(57)【要約】【課題】炉心溶融事故が発生した場合に、溶融炉心によるデブリとペデスタル床との反応の進展を防止または抑制する。【解決手段】実施形態によれば、原子炉格納容器１３は、原子炉圧力容器１２を支持する筒状のペデスタル壁１６と、ペデスタル壁１６で囲まれて原子炉圧力容器１２の下方に位置して原子炉格納容器１３の底部を構成するペデスタル床１８と、ペデスタル床１８の上方に配置された溶融炉心受部２６と、を有する。溶融炉心受部２６は、ペデスタル床１８を構成する材質に比べて高融点、高耐熱性、低反応性の材質からなる。溶融炉心受部２６は、炉心溶融が生じたときに、溶融炉心がペデスタル床１８に到達する前に溶融炉心の流れを分岐させ、その溶融炉心の熱を吸収して、溶融炉心の温度を低下させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉心を収納する原子炉圧力容器を格納する原子炉格納容器であって、
前記原子炉圧力容器を支持する筒状のペデスタル壁と、
前記ペデスタル壁で囲まれて前記原子炉圧力容器の下方に位置して前記原子炉格納容器の底部を構成するペデスタル床と、
前記ペデスタル床の上方に配置されて、前記ペデスタル床を構成する材質に比べて高融点、高耐熱性、低反応性の材質からなる溶融炉心受部と、
を有し、
前記溶融炉心受部は、前記炉心が溶融して形成された溶融炉心が前記原子炉圧力容器の下方に落下したときに、前記溶融炉心が前記ペデスタル床に到達する前に前記溶融炉心の流れを複数に分岐させ、その溶融炉心の熱を吸収して、前記溶融炉心が前記ペデスタル床に到達する前に前記溶融炉心の温度を低下させるものであること、
を特徴とする原子炉格納容器。
【請求項２】
前記溶融炉心受部は、複数の塊体を備え、前記複数の塊体が互いの間に間隙を形成して水平方向および上下方向に並べられていること、
を特徴とする請求項１に記載の原子炉格納容器。
【請求項３】
前記ペデスタル床に、前記複数の塊体の移動を抑制する複数のくぼみが形成されていること、
を特徴とする請求項２に記載の原子炉格納容器。
【請求項４】
前記ペデスタル床を構成する材質に比べて高融点、高耐熱性、低反応性の材質からなり、前記複数の塊体の上方で水平方向に広がるように配置されて前記複数の塊体の移動を抑制する少なくとも１枚の上部板をさらに有すること、
を特徴とする請求項２または請求項３に記載の原子炉格納容器。
【請求項５】
前記少なくとも１枚の上部板は、
前記ペデスタル床を構成する材質に比べて高融点、高耐熱性、低反応性の材質からなり、前記複数の塊体の上方で水平方向に広がるように配置された下側上部板と、
前記ペデスタル床を構成する材質に比べて高融点、高耐熱性、低反応性の材質からなり、前記下側上部板の上方で前記下側上部板と間隔をあけて配置された上側上部板と、
を含み、
前記複数の塊体の一部が前記下側上部板と前記上側上部板との間にも配置されていること、
を特徴とする請求項４に記載の原子炉格納容器。
【請求項６】
前記複数の塊体の少なくとも一部の内部に空洞が形成されていること、を特徴とする請求項２ないし請求項５のいずれか一項に記載の原子炉格納容器。
【請求項７】
前記空洞内に水が封入されていること、を特徴とする請求項６に記載の原子炉格納容器。
【請求項８】
前記溶融炉心受部の水平方向移動を制限するように前記溶融炉心受部の水平方向周囲を囲むように配置されて、前記ペデスタル壁の内側との間に環状空間を形成する、上方が開放されて、かつ、複数の仕切り板貫通孔が形成された筒状仕切り板と、
前記ペデスタル壁で囲まれて前記原子炉圧力容器の下方で前記ペデスタル床の上方の空間に冷却水を供給する非常用冷却水供給装置と、
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原子炉格納容器。
【請求項９】
前記ペデスタル床よりも上方に配置されて前記溶融炉心受部を通常時に収納しておく収納箱と、
前記ペデスタル床よりも上方に配置されて、前記溶融炉心が生じたときに前記溶融炉心受部を前記ペデスタル床の上に落下させることができる収納箱開閉装置と、
をさらに有すること、を特徴とする請求項１に記載の原子炉格納容器。
【請求項１０】
前記溶融炉心受部は、前記溶融炉心が透過可能な多数の貫通孔が形成された多孔質材料を含むこと、を特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載の原子炉格納容器。
【請求項１１】
前記溶融炉心受部は、前記ペデスタル床の上方で前記ペデスタル床を覆って水平に広がる板状部を備えていること、を特徴とする請求項１０に記載の原子炉格納容器。
【請求項１２】
