JP2012137431A - 炉心溶融物の保持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】所定の時間、炉心溶融物を保持することが可能な新規な構成の炉心溶融物の保持装置を提供する。
【解決手段】実施形態の炉心溶融物の保持装置は、原子炉圧力容器の下方に設けられる炉心溶融物の保持装置であって、前記保持装置は、酸化物セラミックスを含み、少なくとも水平方向に所定の空隙を有するようにして敷設された複数のブロックからなる耐熱層を具える。また、前記複数のブロックにおける隣接したブロック同士の、前記空隙に相当する接合部の表面に形成された、タングステン、モリブデン、タンタル、ニオブ、レニウム、ハフニウム、ジルコニウム及びチタンからなる群より選ばれる少なくとも一つの金属を含む被覆材を具える。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、炉心溶融物の保持装置に関する。

水冷却型原子炉では、冷却水の供給停止及び／又は配管の破断によって、原子炉圧力容器内へ冷却水が供給されなくなると、原子炉水位が低下して炉心が露出し、この炉心の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自動的に原子炉は非常停止され、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。

しかしながら、上記冷却材の投入にはある程度の時間を要し、極めて低い確率ではあるが、上記非常用炉心冷却装置が作動せず、さらに、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は低下したままであって、露出した炉心は十分な冷却が行われなくなることにより、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ことが考えられる。

このような事態に至った場合、高温の炉心溶融物（コリウム）が原子炉圧力容器下部に溶け落ち、さらに原子炉圧力容器の下部を溶融貫通して、格納容器内の床上に落下するに至る。炉心溶融物は格納容器床に張られたコンクリートを加熱し、接触面が高温状態になるとコンクリートと反応し、二酸化炭素、水素等の非凝縮性ガスを大量に発生させるとともにコンクリートを溶融浸食する。

発生した非凝縮性ガスは、サプレッションプールで冷却することによって、その圧力をある程度低下させることはできるが、発生するガスの量が多いとサプレッションプールによってもその圧力を十分に低下させることができない。この結果、格納容器内の圧力を高め、原子炉格納容器を破損させる可能性があり、また、コンクリートの溶融浸食により格納容器バウンダリを破損させたりする可能性がある。すなわち、炉心溶融物とコンクリートとの反応が生じ、この反応が所定の時間に亘って継続すると格納容器破損に至り、格納容器内の放射性物質が外部環境へ放出させる恐れがある。

このような観点から、炉心溶融物とコンクリートとの反応を抑制するために、炉心溶融物を冷却し、炉心溶融物底部のコンクリートと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。後者の手段の代表として、炉心溶融物保持装置（コアキャッチャー）と呼ばれるものが存在する。この炉心溶融物保持装置は、落下した炉心溶融物を耐熱材で受け止めるとともに、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。

しかしながら、注水手段から冷却水が供給されるまでには、約１０分程度の時間を要する場合があり、この間、炉心溶融物は炉心溶融物保持装置のみによって保持しなければならない。したがって、炉心溶融物保持装置には極めて高い耐熱性が要求される。

従来、カルシウム酸化物とケイ素酸化物とを主成分とするコンクリートを用いて炉心溶融物保持装置を構成したり（特許文献１）、高融点材料のタイルを用いて炉心溶融物保持装置を構成したり（特許文献２）などの試みがなされている。炉心溶融物を保持する際には、炉心溶融物保持装置の温度が室温から２０００℃まで急激に温度上昇することになるため、その際に発生する熱応力による破損の問題や、ジェット状に噴出した炉心溶融物が耐熱材の表面に局所的に衝突して溶融侵食を引き起こす、いわゆるジェットインピンジメントの問題など、多様な損傷要因が複合的に作用する。

特開平５−５７９５号公報 特開平６−３００８８０号公報

本発明が解決しようとする課題は、所定の時間、炉心溶融物を保持することが可能な新規な構成の炉心溶融物の保持装置を提供することである。

実施形態の炉心溶融物の保持装置は、原子炉圧力容器の下方に設けられる炉心溶融物の保持装置であって、前記保持装置は、酸化物セラミックスを含み、少なくとも水平方向に所定の空隙を有するようにして敷設された複数のブロックからなる耐熱層を具える。また、前記複数のブロックにおける隣接したブロック同士の、前記空隙に相当する接合部の表面に形成された、タングステン、モリブデン、タンタル、ニオブ、レニウム、ハフニウム、ジルコニウム及びチタンからなる群より選ばれる少なくとも一つの金属を含む被覆材を具える。

