(57)【要約】【課題】  原子炉圧力容器を外側から少ない冷却水量で迅速に冷却する原子炉圧力容器冷却装置及び原子炉を提供することである。【解決手段】  上記目的を達成するため、本発明による原子炉圧力容器冷却装置は、制御棒駆動機構が原子炉圧力容器炉底部に設けられた原子炉に備えられた原子炉冷却装置において、原子炉圧力容器炉底部の最下部から所定の高さまでを所定の間隔を空けて覆い、制御棒駆動機構が貫通している器状の炉外冷却水プールと、一方の端は冷却水源に接続され、もう一方の端は前記炉外冷却水プールと炉底部の間の空間に挿入されている炉外冷却水注水系配管と、を備える。【選択図】図１
2013145208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御棒駆動機構が原子炉圧力容器炉底部に設けられた原子炉に備えられた原子炉冷却装置において、
前記原子炉圧力容器炉底部の最下部から所定の高さまでを所定の間隔を空けて覆い、前記制御棒駆動機構が貫通している器状の炉外冷却水プールと、
一方の端は冷却水源に接続され、もう一方の端は前記炉外冷却水プールと前記炉底部の間の空間に挿入されている炉外冷却水注水系配管と、
を備えた原子炉冷却装置。
【請求項２】
前記前記炉外冷却水プールが椀状である請求項１に記載の原子炉冷却装置。
【請求項３】
前記炉外冷却水プールが盆状である請求項１に記載の原子炉冷却装置。
【請求項４】
前記炉底部よりも上部に設けられた冷却水源と、を備えた請求項２乃至請求項３に記載の原子炉冷却装置。
【請求項５】
前記炉外冷却水注水系配管は、前記炉外冷却水プール側の端の開口部が、前記原子炉圧力容器に面している請求項１乃至請求項４に記載の原子炉冷却装置。
【請求項６】
前記炉外冷却水注水系配管は、前記原子炉圧力容器側面にらせん状に巻回された請求項１乃至請求項５に記載の原子炉冷却装置。
【請求項７】
前記炉外冷却水注水系配管は、前記原子炉圧力容器に面した側面を貫通する孔を複数有する請求項１乃至請求項６に記載の原子炉冷却装置。
【請求項８】
一方の端が前記炉外冷却水プールと前記炉底部の間の空間に挿入され、もう一方の端が原子炉建屋の外に繋がっている蒸気抜き用配管と、を備えた請求項１乃至請求項７に記載の原子炉冷却装置。
【請求項９】
前記炉外冷却水プールと前記炉底部の間の空間に挿入されている部分の長さが一様ではない複数本の前記炉外冷却水注水系配管と、を備えた請求項１至請求項８に記載の原子炉冷却装置。
【請求項１０】
前記炉外冷却水プールと前記炉底部の間の空間に挿入されている側の端が、前記炉底部の最下部の直下付近にある前記炉外冷却水注水系配管と、を備えた請求項１至請求項８に記載の原子炉冷却装置。
【請求項１１】
前記炉外冷却水注水系配管の所定位置に接続され、原子炉格納容器を貫通している分岐炉外冷却水注水系配管と、を備えた請求項１至請求項１０に記載の原子炉冷却装置。
【請求項１２】
前記炉外冷却水注水系配管は、内側流路と外側流路を有する二重配管であり、
前記外側流路と前記内側流路の一方を前記冷却水が通り、他方を蒸気が徹請求項１至請求項４に記載の原子炉冷却装置。
【請求項１３】
原子炉建屋と、
前記原子炉建屋内に設けられた原子炉格納容器と、
前記原子炉格納容器内に設けられた原子炉圧力容器と、
前記原子炉圧力容器炉底部に設けられた制御棒駆動機構と、
前記原子炉圧力容器炉底部の最下部から所定の高さまでを、所定の間隔を空けて覆い、前記制御棒駆動機構が貫通している器状の炉外冷却水プールと、
一方の端は冷却水源に接続され、もう一方の端は前記炉外冷却水プールと前記炉底部の間の空間に挿入されている炉外冷却水注水系配管と、
