(57)【要約】【課題】地震等の動荷重によっても保持機能を確保できると共に、据付・組付工事を容易且つ精度良く実施できること。【解決手段】炉心溶融事故時に炉心を収容する原子炉圧力容器の下方で炉心溶融物Ｍを受け止めて保持する炉心溶融物保持装置２０であって、内部に冷却材１６を流通可能な流路２５Ａ、２６Ａを備えた複数の床面側保持構造体２４が前記流路を連通して一列に配列され、この一列の床面側保持構造体が互いに隣接して配置されて床面側保持構造体のそれぞれの天面２７Ｔが集合することで炉心溶融物を保持する保持面２３が形成され、床面側保持構造体２４は、原子炉圧力容器の下方の床面１５に設けられた床面側溝付レール３３に嵌合され、この床面側溝付レールは、床面に対する傾斜角度を調整可能な角度・高さ調整機構３５を介して床面に敷設されるものである。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉心溶融事故時に前記炉心を収容する原子炉圧力容器の下方で炉心溶融物を受け止めて保持する炉心溶融物保持装置であって、
内部に冷却材を流通可能な流路を備えた複数の保持構造体が前記流路を連通して一列に配列され、この一列の前記保持構造体が互いに隣接して配置されて前記保持構造体のそれぞれの天面が集合することで、前記炉心溶融物を保持する保持面が形成され、
前記保持構造体は、前記原子炉圧力容器の下方の床面に設けられた床面側レールに嵌合され、この床面側レールは、前記床面に対する傾斜角度を調整可能な角度調整機構を介して前記床面に敷設されることを特徴とする炉心溶融物保持装置。
【請求項２】
前記床面側レールは、角度調整機構が両端部に設けられると共に、これらの角度調整機構間の位置に、前記床面側レールの高さを調整可能な高さ調整機構が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の炉心溶融物保持装置。
【請求項３】
前記保持構造体は、複数個が流路を連通して一列に配列され、この一列の保持構造体が複数列前記流路と直交する方向に互いに隣接して係合配置されて群をなし、この一群の保持構造体が一対の床面側レールに側方から嵌合して構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の炉心溶融物保持装置。
【請求項４】
前記保持構造体は、一対の床面側レールに嵌合されると共に、内部の流路が冷却材を排出する排出用流路とされ、床面側の底面に供給孔が貫通して形成され、一対の前記床面側レール間に形成された冷却材の供給用流路から前記供給孔を経て前記排出用流路へ冷却材が流れるよう構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の炉心溶融物保持装置。
【請求項５】
前記床面側レールの外側端部に壁側レールが立設され、この壁側レールに嵌合された複数の保持構造体の流路が、前記床面側レールに嵌合された複数の保持構造体の流路に連通して構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の炉心溶融物保持装置。
【請求項６】
前記保持構造体は、固定された嵌合部を介して床面側レールに嵌合され、前記嵌合部の床面側レールに沿う長さが前記保持構造体の前記床面側レールに沿う長さよりも長く設定されることで、前記床面側レールの長さ方向に隣接する前記保持構造体間に、この保持構造体の熱膨張を吸収する隙間が形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の炉心溶融物保持装置。
【請求項７】
前記床面側レールに嵌合してこの床面側レールの長さ方向に隣接配置された保持構造体間には、前記床面側レール側から天面側へ向かって漸次拡開して、前記保持構造体の熱膨張を吸収するテーパ状の隙間が形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の炉心溶融物保持装置。
【請求項８】
前記原子炉圧力容器の下方の床面に敷設される床面側レールは、前記床面の半径に相当するレール長さであり、このレール長さよりも短いレール長さの分割レールが複数本長手方向に接続されて構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の炉心溶融物保持装置。
【請求項９】
前記床面側レールまたは分割レールに配置される保持構造体は、前記床面側レールまたは前記分割レールに嵌合される保持構造体に隣接して、前記床面側レールまたは前記分割レールに取り外し可能に固定される保持構造体を有することを特徴とする請求項１、２及び８のいずれか１項に記載の炉心溶融物保持装置。
【請求項１０】
原子炉圧力容器を支持するペデスタルを囲まれた、前記原子炉圧力容器の下方の床面に、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の炉心溶融物保持装置を具備して構成された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】
本発明の実施形態は、炉心溶融事故時に炉心溶融物を受け止めて保持する炉心溶融物保持装置、及びこの炉心溶融物保持装置を備えた原子炉格納容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
