JP5851357B2

JP5851357B2 - 炉心溶融物の保持装置

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Publication number: JP5851357B2
Application number: JP2012146563A
Authority: JP
Inventors: 文代佐々木; 石渡　裕; 裕石渡; 国彦和田; 美香田原; 三男小室
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2012-06-29
Publication date: 2016-02-03
Anticipated expiration: 2032-06-29
Also published as: JP2014010048A

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、冷却水の供給停止や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原子炉格納容器内の圧力を高め、当該原子炉格納容器を破損させる可能性があるため、格納容器の容積は非凝縮性ガスの発生量を予め加味して決定される。すなわち、非凝縮性ガスの発生量が少ないほど、格納容器をコンパクト化することが可能となる。また、コンクリートの溶融浸食は、格納容器バウンダリの破損に繋がる恐れがある。

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（約1227℃）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、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するなどの試みがなされている。しかしながら、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などが生じる。

また、従来の原子炉には、上記炉心溶融物装置が配設されていないものもあり、上記炉心溶融物保持装置を後付けできるように、当該炉心溶融物保持装置の小型化、すなわち薄肉化が要求されている。したがって、薄肉化された炉心溶融物保持装置においては、上述した熱応力による破損の問題はより深刻なものとなっている。

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、薄肉化した際においても、所定の時間、炉心溶融物を保持することが可能である炉心溶融物の保持装置を提供することである。

本発明の実施形態は、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、耐熱部材と、この耐熱部材中に配設された前記耐熱部材よりも熱伝導率の高い熱伝導部材とを具える。前記保持装置は、冷却媒材を流すための流路が形成されている。前記熱伝導部材の少なくとも一部は、前記流路内に露出するようにして形成されている。

本発明によれば、薄肉化した際においても、所定の時間、炉心溶融物を保持することができる。

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示す断面図である。図１に示す炉心溶融物保持装置の一部を拡大して示す透過斜視図である。第２の実施形態における炉心溶融物保持装置の一部を拡大して示す透過斜視図である。第２の実施形態における炉心溶融物保持装置の一部を拡大して示す透過斜視図である。第３の実施形態における炉心溶融物保持装置の一部を拡大して示す透過斜視図である。第４の実施形態における炉心溶融物保持装置の一部を拡大して示す透過斜視図である。第４の実施形態における炉心溶融物保持装置の一部を拡大して示す透過斜視図である。第５の実施形態における炉心溶融物保持装置の一部を拡大して示す透過斜視図である。第６の実施形態における炉心溶融物保持装置の一部を拡大して示す透過斜視図である。

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示す断面図であり、図２は、図１に示す炉心溶融物保持装置の一部を拡大して示す透過斜視図である。

図１に示すように、炉心溶融物保持装置１０は、耐熱部材１１と、この耐熱部材１１中に配設された、熱伝導部材１２とを有している。また、炉心溶融物保持装置１０は、図示しない格納容器の床部材１５との間に冷却水路１６を形成するようにして上記格納容器に対して取り付けられている。具体的には、冷却水路１６を形成するようにして、炉心溶融物保持装置１０の耐熱部材１１が、紙面に垂直な方向において格納容器の床部材１５と接合されることによって取り付けられている。

なお、冷却水路１６中の冷却水は、耐熱部材１１の下面１１Ａ、すなわち炉心溶融物保持装置１０の下面１０Ａ、及び耐熱部材１１の側面１１Ｂ、すなわち炉心溶融物保持装置１０の側面１０Ｂと接触するようにして流れる。

本実施形態では、格納容器の床部材１５の形状に合わせて冷却水路１６を形成すべく、炉心溶融物保持装置１０の端部を上方に屈曲させ、コの字型となるように形成しているが、耐熱部材１１が板状であって炉心溶融物保持装置１０の全体が薄肉化されていれば、炉心溶融物保持装置１０の形状については特に限定されるものではない。

