JP6655292B2 - 原子炉格納構造 - Google Patents

Description

本開示は、原子炉格納構造に関する。

加圧水型原子炉（ＰＷＲ）では、一次冷却材（軽水）が沸騰しないように加圧され、この一次冷却材が原子炉の核分裂反応によって生じた熱エネルギーで加熱される。そして、高温高圧となった一次冷却材は蒸気発生器に送られ、二次冷却材（軽水）を沸騰させ、高温高圧となった蒸気がタービンを回して発電機に発電させている。

加圧水型原子炉では、一次冷却材の喪失事故時に、原子炉が加熱状態になるのを防止するために、保安構造が設けられている。保安構造は、再循環プール室、及び、再循環ポンプ設備を備えている。再循環プール室は、原子炉が格納される原子炉格納室の下階に設けられ、原子炉格納室の床面に設けられた開口部を介して原子炉格納室に連通するとともに、床面にサンプが設けられ、非常用冷却液が貯留されている。再循環ポンプ設備は、サンプから非常用冷却液を吸い上げて該非常用冷却液を吐出するように構成されている。これにより、原子炉格納室から開口部を通り再循環プール室に流入した非常用冷却液は循環（再利用）される。

ところで、上述した保安構造では、一次冷却材の喪失事故発生時における高圧の一次冷却材の噴射により、断熱材片や金属片のデブリが生じて再循環プール室に流入するために、サンプを覆うようにサンプスクリーン体を設けて、デブリが再循環ポンプ設備に混入しないようにしている。

しかしながら、サンプスクリーン体に多量のデブリが付着すると、再循環ポンプ設備の負荷が増大したり、循環効率が低下したりするために、このようなデブリ付着を避けることが望ましい。

たとえば、特許文献１には、デブリ捕捉部として、サンプスクリーン体を囲むように再循環プール室の底部に設けられた捕捉堀、再循環プール室の底部から上方に延出する上方延出堰、再循環プール室の天井部から下方かつ非常用冷却液の液面下まで延出する下方延出堰、及び、上方延出堰と下方延出堰とがそれぞれの先端が間隙を介して対向するように設けられた堰ユニットが提案されている。

特開２０１０−２７１１４９号公報

しかしながら、特許文献１で提案された捕捉堀、上方延出堰、下方延出堰、堰ユニットなどのデブリ捕捉部は、いずれも大規模なものである。このような大規模なデブリ捕捉部を再循環プール室に設置すると、再循環プール室を点検する点検保安員の歩行を困難なものとし、再循環プール室の効率的な点検を阻害するとの問題がある。

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、小規模且つ簡易な構造からなるデブリトラップ（デブリ捕捉部）を備える原子炉格納構造を提供することを目的とする。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る原子炉格納構造は、
原子炉が格納される原子炉格納室、及び
前記原子炉格納室の下階に設けられる再循環プール室であって、前記原子炉格納室の床面に形成される開口部を介して前記原子炉格納室と連通するとともに、前記再循環プール室の床面にサンプが設けられる再循環プール室、を備える原子炉格納容器と、
前記サンプから冷却液を吸い込んで前記原子炉格納室の上部から吐出する再循環ポンプ設備と、
前記サンプの周りを囲むように設けられる台座上に設置され、前記サンプに流入する前記冷却液に含まれるデブリを分離するためのサンプスクリーン体と、
を備える原子炉格納構造であって、
前記再循環プール室には、前記再循環プール室の床面から突出する凸部であって、前記台座よりも高く、且つ、前記サンプスクリーン体の高さ方向の中心よりも低い凸部からなる第１デブリトラップが設けられている。

上記（１）の構成によれば、第１デブリトラップは、再循環プール室の床面から突出する凸部であって、台座よりも高く、且つ、サンプスクリーン体の高さ方向の中心よりも低い凸部からなる。このような凸部を再循環プール室の床面に形成することで、再循環プール室の床面を転がり、又は、再循環プール室の床面近くを流れる断熱材片や金属片等のデブリを凸部によって捕捉することができ、デブリのサンプスクリーン体への付着を抑制することができる。しかも、凸部の高さがサンプスクリーン体の高さ方向の中心よりも低い小規模なものであるため、再循環プール室を点検する点検保安員の歩行を容易なものとし、再循環プール室の効率的な点検が可能になる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記凸部は、前記再循環プール室の床面から延在する第１面と、前記再循環プール室の床面から延在する、前記第１面よりも傾斜が緩やかな第２面とを有し、前記第２面が前記サンプスクリーン体に向けて配置される。
上記（２）の構成によれば、原子炉格納室の床面に形成される開口部を通り、再循環プール室に流入する冷却液に含まれるデブリのうち、再循環プール室の床面を転がり、又は、再循環プール室の床面近くを流れるデブリが相対的に急傾斜を有する第１面に捕捉される。これにより、凸部は、再循環プール室の床面を転がり、又は、再循環プール室の床面近くを流れるデブリを効率的に捕捉することができる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、
前記第１デブリトラップは、平面視において前記サンプスクリーン体を囲むように延在する。
上記（３）の構成によれば、原子炉格納室の床面に形成される開口部を通り、再循環プール室に流入する冷却液に含まれるデブリのうち、再循環プール室の床面を転がり、又は、床面近くを流れるデブリがどのような方向からサンプスクリーン体に向かったとしても第１デブリトラップに捕捉される。これにより、第１デブリトラップは、再循環プール室の床面を転がり、又は、床面近くを流れるデブリは、サンプスクリーン体に到達する前に捕捉される。

