JP6126817B2

JP6126817B2 - コアキャッチャ

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Publication number: JP6126817B2
Application number: JP2012229616A
Authority: JP
Inventors: 隆久松崎; 佳彦石井; 西田　浩二; 浩二西田; 藤井　正; 正藤井
Original assignee: Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Current assignee: Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Priority date: 2012-10-17
Filing date: 2012-10-17
Publication date: 2017-05-10
Anticipated expiration: 2032-10-17
Also published as: JP2014081290A

Description

本発明は炉心溶融物を受け止めるコアキャッチャに関する。

原子力発電所に備えられた原子炉格納容器の機能は、万一重大な事故が発生し、炉心内の放射性物質が原子炉圧力容器から放出されても、それらを原子炉格納容器内に閉じ込めることで発電所敷地周辺への漏洩を防ぐことである。例えば、改良沸騰水型原子炉（以下において「ＡＢＷＲ」と称することがある）において、原子炉圧力容器に繋がる配管が破断した場合には、非常用炉心冷却装置等の起動により炉心に冷却水が供給され当該炉心は冷却される。

しかし、極めて小さい確率で、非常用炉心冷却装置の起動失敗等に起因して炉心冷却が不十分となり、炉心が溶融し高温の炉心溶融物が原子炉格納容器床面に落下する可能性がある。炉心溶融物の落下後に注水等で冷却が行われないと、床面のコンクリートと炉心溶融物が非凝縮性ガスを発生しながら反応し、コンクリートを侵食する可能性がある。炉心溶融物とコンクリートの反応は極力抑制することが望ましく、また、当該反応で発生する非凝縮性ガスによる原子炉格納容器の加圧も極力抑制することが望ましい。

そこで、炉心溶融物が原子炉格納容器下部床面に落下する場合を想定して、炉心溶融物を冷却する工学的安全施設の一つにコアキャッチャがある。コアキャッチャは、原子炉格納容器の下部床面上に設置される設備であり、炉心溶融物を受け止め、当該炉心溶融物を下面側から冷却する。

コアキャッチャの構造に関する技術としては、原子炉圧力容器の下方に位置し、冷却水注入配管から供給される冷却水が流れる放射状に延びた複数の冷却チャンネル（冷却流路）を有する本体部と、当該本体部の上部に犠牲コンクリート層を形成したものがある（特開２００７−２２５３５６号公報参照）。特に、当該技術では、金属に複数の凸部（冷却フィン）を設けるとともに、当該金属における当該凸部側の底面に平板（底蓋）を取り付け、当該凸部及び当該板によって挟まれる空間を冷却チャンネル（冷却流路）としている。

特開２００７−２２５３５６号公報

上記文献の技術では、凸部（冷却フィン）を設けた金属の底面に対して、平板状の蓋部を取り付けることで冷却チャンネルを形成する構造を採用している。すなわち、２つの異なる部材を接合して冷却チャンネルを構成しているため、当該凸部と当該蓋部の接合部（接合面）に隙間が発生しやすく、当該隙間からの水漏れによる水密性の低減が懸念される。コアキャッチャの水密性が低減すると、炉心溶融物の冷却能力が低下する。

本発明の目的は水密性に優れたコアキャッチャを提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために、原子炉炉心が溶融した際に原子炉圧力容器を貫通した炉心溶融物を受け止めるコアキャッチャにおいて、略皿形状の構造体と、当該構造体によって支持され、耐熱材で形成された犠牲層とを備え、前記構造体は、冷却水が流通される複数の配管が放射状に引き出され、かつ、途中で二股に分かれさせた前記皿形状の骨組部材として有し、さらに当該複数の配管を面的に接続して前記皿形状を形成する板部材を有しており、前記構造体は、前記複数の配管に導入された冷却水を犠牲層上に放出する出口部をさらに有するものとする。