耐熱部材１１は、炉心溶融物若しくは冷却水路１６を流れる冷却水等と反応して水素、酸素、窒素、二酸化炭素などの非凝縮性ガスを発生しないような材料から構成されていることが好ましく、さらに炉心溶融物と接触する可能性の高い最表面は高融点材料、特に炉心溶融物の温度よりも融点が高いような材料から構成されていることが好ましい。

耐熱部材１１が非凝縮性ガスを発生するような材料から構成されている場合、当該非凝縮性ガスの発生量に相当する分だけ格納容器を大型化する必要があるので、原子炉全体が大型化してしまい、コスト増となるために好ましくない。また、原子炉を配備するスペースが大型化してしまい、原子炉の設置場所が制約されてしまうという問題も生じる。一方、耐熱部材１１の融点が低いと、炉心溶融物によって耐熱部材１１、すなわち炉心溶融物保持装置１０の一部若しくは全部が比較的短時間で溶融してしまい、耐熱部材１１、すなわち炉心溶融物保持装置１０の炉心溶融物の保持作用が低減し、炉心溶融物保持装置１０による炉心溶融物の保持時間が短縮化してしまう。

以上のことに鑑みると、耐熱部材１１としては、例えば、アルミニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、マグネシウム酸化物、タングステン、モリブデン、タンタル、ニッケル、鉄、グラファイト、炭化ケイ素等から構成することが好ましい。なお、例示した鉄は、一般にはステンレス鋼であることが好ましいが、鋳鉄等の表面を酸処理等して黒錆（マグネタイト）を形成したようなものであってもよい。

なお、上述した材料の中でも、加工性の観点から、タングステン、モリブデン、タンタル、鉄等の金属材料が好ましい。特に鉄は安価であって容易に入手できることから好ましく用いることができる。

また、熱伝導部材１２は、耐熱部材１１よりも熱伝導性が高く、炉心溶融物保持装置１０上に落下し保持されている炉心溶融物の熱を、耐熱部材１１よりも優先的に伝導させて冷却水路１６を流れる冷却水によって冷却できるような材料から構成することが必要である。したがって、例えば、アルミニウム酸化物、アルミニウム窒化物、マグネシウム酸化物、窒化ケイ素、銅、アルミニウム、銀、金、タングステン等から構成することが好ましい。

なお、耐熱部材１１と熱伝導部材１２との材料は一部重複しているが、熱伝導部材１２の熱伝導率は絶対的なものではなく、耐熱部材１１との相対的な関係に基づくものである。したがって、耐熱部材１１の材料を決定した後に、この耐熱部材１１よりも熱伝導率の高い材料を、例えば上述した中から適宜選択し、熱伝導部材１２として用いればよい。

例えば、耐熱部材１１及び熱伝導部材１２において、アルミニウム酸化物、マグネシウム酸化物等が重複しているが、耐熱部材１１及び熱伝導部材１２共に同じアルミニウム酸化物等から構成するのではなく、耐熱部材１１として例えばアルミニウム酸化物（熱伝導率約２０〜３０Ｗ／ｍＫ）を用いた場合、熱伝導部材１２としては例えば銅（熱伝導率約４００Ｗ／ｍＫ）を用いればよい。

上述した材料の中でも、加工性及び高い熱伝導率を考慮すると、特に銅、アルミニウム、銀、金等の金属材料が好ましい。特に銅、アルミニウム、銀は容易に入手できることから好ましく用いることができる。

また、熱伝導部材１２の、耐熱部材１１内への配設は、当該耐熱部材１１に対して研削加工、あるいは耐熱部材１１を溶接加工等によって形成する際に、予め所定の空隙を形成できるように加工を施して空隙を形成し、この空隙内に合せた形に予め加工した熱伝導部材１２を嵌め込む、または押出成形の要領と同様に、熱伝導部材１２を塑性変形させて収納することが考えられる。このため、熱伝導材１２は耐熱部材１１よりも強度の小さい材料であることが好ましい。また、熱伝導部材１２の形状が複雑であると上記空隙の形状も熱伝導部材１２の形状に合わせて複雑に形成する必要が生じ、加工が複雑になるとともに、加工コストを大幅に増大させてしまう。