第１の実施形態における水冷型原子炉の炉心溶融物保持装置の概略構成を拡大して示す断面図である。 図１に示す炉心溶融物保持装置の層構成を概略的に示す断面図である。 図２に示す炉心溶融物保持装置の上平面図である。 第２の実施形態における炉心溶融物保持装置の層構成を概略的に示す断面図である。 第３の実施形態における炉心溶融物保持装置の層構成を概略的に示す断面図である。 図５に示す炉心溶融物保持装置の上平面図である。

以下、図面を参照しながら実施形態を詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、水冷型原子炉の炉心溶融物保持装置の概略構成を拡大して示す断面図である。また、図２は、図１に示す炉心溶融物保持装置の層構成を概略的に示す断面図であり、図３は、図２に示す炉心溶融物保持装置の上平面図である。なお、図２に示す断面図は、図３に示す上平面図のＩ−Ｉ線に沿って切った場合の断面図に相当する。

図１に示すように、炉心溶融物保持装置１０は、格納容器１９の床部材１９１及び格納容器１９の下側の隅部の全周に亘って斜面を前面にして当接された断面直角三角柱状の治具１９５と協働して、床部材１９１と治具１９５との間に冷却水路１９９を形成するような、お椀型の金属部材１１と、この金属部材１１上に順次に形成された耐熱層１２及び複数の被覆材１３とを有している。

図２に示すように、耐熱層１２は、酸化物セラミックスを含む複数のブロックが垂直方向及び水平方向に敷設されてなる。具体的には、上方から下方に向けて、酸化物セラミックスを含む複数の第１のブロック１２１Ａからなる第１のブロック層１２１、同じく酸化物セラミックスを含む複数の第２のブロック１２２Ａからなる第２のブロック層１２２、及び同じく酸化物セラミックスを含む複数の第３のブロック１２３Ａからなる第３のブロック層１２３が、順次に形成されてなるようにして構成されている。

なお、耐熱層１２を構成する第１のブロック１２１Ａ，第２のブロック１２２Ａ及び第３のブロック１２３Ａは、上述したように酸化物セラミックスから構成する。これは、酸化物セラミックスが一般に高い耐熱性を示すとともに耐腐食性をも示し、このような材料から耐熱層１２を構成し、この耐熱層１２を炉心溶融物保持装置１０の一部とすることにより、炉心溶融物保持装置１０の本来的な作用効果を充分に奏することができるためである。すなわち、炉心溶融物の高い温度に抗してこの炉心溶融物を所定時間保持することができ、炉心溶融物の溶融侵食に抗してこの炉心溶融物を所定時間保持することができる。

上記酸化物セラミックスとしては、アルミニウム酸化物、ケイ素酸化物、チタン酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、イットリウム酸化物、ネオジウム酸化物、リン酸塩系酸化物などを例示することができる。但し、炉心溶融物との反応性の低さや、融点、入手性などを総合的に判断すると、アルミニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物のいずれかを主成分とする材料が好適である。なお、ムライト（３Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２）、ジルコン（ＺｒＯ_２・ＳｉＯ_２）などの、これら酸化物を主成分とする複合酸化物系を利用することも可能である。

また、本実施形態では、耐熱層１２は、複数のブロック（第１のブロック１２１Ａ，第２のブロック１２２Ａ及び第３のブロック１２３Ａ）が垂直方向及び水平方向に敷設されることによって、３層のブロック層（第１のブロック層１２１〜第３のブロック層１２３）から構成されるようになっている。したがって、１層目のブロック層（第１のブロック層１２１）が炉心溶融物による溶解あるいは腐食によって侵食されたような場合においても、当該炉心溶融物は、２層目（第２のブロック層１２２）及び３層目（第３のブロック層１２３）によって所定時間保持することができる。この結果、炉心溶融物保持装置１０は、たとえ１層目のブロック層が侵食された場合においても、炉心溶融物を所定時間保持することができ、その機能を充分に発揮することができる。