前記溶融炉心受部は、前記板状部と熱的に接合されてペデスタル壁を貫通して前記ペデスタル壁の外側に延びる突出部を備えていること、を特徴とする請求項１１に記載の原子炉格納容器。
【請求項１３】
前記ペデスタル壁の外側に配置されて前記突出部と熱的に接合された冷却器をさらに備えていること、を特徴とする請求項１２に記載の原子炉格納容器。
【請求項１４】
前記板状部は、
前記ペデスタル床の上方で前記ペデスタル床を覆って水平に広がる下側板状部と、
前記下側板状部の上方で前記下側板状部を覆って水平に広がり、前記下側板状部と上下方向に間隔をあけて配置された上側板状部と、
を含むこと、を特徴とする請求項１１ないし請求項１３のいずれか一項に記載の原子炉格納容器。
【請求項１５】
原子炉圧力容器を支持する筒状のペデスタル壁で囲まれて前記原子炉圧力容器の下方で原子炉格納容器の底部を構成するペデスタル床の上方に配置される溶融炉心受装置であって、
前記ペデスタル床を構成する材質に比べて高融点、高耐熱性、低反応性の材質からなり、互いの間に間隙を形成して水平方向および上下方向に並べられた複数の塊体を備え、
前記複数の塊体は、前記原子炉圧力容器内の炉心が溶融して形成された溶融炉心が前記原子炉圧力容器の下方に落下したときに、前記溶融炉心が前記ペデスタル床に到達する前に前記溶融炉心の流れを複数に分岐させ、その溶融炉心の熱を吸収して、前記溶融炉心が前記ペデスタル床に到達する前に前記溶融炉心の温度を低下させるものであること、
を特徴とする溶融炉心受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明の実施形態は、炉心溶融事故への対応手段を備えた原子炉格納容器および溶融炉心受装置に関する。
【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そのものの破損による原子炉圧力容器内の冷却材喪失、ならびに炉心部で発生する除熱機能の喪失のような事態に陥った場合、炉心部の燃料が溶融するとともに、その高温の溶融燃料（溶融炉心、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ことにより、原子炉圧力容器の底部が破損し、原子炉格納容器内に流出する。流出したデブリは原子炉格納容器のコンクリートを加熱し、デブリ−コンクリート反応を生じる。この反応は、コンクリートが高温に加熱されることにより、二酸化炭素、水素等の非凝縮性ガスを大量に発生してコンクリートを溶融浸食するものである。非凝縮性ガスの大量発生は、原子炉格納容器内の圧力を上昇させ、原子炉格納容器の破損に至る可能性がある。一方、炉心溶融の信号が発信されると、原子炉格納容器内の底部にあるペデスタルへの注水が行われ、上記浸食を抑制するシステムも有している。しかし、原子炉格納容器の破損に至った場合、大量の放射性物質が、外部環境へ放出されることになる。
【０００４】
上記のような事態を回避するために、下記のような対策が提案されている。
【０００５】
たとえば、格納容器に流出したデブリによるデブリ−コンクリート反応を抑制するために、落下デブリを受け止める保持装置（コアキャッチャ）を設置し、冷却手段を設けることにより、デブリの冷却を促進させる提案がなされている。
【０００６】
また、ペデスタル内のデブリ−コンクリート反応を抑制する方法として、ペデスタル領域の壁面および床面を粗骨材を有するコンクリートで形成することによって浸食を抑制する方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１３９０２３号公報
【特許文献２】特許第４５８０６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記コアキャッチャを設置する公知技術で、原子炉の炉心からデブリが流出するあらゆる場合に、デブリがコアキャッチャ上で薄く分散された状態で堆積するとは考えられない。また、短時間に大量のデブリが流出した場合には、デブリがコアキャッチャの壁を乗り越えて、圧力容器底部まで達する可能性もあるという課題がある。
【０００９】
また、ペデスタル領域の壁面および床面に粗骨材を有するコンクリートを用いる上記公知技術では、コンクリートの組成により、デブリ−コンクリート反応を抑制する。しかし、まとまったデブリが一か所に堆積した際には、コンクリートの加熱が進み、コンクリートデブリ反応は進行してしまう可能性もあるという課題がある。
【００１０】