を備えた原子炉。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、原子炉圧力容器冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地震やそれに伴う津波により、原子力発電プラントにおいて原子炉圧力容器内部の冷却材喪失事故が生じることがある。さらに、原子炉圧力容器内への冷却水注水機能の停止が伴うと、炉心溶融が想定される。炉心溶融が生じると、溶融した燃料が原子炉圧力容器の炉底部内側に落下して付着し、原子炉圧力容器を溶融し損傷を与える。こうした損傷を防ぐには、原子炉圧力容器の炉底部を外側から冷却することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１２２６８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、原子炉圧力容器を外側から少ない冷却水量で迅速に冷却する原子炉圧力容器冷却装置及び原子炉を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、実施形態の原子炉圧力容器冷却装置は、制御棒駆動機構が原子炉圧力容器炉底部に設けられた原子炉に備えられた原子炉冷却装置において、原子炉圧力容器炉底部の最下部から所定の高さまでを所定の間隔を空けて覆い、制御棒駆動機構が貫通している器状の炉外冷却水プールと、一方の端は冷却水源に接続され、もう一方の端は炉外冷却水プールと炉底部の間の空間に挿入されている炉外冷却水注水系配管と、を備える。
【０００６】
また、上記目的を達成するため、実施形態の原子炉は、原子炉建屋内に設けられた原子炉格納容器と、原子炉格納容器内に設けられた原子炉圧力容器と、原子炉圧力容器炉底部に設けられた制御棒駆動機構と、原子炉圧力容器炉底部の最下部から所定の高さまでを、所定の間隔を空けて覆い、制御棒駆動機構が貫通している器状の炉外冷却水プールと、一方の端は冷却水源に接続され、もう一方の端は炉外冷却水プールと炉底部の間の空間に挿入されている炉外冷却水注水系配管と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態の原子炉圧力容器冷却装置を備えた原子炉の模式図。
【図２】第１の実施形態における炉外冷却プールの貫通孔付近の模式図。
【図３】第２の実施形態における冷却水注水系配管２００の模式図。
【図４】第３の実施形態における冷却水注水系配管２００の模式図。
【図５】第４の実施形態における冷却水注水系配管２００の模式図。
【図６】第４の実施形態の原子炉圧力容器冷却装置を備えた原子炉の模式図。
【図７】盆状の炉外冷却プールを有する原子炉圧力容器冷却装置を備えた原子炉の模式図。
【図８】分岐炉外冷却水注水配管を有する原子炉圧力容器冷却装置を備えた原子炉の模式図。
【図９】内側が冷却水系で、外側が蒸気排出系の二重配管を備えた原子炉圧力容器冷却装置の模式図。
【図１０】外側が冷却水系で、内側が蒸気排出系の二重配管を備えた原子炉圧力容器冷却装置の模式図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
第１の実施形態の原子炉圧力容器冷却装置について、図１と図２を参照して説明する。図１は本実施形態の原子炉圧力容器冷却装置を備えた原子炉の模式図であり、図２は本実施形態における炉外冷却プールの貫通孔付近の模式図である。
【００１０】
本実施形態の冷却装置は、原子炉圧力容器の外側に炉外冷却プールを設けることで、少ない冷却水量で迅速に原子炉圧力容器を外側から冷却する。
【００１１】
（構成）
以下、本実施形態の原子炉冷却装置の構成について説明する。本実施形態においては、ＢＷＲに適用するものとして説明する。
【００１２】
まず、原子炉圧力容器１０の炉底部１１付近の構成について記す。原子炉圧力容器１０の内部には炉心７が設けられている。原子炉圧力容器１０は原子炉圧力容器支持スカート１２で支えられ、ペデスタル側壁１３上方に設けられている。さらに、炉底部１１を所定の距離空けて覆うように、椀状の炉外冷却プール１４がペデスタル側壁１３に設けられている。