したがって、熱伝導部材１２を円柱状あるいは角柱状とすることによって、上記空隙の形状も円柱状あるいは角柱状とすることができるので、加工が容易となって加工コストの増大を抑制することができる。

なお、炉心溶融物保持装置１０における耐熱部材１１に対する熱伝導部材１２の割合は、使用する材料の種類等によって異なるが、以下に説明する耐熱部材１１が炉心溶融物の落下に耐えうるような強度を有し、さらに熱伝導部材１２が耐熱部材１１よりも優先的に熱伝導を生ぜしめるようにすることが好ましい。また、耐熱部材１１内における熱伝導部材１２の配列ピッチＰも、上記同様に使用する材料の種類等によって異なる。

また、耐熱部材１１の下面１１Ａ、すなわち炉心溶融物保持装置１０の下面１０Ａと熱伝導部材１２の下面１２Ａとの距離ｄ２は、耐熱部材１１で保持している炉心溶融物の熱伝導により炉心溶融物の冷却度合いを考慮すると、小さい方が好ましく、耐熱部材１１の下面１１Ａ、すなわち炉心溶融物保持装置１０の下面１０Ａに露出してｄ１＝０となっていることがより好ましい。

一方、熱伝導部材１２の上面１２Ｃと耐熱部材１１の上面１１Ｃ、すなわち炉心溶融物保持装置１０の上面１０Ｃとの距離ｄ１は、耐熱部材１１の上層に耐熱部材１１以外の耐熱物等を設置するか否かで異なる。

なお、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などの金属成分である。但し、このような一般式で表される酸化物に限定されるものではなく、使用する燃料棒の材料組成や破損の状況に依存して、その材料組成は変化する。炉心溶融物の温度は、材料組成等に依存するが、約２０００℃〜２５００℃である。

次に、図１及び図２に示す炉心溶融物保持装置の作用効果について説明する。
非常用炉心冷却装置(ECCS)（図示せず）等が十分に機能せずに炉心溶融事故が発生し、崩壊熱によって燃料棒温度が上昇して炉心溶融に至って生成した炉心溶融物は、原子炉圧力容器の下部を溶融貫通して、炉心溶融物保持装置１０に衝突し、炉心溶融物保持装置１０によって保持される。炉心溶融物の保持は、炉心溶融物保持装置１０の耐熱部材１１によってなされる。

一方、耐熱部材１１内には熱伝導部材１２が配設されているので、耐熱部材１１によって保持されている炉心溶融物の熱は、熱伝導部材１２を優先的に伝達して、熱伝導部材１２の下面１２Ａ、さらには耐熱部材１１の下面１１Ａ、すなわち炉心溶融物保持装置１０の下面１０Ａに至る。耐熱部材１１の下面１１Ａ、すなわち炉心溶融物保持装置１０の下面１０Ａは、冷却水路１６内の冷却水に常時接触しているので、熱伝導部材１２を伝達してきた炉心溶融物の熱は、上記冷却水によって吸収されるようになる。

すなわち、炉心溶融物保持装置１０において、耐熱部材１１内に熱伝導部材１２を配設することにより、耐熱部材１１で保持された炉心溶融物の熱が熱伝導部材１２を優先的に伝達し、冷却水によって吸収されるようになるので、炉心溶融物は比較的短時間で冷却されるようになる。したがって、耐熱部材１１、すなわち炉心溶融物保持装置１０によって炉心溶融物を比較的長時間に亘って保持することができる。また、除熱性能が向上することで、炉心溶融物保持装置１０の信頼性が増すことになる。結果として、薄肉化した際においても、所定の時間、炉心溶融物を保持することが可能である炉心溶融物の保持装置１０を提供することができる。

（第２の実施形態）
図３及び図４は、本実施形態の炉心溶融物保持装置の一部を拡大して示す透過斜視図である。なお、図１及び図２に示す構成要素と類似あるいは同一の構成要素については同一の符号を用いている。