本発明の実施形態は、上記事情を鑑みてなされたものであり、炉心溶融事故が発生してデブリがペデスタル空間に落下してきた場合に、溶融炉心によるデブリとペデスタル床との反応の進展を防止または抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の実施形態に係る原子炉格納容器は、炉心を収納する原子炉圧力容器を格納する原子炉格納容器であって、前記原子炉圧力容器を支持する筒状のペデスタル壁と、前記ペデスタル壁で囲まれて前記原子炉圧力容器の下方に位置して前記原子炉格納容器の底部を構成するペデスタル床と、前記ペデスタル床の上方に配置されて、前記ペデスタル床を構成する材質に比べて高融点、高耐熱性、低反応性の材質からなる溶融炉心受部と、を有し、前記溶融炉心受部は、前記炉心が溶融して形成された溶融炉心が前記原子炉圧力容器の下方に落下したときに、前記溶融炉心が前記ペデスタル床に到達する前に前記溶融炉心の流れを複数に分岐させ、その溶融炉心の熱を吸収して、前記溶融炉心が前記ペデスタル床に到達する前に前記溶融炉心の温度を低下させるものであること、を特徴とする。
【００１２】
また、本発明の実施形態に係る溶融炉心受装置は、原子炉圧力容器を支持する筒状のペデスタル壁で囲まれて前記原子炉圧力容器の下方で原子炉格納容器の底部を構成するペデスタル床の上方に配置される溶融炉心受装置であって、前記ペデスタル床を構成する材質に比べて高融点、高耐熱性、低反応性の材質からなり、互いの間に間隙を形成して水平方向および上下方向に並べられた複数の塊体を備え、前記複数の塊体は、前記原子炉圧力容器内の炉心が溶融して形成された溶融炉心が前記原子炉圧力容器の下方に落下したときに、前記溶融炉心が前記ペデスタル床に到達する前に前記溶融炉心の流れを複数に分岐させ、その溶融炉心の熱を吸収して、前記溶融炉心が前記ペデスタル床に到達する前に前記溶融炉心の温度を低下させるものであること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の実施形態によれば、炉心溶融事故が発生してデブリがペデスタル空間に落下してきた場合に、溶融炉心によるデブリとペデスタル床との反応の進展を防止または抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る原子炉格納容器全体を示す模式的立断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る原子炉格納容器で溶融炉心がペデスタル空間に落下した状況を示すペデスタル空間周辺の立断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る原子炉格納容器で溶融炉心がペデスタル空間に落下した状況を示すペデスタル空間周辺の立断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る原子炉格納容器で溶融炉心がペデスタル空間に落下した状況を示すペデスタル空間周辺の立断面図である。
【図５】本発明の第４の実施形態に係る原子炉格納容器で溶融炉心がペデスタル空間に落下した状況を示すペデスタル空間周辺の立断面図である。
【図６】図５の塊体の一つを拡大して示す断面図である。
【図７】本発明の第５の実施形態に係る原子炉格納容器で溶融炉心がペデスタル空間に落下した状況を示すペデスタル空間周辺の立断面図である。
【図８】本発明の第６の実施形態に係る原子炉格納容器で炉心溶融事故発生直後の状況を示すペデスタル空間周辺の立断面図である。
【図９】本発明の第６の実施形態に係る原子炉格納容器で溶融炉心がペデスタル空間に落下した状況を示すペデスタル空間周辺の立断面図である。
【図１０】本発明の第７の実施形態に係る原子炉格納容器で溶融炉心がペデスタル空間に落下した状況を示すペデスタル空間周辺の立断面図である。
【図１１】本発明の第８の実施形態に係る原子炉格納容器で溶融炉心がペデスタル空間に落下した状況を示すペデスタル空間周辺の立断面図である。
【図１２】本発明の第９の実施形態に係る原子炉格納容器で溶融炉心がペデスタル空間に落下した状況を示すペデスタル空間周辺の立断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明に係る原子炉格納容器および溶融炉心受装置の実施形態について説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。
【００１６】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る原子炉格納容器全体を示す模式的立断面図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係る原子炉格納容器で溶融炉心がペデスタル空間に落下した状況を示すペデスタル空間周辺の立断面図である。
【００１７】
