(57)【要約】【課題】炉心溶融物をさらにより安定して冷却し、保持することができる炉心溶融物保持装置および原子炉格納容器を提供する。【解決手段】炉心溶融物保持装置１５Ａは、ペデスタル１２内に設けられ、原子炉圧力容器１４内の炉心１３が溶融して生じた炉心溶融物Ｍを保持面３２で保持して冷却する炉心溶融物保持装置であって、炉心溶融物Ｍを冷却するために用いる冷却材２５が通過する冷却通路３５と、冷却通路３５の、冷却材２５の供給側に連結された第１ライザー３４Ａと、冷却通路３５の、冷却材２５の排出側に連結された第２ライザー３４Ｂと、を具備してなり、複数の第１ライザー３４Ａおよび第２ライザー３４Ｂがペデスタル側壁１７の内周面に沿って、第１ライザー３４Ａおよび第２ライザー３４Ｂの周方向における位置が異なるように周状に配列されてなる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペデスタル側壁とペデスタル床とによって囲まれるペデスタル内に設けられ、原子炉圧力容器内の炉心が溶融して生じた炉心溶融物を保持面で保持して冷却する炉心溶融物保持装置であって、
前記炉心溶融物を冷却するための冷却材が通過する冷却通路と、
前記冷却通路の、前記冷却材の供給側に連結された第１ライザーと、
前記冷却通路の、前記冷却材の排出側に連結された第２ライザーと、
を具備してなり、
複数の前記第１ライザーおよび前記第２ライザーが前記ペデスタル側壁の内周面に沿って、前記第１ライザーおよび前記第２ライザーの周方向における位置が異なるように周状に配列されてなることを特徴とする、炉心溶融物保持装置。
【請求項２】
前記冷却通路は、
前記供給側を構成する第１通路および前記排出側を構成する第２通路で構成されてなり、
前記第１通路の前記供給側は、前記第２通路の前記排出側よりも下側に配置されてなる、請求項１に記載の炉心溶融物保持装置。
【請求項３】
前記第２ライザーの上端は、前記第１ライザーの上端よりも高い位置に設置されてなる、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】
前記ライザーの前記ペデスタル側壁側の少なくとも１部が開放されてなる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の炉心溶融物保持装置。
【請求項５】
前記第１ライザー内に、前記第１ライザー内で前記冷却材を循環させるための対流促進板をさらに具備してなる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の炉心溶融物保持装置。
【請求項６】
前記第１ライザーまたは前記第２ライザーと接する前記第１ライザーまたは前記第２ライザーの壁面に２つ以上設けられ、隣接する前記第１ライザーまたは前記第２ライザーを第１締結部品で固定するための固定用孔をさらに具備してなる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の炉心溶融物保持装置。
【請求項７】
原子炉圧力容器の下方のペデスタル床に配置された、請求項１〜６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な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】
本発明の実施形態は、炉心溶融物保持装置および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、原子炉圧力容器内の水位が低下した場合には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ものの、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うる。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、原子炉の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底部を溶融して貫通し、原子炉格納容器の床面に落下することになる。
【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、二酸化炭素や水素など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すると、原子炉格納容器内の放射性物質が外部環境へ放出する可能性がある。
【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方法が提案されている。
【０００６】
