって再循環される冷却水はコアキャッチャー３０の上部の炉心デブリと接触した冷却水であるため、炉心デブリの一部が遊離してダウンカマー３９の内部に流入してコアキャッチャー３０の下部に移行する可能性がある。その場合、コアキャッチャー３０は、炉心デブリを保持して冷却する機能を喪失する恐れがある。このようなことを防止するためダウンカマー３９の開口部にフィルターを設置するが、このフィルターが過酷事故時に散乱したルースパーツによって目詰まりする可能性がある。原子炉圧力容器２の底部を溶融貫通して炉心デブリがコアキャッチャー３０の上部に落下するので、断熱材などがルースパーツになる可能性がある。ルースパーツによってフィルターが目詰まりすると、十分な再循環流量が得られなくなる問題がある。
【００４８】
また、従来のコアキャッチャー３０では、プラントが通常運転時には冷却チャンネル３５の内部には冷却水が存在しない。炉心デブリが落下して下部ドライウェル４ｂの温度が上昇して溶融弁６４が溶融することによって、ＬＯＣＡベント管８内の水が、コアキャッチャー３０と炉心デブリを冠水して、ダウンカマー３９内を下降して、冷却水注入配管３７と分配器３６を通ってから、冷却チャンネル３５の冷却が行われる。従って、炉心デブリが落下してから冷却チャンネル３５によるベイスン３２の冷却が開始されるまでに時間遅れがある。この間は犠牲層３４と耐熱材層３３とによってベイスン３２の過熱を防止するが、炉心デブリの落下時の衝撃によって犠牲層３４と耐熱材層３３が損傷した場合は、炉心デブリが直接ベイスン３２に接触してベイスン３２の一部が溶融する恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４９】
【特許文献１】特開２０１５−１９０８７６号公報
【特許文献２】特開２００８−２４１６５７号公報
【特許文献３】米国特許第８，３５８，７３２号明細書
【特許文献４】国際公開２０１６／００２２２４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００５０】
実施形態は、従来のＡＢＷＲの下部ドライウェルに制御棒駆動機構取扱い装置と干渉することなく設置可能な本体部分の高さが約１．６ｍ以内の薄型のコアキャッチャーを提供する。通常運転時に冷却チャンネル内に冷却水が存在し過酷事故時に炉心デブリが落下して来た際に直ちに冷却チャンネルによる冷却を行うことが可能なコアキャッチャーを提供する。薄型であっても冷却チャンネル内を流れる冷却水の流量を自然循環力で十分に確保することができるコアキャッチャーを提供する。コアキャッチャー上面の冷却水は冷却チャンネルに再循環されず炉心デブリやルースパーツの冷却チャンネルへの流入を防止できるコアキャッチャーを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００５１】
実施形態によれば、コアキャッチャーは、基底マットと、前記基底マットの上に構築された原子炉建屋と、前記原子炉建屋の内部で前記基底マットの部分の上に構築されトップスラブ下端までの全高が２９．