【００１３】
炉底部１１と炉外冷却プール１４と原子炉圧力容器支持スカート１２に囲まれた空間を、冷却用空間１５と呼称する。炉外冷却プール１４に注水された冷却水は冷却用空間１５に溜まり、炉底部１１が冷却水に浸る。炉底部１１を冷却するために最低限必要な水量が冷却用空間１５に溜まるよう、炉外冷却プール１４は炉底部１１から所定の距離を空けて設けられている。
【００１４】
また、制御棒駆動機構１６やインターナルポンプ１７などは炉心より下側に設けられており、炉底部１１を貫通している。これらの貫通物は、炉外冷却プール１４に空けられた貫通孔１８を通って炉外冷却プール１４を貫通している。図２は炉外冷却プール１４の貫通孔１８付近の模式図である。貫通物と炉外冷却プール１４の貫通孔１８は、ステンレス等で作成されたベローズ構造１９で覆われ、封止されている。
【００１５】
次に、炉底部１１付近以外の構成についても説明する。原子炉圧力容器１０の上にはオペレーションフロア９が設けられている。また、オペレーションフロア９の隣には燃料プール８が設けられている。また、原子炉建屋２０の外には、炉外冷却水貯蔵プール２１が設けられている。この炉外冷却水貯蔵プール２１は炉底部１１よりも高い位置に設けられている。例えば原子炉建屋２０の屋上でも良いし、原子炉建屋２０に隣接する敷地で炉底部１１よりも高い位置に設けられていてもよい。本実施形態では原子炉建屋２０の屋上に設けられているものとする。
【００１６】
炉外冷却水貯蔵プール２１には、炉外冷却水貯蔵プール２１から炉外冷却プール１４に冷却水を輸送するための、炉外冷却水注水系配管２２が接続されている。炉外冷却水注水系配管２２のもう一端は、冷却用空間１５と連通している。本実施形態において、炉外冷却水注水系配管２２は原子炉圧力容器支持スカート１２を貫通しており、その貫通部は溶接されている。あるいは、炉外冷却水注水系配管２２がペデスタル側壁１３を貫通して冷却用空間１５と連通されていてもよい。
【００１７】
炉外冷却水注水系配管２２の所定位置には炉外冷却水注水系バルブ２５が取り付けられている。この炉外冷却水注水系バルブ２５は電力を動力源として開閉し、平常時には閉まっており、非常時に開く。
【００１８】
冷却用空間１５には蒸気抜き用配管２７も接続されている。蒸気抜き用配管２７は原子炉圧力容器支持スカート１２に開けられた孔に挿入されて溶接され、冷却用空間１５と連通している。蒸気抜き用配管２７は、原子炉圧力容器支持スカート１２の内側から冷却用空間１５に突き出さないような長さとしてある。蒸気抜き用配管２７のもう一端は原子炉建屋２０外に繋がっている。
【００１９】
また、蒸気抜き用配管２７は、ペデスタル側壁１３を貫通して冷却用空間１５と繋がっていてもよい。
【００２０】
蒸気抜き用配管２７は炉外冷却プール１４で生じた蒸気を、屋外へ排出する。蒸気抜き用配管２７の所定の位置には、蒸気抜き用バルブ３０が取り付けられている。このバルブ３０は電力を動力源として開閉し、平常時には閉まっており、非常時に開く。
【００２１】
（作用）
以下、本実施形態の原子炉圧力容器冷却装置の作用について説明する。
【００２２】
まず、炉底部１１を外側から冷却する仕組みについて説明する。原子炉圧力容器１０内には容器内の冷却水水位を計測する水位計が設置されている。この水位計が所定レベル以下の水位を検知すると、炉外冷却水注水系バルブ２５と蒸気抜き用バルブ３０が開く。ここで、水位の所定レベルは、燃料露出による炉心溶融が想定され得るレベルに対してある程度の余裕をもたせて設定されることが望ましい。
【００２３】
炉外冷却水注水系バルブ２５が開くと、冷却水は重力落下によって炉外冷却水貯蔵プール２１から炉外冷却プール１４に注水される。そして、冷却空間１５に溜まり、炉底部１１を外側から冷却水で浸す。
【００２４】