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、
前記第１デブリトラップは、平面視において前記再循環プール室の内壁面から延在する。
上記（４）の構成によれば、原子炉格納室の床面に形成される開口部を通り、再循環プールに流入する冷却液に含まれるデブリのうち、再循環プール室の内壁面に沿って、再循環プール室の床面を転がり、又は、床面近くを流れるデブリが第１デブリトラップに捕捉される。これにより、第１デブリトラップは、再循環プール室の内壁面に沿って、再循環プール室の床面を転がり、又は、床面近くを流れるデブリは、サンプスクリーン体に到達する前に捕捉される。

（５）幾つかの幾つかの実施形態では、上記（１）から（４）のいずれか一つの構成において、
前記第１デブリトラップは、前記凸部が複数列設けられる。
上記（５）の構成によれば、冷却液の流れ方向上流側の凸部を乗り越えたデブリを下流側の凸部で捕捉することができるので、サンプスクリーン体に流れ込む冷却液に含まれるデブリをより減少させることができる。

（６）幾つかの実施形態では、上記（１）から（５）のいずれか一つの構成において、
前記再循環プール室には、前記冷却液に含まれるデブリを捕捉するためのデブリ捕捉部が設けられた浮体と、前記浮体と前記再循環プール室の床面とを繋ぐ係留索と、を含む第２デブリトラップが設けられている。
上記（６）の構成によれば、小規模且つ簡易な構造からなるデブリトラップで冷却液の液面、又は、液面近くを流れる断熱材等に用いられた繊維状のデブリを捕捉することができる。また、再循環プール室から冷却液を抜けば、第２デブリトラップが再循環プール室の床面に横たわるので、再循環プール室を点検する点検保安員の歩行が可能となり、再循環プール室の効率的な点検が可能になる。

（７）幾つかの実施形態では、上記（６）の構成において、
前記デブリ捕捉部は、前記浮体の高さ方向に沿って設けられ、前記浮体が前記冷却液の液面に浮かんだ状態において、前記デブリ捕捉部が前記液面を横切るように構成される。
上記（７）の構成によれば、原子炉格納室の床面に形成される開口部を通り、再循環プール室に流入する冷却液に含まれるデブリのうち、冷却液の液面、又は、液面近くを流れるデブリがデブリ捕捉部に捕捉される。これにより、デブリ捕捉部は、再循環プール室に流入する冷却液の液面、又は、液面近くを流れるデブリを効率的に捕捉することができる。

（８）幾つかの実施形態では、上記（１）から（７）のいずれか一つの構成において、
前記原子炉格納室には、前記開口部の周りを囲むように設けられる堰部と、前記堰部を貫通する水抜き孔と、からなる第３デブリトラップが設けられている。
上記（８）の構成によれば、小規模且つ簡易な構造からなるデブリトラップで原子炉格納室の床面を流れる冷却液に含まれるデブリのうち、堰部よりも低いところを流れる騨悦材片や金属片等のデブリが堰部に捕捉される。一方、デブリが捕捉された冷却液は水抜き孔を通り、開口部から再循環プール室に流入する。これにより、原子炉格納室の床面を流れる冷却液の水位上昇を抑制することができ、開口部から再循環プール室に流入するデブリの量を少なくすることができる。

（９）幾つかの実施形態では、上記（８）の構成において、
前記水抜き孔は、前記原子炉格納室の床面側に設けられる小径孔と、前記小径孔よりも上方に設けられる大径孔と、を有する。
上記（９）の構成によれば、原子炉格納室の床面を流れる冷却液の水位が低い場合には、冷却液が小径孔を抜け、原子炉格納室の床面を流れる冷却液の水位が高くなると、冷却液が小径孔と大径孔とを抜ける。これにより、原子炉格納室の床面を流れる冷却液の水位上昇を抑制することができ、開口部から再循環プール室に流入するデブリの量を少なくすることができる。

（１０）幾つかの実施形態では、上記（８）又は（９）の構成において、
前記堰部の周りに上下方向に連通する多数の孔が設けられた多孔板が配置される。
上記（１０）の構成によれば、冷却液の液面が上昇しても、堰部で捕捉されている大きなデブリを捕捉したままの状態にすることができる。

