JP7112295B2

JP7112295B2 - reactor equipment

Info

Publication number: JP7112295B2
Application number: JP2018171183A
Authority: JP
Inventors: 圭吾西田; 覚蒲原; 淳一竹内; 秀晃池田; 博志合田; 太郎戸田; 展行鵜飼; 潔龍原
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2018-09-13
Filing date: 2018-09-13
Publication date: 2022-08-03
Anticipated expiration: 2038-09-13
Also published as: JP2020041961A

Description

この発明は、原子炉設備に関する。 This invention relates to nuclear reactor installations.

原子力発電所等の原子力プラントは、原子炉と、原子炉格納容器と、を備えている。原子炉は、その内部に、核分裂反応を生じる燃料集合体を備えた炉心を有する。原子炉格納容器は、内部に原子炉を収容する。
このような原子力プラントにおいて、シビアアクシデントの発生時に、燃料集合体に含まれる核燃料物質が溶融することで生成された溶融物が、原子炉容器及び原子炉格納容器から流出してしまう可能性がある。 A nuclear power plant such as a nuclear power plant includes a nuclear reactor and a reactor containment vessel. A nuclear reactor has a core with fuel assemblies therein that undergo a nuclear fission reaction. A reactor containment vessel accommodates a nuclear reactor inside.
In such a nuclear power plant, when a severe accident occurs, there is a possibility that the melted material generated by the melting of the nuclear fuel material contained in the fuel assembly will flow out of the reactor vessel and the reactor containment vessel. .

このような場合に備え、原子炉容器の下方に、溶融物を受けるコアキャッチャー等を設ける提案が複数なされている。
例えば、特許文献１には、原子炉容器の下方に、原子炉容器から落下した溶融物を受けるキャビティ室を設ける構成が開示されている。さらに、このような特許文献１には、水（冷却水）を原子炉格納容器に散布することで原子炉格納容器を冷却する構成が開示されている。 In preparation for such a case, a number of proposals have been made to provide a core catcher or the like for receiving the molten material below the reactor vessel.
For example, Patent Literature 1 discloses a configuration in which a cavity chamber is provided below the reactor vessel to receive molten material that has fallen from the reactor vessel. Furthermore, Patent Literature 1 discloses a configuration for cooling the reactor containment vessel by spraying water (cooling water) over the reactor containment vessel.

特開２０１６－１６６８３３号公報JP 2016-166833 A

しかしながら、上記したような構成では、原子炉格納容器に散布された水（水が加熱されることで発生した蒸気を含む）は、キャビティ室に流れ込む。キャビティ室で、原子炉容器から落下した溶融物と水とが反応すると、溶融物に含まれるジルコニウム（Ｚｒ）が、水に含まれる酸素を取り込んで酸化する。その結果、キャビティ室内に水の還元により気体の水素が生じるため、水素の発生量を抑えることが望まれている。
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、溶融物との反応による水素の発生量を抑えることができる原子炉設備を提供することを目的とする。 However, in the configuration described above, water (including steam generated by heating the water) sprayed into the containment vessel flows into the cavity chamber. When the molten material dropped from the reactor vessel reacts with water in the cavity chamber, zirconium (Zr) contained in the molten material is oxidized by taking in oxygen contained in the water. As a result, gaseous hydrogen is generated in the cavity due to reduction of water, and it is desired to suppress the amount of generated hydrogen.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a nuclear reactor facility capable of suppressing the amount of hydrogen generated by reaction with molten material.

この発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
この発明の第一態様によれば、原子炉設備は、ジルコニウムを含む材料で形成された燃料集合体を収容する原子炉容器と、前記原子炉容器の下方に対向して設けられた受け面を有する受け部と、前記受け面上に積層されて、金属酸化物を含む材料から形成された耐熱層と、前記耐熱層上に積層されて、前記燃料集合体を形成する材料よりも融点が低く、かつ、酸化鉄を含む材料から形成された犠牲層と、を含み、前記犠牲層は、前記酸化鉄を含むコンクリート又はモルタルにより形成され、前記酸化鉄は、前記コンクリート又はモルタル中に５０～９０重量％含まれている。 In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
According to a first aspect of the present invention, a nuclear reactor facility includes a reactor vessel containing fuel assemblies made of a material containing zirconium, and a receiving surface provided facing the lower portion of the reactor vessel. a heat-resistant layer laminated on the receiving surface and formed of a material containing a metal oxide; and a melting point lower than that of a material laminated on the heat-resistant layer and forming the fuel assembly. and a sacrificial layer formed of a material containing iron oxide , wherein the sacrificial layer is formed of concrete or mortar containing the iron oxide, and the iron oxide is contained in the concrete or mortar in an amount of 50 to It contains 90% by weight .