次に、冷却水が炉外冷却プール１４に溜まる様子について説明する。炉外冷却プール１４は炉底部１１に沿うような椀状である。そのため、冷却水が溜まる冷却空間１５も炉底部１１に沿った形状となっており、少ない水量で満たされるため迅速に炉底部１１を冷却水で浸す。
【００２５】
冷却水は炉底部１１の熱で沸騰し、生じた蒸気は蒸気抜き用配管２７を通り、原子炉建屋２０外に放出される。つまり、炉底部１１は冷却水の蒸発熱で冷却される。迅速な冷却のため、生じた蒸気は迅速に排出されて冷却水に置換されることが望ましい。そのため、炉外冷却水注水系バルブ２５と同時に蒸気抜き用バルブ３０を開いている。
【００２６】
（効果）
本実施形態の原子炉圧力容器冷却装置は炉底部１１に沿うように炉外冷却水プール１４を設けているため、炉外冷却水プール１４を設けない場合に比べて、少量の冷却水量で炉底部１１を外側から冷却することが可能である。
【００２７】
また、本実施形態の炉外冷却プール１４は少量の冷却水で冷却可能なため、迅速な冷却が可能である。さらに、冷却水が少量であるから冷却後の汚染水も少なくて済み、環境への影響が少なく事故収束後の後処理も迅速になる。
【００２８】
また、炉外冷却水貯蔵プール２１等の追加により原子炉建屋２０全体の重量は増すが、冷却水が少量ですむため、耐震性に与える影響が小さい。
【００２９】
ここで、本実施形態における炉外冷却注水系バルブ２５と蒸気抜き用バルブ３０は電動としたが、例えば所定温度以上になると溶解して開く溶融弁としてもよい。その場合、原子炉圧力容器１０の温度が上がると両バルブが溶け落ち、冷却水が重力落下によって炉外冷却プール１４に注水される。よって、原子力プラントの全電源を喪失した場合においても冷却可能となる。
【００３０】
また、本実施形態では炉外冷却水貯蔵プール２１は炉底部１１よりも高い位置に設けるとしたが、炉底部１１よりも低い位置に設けても良い。その場合は、炉外冷却水貯蔵プール２１から炉外冷却プール１４に冷却水を輸送するためのポンプを、炉外冷却水注水系配管２２に接続する必要がある。
【００３１】
また、炉外冷却水貯蔵プール２１は、原子炉建屋２０の中にあっても良い。その場合は、原子炉建屋２０の外から炉外冷却水貯蔵プール２１に冷却水を補給できる配管やポンプが更に必要になる。
【００３２】
また、本実施形態では炉外冷却プール１４に設けられた貫通孔１８と貫通物がベローズ構造１９で覆われている。ベローズ構造１９は、炉外冷却プール１４や貫通物に生じる移動や揺れを吸収する。つまり、貫通孔１８の軸と貫通物の軸が厳密に一致していなくても、密閉状態を保つことができる。
【００３３】
（第２の実施形態）
第２の実施形態の原子炉圧力容器冷却装置について図３を用いて説明する。図３は本実施形態における炉外冷却水注水系配管２２の模式図である。本実施形態の炉外冷却水注水系配管２２の形状に特徴を持たせることによって、炉底部１１をより迅速かつ効果的に冷却する。なお、第１の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３４】
（構成）
以下、本実施形態の構成を説明する。本実施形態における炉外冷却水注水系配管２２の、冷却空間１５に挿入された方の先端２３は、その開口部が原子炉圧力容器１０に向かうよう曲がっている。
【００３５】
（作用）
以下、本実施形態の作用を説明する。炉外冷却水注水系バルブ２５が開くと、炉外冷却水は炉外冷却水注水系配管２２を通って炉外冷却プール１４に注水される。その際、先端２３は開口部が原子炉圧力容器１０に向いているため、冷却水は原子炉圧力容器１０表面に吹き付けられる。吹き付けられた冷却水の一部は高温になった原子炉圧力容器１０により蒸発し、原子炉圧力容器１０を冷却する。蒸発しなかった分の冷却水は原子炉圧力容器１０の表面を伝って、炉外冷却プール１４に溜まる。そして、炉外冷却プール１４に溜まっていく冷却水は徐々に炉底部１１を冷却水で浸していき、炉底部１１全体を冷却する。