（１１）幾つかの実施形態では、上記（１０）の構成において、
前記原子炉格納室には、前記多孔板の下方域において床を貫通する縦水抜き孔からなる第４デブリトラップが設けられている。
上記（１１）の構成によれば、原子炉格納室の床面を流れる冷却液が縦水抜き孔を通って再循環プール室に流入する。これにより、原子炉格納室の床面を流れる冷却液の水位上昇を抑制することができ、開口部から再循環プール室に流入するデブリの量を少なくすることができる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、デブリのサンプスクリーン体への付着を抑制することができる原子炉格納構造が提供される。

本発明の一実施形態に係る原子炉格納構造の構成を概略的に示す縦断面図である。 一実施形態に係る第１デブリトラップの構成を概略的に示す平面図である。 図２に示した第１デブリトラップのＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 一実施形態に係る第１デブリトラップの構成を概略的に示す平面図である。 図４に示した第１デブリトラップのＶ−Ｖ線断面図である。 一実施形態に係る第１デブリトラップの構成を概略的に示す平面図である。 一実施形態に係る第２デブリトラップを概略的に示す平面図である。 図７に示した第２デブリトラップの正面図である。 図８に示した第２デブリトラップの側面図である。 一実施形態に係る第３デブリトラップを概略的に示す断面図である。 一実施形態に係る第３デブリトラップを概略的に示す断面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

図１は、本発明の一実施形態に係る原子炉格納構造１の構成を概略的に示す縦断面図である。図２は、一実施形態に係る第１デブリトラップ８の構成を概略的に示す平面図であり、図３は、図２に示した第１デブリトラップ８のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。図４は、一実施形態に係る第１デブリトラップ８の構成を概略的に示す平面図であり、図５は、図４に示した第１デブリトラップ８のＶ−Ｖ線断面図である。図６は、一実施形態に係る第１デブリトラップ８の構成を概略的に示す平面図である。

図１に示すように、本発明の一実施形態に係る原子炉格納構造１は、原子炉格納容器２と、再循環ポンプ設備３と、サンプスクリーン体４と、を備えている。

原子炉格納容器２は、原子炉５１が格納される原子炉格納室５、及び原子炉格納室５の下階に設けられる再循環プール室６、を備えている。

図示した実施形態では、原子炉格納容器２は、頂部がドーム状に形成された円筒状の容器であって、原子炉５１のほかに加圧器５２及び蒸気発生器５３が格納されている。そして、一次冷却材（軽水）は加圧器５２で加圧され、この一次冷却材が原子炉５１の核分裂反応によって生じた熱エネルギーで加熱される。そして、高温高圧となった一次冷却材は蒸気発生器５３に送られ、二次冷却材（軽水）を沸騰させる。

また、図示した実施形態では、原子炉格納容器２の外部に、タービン５４、発電機５５、及び復水器５６を備えている。そして、タービン５４には、蒸気発生器５３で沸騰した二次冷却材（蒸気）が送られる。これにより、タービン５４が回転し、発電機５５を回して発電する。そして、タービン５４を回転させた蒸気は、復水器５６で復水され、二次冷却材となって蒸気発生器５３に送られる。これにより、二次冷却材（軽水）は、蒸気発生器５３、タービン５４、及び復水器５６を循環する。

再循環プール室６は、原子炉格納室５の床面５Ａに形成される開口部７を介して原子炉格納室５と連通するとともに、床面６Ａ（再循環プール室６の床面６Ａ）にサンプ６１が設けられ、冷却液が貯留される。

図示した実施形態では、再循環プール室６の床面６Ａ、原子炉格納室５の床面５Ａに形成される開口部７から離れた位置にサンプ６１が設けられている。これにより、原子炉格納室５から開口部７を通り再循環プール室６に流入する冷却液（原子炉格納室５の上部から吐出され、原子炉格納室５に格納された機器の冷却に用いられた冷却液）は、再循環プール室６を横断してサンプ６１に流入する。

再循環ポンプ設備３は、サンプ６１から冷却液を吸い込んで原子炉格納室５の上部から冷却液を吐出するものである。これにより、再循環プール室６に貯留された冷却液は、サンプ６１、再循環ポンプ設備３を通り、原子炉格納室５の上部から吐出される。そして、原子炉格納室５の上部から吐出された冷却液は、原子炉格納室５の床面５Ａ、原子炉格納室５の床面５Ａに形成される開口部７を通り、再循環プール室６に流入する。これにより、再循環プール室６に貯留された冷却液は、サンプ６１、原子炉格納室５の上部、原子炉格納室５の床面５Ａ、及び原子炉格納室５の床面５Ａに形成された開口部７を通り、再循環プール室６に循環する。

