(57)【要約】      （修正有）【課題】沸騰水型原子炉の炉心溶融事故時に、炉心溶融物を原子炉圧力容器内に保持することができる炉心溶融物保持装置を提供する。【解決手段】制御棒駆動機構ハウジング１６が原子炉圧力容器１１の底部を貫通する位置に隣接する原子炉圧力容器１１内側で制御棒駆動機構ハウジング１６の外側に配置されたスタブチューブと、制御棒駆動機構ハウジング１６外側溶接部よりも上方で制御棒駆動機構ハウジング１６の外面に溶接されて制御棒駆動機構ハウジング１６の外側に環状空間３０を形成して上端が炉心１２よりも下方で開口し、炉心溶融事故時に炉心１２が溶融してできた炉心溶融物を収容可能な炉心溶融物保持筒３１と、を有する。【選択図】図１
2016006394.tif 000002
【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内に収納された炉心と、
前記炉心に下方から挿入され下方に引き抜きが可能な複数の制御棒と、
前記複数の制御棒を上下に駆動する複数の制御棒駆動機構と、
前記複数の制御棒駆動機構それぞれの周囲を覆って前記原子炉圧力容器の底部を貫通して上下方向に延びる筒状の複数の制御棒駆動機構ハウジングと、
前記複数の制御棒駆動機構ハウジングが前記原子炉圧力容器の底部を貫通する位置に隣接する前記原子炉圧力容器内側で前記制御棒駆動機構ハウジングの外側に配置された複数のスタブチューブと、
前記原子炉圧力容器の底部の内面と前記複数のスタブチューブの下端部とを気密に溶接する複数の原子炉圧力容器内側溶接部と、
前記複数のスタブチューブの上端部と前記制御棒駆動機構ハウジングの外面とを気密に溶接する複数の制御棒駆動機構ハウジング外側溶接部と、
前記制御棒駆動機構ハウジング外側溶接部よりも上方で前記制御棒駆動機構ハウジングの外面に溶接されて前記制御棒駆動機構ハウジングの外側に第１の環状空間を形成して上端が前記炉心よりも下方で開口し、炉心溶融事故時に前記炉心が溶融してできた炉心溶融物の少なくとも一部を収容可能な複数の炉心溶融物保持筒と、
を有することを特徴とする沸騰水型原子炉。
【請求項２】
前記複数の炉心溶融物保持筒それぞれの外側に第２の環状空間を形成して上端が前記炉心よりも下方で開口し、炉心溶融事故時に前記炉心溶融物の少なくとも一部を収容可能な複数の炉心溶融物保持外筒をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の沸騰水型原子炉。
【請求項３】
前記炉心は複数の燃料集合体を備え、
前記原子炉圧力容器内に取り付けられて水平方向に広がる炉心支持板と、
前記炉心支持板に支持されて前記燃料集合体を支持し、炉心入口オリフィスが形成されて、原子炉通常運転時に、前記炉心入口オリフィスから流入した冷却材を前記燃料集合体に導く複数の燃料支持金具と、
前記炉心支持板の下方かつ前記制御棒駆動機構ハウジングの上方で前記原子炉圧力容器の内部に設けられて上下に延びて前記複数の制御棒それぞれを案内する筒状の複数の制御棒案内管と、
をさらに有し、
前記炉心溶融物保持筒は、前記複数の制御棒案内管のそれぞれの外側面との間に前記第１の環状空間を形成して当該制御棒案内間を囲み、前記炉心溶融物保持筒の上端は、前記炉心入口オリフィスよりも下方位置にあること、を特徴とする請求項１または請求項２に記載の沸騰水型原子炉。
【請求項４】
前記炉心入口オリフィスを閉塞可能であって、原子炉通常運転時は開放状態にあり、炉心溶融事故時に閉鎖状態になる閉塞部材をさらに有すること、を特徴とする請求項３に記載の沸騰水型原子炉。
【請求項５】
前記炉心溶融物保持筒の上端の上方で前記燃料支持金具が配置された位置の外側位置で前記炉心支持板を上下に貫通して、炉心溶融事故時に、前記炉心溶融物の少なくとも一部を前記炉心支持板の上方から前記燃料支持金具を通さずに前記炉心溶融物保持筒に導く炉心溶融物流下孔が形成されていること、を特徴とする請求項３または請求項４に記載の沸騰水型原子炉。
【請求項６】
前記炉心溶融物流下孔の下方に設けられて、上下方向に延びて、前記炉心溶融物流下孔を通って流下した前記炉心溶融物の少なくとも一部を前記炉心溶融物保持筒に導く炉心溶融物案内管をさらに有すること、を特徴とする請求項５に記載の沸騰水型原子炉。
【請求項７】