【００３６】
（効果）
以下、本実施形態の効果について説明する。本実施形態の原子炉圧力容器冷却装置において、注水された冷却水は炉外冷却水注水系配管２２を出るとすぐに原子炉圧力容器１０に接触する。そのため、炉外冷却プール１４内の水位が上がって冷却水が炉底部１１に接触するのを待つことなく、迅速に炉底部１１を外側から冷却することが可能である。
【００３７】
つまり、本実施形態の原子炉圧力容器冷却装置では、炉外冷却プール１４で炉底部１１が冷却水に浸ることによる冷却効果に加えて、さらに迅速な冷却効果を得ることができる。
【００３８】
また、本実施形態において、先端２３には開口部が原子炉圧力容器１０を向くようにシャワーヘッド状の構造物をつけてもよい。そうすることで、原子炉圧力容器１０のより広い範囲に冷却水を吹き付けることが可能となる。あるいは、先端２３が曲がっておらず、単に原子炉圧力容器１０側に開口した構造であってもよい。
【００３９】
（第３の実施形態）
第３の実施形態の原子炉圧力容器冷却装置について図４を用いて説明する。図４は本実施形態における冷却水注水系配管の模式図である。本実施形態の炉外冷却水注水系配管２２の形状に特徴を持たせることによって、炉底部１１の冷却をより迅速で効果的に行う。なお、第１及び第２の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４０】
（構成）
以下、本実施形態の原子炉圧力容器冷却装置の構成について説明する。本実施形態の原子炉圧力容器冷却装置は、炉外冷却水注水系配管２２が原子炉圧力容器１０の周囲に巻回されている。このとき、炉外冷却水注水系配管２２は原子炉圧力容器１０にできるだけ近接するように、巻回されている。
【００４１】
（作用）
以下、本実施形態の作用を説明する。炉外冷却水注水系バルブ２５が開くと、炉外冷却水は炉外冷却水注水系配管２２を通って炉外冷却プール１４に注水される。炉外冷却水注水系配管２２は原子炉圧力容器１０の周囲に巻回されているため、巻回されていないときに比べて長時間、原子炉圧力容器１０の付近を通る。冷却水は原子炉圧力容器１０付近を通る間に、原子炉圧力容器１０の熱を吸収する。
【００４２】
（効果）
以下、本実施形態の効果について説明する。炉外冷却水注水系配管２２は原子炉圧力容器１０の周囲に巻回されているため、注水途中にも原子炉圧力容器１０を冷却することが可能である。
【００４３】
つまり、本実施形態の原子炉圧力容器冷却装置では、炉外冷却プール１４で炉底部１１が冷却水に浸ることによる冷却効果に加えて、注水過程の冷却効果を得ることができる。よって、さらに迅速な冷却効果を得ることができる。
【００４４】
（第４の実施形態）
第４の実施形態の原子炉圧力容器冷却装置について図５及び図６を用いて説明する。図５は本実施形態における炉外冷却水注水系配管２２の模式図であり、図６は本実施形態の原子炉圧力容器冷却装置を備えた原子炉の模式図である。本実施形態の炉外冷却水注水系配管２２の形状に特徴を持たせることによって、炉底部１１の冷却をより迅速で効果的に行う。なお、第１乃至第３の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４５】
（構成）
以下、本実施形態の構成を説明する。本実施形態における炉外冷却水注水系配管２２は、
原子炉圧力容器１０に面した側面に配管貫通孔２４が複数空いている。原子炉格納容器３１には原子炉建屋２０の外へ繋がる原子炉格納容器内蒸気抜き用配管２９が設けられている。原子炉格納容器内蒸気抜き用配管２９の所定の位置には原子炉格納容器内蒸気抜き用バルブ２８が設けられている。原子炉格納容器内蒸気抜き用バルブ２８は、蒸気抜き用バルブ３０と原子炉格納容器３１が開くと同時に開く。原子炉格納内蒸気抜き用バルブ２８は電力を動力源としても良いし、原子炉格納容器３１内の圧力が一定以上になると開放するバルブでも良い。