図示した実施形態において、再循環ポンプ設備３は、サンプ６１から原子炉格納室５の天井部に配設された配管３１、配管３１の途中に設けられた循環ポンプ３２、及び原子炉格納室５の天井部に設けられたシャワーノズル３３を備えている。これにより、再循環プール室６に貯留された冷却液は、循環ポンプ３２によりサンプ６１から汲み上げられ、配管３１を通り、シャワーノズル３３から吐出される。そして、シャワーノズル３３から吐出された冷却液は、原子炉格納室５の床面５Ａ、原子炉格納室５の床面５Ａに形成される開口部７を通り、再循環プール室６に流入する。これにより、再循環プール室６に貯留された冷却液は、サンプ６１、配管３１、シャワーノズル３３、原子炉格納室５の床面５Ａ、及び原子炉格納室５の床面５Ａを通り、再循環プール室６に循環する。

サンプスクリーン体４は、サンプ６１に流入する冷却液に含まれるデブリを分離するためのものであり、サンプ６１の周りを囲むように設けられる台座４１上に設置される。

図示した実施形態において、サンプスクリーン体４は、複数のサンプスクリーン４２から構成される。複数のサンプスクリーン４２は、それぞれ、平面視正方形の箱状に形成され、その側面（４面）とその上面とから冷却液が流入可能である。これにより、冷却液の水位が低い場合には、サンプスクリーン４２の側面から冷却液が流入する。そして、冷却液の水位がサンプスクリーン４２の高さを超えた場合ではサンプスクリーン４２の上面からも冷却液が流入する。

また、本発明の一実施形態に係る原子炉格納構造１は、再循環プール室６に第１デブリトラップ８が設けられている。図２から図６に示すように、第１デブリトラップ８は、再循環プール室６の床面６Ａから突出する凸部８１である。図３及び図５に示すように、凸部８１の高さ（Ｈ）は、台座４１の高さ（Ｈ１）よりも高く、且つ、サンプスクリーン体４の高さ方向の中心の高さ（Ｈ２）よりも低い。

このような凸部８１を再循環プール室６の床面６Ａに形成することで、再循環プール室６の床面６Ａを転がり、又は、再循環プール室６の床面６Ａ近くを流れる断熱材片や金属片等のデブリを凸部８１によって捕捉することができ、デブリのサンプスクリーン体４への付着を抑制することができる。しかも、凸部８１の高さがサンプスクリーン体４の高さ方向の中心の高さ（Ｈ２）よりも低い小規模なものであるため、再循環プール室６を点検する点検保安員の歩行を容易なものとし、再循環プール室６の効率的な点検が可能になる。

図３に示すように、幾つかの実施形態では、上述した凸部８１は、再循環プール室６の床面６Ａから延在する第１面８１ａと、再循環プール室６の床面６Ａから延在する第２面８１ｂとを有している。第２面８１ｂは、第１面８１ａよりも傾斜が緩やかで、第２面８１ｂがサンプスクリーン体４に向けて配置される。

この構成によれば、原子炉格納室５の床面５Ａに形成される開口部７を通り、再循環プール室６に流入する冷却液に含まれるデブリのうち、再循環プール室６の床面６Ａを転がり、又は、再循環プール室６の床面６Ａ近くを流れるデブリが相対的に急傾斜を有する第１面８１ａに捕捉される。これにより、凸部８１は、再循環プール室６の床面６Ａを転がり、又は、再循環プール室６の床面６Ａ近くを流れるデブリを効率的に捕捉することができる。

図３に図示した実施形態において、第１デブリトラップ８を構成する凸部８１は、第１面８１ａと第１面８１ａよりも傾斜が緩やかな第２面８１ｂとを有するものであればよい。例えば、図示するように、断面三角形の凸部８１であってもよいし、図示しないが断面台形の凸部であってもよい。また、図示するように、第１面８１ａを再循環プール室６の床面６Ａに対して直角に構成してもよい。

図２に示すように、幾つかの実施形態では、第１デブリトラップ８は、平面視においてサンプスクリーン体４を囲むように延在する。
この構成によれば、原子炉格納室５の床面５Ａに形成される開口部７を通り、再循環プール室６に流入する冷却液に含まれるデブリのうち、再循環プール室６の床面６Ａを転がり、又は、床面６Ａ近くを流れるデブリが第１デブリトラップ８に捕捉される。これにより、第１デブリトラップ８は、再循環プール室６の床面６Ａを転がり、又は、床面６Ａ近くを流れるデブリがどのような方向からサンプスクリーン体４に向かったとしても、サンプスクリーン体４に到達する前に捕捉される。

図２に図示する形態において、第１デブリトラップ８は、再循環プール室６の内壁面とともにサンプスクリーン体４を囲むように延在するが、これに限られるものではなく、単独でサンプスクリーン体４を囲むように延在してもよい。また、図２に図示する形態において、第１デブリトラップ８は、平面視矩形状に延在するが、これに限られるものではなく、平面視円形状、または平面視楕円形状に延在してもよい。