前記炉心溶融物保持筒は、水平断面が波形をなしていること、を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の沸騰水型原子炉。
【請求項８】
前記複数の炉心溶融物保持筒同士を互いに連絡して支持する少なくとも１本の支持棒をさらに有すること、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沸騰水型原子炉。
【請求項９】
原子炉圧力容器と、
前記原子炉圧力容器内に収納された複数の燃料集合体を備えた炉心と、
前記炉心に下方から挿入され下方に引き抜きが可能な複数の制御棒と、
前記複数の制御棒を上下に駆動する複数の制御棒駆動機構と、
前記複数の制御棒駆動機構それぞれの周囲を覆って前記原子炉圧力容器の底部を貫通して上下方向に延びる筒状の複数の制御棒駆動機構ハウジングと、
前記複数の制御棒駆動機構ハウジングが前記原子炉圧力容器の底部を貫通する位置に隣接する前記原子炉圧力容器内側で前記制御棒駆動機構ハウジングの外側に配置された複数のスタブチューブと、
前記原子炉圧力容器の底部の内面と前記複数のスタブチューブの下端部とを気密に溶接する複数の原子炉圧力容器内側溶接部と、
前記複数のスタブチューブの上端部と前記制御棒駆動機構ハウジングの外面とを気密に溶接する複数の制御棒駆動機構ハウジング外側溶接部と、
前記原子炉圧力容器内に取り付けられて水平方向に広がる炉心支持板と、
前記炉心支持板に支持されて前記燃料集合体を支持し、炉心入口オリフィスが形成されて、原子炉通常運転時に、前記炉心入口オリフィスから流入した冷却材を前記燃料集合体に導く複数の燃料支持金具と、
前記炉心支持板の下方かつ前記制御棒駆動機構ハウジングの上方で前記原子炉圧力容器の内部に設けられて上下に延びて前記複数の制御棒それぞれを案内する筒状の複数の制御棒案内管と、
前記炉心入口オリフィスを閉塞可能であって、原子炉通常運転時は開放状態にあり、炉心溶融事故時に閉鎖状態になる閉塞部材と、
を有すること、を特徴とする沸騰水型原子炉。
【請求項１０】
前記閉塞部材は、原子炉通常運転時は前記炉心入口オリフィスの上方にロウ付けによって固定されていて、炉心溶融事故時にロウ付け部が溶融することによって落下して前記炉心入口オリフィスを閉鎖するよう構成されていること、を特徴とする請求項４または請求項９に記載の沸騰水型原子炉。
【請求項１１】
原子炉圧力容器と、
前記原子炉圧力容器内に収納された炉心と、
前記炉心に下方から挿入され下方に引き抜きが可能な複数の制御棒と、
前記複数の制御棒を上下に駆動する複数の制御棒駆動機構と、
前記複数の制御棒駆動機構それぞれの周囲を覆って前記原子炉圧力容器の底部を貫通して上下方向に延びる筒状の複数の制御棒駆動機構ハウジングと、
前記複数の制御棒駆動機構ハウジングが前記原子炉圧力容器の底部を貫通する位置に隣接する前記原子炉圧力容器内側で前記制御棒駆動機構ハウジングの外側に配置された複数のスタブチューブと、
前記原子炉圧力容器の底部の内面と前記複数のスタブチューブの下端部とを気密に溶接する複数の原子炉圧力容器内側溶接部と、
前記複数のスタブチューブの上端部と前記制御棒駆動機構ハウジングの外面とを気密に溶接する複数の制御棒駆動機構ハウジング外側溶接部と、
を備えた沸騰水型原子炉の炉心溶融物保持装置であって、
前記制御棒駆動機構ハウジング外側溶接部よりも上方で前記制御棒駆動機構ハウジングの外側に溶接されて前記制御棒駆動機構ハウジングの外側に環状空間を形成して上端が前記炉心よりも下方で開口し、炉心溶融事故時に前記炉心が溶融してできた炉心溶融物の少なくとも一部を収容可能な複数の炉心溶融物保持筒を有すること、
を特徴とする炉心溶融物保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明の実施形態は、沸騰水型原子炉の事故で炉心が溶融したときに炉心溶融物を原子炉圧力容器内に保持するための炉心溶融物保持装置、およびその炉心溶融物保持装置を備えた沸騰水型原子炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子炉では、何らかの事故事象により、配管破断あるいは原子炉圧力容器（以下、単に「圧力容器」とも呼ぶ。）そのものの破損による圧力容器内の冷却材喪失、および炉心部で発生する除熱機能の喪失のような事態が考えられる。そのような場合、炉心部の燃料が溶融するとともに、その高温の炉心溶融物（デブリ）が炉心部より下方へ流出する可能性がある。