水冷却型原子炉では、原子炉圧力容器内への給水の停止や、原子炉圧力容器に接続された配管の破断により冷却水が喪失すると、原子炉圧力容器内の水位が低下し、炉心が露出して冷却が不十分になる可能性がある。このような場合を想定して、水位低下の信号により原子炉は自動的に非常停止され、非常用炉心冷却装置（ＥＣＣＳ）による冷却材の注入によって炉心を冠水させて冷却し、炉心溶融事故を未然に防ぐようになっている。
【０００３】
しかしながら、極めて低い確率ではあるが、非常用炉心冷却装置が作動せず、かつ、その他の炉心への注水装置も利用できない事態も想定され得る。このような場合、原子炉圧力容器内の水位の低下により炉心が露出して十分な冷却が行われず、原子炉停止後も発生し続ける崩壊熱によって燃料棒温度が上昇し、最終的には炉心溶融に至る事態が考えられる。このような事態に至った場合、高温の炉心溶融物は原子炉圧力容器の下部に溶け落ち、更に原子炉圧力容器の下鏡を溶融して貫通し、原子炉格納容器の床面に落下するに至る。
【０００４】
炉心溶融物は原子炉格納容器のコンクリート製の床面を加熱し、接触面が高温状態になるとコンクリートと反応して、二酸化炭素や水素等の非凝縮性ガスを大量に発生させると共に、コンクリートを溶融して浸食する。発生した非凝縮性ガスは原子炉格納容器内の圧力を高め、この原子炉格納容器を破損させる可能性がある。また、コンクリートの溶融浸食により原子炉格納容器バウンダリを破損させたり、原子炉格納容器の構造強度を低下させる可能性がある。このような炉心溶融物とコンクリートとの反応が継続して原子炉格納容器が破損に至ると、この原子炉格納容器内の放射性物質が外部環境へ放出する恐れがある。
【０００５】
炉心溶融物とコンクリートとの反応を抑制するためには、炉心溶融物に接触するコンクリートの接触面の温度を浸食温度以下（一般的なコンクリートで１５００Ｋ以下）に冷却するか、炉心溶融物とコンクリートとが直接接触しないようにする必要がある。そのために、炉心溶融物が落下した場合に備えて様々な対策が提案されている。
【０００６】
代表的なものがコアキャッチャーと呼ばれるものであり、落下した炉心溶融物を耐熱材で受け止め、注水手段と組み合わせて炉心溶融物の冷却を図る設備である。但し、原子炉格納容器の床面に落下した炉心溶融物の上面に冷却水を注水しても、炉心溶融物の底部での除熱量が低いと、崩壊熱によって炉心溶融物の底部の温度が高温のまま維持され、原子炉格納容器のコンクリート製床面の侵食を停止することができないという考えから、炉心溶融物を底部から冷却する技術が、特許文献１〜４、特に特許文献２及び４に提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１４０２８８号公報
【特許文献２】特開平６−１３０１６９号公報
【特許文献３】特表平１１−５０８６７９号公報
【特許文献４】特開２０１２−２４７２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
これらの特許文献１〜４（特に特許文献２及び４）に記載の技術では、炉心溶融物の保持と、保持するための構造物を熱的に保護するために耐熱材を敷き詰め、この耐熱材への熱的浸食を抑制するために冷却水を供給する冷却流路が設けられている。しかし、冷却流路となる配管等を設置した上に耐熱材を敷き詰めなければならず、製作が容易ではない。また、冷却流路分の高さが必要となる。また、冷却流路を炉心溶融物保持装置の下部に有しない場合には、炉心溶融物を保持する耐熱材が熱的に浸食されることを見込んで設置するため、炉心溶融物保持装置の高さが高くなってしまう。
【０００９】
一方で、既に建設済みの原子炉（既設炉）については、アクシデントマネジメントにより安全性を担保しており、ハードウエアによるシビアアクシデント対策が設けられていないものもある。このような既設炉の原子炉格納容器の下部構造は、前述の炉心溶融物保持装置を設置するための空間を有していない設計であることが多く、従来の炉心溶融物保持装置は、スペースや設置方法の制約からこういった既設炉への適用が困難になる。
【００１０】
本発明における実施形態の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、地震や水蒸気爆発等の動荷重によっても保持機能を確保できると共に、据付・組付工事を容易且つ精度良く実施できる炉心溶融物保持装置、及びこの炉心溶融物保持装置を備えた原子炉格納容器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の実施形態における炉心溶融物保持装置は、炉心溶融事故時に前記炉心を収容する原子炉圧力容器の下方で炉心溶融物を受け止めて保持する炉心溶融物保持装置であって、内部に冷却材を流通可能な流路を備えた複数の保持構造体が前記流路を連通して一列に配列され、この一列の前記保持構造体が互いに隣接して配置されて前記保持構造体のそれぞれの天面が集合することで、前記炉心溶融物を保持する保持面が形成され、前記保持構造体は、前記原子炉圧力容器の下方の床面に設けられた床面側レールに嵌合され、この床面側レールは、前記床面に対する傾斜角度を調整可能な角度調整機構を介して前記床面に敷設されることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の実施形態における原子炉格納容器は、原子炉圧力容器を支持するペデスタルを囲まれた、前記原子炉圧力容器の下方の床面に、前記実施形態の炉心溶融物保持装置を具備して構成されたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の実施形態によれば、地震や水蒸気爆発等の動荷重によっても機能を確保できると共に、据付・組付工事を容易且つ精度良く実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態に係る炉心溶融物保持装置が適用された原子炉格納容器を示す断面図。