こうした炉心溶融物が落下した場合の対策方法として、例えば、落下した炉心溶融物を保持する構造体の表面に設けた耐熱材で炉心溶融物を受け止め、構造体の内部を流通する冷却材を用いて、炉心溶融物を底部から冷却する炉心溶融物保持装置（コアキャッチャー）が提案されている。この従来の炉心溶融物保持装置では、ライザーの外側から構造体内の冷却流路内にペデスタル内の冷却材を供給して、耐熱材で受け止めた炉心溶融物を底部から冷却すると共に、炉心溶融物による耐熱材への熱的浸食を抑制している（特許文献１参照）。
【０００７】
これにより、炉心溶融物保持装置に落下した炉心溶融物の上面に注水した冷却水だけでは炉心溶融物の底部の除熱が十分でなく、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ている場合でも、炉心溶融物を底部からも冷却して、原子炉格納容器のコンクリート製の床面への侵食の抑制を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１４−８１２１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の炉心溶融物保持装置では、ライザーの外側に冷却材を構造体内の冷却流路内に供給する隙間を形成するようにしているため、構造体の炉心溶融物を保持するスペースが十分確保できず、炉心溶融物を保持しつつ炉心溶融物の底部を安定して冷却できない可能性もある。
【００１０】
こうした炉心溶融物の保持対策の必要性は、より高い安全性を担保する観点から、国内外で高まっており、新規に建設される原子炉だけでなく、既に建設済みの原子炉（既設炉）についても同様である。特に、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既設炉への適用が困難になる。さらに、ライザーは格納容器内に配置される機器との干渉を避けるために、特に設置スペースの制約が大きい。しかし、炉心溶融物保持装置を設置するためのスペースを確保するためにペデスタルを切削することは、格納容器の強度を維持する観点から好ましくない。
【００１１】
今後、あらゆる事態を想定し、より高い安全性を確保し、炉心溶融物の保持対策の更なる向上を図る上で、炉心溶融物をさらに安定して冷却し、保持することができる炉心溶融物保持装置が希求されている。
【００１２】
そこで、本発明の実施形態は、上記事情を考慮してなされたものであり、炉心溶融物をさらにより安定して冷却し、保持することができる炉心溶融物保持装置および原子炉格納容器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】
【００１３】
一の実施形態による炉心溶融物保持装置は、ペデスタル側壁とペデスタル床とによって囲まれるペデスタル内に設けられ、原子炉圧力容器内の炉心が溶融して生じた炉心溶融物を保持面で保持して冷却する炉心溶融物保持装置であって、前記炉心溶融物を冷却するための冷却材が通過する冷却通路と、前記冷却通路の、前記冷却材の供給側に連結された第１ライザーと、前記冷却通路の、前記冷却材の排出側に連結された第２ライザーと、を具備してなり、複数の前記第１ライザーおよび前記第２ライザーが前記ペデスタル側壁の内周面に沿って、前記第１ライザーおよび前記第２ライザーの周方向における位置が異なるように周状に配列されてなる。
【００１４】
別の実施形態による原子炉格納容器は、原子炉圧力容器の下方のペデスタル床に配置された上記の炉心溶融物保持装置を具備してなる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、炉心溶融物をさらにより安定して冷却し、保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【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説明する概略図である。
【図２】第１の実施形態による炉心溶融物保持装置の構成を示す概略図である。
【図３】炉心溶融物保持装置の構成を説明する斜視図である。
【図４】炉心溶融物保持装置の平面図である。
【図５】炉心溶融物保持装置の構成の一部を説明する斜視図である。
【図６】図５のＡ−Ａ方向から見た図である。
【図７】ライザーの構成の一例を示す図である。
【図８】ライザーの他の構成の一例を示す図である。
【図９】ライザーの他の構成の一例を示す図である。
【図１０】図９の鉛直軸方向から見た図である。
【図１１】炉心溶融物保持ブロックの他の構成の一例を平面図である。
【図１２】第２の実施形態による炉心溶融物保持装置の構成を示す概略図である。
【図１３】ライザーを固定した状態を示す図である。
【図１４】第３の実施形態による炉心溶融物保持装置の構成を示す概略図である。
【図１５】炉心溶融物保持装置の構成の一部を説明する斜視図である。
【図１６】第４の実施形態による炉心溶融物保持装置の構成を示す概略図である。