本発明によればコアキャッチャの水密性を向上することができる。

本発明の実施の形態に係るＡＢＷＲの原子炉建屋概略構造の縦断面図。本発明の第１の実施の形態に係るコアキャッチャを設置した原子炉格納容器下部の断面図。本発明の第１の実施の形態に係るコアキャッチャ２１における構造体３０の上面図。構造体３０から複数の配管１２及び板部材１８から成る部分を抽出した図。図４におけるＶ方向からの矢視図。他の水管壁パネル２６の分割例。本発明の第１の実施の形態に係る水管壁パネル２６の斜視図。コンクリートで形成した犠牲層１５が布設された構造体３０の断面図。本発明の第２の実施の形態に係る格納容器２の断面図。本発明の第３の実施の形態のコアキャッチャにおける構造体３０Ｂの上面図。本発明の第４の実施の形態のコアキャッチャにおける構造体３０Ｃの上面図。本発明の第５の実施の形態のコアキャッチャにおける構造体３０Ｄの上面図。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
図１は本発明の実施の形態に係るＡＢＷＲの原子炉建屋概略構造の縦断面図である。なお、ここでは、サプレッションチャンバ５を備える圧力抑制型の原子炉格納容器２を備えるＡＢＷＲにコアキャッチャを設置する場合を例に挙げて説明するが、他の形式の原子炉（例えば、加圧水型原子炉）においても適用可能である。

図１に示すように、原子炉格納容器２内には炉心が収められた原子炉圧力容器１が配置されており、原子炉格納容器２の外側には原子炉建屋３が設けられている。原子炉格納容器２は、気密性を確保するために、鋼製ライナを内張りした鉄筋コンクリートによって製造されている。原子炉格納容器２の形状はほぼ円筒形である。原子炉格納容器２の内部は、原子炉圧力容器１などを取り囲むドライウェル４と、サプレッション・チェンバ５などから構成される。ドライウェル４とサプレッション・チェンバ５は、鉄筋コンクリート製のダイヤフラム・フロア６により区画され、ベント管７によって相互に連通されている。

例えば、原子炉圧力容器１や配管類の一部が損傷し、格納容器内に蒸気が放出された場合には、ドライウェル４内に放出された蒸気は、ベント管７を通ってサプレッション・チェンバ５内の水中に導かれ、サプレッション・チェンバ５内の水で凝縮される。これにより原子炉格納容器２内の圧力上昇が抑制される。

図２は本発明の第１の実施の形態に係るコアキャッチャを設置した原子炉格納容器２下部の断面図である。なお、先の図と同じ部分には同じ符号を付し、当該部分の説明を省略することがある（後の図も同様とする）。図２中の矢印は冷却水の流通方向を示している。

図２に示すように、コアキャッチャ２１は、略皿状に形成された構造体３０と、構造体３０によって支持され、炉心溶融物２２を受け止めるにコンクリート（耐熱材）で形成された犠牲層１５とを備えている。また、コアキャッチャ２１（構造体３０）は、原子炉圧力容器１の直下に犠牲層１５が位置するように原子炉格納容器２の床面１１上に設置されている。さらに、構造体３０は、床面１１上に設置された架台２５によって支持されている。

コアキャッチャ２１（構造体３０）の底面と、原子炉格納容器２の床面１１及び内壁面３１とによって画定される空間は、コアキャッチャ２１（構造体３０）の底面に接触するように水が満たされる水槽部１９となっている。水槽部１９への給水は、例えば、ポンプ等の駆動源を利用することなく自然力により蒸気を凝縮するシステムである静的格納容器冷却系（PCCS）の凝縮水を利用することができる。また、構造体３０を形成する冷却水配管１２（後述）から犠牲層１５上に排出された冷却水が最終的に水槽部１９に流れ込むことができるように、構造体３０の外周と水槽部１９が形成する空間とを連通した構造としても良い。水槽部１９に水を満たすと、コアキャッチャ２１を下面側からも冷却できるので、冷却性能が向上する。なお、冷却性能の向上という観点からは、水槽部１９内で加熱された水を水槽部１９の外部で除熱して再度水槽部１９内に供給する等して、水を循環供給することが好ましい。