このように構成することで、燃料集合体が溶融し、原子炉容器から落下した溶融物が、犠牲層に接触すると、高温の溶融物によって犠牲層が溶融する。すると、犠牲層に含まれる酸化鉄と溶融物が反応し、酸化鉄に含まれる酸素を取り込んで、溶融物に含まれるジルコニウムが酸化する。このため、溶融物との反応による水の還元が抑えられ、水素の発生量を抑えることができる。
また、溶融物に含まれるジルコニウムが犠牲層に含まれる酸化鉄との反応で酸化することにより、耐熱層に含まれる金属酸化物の酸素が奪われるのを抑えることができる。したがって、耐熱層に含まれる金属酸化物の還元を抑え、耐熱層が侵食されることを抑えることができる。 With this configuration, when the fuel assembly melts and the melted material falling from the reactor vessel comes into contact with the sacrificial layer, the sacrificial layer is melted by the high-temperature melted material. Then, the iron oxide contained in the sacrificial layer reacts with the melt, taking in oxygen contained in the iron oxide, and oxidizing the zirconium contained in the melt. Therefore, reduction of water due to reaction with the melt can be suppressed, and the amount of hydrogen generated can be suppressed.
In addition, zirconium contained in the melt is oxidized by reaction with iron oxide contained in the sacrificial layer, thereby suppressing deprivation of oxygen from the metal oxide contained in the heat-resistant layer. Therefore, reduction of the metal oxide contained in the heat-resistant layer can be suppressed, and erosion of the heat-resistant layer can be suppressed.

さらに、溶融物が犠牲層に接触すると、犠牲層を形成するコンクリート又はモルタルが溶融する。これにより、溶融物の熱エネルギーがコンクリート又はモルタルによって奪われ、溶融物の温度が低下する。酸化鉄を含むコンクリート又はモルタルは、砂（珪砂）、石灰石（炭酸カルシウム・ＣａＣＯ３）を含む通常のコンクリート及びモルタルよりも融点が低い。したがって、酸化鉄を含むコンクリート又はモルタルは、通常のコンクリート及びモルタルに比較し、同じ温度であれば、溶融状態における粘度が低い。これにより、溶融物とコンクリート又はモルタルとの混合物の粘度が低くなり、例えば、拡散槽（連通空間部）内等で拡がりやすくなる。その結果、溶融物が温度低下しやすくなり、溶融物の温度を効率良く低下させることができる。 Furthermore , when the melt contacts the sacrificial layer, the concrete or mortar forming the sacrificial layer melts. This causes the heat energy of the melt to be taken away by the concrete or mortar and the temperature of the melt to drop. Concrete or mortar containing iron oxide has a lower melting point than ordinary concrete and mortar containing sand (silica sand) and limestone (calcium carbonate.CaCO3). Therefore, concrete or mortar containing iron oxide has a lower viscosity in a molten state than ordinary concrete and mortar at the same temperature. As a result, the viscosity of the mixture of the melt and the concrete or mortar is lowered, and the mixture can easily spread in, for example, the diffusion tank (communication space). As a result, the temperature of the melt can be easily lowered, and the temperature of the melt can be efficiently lowered.

さらに、酸化鉄を多く含むことで、溶融物に含まれるジルコニウムの酸化を、より効率的に行うことができる。その結果、溶融物との反応による水素発生量の抑制、耐熱層の侵食の抑制を、より確実に図ることができる。また、犠牲層を形成するコンクリート又はモルタルの低融点化により、例えば、拡散槽（連通空間部）内等で薄く拡がりやすくなることで、溶融物の温度低下を、より効率的に図ることができる。 Furthermore , by containing a large amount of iron oxide, zirconium contained in the melt can be oxidized more efficiently. As a result, it is possible to more reliably suppress the amount of hydrogen generated by the reaction with the melt and suppress the erosion of the heat-resistant layer. In addition, by lowering the melting point of the concrete or mortar that forms the sacrificial layer, for example, it becomes easier to spread thinly in the diffusion tank (communication space), etc., so that the temperature of the melt can be lowered more efficiently. .

この発明の第二態様によれば、第一に係る前記犠牲層は、３価の前記酸化鉄を含む材料から形成されているようにしてもよい。
このような構成において、３価の酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）は、３価未満の酸化鉄（ＦｅＯ、Ｆｅ_３Ｏ_４等）よりも酸化性が高い。これにより、溶融物に含まれるジルコニウムの酸化を、より効率的に行うことができる。その結果、溶融物との反応による水素発生量の抑制、耐熱層の侵食の抑制を、より確実に図ることができる。 According to the second aspect of the present invention, the first sacrificial layer may be made of a material containing the trivalent iron oxide.
In such a configuration, trivalent iron oxide (Fe ₂ O ₃ ) is more oxidizing than less than trivalent iron oxides (FeO, Fe ₃ O ₄ , etc.). Thereby, zirconium contained in the melt can be oxidized more efficiently. As a result, it is possible to more reliably suppress the amount of hydrogen generated by the reaction with the melt and suppress the erosion of the heat-resistant layer.