【０００３】
このような事態に至った場合、デブリが圧力容器底部に堆積する。その状態が継続すると、圧力容器底部が破損し、圧力容器を取り囲む原子炉格納容器（以下、単に「格納容器」とも呼ぶ。）の下部へと流出する。格納容器の下部に流出したデブリは、流出先のコンクリートを加熱する。コンクリートが高温に加熱されると、デブリ−コンクリート反応により、二酸化炭素、水素等の非凝縮性ガスが大量に発生するとともに、コンクリートが溶融侵食される。
【０００４】
この発生した非凝縮性ガスにより格納容器内の圧力が上昇し、ひいては格納容器の破損に至る可能性もある。その場合、大量の放射性物質が、外部環境へ放出されることになる。
【０００５】
上記のような事態を回避するため、多くの対策が提案されている。例えば、格納容器に流出したデブリとコンクリート間の反応を抑制するために、落下デブリを受け止める受け皿（以下、コアキャッチャ）を設置するとともに、デブリの冷却手段と組み合わせた対策が挙げられる（特許文献１参照）。この対策は、圧力容器外へ設備を設置する対策である。
【０００６】
一方、圧力容器内へコアキャッチャを設置する対策も提案されている（特許文献２参照）。この圧力容器内へのコアキャッチャの設置する対策は、冷却材にナトリウムを用いる高速炉で多く提案されているものである。高速炉は、通常、原子炉容器の下部ヘッド部分に計装管等の貫通部を持たないため、下部ヘッド部にデブリの熱に対して弱い溶接部が存在しない。
【０００７】
しかしながら、沸騰水型の軽水炉（沸騰水型原子炉。ＢＷＲ）は、下部ヘッド部に制御棒駆動機構をはじめとする多数の貫通部を有している。そのため、デブリの熱に対して弱い溶接部を多数有している。よって、貫通部の溶接部をデブリから保護する何らかの方策が必要である。
【０００８】
従来の通常の沸騰水型原子炉においては、図１３に示すように、原子炉圧力容器１１内に炉心１２が配置され、複数の制御棒１３が下方から炉心１２内に挿入され、また、下方に引き出されるようになっている。各制御棒１３は、その下方に配置された制御棒駆動機構１４によって上下に駆動される。
【０００９】
炉心１２は、原子炉圧力容器１１内で水平に広がる炉心支持板２１によって支持されている。炉心支持板２１の下方に、上下に延びる複数の制御棒案内管１５が設置され、制御棒１３の下部は制御棒案内管１５内を上下に移動する。各制御棒案内管１５の下方に制御棒駆動機構ハウジング１６が配置され、各制御棒駆動機構ハウジング１６内に制御棒駆動機構１４が配置されている。制御棒駆動機構１４および制御棒駆動機構ハウジング１６は、原子炉圧力容器１１の底部を上下方向に貫通している。
【００１０】
図１４に示すように、制御棒駆動機構ハウジング１６が原子炉圧力容器１１の底部を貫通する位置の上方で制御棒駆動機構ハウジング１６を囲むようにスタブチューブ１７が配置されている。そして、原子炉圧力容器内側溶接部１８で、原子炉圧力容器１１の底部の内側とスタブチューブ１７の下端部が気密に溶接され、制御棒駆動機構ハウジング外側溶接部１９で、スタブチューブ１７の上端部と制御棒駆動機構ハウジング１６の外面とが気密に溶接されている。
【００１１】
なお、図１３において、原子炉圧力容器１１内に複数のジェットポンプ２０が配置され、これらによって、原子炉通常運転時に、原子炉圧力容器１１内の冷却材が再循環する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００８−１３９０２３号公報
【特許文献２】特開平４−１０４０８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
沸騰水型原子炉において炉心溶融が生じ、デブリが下方に移動した場合、デブリが原子炉圧力容器１１の底部（下部ヘッド部）に堆積し、原子炉圧力容器内側溶接部１８および制御棒駆動機構ハウジング外側溶接部１９がデブリの熱によって損傷する可能性がある。これらの溶接部１８、１９が破損すると、制御棒駆動機構ハウジング１６がスタブチューブ１７から抜け落ち、スタブチューブ１７と制御棒駆動機構ハウジング１６の間の隙間、およびスタブチューブ１７と原子炉圧力容器１１の底部の間の隙間からデブリが原子炉圧力容器１１外へ流出する虞がある。
【００１４】