さらに、本実施形態では、各ブロック層（第１のブロック層１２１〜第３のブロック層１２３）は複数のブロック（第１のブロック１２１Ａ，第２のブロック１２２Ａ及び第３のブロック１２３Ａ）から構成されている。したがって、各層を構成する複数のブロックそれぞれの大きさは必要に応じて狭小化（最大で１０ｃｍ程度のオーダー）することができるので、炉心溶融物が充分に溶融せずに、半固体の状態で炉心溶融物保持装置１０に衝突した際においても、その衝撃に起因した各層を構成するブロックの破損を防止することができる。この結果、耐熱層１２、すなわち炉心溶融物保持装置１０は、炉心溶融物をより確実に所定時間充分に保持することが可能となる。

なお、本実施形態では、上述したように、耐熱層１２を構成するブロック層を３層としているが、必要に応じて任意の層とすることができる。また、上述したように、耐熱層１２をブロックで構成したことによる作用効果が充分に奏される状態においては、ブロックの厚さを充分に厚くして耐熱性及び耐腐食性を確保することができれば、耐熱層１２を構成するブロック層を単層とすることもできる。

また、本実施形態では、耐熱層１２において、第１のブロック層１２１を構成する複数の第１のブロック１２１Ａの、隣接するブロック１２１Ａ間には空隙１２１Ｈが形成され、第２のブロック層１２２を構成する複数の第２のブロック１２２Ａの、隣接するブロック１２２Ａ間には空隙１２２Ｈが形成されている。また、第３のブロック層１２３を構成する複数の第３のブロック１２３Ａの、隣接するブロック１２３Ａ間には空隙１２３Ｈが形成されている。これは、耐熱層１２に対して炉心溶融物が落下した際において、この炉心溶融物の熱によって耐熱層１２を構成する各ブロックが熱的に膨張する場合を考慮して設けたものである。

すなわち、第１のブロック１２１Ａ，第２のブロック１２２Ａ及び第３のブロック１２３Ａからなる耐熱層１２に対して炉心溶融物が落下し、これを保持した場合において、各ブロック１２１Ａ，１２２Ａ，１２３Ａは炉心溶融物からの熱的な影響を受けて互いに膨張するようになる。したがって、これらブロック１２１Ａ，１２２Ａ，１２３Ａ間に空隙１２１Ｈ〜１２３Ｈが存在しないようにしてブロック１２１Ａ、１２２Ａ及び１２３Ａを敷設すると、隣接したブロック１２１Ａ，１２２Ａ，１２３Ａ同士が互いの熱膨張によって互いに押圧するようになり、ブロックの破損やブロックの剥離などが生じる。この結果、耐熱層１２に欠陥が生じてしまい、炉心溶融物保持装置１０はその本来の機能を充分に奏することが出来なくなってしまう場合がある。

これに対して、本実施形態のように、ブロック１２１Ａ，１２２Ａ，１２３Ａ間に空隙１２１Ｈ〜１２３Ｈを形成するようにしてブロック１２１Ａ、１２２Ａ及び１２３Ａを敷設することにより、隣接したブロック１２１Ａ，１２２Ａ，１２３Ａ同士が互いの熱膨張によって互いに押圧することがないので、ブロックの破損やブロックの剥離などが生じることがない。この結果、耐熱層１２に欠陥が生じることなく、炉心溶融物保持装置１０はその本来の機能をより確実に奏することが出来るようになる。

なお、ブロック１２１Ａ，１２２Ａ，１２３Ａ間の空隙１２１Ｈ〜１２３Ｈの大きさは特に限定されるものではないが、通常は数ミリのオーダーである。

また、本実施形態の炉心溶融物保持部材１０においては、図２及び図３から明らかなように、最表層に位置する第１のブロック層１２１の、第１のブロック１２１Ａ間の空隙１２１Ｈ、すなわち第１のブロック１２１Ａ間の接合部の表面に複数の被覆材１３を設けている。なお、本実施形態では、第１のブロック１２１Ａの敷設状態（配列状態）に依存して、複数の被覆材１３は、それぞれが互いに直交して格子状となっている。