この発明の第三態様によれば、第一又は第二態様に係る原子炉設備は、前記受け部と前記原子炉容器の下部との間に連通する連通空間部をさらに備える。前記連通空間部は、前記燃料集合体を形成する材料よりも融点が低く、かつ、酸化鉄を含む材料から形成された連通空間犠牲層を備えるようにしてもよい。
このように構成することで、受け部と原子炉容器の下部との間から連通空間部に溶融物を流し込むことで、溶融物の収容量が増える。さらに、連通空間部においても、溶融物が、連通空間犠牲層に接触すると、高温の溶融物によって連通空間犠牲層が溶融し、連通空間犠牲層に含まれる酸化鉄によって、溶融物に含まれるジルコニウムが酸化する。このため、水の還元が抑えられ、溶融物との反応による水素の発生量を抑えることができる。 According to a third aspect of the present invention, the nuclear reactor installation according to the first or second aspect further includes a communicating space portion communicating between the receiving portion and the lower portion of the reactor vessel. The communication space portion may include a communication space sacrificial layer made of a material containing iron oxide and having a lower melting point than the material forming the fuel assembly.
With this configuration, the amount of melted material that can be accommodated is increased by flowing the melted material into the communicating space from between the receiving portion and the lower portion of the reactor vessel. Furthermore, in the communicating space portion, when the molten material comes into contact with the communicating space sacrificial layer, the communicating space sacrificial layer is melted by the high-temperature molten material, and the iron oxide contained in the communicating space sacrificial layer causes the zirconium contained in the molten material to melt. is oxidized. Therefore, the reduction of water is suppressed, and the amount of hydrogen generated by the reaction with the melt can be suppressed.

この発明の第四態様によれば、第三態様に係る原子炉設備は、前記連通空間部の外周部から上方に延びる壁部と、原子炉の運用時に使用される一以上の機器と、を備え、前記機器は、前記壁部以外の部分に支持されて設けられているようにしてもよい。
このように構成することで、原子炉の運用時に使用される機器（例えば、蒸気発生器、加圧器等）の荷重が、連通空間部の外周部に位置する壁部に作用するのを抑えることができる。このように、壁部は、機器の荷重を支持しないので、強度を確保しやすい。これにより、溶融物が流入する連通空間部の耐震性を高めることが可能となる。 According to a fourth aspect of the present invention, the nuclear reactor facility according to the third aspect includes a wall portion extending upward from the outer peripheral portion of the communicating space portion, and one or more devices used during operation of the nuclear reactor. In addition, the device may be supported by a portion other than the wall.
By configuring in this way, it is possible to suppress the load of equipment used during operation of the nuclear reactor (e.g., steam generator, pressurizer, etc.) from acting on the wall located on the outer periphery of the communicating space. can be done. In this way, the wall portion does not support the load of the equipment, so it is easy to ensure strength. This makes it possible to improve the earthquake resistance of the communicating space into which the melt flows.

この発明の第五態様によれば、ジルコニウムを含む材料で形成された燃料集合体を収容する原子炉容器と、前記原子炉容器の下方に対向して設けられた受け面を有する受け部と、前記受け面上に積層されて、金属酸化物を含む材料から形成された耐熱層と、前記耐熱層上に積層されて、前記燃料集合体を形成する材料よりも融点が低く、かつ、酸化鉄を含む材料から形成された犠牲層と、を含み、前記受け面と前記原子炉容器の下部との間の空間に連通する連通空間部をさらに備え、前記連通空間部は、前記燃料集合体を形成する材料よりも融点が低く、かつ、酸化鉄を含む材料から形成された連通空間犠牲層を備える。 According to a fifth aspect of the present invention, a nuclear reactor vessel containing a fuel assembly formed of a material containing zirconium; A heat-resistant layer laminated on the receiving surface and formed of a material containing a metal oxide, and a heat-resistant layer laminated on the heat-resistant layer and having a lower melting point than the material forming the fuel assembly and iron oxide a sacrificial layer made of a material containing The sacrificial layer is provided with a communicating space sacrificial layer formed of a material containing iron oxide and having a lower melting point than the forming material.

この発明の第七態様によれば、第一から第六態様の何れか一つの態様における原子炉設備は、前記原子炉容器を格納する原子炉格納容器の内部空間に設けられ、スプレー水を散布するスプレーノズルを備えていてもよい。
このように構成することで、溶融物の冷却により水蒸気が発生したとしても、スプレーノズルからスプレー水を散布すれば、原子炉格納容器内に蓄積されている水蒸気を冷やして凝縮することができる。そのため、原子炉格納容器の内部圧力を低下させることができる。さらに、スプレーノズルからスプレー水を散布することで、原子炉格納容器の内部圧力を低下させつつ、浮遊ＦＰ（核分裂生成物）の低減も図ることができる。 According to a seventh aspect of the present invention, the nuclear reactor facility according to any one of the first to sixth aspects is provided in an internal space of a reactor containment vessel that stores the reactor vessel, and sprays water. It may be equipped with a spray nozzle that
With this configuration, even if water vapor is generated by cooling the melt, the water vapor accumulated in the containment vessel can be cooled and condensed by spraying water from the spray nozzle. Therefore, the internal pressure of the reactor containment vessel can be lowered. Furthermore, by spraying water from the spray nozzle, it is possible to reduce the floating FP (nuclear fission products) while lowering the internal pressure of the reactor containment vessel.

上記原子炉設備によれば、溶融物との反応による水素の発生量を抑えることができる。 According to the nuclear reactor facility, it is possible to suppress the amount of hydrogen generated due to the reaction with the melt.