図３に示すように、幾つかの実施形態では、第１デブリトラップ８は、平面視において再循環プール室６の内壁面６Ｂから延在する。
この構成によれば、原子炉格納室５の床面５Ａに形成される開口部７を通り、再循環プール室６に流入する冷却液に含まれるデブリのうち、再循環プール室６の内壁面に沿って再循環プール室６の床面６Ａを転がり、又は、床面６Ａ近くを流れるデブリが第１デブリトラップ８に捕捉される。これにより、第１デブリトラップ８は、再循環プール室６の内壁面６Ｂに沿って、再循環プール室６の床面６Ａを転がり、又は、床面６Ａ近くを流れるデブリは、サンプスクリーン体４に到達する前に捕捉される。

図３に図示する実施形態において、第１デブリトラップ８は、再循環プール室６の内壁面６Ｂに接する基端Ｐ１から内壁面６Ｂに対して直角方向に延びる境界線Ｌ１を引いた場合に、サンプスクリーン体４が設置されるスクリーン体設置領域Ａの反対側となる非設置領域Ｂに延在するように構成される。
このようにすれば、第１デブリトラップが再循環プール室６の内壁面６Ｂに沿って流れる冷却液に逆らう方向に延在することになり、再循環プール室６の内壁面６Ｂに沿って流れる冷却液に含まれるデブリが効率的に捕捉される。

なお、図３に図示する実施形態では、再循環プール室６の内壁面６Ｂは円周状に形成されている。この場合における内壁面６Ｂに対して直角方向とは、基端Ｐ１における接線Ｌ２に対して直角となる方向である。

図２から図５に示すように、幾つかの幾つかの実施形態では、第１デブリトラップ８は、凸部８１が複数列設けられる。
この構成によれば、冷却液の流れ方向上流側の凸部８１を乗り越えたデブリを下流側の凸部８１で捕捉することができるので、サンプスクリーン体４に流れ込む冷却液に含まれるデブリをより減少させることができる。

図２から図５に図示する実施形態において、第１デブリトラップ８は、凸部８１が３列設けられているが、列数はこれに限られるものではなく、任意の列数とすることができる。また、図３及び図５に図示する実施形態において、第１デブリトラップ８は、同じ高さの凸部８１で構成するものとしたが、凸部８１の高さＨは、台座４１の高さＨ１よりも高く、サンプスクリーン体４の高さ方向において中心の高さＨ２よりも低いものであれば、同じ高さにする必要はない。例えば、サンプスクリーン体４に近づくにつれて高くし、デブリを確実に捕捉するようにしてもよいし、サンプスクリーン体４に近づくにつれて低くして冷却水がサンプスクリーン体４に流入しやすくしてもよい。

図６に図示する実施形態では、第１デブリトラップ８は、平面視において、再循環プール室６の内壁面とともにサンプスクリーン体４を囲むように延在するとともに、再循環プール室６の内壁面６Ｂから延在する。
この構成によれば、第１デブリトラップ８は、再循環プール室６の内壁面６Ｂに沿って再循環プール室６の床面６Ａを転がり、又は、床面６Ａ近くを流れるデブリは、サンプスクリーン体４に到達する前に捕捉され、さらに、これで捕捉されない場合でも、再循環プール室６の床面６Ａを転がり、床面６Ａ近くを流れるデブリは、サンプスクリーン体４の直前で捕捉される。すなわち、第１デブリトラップ８が、平面視において、再循環プール室６の内壁面とともにサンプスクリーン体４を囲むように延在するとともに、再循環プール室６の内壁面６Ｂから延在することにより、相乗的に効果を発揮することができる。

図７は、一実施形態に係る第２デブリトラップ９を概略的に示す平面図である。図８は、図７に示した第２デブリトラップの正面図であり、図９は、図８に示した第２デブリトラップの側面図である。

図７に示すように、幾つかの実施形態では、再循環プール室６には、第２デブリトラップ９が設けられている。図８及び図９に示すように、第２デブリトラップ９は、冷却液に含まれるデブリを捕捉するためのデブリ捕捉部９１が設けられた浮体９２と、浮体９２と再循環プール室６の床面６Ａとを繋ぐ係留索９３と、を含んでいる。

この構成によれば、小規模且つ簡易な構造からなるデブリトラップで冷却液の液面、又は、液面近くを流れる断熱材等に用いられた繊維状のデブリを捕捉することができる。また、再循環プール室６から冷却液を抜けば、第２デブリトラップ９が再循環プール室６の床面６Ａに横たわるので、再循環プール室６を点検する点検保安員の歩行が可能となり、再循環プール室６の効率的な点検が可能になる。

図８及び図９に示すように、幾つかの実施形態では、デブリ捕捉部９１は、浮体９２の高さ方向に沿って設けられ、浮体９２が液面に浮かんだ状態において、冷却液の液面を横切るように構成される。
この構成によれば、原子炉格納室５の床面５Ａに形成される開口部７を通り、再循環プール室６に流入する冷却液に含まれるデブリのうち、冷却液の液面、又は、液面近くを流れるデブリがデブリ捕捉部９１に捕捉される。これにより、デブリ捕捉部９１は、再循環プール室６に流入する冷却液の液面、又は、液面近くを流れるデブリを効率的に捕捉することができる。