図３では、熱伝導部材１２を、第１の熱伝導部材１２１及び第２の熱伝導部材１２２の小片に分割し、さらにこれらの間に板状の第３の熱伝導部材１２３を配設している。この場合、第１の熱伝導部材１２１及び第２の熱伝導部材１２２は、それぞれ耐熱部材１１の厚さ方向、すなわち炉心溶融物保持装置１０の厚さ方向に沿って配列されているので、耐熱部材１１で保持している炉心溶融物の熱をより効果的かつ効率的に耐熱部材１１の下面１１Ａ、すなわち炉心溶融物保持装置１０の下面１０Ａに伝達することができる。このため、炉心溶融物が冷却水によってより効果的かつ効率的に冷却されるようになるので、炉心溶融物はより短時間で冷却されるようになる。

したがって、耐熱部材１１、すなわち炉心溶融物保持装置１０によって炉心溶融物をより長時間に亘って保持することができるようになり、炉心溶融物保持装置１０の信頼性が増すことになる。結果として、薄肉化した際においても、所定の時間、炉心溶融物を保持することが可能である炉心溶融物の保持装置１０を提供することができる。

なお、本例では、第１の熱伝導部材１２１及び第２の熱伝導部材１２２間に板状の第３の熱伝導部材１２３を配設しているので、第１の熱伝導部材１２１を伝達してきた熱が発散することなく、第３の熱伝導部材１２３によって吸収することができ、この吸収した熱を第２の熱伝導部材１２２に対して効率よく伝達できるようになる。

また、図４では、熱伝導部材１２を複数の円柱形状の熱伝導部材１２４に分割し、これら熱伝導部材１２４の長さ方向が耐熱部材１１の厚さ方向、すなわち炉心溶融物保持装置１０の厚さ方向と一致するようにして配設している。したがって、耐熱部材１１で保持している炉心溶融物の熱をより効果的かつ効率的に耐熱部材１１の下面１１Ａ、すなわち炉心溶融物保持装置１０の下面１０Ａに伝達することができる。このため、炉心溶融物が冷却水によってより効果的かつ効率的に冷却されるようになるので、炉心溶融物はより短時間で冷却されるようになる。

結果として、耐熱部材１１、すなわち炉心溶融物保持装置１０によって炉心溶融物をより長時間に亘って保持することができるようになり、炉心溶融物保持装置１０の信頼性が増すことになる。したがって、薄肉化した際においても、所定の時間、炉心溶融物を保持することが可能である炉心溶融物の保持装置１０を提供することができる。

なお、その他の特徴及び作用効果については第１の実施形態の場合と同様であるので、それらの説明は省略する。

（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一部を拡大して示す透過斜視図である。なお、図１〜図４に示す構成要素と類似あるいは同一の構成要素については同一の符号を用いている。

図５では、耐熱部材１１に対し、紙面に垂直な方向において、当該耐熱部材１１を貫通するようにして流路１７を形成し、流路１７内に冷却水を流すようにしている。この場合、耐熱部材１１の下面のみの冷却よりも耐熱部材１１が水と接する表面積が大きくなるため、冷却する性能は向上することが期待される。

図５に示すように、熱伝導部材１２を小片に分割した複数の第１の熱伝導部材１２１の長さが比較的小さいような場合であっても、耐熱部材１１で保持している炉心溶融物の熱をより効果的かつ効率的に流路１７に伝達することができる。このため、炉心溶融物が冷却水によってより効果的かつ効率的に冷却されるようになるので、炉心溶融物はより短時間で冷却されるようになる。

なお、本例では、図１に示す冷却水路１６を省略することができるので、原子炉全体の大きさを狭小化できるという追加の作用効果を得ることもできる。

また、流路１７の断面形状は、耐熱部材１１に対する加工を簡易にするという観点から、矩形状あるいは円形状とすることが好ましい。

その他の特徴及び作用効果については第１の実施形態の場合と同様であるので、それらの説明は省略する。

（第４の実施形態）
図６及び図７は、本実施形態の炉心溶融物保持装置の一部を拡大して示す透過斜視図である。なお、図１〜図５に示す構成要素と類似あるいは同一の構成要素については同一の符号を用いている。