【図２】図１のＩＩ部を拡大した、特に炉心溶融物保持装置を示す斜視図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図。
【図４】図２及び図３の床面側保持構造体及び床面側レールなどを示す斜視図。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図。
【図６】図３の床面側レール及び角度・高さ調整機構等を示す斜視図。
【図７】図６の床面側レール及び角度・高さ調整機構の他の形態を示す斜視図。
【図８】第２実施形態に係る炉心溶融物保持装置の床面側保持構造体及び床面側レールを示す斜視図。
【図９】第３実施形態に係る炉心溶融物保持装置の床面側保持構造体及び床面側レールを示す斜視図。
【図１０】第４実施形態に係る炉心溶融物保持装置の床面側及び壁側保持構造体、並びに床面側及び壁側レールを示す斜視図。
【図１１】図１０の床面側及び壁側保持構造体の連結部付近を示す断面図。
【図１２】第５実施形態に係る炉心溶融物保持装置の床面側構造体及び床面側レールなどを示す斜視図。
【図１３】（Ａ）は図１２のＸＩＩＩ矢視側面図、（Ｂ）は、図１３（Ａ）と異なる形態の隙間を示す床面側保持構造体を示す側面図。
【図１４】第６実施形態に係る炉心溶融物保持装置における床面側保持構造体及び床面側レールを示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態を、図面に基づき説明する。
［Ａ］第１実施形態（図１〜図７）
図１は、第１実施形態に係る炉心溶融物保持装置が適用された原子炉格納容器を示す断面図である。また、図２は、図１のＩＩ部を拡大した、特に炉心溶融物保持装置を示す斜視図である。図１に示す原子炉格納容器１０は、円筒形状のペデスタル１１を備え、このペデスタル１１が、炉心１２を収容する原子炉圧力容器１３を支持する。
【００１６】
原子炉格納容器１０では、ペデスタル１１の外側周囲にサプレッションプール水１４が貯留される。原子炉圧力容器１３内の水が低下したときには、図示しない非常用炉心冷却系（ＥＣＣＳ）がサプレッションプール水１４を冷却材として原子炉圧力容器１３内へ導き、炉心溶融事故を未然に防止する。
【００１７】
万一炉心溶融事故が発生した場合には、炉心溶融物は原子炉圧力容器１３の下鏡を溶融して、この原子炉圧力容器１３下方のコンクリート製の床面１５へ落下しようとするが、このとき、原子炉圧力容器１３の下方の、ペデスタル１１に囲まれた床面１５に炉心溶融物保持装置２０が具備され、この炉心溶融物保持装置２０が原子炉圧力容器１３の下方で炉心溶融物Ｍ（図３）を受け止めて保持する。尚、この炉心溶融事故時、原子炉格納容器１０における原子炉圧力容器１３の下方の空間には、非常用炉心冷却系を含む注水装置の作用で注水された冷却材１６が貯留され、このとき炉心溶融物保持装置２０は、この冷却材１６により水没状態にある。
【００１８】
炉心溶融物保持装置２０は、図２及び図３に示すように、ペデスタル１１に囲まれた床面１５に設置される床面側部２１と、この床面側部２１の周囲に起立状態で設置される壁側部２２と、を有して構成される。床面側部２１に、中央部が凹んだ皿形状の保持面２３が形成され、この保持面２３に炉心溶融物Ｍが受け止められて保持される。
【００１９】
床面側部２１は、図２〜図４に示すように、内部に冷却材１６を流通可能な流路２５Ａ、２６Ａを備えた多面体ブロック形状の複数の床面側保持構造体２４が、後述の傾斜を有するものの略水平に流路２５Ａ、２６Ａをそれぞれ連通して一列に配置され、この一列の複数の床面側保持構造体２４が複数列、流路２５Ａ、２６Ａと直交する方向に互いに平行に隣接して配置されて構成される。これらの床面側保持構造体２４のそれぞれの天面２７Ｔが集合することで、床面側部２１の保持面２３が形成される。
【００２０】
また、一列に配列された複数の床面側保持構造体２４では、それぞれの流路２５Ａが連通することで排出側流路２５が形成されると共に、それぞれの流路２６Ａが連通することで供給側流路２６が形成される。一列に配列された複数の床面側保持構造体２４は、外側部分が内側部分（床面側部２１の中央側部分）よりも高くなるように傾斜角θだけ傾斜して配置されるので、排出側流路２５及び供給側流路２６も傾斜角θだけ傾斜し、外側部分が内側部分よりも高く設定されている。
【００２１】
壁側部２２は、図２及び図３に示すように、内部に冷却材１６を流通可能な流路２９Ａ、３０Ａを備えた多面体ブロック形状の複数の壁側保持構造体２８が床面側部２１の周囲に、流路２９Ａ、３０Ａをそれぞれ連通して鉛直方向に複数列配置されて構成される。この床面側部２１の周囲に配置された複数の壁側保持構造体２８では、床面側部２１の排出側流路２５、供給側流路２６に対向する部分において、流路２９Ａが連通して形成された排出側流路２９が床面側部２１の排出側流路２５に連通し、流路３０Ａが連通して形成された供給側流路３０が床面側部２１の供給側流路２６に連通する。なお、床面側部２１の排出側流路２５および供給側流路２６の方向に対する側面側に配置される側壁部２２は、同じく側壁保持構造体２８を配置して構成することが可能であるが、流路２９Ａ、３０Ａは床面側部２１の排出側流路２５、供給側流路２６には連通しない。したがってこの部分の側壁部２２については、流路２９Ａや３０Ａを備えない壁側保持構造体２８とすることもできる。