この発明の一実施形態における原子炉設備の全体構成を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a nuclear reactor facility in one embodiment of the present invention; FIG. 上記原子炉設備の一実施形態における要部構成を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the main configuration of the embodiment of the nuclear reactor facility; 上記原子炉設備において、溶融物により、犠牲層の一部が溶けた状態を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which a part of the sacrificial layer is melted by the melted material in the nuclear reactor facility; 上記原子炉設備において、溶融物が拡散槽にまで広がった状態を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which the melt spreads to the diffusion tank in the nuclear reactor facility; 上記原子炉設備において、原子炉ピットと拡散槽とに水を満たした状態を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which a reactor pit and a diffusion tank are filled with water in the nuclear reactor facility;

以下、この発明の一実施形態における原子炉設備を図面に基づき説明する。図１は、この実施形態における原子炉設備の全体構成を示す模式図である。図２は、上記原子炉設備の一実施形態における要部構成を示す断面図である。図３は、上記原子炉設備において、溶融物により、犠牲層の一部が溶けた状態を示す断面図である。図４は、上記原子炉設備において、溶融物が拡散槽にまで広がった状態を示す断面図である。図５は、上記原子炉設備において、原子炉ピットと拡散槽とに水を満たした状態を示す断面図である。
図１に示すように、この実施形態の原子炉設備１は、原子炉２と、原子炉格納容器３と、を備える。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A nuclear reactor installation according to one embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a nuclear reactor facility in this embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the essential configuration of one embodiment of the nuclear reactor facility. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which a portion of the sacrificial layer is melted by the molten material in the nuclear reactor facility. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which the melt spreads to the diffusion tank in the nuclear reactor facility. FIG. 5 is a sectional view showing a state in which the reactor pit and the diffusion tank are filled with water in the nuclear reactor facility.
As shown in FIG. 1 , the nuclear reactor installation 1 of this embodiment includes a nuclear reactor 2 and a reactor containment vessel 3 .

原子炉２は、原子炉容器２ｃと、炉心４とを備える。原子炉容器２ｃは、原子炉２の外殻を形成する圧力容器である。炉心４は、原子炉容器２ｃの内部に設けられ、燃料集合体４ａを有している。燃料集合体４ａは、複数本の燃料棒からなる。各燃料棒は、燃料である二酸化ウラン（ＵＯ_２）と、ジルコニウム（Ｚｒ）を含む材料からなり燃料を密閉する被覆管と、を備える。
この実施形態では、原子炉２は、加圧水型軽水炉（ＰＷＲ）であり、一次冷却材（軽水）を、核分裂反応による熱エネルギーによって加熱する。 The nuclear reactor 2 includes a reactor vessel 2 c and a core 4 . The reactor vessel 2 c is a pressure vessel that forms the outer shell of the reactor 2 . The core 4 is provided inside the reactor vessel 2c and has fuel assemblies 4a. The fuel assembly 4a consists of a plurality of fuel rods. Each fuel rod includes uranium dioxide (UO ₂ ) as fuel and a cladding tube made of a material containing zirconium (Zr) and sealing the fuel.
In this embodiment, reactor 2 is a pressurized water reactor (PWR) that heats the primary coolant (light water) with thermal energy from nuclear fission reactions.

原子炉格納容器３は、原子炉２を格納する。原子炉格納容器３内には、加圧器（機器）５と、蒸気発生器（機器）６と、ポンプ（機器）７と、が設けられている。加圧器５は、原子炉２で加熱された一次冷却材を加圧する。蒸気発生器６は、加圧された一次冷却材の熱エネルギーにより、二次冷却材（軽水）を加熱して沸騰させ、高温高圧の蒸気を発生させる。蒸気発生器６を経た一次冷却材は、ポンプ７により原子炉２に循環される。 The reactor containment vessel 3 houses the reactor 2 . A pressurizer (equipment) 5 , a steam generator (equipment) 6 , and a pump (equipment) 7 are provided in the reactor containment vessel 3 . The pressurizer 5 pressurizes the primary coolant heated in the reactor 2 . The steam generator 6 heats and boils the secondary coolant (light water) with the thermal energy of the pressurized primary coolant to generate high-temperature, high-pressure steam. The primary coolant that has passed through the steam generator 6 is circulated to the nuclear reactor 2 by the pump 7 .

原子炉格納容器３の外部には、例えば、タービン（図示無し）及び発電機（図示無し）が設けられている。タービン（図示無し）は、蒸気発生器６で生成された蒸気により発電機（図示無し）を駆動する。発電機（図示無し）は、タービン（図示無し）で駆動されることにより、電力を発生し、外部に供給する。タービン（図示無し）を経た蒸気（軽水）は、復水器（図示無し）で復水され、蒸気発生器６に循環される。 For example, a turbine (not shown) and a generator (not shown) are provided outside the containment vessel 3 . A turbine (not shown) drives a generator (not shown) with steam generated by the steam generator 6 . A generator (not shown) is driven by a turbine (not shown) to generate electric power and supply it to the outside. Steam (light water) that has passed through a turbine (not shown) is condensed in a condenser (not shown) and circulated to the steam generator 6 .