上述のように被覆材１３を設けたのは、第１のブロック１２１Ａの熱膨張を考慮して空隙１２１Ｈを形成すると、第１のブロック１２１Ａ同士の熱膨張に起因した第１のブロック１２１Ａの破損及び剥離は防止できるものの、耐熱層１２、すなわち最表層に位置する第１のブロック層１２１に落下してきた炉心溶融物が空隙１２１Ｈを介して浸透し、下方に位置する第２のブロック層１２２に容易に至り、さらには第１のブロック層１２１及び第２のブロック層１２２の空隙、及び第２のブロック層１２２を構成する第２のブロック１２２Ａ間に形成した空隙１２２Ｈを介して浸透し、下方に位置する第３のブロック層１３３に容易に至るようになって、耐熱層１２を比較的容易に溶解及び腐食してしまうのを防止するためである。

つまり、最表層に位置する第１のブロック層１２１の空隙１２１Ｈ，すなわち第１のブロック１２１Ａ間の接合部表面に被覆材１３を設けることにより、炉心溶融物が耐熱層１２、すなわち第１のブロック層１２１上に落下してきた場合においても、当該炉心溶融物の空隙１２１Ｈへの浸透を防止し、上述した耐熱層１２の溶解及び腐食を防止することができる。

なお、第１のブロック層１２１と第２のブロック層１２２との間に空隙が生じるのは、炉心溶融物の比重（約９）に比較して、第１のブロック層１２１及び第２のブロック層１２２を構成する第１のブロック１２１Ａ及び第２のブロック１２２Ａ，すなわちこれらブロックを構成する酸化物セラミックスの比重が低いことに起因する（例えばアルミナの比重は約４であり、ジルコニアの比重は約６である）。

複数の被覆材１３は、炉心溶融物が耐熱層１２、すなわち最表層に位置する第１のブロック層１２１に落下してきた際に、当該炉心溶融物と接触するものであるため、炉心溶融物の熱によっても溶解しないような耐熱性の高い、高融点の金属から構成する必要がある。具体的には、タングステン（融点：３４２２℃）、モリブデン（融点：２６２３℃）、タンタル（融点：３０１７℃）、ニオブ（融点：２４７７℃）、レニウム（融点：３１００℃）、ハフニウム（融点：２２２２℃）、ジルコニウム（融点：１８５２℃）及びチタン（融点：１８１２℃）からなる群より選ばれる少なくとも一つの金属、あるいはこれらの合金から構成し、特には、融点が２０００℃以上であって、耐食性に優れるタングステン、モリブデン、タンタル、及びニオブからなる群より選ばれる少なくとも一つの金属、あるいはこれらの合金から構成することが好ましい。

一方、炉心溶融物は、ＵＯ_２及びＺｒＯ_２などの一般式で表される酸化物と、ＺｒとＦｅなどの金属成分との混合物であって、上述したタングステン、モリブデン、タンタル、及びニオブ等の金属は、炉心溶融物の比重に比してその比重が同等か大きい（炉心溶融物の比重：約９、タングステンの比重：１９．２５、モリブデンの比重：１０．２８、タンタルの比重：１６．６５、ニオブの比重：８．５７）。

したがって、これらの金属から被覆材１３を形成した場合に、耐熱層１２、すなわち第１のブロック層１２１に落下してきた炉心溶融物の浮力によって被覆材１３が浮遊するのを防止することができ、上述したような、炉心溶融物が第２のブロック層１２２から第３のブロック層１２３に侵食による、耐熱層１２の溶解及び腐食を防止することができる。結果として、本実施形態における炉心溶融物保持装置１０の本来的な作用効果を奏しめることができるようになる。

（第２の実施形態）
図４は、本実施形態の炉心溶融物保持装置の層構成を概略的に示す断面図である。なお、炉心溶融物保持装置及び図４に示す層構成の上平面図は、それぞれ図１及び図３と同様であるので、本実施形態では記載を省略する。なお、図１〜３に示す構成要素と類似あるいは同一の構成要素に関しては、同一の参照数字を用いている。