５ｍを上回らない原子炉格納容器と、炉心と、前記炉心を収容する原子炉圧力容器と、前記原子炉格納容器の一部を構成し前記原子炉圧力容器を収納するドライウェルと、前記基底マットに接続し前記原子炉圧力容器をベッセル・スカートとベッセル・サポートを介して支えるペデスタルと、前記原子炉格納容器の一部を構成し前記ペデスタルの周囲に設けられ圧力抑制プールを下部に収納し上部にウェットウェル気相部を有するウェットウェルと、前記ペデスタルの側壁の内部に設けられ前記ドライウェルと前記圧力抑制プールとを連結するＬＯＣＡベント管と、前記ドライウェルのうち前記ベッセル・スカートおよび前記原子炉圧力容器の下方であって、ペデスタルの円筒状のペデスタル側壁とその内側の基底マットの部分により囲まれる空間である下部ドライウェルと、前記下部ドライウェルの内部に前記原子炉圧力容器の下部に接続して設けられた制御棒駆動機構と、前記下部ドライウェルの内部に前記制御棒駆動機構の下方に設けられた制御棒駆動機構取扱い装置と、を有する沸騰水型原子力プラントに供するコアキャッチャーであって、前記下部ドライウェルの前記基底マットの部分の上に設置された分配器と、前記分配器の上に設置されたベイスンと、前記ベイスンの下面に設置され前記分配器に入口が接続し放射状に延びる冷却チャンネルと、前記冷却チャンネルの出口に接続し鉛直に上に延び上端が閉鎖したライザーと、を備え、前記制御棒駆動機構取扱い装置の下端と接触することなく前記制御棒駆動機構取扱い装置の下部に設置された本体部分と、前記ライザーの上端に接続し前記本体部分の上を覆い、前記制御棒駆動機構取扱い装置の下端と接触することなく前記制御棒駆動機構取扱い装置の下部に設置された蓋と、一端が前記圧力抑制プールに開口し前記ペデスタル側壁を貫通し他端が前記分配器に接続しプール水を前記分配器に供給する冷却水注入配管と、一端が前記ライザーに接続し前記ペデスタル側壁を貫通しライザーの上端よりも上に延び他端が前記圧力抑制プールの事故時の最低水位よりも低い位置でプール水中に浸漬して開口するチムニー配管と、を有し、前記本体部分の上端および前記蓋の上端の前記基底マットの部分の上端からの高さは前記制御棒駆動機構取扱い装置の下端の高さよりも低いことを特徴とする。
【００５２】
また、実施形態によれば、沸騰水型原子力プラントは、基底マットと、前記基底マットの上に構築された原子炉建屋と、前記原子炉建屋の内部で前記基底マットの部分の上に構築されトップスラブ下端までの全高が２９．５ｍを上回らない原子炉格納容器と、炉心と、前記炉心を収容する原子炉圧力容器と、前記原子炉格納容器の一部を構成し前記原子炉圧力容器を収納するドライウェルと、前記基底マットに接続し前記原子炉圧力容器をベッセル・スカートとベッセル・サポートを介して支えるペデスタルと、前記原子炉格納容器の一部を構成し前記ペデスタルの周囲に設けられ圧力抑制プールを下部に収納し上部にウェットウェル気相部を有するウェットウェルと、前記ペデスタルの側壁の内部に設けられ前記ドライウェルと前記圧力抑制プールとを連結するＬＯＣＡベント管と、前記ドライウェルのうち前記ベッセル・スカートおよび前記原子炉圧力容器の下方であって、ペデスタルの円筒状のペデスタル側壁とその内側の基底マットの部分により囲まれる空間である下部ドライウェルと、前記下部ドライウェルの内部に前記原子炉圧力容器の下部に接続して設けられた制御棒駆動機構と、前記下部ドライウェルの内部に前記制御棒駆動機構の下方に設けられた制御棒駆動機構取扱い装置と、前記下部ドライウェルの前記基底マットの部分の上に設置された分配器と、前記分配器の上に設置されたベイスンと、前記ベイスンの下面に設置され前記分配器に入口が接続し放射状に延びる冷却チャンネルと、前記冷却チャンネルの出口に接続し鉛直に上に延び上端が閉鎖したライザーと、を備え、前記制御棒駆動機構取扱い装置の下端と接触することなく前記制御棒駆動機構取扱い装置の下部に設置された本体部分と、前記ライザーの上端に接続し前記本体部分の上を覆い、前記制御棒駆動機構取扱い装置の下端と接触することなく前記制御棒駆動機構取扱い装置の下部に設置された蓋と、一端が前記圧力抑制プールに開口し前記ペデスタル側壁を貫通し他