【００４６】
（作用）
以下、本実施形態の作用を説明する。炉外冷却水注水系バルブ２５が開くと、炉外冷却水は炉外冷却水注水系配管２２を通って炉外冷却プール１４に注水される。冷却水の一部は炉外冷却水注水系配管２２を通る途中で、配管貫通孔２４から原子炉圧力容器１０に降り注がれる。原子炉圧力容器１０に降り注いだ冷却水は高温になった原子炉圧力容器１０によって蒸発し、原子炉圧力容器１０を冷却する。このとき発生した蒸気は原子炉格納内蒸気抜き用バルブ２８と原子炉格納内蒸気抜き用配管２９を通過して、原子炉建屋外２０に放出される。その他の冷却水は炉外冷却水注水系配管２２を通って炉外冷却プール１４に溜まり、炉底部１１を浸して冷却する。
【００４７】
（効果）
以下、本実施形態の効果について説明する。炉外冷却水注水系配管２２は原子炉圧力容器１０に面した側面に配管貫通孔２４が複数空いているため、冷却水の一部は配管貫通孔２４から原子炉圧力容器１０に降り注ぎ、原子炉圧力容器１０を冷却する。炉外冷却プール１４での冷却効果に加えて、注水過程にも冷却効果を得ることができる。
【００４８】
また本実施形態では、原子炉圧力容器１０表面に降り注ぎ蒸発しきらなかった冷却水が、原子炉格納容器３１内に溜まる。そのため、原子炉圧力容器１０表面に降り注いだ冷却水が炉外冷却プール１４に流れ込む穴や配管を設けるか、原子炉格納容器３１内から原子炉建屋２０外にこの冷却水を汲み出すための配管やポンプ等を設けることが望ましい。
【００４９】
また、ここまでに示した第２乃至第４の実施形態に記載のいずれかの炉外冷却水注水系配管２２の形状は、組み合わせて実施させても良い。たとえば、第２、第３、第４の実施形態を組み合わせるとする。その構成は、原子炉圧力容器１０に面した側面に複数の配管貫通孔２４を有し、原子炉圧力容器１０の周囲に巻回され、冷却空間１５に挿入されている方の先端が、その開口部が原子炉圧力容器１０側に向くように曲がっている炉外冷却水注水系配管２２を有する原子炉圧力容器冷却装置となる。
【００５０】
この場合、炉外冷却水が炉外冷却水注水系配管２２を通る途中では、配管中の冷却水の熱吸収による冷却効果と、配管貫通孔２４から原子炉圧力容器に降り注がれる冷却水による冷却効果が得られる。さらに、冷却空間１５内では、注水された冷却水が直接炉底部１１に吹きつけられることによる迅速な冷却と、炉外冷却プールに冷却水が溜まって炉底部１１を冷却水で浸すことによる冷却効果が得られる。
【００５１】
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。これら新規な実施形態は、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。また、各実施形態は組み合わせることができる。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ともに、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。
【００５２】
例えばいずれの実施形態においても、炉外冷却プール１４は盆状であってもよい。図７は盆状の炉外冷却プール１４を有する原子炉圧力容器冷却装置を備えた原子炉の模式図である。一般に、椀状の構造体よりも盆状の構造体のほうが正確に設計し、作成しやすい。そのため、炉外冷却プール１４が盆状であれば施工期間を短縮化し施工費用を削減することも可能である。
【００５３】
また、炉外冷却プール１４は炉底部１１の全体を覆っていなくても良い。少なくとも熔融燃料が落下した部分の炉底部１１を冷却できれば良い。従って、落下熔融燃料が原子炉圧力容器１０内炉底部１１で、狭い範囲にとどまるのであれば、炉外冷却プール１４はその部分の炉底部１１を冷却水で浸すことができれば十分である。よって、炉外冷却プール１４は炉底部１１中心から所定範囲、または、炉底部１１最下部から所定高さまでを覆う構造としても良い。この場合、炉外冷却プール１４はペデスタル側壁１３内面に梁を設ける、または炉外冷却プール１４を下方から支持する柱をペデスタル床に立設する等して支持される構造とする。