本実施形態の炉心溶融物保持装置においては、その耐熱層１２を構成する第１のブロック層１２１の空隙１２１Ｈ，第２のブロック層１２２の空隙１２２Ｈ及び第３のブロック層１２３の空隙１２３Ｈに対して目地材１５が充填されている。さらに、第１のブロック層１２１及び第２のブロック層１２２間、第２のブロック層１２２及び第３のブロック層１２３間、さらには第３のブロック層１２３及び金属部材１１間にも目地材１５が充填されている。これによって、各ブロック層（１２１，１２２，１２３）における構成ブロック（１２１Ａ，１２２Ａ，１２３Ａ）間の配置固定、並びに各ブロック層（１２１，１２２，１２３）の配置固定を確実に行うことができるようになる。

なお、目地材１５は、例えばアルミナを含む粘土及びバインダー等から構成することができるので、各ブロック層（１２１，１２２，１２３）における空隙１２１Ｈ，１２２Ｈ，１２３Ｈを目地材１５で埋設した場合においても、空隙１２１Ｈ，１２２Ｈ，１２３Ｈと同様の作用効果を保持することができる。

すなわち、第１のブロック１２１Ａ，第２のブロック１２２Ａ及び第３のブロック１２３Ａからなる耐熱層１２に対して炉心溶融物が落下し、これを保持した場合において、各ブロック１２１Ａ，１２２Ａ，１２３Ａが炉心溶融物からの熱的な影響を受けて互いに膨張した場合においても、目地材１５を介して隣接したブロック１２１Ａ，１２２Ａ，１２３Ａ同士の互いの熱膨張が吸収され、互いに押圧することがないので、ブロックの破損やブロックの剥離などを生じることがない。この結果、耐熱層１２に欠陥が生じることなく、炉心溶融物保持装置１０はその本来の機能をより確実に奏することが出来るようになる。

なお、本実施形態においても、図４から明らかなように、最表層に位置する第１のブロック層１２１の、第１のブロック１２１Ａ間の空隙１２１Ｈ（に充填した目地材１５）上、すなわち第１のブロック１２１Ａ間の接合部の表面に複数の被覆材１３を設けている。

上述のように被覆材１３を設けたのは、第１のブロック１２１Ａの空隙１２１Ｈに目地材１５を充填した場合においても、耐熱層１２、すなわち最表層に位置する第１のブロック層１２１に落下してきた炉心溶融物が空隙１２１Ｈに充填した目地材１５を溶解して浸透し、下方に位置する第２のブロック層１２２に容易に至り、さらには第１のブロック層１２１及び第２のブロック層１２２の空隙、及び第２のブロック層１２２を構成する第２のブロック１２２Ａ間に形成した空隙１２２Ｈに充填した目地材１５を溶解して浸透し、下方に位置する第３のブロック層１３３に容易に至るようになって、耐熱層１２を比較的容易に溶解及び腐食してしまうのを防止するためである。

すなわち、最表層に位置する第１のブロック層１２１の空隙１２１Ｈ，すなわち第１のブロック１２１Ａ間の接合物表面に複数の被覆材１３を設けることにより、炉心溶融物が耐熱層１２、すなわち第１のブロック層１２１上に落下してきた場合においても、当該炉心溶融物の目地材１５が充填された空隙１２１Ｈへの浸透を防止し、上述した耐熱層１２の溶解及び腐食を防止することができる。

なお、上述したように、第１のブロック層１２１と第２のブロック層１２２との間に空隙が生じるのは、炉心溶融物の比重（約９）に比較して、第１のブロック層１２１及び第２のブロック層１２２を構成する第１のブロック１２１Ａ及び第２のブロック１２２Ａ，すなわちこれらブロックを構成する酸化物セラミックスの比重が低いことに起因する（例えばアルミナの比重は約４であり、ジルコニアの比重は約６である）。