端が前記分配器に接続しプール水を前記分配器に供給する冷却水注入配管と、一端が前記ライザーに接続し前記ペデスタル側壁を貫通しライザーの上端よりも上に延び他端が前記圧力抑制プールの事故時の最低水位よりも低い位置でプール水中に浸漬して開口するチムニー配管と、前記本体部分と前記蓋と前記冷却水注入配管と前記チムニー配管とから成るコアキャッチャーと、を有し、前記本体部分の上端および前記蓋の上端の前記基底マットの部分の上端からの高さは前記制御棒駆動機構取扱い装置の下端の高さよりも低いことを特徴とする。
【発明の効果】
【００５３】
実施形態によれば、ＡＢＷＲと同じ下部ドライウェル構造を持つ原子力プラントにおいて、原子炉格納容器の全高約３９．５ｍを増やすことなく下部ドライウェル内の大半を占める制御棒駆動機構取扱い装置の下のごくわずかな空間にコアキャッチャーの本体部分を設置することが可能になる。ココアキャッチャーの本体部分の高さは約１．６ｍの薄型であるが、コアキャッチャーの本体部分よりも上方に高く延びて圧力抑制プールのプール水中に開口するチムニー配管によってプール水を約４ｍの大きな水頭で冷却チャンネル内に循環し溶融デブリを冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施形態に係わるコアキャッチャーの原子力プラント内での設置状況を示す立面図。
【図２】本発明の実施形態に係わるコアキャッチャーの下部ドライウェル内での設置状況を示す立面図。
【図３】本発明に係わるコアキャッチャーの第１の実施形態の構成を示す立面図。
【図４】本発明に係わるコアキャッチャーの第１の実施形態の構成を示す平面図。
【図５】本発明に係わるコアキャッチャーの第１の実施形態の変形例の構成を示す立面図。
【図６】本発明に係わるコアキャッチャーの第１の実施形態のもう一つの変形例の構成を示す立面図。
【図７】本発明に係わるコアキャッチャーの第２の実施形態の構成を示す平面図。
【図８】本発明に係わるコアキャッチャーの第２の実施形態の構成を示す立面図。
【図９】従来のＡＢＷＲの原子炉格納容器の構成を示す立面図。
【図１０】従来のＡＢＷＲの原子炉格納容器の構成を示す平面図。
【図１１】従来のＡＢＷＲの原子炉格納容器（下部ドライウェル）における制御棒駆動機構取扱い装置とコンクリート床の構成を示す立面図。
【図１２】従来のＥＵ−ＡＢＷＲＷの原子炉格納容器の構成を示す立面図。
【図１３】従来のＥＵ−ＡＢＷＲの原子炉格納容器（下部ドライウェル）における制御棒駆動機構取扱い装置とコアキャッチャーの設置状況を示す立面図。
【図１４】従来のＥＵ−ＡＢＷＲのコアキャッチャーの構成を示す立面図。
【図１５】従来のＥＵ−ＡＢＷＲのコアキャッチャーの構成を示す平面図。
【図１６】従来のＥＵ−ＡＢＷＲのコアキャッチャーの冷却チャンネルの構成を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施の形態を図１から図６に基づいて説明する。図１から図６においては図９から図１６と同一部分には同一符号を付して重複する部分の説明は省略し要部のみを説明する。
【００５６】
（図１、２の説明）
図１は、本発明に係わるコアキャッチャーの通常のＡＢＷＲの原子炉格納容器における設置の状況を説明する立面図である。図２は、本発明に係わるコアキャッチャーの通常のＡＢＷＲの原子炉格納容器３の下部ドライウェル４ｂ内における設置の状況を説明する拡大図である。
【００５７】