ここでは、沸騰水型原子炉を例にとって説明する。炉心１１が原子炉圧力容器１２内に収納され、原子炉圧力容器１２は原子炉格納容器１３内に収納されている。原子炉格納容器１３はドライウェル１４とウェットウェル１５とに区画され、原子炉圧力容器１２はドライウェル１４内に配置されている。
【００１８】
ドライウェル１４内下部に円筒状のペデスタル壁１６が配置され、原子炉圧力容器１２は、ベッセルサポート（図示せず）などを介してペデスタル壁１６で支持されている。ペデスタル壁１６で囲まれた空間（ペデスタル空間）１７の底部にはペデスタル床１８が形成されている。ペデスタル壁１６およびペデスタル床１８はコンクリートで形成されている。
【００１９】
ウェットウェル１５はペデスタル壁１６を囲むように配置され、ウェットウェル１５内には圧力抑制プール１９が形成されている。ドライウェル１４から圧力抑制プール１９内にベント管２０が延びている。事故時にドライウェル１４内の蒸気がベント管２０を通って圧力抑制プール１９内に流れ込んで凝縮し、原子炉格納容器１３内の圧力上昇が抑制されるようになっている。
【００２０】
事故時に圧力抑制プール１９の水をペデスタル空間１７に供給するために、圧力抑制プール１９に非常用冷却水供給配管２１が接続され、その途中に非常用冷却水供給弁２２が配置されている。
【００２１】
炉心溶融事故を想定し、原子炉圧力容器１２の底部を突き破って落下した溶融炉心２５（図２参照）がペデスタル床１８に到達する前に溶融炉心２５を受容するための溶融炉心受部（溶融炉心受装置）２６がペデスタル床１８の上に配置されている。
【００２２】
溶融炉心受部２６は複数の塊体２７が水平方向および上下方向に並べられたものであって、互いに隣接する塊体２７の間に小さな間隙が形成されている。各塊体２７は、ペデスタル床１８を構成するコンクリートに比べて高融点、高耐熱性、低反応性の材質からなる。このような材料としては、たとえば、タングステン、モリブデン、銅などの金属や、酸化ベリリウムなどの金属酸化物などが考えられる。
【００２３】
各塊体２７の形状は、互いに接した時に溶融炉心２５が通過可能な間隙ができる形状であれば、どのような形状でもよく、たとえば、球や円柱などでも、また、不規則な形状でもよい。
【００２４】
この実施形態で、炉心溶融事故が発生した場合、非常用冷却水供給弁２２が開かれ、非常用冷却水供給配管２１を通じて圧力抑制プール１９の水がペデスタル空間１７に供給される。これにより、図２に示すように、ペデスタル空間１７内の溶融炉心受部２６周辺は水で満たされる。
【００２５】
一方、炉心が溶融して溶融炉心２５が形成され、この溶融炉心２５が、原子炉圧力容器１２の底から下方に落下することが想定される。その場合に、図２に示すように、溶融炉心２５は、ペデスタル床１８に到達する前に溶融炉心受部２６に到達する。
【００２６】
溶融炉心２５は、ペデスタル空間１７内の水によって冷却される。また、溶融炉心２５が、互いに隣接する塊体２７の間の間隙を流れ落ちる際に複数に分岐して流れ、各塊体２７が溶融炉心２５の熱を吸収して、溶融炉心２５がペデスタル床１８に到達する前に溶融炉心２５の温度が低下する。これにより、ペデスタル床１８を構成するコンクリートと溶融炉心２５との間の化学反応が抑制または防止できる。
【００２７】
炉心溶融事故時にペデスタル空間１７に冷却水を供給する構成として、上記説明では、非常用冷却水供給配管２１と非常用冷却水供給弁２２とを用いて、圧力抑制プール１９の水をペデスタル空間１７に供給するものとした。このような構成の代わりに、原子炉格納容器１３の内部または外部に圧力抑制プール１９とは別の冷却水プール（図示せず）を設け、炉心溶融事故時にその冷却水プールをペデスタル空間１７内に供給するようにしてもよい。
【００２８】
［第２の実施形態］
図３は、本発明の第２の実施形態に係る原子炉格納容器で溶融炉心がペデスタル空間に落下した状況を示すペデスタル空間周辺の立断面図である。
【００２９】
この第２の実施形態では、溶融炉心受部（溶融炉心受装置）２６は、ペデスタル床１８の上に並べられた複数の塊体２７と、ペデスタル壁１６の内側で複数の塊体２７全体の水平方向外周を取り囲む筒状仕切り板３０とを備えている。筒状仕切り板３０の上部は開口している。ペデスタル壁１６と筒状仕切り板３０の間に環状空間３１が形成される。筒状仕切り板３０の側壁には複数の仕切り板貫通孔３３が形成されている。
【００３０】
筒状仕切り板３０の内側で複数の塊体２７の上方を覆うように水平に延びる上部板３２が配置されている。上部板３２は筒状仕切り板３０に固定され、上部板３２には複数の上部板貫通孔３５が形成されている。
【００３１】