【００２２】
炉心溶融物保持装置２０における床面側部２１の保持面２３に炉心溶融物Ｍが保持されたとき、床面側部２１の排出側流路２５内の冷却材１６は、炉心溶融物Ｍの崩壊熱との熱交換により沸騰して水蒸気を発生する。床面側部２１の排出側流路２５及び供給側流路２６が上述の如く傾斜角θで傾斜配置されているので、排出側流路２５内で発生した水蒸気と、排出側流路２５内の温度上昇した冷却材１６は、密度差により生じた浮力によって、矢印Ｓ１に示すように外側（壁側部２２側）へ流動し、壁側部２２の排出側流路２９から排出される。これにより、壁側部２２の供給側流路３０内へ周囲の冷却材１６が導入され、この冷却材１６は、矢印Ｓ２に示すように床面側部２１の供給側流路２６内を内側（床面側部２１の中央部側）の流れ、連通開口３１から排出側流路２５内へ流入する。
【００２３】
このように供給側流路３０、供給側流路２６、連通開口３１、排出側流路２５、排出側流路２９へと順次自然対流する冷却材１６によって炉心溶融物Ｍが冷却されると共に、炉心溶融物保持装置２０の全体も冷却される。
【００２４】
ところで、図３〜図５に示すように、複数列配置された各列の複数の床面側保持構造体２４は、底面２７Ｂに固定された嵌合部３２を用いて、原子炉圧力容器１３の下方におけるペデスタル１１に囲まれた床面１５に敷設された床面側レールとしての複数本のそれぞれの床面側溝付レール３３に摺動可能に嵌合される。各床面側溝付レール３３間に隙間調整版３４が配置されて、各床面側溝付レール３３の相対位置が調整される。それぞれの床面側保持構造体２４は、凸形状の嵌合部３２が床面側溝付レール３３の端部からこの床面側溝付レール３３の凹部に差し込まれることで、この床面側溝付レール３３に嵌合される。複数の床面側保持構造体２４は、床面側溝付レール３３との嵌合により床面１５に強固に位置決めされて支持される。尚、床面側レールに凸部が、床面側保持構造体２４に凹部がそれぞれ形成されて、これらの凸部と凹部とが嵌合されてもよい。
【００２５】
各床面側溝付レール３３には、図６に示すように、両端部に角度・高さ調整機構３５が設置され、これらの角度・高さ調整機構３５間の位置に高さ調整機構３６が設置される。
【００２６】
角度・高さ調整機構３５は、床面１５に固定される固定板３７と、床面側溝付レール３３の端部を枢支する可動板３８と、固定板３７及び可動板３８の外周縁に設けられた複数本の調整ねじ３９と、を有して構成される。調整ねじ３９を回転させて固定板３７に対する可動板３８の位置を変更することで、固定板３７に対し床面側溝付レール３３を高さ方向Ａに移動させて、床面側溝付レール３３の傾斜角度及び高さを調整する。このときの床面側溝付レール３３の傾斜角度は、一列に配列された複数の床面側保持構造体２４に要求される傾斜角θを実現するための角度である。
【００２７】
また、高さ調整機構３６は、例えばジャッキなどのように、床面側溝付レール３３が傾斜していても、ねじ部材（不図示）を回転させることで、床面側溝付レール３３を支持しながらこの床面側溝付レール３３の高さを調整可能とするものである。この高さ調整機構３６は、床面側保持構造体２４を介して床面側溝付レール３３に作用する炉心溶融物Ｍの荷重を支持し、床面側溝付レール３３の撓みを回避する。
【００２８】
ここで、床面側レールと角度・高さ調整機構の他の形態を図７に示す。この図７では、床面側レールは床面側Ｉ型レール４０である。この床面側Ｉ型レール４０には、両端部に角度・高さ調整機構４１が設置され、これらの角度・高さ調整機構４１間に高さ調整機構３６が設置されている。角度・高さ調整機構４１は、床面１５に固定される固定板４２に立設された半円状のディスク４３と、床面側Ｉ型レール４０の端部に固定されてディスク４３の外周縁を摺動する可動部材４４と、を有する。可動部材４４がディスク４３の外周縁に沿って矢印Ｂ方向に摺動することで、ディスク４３に対し床面側Ｉ型レール４０を高さ方向Ａに移動させて、床面側Ｉ型レール４０の傾斜角度及び高さ調整する。このときの床面側Ｉ型レール４０の傾斜角度も、一列に配列された複数の床面側保持構造体２４に要求される傾斜角θを実現するための角度である。
【００２９】
床面側溝付レール３３のそれぞれが角度・高さ調整機構３５及び高さ調整機構３６を介して、また床面側Ｉ型レール４０のそれぞれが角度・高さ調整機構４１及び高さ調整機構３６を介して床面１５に敷設されることで、床面１５にうねりや凹凸があっても、床面側溝付レール３３、床面側Ｉ型レール４０のそれぞれの傾斜角度及び高さを調整することで、床面側部２１の保持面２３に段差を生じさせることなく、この保持面２３の中央部が凹んだ形状に形成することが可能になる。従って、保持面２３の表面に、図示しない耐熱材を容易に敷き詰めることが可能になる。
【００３０】
尚、図２及び図３に示すように、床面側部２１の周囲に複数列配置された複数の壁側保持構造体２８についても、一列毎に壁側溝付レール４５に嵌合部３２を介して嵌合され、これらの壁側溝付レール４５は、ペデジタル１１の内周にアンカーボルト等を用いて固定される。
【００３１】
以上のように構成されたことから、本第１実施形態によれば、次の効果（１）及び（２）を奏する。