【図１７】炉心溶融物保持装置の他の構成を示す図である。
【図１８】第５の実施形態による炉心溶融物保持装置の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１８】
（第１の実施形態）
第１の実施形態による炉心溶融物保持装置について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、炉心溶融物保持装置の原子炉圧力容器方向を上または上方といい、炉心溶融物保持装置のペデスタル床方向を下または下方という場合がある。
【００１９】
図１は、本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説明する概略図であり、図２は、本実施形態による炉心溶融物保持装置の構成を示す概略図であり、図３は、炉心溶融物保持装置の構成を説明する斜視図であり、図４は、炉心溶融物保持装置の平面図であり、図５は、炉心溶融物保持装置の構成の一部を説明する斜視図であり、図６は、図５のＡ−Ａ方向から見た図である。図１に示すように、原子炉設備１０は、原子炉格納容器１１内に、軸を鉛直方向とする円筒状のペデスタル１２と、炉心１３を内部に収容する原子炉圧力容器（原子炉容器）１４と、ペデスタル１２内に設けられた炉心溶融物保持装置１５Ａとを有している。
【００２０】
ペデスタル１２は、円形のペデスタル床１６およびペデスタル床１６から上方に延びる円筒状のペデスタル側壁１７を有している。原子炉圧力容器１４の下方のペデスタル床１６およびペデスタル側壁１７で囲まれる空間は下部ドライウェルという。原子炉圧力容器１４は、下部ドライウェルの上方に設けられている。原子炉圧力容器１４は、ペデスタル側壁１７に支持されている。なお、この原子炉圧力容器１４の支持構造の図示は省略する。
【００２１】
原子炉格納容器１１では、ペデスタル１２の外側周囲にサプレッションプール水１８が貯留される。原子炉圧力容器１４内の水が低下したときには、図示しない非常用炉心冷却装置（ＥＣＣＳ）がサプレッションプール水１８を冷却材として原子炉圧力容器１４内へ導き、炉心溶融事故を未然に防止する。
【００２２】
炉心溶融物保持装置１５Ａは、原子炉圧力容器１４の下方の、ペデスタル床１６に設置されている。万一、炉心溶融事故が発生した場合、炉心溶融物Ｍは原子炉圧力容器１４の底部を溶融して、原子炉圧力容器１４の下方のコンクリート製のペデスタル床１６へ落下する可能性がある。炉心溶融物保持装置１５Ａは、このような場合を想定して、原子炉圧力容器１４の下方で炉心溶融物Ｍを受け止めて保持し、原子炉格納容器１１から外部への放射性物質の漏洩を阻止するためのものである。
【００２３】
原子炉格納容器１１の外部には、炉心溶融事故に炉心溶融物保持装置１５Ａに保持された炉心溶融物Ｍを冷却するために、炉心溶融物冷却装置２１が設置されている。炉心溶融物冷却装置２１は、冷却材貯蔵プール２２、冷却材配管２３、および冷却材導入弁２４を有する。冷却材貯蔵プール２２は、炉心溶融事故時に炉心溶融物Ｍを冷却するための冷却材（水）２５を予め貯めておくためのプールであって、炉心溶融物保持装置１５Ａより高い位置に配置されている。なお、冷却材貯蔵プール２２は、原子炉格納容器１１の外側に設置されているが内側に設置されてもよい。冷却材配管２３は、冷却材貯蔵プール２２と下部ドライウェル内とを接続し、冷却材貯蔵プール２２から炉心溶融物保持装置１５Ａに冷却材２５を導入できるように配置され、その途中に冷却材導入弁２４が配置されている。冷却材導入弁２４は、弁駆動機構によって開閉駆動される。冷却材導入弁２４は、原子炉が通常運転の時には閉じていて、炉心溶融事故時に、炉心溶融物保持装置１５Ａを冷却する必要があるときに開くように構成されている。炉心溶融事故時、原子炉格納容器１１内の原子炉圧力容器１４の下方の空間に、原子炉圧力容器１４内の水と、炉心溶融物冷却装置２１から注水された冷却材２５とが供給されて貯留され、炉心溶融物保持装置１５Ａは冷却材２５により水没状態になる。
【００２４】
図２〜図６に示すように、炉心溶融物保持装置１５Ａは、耐熱材（耐熱部）３１、炉心溶融物Ｍを保持する保持面３２を有する保持部３３、およびライザー３４を有する。
【００２５】
耐熱材３１は、保持部３３内を流れる冷却材２５と蒸気との循環が定常状態に達し、炉心溶融物保持装置１５Ａの除熱機能が働くまでの、炉心溶融物Ｍの落下後、間もない期間、保持部３３の溶融を防ぐ機能を有する。耐熱材３１は、炉心溶融物Ｍを保持できる高融点の材料を用いて形成されることが好ましく、例えば、酸化ジルコニウムや酸化アルミニウムなどのようなセラミックス、またはタングステンなどを用いることができる。耐熱材３１は、保持部３３およびライザー３４と接着剤などにより接合される。なお、本実施形態においては、保持部３３の保持面およびライザー３４の内周全面に耐熱材３１が敷設されているが、耐熱材３１は、保持部３３の保持面の一部のみに設けてもよいし、ライザー３４の内周の底面付近など、ライザー３４の内周の一部にのみ敷設されていてもよい。
