(57)【要約】【課題】原子炉の過酷事故を想定した場合でも原子炉格納容器のライナが容易に損傷に至らないようにする。【解決手段】原子炉圧力容器を内包する原子炉格納容器において、床および側壁を有し、床および側壁の少なくとも一部が、コンクリート部１４と、コンクリート部１４の内側に配置された金属製ライナ１５と、金属製ライナ１５の内側に多数貼り付けられた高融点材のタイル１６と、コンクリート部１４内に配置されて冷却材が流れるように構成された冷却管１７と、を有する。タイル１６の材質は、タングステン、黒鉛またはセラミックである。また、冷却材は水である。冷却管１７を構成する材質は良熱伝導性の材料である。タイル１６は、ボルト１８によってライナ１５に締結されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉圧力容器を内包する原子炉格納容器において、
床および側壁を有し、
その床および側壁の少なくとも一部が、コンクリート部と、このコンクリート部の内側に配置された金属製ライナと、この金属製ライナの内側に多数貼り付けられた高融点材のタイルと、前記コンクリート部内に配置されて冷却材が流れるように構成された冷却管と、を有すること、
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、前記タイルの材質が、タングステン、黒鉛、セラミックのいずれかを含むこと、を特徴とする原子炉格納容器。
【請求項３】
請求項１に記載の原子炉格納容器において、前記冷却材は水であること、を特徴とする請求項１記載の原子炉格納容器。
【請求項４】
請求項１に記載の原子炉格納容器において、前記冷却管を構成する材質が良熱伝導性の材料であること、を特徴とする原子炉格納容器。
【請求項５】
請求項１に記載の原子炉格納容器において、前記タイルは、ボルトによって前記ライナに締結されていること特徴とする原子炉格納容器。
【請求項６】
請求項５に記載の原子炉格納容器において、前記ボルトが高融点材からなること特徴とする原子炉格納容器。
【請求項７】
請求項１に記載の原子炉格納容器において、前記原子炉圧力容器の下部を覆い下部に開口を有するバッフル板が前記側壁の内側に配置されていること、を特徴とする原子炉格納容器。
【請求項８】
請求項７に記載の原子炉格納容器において、前記バッフル板は、金属製基板と、その基板の内側に貼り付けられた高融点材のタイルとを有すること、を特徴とする原子炉格納容器。
【請求項９】
請求項８に記載の原子炉格納容器において、前記タイルは高融点材ボルトで前記基板に締結されていること、を特徴とする原子炉格納容器。
【請求項１０】
請求項１に記載の原子炉格納容器において、前記床の上方で床から離れた位置の前記原子炉圧力容器の下方に配置されて上面が開口した溶融燃料捕獲容器をさらに有すること、を特徴とする原子炉格納容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は原子炉格納容器に係り、特に、コンクリート製原子炉格納容器の内側に配置された金属製ライナの破損を抑制する原子炉格納容器の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所には、原子炉圧力容器の一次格納施設として原子炉格納容器が原子炉建屋内に設けられている。図５に従来の沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）の原子炉格納容器（ＰＣＶ）の縦断面図を示す。
【０００３】
この原子炉格納容器１は、原子炉建屋基礎に固定・自立し、鋼板製で製作された大型原子炉圧力容器で、その目的は放射性物質の漏洩を防止するために外側を生体遮蔽板となる鉄筋コンクリートから成る厚い板状材質で覆った構造となっている。原子炉格納容器１内のほぼ中心に原子炉圧力容器２が設置され、原子炉圧力容器２内に炉心３を包含している。原子炉圧力容器２は沸騰水型原子炉でおよそ７０気圧の高圧であるが、原子炉格納容器１はおよそ３気圧の低圧に維持される。
【０００４】
図６は、図５のVI−VI線に沿う部分水平断面図であり、また図７は、図６のVII−VII線に沿う部分縦断面図を示したものである。  