塊体２７、筒状仕切り板３０および上部板３２はいずれも、ペデスタル床１８を構成するコンクリートに比べて高融点、高耐熱性、低反応性の材質からなる。
【００３２】
図３に示す例では、複数の塊体２７それぞれが、互いにほぼ同じ直径の球形または円柱形である。また、塊体２７に直接接触するペデスタル床１８には複数のくぼみ３４が形成され、塊体２７の底部がペデスタル床１８のくぼみ３４内に入ることにより、塊体２７がペデスタル床１８の上で移動するのが抑制される。
【００３３】
また、複数の塊体２７の上方に上部板３２を配置することによっても、塊体２７の移動が抑制される。
【００３４】
この実施形態で、炉心溶融事故が発生した場合、第１の実施形態と同様に、ペデスタル空間１７内の溶融炉心受部２６周辺は水で満たされる。
【００３５】
溶融炉心２５は、ペデスタル空間１７内の水によって冷却される。また、溶融炉心２５は、原子炉圧力容器１２の底から下方に落下して、複数の塊体２７と接する前に、上部板３２の上面に当たり、上部板３２の複数の上部板貫通孔３５を通過する。その後に、溶融炉心２５は、複数の塊体２７の間の間隙に分岐しながら下方へ流れる。この場合に、上部板３２および塊体２７が溶融炉心２５の熱を吸収して、溶融炉心２５がペデスタル床１８に到達する前に溶融炉心２５の温度を低下させる。これにより、ペデスタル床１８を構成するコンクリートと溶融炉心２５との間の化学反応が抑制または防止できる。
【００３６】
また、この実施形態では、ペデスタル空間１７内の水は、環状空間３１を下降して、筒状仕切り板３０の複数の仕切り板貫通孔３３を通じて筒状仕切り板３０の内側に流入する。そして、筒状仕切り板３０の内側の水は、塊体２７、上部板３２および溶融炉心２５を冷却しながら上昇し、上部板３２の上部板貫通孔３５を通ってその上方へ抜ける。このように、筒状仕切り板３０の存在によって水の自然対流が促進され、溶融炉心２５の冷却が促進される。
【００３７】
なお、炉心溶融事故が発生して溶融炉心２５が上部板３２の上面に達したとき、上部板３２が溶融などによって破壊されることが予想され、この上部板３２の破壊後は、その破壊箇所から上部板３２の下方に流れて、溶融炉心２５が複数の塊体２７に接する位置に流れることが予想される。したがって、この第２の実施形態の変形例として、上部板貫通孔３５はあらかじめ設けておかない、という構成も可能である。
【００３８】
［第３の実施形態］
図４は、本発明の第３の実施形態に係る原子炉格納容器で溶融炉心がペデスタル空間に落下した状況を示すペデスタル空間周辺の立断面図である。
【００３９】
この第３の実施形態は第２の実施形態の変形である。この第３の実施形態では、第２の実施形態の上部板３２に相当するものが２枚あって、これらが互いに上下方向に間隔をあけて配置されている。ここで、上側の上部板を上側上部板３２ａと呼び、下側の上部板を下側上部板３２ｂと呼ぶ。上側上部板３２ａと下側上部板３２ｂのそれぞれに、複数の上部板貫通孔３５が形成されている。
【００４０】
また、下側上部板３２ｂと上側上部板３２ａの間の位置および、下側上部板３２ｂの下方に、それぞれ複数の仕切り板貫通孔３３が形成されている。
【００４１】
上記以外の構成は第２の実施形態と同様である。
【００４２】
この第３の実施形態で、炉心溶融事故が発生した場合、第２の実施形態と同様に、ペデスタル空間１７内の溶融炉心受部２６周辺は水で満たされる。
【００４３】
溶融炉心２５は、原子炉圧力容器１２の底から下方に落下すると、溶融炉心２５は、初めに上側上部板３２ａに当たり、上側上部板３２ａの複数の上部板貫通孔３５を通過する。その後に、溶融炉心２５は、上側上部板３２ａと下側上部板３２ｂとの間にある複数の塊体２７の間の間隙を分岐しながら下方へ流れる。その後に、溶融炉心２５は、下側上部板３２ｂに当たり、下側上部板３２ｂの複数の上部板貫通孔３５を通過する。その後に、溶融炉心２５は、下側上部板３２ｂの下方の複数の塊体２７の間の間隙を分岐しながら下方へ流れる。その後に、溶融炉心２５がペデスタル床１８に到達する。
【００４４】
このように、この第３の実施形態では、原子炉圧力容器１０を貫通して落下した溶融炉心２５がペデスタル床１８に到達するまでに、上側上部板３２ａと下側上部板３２ｂに形成された上部板貫通孔３５を通過し、さらに、第２の実施形態に比べて、複数の塊体２７のより厚い層の間を通過することになる。したがって、第２の実施形態に比べて、溶融炉心２５がペデスタル床１８に到達するときの溶融炉心２５の温度がさらに低下していることが予想される。
【００４５】
また、このとき、ペデスタル空間１７内の水は、環状空間３１を下降して、下側上部板３２ｂと上側上部板３２ａの間および、下側上部板３２ｂの下方の位置それぞれに形成された複数の仕切り板貫通孔３３を通じて筒状仕切り板３０の内側に流入する。そして、筒状仕切り板３０の内側の水は、塊体２７、下側上部板３２ｂ、上側上部板３２ａ、および溶融炉心２５を冷却しながら上昇する。