【００２６】
保持部３３は、内部に、冷却材２５が通過する冷却通路３５を有している。冷却通路３５は、冷却材２５の入口側（供給側）を構成する第１通路３６、冷却材２５の出口側（排出側）を構成する第２通路３７、および第１通路３６の出口部と第２通路３７の入口部を連結する連結部３８で形成されている。冷却通路３５は、第１通路３６および第２通路３７の二層構造で構成され、第１通路３６の入口側は第２通路３７の出口側よりも下側に配置されており、特に、本実施形態においては、第１通路３６の全体が第２通路３７よりも下側に配置されている。
【００２７】
第１通路３６は、保持部３３の底部に設けられ、第１ライザー３４Ａと連結されている。第２通路３７は、保持部３３内の第１通路３６よりも保持面３２側に設けられ、第２ライザー３４Ｂと連結されている。連結部３８は、保持部３３の内部に第１通路３６と第２通路３７とを連通する連通開口である。
【００２８】
第１通路３６の側面には、複数の第１連通孔３９が形成され、第２通路３７の側面には複数の第２連通孔４０が形成されている。第１連通孔３９は、第１通路３６同士を連通する孔であり、第２連通孔４０は、第２通路３７同士を連通する孔である。そのため、第１通路３６内を流れる冷却材２５は、第１連通孔３９を通って、隣接する第１通路３６同士を通ることが可能である。また、第２通路３７内を流れる冷却材２５は、第２連通孔４０を通って、隣接する第２通路３７同士を通ることが可能である。よって、隣接する第１通路３６同士は第１連通孔３９を介して連結し、隣接する第２通路３７同士は第２連通孔４０３８を介して連結しているため、第１通路３６および第２通路３７は、水平方向に分岐して、網目構造に流路を形成している。
【００２９】
ライザー３４は、ペデスタル側壁１７の内周面に沿って、周状に保持部３３を囲うように配列され、内部を冷却材２５が通過する流路を有している。ライザー３４は、第１ライザー３４Ａおよび第２ライザー３４Ｂで構成されており、第１ライザー３４Ａと第２ライザー３４Ｂとは、それぞれその周方向における位置が異なるように配置される。本実施形態においては、複数の第１ライザー３４Ａおよび第２ライザー３４Ｂがペデスタル側壁１７の内周面に沿って周状に交互に配置して構成されている。第１ライザー３４Ａは、冷却通路３５の供給側、すなわち第１通路３６に連結されるライザーであり、第２ライザー３４Ｂは、冷却通路３５の排出側、すなわち第２通路３７に連結されるライザーである。本実施形態では、第１ライザー３４Ａは第１通路３６と接続され、第２ライザー３４Ｂは第２通路３７と接続されている。なお、第１ライザー３４Ａと第２ライザー３４Ｂとを交互に配置して構成されているが、これに限定するものではなく、例えば、第１ライザー３４Ａを２つ以上並べた後、第２ライザー３４Ｂを１つ以上並べて構成してもよい。
【００３０】
第２ライザー３４Ｂの上端は、第１ライザー３４Ａの上端よりも高い位置に設置され、冷却材２５の水面の位置よりも高くしている。そのため、第２ライザー３４Ｂの上端から冷却材２５が侵入することを防止することができると共に、第１ライザー３４Ａからのみ冷却材２５が侵入させることができる。これにより、ペデスタル１２内の冷却材２５を第１ライザー３４Ａ、冷却通路３５、および第２ライザー３４Ｂの順に通過させることができる。
【００３１】
炉心溶融物保持装置１５Ａは上記のように構成されており、炉心溶融物Ｍが落下する前から、ペデスタル１２内に冷却材（水）２５を入れて、保持部３３、ライザー３４を含む全体を冷却材２５で満たし、装置全体を冷却しておく。炉心溶融事故により原子炉圧力容器１４内の炉心が溶融して、落下してくる炉心溶融物Ｍをライザー３４で囲まれた内側（内周側）の保持部３３の保持面３２で保持する。
【００３２】
保持部３３の保持面３２に炉心溶融物Ｍが保持されると、第２通路３７内の冷却材２５は、保持面３２に保持された炉心溶融物Ｍを保持面３２を介して冷却する。このとき、少なくとも一部の冷却材（水）２５は、炉心溶融物Ｍの崩壊熱との熱交換により、炉心溶融物Ｍの熱を吸収して気化し、気体状の冷却材（水蒸気）２５を発生する。第２通路３７内で発生した水蒸気と、第２通路３７内の温度上昇した冷却材２５とは、密度差により生じた浮力によって、第２通路３７内を第２ライザー３４Ｂ側に向かって流れ、第２ライザー３４Ｂ内を上昇し、第２ライザー３４Ｂの上部から上方へ排出される。
【００３３】
これにより、ペデスタル１２内の冷却材（水）２５は、第１ライザー３４Ａ内に導入され、第１ライザー３４Ａ内を下降して、第１通路３６側に流れる。そして、冷却材２５は、第１通路３６を通って、保持部３３内の中央部分にある連結部３８から第２通路３７に流入する。