図７に図示する実施形態では、第２デブリトラップ９は、再循環プール室６の内壁面６Ｂとともにサンプスクリーン体４を囲むように配置される。このようにすれば、原子炉格納室５の床面５Ａに形成される開口部７を通り、再循環プール室６に流入する冷却液に含まれるデブリのうち、冷却液の液面、又は、液面近くを流れるデブリが効率的に捕捉される。これにより、サンプスクリーン体４に到達するデブリを減少させることができる。

図８及び図９に図示する実施形態では、第２デブリトラップ９は、さらに、浮体９２の浮力を調整する錘９４を備えている。このようにすれば、浮体９２の浮力を調整することができ、浮体９２の高さ方向に沿って設けられるデブリ捕捉部９１の中央部が冷却液の液面を横切るように調整することができる。

図８及び図９に図示する実施形態では、デブリ捕捉部９１は、複数の針を浮体９２の高さ方向に配設したもので構成されるが、浮体９２の高さ方向に配設され、液面又は液面近くを流れるデブリを捕捉するものであれば、これに限られるものではない。すなわち、冷却液に含まれるデブリを捕捉する一方、デブリが捕捉された冷却液を通過させるものであれば、櫛状の部材、網、多孔板、面ファスナーの如きものでもよい。

図１０及び図１１は、一実施形態に係る第３デブリトラップ１０を概略的に示す断面図である。
図１０及び図１１に示すように、幾つかの実施形態では、原子炉格納室５には、第３デブリトラップ１０が設けられている。第３デブリトラップ１０は、開口部７の周りを囲むように設けられる堰部１１と、堰部１１を貫通する水抜き孔１２，１３と、から構成される。

図示した実施形態において、水抜き孔１２，１３は、水平方向に堰部１１を貫通している。尚、水抜き孔１２，１３は、堰部１１を貫通するものであれば、水平方向に貫通するものでなくてもよく、例えば、堰部１１を開口部７に向けて斜め下方に貫通するものであってもよい。

この構成によれば、小規模且つ簡易な構造からなるデブリトラップで原子炉格納室５の床面５Ａを流れる冷却液に含まれるデブリのうち、堰部１１よりも低いところを流れる断熱材片や金属片等のデブリが堰部１１に捕捉される。一方、デブリが捕捉された冷却液は水抜き孔１２，１３を通り、開口部７から再循環プール室６に流入する。これにより、原子炉格納室５の床面５Ａを流れる冷却液の水位上昇を抑制することができ、開口部７から再循環プール室６に流入するデブリの量を少なくすることができる。

図１０及び図１１に示すように、幾つかの実施形態では、水抜き孔１２，１３は、原子炉格納室５の床面５Ａ側に設けられる小径孔１２と、小径孔１２よりも上方に設けられる大径孔１３と、を有する。

この構成によれば、原子炉格納室５の床面５Ａを流れる冷却液の水位が低い場合には、冷却液が小径孔１２を抜け、原子炉格納室５の床面５Ａを流れる冷却液の水位が高くなると、冷却液が小径孔１２と大径孔１３とを抜ける。これにより、原子炉格納室５の床面５Ａを流れる冷却液の水位上昇を抑制することができ、開口部７から再循環プール室６に流入するデブリの量を少なくすることができる。

図１０及び図１１に示すように、幾つかの実施形態では、堰部１１の周りに上下方向に連通する多数の孔が設けられた多孔板１４が配置される。
多孔板１４は、堰部１１に対して庇状に張り出して設けられ、原子炉格納室５の床面５Ａとの間に十分な空間が形成される。
この構成によれば、冷却液の液面が上昇しても、堰部１１で捕捉されている大きなデブリを捕捉したままの状態にすることができる。

図１２に示すように、幾つかの実施形態では、原子炉格納室５には、多孔板１４の下方域において床を貫通する縦水抜き孔１５からなる第４デブリトラップ１６が設けられている。
この構成によれば、原子炉格納室５の床面５Ａを流れる冷却液が縦水抜き孔１５を通って再循環プール室６に流入する。これにより、原子炉格納室５の床面５Ａを流れる冷却液の水位上昇を抑制することができ、開口部７から再循環プール室６に流入するデブリの量を少なくすることができる。

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
例えば、本発明の少なくとも一つの実施形態に係る原子炉格納構造を、
原子炉が格納される原子炉格納室、及び
前記原子炉格納室の下階に設けられる再循環プール室であって、前記原子炉格納室の床面に形成される開口部を介して前記原子炉格納室と連通するとともに、前記再循環プール室の床面にサンプが設けられる再循環プール室、を備える原子炉格納容器と、
前記サンプから冷却液を吸い込んで前記原子炉格納室の上部から吐出する再循環ポンプ設備と、
を備える原子炉格納構造であって、
前記再循環プール室には、前記冷却液に含まれるデブリを捕捉するためのデブリ捕捉部が設けられた浮体と、前記浮体と前記再循環プール室の床面とを繋ぐ係留索と、を含む第２デブリトラップが設けられている
ように構成してもよい。