（１）炉心溶融物保持装置２０における床面側部２１の保持面２３を形成する複数の床面側保持構造体２４が、原子炉圧力容器１３の下方におけるペデジタル１１に囲まれた床面１５に敷設された床面側溝付レール３３に、嵌合部３２を介して嵌合して構成されている。従って、地震や水蒸気爆発等の動荷重によっても床面側保持構造体２４の配置が乱されることがなく、炉心溶融物保持装置２０の機能（炉心溶融物Ｍの保持及び冷却）を良好に確保できる。
【００３２】
（２）原子炉圧力容器１３の下方におけるペデスタル１１に囲まれた床面１５は平坦ではなく、うねりや凹凸が存在していても、この床面１５の形状に応じて角度・高さ調整機構３５、４０が床面側溝付レール３３、床面側Ｉ型レール４０の傾斜角度を調整し、高さ調整機構３６が床面側溝付レール３３、床面側Ｉ型レール４０の高さを調整して、炉心溶融物保持装置２０の床面側部２１における保持面２３を段差なく、中央部が凹んだ形状に形成できる。従って、床面側溝付レール３３、床面側Ｉ型レール４０が敷設される床面１５を、適切な傾斜角度及び平坦面にすべく高精度に切削・研磨等する必要がないので、床面側溝付レール３３、床面側Ｉ型レール４０の据付工事、及びこの床面側溝付レール３３、床面側Ｉ型レール４０への床面側保持構造体２４等の組付工事を、容易且つ精度良く実現でき、炉心溶融物保持装置２０の施工期間を短縮できる。
【００３３】
［Ｂ］第２実施形態（図８）
図８は、第２実施形態に係る炉心溶融物保持装置の床面側保持構造体及び床面側レールを示す斜視図である。この第２実施形態において、第１実施形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
【００３４】
本第２実施形態の炉心溶融物保持装置５０が第１実施形態と異なる点は、床面側部５１を構成する複数列の床面側保持構造体５２が群を成して、一対の床面側Ｉ型レール４０に嵌合して配置された点である。
【００３５】
つまり、床面側保持構造体５２は、複数個が流路２５Ａ、２６Ａのそれぞれを連通して一列に配列され、この一列の床面側保持構造体５２が複数列、例えば３列流路２５Ａ、２６Ａと直交する方向に互いに隣接配置されて群を成す。このとき、３列の中央列の複数の床面側保持構造体５２には、底面部５６の両側に係合凸部５３が形成され、３列のうち両側２列の複数の床面側保持構造体５２には、底面部５６の両側に係合凹部５４が形成され、これらの係合凸部５３と係合凹部５４とが係合することで、３列の複数の床面側保持構造体５２が一群を成す。そして、この一群の複数列、例えば３列の床面側保持構造体５２が、一対（隣接する２本）の床面側Ｉ型レール４０における窪み部５５に側方から嵌合され、同様に群を成す床面側保持構造体５２が隣接する床面側Ｉ型レール４０に嵌合されて、炉心溶融物保持装置５０の床面側部５１が構成される。
【００３６】
以上のことから、本実施形態によれば、第１実施形態の効果（２）と同様な効果を奏するほか、次の効果（３）及び（４）を奏する。
【００３７】
（３）炉心溶融物保持装置５０における床面側部５１の保持面２３を形成する複数の床面側保持構造体５２が、原子炉圧力容器１３の下方におけるペデスタル１１に囲まれた床面１５に敷設された床面側Ｉ型レール４０に嵌合して構成されている。従って、地震等の動荷重によっても床面側保持構造体５２の配置が乱されることがなく、炉心溶融物保持装置５０の機能（炉心溶融物Ｍの保持及び冷却）を良好に確保できる。
【００３８】
（４）複数列の床面側保持構造体５２が群を成して一対の床面側Ｉ型レール４０に嵌合して配置されたので、複数の床面側保持構造体５２が一列毎に床面側Ｉ型レール４０に嵌合して支持される場合に比べ、床面側Ｉ型レール４０の本数を削減できる。この結果、床面側Ｉ型レール４０の据付工事をより一層容易化できるので、炉心溶融物保持装置５０の施工工期をより一層短縮できる。
【００３９】
［Ｃ］第３実施形態（図９）
図９は、第３実施形態に係る炉心溶融物保持装置の床面側保持構造体及び床面側レールを示す斜視図である。この第３実施形態において、第１実施形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
【００４０】
本第３実施形態の炉心溶融物保持装置６０が第１及び第２実施形態と異なる点は、床面側部６１を構成する複数の床面側保持構造体６２が単一の流路６３Ａを備え、一列に配列された複数の床面側保持構造体６２により流路６３Ａが連通して排出側流路６３が形成され、一列に配列された複数の床面側保持構造体６２を嵌合して支持する一対の床面側Ｉ型レール４０間に供給側流路６４が形成された点である。
【００４１】
つまり、多面体ブロック形状の床面側保持構造体６２の底面２７Ｂには、一対の鉤部６５が下方へ突設され、この鉤部６５が一対の床面側Ｉ型レール４０のそれぞれに摺動自在に嵌合される。また、この床面側保持構造体６２の天面２７Ｔと底面２７Ｂとの間に流路６３Ａが形成される。更に、床面側保持構造体６２の天面２７Ｔに設置された高熱伝導体６６には、天面２７Ｔを貫通して流路６３Ａ内へ至る冷却フィン６７が形成される。そして、高熱伝導体６６に断熱材６８が載置され、この断熱材６８の上面が炉心溶融物Ｍを保持する保持面２３になる。また、各床面側保持構造体６２の底面２７Ｂには、供給孔６９が貫通して形成される。
【００４２】
複数の床面側保持構造体６２が一列に配列されることで、これら床面側保持構造体６２のそれぞれの流路６３Ａが連通して、冷却材１６を排出するための排出側流路６３が形成される。この一列に配列された複数の床面側保持構造体６２は、それらの鉤部６５が一対の床面側Ｉ型レール４０のそれぞれに嵌合して支持される。このとき、一対の床面側Ｉ型レール４０と床面側保持構造体６２の底面２７Ｂと床面１５に囲まれて、冷却材１６を供給するための供給側流路６４が形成される。