図１および図２において、コアキャッチャー３０の本体部分３０ａの高さは約１．６ｍである。コアキャッチャー３０の本体部分３０ａは、ＡＢＷＲの原子炉格納容器３の下部ＤＷ４ｂの底部の高さ約１．６ｍのコンクリート床６７（図１１を参照）を削除した空間に設置されている。このため、ＥＵ−ＡＢＷＲのように下部ＤＷ４ｂの高さ、原子炉格納容器３の高さ、および、原子炉建屋１００の高さを約２．１ｍ高くすることは実施していない。原子炉格納容器３の全高は、基底マットの部分９９ｂの上端からトップスラブ４ａの下端までで約２９．５ｍである。
【００５８】
コアキャッチャー３０の本体部分３０ａは、制御棒駆動機構取扱い装置１１の下端（高さ約１．７ｍ）と接触することなく制御棒駆動機構取扱い装置１１の下部に設置されている。蓋３１も、制御棒駆動機構取扱い装置１１の下端（高さ約１．７ｍ）と接触することなく制御棒駆動機構取扱い装置１１の下部に設置されている。コアキャッチャー３０の本体部分３０ａの上端および蓋３１の上端の高さは少なくとも基底マットの部分９９ｂの上端から１．７ｍを下回っている。
【００５９】
（図３の説明）
次に、図３〜図６により本発明による第１の実施形態の構造を説明する。
【００６０】
図３において、本発明のコアキャッチャー３０の本体部分３０ａはベイスン３２、分配器３６、冷却チャンネル３５、ライザー３８で構成される。
【００６１】
本実施形態が従来例と異なる点は、冷却チャンネル３５の勾配を例えば約５度として（従来は約１０度）コアキャッチャー３０の本体部分３０ａの全高が約１．６ｍとなる薄型であり少なくとも制御棒駆動機構取扱い装置１１の下端の高さ１．７ｍよりも低いこと、蓋３１はコアキャッチャー３０の本体部分３０ａの上端（ライザー３８の上端）に接して設けられていること、蓋３１にサンプが設けられていないこと、ダウンカマーがないこと、冷却水注入配管３７はベント壁６１ｃを貫通してその先端は圧力抑制プール６のプール水中に開口していること、ライザー３８の上端は閉じられてコアキャッチャー３０の上部に開口していないこと、新たにチムニー配管４０を設けチムニー配管４０の一端はライザー３８に接続していること、さらに、チムニー配管４０はベント壁６１ｃを貫通してその先端は圧力抑制プール６のプール水中に開口していること、チムニー配管４０はライザー３８の上端よりも上方に高く延びていることである。
【００６２】
チムニー配管４０の圧力抑制プール６内の開口部４０ａの高さは、従来のＥＵ−ＡＢＷＲのコアキャッチャー３０のダウンカマー３９の高さである約２．４５ｍよりも高く、事故時の圧力抑制プール６の最低プール水深約４．４６ｍ〜約４．８５ｍよりも低いように設定する。例えば、チムニー配管４０の上端の高さは約４ｍである。なお、冷却チャンネルの構造は、たとえば図１６に示したものと同じである。
【００６３】
（図４の説明）
図４は、本発明に係わるコアキャッチャーの第１の実施形態の概要を示す平面図である。蓋３１、犠牲層３４のコンクリート、耐熱材層３３の耐熱レンガ、および、ベイスン３２の鋼鈑を取り除いて各冷却チャンネル３５が露出した視点で描いてある。
【００６４】
図４において、冷却チャンネル３５の数は例えば１０個である。ＬＯＣＡベント管８の数は例えば１０個である。但し、冷却チャンネル３５の数は１０個に限定されない。例えば、ＬＯＣＡベント管８の数が８の場合には、８個、１６個、３２個など冷却性能および構造強度等を勘案して最適な数のものが使用され得る。チムニー配管４０はＬＯＣＡベント管８と干渉しない位置に設けられている。図４では、例えば、ＬＯＣＡベント管８の間の中間に設けられている。チムニー配管４０はベント壁６１ｃの内部に設けられている（図３を参照。）。
【００６５】