【００４６】
なお、炉心溶融事故が発生して溶融炉心２５が上側上部板３２ａの上面に達したとき、上側上部板３２ａが溶融などによって破壊されることが予想される。また、同様に、溶融炉心２５が下側上部板３２ｂの上面に達したとき、下側上部板３２ｂが溶融などによって破壊されることが予想される。したがって、第２の実施形態の説明の中で変形例として説明したのと同様の理由で、この第３の実施形態の変形例として、上部板貫通孔３５はあらかじめ設けておかない、という構成も可能である。
【００４７】
さらに、この第３の実施形態では上側上部板３２ａと下側上部板３２ｂの２枚を設けて２段構造としたが、３段以上とすることも可能である。
【００４８】
［第４の実施形態］
図５は、本発明の第４の実施形態に係る原子炉格納容器で溶融炉心がペデスタル空間に落下した状況を示すペデスタル空間周辺の立断面図である。図６は、図５の塊体の一つを拡大して示す断面図である。
【００４９】
この第４の実施形態は第３の実施形態の変形であって、各塊体２７の内部に空洞４０が形成されており、空洞４０の開口部４１が形成されている。
【００５０】
上記以外の構成は第３の実施形態と同様である。
【００５１】
この第４の実施形態によれば、炉心溶融事故時に、溶融炉心２５の熱によって塊体２７が加熱されたときに、空洞４０内の空気が噴出して、凝固しつつある溶融炉心２５にひび割れを生じさせることができる。このひび割れに沿って冷却水が流入することにより、溶融炉心２５の冷却を促進できる。また、空洞４０内に溶融炉心２５が流入することによっても溶融炉心２５の冷却を促進できる。
【００５２】
なお、この第４の実施形態の変形例として、各塊体２７の内部に空洞４０を形成しておき、しかも、空洞４０の開口部４１をあらかじめ形成しない構成とすることも可能である。その場合でも、溶融炉心２５の熱によって塊体２７が加熱されたときに、塊体２７の一部が溶融または破壊して開口部が形成され、あらかじめ開口部４１を形成しておいた場合と同様の効果を得ることができる。
【００５３】
図５に示す例では、複数の塊体２７すべてに空洞４０が形成されているように見えるが、複数の塊体２７の一部に空洞４０が形成され、他の塊体２７には空洞４０が形成されていない構成も可能である。
【００５４】
［第５の実施形態］
図７は、本発明の第５の実施形態に係る原子炉格納容器で溶融炉心がペデスタル空間に落下した状況を示すペデスタル空間周辺の立断面図である。
【００５５】
この第５の実施形態は第４の実施形態の変形であって、各塊体２７の内部に空洞４０が形成されており、空洞４０内に水が封入されている。開口部４１（図６）は形成されていない。
【００５６】
上記以外の構成は第４の実施形態と同様である。
【００５７】
この第５の実施形態によれば、炉心溶融事故時に、溶融炉心２５の熱によって塊体２７が加熱されたときに、塊体２７の一部が溶融または破壊して、空洞４０内の水が噴出して、凝固しつつある溶融炉心２５にひび割れを生じさせることができる。このひび割れに沿って冷却水が流入することにより、溶融炉心２５の冷却を促進できる。また、空洞４０内に溶融炉心２５が流入することによっても溶融炉心２５の冷却を促進できる。
【００５８】
図７に示す例では、複数の塊体２７すべてに空洞４０が形成され、しかもすべての空洞４０内に水が封入されているように見えるが、この実施形態はかかる構成に限られない。すなわち、複数の塊体２７の一部に空洞４０が形成され、他の塊体２７には空洞４０が形成されていない構成も可能であり、また、複数の空洞４０の一部に水が封入され、他の空洞４０には水が封入されない構成も可能である。
【００５９】
［第６の実施形態］
図８は、本発明の第６の実施形態に係る原子炉格納容器で炉心溶融事故発生直後の状況を示すペデスタル空間周辺の立断面図である。図９は、第６の実施形態に係る原子炉格納容器で溶融炉心がペデスタル空間に落下した状況を示すペデスタル空間周辺の立断面図である。
【００６０】
この第６の実施形態は第１の実施形態の変形である。この第６の実施形態では、ペデスタル壁１６に、収納箱５０が取り付けられており、原子炉の通常運転時には、収納箱５０内に溶融炉心受部２６の複数個の塊体２７が収納されている。収納箱５０には、収納箱開閉装置５１が取り付けられている。収納箱開閉装置５１は原子炉の通常運転時には閉じていて、炉心溶融事故発生直後に開くように構成されている。収納箱開閉装置５１が開いたときに、収納箱５０内に収納されていた複数個の塊体２７がペデスタル空間１７内に排出されるように構成されている。