複数の被覆材１３は、炉心溶融物の熱によっても溶解しないような耐熱性の高い、高融点の金属から構成する必要があり、具体的には、タングステン、モリブデン、タンタル、ニオブ、レニウム、ハフニウム、ジルコニウム及びチタンからなる群より選ばれる少なくとも一つの金属、あるいはこれらの合金から構成し、特には、第１の実施形態の場合と同様に、融点が２０００℃以上であって、耐食性に優れ、比重が炉心溶融物と同等以上のタングステン、モリブデン、タンタル、及びニオブからなる群より選ばれる少なくとも一つの金属、あるいはこれらの合金から構成することが好ましい。

なお、その他の特徴及び作用効果については、第１の実施形態に示す炉心溶融物保持装置と同様であるので、説明を省略する。

（第３の実施形態）
図５は、本実施形態の炉心溶融物保持装置の層構成を概略的に示す断面図であり、図６は、図５に示す層構成の平面である。なお、図５に示す断面図は、図６に示す平面図のＩＩ−ＩＩ線に沿って切った場合の断面図に相当する。また、炉心溶融物保持装置は、図１と同様であるので、本実施形態では記載を省略する。さらに、図１〜４に示す構成要素と類似あるいは同一の構成要素に関しては、同一の参照数字を用いている。

本実施形態の炉心溶融物保持装置においては、その耐熱層１２を構成する第１のブロック層１２１上に設けた複数の被覆材１３を互いにロッド１７によって接合している。そして、ロッド１７は、第１のブロック層１２１〜第３のブロック層１２３を貫通して金属部材１１中に挿入固定している。したがって、耐熱層１２、すなわち最表層に位置する第１のブロック層１２１上に炉心溶融物が落下してきた場合においても、その衝突による衝撃で被覆材１３が第１のブロック層１２１に形成された空隙１２１Ｈ、すなわち接合部の表面からずれるのを抑制することができる。したがって、被覆材１３の作用効果をより確実に奏することができるようになる。

具体的には、被覆材１３を設けることにより、第１のブロック１２１Ａ，第２のブロック１２２Ａ及び第３のブロック１２３Ａからなる耐熱層１２に対して炉心溶融物が落下し、これを保持した場合において、耐熱層１２、すなわち最表層に位置する第１のブロック層１２１に落下してきた炉心溶融物が空隙１２１Ｈを浸透し、下方に位置する第２のブロック層１２２に容易に至り、さらには第１のブロック層１２１及び第２のブロック層１２２の空隙、及び第２のブロック層１２２を構成する第２のブロック１２２Ａ間に形成した空隙１２２Ｈを介して浸透し、下方に位置する第３のブロック層１３３に容易に至るようになって、耐熱層１２を比較的容易に溶解及び腐食してしまうのを防止することができる。

すなわち、最表層に位置する第１のブロック層１２１の空隙１２１Ｈ，すなわち第１のブロック１２１Ａ間の接合物表面に複数の被覆材１３を設けることにより、炉心溶融物が耐熱層１２、すなわち第１のブロック層１２１上に落下してきた場合においても、当該炉心溶融物の空隙１２１Ｈへの浸透をより確実に防止し、上述した耐熱層１２の溶解及び腐食をより確実に防止することができる。

なお、上述したように、第１のブロック層１２１と第２のブロック層１２２との間に空隙が生じるのは、炉心溶融物の比重（約９）に比較して、第１のブロック層１２１及び第２のブロック層１２２を構成する第１のブロック１２１Ａ及び第２のブロック１２２Ａ，すなわちこれらブロックを構成する酸化物セラミックスの比重が低いことに起因する（例えばアルミナの比重は約４であり、ジルコニアの比重は約６である）。

また、複数の被覆材１３は、上述したように、炉心溶融物の熱によっても溶解しないような耐熱性の高い、高融点の金属から構成する必要があり、具体的には、タングステン、モリブデン、タンタル、ニオブ、レニウム、ハフニウム、ジルコニウム及びチタンからなる群より選ばれる少なくとも一つの金属、あるいはこれらの合金から構成し、特には、第１の実施形態の場合と同様に、融点が２０００℃以上であって、耐食性に優れ、比重が炉心溶融物と同等以上のタングステン、モリブデン、タンタル、及びニオブからなる群より選ばれる少なくとも一つの金属、あるいはこれらの合金から構成することが好ましい。