このように構成される本実施形態では、冷却水注入配管３７、分配器３６、冷却チャンネル３５、ライザー３８、チムニー配管４０は、圧力抑制プール６と常時連通していて、圧力抑制プール６のプール水で満たされている。原子炉事故時には、圧力抑制プール６のプール水の密度と冷却チャンネル３５、ライザー３８およびチムニー配管４０の内部を流れる冷却水の密度の差によって、プール水が冷却チャンネル３５の内部に供給される。チムニー配管４０の開口部４０ａの高さは約４ｍの部分とするので、チムニー配管４０の内部には、冷却チャンネル３５で炉心デブリの崩壊熱によって加熱されて高温低密度となった冷却水が、約４ｍの高さまで存在する。蒸気が発生して２相流になっている場合もある。
【００６６】
一方、圧力抑制プール６には約４ｍの高さまで低温高密度のプール水が存在し、それぞれの水の密度差により冷却水を冷却水注入配管３７に供給することができる。プール水の水深の水頭が約４ｍあるので、従来のＥＵ−ＡＢＷＲのコアキャッチャーのダウンカマー３９の約２．４５ｍの水頭をはるかに上回り、より大きな自然循環水量が得られる。また、圧力抑制プール６には大量のプール水があり低温高密度を維持できるため、大きな密度差により大きな自然循環水量を確保することが可能になる。
【００６７】
過酷事故時に長期で圧力抑制プール６の水温を低く維持する方法としては、外部水源からの注水および静的格納容冷却系の凝縮水を圧力抑制プールの内部に注水することなどで実施する（特許文献４を参照。）。
【００６８】
従来のコアキャッチャー３０ではベイスン３２の上部の炉心デブリで加熱された低密度の高温水をダウンカマー３９により供給するので密度差が小さくなり大きな再循環流量を得ることが困難であったが、本実施形態ではこの課題が解決できる。
【００６９】
また、ベイスン３２の上部の炉心デブリやルースパーツを含む冷却水を再循環して使用しないため、冷却チャンネル３５等が炉心デブリやルースパーツによって閉塞して冷却機能を喪失する可能性を削除することができる。
【００７０】
通常運転中に常時冷却チャンネル３５の内部に圧力抑制プール６のプール水が供給されているため、事故時に炉心デブリが落下した際の衝撃によって犠牲層３４と耐熱材層３３が損傷しても、ベイスン３２の冷却を直ちに開始することができる。ベイスン３２の温度が上昇すれば、冷却チャンネル３５内に事故前から存在する冷却水による冷却が自然に開始されて、自然循環によって冷却水がその後も安定的に供給される。
【００７１】
この機能によって、本実施形態のコアキャッチャーの場合には犠牲層３４および耐熱材層３３を削除することも可能である。コアキャッチャー３０の上部における炉心デブリの冷却は、溶融弁６４が溶融し下部ドライウェル冠水配管６５から冷却水が供給されることにより行われる（図１４を参照。）。
【００７２】
チムニー配管４０によって例えば約４ｍの水頭を確保できるため、ベイスン３２およびライザー３８の高さを高くする必要がなく、コアキャッチャー３０の本体部分３０ａを薄型にできる。このため、通常のＡＢＷＲのコアキャッチャーの設置可能スペースの高さ約１．６ｍの下部ドライウェル４ｂ底部の空間に収納可能なコアキャッチャーを提供できる。
【００７３】
次に図５および図６により本発明による第１の実施形態の変形例について説明する。
【００７４】
（図５の説明）
図５において、チムニー配管４０はペデスタル側壁６１ａの内部を斜めに上昇し貫通している。このような形状にすると、チムニー配管４０のエルボー部がなくなり、流路抵抗が減少し、自然循環流量が増大する。あるいは、チムニー配管４０の径をより細くすることができる。
【００７５】
（図６の説明）