図６では、耐熱部材１１に対し、紙面に垂直な方向において、当該耐熱部材１１を貫通するようにして流路１７を形成し、流路１７内に冷却水を流すようにしている。そして、熱伝導部材１２を小片に分割した複数の第１の熱伝導部材１２１が、耐熱部材１１の上面１１Ｃ、すなわち炉心溶融物保持装置１０の上面１０Ｃ側から流路１７内を貫通し、耐熱部材１１の下面１１Ａ、すなわち炉心溶融物保持装置１０の下面１０Ａにまで至るように配設されている。

この場合、耐熱部材１１（の上面１１Ｃ）で保持されている炉心溶融物の熱が、複数の第１の熱伝導部材１２１を介し、流路１７を流れる冷却水によってより効果的かつ効率的に吸収され、炉心溶融物はより短時間で冷却されるようになる。したがって、耐熱部材１１、すなわち炉心溶融物保持装置１０によって炉心溶融物をより長時間に亘って保持することができるようになり、炉心溶融物保持装置１０の信頼性が増すことになる。結果として、薄肉化した際においても、所定の時間、炉心溶融物を保持することが可能である炉心溶融物の保持装置１０を提供することができる。

図７では、耐熱部材１１に対し、紙面に垂直な方向において、当該耐熱部材１１を貫通するようにして流路１７を形成し、流路１７内に冷却水を流すようにしている。そして、熱伝導部材１２を小片に分割した複数の第１の熱伝導部材１２１が、耐熱部材１１の上面１１Ｃ、すなわち炉心溶融物保持装置１０の上面１０Ｃ側から流路１７内を貫通し、耐熱部材１１の下面１１Ａ、すなわち炉心溶融物保持装置１０の下面１０Ａにまで至るように配設されている。

また、隣接する第１の熱伝導部材１２１と直交するようにして、耐熱部材１１の表面及び裏面側に第２の熱伝導部材１２２が配設され、第１の熱伝導部材１２１及び第２の伝導部材１２２それぞれから、流路１７内に突出するようにして複数の第３の熱伝導部材１２３及び複数の第４の熱伝導部材１２４が配設されている。

この場合、耐熱部材１１（の上面１１Ｃ）で保持されている炉心溶融物の熱が、複数の第１の熱伝導部材１２１及び第３の熱伝導部材１２３、並びに第４の熱伝導部材１２４が流路１７を流れる冷却水によってより効果的かつ効率的に吸収され、炉心溶融物はより短時間で冷却されるようになる（第４の熱伝導部材１２４の場合は、第２の熱伝導部材１２２を介して）。したがって、耐熱部材１１、すなわち炉心溶融物保持装置１０によって炉心溶融物をより長時間に亘って保持することができるようになり、炉心溶融物保持装置１０の信頼性が増すことになる。結果として、薄肉化した際においても、所定の時間、炉心溶融物を保持することが可能である炉心溶融物の保持装置１０を提供することができる。

（第５の実施形態）
図８は、本実施形態の炉心溶融物保持装置の一部を拡大して示す透過斜視図である。なお、図１〜図７に示す構成要素と類似あるいは同一の構成要素については同一の符号を用いている。

図８では、図５に示す炉心溶融物保持装置１０の耐熱部材１１に形成した流路１７の耐熱部材１１側において断熱材１８を形成している。

流路１７において、流路１７の全体が冷却水で満たされていない場合、熱伝導部材１２が小片に分割した複数の第１の熱伝導部材１２１を伝達してきた炉心溶融物からの熱と、冷却水とが熱交換を行う際、流路１７の上面、すなわち耐熱部材１１側の面と冷却水とが接することがない。また、流路１７の全体が冷却水で満たされている場合でも、伝熱面、すなわち流路１７の耐熱部材１１側の面では冷却水が加熱されて蒸気となり、さらに蒸気が気泡となって上記伝熱面の近傍、特に流路の上面に留まる傾向にある。