原子炉設備１は、原子炉格納容器３内に、霧状のスプレー水を散布可能なスプレーノズル８を備えている。スプレーノズル８は、原子炉格納容器３の内部空間における上方に設けられている。このスプレーノズル８には、水源（プール）から、ポンプ（図示無し）により給水される。スプレーノズル８からスプレー水を散布することで、原子炉格納容器３内に蓄積された水蒸気を凝縮させて原子炉格納容器３の内部圧力を低下させることができる。また、スプレーノズル８からスプレー水を散布することで、原子炉格納容器３の内部の浮遊ＦＰ（核分裂生成物）を低減することができる。 The nuclear reactor facility 1 includes a spray nozzle 8 capable of spraying atomized water in the reactor containment vessel 3 . The spray nozzle 8 is provided above the interior space of the reactor containment vessel 3 . The spray nozzle 8 is supplied with water from a water source (pool) by a pump (not shown). By spraying the spray water from the spray nozzle 8, the steam accumulated in the reactor containment vessel 3 can be condensed and the internal pressure of the reactor containment vessel 3 can be reduced. In addition, by spraying water from the spray nozzle 8, floating FPs (nuclear fission products) inside the containment vessel 3 can be reduced.

さらに、原子炉設備１は、原子炉格納容器３の下部に、コンクリート構造体１０を備えている。コンクリート構造体１０は、コンクリート製（例えば、鉄筋コンクリート（ＲＣ）、鉄筋鉄骨コンクリート（ＳＲＣ）等）で、基底部１１と、炉支持部１２と、拡散槽（連通空間部）１３と、連通路１４と、を主に備えている。
基底部１１は、例えば、地盤（岩盤）上などに強固に構築されている。 Furthermore, the reactor installation 1 includes a concrete structure 10 below the reactor containment vessel 3 . The concrete structure 10 is made of concrete (for example, reinforced concrete (RC), reinforced steel concrete (SRC), etc.), and includes a base portion 11, a furnace support portion 12, a diffusion tank (communication space portion) 13, and a communication passage 14. and are mainly provided.
The base portion 11 is, for example, firmly constructed on the ground (bedrock).

図２に示すように、炉支持部１２は、基底部１１から鉛直上方に向かって筒状に延びて設けられている。炉支持部１２には、下方に向かって窪んだ原子炉ピット１５が形成されている。原子炉ピット１５には、原子炉容器２ｃが収容されている。原子炉ピット１５の底面（受け面）１５ｂは、上方から下方に向かって径方向の寸法が漸次縮小するよう形成されている。原子炉ピット１５の底面１５ｂは、原子炉容器２ｃの下方に配置されるとともに、原子炉容器２ｃの下面に対向して配置されている。この実施形態における原子炉ピット１５の下部が、原子炉容器２ｃの下方に設けられるとともに原子炉容器２ｃの下面に対向して設けられた受け面１５ｂを有する受け部となっている。 As shown in FIG. 2, the furnace support portion 12 is provided so as to extend vertically upward from the base portion 11 in a cylindrical shape. A reactor pit 15 recessed downward is formed in the reactor support portion 12 . The reactor pit 15 accommodates a reactor vessel 2c. A bottom surface (receiving surface) 15b of the reactor pit 15 is formed such that its radial dimension gradually decreases from top to bottom. A bottom surface 15b of the reactor pit 15 is arranged below the reactor vessel 2c and is arranged to face the lower surface of the reactor vessel 2c. The lower portion of the reactor pit 15 in this embodiment serves as a receiving portion having a receiving surface 15b provided below the reactor vessel 2c and facing the lower surface of the reactor vessel 2c.

拡散槽１３は、原子炉ピット１５の底面１５ｂよりも下方、かつ平面視で原子炉ピット１５から側方にずれた位置に設けられている。拡散槽１３は、コンクリート構造体１０内に中空状に形成されている。 The diffusion tank 13 is provided below the bottom surface 15b of the reactor pit 15 and laterally displaced from the reactor pit 15 in plan view. The diffusion tank 13 is hollow inside the concrete structure 10 .

拡散槽１３は、槽底面１３ｂと、槽側面１３ｓと、槽天面１３ｔと、を有している。槽底面１３ｂは、基底部１１上に形成され、水平面内で広がるように平面状に形成されている。槽側面１３ｓは、槽底面１３ｂの外周部から基底部１１に連続して上方に立ち上がる壁部１６によって形成されている。槽天面１３ｔは、槽底面１３ｂの上方に間隔をあけて形成されている。槽天面１３ｔは、壁部１６上に一体に設けられ、槽底面１３ｂと平行に設けられたスラブ部１７の下面に形成されている。スラブ部１７には、上下方向に連通する開口１７ｈが形成されている。スラブ部１７上には、開口１７ｈに連続して鉛直上方に筒状に延びるチムニー部１８が一体に設けられている。 The diffusion tank 13 has a tank bottom surface 13b, a tank side surface 13s, and a tank top surface 13t. The tank bottom surface 13b is formed on the base portion 11 and is formed in a planar shape so as to extend in the horizontal plane. 13 s of tank side surfaces are formed of the wall part 16 which rises upward continuously from the outer peripheral part of the tank bottom face 13b to the base part 11. As shown in FIG. The tank top surface 13t is formed above the tank bottom surface 13b with a space therebetween. The tank top surface 13t is formed on the lower surface of a slab part 17 that is integrally provided on the wall part 16 and parallel to the tank bottom surface 13b. The slab portion 17 is formed with an opening 17h communicating vertically. A chimney portion 18 is integrally formed on the slab portion 17 so as to continue to the opening 17h and extend vertically upward in a cylindrical shape.