本発明の実施形態は、上記事情に鑑みてなされたものであり、沸騰水型原子炉の事故で炉心が溶融したときに、炉心溶融物を原子炉圧力容器内に保持するための炉心溶融物保持装置、およびその炉心溶融物保持装置を備えた沸騰水型原子炉を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の実施形態の一実施形態に係る沸騰水型原子炉は、原子炉圧力容器と、前記原子炉圧力容器内に収納された炉心と、前記炉心に下方から挿入され下方に引き抜きが可能な複数の制御棒と、前記複数の制御棒を上下に駆動する複数の制御棒駆動機構と、前記複数の制御棒駆動機構それぞれの周囲を覆って前記原子炉圧力容器の底部を貫通して上下方向に延びる筒状の複数の制御棒駆動機構ハウジングと、前記複数の制御棒駆動機構ハウジングが前記原子炉圧力容器の底部を貫通する位置に隣接する前記原子炉圧力容器内側で前記制御棒駆動機構ハウジングの外側に配置された複数のスタブチューブと、前記原子炉圧力容器の底部の内面と前記複数のスタブチューブの下端部とを気密に溶接する複数の原子炉圧力容器内側溶接部と、前記複数のスタブチューブの上端部と前記制御棒駆動機構ハウジングの外面とを気密に溶接する複数の制御棒駆動機構ハウジング外側溶接部と、前記制御棒駆動機構ハウジング外側溶接部よりも上方で前記制御棒駆動機構ハウジングの外面に溶接されて前記制御棒駆動機構ハウジングの外側に第１の環状空間を形成して上端が前記炉心よりも下方で開口し、炉心溶融事故時に前記炉心が溶融してできた炉心溶融物の少なくとも一部を収容可能な複数の炉心溶融物保持筒と、を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明の実施形態の他の実施形態に係る沸騰水型原子炉は、原子炉圧力容器と、前記原子炉圧力容器内に収納された複数の燃料集合体を備えた炉心と、前記炉心に下方から挿入され下方に引き抜きが可能な複数の制御棒と、前記複数の制御棒を上下に駆動する複数の制御棒駆動機構と、前記複数の制御棒駆動機構それぞれの周囲を覆って前記原子炉圧力容器の底部を貫通して上下方向に延びる筒状の複数の制御棒駆動機構ハウジングと、前記複数の制御棒駆動機構ハウジングが前記原子炉圧力容器の底部を貫通する位置に隣接する前記原子炉圧力容器内側で前記制御棒駆動機構ハウジングの外側に配置された複数のスタブチューブと、前記原子炉圧力容器の底部の内面と前記複数のスタブチューブの下端部とを気密に溶接する複数の原子炉圧力容器内側溶接部と、前記複数のスタブチューブの上端部と前記制御棒駆動機構ハウジングの外面とを気密に溶接する複数の制御棒駆動機構ハウジング外側溶接部と、前記原子炉圧力容器内に取り付けられて水平方向に広がる炉心支持板と、前記炉心支持板に支持されて前記燃料集合体を支持し、炉心入口オリフィスが形成されて、原子炉通常運転時に、前記炉心入口オリフィスから流入した冷却材を前記燃料集合体に導く複数の燃料支持金具と、前記炉心支持板の下方かつ前記制御棒駆動機構ハウジングの上方で前記原子炉圧力容器の内部に設けられて上下に延びて前記複数の制御棒それぞれを案内する筒状の複数の制御棒案内管と、前記炉心入口オリフィスを閉塞可能であって、原子炉通常運転時は開放状態にあり、炉心溶融事故時に閉鎖状態になる閉塞部材と、を有すること、を特徴とする。
【００１７】
本発明の実施形態の一実施形態に係る炉心溶融物保持装置は、原子炉圧力容器と、前記原子炉圧力容器内に収納された炉心と、前記炉心に下方から挿入され下方に引き抜きが可能な複数の制御棒と、前記複数の制御棒を上下に駆動する複数の制御棒駆動機構と、前記複数の制御棒駆動機構それぞれの周囲を覆って前記原子炉圧力容器の底部を貫通して上下方向に延びる筒状の複数の制御棒駆動機構ハウジングと、前記複数の制御棒駆動機構ハウジングが前記原子炉圧力容器の底部を貫通する位置に隣接する前記原子炉圧力容器内側で前記制御棒駆動機構ハウジングの外側に配置された複数のスタブチューブと、前記原子炉圧力容器の底部の内面と前記複数のスタブチューブの下端部とを気密に溶接する複数の原子炉圧力容器内側溶接部と、前記複数のスタブチューブの上端部と前記制御棒駆動機構ハウジングの外面とを気密に溶接する複数の制御棒駆動機構ハウジング外側溶接部と、を備えた沸騰水型原子炉の炉心溶融物保持装置であって、前記制御棒駆動機構ハウジング外側溶接部よりも上方で前記制御棒駆動機構ハウジングの外側に溶接されて前記制御棒駆動機構ハウジングの外側に環状空間を形成して上端が前記炉心よりも下方で開口し、炉心溶融事故時に前記炉心が溶融してできた炉心溶融物の少なくとも一部を収容可能な複数の炉心溶融物保持筒を有すること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の実施形態によれば、沸騰水型原子炉の事故で炉心が溶融したときに、炉心溶融物を原子炉圧力容器内に保持するができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る沸騰水型原子炉の模式的立断面図。