図６において、チムニー配管４０は、ペデスタル側壁６１ａを貫通した後、圧力抑制プール６の内部を通って上昇している。このような形状とした場合はエルボー部の数が少なくなるとともにチムニー配管４０がペデスタル側壁６１ａの内部を上昇しないので、チムニー配管４０の設置が容易になる。
【００７６】
（第２の実施形態）
次に図７及び図８により本発明に係わるコアキャッチャーの第２の実施形態について説明する。
【００７７】
（図７の説明）
図７は、本発明に係わるコアキャッチャーの第２の実施形態の概要を示す平面図である。
【００７８】
図７においては、サンプ６８として、高電導度廃液サンプ６８ａおよび低電導度廃液サンプ６８ｂが設置されており、サンプ６８の近傍において、蓋３１、ベイスン３２、耐熱材層３３、犠牲層３４、冷却チャンネル３５、チャンネル側壁３５ａ、ライザー３８、チムニー配管４０はサンプ６８と干渉しないようにサンプ６８ａ、６８ｂの周囲を囲むように構成されている。サンプ６８ａ、６８ｂにはコリウムシールドが設けられる（図示せず。）。本実施形態によればコアキャッチャー３０とサンプ６８ａ、６８ｂを干渉せずに設置することが可能になる。
【００７９】
（図８の説明）
図８は、本発明に係わるコアキャッチャーの第２の実施形態の概要を示す立面図である。サンプ６８を含む断面を示している。
【００８０】
サンプ６８の側面に沿ってサンプ部ライザー３８ｄ、サンプ部耐熱材層３３ａ、サンプ部犠牲層３４ａを設ける。これによってサンプ６８と干渉せずにコアキャッチャー３０を設けることができる。
【００８１】
（他の実施形態）
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００８２】
１…炉心、２…原子炉圧力容器、３…原子炉格納容器、３ａ…外壁、４…ドライウェル、４ａ…トップスラブ、４ｂ…下部ドライウェル（下部ＤＷ）、４ｃ…上部ドライウェル、５…ウェットウェル、５ａ…ウェットウェル共通部壁、６…圧力抑制プール、６ａ…通常時水位、６ｂ…事故時最低水位、７…ウェットウェル気相部、８…ＬＯＣＡベント管、８ａ…水平ベント管、１０…制御棒駆動機構、１１…制御棒駆動機構取扱い装置、１１ａ…ターンテーブル、３０…コアキャッチャー、３０ａ…本体部分、３１…蓋、３２…ベイスン、３２ａ…部分、３３…耐熱材層、３３ａ…サンプ部耐熱材層、３４…犠牲層、３４ａ…サンプ部犠牲層、３５…冷却チャンネル、３５ａ…チャンネル側壁、３５ｂ…チャンネル入口、３５ｃ…チャンネル底板、３６…分配器、３６ａ…底板、３６ｂ…分配器支柱、３６ｃ…側壁、３７…冷却水注入配管、３７ａ…冷却水注入配管入口、３７ｂ…冷却水注入配管出口、３８…ライザー、３８ａ…ライザー側壁、３８ｂ…ライザー出口、３８ｃ…ライザーリブ、３８ｄ…サンプ部ライザー、３９…ダウンカマー、３９ａ…ダウンカマー側壁、４０…チムニー配管、４０ａ…開口部、６１…ペデスタル、６１ａ…ペデスタル側壁、６１ｂ…ペデスタルキャビティー、６１ｃ…ベント壁、６２…ベッセル・スカート、６３…ベッセル・サポート、６４…溶融弁、６５…下部ドライウェル冠水配管、６７…コンクリート床、６８…サンプ、６８ａ…高電導度廃液サンプ（サンプ）、６８ｂ…低電導度廃液サンプ（サンプ）、９９…基底マット、９９ａ…基底マットの部分（原子炉格納容器の部分）、９９ｂ…基底マットの部分（下部ＤＷの部分）、１００…原子炉建屋
【図１】
0006668172.tif 000002
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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