図３は、本発明の第１の実施の形態に係るコアキャッチャ２１における構造体３０の上面図である（犠牲層１５は図示を省略してある）。この図に示すように、構造体３０は、冷却水が流通される複数の配管１２，１３を皿形状の骨組部材として有し、複数の配管１２，１３の間を面的に接続して皿形状を形成する板状の部材（板部材）１８を有している。

この図の例では、他の配管１２と比較して径の大きい直線状の主配管１３が構造体３０の最下端で略水平に配置されている。主配管１３の一方の端部には注水配管１４が接続されている。注水配管１４の他端は、犠牲層１５の上面の高さよりも上方に設置された冷却水タンク（図示せず）に接続されている。注水配管１４には注水弁１６（図２参照）が取り付けられている。注水弁１６は格納容器２内に設置された溶融弁であり、格納容器２内の雰囲気が所定の温度に到達すると弁の仕切が溶融して、冷却水タンク内の水が注水配管１４を介して主配管１３内に導入される。なお、注水弁１６は自動で開閉する弁（例えば、電磁弁）としても良い。

図３中の主配管１３の左右方向における左側の側面には、複数の配管１２が主配管１３から離れるほど上方に向かうように一定の角度で接続されており、各配管１２は主配管１３の軸方向に沿って所定の間隔で配置されている。この左側の複数の配管１２（配管群２４）は主配管１３の左側に位置する略半円状の板部材１８を支持する構造体として機能する。また、主配管１３の右側の側面についても左側と同様に、複数の配管１２が主配管１３から離れるほど上方に向かうように一定の角度で接続されている。この右側の複数の配管１２は主配管１３の右側に位置する略半円状の板部材１８を支持する構造体として機能する。このように配管１２は主配管１３に対して櫛形に配列されており、左右の一対の配管１２はＶ字を描くように主配管１２に接続されている。これにより各配管１２，１３は、構造体３０の構造的強度の向上に寄与している。

各配管１２は、主配管１３から一定の角度で延びた後、構造体３０（板部材１８）の底面の端部において略鉛直方向に立ち上がり、犠牲層１５の上面よりも上方の位置で格納容器２内に開口している（図２参照）。ここでは配管１２の当該開口端を出口部２３とする。主配管１３を介して配管１２に冷却水を導入すると、当該冷却水が出口部２３を介して犠牲層１５上に放出される。犠牲層１５の上に冷却水を容易に導入する観点からは、各配管１２の開口端は犠牲層１５の方に向けることが好ましい。犠牲層１５を均等に冷却する観点からは、各出口部２３の高さは同じにすることが好ましい。また、配管１２の配設態様は図に示した例（櫛形）に限らないが、配管１２中での冷却水及び蒸気の滞留によるコアキャッチャ２１の冷却性能の低下を抑制する観点からは、各配管１２は配管１３との接続部から下流側に向かって単調に高さが増加するように配設することが好ましい。

図３に示すように、板部材１８全体を上面から見た輪郭は、原子炉格納容器２の内壁面３１の形状に合わせて円形になっている。なお、犠牲層１５をコンクリートとしたときの施工効率を向上させる観点からは、板部材１８の外周に内壁面３１に沿って鉛直方向に立ち上がる壁状の部分（壁面部）を設けることが好ましい。当該壁面部は、板部材１８及び配管１２，１３とともにコンクリートの型枠になるので、コンクリートの打設が容易になる。

配管１２，１３の断面形状は、特に制限は無いが、その肉厚を薄くすることで冷却性能を向上する観点からは、図示した円形のものが好ましい。円形にすれば、構造強度が向上するため、肉厚の増大を抑制できるからである。

図４は構造体３０から複数の配管１２及び板部材１８から成る部分を抽出した図（斜視図）であり、図５は図４におけるＶ方向から構造体３０を見た矢視図（断面図）である。これらの図に示すように、冷却水が流通する複数の配管１２とそれらを接続する板部材１８は１枚のパネル状に形成されている。配管１２が骨組み部材として機能しており、構造材として充分な強度を発揮する。板部材１８の厚みは配管１２の径より小さい。また、配管１２，１３の内部の腐食を防止する観点から、少なくとも配管１２，１３はステンレス鋼で製作することが好ましい。