【図２】図１のＩＩ部を拡大して示す部分拡大立断面図。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る沸騰水型原子炉の模式的立断面図。
【図４】図３のＩＶ部を拡大して示す部分拡大立断面図。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る沸騰水型原子炉の炉心溶融物保持筒の水平断面図。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る沸騰水型原子炉の炉心溶融物保持筒の変形例の水平断面図。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る沸騰水型原子炉の炉心溶融物保持装置の要部を示す模式的立断面図であって、原子炉通常運転時の状況を示す図。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る沸騰水型原子炉の炉心溶融物保持装置の要部を示す模式的立断面図であって、炉心溶融事故時の状況を示す図。
【図９】本発明の第５の実施形態に係る沸騰水型原子炉の炉心溶融物保持装置の模式的立断面図。
【図１０】本発明の第６の実施形態に係る沸騰水型原子炉の炉心溶融物保持装置の模式的立断面図。
【図１１】本発明の第７の実施形態に係る沸騰水型原子炉の要部の模式的立断面図。
【図１２】本発明の第８の実施形態に係る沸騰水型原子炉の要部の模式的立断面図。
【図１３】従来の沸騰水型原子炉の模式的立断面図。
【図１４】図１３のＸＩＶ部を拡大して示す部分拡大立断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る、炉心溶融物保持装置の実施形態について、図面を参照して説明する。ここで、前述の従来技術と共通の部分また相互の共通の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。
【００２１】
［第１の実施形態］
（構成）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る沸騰水型原子炉の模式的立断面図である。図２は、図１のＩＩ部を拡大して示す部分拡大立断面図である。
【００２２】
この実施形態では、各制御棒案内管１５および制御棒駆動機構ハウジング１６の外側に、第１の環状空間３０を形成してこれらを取り囲むように、筒状の炉心溶融物保持筒３１が取り付けられている。炉心溶融物保持筒３１の下端はスタブチューブ１７の上端部の制御棒駆動機構ハウジング外側溶接部１９（図１４）よりも上方で制御棒駆動機構ハウジング１６に溶接されて密封されている。炉心溶融物保持筒３１の上端は開放している。炉心溶融物保持筒３１の水平断面形状は、たとえば円形である。
【００２３】
図２に示すように、炉心支持板２１には複数の開口があって、これらの各開口に燃料支持金具３２が載置されて支持されている。図示の燃料支持金具３２は中央部のものであって、各燃料支持金具３２に、４体の燃料集合体３３が載置されて支持されている。複数の燃料集合体３３が炉心１２（図１）を構成している。燃料集合体３３は、複数の燃料棒３４の束と、これらの燃料棒３４の束の下部を結束する下部タイプレート３５と、複数の燃料棒３４の束全体を囲む四角筒状のチャンネルボックス３６を備えている。
【００２４】
燃料支持金具３２の下部外側面には炉心入口オリフィス３７が形成されている。制御棒案内管１５は燃料支持金具３２の側部を蔽い、下方に延びていて、炉心入口オリフィス３７に対向する位置には炉心入口オリフィス３７の開口部よりも大きな開口３８が形成されている。炉心溶融物保持筒３１の上端開放部は、炉心入口オリフィス３７の下端および開口３８の下端とほぼ同じ高さまたはそれらより下方に位置している。