【００３４】
このように、炉心溶融物保持装置１５Ａでは、第１ライザー３４Ａ、第１通路３６、連結部３８、第２通路３７、および第２ライザー３４Ｂへと順次自然対流する冷却材２５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１５Ａの全体も冷却される。
【００３５】
本実施形態においては、第１ライザー３４Ａおよび第２ライザー３４Ｂの鉛直軸方向から見たときの外形は、内周および外周が円弧状に形成されているが、これに限定されるものではなく、例えば、図７に示すように、第１ライザー３４Ａおよび第２ライザー３４Ｂ鉛直軸方向から見たときの外形は、台形としてもよい。この場合、ライザー３４全体の内周は円形に近い正多角形となるため、ペデスタル側壁１７の内周面との隙間を極力減らして配置することができる。また、ライザー３４全体の内周を円形に近い正多角形とすることができるため、例えば昇降機などの下部ドライウェル内の機器との干渉を容易に回避することができる。また、第１ライザー３４Ａおよび第２ライザー３４Ｂの鉛直軸方向における形状は、台形に限定するものではなく、長方形など他の形状でも、第１ライザー３４Ａおよび第２ライザー３４Ｂを一重構造としてできる形状であればよい。
【００３６】
また、本実施形態においては、ライザー３４の鉛直方向における形状は台形として、ペデスタル側壁１７の内周面と対抗した外周を備えているが、これに限定されるものではなく、少なくとも１つのライザー３４のペデスタル側壁１７側の少なくとも１部を開放して外周を有しない構成としてもよい。ライザー３４はペデスタル側壁１７との接触面を開放することにより、図８に示すように、例えば、既設炉に用いる際に、下部ドライウェル内に既設配管４１などが配置されていても、既設配管４１との干渉を容易に回避できるため、ライザー３４を下部ドライウェル内に容易に組み込んだ構造とすることができる。
【００３７】
また、本実施形態においては、第１ライザー３４Ａおよび第２ライザー３４Ｂは、その内部に冷却材２５または水蒸気が通ることができればよく、例えば、図９および図１０に示すように、第１ライザー３４Ａ内に第１ライザー３４Ａ内で冷却材２５を循環させるための対流促進板４２を設置してもよい。第１ライザー３４Ａ内に対流促進板４２を設置すると、第１ライザー３４Ａの内周壁と対流促進板４２との間の空間を流れる冷却材２５は、炉心溶融物Ｍにより加熱されて気化するため、第１ライザー３４Ａの外周壁と対流促進板４２との間の空間を流れる冷却材２５の一部は、第１ライザー３４Ａの内周壁と対流促進板４２との間の空間に侵入し、再度、第１ライザー３４Ａの外周壁と対流促進板４２との間の空間に循環する。よって、第１ライザー３４Ａ内を流れる冷却材２５は、対流促進板４２の回りを循環させることができるため、第１ライザー３４Ａ側から炉心溶融物Ｍの冷却効果を向上させることができる。
【００３８】
保持部３３は、図４〜図６に示すように、複数の炉心溶融物保持ブロック３２Ａを組み合わせて構成され、上方向に保持面３２が形成されるように構成されている。炉心溶融物保持ブロック３２Ａは、内部に複数の貫通孔を有し、複数の炉心溶融物保持ブロック３２Ａを組み合わせることで、複数の炉心溶融物保持ブロック３２Ａの貫通孔がそれぞれ連通して、保持部３３の内部には、第１通路３６、第２通路３７、連結部３８、第１連通孔３９、および第２連通孔４０を有する冷却通路３５が形成されている。また、ライザー３４も、例えば、保持部３３と同様の複数個のブロックを、その内部を貫通する穴が鉛直方向に延びてつながるように積み上げて形成されている。
【００３９】
また、本実施形態では、保持部３３は放射状に分割された炉心溶融物保持ブロック３２Ａを組み合わせて構成されているが、保持部３３がライザー３４内に収まるように構成されれば、特に保持部３３の分割方法は限定されず、例えば、図１１に示すように、保持部３３は、格子状に分割された炉心溶融物保持ブロック３２Ａを組み合わせて構成されていてもよい。
【００４０】
このように、原子炉格納容器１１に適用される炉心溶融物保持装置１５Ａは、上記の通り、保持部３３内に設けた冷却通路３５を第１通路３６および第２通路３７との２層構造として、第１通路３６に第１ライザー３４Ａを接続させ、第２通路３７に第２ライザー３４Ｂを接続させ、ペデスタル側壁１７の内周面に沿って、周状に保持部３３を囲うように第１ライザー３４Ａと第２ライザー３４Ｂとを交互に配列して、一重構造としている。そのため、第１ライザー３４Ａおよび第２ライザー３４Ｂを炉心溶融物保持ブロック３２Ａごとに設置して二重構造にする必要が無くなると共に、ライザー３４を一重構造としても保持部３３の底部全体に第１通路３６および第２通路３７の両方を張り巡らせることができる。これにより、第１ライザー３４Ａおよび第２ライザー３４Ｂを二重構造としている場合に比べて保持部３３の設置領域を大きくし、炉心溶融物Ｍが広がるスペースを大きくすることができるため、炉心溶融物Ｍの冷却効率を高めることができる。よって、炉心溶融物保持装置１５Ａによれば、炉心溶融物Ｍをさらにより安定して冷却し、保持することができる。