【００４３】
炉心溶融物保持装置６０における床面側部６１の保持面２３に炉心溶融物Ｍが保持されたとき、床面側部６１の排出側流路６３内の冷却材１６は、炉心溶融物Ｍの崩壊熱が断熱材６８を介して高熱伝導体６６の冷却フィン６７Ａへ伝熱されることで、熱交換により沸騰して水蒸気を発生する。床面側部６１の排出側流路６３が床面側Ｉ型レール４０の傾斜により傾斜角θだけ傾斜配置されているので、排出側流路６３内で発生した水蒸気と、排出側流路６３内の温度上昇した冷却材１６は、密度差により生じた浮力の作用で外側（壁側部２２側）へ流動し、壁側部２２の排出側流路２９から排出される。これにより、壁側部２２の供給側流路３０内へ周囲の冷却材１６が導入され、この冷却材１６は、床面側部６１の供給側流路６４へ流入して各床面側保持構造体６２の底面２７Ｂの供給孔６９から排出側流路６３内へ流動する。
【００４４】
このように、供給側流路３０、供給側流路６４、供給孔６９、排出側流路６３、排出側流路２９へと順次自然対流する冷却材１６によって炉心溶融物Ｍが冷却されると共に、炉心溶融物保持装置６０の全体も冷却される。
【００４５】
以上のように構成されたことから、本第３実施形態によれば、第１実施形態の効果（２）、及び第２実施形態の効果（３）と同様な効果を奏するほか、次の効果（５）を奏する。
【００４６】
（５）一列に配列された複数の床面側保持構造体６２の流路６３Ａが連通して排出側流路６３が形成され、この排出側流路６３に床面側保持構造体６２の供給孔６９を介して連通する供給側流路６４が、一列に配列された複数の床面側保持構造体６２の底面２７Ｂと一対の床面側Ｉ型レール４０と、床面１５とに囲まれて形成されている。このため、床面側保持構造体６２の高さを低く設定できる。この結果、特に既設の原子炉格納容器１０の床面１５を深く切削する必要がないので、既設の原子炉格納容器１０への適用性が向上し、炉心溶融物保持装置６０の施工工期を短縮できる。
【００４７】
［Ｄ］第４実施形態（図１０、図１１）
図１０は、第４実施形態に係る炉心溶融物保持装置の床面側及び壁側保持構造体、並びに床面側及び壁側レールを示す斜視図である。この第４実施形態において、第１実施形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
【００４８】
本第４実施形態の炉心溶融物保持装置７０が第１実施形態と異なる点は、壁側保持構造体２８を嵌合して保持する壁側溝付レール４５が、床面側保持構造体２４を嵌合して保持する床面側溝付レール３３の端部に立設して構成された点である。
【００４９】
つまり、図１０及び図１１に示すように、壁側溝付レール４５は、床面側溝付レール３３の端部上に嵌合またはボルト固定などの結合形態によって取り付けられ、更に、図示しないアンカーボルト等を用いてペデスタル１１の内周壁に固定される。
【００５０】
壁側溝付レール４５に嵌合部３２を介して嵌合された複数の壁側保持構造体２８の流路２９Ａ、３０Ａはそれぞれ排出側流路２９、供給側流路３０を形成し、床面側溝付レール３３に嵌合部３２を介して嵌合された複数の床面側保持構造体２４の流路２５Ａ、２６Ａはそれぞれ排出側流路２５、供給側流路２６を形成するが、これらの排出側流路２９と２５とがずれをほとんど生じさせることなく、更に供給側流路３０と２６とがずれをほとんど生じさせることなく、それぞれ連通される。
【００５１】
以上のように構成されたことから、本第４実施形態によれば、第１実施形態の効果（１）及び（２）と同様な効果を奏するほか、次の効果（５）を奏する。
【００５２】
（６）壁側溝付レール４５が床面側溝付レール３３の端部に立設されたことから、壁側溝付レール４５に嵌合支持される複数の壁側保持構造体２８により形成される排出側流路２９、供給側流路３０のそれぞれが、床面側溝付レール３３に嵌合支持される複数の床面側保持構造体２４により形成される排出側流路２５、供給側流路２６のそれぞれと、ほとんどずれを生じさせることなく確実に連通するので、冷却材１６の供給と排出の信頼性を向上させることができる。
【００５３】
更に、壁側溝付レール４５が床面側溝付レール３３上に固定されるため、床面側溝付レール３３に対する壁側溝付レール４５の位置合せや、壁側溝付レール４５をペデスタル１１に固定するための作業を削減でき、炉心溶融物保持装置７０の施工期間を短縮できる。
【００５４】
［Ｅ］第５実施形態（図１２、図１３）
図１２は、第５実施形態に係る炉心溶融物保持装置の床面側構造体及び床面側レールなどを示す斜視図である。この第２実施形態において、第１実施形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
【００５５】
本第５実施形態の炉心溶融物保持装置８０が第１実施形態と異なる点は、床面側部８４を構成する一列に配列された複数の床面側保持構造体２４間に隙間８１またはテーパ状隙間８２が設けられて、床面側保持構造体２４の熱膨張による熱応力緩和対策が施された点である。
【００５６】
つまり、図１２及び図１３（Ａ）に示すように、床面側保持構造体２４は、底面２７Ｂに固定された嵌合部８３を介して床面側溝付レール３３に嵌合されるが、この嵌合部８３の床面側溝付レール３３に沿う長さが、床面側保持構造体２４の床面側溝付レール３３に沿う長さよりも、例えば片側が長さｔだけ長く設定されている。これにより、床面側溝付レール３３の長さ方向に隣接する床面側保持構造体２４間に、この床面側保持構造体２４の熱膨張を吸収する隙間８１が形成される。