【００５４】
また、いずれの実施形態においても、炉外冷却水注水系配管２２と蒸気抜き用配管２７は複数本ずつあってもよい。多くの配管があることで、冷却水の注水がより迅速となり、蒸気の開放も効率的となる。
【００５５】
また複数の炉外冷却水注水系配管２２を設ける際は、冷却空間１５に挿入される部分の長さがそれぞれ異なっていても良い。配管の長さが異なることによって、注水される角度や位置が異なる。そのことにより、炉外冷却プール１４内の冷却水中に対流が生じ、均一に炉底部１１を冷却することができる。
【００５６】
また炉外冷却水注水系配管２２の冷却空間１５に挿入される部分は、炉底部１１の最下部の直下付近まで伸ばされていてもよい。この構造においては炉外冷却プールの中央から徐々に冷却水が溜まるため、均一に炉底部１１を冷却することができる。
【００５７】
またいずれの実施形態においても、炉外冷却水注水系配管２２の所定位置に接続され原子炉格納容器３１を貫通している、分岐炉外冷却水注水配管２６を有していても良い。図８は分岐炉外冷却水注水配管２６を有する原子炉圧力容器冷却装置を備えた原子炉の模式図である。分岐炉外冷却水注水配管２６は原子炉格納容器３１の外部、更には原子炉建屋２０を貫通して原子炉建屋２０外部に繋がっている。炉外冷却水貯蔵プール２１が空になった場合に、分岐炉外冷却水注水配管２６に外部ポンプを接続し、外部から炉外冷却プール１４に冷却水を注水することができる。分岐炉外冷却水注水配管２６の所定の位置には分岐炉外冷却水注水配管バルブ３２が設けられている。分岐炉外冷却水注水配管バルブ３２が開くと、冷却水が外部から炉外冷却プール１４注水され始める。
【００５８】
また、炉外冷却水注水系配管２２と蒸気抜き用配管２７を３３として一体化することも可能である。二重管３３として一体化した具体的な構成例を図９、図１０に示す。図９、図１０はそれぞれ、炉外冷却プール１４、二重配管３３、炉外冷却水貯蔵プール２１以外の構成を省略して簡略的に示した模式図である。
【００５９】
図９は、冷却水が通過する冷却水系３３ａが二重配管３３の内側、蒸気が通過する蒸気排出系３３ｂが二重配管３３の外側として構成された例である。二重配管３３は原子炉圧力容器支持スカートを貫通して、冷却空間１５中に開口している。ここで、外側の蒸気排出系３３ｂの開口部が冷却水に浸ることを防ぐために、その開口部は、炉外冷却プールの最高位の水面よりも高い位置に開口している。
【００６０】
また、二重配管３３のもう一方の開口部について、冷却水系３３ａの開口部は炉外冷却水貯蔵プール２１内に開口しており、蒸気排出系３３ｂは途中で分岐し、炉外冷却水貯蔵プール２１でなく原子炉建屋２０外に開口している。
【００６１】
図１０は、冷却水系３３ａが二重配管３３の外側、蒸気排出系３３ｂが二重配管３３の内側として構成された例である。二重配管３３の一方の開口部は、原子炉圧力容器支持スカートを貫通して冷却空間１５中に開口している。その開口部は、冷却水に浸ることを防ぐために炉外冷却プール１４の最高水位置よりも高い位置に開口している。また、二重配管の反対側の開口部については、冷却水系３３ａは炉外冷却水貯蔵プール２１内に開口しており、蒸気排出系３３ｂは、プール２１の水面上まで伸びて開口している。二重配管３３の内側に設けられた蒸気排出系３３ｂは、その途中に格納容器内のドライウェル中の蒸気を取り込む枝管３３ｃを付けてもよい
このような二重配管３３を採用することで、炉外冷却水注入系配管２２と蒸気抜き用配管２７を別々に配設するよりも配管系を削減することができる。炉外冷却水注入系配管２２と蒸気抜き用配管２７とを複数配設したい場合に、特に有効である。