【００４１】
また、炉心溶融物保持装置１５Ａは、上記の通り、第１ライザー３４Ａおよび第２ライザー３４Ｂからなるライザー３４を一重構造とすることにより、ペデスタル１２内が狭いスペースであっても容易に設置することができる。
【００４２】
（第２の実施形態）
第２の実施形態による炉心溶融物保持装置について、図面を参照して説明する。なお、上記実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。また、本実施形態による炉心溶融物保持装置が適用される原子炉格納容器の炉心溶融物保持装置以外の構成については、上記図１に示す原子炉格納容器と同様である。そのため、本実施形態においては、本実施形態による炉心溶融物保持装置の構成についてのみ説明する。
【００４３】
図１２は、本実施形態による炉心溶融物保持装置の構成を示す概略図であり、図１３は、ライザーを固定した状態を示す図である。図１２、図１３に示すように、炉心溶融物保持装置１５Ｂは、隣接するライザー３４側の壁面に設けた第１固定用孔（固定用孔）５１Ａ、５１Ｂと、第１ライザー３４Ａの底部からペデスタル床１６の床面に延設され、第１ライザー３４Ａをペデスタル床１６の床面に固定させるための張出部５２とを有する。本実施形態においては、第１固定用孔５１Ａはライザー３４の壁面の上部側に設けられ、第１固定用孔５１Ｂはライザー３４の壁面の下側に設けられている。
【００４４】
第１固定用孔５１Ａ、５１Ｂは、隣接するライザー３４同士を接合ボルト（第１締結部品）５３Ａ、５３Ｂにより固定するための孔である。隣接するライザー３４同士は、ライザー３４同士の上部を接合ボルト５３Ａにより固定され、ライザー３４同士の下部を接合ボルト５３Ｂにより固定されることにより、隣接するライザー３４同士が接合される。炉心溶融物保持ブロック３２Ａの敷設前は、ライザー３４の上部および下部の両方の開口部から接合ボルト５３Ａ、５３Ｂを締結するための器具などを容易に挿入することができるため、接合ボルト５３Ａ、５３Ｂの締結作業を容易に行うことができる。
【００４５】
張出部５２は、アンカーボルト（第２締結部品）５４で固定する第２固定用孔５５を有する。張出部５２はペデスタル床１６の床面と接しているため、第２固定用孔５５にアンカーボルト５４を通して締結することにより張出部５２をペデスタル床１６の床面に固定することができる。張出部５２をアンカーボルト５４でペデスタル床１６の床面に固定することにより、ライザー３４の動きを抑えることができる。また、炉心溶融物保持ブロック３２Ａがペデスタル床１６の床面上に敷設される前であれば、アンカーボルト５４の締結作業は容易に行うことができるため、張出部５２はアンカーボルト５４でペデスタル床１６の床面に容易に固定することができる。
【００４６】
炉心溶融物保持ブロック３２Ａを敷設した後にライザー３４を設置すると、ライザー３４同士の下部を固定する接合ボルト５３Ｂやアンカーボルト５４を締結するための器具を入れる開口部が近辺に無いため、ライザー３４の施工が困難となる。そのため、本実施形態では、炉心溶融物保持ブロック３２Ａが敷設される前にライザー３４をペデスタル床１６に設置することが好ましい。
【００４７】
よって、炉心溶融物保持装置１５Ｂは、上記のように、ライザー３４に第１固定用孔５１Ａ、５１Ｂを設け、ライザー３４同士を連結することにより、ライザー３４全体の強度を高い構造とすることができるため、それぞれのライザー３４をペデスタル側壁１７に連結させる必要がなくなる。よって、ライザー３４の施工が容易になるため、炉心溶融物保持装置１５Ｂを容易に製造することができる。また、炉心溶融物保持装置１５Ｂは、上記のように、第１ライザー３４Ａに張出部５２を設け、ペデスタル床１６に連結させることにより、例えば、地震発生時など振動が生じた場合でもライザー３４が例えば上側に飛び出すことを低減することができる。
【００４８】
なお、本実施形態では、張出部５２は第１ライザー３４Ａにのみ設けられているが、第２ライザー３４Ｂにも設けてもよい。
【００４９】
（第３の実施形態）
第３の実施形態による炉心溶融物保持装置について、図面を参照して説明する。なお、上記実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。また、本実施形態による炉心溶融物保持装置が適用される原子炉格納容器の炉心溶融物保持装置以外の構成については、上記図１に示す原子炉格納容器と同様である。そのため、本実施形態においては、本実施形態による炉心溶融物保持装置の構成についてのみ説明する。