したがって、上記伝熱面や流路の上面では、炉心溶融物からの熱が冷却水によって十分に吸収されず、上記伝熱面の温度が急激に上昇する場合がある。この結果、耐熱部材１１の上記伝熱面や流路の上面の温度が局所的に上昇し、破損若しくは溶融してしまう恐れがある。

しかしながら、本実施形態では、上述のように、流路１７の耐熱部材１１側、すなわち上記伝熱面、図８では流路の上面に断熱材１８を形成している。したがって、上記伝熱面での急激な温度上昇を回避することができ、耐熱部材１１の破損及び溶融を抑制することができる。

断熱材１８は、熱伝導部材１２１に比較して熱伝導率の低い材料から構成する。例えば、アルミニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、イットリウム酸化物、鉄や、合成樹脂等から構成することができる。

（第６の実施形態）
図９は、本実施形態の炉心溶融物保持装置の一部を拡大して示す透過斜視図である。なお、図１〜図８に示す構成要素と類似あるいは同一の構成要素については同一の符号を用いている。

図９では、図６に示す炉心溶融物保持装置１０の耐熱部材１１に形成した流路１７内に突出した複数の第１の熱伝導部材１２１の耐熱部材１１側において断熱層１９を形成している。

流路１７において、流路１７の全体が冷却水で満たされていない場合、熱伝導部材１２が小片に分割した第１の熱伝導部材１２１を伝達してきた炉心溶融物からの熱と、冷却水とが熱交換を行う際、流路１７の上面、すなわち耐熱部材１１側の面と冷却水とが接することがない。また、流路１７の全体が冷却水で満たされている場合でも、伝熱面、すなわち流路１７の耐熱部材１１側の面では冷却水が加熱されて蒸気となり、さらに蒸気が気泡となって上記伝熱面の近傍、特に流路の上面に留まる傾向にある。

このような場合、第１の熱伝導部材１２１の流路１７に突出した部分の、耐熱部材１１側の部分、特に上面近傍が流路１７内を流れる冷却水と接触することがないので、当該部分の温度が局所的に上昇し、熱応力等によって熱的に変形、若しくは溶融してしまい第１の熱伝導部材１２１、しいては炉心溶融物保持装置１０が破損してしまうようになる。

しかしながら、本実施形態では、上述のように、複数の第１の熱伝導部材１２１の耐熱部材１１側に断熱層１９を形成している。したがって、当該部分での急激な温度上昇を回避することができ、複数の第１の熱伝導部材１２１、しいては炉心溶融物保持装置１０の破損を防止することができる。

断熱層１９は、第５の実施形態における断熱材１８と同様の材料から構成することができる。熱伝導部材１２１に比較して熱伝導率の低い材料から構成する。例えば、アルミニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、イットリウム酸化物、鉄や、合成樹脂等から構成することができる。

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同様に、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ものである。

１０炉心溶融物保持装置
１１耐熱部材
１２熱伝導部材
１５格納容器の床部材
１６冷却水路
１７流路
１８断熱材
１９断熱層

Claims

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、耐熱部材と、この耐熱部材中に配設された前記耐熱部材よりも熱伝導率の高い熱伝導部材とを具え、
前記保持装置は冷却媒材を流すための流路が形成され、前記熱伝導部材の少なくとも一部は前記流路内に露出するようにして形成されていることを特徴とする、炉心溶融物の保持装置。
前記熱伝導部材は、前記耐熱部材の厚さ方向に沿って配設されていることを特徴とする、請求項１に記載の炉心溶融物の保持装置。
前記耐熱部材の前記流路と接触する面の一部若しくは全面において、前記熱伝導部材よりも熱伝導率の低い断熱材を配設し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の保持装置。
前記熱伝導部材における前記流路内に露出した部分の一部若しくは全面に、前記熱伝導部材よりも熱伝導率の低い断熱層が形成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。
前記熱伝導部材は、銅、アルミニウム及び銀からなる群より選ばれる少なくとも一種を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一に記載の炉心溶融物の保持装置。
前記耐熱層は、タングステン、モリブデン、タンタル及び鉄からなる群より選ばれる少なくとも一種を含むことを特徴とする、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。