【００２５】
上述以外の構成は、図１３および図１４を参照して前述した従来技術と同様である。
【００２６】
なお、制御棒１３は、制御棒案内管１５内を上方に移動して、炉心１２内に挿入されたときには、互いに隣接するチャンネルボックス３６の間の空間内にある。
【００２７】
（作用）
原子炉通常運転時には、冷却材が、ジェットポンプ２０から、原子炉圧力容器１１内の下部に送られ、制御棒案内管１５の外側から開口３８を通り、さらに炉心入口オリフィス３７を通って、燃料支持金具３２内に流入する。その後に、冷却材の流れは上向きになって、燃料集合体３３の下部タイプレート３５を通り、チャンネルボックス３６内に流入する。冷却材がチャンネルボックス３６内を上昇する際に燃料棒３４から冷却材に熱が伝わり、冷却材が沸騰して蒸気と水（液体）の二相流となる。その後、気液分離器（図示せず）などを経て得られた蒸気が蒸気タービン（図示せず）に送られる。
【００２８】
炉心溶融事故時に、デブリは、チャンネルボックス３６内を流下して、燃料支持金具３２の炉心入口オリフィス３７から燃料支持金具３２外へ流出する。その後、デブリは、制御棒案内管１５および制御棒駆動機構ハウジング１６の外壁面を伝って流下し、炉心溶融物保持筒３１内にたまる。制御棒案内管１５および制御棒駆動機構ハウジング１６の外壁面を伝って流下せずに、炉心入口オリフィス３７から飛散したデブリは、炉心溶融物保持筒３１の内壁面に衝突するため、炉心溶融物保持筒３１の壁面を伝って、炉心溶融物保持筒３１内にたまる。
【００２９】
また、原子炉圧力容器１１内の下部に水がある場合は、炉心溶融物保持筒３１内にたまったデブリは、炉心溶融物保持筒３１の外側の水により外面からも冷却される。
【００３０】
（効果）
上記作用によって、炉心溶融事故時にデブリが流出した場合においても、デブリがスタブチューブ１７の溶接部１８、１９に接触することを防止することが可能となる。また、炉心溶融物保持筒３１の外面からの冷却効果も期待されることから、より早くデブリの温度を下げることが可能となる。
【００３１】
［第２の実施形態］
（構成）
図３は、本発明の第２の実施形態に係る沸騰水型原子炉の模式的立断面図である。ただし、制御棒案内管１５、制御棒駆動機構ハウジング１６、炉心溶融物保持筒３１などは、図１と同様にそれぞれが複数個あるが、図３ではこれらを各１個だけ図示している。図４は、図３のＩＶ部を拡大して示す部分拡大立断面図である。
【００３２】
この実施形態では、各炉心溶融物保持筒３１の外側に、第２の環状空間４０を介して炉心溶融物保持外筒４１が配置されている。炉心溶融物保持筒３１の構造は第１の実施形態と同様である。各炉心溶融物保持外筒４１の下端は、炉心溶融物保持筒３１の下端よりも下方で、かつスタブチューブ１７の上端部の制御棒駆動機構ハウジング外側溶接部１９よりも上方で、制御棒駆動機構ハウジング１６に溶接されて密封されている。炉心溶融物保持外筒４１の上端は、炉心入口オリフィス３７の下端および開口３８の下端とほぼ同じ高さまたはそれらより下方の位置で開放している。炉心溶融物保持外筒４１の水平断面形状は、たとえば円形である。
【００３３】
（作用）
この実施形態によれば、炉心溶融事故時に、炉心溶融物保持筒３１が破損した場合であっても、炉心溶融物保持外筒４１がデブリを受け止める。
【００３４】
（効果）
上記作用によって、上方の炉心溶融物保持筒３１が破損した場合も、炉心溶融物保持外筒４１がデブリを受け止め、デブリがスタブチューブ１７の溶接部１８、１９に接触することを防止することが可能となる。これにより、炉心溶融事故時の安全性が高まる。
【００３５】
［第３の実施形態］
（構成）
図５は、本発明の第３の実施形態に係る沸騰水型原子炉の炉心溶融物保持筒の水平断面図である。
【００３６】
上記第１の実施形態では、炉心溶融物保持筒３１の水平断面形状はたとえば円形とした。それに対して、この第３の実施形態では、炉心溶融物保持筒３１の水平断面形状は図５に示すように波面形状である。図５に示す例では、波面形状の曲がり部が滑らかな曲面を成している。その他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００３７】
また、この実施形態の変形として、図６に示すように、炉心溶融物保持筒３１の水平断面形状を、曲がり部が角張った波面形状としてもよい。