ここで、拡散槽１３の槽底面１３ｂの外周部から上方に延びる壁部１６に対し、原子炉２の運用時に使用される上記の加圧器５、蒸気発生器６、ポンプ７等の機器は、壁部１６以外の部分に支持されて設けられている。 Here, against the wall portion 16 extending upward from the outer peripheral portion of the tank bottom surface 13b of the diffusion tank 13, the equipment such as the pressurizer 5, the steam generator 6, the pump 7, etc. used during the operation of the nuclear reactor 2 is It is provided so as to be supported by a portion other than the wall portion 16 .

連通路１４は、原子炉ピット１５と拡散槽１３とを連通する。換言すれば、連通路１４は、原子炉ピット１５の底面１５ｂと原子炉２の下部との間の空間に連通している。連通路１４の一端１４ａは、原子炉ピット１５の底面１５ｂに開口している。連通路１４の他端１４ｂは、拡散槽１３の槽側面１３ｓに開口している。なお、連通路１４は、連通路１４内に流入した流体を拡散槽１３に向かって自重で移動させる勾配を有していてもよい。 The communication path 14 communicates the reactor pit 15 and the diffusion tank 13 . In other words, the communication path 14 communicates with the space between the bottom surface 15 b of the reactor pit 15 and the lower part of the reactor 2 . One end 14 a of the communication passage 14 opens to the bottom surface 15 b of the reactor pit 15 . The other end 14b of the communication passage 14 opens to the tank side surface 13s of the diffusion tank 13 . In addition, the communicating path 14 may have a gradient such that the fluid flowing into the communicating path 14 moves toward the diffusion tank 13 by its own weight.

原子炉容器２ｃの下方において、原子炉ピット１５の底面１５ｂ上には、原子炉ピット底部２０が設けられている。原子炉ピット底部２０は、原子炉容器２ｃの下面と、原子炉ピット１５の底面１５ｂとの間に設けられている。原子炉ピット底部２０は、耐熱層２１と、犠牲層２２と、を有する。なお、この実施形態において、上記の拡散槽１３、連通路１４、及び原子炉ピット底部２０によって、いわゆるコアキャッチャーが構成されている。 A reactor pit bottom portion 20 is provided on the bottom surface 15b of the reactor pit 15 below the reactor vessel 2c. The reactor pit bottom 20 is provided between the bottom surface of the reactor vessel 2c and the bottom surface 15b of the reactor pit 15. As shown in FIG. The reactor pit bottom 20 has a heat resistant layer 21 and a sacrificial layer 22 . In this embodiment, the diffusion tank 13, the communication passage 14, and the reactor pit bottom 20 constitute a so-called core catcher.

耐熱層２１は、原子炉ピット１５の底面１５ｂを覆うよう、底面１５ｂ上に積層されて設けられている。耐熱層２１は、連通路１４の一端１４ａが原子炉ピット１５の底面１５ｂに開口する部分に、開口部２１ｈを有している。耐熱層２１は、コンクリート構造体１０を形成するコンクリートよりも融点が高い金属酸化物を含む材料で形成されている。耐熱層２１を形成する材料に含まれる金属酸化物としては、例えば、融点が約２７００℃のジルコニア（二酸化ジルコニウム：ＺｒＯ_２）がある。耐熱層２１は、ジルコニアのみから形成してもよいし、ジルコニアを含む合金から形成してもよい。 The heat-resistant layer 21 is laminated on the bottom surface 15b of the reactor pit 15 so as to cover the bottom surface 15b. The heat-resistant layer 21 has an opening 21h at a portion where the one end 14a of the communicating passage 14 opens to the bottom surface 15b of the reactor pit 15. As shown in FIG. The heat-resistant layer 21 is made of a material containing a metal oxide having a higher melting point than the concrete forming the concrete structure 10 . Examples of metal oxides contained in the material forming the heat-resistant layer 21 include zirconia (zirconium dioxide: ZrO ₂ ) having a melting point of about 2700°C. The heat-resistant layer 21 may be formed only from zirconia, or may be formed from an alloy containing zirconia.