この構成によれば、小規模且つ簡易な構造からなるデブリトラップで冷却液の液面、又は、液面近くを流れるデブリを捕捉することができる。また、再循環プール室から冷却液を抜けば、第２デブリトラップが再循環プール室の床面に横たわるので、再循環プール室を点検する点検保安員の歩行が可能となり、再循環プール室の効率的な点検が可能になる。

また、幾つかの実施形態では、上記の構成において、
前記デブリ捕捉部は、前記浮体の高さ方向に沿って設けられ、前記浮体が前記冷却液の液面に浮かんだ状態において、前記デブリ捕捉部が前記液面を横切るように構成される。
この構成によれば、原子炉格納室の床面に形成される開口部を通り、再循環プール室に流入する冷却液に含まれるデブリのうち、冷却液の液面、又は、液面近くを流れるデブリがデブリ捕捉部に捕捉される。これにより、デブリ捕捉部は、再循環プール室に流入する冷却液の液面、又は、液面近くを流れるデブリを効率的に捕捉することができる。

また、例えば、本発明の少なくとも一つの実施形態に係る原子炉格納構造を、
原子炉が格納される原子炉格納室、及び
前記原子炉格納室の下階に設けられる再循環プール室であって、前記原子炉格納室の床面に形成される開口部を介して前記原子炉格納室と連通するとともに、前記再循環プール室の床面にサンプが設けられる再循環プール室、を備える原子炉格納容器と、
前記サンプから冷却液を吸い込んで前記原子炉格納室の上部から吐出する再循環ポンプ設備と、
を備える原子炉格納構造であって、
前記原子炉格納室には、前記開口部の周りを囲むように設けられる堰部と、前記堰部を貫通する水抜き孔と、からなる第３デブリトラップが設けられている
ように構成してもよい。
この構成によれば、小規模且つ簡易な構造からなるデブリトラップで原子炉格納室の床面を流れる冷却液に含まれるデブリのうち、堰部よりも低いところを流れるデブリが堰部に捕捉される。一方、デブリが捕捉された冷却液は水抜き孔を通り、開口部から再循環プール室に流入する。これにより、原子炉格納室の床面を流れる冷却液の水位上昇を抑制することができ、開口部から再循環プール室に流入するデブリの量を少なくすることができる。

また、幾つかの実施形態では、上記の構成において、
前記水抜き孔は、前記原子炉格納室の床面側に設けられる小径孔と、前記小径孔よりも上方に設けられる大径孔と、を有する。
この構成によれば、原子炉格納室の床面を流れる冷却液の水位が低い場合には、冷却液が小径孔を抜け、原子炉格納室の床面を流れる冷却液の水位が高くなると、冷却液が小径孔と大径孔とを抜ける。これにより、原子炉格納室の床面を流れる冷却液の水位上昇を抑制することができ、開口部から再循環プール室に流入するデブリの量を少なくすることができる。

また、幾つかの実施形態では、上記の構成において、
前記堰部の周りに上下方向に連通する多数の孔が設けられた多孔板が配置される。
この構成によれば、冷却液の液面が上昇しても、堰部で捕捉されている大きなデブリを捕捉したままの状態にすることができる。

また、幾つかの実施形態では、上記の構成において、
前記原子炉格納室には、前記多孔板の下方域において床を貫通する縦水抜き孔からなる第４デブリトラップが設けられている。
この構成によれば、原子炉格納室の床面を流れる冷却液が縦水抜き孔を通って再循環プール室に流入する。これにより、原子炉格納室の床面を流れる冷却液の水位上昇を抑制することができ、開口部から再循環プール室に流入するデブリの量を少なくすることができる。

１ 原子炉格納構造
２ 原子炉格納容器
３ 再循環ポンプ設備
３１ 配管
３２ 循環ポンプ
３３ シャワーノズル
４ サンプスクリーン体
４１ 台座
４２ サンプスクリーン
５ 原子炉格納室
５Ａ 床面
５１ 原子炉
５２ 加圧器
５３ 蒸気発生器
５４ タービン
５５ 発電機
５６ 復水器
６ 再循環プール室
６Ａ 床面
６Ｂ 内壁面
６１ サンプ
７ 開口部
８ 第１デブリトラップ
８１ 凸部
８１ａ 第１面
８１ｂ 第２面
９ 第２デブリトラップ
９１ デブリ捕捉部
９２ 浮体
９３ 係留索
９４ 錘
１０ 第３デブリトラップ
１１ 堰部
１２ 小径孔（水抜き孔）
１３ 大径孔（水抜き孔）
１４ 多孔板
１５ 縦水抜き孔
１６ 第４デブリトラップ
Ｐ１ 基端
Ｌ 境界線
Ａ スクリーン体設置領域
Ｂ 非設置領域