【００３８】
（作用）
炉心溶融物保持筒３１の壁面が波面形状となることにより、炉心溶融事故時に、炉心溶融物保持筒３１内のデブリと炉心溶融物保持筒３１の接触面が増える。これにより、炉心溶融物保持筒３１内のデブリと炉心溶融物保持筒３１との伝熱が促進され、デブリ温度を低下させることができる。
【００３９】
（効果）
上記作用によって、炉心溶融物保持筒３１が破損する可能性を小さくし、デブリがスタブチューブ１７の溶接部１８、１９に接触することを防止することが可能となる。
【００４０】
［第４の実施形態］
（構成）
図７は、本発明の第４の実施形態に係る沸騰水型原子炉の炉心溶融物保持装置の要部を示す模式的立断面図であって、原子炉通常運転時の状況を示す図である。図８は、第４の実施形態に係る沸騰水型原子炉の炉心溶融物保持装置の要部を示す模式的立断面図であって、炉心溶融事故時の状況を示す図である。
【００４１】
この実施形態は第１の実施形態の変形である。この実施形態では、炉心溶融事故時に炉心入口オリフィス３７の開口部を閉じることのできる閉塞部材４５が配置されている。閉塞部材４５は、好ましくはタングステン等の高融点材料でできている。原子炉通常運転時には、図７に示すように、炉心入口オリフィス３７を通る冷却材の流れを閉塞部材４５が妨げることがないように、閉塞部材４５は炉心入口オリフィス３７の上方で固定されている。この閉塞部材４５は、ロウ付け部４６により、たとえば制御棒案内管１５に固定されている。ロウ付け部４６は、低融点の金属、たとえば銀ロウでできている。
【００４２】
他の例として、閉塞部材４５は、燃料支持金具３２にロウ付けされていてもよい。
【００４３】
その他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００４４】
（作用）
炉心溶融事故時に、閉塞部材４５を支えているロウ付け部４６がデブリの熱によって溶けると、閉塞部材４５が落下して炉心入口オリフィス３７を塞ぐ。これにより、一旦、デブリが燃料支持金具３２内に留まる。これにより、燃料支持金具３２内から流出するデブリの勢いが抑制される。また、この閉塞部材４５の材質が、タングステン等の高融点金属である場合、燃料支持金具３２が先行して溶融するため、冷却水が存在している可能性が高い制御棒案内管１５内にデブリが流入する。これにより、デブリの溶接部１８、１９への接触を防止することが可能である。
【００４５】
（効果）
上記作用によって、燃料支持金具３２から流出するデブリが、炉心溶融物保持筒３１外に飛散する量を抑制することが可能となる。また、閉塞部材４５の材質が高融点材料である場合、制御棒案内管１５内にデブリを留めることが可能となる。
【００４６】
［第５の実施形態］
（構成）
図９は、本発明の第５の実施形態に係る沸騰水型原子炉の炉心溶融物保持装置の模式的立断面図である。
【００４７】
この実施形態は第１の実施形態の変形である。この実施形態では、互いに隣接する炉心溶融物保持筒３１同士を水平方向に連絡して互いに支持する複数の支持棒４８が取り付けられている。この実施形態では、複数の支持棒４８が一つの水平面内にある。上記以外の構成は第１の実施形態と同様である。
【００４８】
（作用）
炉心溶融事故時に、ある炉心溶融物保持筒３１内にデブリが溜まった場合、デブリの熱によって炉心溶融物保持筒３１の構造的な強度が低下する可能性がある。支持棒４８によって互いに隣接する炉心溶融物保持筒３１から支えられていることにより、デブリが溜まった炉心溶融物保持筒３１の構造的強度が補強される。
【００４９】
（効果）
上記作用によって、炉心溶融物保持筒３１が破損する可能性を小さくし、デブリがスタブチューブ１７の溶接部１８、１９に接触することを防止することが可能となる。
【００５０】
［第６の実施形態］
（構成）
図１０は、本発明の第６の実施形態に係る沸騰水型原子炉の炉心溶融物保持装置の模式的立断面図である。
【００５１】
この実施形態は第５の実施形態の変形である。この実施形態では、互いに隣接する炉心溶融物保持筒３１同士を水平方向に連絡して互いに支持する複数の支持棒４８が、上下２段に取り付けられている。上記以外の構成は第５の実施形態と同様である。
【００５２】
なお、図１０に示す例では複数の支持棒４８が上下２段に取り付けられているが上下に３段以上あってもよい。