原子力発電所の格納容器２内で上記のコアキャッチャ２１の施工をする場合には、施工性を向上させる観点から、複数の配管１２，１３と板部材１８を有する構造体３０を複数に分割したモジュール部材を事前に製造しておき、実際の施工時には当該複数のモジュール部材を架台２５上で配置・結合して構造体３０を組み立てることが好ましい。このように構造体３０を組み立てると、現地での設置作業の工数を最小限にすることができ、現地での施工性を向上させることができる。

この点を鑑み、本実施の形態に係る構造体３０は、配管１２，１３及び板部材１８の一部を有する複数のモジュール部材を組み合わせて構成されている。ここでは各モジュール部材を「水管壁パネル２６」と称する。図３中の破線は水管壁パネル２６の結合位置、すなわち各水管壁パネル２６を示す。この図の例では構造体３０は、主配管１３の軸に沿った方向と当該方向に直交する方向に分割されており、合計１８枚の水管壁パネル２６によって構成されている。

なお、構造体３０の分割方法は図３に示したものに限られず、他の分割方法でも良く、格納容器２内における施工効率等も考慮して適宜変更が可能である。図６に他の水管壁パネル２６の分割例を示す。図中の破線から分かるように、この例では主配管１３を１２分割している。このようにパネル数やパネル形状は任意に設計可能であり、現地での工数も含めて総合的に施工性が向上する分割数と大きさとなるように分割すれば良い。

図７は本発明の第１の実施の形態に係る水管壁パネル２６の斜視図である。この図には図３に示した２つの水管壁パネル２６ａ，２６ｂが示されている。水管壁パネル２６ａは主配管１３を備えている。各水管壁パネル２６における板部材１８の厚みは配管１２，１３の径より小さい。隣接する水管壁パネル２６同士は、配管１２同士及び主配管１３同士が連通するように結合される。各水管壁パネル２６の結合方法としては例えば溶接がある。また、水管壁パネル２６ａの形状から明らかであるが、本実施の形態に係る構造体３０（板部材１８）は、主配管１３を中心に略Ｖ字状に折れ曲がっている。すなわち、主配管１３は当該Ｖ字の下端に位置する。

なお、ここでは、板部材１８が平面の場合について説明するが、後述する例のように、板部材１８を曲面で構成し、構造体３０を曲面状に成形しても良い。さらに、配管１２，１３も任意に配置することができ、後述する例のように一枚の水管壁パネル２６内で配管１２が途中で枝分かれするような構造を採用することも可能であり、冷却に必要な配管流路を自由に形成することが可能である。

構造体３０の組み立てが完了したら、その上にコンクリートを流し込んで犠牲層１５を布設する。図８にコンクリートで形成した犠牲層１５が布設された構造体３０の断面図を示す。この図に示すように、本実施の形態における構造体３０の上方、すなわち、配管１２（１３）及び板部材１８の上には犠牲層１５（コンクリート層）が直接布設されている。このとき、犠牲層１５の底面と、配管１２，１３の側面及び板部材１８の上面とは互いに接触しており、配管１２，１３内を冷却水が流通することで効率良く犠牲層１５を冷却できる。なお、犠牲層１５の耐熱性を向上させる観点からは、犠牲層１５の上部表面には、耐熱材層４１を形成することが好ましい。耐熱材層４１の具体的な形成手段としては、酸化ジルコニウム（ZnO₂）やアルミナ（Al₂O₃）を含むブロックを犠牲層１５上に敷き詰めるものがある。

上記のように構成した本実施の形態に係るコアキャッチャ２１において、圧力容器１内で炉心が溶融した場合、炉心溶融物２２は、圧力容器１の下部を溶融貫通し、コアキャッチャ２１上に落下する。炉心溶融物２２は、主配管１３及び配管１２の上に形成した犠牲層１５の上に堆積する。炉心溶融物２２が犠牲層１５上に落下すると、格納容器２内の雰囲気温度の上昇及び炉心溶融物２２からの輻射熱により注水弁（溶融弁）１６における弁の仕切りが溶融し、冷却水タンクから主配管１３への注水が開始される。主配管１３への注水は、冷却水タンク内の冷却水を注水配管１４を介して重力落下させることにより行われる。