【００６１】
この第６の実施形態では、塊体２７は、転がりやすい形状が好ましく、たとえば球状である。
【００６２】
上記以外の構成は第１の実施形態と同様である。
【００６３】
この第６の実施形態で、炉心溶融事故が発生すると、非常用冷却水供給弁２２（図１）が開かれ、非常用冷却水供給配管２１を通じて圧力抑制プール１９の水がペデスタル空間１７に供給される。これにより、ペデスタル空間１７内のペデスタル床１８近くは水で満たされる。また、収納箱開閉装置５１が開き、溶融炉心受部２６の複数個の塊体２７が収納箱５０から出てペデスタル空間１７内のペデスタル床１８の上に落下して堆積する。
【００６４】
その後、溶融炉心２５が、原子炉圧力容器１２の底から下方に落下するときに、図９に示すように、溶融炉心２５は、ペデスタル床１８に到達する前に溶融炉心受部２６の塊体２７に接触し、各塊体２７が溶融炉心２５の熱を吸収して、溶融炉心２５がペデスタル床１８に到達する前に溶融炉心２５の温度が低下する。
【００６５】
［第７の実施形態］
図１０は、本発明の第７の実施形態に係る原子炉格納容器で溶融炉心がペデスタル空間に落下した状況を示すペデスタル空間周辺の立断面図である。
【００６６】
この実施形態では、ペデスタル床１８の上方で、ペデスタル床１８の上面から間隔をあけた位置に、溶融炉心受部として、水平に広がる板状部６０が配置されている。板状部６０は、ペデスタル床１８を覆うように配置され、ペデスタル壁１６を貫通してペデスタル空間１７の水平方向外側に延びる突出部６１を有する。板状部６０は、ペデスタル床１８を構成するコンクリートに比べて高融点、高耐熱性、低反応性の材質からなり、しかも、多数の貫通孔（図示せず）が形成された多孔質であって、たとえば焼結体である。
【００６７】
上記以外の構成は第１の実施形態と同様である。
【００６８】
この実施形態で、炉心溶融事故が発生した場合、第１の実施形態と同様に、ペデスタル空間１７内の、ペデスタル床１８および板状部６０の近傍は水で満たされる。
【００６９】
溶融炉心２５は、原子炉圧力容器１２の底から下方のペデスタル空間１７内に落下して、板状部６０の上面に当たる。その後、溶融炉心２５は、板状部６０の多数の貫通孔の中を通って徐々に板状部６０を貫通し、その後にペデスタル床１８に到達する。溶融炉心２５は、ペデスタル空間１７内の水によって冷却されるとともに、板状部６０の貫通孔を通り抜ける間に板状部６０によって冷却される。板状部６０の熱は水平方向に広がり、突出部６１を通じてペデスタル壁１６の外側にも放出される。
【００７０】
板状部６０の材料として多数の貫通孔が形成された多孔質（たとえば焼結体）を用いることにより、溶融炉心２５と板状部６０とが互いに接触する伝熱面積が大きくなり、溶融炉心２５の熱が効果的に板状部６０に伝わる。
【００７１】
これにより、溶融炉心２５がペデスタル床１８に到達する前に溶融炉心２５の温度が低下し、ペデスタル床１８を構成するコンクリートと溶融炉心２５との間の化学反応が抑制または防止できる。
【００７２】
なお、上記説明では、板状部６０は、ペデスタル壁１６を貫通してペデスタル空間１７の水平方向外側に延びる突出部６１を有するものとした。この第７の実施形態の変形例として、板状部６０が、ペデスタル壁１６を貫通して延びる突出部６１を有していない構成とすることも可能である。その場合は、板状部６０内の熱が板状部６０内の熱伝導によってペデスタル壁１６の外側に放出することはない。しかし、溶融炉心２５が板状部６０の上面にある間および板状部６０の貫通孔の中を通りぬけている間に、ペデスタル空間１７内の冷却水により冷却されるので、溶融炉心２５がペデスタル床１８に到達する前に溶融炉心２５の温度が低下する。
【００７３】
［第８の実施形態］
図１１は、本発明の第８の実施形態に係る原子炉格納容器で溶融炉心がペデスタル空間に落下した状況を示すペデスタル空間周辺の立断面図である。
【００７４】
この第８の実施形態は第７の実施形態の変形であって、第７の実施形態における板状部６０は、上側板状部６０ａと下側板状部６０ｂとからなる。上側板状部６０ａと下側板状部６０ｂはそれぞれが水平方向に広がり、上下方向に互いに間隔をあけて配置されている。
【００７５】
上側板状部６０ａおよび下側板状部６０ｂそれぞれは、ペデスタル壁１６を貫通してペデスタル空間１７の水平方向外側に延びる突出部６１を有する。上側板状部６０ａおよび下側板状部６０ｂは、ペデスタル床１８を構成するコンクリートに比べて高融点、高耐熱性、低反応性の材質からなり、しかも、多数の貫通孔が形成された多孔質である。
【００７６】
上記以外の構成は第７の実施形態と同様である。
【００７７】