犠牲層２２は、所定の厚さを有し、耐熱層２１上に積層して設けられている。犠牲層２２は、コンクリート又はモルタル製で、酸化鉄を含んで形成されている。犠牲層２２に用いる酸化鉄は、２価の酸化鉄（ＦｅＯ）、３価の酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）のいずれであってもよい。３価の酸化鉄は、酸化性が高いことから、犠牲層２２に用いるのに特に適している。
犠牲層２２を形成するコンクリート又はモルタル中における酸化鉄の含有量は、１０～９０重量％とすることができる。さらに、コンクリート又はモルタル中における酸化鉄の含有量は、７０～９０重量％としてもよい。また、犠牲層２２としてモルタルを用いる場合、酸化鉄の含有量を７７重量％としてもよい。
このような犠牲層２２は、燃料集合体４ａを形成する材料及びその酸化物の融点（ジルコニウム：約１８５０℃、二酸化ウラン：約２８６０℃、二酸化ジルコニウム：約２７００℃）よりも融点が低い。なお、例えば、酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）の融点は１５６５℃、である。犠牲層２２の融点は、１４００℃～１６００℃程度であるが、酸化鉄の含有量が５０～７０重量％とした場合、犠牲層２２の融点を１４００℃程度にすることができる。 The sacrificial layer 22 has a predetermined thickness and is laminated on the heat-resistant layer 21 . The sacrificial layer 22 is made of concrete or mortar and contains iron oxide. The iron oxide used for the sacrificial layer 22 may be either bivalent iron oxide (FeO) or trivalent iron oxide (Fe ₂ O ₃ ). Trivalent iron oxide is particularly suitable for use in the sacrificial layer 22 due to its high oxidizability.
The content of iron oxide in the concrete or mortar forming the sacrificial layer 22 can be 10 to 90% by weight. Furthermore, the content of iron oxide in concrete or mortar may be 70 to 90% by weight. Further, when mortar is used as the sacrificial layer 22, the content of iron oxide may be 77% by weight.
The sacrificial layer 22 has a lower melting point than the melting point of the material forming the fuel assembly 4a and its oxide (zirconium: about 1850° C., uranium dioxide: about 2860° C., zirconium dioxide: about 2700° C.). Note that, for example, iron oxide (Fe ₂ O ₃ ) has a melting point of 1565°C. The melting point of the sacrificial layer 22 is about 1400.degree. C. to 1600.degree.

また、拡散槽１３の槽底面１３ｂ上には、拡散槽犠牲層（連通空間犠牲層）３２が所定の厚さで積層されて設けられている。拡散槽犠牲層３２は、犠牲層２２と同様、コンクリート又はモルタル製で、酸化鉄を含んで形成されている。拡散槽犠牲層３２に用いる酸化鉄は、２価の酸化鉄（ＦｅＯ）、３価の酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）のいずれであってもよい。３価の酸化鉄は、酸化性が高いことから、犠牲層２２に用いるのに特に適している。
拡散槽犠牲層３２を形成するコンクリート又はモルタル中における酸化鉄の含有量は、１０～９０重量％とすることができる。さらに、コンクリート又はモルタル中における酸化鉄の含有量は、７０～９０重量％としてもよい。また、拡散槽犠牲層３２としてモルタルを用いる場合、酸化鉄の含有量を７７重量％としてもよい。
このような拡散槽犠牲層３２は、燃料集合体４ａを形成する材料及びその酸化物の融点（ジルコニウム：約１８５０℃、二酸化ウラン：約２８６０℃、二酸化ジルコニウム：約２７００℃）よりも融点が低い。拡散槽犠牲層３２の融点は、犠牲層２２の融点と同様に、１４００℃～１６００℃程度である。酸化鉄の含有量が５０～７０重量％とした場合、拡散槽犠牲層３２の融点を１４００℃程度にすることができる。 A diffusion tank sacrificial layer (communication space sacrificial layer) 32 is laminated with a predetermined thickness on the bottom surface 13 b of the diffusion tank 13 . Like the sacrificial layer 22, the sacrificial layer 32 of the diffusion tank is made of concrete or mortar and contains iron oxide. The iron oxide used for the diffusion bath sacrificial layer 32 may be either bivalent iron oxide (FeO) or trivalent iron oxide (Fe ₂ O ₃ ). Trivalent iron oxide is particularly suitable for use in the sacrificial layer 22 due to its high oxidizability.
The content of iron oxide in the concrete or mortar forming the diffusion tank sacrificial layer 32 can be 10 to 90% by weight. Furthermore, the content of iron oxide in concrete or mortar may be 70 to 90% by weight. Further, when mortar is used as the diffusion bath sacrificial layer 32, the content of iron oxide may be 77% by weight.
Such a diffusion tank sacrificial layer 32 has a melting point lower than the melting point of the material forming the fuel assembly 4a and its oxide (zirconium: about 1850° C., uranium dioxide: about 2860° C., zirconium dioxide: about 2700° C.). . The melting point of the diffusion bath sacrificial layer 32 is about 1400.degree. C. to 1600.degree. When the content of iron oxide is 50 to 70% by weight, the melting point of the diffusion bath sacrificial layer 32 can be made about 1400.degree.