注水開始後、主配管１３に流入した冷却水は、配管１３及び複数の配管１２を通過しながら犠牲層１５を介して炉心溶融物２２を冷却する。当該配管１３，１２内で炉心溶融物２２の熱で加熱された冷却水は水と蒸気の二相流となって配管１２の上端に位置する出口部２３から排出される。排出された水と蒸気のうち、水は犠牲層１５及び炉心溶融物２２の上面に流入する。そして、炉心溶融物２２の崩壊熱により沸騰し、その潜熱により炉心溶融物２２を上面から冷却する。冷却水配管群２４から排出された蒸気と、炉心溶融物２２を冷却する過程で発生した蒸気は、炉格納容器２の上部の静的格納容器冷却設備（図示せず）などの格納容器冷却系で冷却・凝縮され冷却水タンクに戻される。このように冷却水が自然循環して、炉心溶融物２２の冷却が継続される仕組みとなっている。

一方、熱抵抗材でもある犠牲層１５が炉心溶融物２２による侵食で薄くなるにつれて、コアキャッチャ２１の除熱量が増大するため、除熱能力が炉心溶融物２２の発熱量以上となった時点で犠牲層２５の侵食が抑制される。最終的にコアキャッチャ２１により炉心溶融物２２は保持され、配管１２，１３を流通する冷却水によって下面側から冷却されるため、原子炉格納容器２の加圧破損や、格納容器床面１１の溶融貫通を防止することができる。万が一、原子炉格納容器２外に放射性物質が放出されたとしてもその量は最小限に抑えられる。

上記のように、本実施の形態では、冷却水が流通される複数の配管１３，１２を骨組部材として有し、さらに当該複数の配管１３，１２の間を面的に接続して皿形状を形成する板部材１７を有する構造体３０でコアキャッチャ２１を構成した。このように複数の配管１３，１２を利用すると、構造体３０の構造強度を確保しながら、冷却水の流路を配管１３，１２で形成することができる。複数の配管１３，１２は、その軸方向では水管壁パネル２６ごとに複数に分割されているものの、その周方向では略円筒状の単一の部材で形成されているので、冷却水流路の周方向に複数配置された複数の部材によって流路を構成した場合と比較して水密性を向上できる。

また、配管１３，１２は構造体３０の構造部材として作用するので、犠牲層を支持する構造体を略平板状の複数の部材で形成した場合と比較して、構造体３０の強度を向上できる。これにより、コアキャッチャ２１の下方の空間をコンクリートで埋める必要がなくなる、図３に示すようにコアキャッチャ２１の下方の空間を水槽部１９として利用することができ当該水槽部１９を流通する冷却水によってコアキャッチャ２１の冷却性能を向上させることもできる。

さらに、本実施の形態では、上記の構造体３０の強度向上により、配管１３，１２の外周面に犠牲層１５が接触した構造を採用することができるので、冷却流路を構成する部材の厚みが大きい場合と比較して、冷却水で犠牲層１５を効率良く冷却することができる。また、本実施の形態に係る配管１３，１２の断面形状は円形なので、他の形状と比較して構造強度の低下が抑制されるので、配管の肉厚が増大することも回避でき、冷却性能をさらに向上できる。

また、本実施の形態では、構造体３０の骨組部材として配管１２，１３を利用しているため、（１）必要な除熱量が多い部分（例えば、コアキャッチャ２１の中心部）を通過する配管を太くし、除熱量が少なくても良い他の部分（例えば、コアキャッチャ２１の端部）に配置する配管を細くする、または、（２）中心部を通る配管を稠密に配置し、端部の方に配置する配管は粗に配置するなどといったことも容易であり、冷却性能を最適にすることができる。冷却性能の最適化はコアキャッチャ２１の小型化にも繋がる。また、上記では、配管１２が直管の場合について説明したが、圧力損失を低減するために中心部分を細く、端では太くなるテーパ状の流路として形成することも可能である。