原子炉格納容器１の側壁に関しては、図６および図７に示すように、原子炉格納容器１壁は内側鉄筋４と外側鉄筋５とを組み合せた後にコンクリート部６を打設することによって、原子炉格納容器１に加わる各種荷重に対して構造強度を保つようにしている。また、原子炉格納容器壁１の壁の内側に鋼製ライナ７を設けて原子炉格納容器１の気密性を確保し、放射性物質の外界への放出を抑制している。さらに、鋼製ライナ７のコンクリート部６に面する側にはアンカー部材８を設け、鋼製ライナ７とコンクリート部６との一体化を図っている。  
一方、床に関しても側壁同様、コンクリ−トの上部に鋼製のライナで覆うことにより気密と強度を維持するような設計になっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述のように、原子炉格納容器の目的は、放射能を外界に漏らさないための最後の境界を構成するものである。原子炉の過酷事故を想定した場合、溶融した炉心が原子炉圧力容器を貫通して落下し原子炉格納容器床面に堆積する。この際の溶融燃料の温度は３０００Ｋにも達し、放置すれば、原子炉格納容器の鋼製ライナおよびコンクリート壁が損傷して原子炉格納容器の目的を達し得なくなる恐れがある。  
本発明は上記観点に鑑みてなされたもので、原子炉の過酷事故を想定した場合でも原子炉格納容器のライナが容易に損傷に至らないようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するものであって、原子炉圧力容器を内包する原子炉格納容器において、床および側壁を有し、その床および側壁の少なくとも一部が、コンクリート部と、このコンクリート部の内側に配置された金属製ライナと、この金属製ライナの内側に多数貼り付けられた高融点材のタイルと、前記コンクリート部内に配置されて冷却材が流れるように構成された冷却管と、を有すること、を特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、原子炉格納容器の床面ライナを下面では冷却すると同時に、上面では高融点のタイルを貼るなどして鋼製のライナが破損する事態を防止または長時間遅延させることが可能である。よって、万が一過酷事故が発生しても健全な原子炉格納容器を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら本発明に係る原子炉格納容器の実施の形態を説明する。ここで、従来と共通または類似の部分には同一の符号を付して、重複説明は省略する。  
図１により本発明の第１の実施の形態を説明する。本図は第１の実施の形態の原子炉格納容器床面の部分拡大縦断面図である。すなわち、本実施の形態の原子炉格納容器壁１１は、コンクリート部１４と鋼製ライナ１５と高融点材タイル１６と冷却管１７とで構成されている。鋼製ライナ１５は、アンカー部材８によってコンクリート部１４と一体化されている。鋼製ライナ１５の下面のコンクリート部１４内には、冷却管１７が敷設されている。高融点材タイル１６は、隣接するこのタイル同士を重なり合わせて取り付けられている。また、この高融点材タイル１６は高融点材ボルト１８で鋼製ライナに締結されている。コンクリート部１４には、従来と同様に強度部材として鉄筋（図示せず）が埋設されて一体化している。
【０００９】
このような構成の原子炉格納容器壁によれば、過酷事故により炉心溶融物が落下した場合でも、溶融物が直接に鋼製ライナ１５に触れることはなく健全性を維持できる。さらに冷却管１７内に緊急に冷却水を流すことによって冷却が可能で、さらに安全性が向上する。冷却材に水を使用することにより、図示しないが原子炉格納容器内に設置されている冷却水プールの水を使用することも可能である。材質も銅を用いれば良好に除熱させることができる。一方、高温の溶融物が直接接触する部材をタイル状に小形状とすることによって、部材の熱応力緩和を図っている。さらに、ボルト締結にすれば、タイルの熱膨張時には締結部がすべることができるので、拘束力が緩和され熱応力を低減することができる。さらに、これらの部材を高融点材にすることによって健全性を維持することが可能になる。
【００１０】
高融点材タイル１６の材料として、タングステンまたは黒鉛またはセラミック等を用いれば、融点が３０００℃を超える高融点材が実現可能である。さらに、高融点材ボルト１８の材料としてタングステンまたは黒鉛等を用いれば実現可能である。
【００１１】