【００６２】
またいずれの実施形態においても、炉外冷却水注水系配管２２及び分岐炉外冷却水注水配管２６と蒸気抜き用配管２７は、その構成材料が例えば炭素鋼、ステンレス鋼またはチタン合金である。
【００６３】
構成材料を炭素鋼とした場合は、安価に原子炉圧力容器冷却装置を構成することができる。また構成材料をステンレス鋼とした場合は、耐食性の高い原子炉圧力容器冷却装置を構成することができる。
【００６４】
また、チタン合金の融点は低合金鋼やステンレス鋼などの原子炉構成材料の融点よりも高い。よって、炉外冷却水注水系配管２２の構成材料をチタン合金とした場合は、低合金鋼やステンレス鋼などの原子炉構成材料の溶融が発生した場合でも冷却材注入機能を維持できる原子炉圧力容器冷却装置を構成することができる。
【００６５】
またいずれの実施形態においても、炉外冷却プール１４は、例えば炭素鋼、ステンレス鋼、ニッケル基合金もしくは高融点物質（例えば、ジルコニア、アルミナ、タングステン、セラミックスなど）を構成材料としていても良い。
【００６６】
構成材料を炭素鋼とした場合は、安価に原子炉圧力容器冷却装置を構成することができる。また、構成材料をステンレス鋼またはニッケル基合金とした場合は、耐食性の高い原子炉圧力容器冷却装置を構成することができる。
【００６７】
また、構成材料を高融点物質とした場合は、万が一原子炉圧力容器炉底部から溶融燃料が漏えいした場合でも、その溶融燃料による炉外冷却プール１４の損傷を防ぐことができる。さらに、漏えいした溶融燃料の受け皿となることにより、溶融燃料の原子炉格納容器３１上への落下による原子炉格納容器３１の損傷を防ぐこともできる。
【００６８】
また、炉外冷却プール１４に供給された冷却水を、炉外冷却プール１４から排水する配管系を設けてもよい。例えば、炉外冷却プール１４の中央近傍から、原子炉格納容器３１内のサブレッションプールを連通する配管系を設けて、サブレッションプールへ排水可能な構成とする。これにより、水位が一時的に炉外冷却プール１４へ注水されるレベルを下回ったもののすぐに回復した場合や、誤動作で注水が行われた場合に、炉外冷却プール１４内の冷却水を排水することができる。
【００６９】
また、炉外冷却プール１４内に水検出センサを設けても良い。設置箇所に応じて、炉外冷却プール１４内に正常に水が供給されているか検出でき、また、例えば炉底部１１の制御棒駆動機構１６の溶接線等からの漏水を検知することができる。
【符号の説明】
【００７０】
７        炉心
８        燃料プール
９        オペレーションフロア
１０      原子炉圧力容器
１１      炉底部
１２      原子炉圧力容器支持スカート
１３      ペデスタル側壁
１４      炉外冷却プール
１５      冷却用空間
１６      制御棒駆動機構
１７      インターナルポンプ
１８      貫通孔
１９      ベローズ構造
２０      原子炉建屋
２１      炉外冷却水貯蔵プール
２２      炉外冷却水注水系配管
２３      先端
２４      配管貫通孔
２５      炉外冷却水注水系バルブ
２６      分岐炉外冷却水注水配管
２７      蒸気抜き用配管
２８      原子炉格納内蒸気抜き用バルブ
２９      原子炉格納内蒸気抜き用配管
３０      蒸気抜き用バルブ
３１      原子炉格納容器
３２      分岐炉外冷却水注水配管バルブ
３３      二重配管
３３ａ    冷却水系
３３ｂ    蒸気排出系
３３ｃ    枝管
【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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