Claims (10)

1. 原子炉が格納される原子炉格納室、及び
   前記原子炉格納室の下階に設けられる再循環プール室であって、前記原子炉格納室の床面に形成される開口部を介して前記原子炉格納室と連通するとともに、前記再循環プール室の床面にサンプが設けられる再循環プール室、を備える原子炉格納容器と、
   前記サンプから冷却液を吸い込んで前記原子炉格納室の上部から吐出する再循環ポンプ設備と、
   前記サンプの周りを囲むように設けられる台座上に設置され、前記サンプに流入する前記冷却液に含まれるデブリを分離するためのサンプスクリーン体と、
   を備える原子炉格納構造であって、
   前記再循環プール室には、前記再循環プール室の床面から突出する凸部であって、前記台座よりも高く、且つ、前記サンプスクリーン体の高さ方向の中心よりも低い凸部からなる第１デブリトラップが設けられており、
   前記凸部は、前記再循環プール室の床面から延在する第１面と、前記再循環プール室の床面から延在する、前記第１面よりも傾斜が緩やかな第２面とを有する断面三角形の中実構造に形成され、前記第２面が前記サンプスクリーン体に向けて配置され、前記第１面の前方にデブリを補足するように構成されていることを特徴とする、原子炉格納構造。
2. 前記第１デブリトラップは、平面視において前記サンプスクリーン体を囲むように延在することを特徴とする請求項１に記載の原子炉格納構造。
3. 前記第１デブリトラップは、平面視において前記再循環プール室の内壁面から延在することを特徴とする請求項１に記載の原子炉格納構造。
4. 前記第１デブリトラップは、前記凸部が複数列設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の原子炉格納構造。
5. 原子炉が格納される原子炉格納室、及び
   前記原子炉格納室の下階に設けられる再循環プール室であって、前記原子炉格納室の床面に形成される開口部を介して前記原子炉格納室と連通するとともに、前記再循環プール室の床面にサンプが設けられる再循環プール室、を備える原子炉格納容器と、
   前記サンプから冷却液を吸い込んで前記原子炉格納室の上部から吐出する再循環ポンプ設備と、
   前記サンプの周りを囲むように設けられる台座上に設置され、前記サンプに流入する前記冷却液に含まれるデブリを分離するためのサンプスクリーン体と、
   を備える原子炉格納構造であって、
   前記再循環プール室には、前記再循環プール室の床面から突出する凸部であって、前記台座よりも高く、且つ、前記サンプスクリーン体の高さ方向の中心よりも低い凸部からなる第１デブリトラップが設けられているとともに、
   前記再循環プール室には、前記冷却液に含まれるデブリを捕捉するためのデブリ捕捉部が設けられた浮体と、前記浮体と前記再循環プール室の床面とを繋ぐ係留索と、を含む第２デブリトラップが設けられていることを特徴とする、原子炉格納構造。
6. 前記デブリ捕捉部は、前記浮体の高さ方向に沿って設けられ、前記浮体が前記冷却液の液面に浮かんだ状態において、前記デブリ捕捉部が前記液面を横切るように構成されることを特徴とする請求項５に記載の原子炉格納構造。
7. 原子炉が格納される原子炉格納室、及び
   前記原子炉格納室の下階に設けられる再循環プール室であって、前記原子炉格納室の床面に形成される開口部を介して前記原子炉格納室と連通するとともに、前記再循環プール室の床面にサンプが設けられる再循環プール室、を備える原子炉格納容器と、
   前記サンプから冷却液を吸い込んで前記原子炉格納室の上部から吐出する再循環ポンプ設備と、
   前記サンプの周りを囲むように設けられる台座上に設置され、前記サンプに流入する前記冷却液に含まれるデブリを分離するためのサンプスクリーン体と、
   を備える原子炉格納構造であって、
   前記再循環プール室には、前記再循環プール室の床面から突出する凸部であって、前記台座よりも高く、且つ、前記サンプスクリーン体の高さ方向の中心よりも低い凸部からなる第１デブリトラップが設けられているとともに、
   前記原子炉格納室には、前記開口部の周りを囲むように設けられる堰部と、前記堰部を貫通する水抜き孔と、からなる第３デブリトラップが設けられていることを特徴とする、原子炉格納構造。
8. 前記水抜き孔は、前記原子炉格納室の床面側に設けられる小径孔と、前記小径孔よりも上方に設けられる大径孔と、を有することを特徴とする請求項７に記載の原子炉格納構造。
9. 前記堰部の周りに上下方向に連通する多数の孔が設けられた多孔板が配置されることを特徴とする請求項７又は８に記載の原子炉格納構造。
10. 前記原子炉格納室には、前記多孔板の下方域において床を貫通する縦水抜き孔からなる第４デブリトラップが設けられていることを特徴とする請求項９に記載の原子炉格納構造。

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