【００５７】
天面２７Ｔが床面側部２１の保持面２３を形成する複数の床面側保持構造体２４は、保持面２３に炉心溶融物Ｍが保持されることで、この炉心溶融物Ｍの崩壊熱により温度上昇し、その温度に応じて熱膨張する。例えば、床面側保持構造体２４がステンレス鋼製であり、代表長さ（床面側溝付レール３３に沿う長さ）が２００ｍｍで温度が４００℃に上昇したとき、床面側保持構造体２４の１個当りの床面側溝付レール３３に沿う長さは約１ｍｍ熱膨張する。このとき、前記長さｔが１ｍｍ程度に設定されていれば、床面側保持構造体２４の熱膨張が吸収されることになり、この床面側保持構造体２４に過大な熱応力が発生することが抑制される。
【００５８】
また、図１３（Ｂ）に示すように、床面側保持構造体８５における高さ方向（底面２７Ｂから天面２７Ｔへ向かう方向）の温度分布は、天面２７Ｔが最も高くなり底面２７Ｂへ向かうに従い順次低温になる。従って、床面側保持構造体８５の熱膨張は、床面側保持構造体８５の高さ方向において天面２７Ｔが最も大きくなり、底面２７Ｂへ向かうに従って順次小さくなる。
【００５９】
このことから、床面側溝付レール３３に嵌合部３２を介して嵌合されてこの床面側溝付レール３３の長さ方向に隣接配置された床面側保持構造体８５の側面８６間に、床面側溝付レール３３側の底面２７Ｂから天面２７Ｔへ向かって漸次拡開して、床面側保持構造体８５の熱膨張を吸収するテーパ状隙間８２が形成されてもよい。このテーパ状隙間８２は、隣接配置される床面側保持構造体８５の突き合せ側の側面８６をテーパ状に形成することで設けられる。
【００６０】
ここで、一列に隣接配置された床面側保持構造体２４間に隙間８１を形成するために嵌合部８３が床面側保持構造体２４よりも長さｔだけ長く形成された部分は、床面側保持構造体２４の隣接配置時に互いに突き合せてもよい。また、テーパ状隙間８２を形成するために、隣接する床面側保持構造体８５において、テーパ状に形成された側面８６と鉛直に形成された側面８７とを突き合せて、これらの両側面８６、８７間にテーパ状隙間８２を形成してもよい。
【００６１】
尚、冷却材１６及び水蒸気を炉心溶融物保持装置８０の外部へ効率良く排出するためには、複数の床面側保持構造体２４を隣接配置した際にこれらの流路２５Ａどうし、流路２６Ａどうしにおいて隙間８１、８２を極力小さくすることが好ましい。しかしながら、この隙間８１、８２から冷却材１６及び水蒸気が多少漏洩しても影響は少ないと考えられる。
【００６２】
なぜならば、炉心溶融物保持装置８０は、全体が冷却材１６により冠水された状態にあり、隙間８１、８２にも冷却材１６が満たされているからである。また、冷却材１６は隙間８１、８２を通して外部へ流出するよりも、複数の床面側保持構造体２４、８５の排出側流路２５、供給側流路２６内を流れた方が流路抵抗が小さいため、冷却材１６及び水蒸気の大部分は、複数の床面側保持構造体２４、８５の排出側流路２５、供給側流路２６内を流動するからである。更に、炉心溶融物Ｍの崩壊熱により床面側保持構造体２４、８５が温度上昇したときに隙間８１、８２が減少して、冷却材１６及び水蒸気の漏出が抑制されるからである。
【００６３】
以上のように構成されたことから、本第５実施形態によれば、第１実施形態の効果（１）及び（２）と同様な効果を奏するほか、次の効果（７）を奏する。
【００６４】
（７）一列に配列された複数の床面側保持構造体２４、８５間に隙間８１、テーパ状隙間８２が形成され、これらの隙間８１、テーパ状隙間８２により床面側保持構造体２４、８５の熱膨張が吸収されるので、床面側保持構造体２４、８５の熱膨張が阻害されることで床面側保持構造体２４、８５に生ずる過大な熱応力の発生を抑制できる。この結果、過大な熱応力による床面側保持構造体２４、８５の損傷を確実に防止できる。
【００６５】
［Ｆ］第６実施形態（図１４）
図１４は、第６実施形態に係る炉心溶融物保持装置における床面側保持構造体及び床面側レールを示す斜視図である。この第６実施形態において、第１実施形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
【００６６】
本第６実施形態の炉心溶融物保持装置９０が第１実施形態と異なる点は、ペデスタル１１に囲まれた床面１５に敷設される床面側溝付レール９１が複数本の分割溝付レール９２を長手方向に接続して構成されたものであり、更に分割溝付レール９２には、嵌合部３２により摺動可能に嵌合される床面側保持構造体２４の他に、取り外し可能に固定される固定型保持構造体９３を備えたものがある点である。
【００６７】
つまり、原子炉圧力容器１３の下方におけるペデスタル１１に囲まれた床面１５に敷設される床面側溝付レール９１は、その全長がペデスタル１１の半径に略相当する長さ（例えば２．５〜５ｍ）であるが、このレール長さよりも短いレール長さの分割溝付レール９２が複数本長手方向に接続して構成される。これにより、特に既設の原子炉格納容器１０において、既に存在する周辺機器との干渉を回避し、また、搬入口の物理的空間的な制約を解消して、床面側溝付レール９１を床面１５に敷設することが可能になる。
【００６８】