【００５３】
（作用）
複数段の支持棒４８によって、互いに隣接する炉心溶融物保持筒３１から支えられていることにより、デブリが溜まった炉心溶融物保持筒３１の構造的強度が補強される。
【００５４】
（効果）
上記作用によって、炉心溶融物保持筒３１が破損する可能性を小さくし、デブリがスタブチューブ１７の溶接部１８、１９に接触することを防止することが可能となる。
【００５５】
［第７の実施形態］
（構成）
図１１は、本発明の第７の実施形態に係る沸騰水型原子炉の要部の模式的立断面図である。
【００５６】
この実施形態は第１の実施形態の変形である。この実施形態では、炉心支持板２１に、上下に貫通する炉心溶融物流下孔５０が設けられている。炉心溶融物流下孔５０は、炉心溶融物保持筒３１の上方に設けられている。上記以外の構成は第１の実施形態と同様である。
【００５７】
（作用）
上記第１ないし第６の実施形態の説明で対象としたデブリは、チャンネルボックス３６内を流下するものであるが、本実施形態は、チャンネルボックス３６の外側を流下してくるデブリを対象としたものである。炉心支持板２１上に流下したデブリは、炉心溶融物流下孔５０を通って、炉心溶融物保持筒３１内に溜まる。
【００５８】
（効果）
上記作用によって、炉心支持板２１上に落下したデブリも炉心溶融物保持筒３１に収集することが可能となり、デブリがスタブチューブ１７の溶接部１８、１９に接触することを防止することが可能となる。
【００５９】
［第８の実施形態］
（構成）
図１２は、本発明の第８の実施形態に係る沸騰水型原子炉の要部の模式的立断面図である。
【００６０】
この実施形態は第７の実施形態の変形である。この実施形態では、炉心支持板２１に上下に貫通する炉心溶融物流下孔５０が設けられ、炉心支持板２１の下面に炉心溶融物案内管５１が取り付けられている。炉心溶融物案内管５１は上下が開放した筒状であって、その上端は炉心溶融物流下孔５０の下端に接続されている。上記以外の構成は第７の実施形態と同様である。
【００６１】
（作用）
この実施形態で、炉心溶融事故時に、炉心支持板２１の上のデブリが炉心溶融物流下孔５０を通って落下し、その後、炉心溶融物案内管５１内をさらに落下して炉心溶融物保持筒３１内に導かれる。
【００６２】
（効果）
上記作用によって、炉心支持板２１上に落下したデブリが、確実に炉心溶融物保持筒３１に収集される。これにより、デブリがスタブチューブ１７の溶接部１８、１９に接触することを防止することが可能となる。
【００６３】
［他の実施形態］
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。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。
【００６４】
たとえば、上記各実施形態の特徴を種々に組み合わせることもできる。また、第２の実施形態の炉心溶融物保持外筒４１の水平断面形状を、第３の実施形態の炉心溶融物保持筒３１（図５、図６）と同様な形状としてもよい。
【００６５】
さらに具体的な例として、第２の実施形態の炉心溶融物保持外筒４１を第３ないし第８のいずれの実施形態に採用してもよい。また、第３の実施形態の炉心溶融物保持筒３１（図５、図６）の形状は、他のどの実施形態でも採用できる。
【００６６】
また、第４の実施形態（図７、図８）において、炉心溶融物保持外筒４１を無くした構造とすることもできる。
【符号の説明】
【００６７】
１１  原子炉圧力容器
１２  炉心
１３  制御棒
１４  制御棒駆動機構
１５  制御棒案内管
１６  制御棒駆動機構ハウジング
１７  スタブチューブ
１８、１９  溶接部
２０  ジェットポンプ
２１  炉心支持板
３０  第１の環状空間
３１  炉心溶融物保持筒
３２  燃料支持金具
３３  燃料集合体
３４  燃料棒
３５  下部タイプレート
３６  チャンネルボックス
３７  炉心入口オリフィス
３８  開口
４０  第２の環状空間
４１  炉心溶融物保持外筒
４５  閉塞部材
４６  ロウ付け部
４８  支持棒
５０  炉心溶融物流下孔
５１  炉心溶融物案内管
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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