なお、本実施の形態では冷却水の水源を冷却水タンクとしたが、出口部２３をサプレッションチャンバ５の水面よりも下部に配置することで、サプレッションチャンバ５内の水を水源としてもよい。これにより冷却水タンクと同様に動的機器を用いること無くコアキャッチャ２１内への冷却水注水が可能となる。また、コアキャッチャ２１内冷却配管内への注水方法であるが、本実施の形態での重力による静的な注水以外にも、電力やタービンで駆動されるポンプ等で動的な注水設備を他に備えても良い。さらに、格納容器２の外部に注水配管１４への接続口を設け、当該接続口に非常設のポンプを接続することにより配管１３，１２内に注水できる設備を設けても良い。

次に本発明の第２の実施の形態に係るコアキャッチャについて図９で説明する。図９は本発明の第２の実施の形態に係る格納容器２の断面図である。

既存の技術では、配管１２及び犠牲層１５の施工作業効率や、受け皿構造の設置の利便性から、配管１２は直線状の配管を組み合わせて製作される場合が多い。例えば、第１の実施の形態のように構造体３０に係る配管１２を直管のみで製作した場合には、図２中のＡ部（板部材１８の外周）のように流路に大きな屈曲部ができる。流路内にこのような屈曲部があると、局所圧力損失が増えて流量配分が偏ったり、除熱性能が場所によって不均一になったりする可能性がある。特に冷却水配管１２内の冷却水は蒸気と水の二相流となるため、局所圧力損失が大きいと流動が不安定になり、除熱性能が変動する可能性がある。

これに対して、本実施の形態に係るコアキャッチャ２１Ａでは、水管壁パネル２６は施工までの段階（例えば工場内）において任意形状への成形が容易であることから、水管壁パネル２６（すなわち、配管１２，板部材１８）を曲面状に形成し、構造体３０Ａの底面に曲率をつけている。すなわち、構造体３０Ａはボウル状に形成されている。したがって、本実施の形態によれば、第１の実施の形態で得られた効果に加えて、次のような効果を得ることができる。すなわち、本実施の形態では曲面状の水管壁パネル２６を用いて冷却水流路を形成しているので、図９のように圧力損失の小さい滑らかな曲率を持った冷却水流路とすることができ、圧力損失の発生を抑えることができる。

ところで、構造体３０における配管１３，１２の配置は上記のものの他にも、種々の変形が可能である。次にその具体例について説明する。

図１０は本発明の第３の実施の形態のコアキャッチャにおける構造体３０Ｂの上面図である。本実施の形態では、構造体３０Ｂの中央部に冷却水溜り２０を設置し、そこから複数の配管１２Ｂを放射状に引き出して冷却水流路を構成する。このように配管１２Ｂを放射状にすることで、炉心溶融物２２の多くが落下する中心部に配管１２Ｂを密に配置できる。本実施の形態における各配管１２Ｂは直管であり、構造体３０Ｂは略円錐状に形成されているが、圧力損失を低減する観点から、構造体３０Ｂの中心部分では細く、外周部では太くなるテーパ状の配管を用いても良い。この場合、冷却性能の最適化が可能である。なお、図１０の例では構造体３０Ｂを１２分割し、２種類の水管壁パネルで構成したが、分割数やパネル形状はこれのみに限られない。

図１１は本発明の第４の実施の形態のコアキャッチャにおける構造体３０Ｃの上面図である。本実施の形態では、構造体３０Ｃの中央部に冷却水溜り２０を設置し、そこから複数の配管１２Ｃを放射状に引き出し、途中で当該配管１２Ｃを二股に分かれさせた形状にしている。このように構造体３０Ｃを構成しても良い。また、水管壁パネルを利用して構造体３０Ｃを形成しているので、分岐を有する冷却水流路の製作が容易である。さらに、分岐した配管１２Ｃを持つ水管壁パネルを事前に製造することで、据付工事時には単純な溶接のみで設置することが可能となり、施工性が向上する。なお、本実施の形態では１箇所の分岐から２本に分岐させたが、１箇所の分岐から３本以上に分岐させても良い。さらに、分割数やパネル形状についても図示したものに限られない。