この実施形態で、炉心溶融事故が発生した場合、溶融炉心２５は、原子炉圧力容器１２の底から下方のペデスタル空間１７内に落下して、はじめに上側板状部６０ａの上面に当たる。その後、溶融炉心２５は、上側板状部６０ａの貫通孔の中を通って徐々に上側板状部６０ａを貫通し、その後に下側板状部６０ｂの上面に当たる。その後、溶融炉心２５は、下側板状部６０ｂの貫通孔の中を通って徐々に下側板状部６０ｂを貫通する。その後、溶融炉心２５はペデスタル床１８に到達する。溶融炉心２５は、上側板状部６０ａおよび下側板状部６０ｂの貫通孔を通り抜ける間に上側板状部６０ａおよび下側板状部６０ｂによって冷却される。上側板状部６０ａおよび下側板状部６０ｂの熱は、水平方向に広がり、突出部６１を通じてペデスタル壁１６の外側にも放出される。
【００７８】
これにより、溶融炉心２５がペデスタル床１８に到達する前に溶融炉心２５の温度が、第７の実施形態よりもさらに低下し、ペデスタル床１８を構成するコンクリートと溶融炉心２５との間の化学反応が抑制または防止できる。
【００７９】
なお、上記説明では板状部６０が上側板状部６０ａおよび下側板状部６０ｂの２段としたが、３段以上としてもよい。
【００８０】
［第９の実施形態］
図１２は、本発明の第９の実施形態に係る原子炉格納容器で溶融炉心がペデスタル空間に落下した状況を示すペデスタル空間周辺の立断面図である。
【００８１】
この第９の実施形態は第７の実施形態の変形であって、第７の実施形態における板状部６０の突出部６１に冷却器７０が熱的に接続されている。冷却器７０はペデスタル壁１６の外側に配置され、たとえば、原子炉格納容器１３の外から導入された冷却水によって冷却されるように構成されている。
【００８２】
上記以外の構成は第７の実施形態と同様である。
【００８３】
この第９の実施形態では、炉心溶融事故が発生して溶融炉心２５が板状部６０の上にあるときまたは板状部６０の貫通孔の中を通り抜けるときに溶融炉心２５の熱が板状部６０に伝わる。板状部６０は、ペデスタル空間１７内の水によって冷却されるとともに、突出部６１を通じてペデスタル壁１６の外側の冷却器７０によって冷却される。
【００８４】
この第９の実施形態では、板状部６０が冷却器７０によって積極的に冷却されるので、第７の実施形態に比べて板状部６０がより効果的に冷却され、その結果、溶融炉心２５の冷却が促進される。
【００８５】
［他の実施形態］
以上説明した実施形態の特徴を種々に組み合わせることもできる。
【００８６】
たとえば、第１の実施形態（図１、図２）の複数の塊体２７の形状を第２の実施形態（図３）のような球形としてもよいし、第４の実施形態（図５、図６）のような空洞を有する形状としてもよい。さらに第５の実施形態（図７）のように、空洞内に水を封入した構造としてもよい。
【００８７】
第８の実施形態（図１１）の上側板状部６０ａおよび下側板状部６０ｂそれぞれに第９の実施形態（図１２）の冷却器７０を接続してもよい。
【００８８】
また、第１〜第６の実施形態における塊体２７や上部板３２、上側上部板３２ａ、下側上部板３２ｂの材料として、第７〜第９の実施形態における板状部６０の材料と同様に、多数の貫通孔が形成された多孔質（たとえば焼結体）を用いてもよい。
【００８９】
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。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。
【符号の説明】
【００９０】
１１…炉心、１２…原子炉圧力容器、１３…原子炉格納容器、１４…ドライウェル、１５…ウェットウェル、１６…ペデスタル壁、１７…ペデスタル空間、１８…ペデスタル床、１９…圧力抑制プール、２０…ベント管、２１…非常用冷却水供給配管、２２…非常用冷却水供給弁、２５…溶融炉心、２６…溶融炉心受部（溶融炉心受装置）、２７…塊体、３０…筒状仕切り板、３１…環状空間、３２…上部板、３２ａ…上側上部板、３２ｂ…下側上部板、３３…仕切り板貫通孔、３４…くぼみ、３５…上部板貫通孔、４０…空洞、４１…開口部、５０…収納箱、５１…収納箱開閉装置、６０…板状部、６０ａ…上側板状部、６０ｂ…下側板状部、６１…突出部、７０…冷却器
【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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【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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