【００５０】
図１４は、本実施形態による炉心溶融物保持装置の構成を示す概略図であり、図１５は、炉心溶融物保持装置の構成の一部を説明する斜視図である。図１４、図１５に示すように、炉心溶融物保持装置１５Ｃは、耐熱材３１のライザー３４側に凸部５７を有し、ライザー３４は凸部５７に対応した接合用孔５８を有している。凸部５７を接合用孔５８に嵌め合わせることにより、耐熱材３１はライザー３４に接合される。なお、本実施形態においては、耐熱材３１に凸部５７が６つ設けられているが、これに限定されるものではなく、ライザー３４の大きさなどに応じて適宜その数は調整される。
【００５１】
耐熱材３１は、保持部３３の保持面３２と接着剤により接合され、ライザー３４と接着剤により接合させつつ嵌め合わせて接合されている。ライザー３４と耐熱材３１とを接着剤またはボルトで締結して接合した場合、炉心溶融物Ｍの熱により接着剤またはボルトなどが溶融して、耐熱材３１が保持部３３上に倒れる可能性がある。
【００５２】
炉心溶融物保持装置１５Ｂによれば、耐熱材３１をライザー３４と凸部５７で嵌め合わせて接合することにより、炉心溶融物Ｍにより接着剤またはボルトなどが溶融し耐熱材３１が保持部３３上に倒れることを抑制することができるため、より安全に炉心溶融物Ｍを保持部３３上に保持さえておくことができる。
【００５３】
（第４の実施形態）
第４の実施形態による炉心溶融物保持装置について、図面を参照して説明する。なお、上記実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。また、本実施形態による炉心溶融物保持装置が適用される原子炉格納容器の炉心溶融物保持装置以外の構成については、上記図１に示す原子炉格納容器と同様である。そのため、本実施形態においては、本実施形態による炉心溶融物保持装置の構成についてのみ説明する。
【００５４】
図１６は、本実施形態による炉心溶融物保持装置の構成を示す概略図である。図１６に示すように、炉心溶融物保持装置１５Ｄは、保持部３３の保持面３２に緩衝材（緩衝部）６１を有している。緩衝材６１は、原子炉圧力容器１４から炉心溶融物Ｍが落下した際に炉心溶融物Ｍの落下により保持面３２に加わる衝撃を緩衝させるためのものである。緩衝材６１としては、炉心溶融物Ｍの落下により保持面３２に加わる衝撃を緩衝させることができるものであればよい。また、緩衝材６１は、ペデスタル１２内で回転移動する制御棒駆動機構（ＣＲＤ：control rod device）のＣＲＤプラットホーム６２に連結された固定具６３により固定される。
【００５５】
緩衝材６１を保持部３３の保持面に設置することにより、例えば炉心溶融物Ｍが保持部３３の保持面に落下した際、炉心溶融物Ｍの落下した衝撃により炉心溶融物保持ブロック３２Ａや耐熱材３１が破損するのを防ぐことができる。また、緩衝材６１は、保持部３３の保持面にのみ設置されているが、図１７に示すように、緩衝材６１は、ライザー３４の一部に伸びた立ち上がり部６１ａを有していてもよい。立ち上がり部６１ａを設け、ライザー３４に設けられる耐熱材３１を立ち上がり部６１ａで抑えることにより、耐熱材３１は立ち上がり部６１ａにより水平方向の移動が抑えられるため、地震時など振動が加わった際に耐熱材３１が水平方向に飛び出すことを抑制することができる。
【００５６】
緩衝材６１は、例えば、ステンレス鋼などを用いて形成することができる。緩衝材６１の上面をドレン水や冷却材２５などが流れた際に、これらに不純物が取り込まれていないことが望ましいが、緩衝材６１に不純物を含むドレン水や冷却材２５などが流れても、緩衝材６１に不純物などにより錆などが生じることを抑制することができる。
【００５７】
固定具６３は、棒状の構造を有しており、上下方向に伸縮可能に形成されている。固定具６３が伸びて耐熱材３１が固定具６３で押しつけられることにより、緩衝材６１は耐熱材３１上に固定される。固定具６３が上下方向に伸縮可能に形成されているため、原子力発電設備が通常運転中では緩衝材６１を固定することができ、定期検査中は固定具６３を縮ませて緩衝材６１から離すことで、ＣＲＤプラットホーム６２は移動可能となり、ＣＲＤの取外しが行われる。緩衝材６１を固定することにより、例えば地震時などに緩衝材６１が上方向などに動くことを防ぐことができる。なお、本実施形態では、固定具６３の下部が伸縮可能に構成されたものとしているが、これに限らず、固定具６３の上部、または上部と下部の両方が伸縮可能に構成されたものでもよい。
【００５８】