ロッド１７は、タングステン、モリブデン、タンタル、及びニオブからなる群より選ばれる少なくとも一つの金属、あるいはこれらの合金から構成することができる。

なお、本実施形態では、複数の被覆材１３を固定するのにロッドを用いたが、任意の接合部材を用いて固定することができる。また、このような接合部材を用いる代わりに、真空中での電子ビーム溶接などの溶接やリベット等を用いた締結構造によって複数の被覆材１３を互いに固定して一体化することにより、炉心溶融物と接しなかった被覆材１３が浮力を受けないので、炉心溶融物の衝突による衝撃で被覆材１３が表面からずれることを抑制することができる。リベットという接合部材の特性上、延性に優れたタンタルあるいはその合金から構成することが好ましい。

さらに、本実施形態では、ロッド１７を炉心溶融物保持部材１０の金属部材１１に対して挿入固定することにより、複数の被覆材１３を固定するようにしたが、原子炉格納容器の一部に高融点金属製のリベットやピンを用いて接合することによって、複数の被覆材１３を固定するようにすることもできる。

また、本実施形態においても、第２の実施形態と同様に、耐熱層１２を構成する第１のブロック層１２１の空隙１２１Ｈ等に目地材１５を充填することができる。

以上説明した実施の形態によれば、最表面に位置する第１のブロック層の第１ブロック１２１Ａ間の接合物表面に被覆材１３を設けることにより、炉心溶融物が耐熱層１２に落下してきた場合においても、第１ブロック１２１Ａ間に炉心溶融物が浸透することをより確実に防止し、上述した耐熱層１２の溶解及び腐食をより確実に防止することができる。

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掲示したものであり、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。

１０ 炉心溶融物保持装置
１１ 金属部材
１２ 耐熱層
１２１ 第１のブロック層
１２２ 第２のブロック層
１２３ 第３のブロック層
１２１Ａ 第１のブロック
１２２Ａ 第２のブロック
１２３Ａ 第３のブロック
１２１Ｈ，１２２Ｈ，１２３Ｈ 空隙
１３ 被覆材
１５ 目地材
１７ ロッド

Claims (6)

1. 原子炉圧力容器の下方に設けられる炉心溶融物の保持装置であって、
   前記保持装置は、酸化物セラミックスを含み、少なくとも水平方向に所定の空隙を有するようにして敷設された複数のブロックからなる耐熱層と、前記複数のブロックにおける隣接したブロック同士の、前記空隙に相当する接合部の表面に形成された、タングステン、モリブデン、タンタル、ニオブ、レニウム、ハフニウム、ジルコニウム及びチタンからなる群より選ばれる少なくとも一つの金属を含む被覆材とを具えることを特徴とする、炉心溶融物の保持装置。
2. 前記ブロックは、前記水平方向に加えて垂直方向にも敷設されて複数のブロック層を構成し、前記被覆材は、最表層に位置するブロック層における隣接したブロック同士の、前記空隙に相当する接合部の表面に形成されたことを特徴とする、請求項１に記載の炉心溶融物の保持装置。
3. 前記耐熱層を構成する前記ブロックは、アルミニウム酸化物セラミックス、ケイ素酸化物セラミックス、チタン酸化物セラミックス、ジルコニウム酸化物セラミックス、ハフニウム酸化物セラミックス、イットリウム酸化物セラミックス、ネオジウム酸化物セラミックス、及びリン酸塩系酸化物からなる群より選ばれる少なくとも一つの酸化物セラミックスを含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の炉心溶融物の保持装置。
4. 前記被覆材は、タングステン、モリブデン、タンタル、及びニオブからなる群より選ばれる少なくとも一つの金属を含む接合部材によって、互いに接合されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載の炉心溶融物の保持装置。
5. 前記被覆材は、原子炉格納容器の一部に接合されていることを特徴とする、請求項４に記載の炉心溶融物の保持装置。
6. 前記被覆材は、互いに接合されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一に記載の炉心溶融物の保持装置。

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