次に、図２および図３により本発明に係る原子炉格納容器の第２の実施の形態を説明する。図２は本実施の形態の原子炉格納容器の部分縦断面図であり、図３は本実施の形態の原子炉格納容器におけるバッフル板１９の部分拡大断面図である。すなわち、原子炉圧力容器２の下方領域を包含する形態でバッフル板１９を設置した構成である。このバッフル板１９は、ホッパー状に傾斜面と下部開放口を有する。
【００１２】
過酷事故時の溶融燃料は原子炉圧力容器２の下部から流出する可能性が高い。これは溶融物質が重いために底部から溜まりやすいことと、沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器２の底部はもともと制御棒を挿入するための案内管など、貫通部が多いためである。しかし、底部（最低部）から放出されるとは限らず、場合によっては底部であってもやや傾いて、噴流状に放出されれば溶融燃料の飛沫は側壁に達する可能性もある。そこで、このような構成のバッフル板１９を設けることにより、原子炉容器下部の任意の位置から炉心溶融物の噴出があった場合においても、炉心溶融物を一旦バッフル板１９で受け止めて既定の下部開放口から原子炉格納容器１床面の既定位置に落下させることができる。これにより、溶融物の側壁への飛散を防止できる。
【００１３】
バッフル板１９は図３に示すように金属製基板２０と高融点材タイル２１で構成され、高融点材タイル２１は高融点材ボルト２２で金属製基板２０に締結されている。これにより、高温の溶融物が触れても健全性が保たれる。高融点材タイル２１は隣接するタイル同士を重なり合わせて取り付けているので金属製基板２０に溶融物が直接接触することがない。
【００１４】
さらに、高温の溶融物が直接接触する部材をタイル状にして且つ高融点ボルト２２で締結にすることによって、部材の熱応力緩和を図っている。しかもこれらの部材を高融点材にすることによって健全性を維持することが可能になる。高融点材タイル２１の材料としては、タングステンまたは黒鉛またはセラミックが考えられる。高融点材ボルト２２の材料としては、タングステンまたは黒鉛が考えられる。金属製基板２０に冷却管を付設して冷却することも可能である。
【００１５】
次に、図４により本発明に係る原子炉格納容器の第３の実施の形態を説明する。図４は、本実施の形態の原子炉格納容器の部分縦断面図である。すなわち、第１および第２の実施の形態の原子炉格納容器１に加えて、原子炉格納容器１床面の直上部、原子炉圧力容器２直下部を中心とした相当部分に、上記床面より浮かせた状態で設置され、上面が開口した形状の溶融燃料捕獲容器２３を設けた構成とする。
【００１６】
本構成によれば、溶融燃料を一時的に捕獲容器で受け止めることができるので、溶融燃料原子炉格納容器床面に落下する時間を遅らせることができる。その間に安全対策を行なうことができる。溶融燃料捕獲容器２３の構成は第２の実施の形態と同様に金属製基板と高融点材タイルと高融点材ボルトで構成することも可能である。さらに冷却管を付設して冷却水で冷却することも可能である。  
以上、本発明の原子炉格納容器壁面の構成は原子炉格納容器床面に関して記載したが、さらに、適用対象として原子炉格納容器側壁にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る原子炉格納容器の第１の実施の形態の要部を示す部分縦断面図。
【図２】本発明に係る原子炉格納容器の第２の実施の形態の下部を示す部分縦断面図。
【図３】図２のバッフル板の部分拡大縦断面図。
【図４】本発明に係る原子炉格納容器の第３の実施の形態の下部を示す部分縦断面図。
【図５】従来の沸騰水型原子炉の原子炉格納容器の全体縦断面図。
【図６】図５のVI−VI線に沿う部分水平断面図。
【図７】図６のVII−VII線に沿う部分縦断面図。
【符号の説明】
【００１８】
１…原子炉格納容器、２…原子炉圧力容器、３…炉心、４…内側鉄筋、５…外側鉄筋、６…コンクリート部、７…鋼製ライナ、８…アンカー部材、１１…原子炉格納容器壁、１４…コンクリート部、１５…鋼製ライナ、１６…高融点材タイル、１７…冷却管、１８…高融点材ボルト、１９…バッフル板、２０…基板、２１…タイル、２２…ボルト、２３…溶融燃料捕獲容器。
【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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