よって、炉心溶融物保持装置１５Ｄによれば、緩衝材６１を固定具６３を用いて耐熱材３１上に固定することにより、例えば地震や水蒸気爆発時などの動荷重により緩衝材６１が上方向などに動くことを防ぐことができる。また、定期検査中や原子力発電設備の運転中でも、ＣＲＤプラットホーム６２の機能を阻害することなく、緩衝材６１を耐熱材３１上に安定して固定することができる。
【００５９】
（第５の実施形態）
第５の実施形態による炉心溶融物保持装置について、図面を参照して説明する。なお、上記実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。また、本実施形態による炉心溶融物保持装置が適用される原子炉格納容器の炉心溶融物保持装置以外の構成については、上記図１に示す原子炉格納容器と同様である。そのため、本実施形態においては、本実施形態による炉心溶融物保持装置の構成についてのみ説明する。
【００６０】
図１８は、本実施形態による炉心溶融物保持装置の構成を示す概略図である。図１８に示すように、炉心溶融物保持装置１５Ｅは、第１通路３６の一部をライザー３４との連結部から連結部３８までの長さとし、第２通路３７とペデスタル床１６との間に空間Ｓが形成されている。本実施形態では、空間Ｓは、ペデスタル床１６に設置されたドレンサンプ６５の位置に形成されている。また、第１通路３６の空間Ｓ側の壁面には第１連通孔３９を設けないようにし、空間Ｓ内に第１連通孔３９から冷却材２５が侵入しないように構成されている。
【００６１】
ドレンサンプ６５は、ペデスタル床１６に１つ以上設けられており、原子炉の運転中に生じる可能性のある漏洩水を集水し、原子炉からの漏洩を検知するためのものであって、ドレンサンプ６５内に集水された水（ドレン水）は、サンプカバー６６の上に備えられた図示しないポンプなどによって配管を介して原子炉格納容器１１の外部に移送される構成となっている。ドレンサンプ６５は、サンプカバー６６によってその上部が覆われており、サンプカバー６６は、上面がペデスタル床１６の上面より高い位置にある。
【００６２】
ペデスタル床１６にドレンサンプ６５が設置されている場合、一般に、炉心溶融物保持装置はドレンサンプ６５のサンプカバー６６上に配置される。これに対し、炉心溶融物保持装置１５Ｅは、第１通路３６を連結部３８までの長さとし、第２通路３７とペデスタル床１６との間に空間Ｓが形成されるようにし、第１通路３６がドレンサンプ６５と干渉しないように構成している。これにより、本実施形態によれば、ペデスタル床１６にドレンサンプ６５が設置されていても、保持部３３がサンプカバー６６との接触部分で干渉を受けずにペデスタル床１６上に設置することができるため、保持部３３をペデスタル床１６上に安定して設置することができる。また、サンプカバー６６を開く際に、空間Ｓが形成されているため、保持部３３とライザー３４の全てを分解する必要は無いため、ライザー３４のみを分解すれば、サンプカバー６６を容易に開くことができる。
【００６３】
また、本実施形態では、第１通路３６のみがドレンサンプ６５のサンプカバー６６と干渉しないように構成しているが、第１ライザー３４Ａ、または第２ライザー３４Ｂも同様に、サンプカバー６６と干渉しないように構成するようにしてもよい。
【００６４】
以上の通り、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、種々の組み合わせ、省略、置き換え、変更などを行うことが可能である。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】
【００６５】
１０  原子炉設備
１１  原子炉格納容器
１２  ペデスタル
１３  炉心
１４  原子炉圧力容器（原子炉容器）
１５Ａ〜１５Ｅ  炉心溶融物保持装置
１６  ペデスタル床
１７  ペデスタル側壁
１８  サプレッションプール水
２１  炉心溶融物冷却装置
２２  却材貯蔵プール
２３  冷却材配管
２４  冷却材導入弁
２５  冷却材
３１  耐熱材（耐熱部）
３２  保持面
３３  保持部
３３Ａ  炉心溶融物保持ブロック
３４  ライザー
３４Ａ  第１ライザー
３４Ｂ  第２ライザー
３５  冷却通路
３６  第１通路
３７  第２通路
３８  連結部
３９  第１連通孔
４０  第２連通孔
４１  既設配管
４２  対流促進板
５１Ａ、５１Ｂ  第１固定用孔（固定用孔）
５２  張出部
５３Ａ、５３Ｂ  接合ボルト（第１締結部品）
５４  アンカーボルト（第２締結部品）
５５  第２固定用孔
５７  凸部
５８  接合用孔
６１  緩衝材（緩衝部）
６１ａ  立ち上がり部
６２  ＣＲＤプラットホーム
６３  固定具
６５  ドレンサンプ
６６  サンプカバー
Ｍ  炉心溶融物
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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