このように複数の分割溝付レール９２が長手方向に接続されることで構成された床面側溝付レール９１には、嵌合部３２を介して床面側保持構造体２４が摺動可能に嵌合されるが、この床面側保持構造体２４の他に、ボルトなどの締結手段を用いて取り外し可能に固定される固定型保持構造体９３が、床面側保持構造体２４に隣接して設けられる。この固定型保持構造体９３は、分割溝付レール９２毎に少なくとも１個設けられるのが好ましいが、必ずしも全ての分割溝付レール９２に設けられる必要はない。
【００６９】
例えば、検査等で炉心溶融物保持装置９０を分解する場合に、複数の分割溝付レール９２が接続された床面側溝付レール９１の適宜位置に固定された固定型保持構造体９３を取り外すことで、床面側溝付レール９１の外側端部からだけでなく、固定型保持構造体９３が取り外しされた箇所からも床面側保持構造体２４を摺動させて取り出すことが可能になる。また、炉心溶融物保持装置９０を組み立てる際にも、床面側溝付レール９１の外側端部からだけでなく、固定型保持構造体９３が取り付けられていない箇所からも床面側保持構造体２４を搬入して、組立作業を並行して実施することが可能になる。
【００７０】
以上のように構成されたことから、本第６実施形態によれば、第１実施形態の効果（１）及び（２）と同様な効果を奏するほか、次の効果（８）及び（９）を奏する。
【００７１】
（８）原子炉圧力容器１３の下方におけるペデスタル１１に囲まれた床面１５に敷設される床面側溝付レール９１が、分割溝付レール９２を長手方向に複数本接続して構成されるので、特に既設の原子炉格納容器１０において、既に存在する周辺機器との干渉を回避して、また搬入口の物理的空間的な制約を解消して、分割溝付レール９２を確実に搬入できる。この結果、既設の原子炉格納容器１０に対しても、床面側溝付レール９１を容易に敷設することができる。
【００７２】
（９）床面側溝付レール９１を構成する複数の分割溝付レール９２には、摺動可能に嵌合される床面側保持構造体２４のほかに、締結手段により取り外し可能に固定される固定型保持構造体９３が少なくとも１個設けられたものが存在する。このため、炉心溶融物保持装置９０の分解時には、固定型保持構造体９３を取り外し、この取り外した箇所からも床面側保持構造体２４を摺動させて取り出すことができるので、分解作業を迅速に実施できる。また、炉心溶融物保持装置９０の組立時には、床面側溝付レール９１の外側端部のほか、固定型保持構造体９３が取り付けられていない箇所からも床面側保持構造体２４を搬入できるので、この組立作業も迅速化できる。これらの結果、炉心溶融物保持装置９０の施工工期を短縮できる。
【００７３】
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。これらの実施形態は、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、また、それらの置き換えや変更は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、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。
【００７４】
例えば、第６実施形態の固定型保持構造体９３は、複数の分割溝付レール９２からなる床面側溝付レール９１に限らず、例えば第１実施形態の床面側溝付レール３３の一部（好ましくは長手方向中央位置）に設けられてもよい。この場合にも、床面側溝付レール３３の外側端部からだけでなく、固定型保持構造体９３が取り外しされた位置からも床面側保持構造体２４を搬出入できるので、炉心溶融物保持装置２０の施工工期を短縮できる。
【符号の説明】
【００７５】
１０  原子炉格納容器
１１  ペデスタル
１２  炉心
１３  原子炉圧力容器
１５  床面
１６  冷却材
２０  炉心溶融物保持装置
２３  保持面
２４  床面側保持構造体
２５  排出側流路
２６  供給側流路
２５Ａ、２６Ａ  流路
２７Ｔ  天面
２８  壁側保持構造体
２９  排出側流路
３０  供給側流路
２９Ａ、３０Ａ  流路
３２  嵌合部
３３  床面側溝付レール
３５  角度・高さ調整機構
３６  高さ調整機構
４０  床面側Ｉ型レール
４１  角度・高さ調整機構
５０  炉心溶融物保持装置
５１  床面側部
５２  床面側保持構造体
６０  炉心溶融物保持装置
６２  床面側保持構造体
６３  排出側流路
６３Ａ  流路
６４  供給側流路
６９  供給孔
７０  炉心溶融物保持装置
８０  炉心溶融物保持装置
８１  隙間
８２  テーパ状隙間
８３  嵌合部
９０  炉心溶融物保持装置
９１  床面側溝付レール
９２  分割溝付レール
９３  固定型保持構造体
Ｍ  炉心溶融物
ｔ  長さ
θ  傾斜角
【図１】
2016011910.tif 000003
【図２】
2016011910.tif 000004
【図３】
2016011910.tif 000005
【図４】
2016011910.tif 000006
【図５】
2016011910.tif 000007
【図６】
2016011910.tif 000008
【図７】
2016011910.tif 000009
【図８】
2016011910.tif 000010
【図９】
2016011910.tif 000011
【図１０】
2016011910.tif 000012
【図１１】
2016011910.tif 000013
【図１２】
2016011910.tif 000014
【図１３】
2016011910.tif 000015
【図１４】
2016011910.tif 000016