図１２は本発明の第５の実施の形態のコアキャッチャにおける構造体３０Ｄの上面図である。本実施の形態では、構造体３０Ｄの中央部に冷却水溜り２０を設置し、そこから複数の配管１２Ｄを放射状に引き出し、途中で当該配管１２Ｃを二股に複数回分かれさせた形状にしている。このように構造体３０Ｃを構成すると、先の例よりもさらに配管を密に配置することができる。なお、本実施の形態では１箇所の分岐から２本に分岐させたが、１箇所の分岐から３本以上に分岐させても良い。さらに、分割数やパネル形状についても図示したものに限られない。

なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内の様々な変形例が含まれる。例えば、本発明は、上記の実施の形態で説明した全ての構成を備えるものに限定されず、その構成の一部を削除したものも含まれる。また、ある実施の形態に係る構成の一部を、他の実施の形態に係る構成に追加又は置換することが可能である。

１…原子炉圧力容器（原子炉容器）、２…原子炉格納容器、３…原子炉建屋、４…ドライウェル、５…サプレッションチャンバ、６…ダイヤフラム・フロア、７…ベント管、８…ドライウェル・ヘッド、９…格納容器貫通部、１０…トップスラブ、１１…原子炉格納容器の床面、１２…配管、１３…主配管、１４…注水配管、１５…犠牲層、１６…注水弁、１８…板部材、１９…水槽部、２０…冷却水溜り、２１…コアキャッチャ、２２…炉心溶融物、２３…冷却水の出口部、２４…冷却水配管群、２５…架台、２６…水管壁パネル、２７…冷却水の入口部、３０…構造体、３１…内壁面

Claims

原子炉炉心が溶融した際に原子炉圧力容器を貫通した炉心溶融物を受け止めるコアキャッチャにおいて、
略皿形状の構造体と、
当該構造体によって支持され、耐熱材で形成された犠牲層とを備え、
前記構造体は、冷却水が流通される複数の配管が放射状に引き出され、かつ、途中で二股に分かれさせた前記皿形状の骨組部材として有し、さらに当該複数の配管を面的に接続して前記皿形状を形成する板部材を有しており、
前記構造体は、前記複数の配管に導入された冷却水を犠牲層上に放出する出口部をさらに有することを特徴とするコアキャッチャ。
請求項１に記載のコアキャッチャにおいて、
前記犠牲層の底面は、前記複数の配管の外周面に接触していることを特徴とするコアキャッチャ。
請求項１に記載のコアキャッチャにおいて、
前記構造体は、前記複数の配管及び板部材を曲面状の側面を有する略ボウル状としたものであることを特徴とするコアキャッチャ。
請求項１に記載のコアキャッチャにおいて、
前記構造体の下方に位置し、前記構造体の外側面に接触するように水が満たされる水槽部をさらに備えることを特徴とするコアキャッチャ。
請求項１に記載のコアキャッチャにおいて、
前記犠牲層の上部表面に形成され、前記犠牲層を形成する前記耐熱材とは材料の異なる耐熱材からなる層をさらに備えることを特徴とするコアキャッチャ。
請求項１に記載のコアキャッチャを内部に備え、
前記コアキャッチャは前記圧力容器の下方に位置することを特徴とする原子炉格納容器。
原子炉炉心が溶融した際に原子炉圧力容器を貫通した炉心溶融物を、耐熱材から成る犠牲層で受け止めるコアキャッチャの製造方法であって、
放射状に引き出された途中で二股に分かれた形状の、冷却水が流通される複数の配管の間を板部材により面的に接続することで、複数のモジュール部材を形成し、
前記複数のモジュール部材を結合することで、前記犠牲層を支持する略皿状の構造体を形成することを特徴とするコアキャッチャの製造方法。