通常のコンクリート及びモルタルは、セメントと、砂や砂利等の骨材と、水と、混和剤とを材料としているが、この実施形態において犠牲層２２、拡散槽犠牲層３２を形成するコンクリート又はモルタルは、酸化鉄を骨材として用いる。すなわち、犠牲層２２、拡散槽犠牲層３２を形成するコンクリート又はモルタルは、セメントと、酸化鉄と、水と、混和剤とを材料とし、これらの材料を混練した後に硬化させることで形成されている。なお、犠牲層２２、拡散槽犠牲層３２を形成するコンクリート又はモルタルは、酸化鉄を上記したような範囲の量で含有するのであれば、骨材として、砂や砂利等を加えてもよい。ここで、犠牲層２２及び拡散槽犠牲層３２を形成するコンクリート及びモルタルの骨材は、平均粒子径１μｍ以上とすることができる。この実施形態における骨材の平均粒子径は、レーザ回折・散乱法を用いて測定されるものである。
骨材の平均粒子径が小さいほど、犠牲層２２及び拡散槽犠牲層３２の内部における性状が均一になりやすく、犠牲層２２及び拡散槽犠牲層３２の侵食が均一に進む（換言すれば、ショートパスの発生を抑制できる）。また、骨材の平均粒子径が小さいほど、溶融炉心と接触し易くなり、反応が速やかに進むため、粘性低減速度が速くなる。さらに、材料分離（セメントペーストと骨材の分離）が生じ難いので、施工し易くなる点でも有利となる。 Ordinary concrete and mortar are made of cement, aggregates such as sand and gravel, water, and an admixture. uses iron oxide as aggregate. That is, the concrete or mortar forming the sacrificial layer 22 and the diffusion tank sacrificial layer 32 is made of cement, iron oxide, water, and an admixture, and is formed by kneading these materials and then hardening them. there is The concrete or mortar forming the sacrificial layer 22 and the diffusion tank sacrificial layer 32 may contain sand, gravel, or the like as an aggregate as long as it contains iron oxide in the above-described amount. Here, the concrete and mortar aggregate forming the sacrificial layer 22 and the diffusion tank sacrificial layer 32 can have an average particle size of 1 μm or more. The average particle size of the aggregate in this embodiment is measured using a laser diffraction/scattering method.
The smaller the average particle diameter of the aggregate, the more uniform the properties inside the sacrificial layer 22 and the sacrificial diffusion layer 32, and the more uniformly the erosion of the sacrificial layer 22 and the sacrificial diffusion layer 32 progresses (in other words, the shorter the time). pass generation can be suppressed). In addition, the smaller the average particle size of the aggregate, the easier it is to come into contact with the molten core, and the faster the reaction progresses, and the faster the viscosity reduction speed becomes. Furthermore, since material separation (separation of cement paste and aggregate) is less likely to occur, it is advantageous in terms of ease of construction.

このような原子炉設備１において、図３に示すように、緊急時に、燃料集合体４ａが溶融し、原子炉容器２ｃから落下した溶融物Ｄが、犠牲層２２に接触すると、高温の溶融物Ｄによって犠牲層２２を形成するコンクリート又はモルタルが溶融する。すると、犠牲層２２のコンクリート又はモルタルに含まれる酸化鉄と、溶融物Ｄに含まれるジルコニウムが反応し、酸化鉄に含まれる酸素を取り込んで酸化する（二酸化ジルコニウム、ＺｒＯ_２になる）。これによって、後に注入される冷却水や蒸気に含まれる酸素が、溶融物Ｄに含まれるジルコニウムに奪われることが抑えられる。その結果、水や蒸気の還元が抑えられ、溶融物Ｄとの反応による水素の発生量が抑えられる。 In such a nuclear reactor facility 1, as shown in FIG. D melts the concrete or mortar forming the sacrificial layer 22 . Then, the iron oxide contained in the concrete or mortar of the sacrificial layer 22 and the zirconium contained in the melt D react with each other to take in oxygen contained in the iron oxide and oxidize it (becomes zirconium dioxide, ZrO ₂ ). This prevents the zirconium contained in the melt D from depriving oxygen contained in cooling water or steam to be injected later. As a result, the reduction of water and steam is suppressed, and the amount of hydrogen generated by the reaction with the melt D is suppressed.

また、犠牲層２２の下に耐熱層２１が設けられている部分では、溶融物Ｄに含まれるジルコニウムが犠牲層２２に含まれる酸化鉄との反応で酸化しているので、耐熱層２１に含まれるジルコニアの酸素が奪われることが抑えられる。したがって、耐熱層２１に含まれるジルコニアの還元を抑えることができる。これにより、耐熱層２１に含まれるジルコニアがジルコニウムに還元されて、耐熱層２１の融点が低下してしまうのを抑えることができる。その結果、耐熱層２１の侵食の発生が抑えられる。 In addition, in the portion where the heat-resistant layer 21 is provided under the sacrificial layer 22, since the zirconium contained in the melt D is oxidized by the reaction with the iron oxide contained in the sacrificial layer 22, it is contained in the heat-resistant layer 21. It is possible to suppress the deprivation of oxygen from the zirconia that is formed. Therefore, reduction of zirconia contained in the heat-resistant layer 21 can be suppressed. This can prevent the zirconia contained in the heat-resistant layer 21 from being reduced to zirconium, thereby preventing the melting point of the heat-resistant layer 21 from lowering. As a result, the occurrence of erosion of the heat-resistant layer 21 is suppressed.

また、図４に示すように、溶融物Ｄが接触することで、耐熱層２１の開口部２１ｈの部分で犠牲層２２を形成するコンクリート又はモルタルが溶融すると、溶融したコンクリート又はモルタルが開口部２１ｈを通して連通路１４に流れ落ちる。すると、連通路１４が連通し、溶融物Ｄが、溶融したコンクリート又はモルタルとともに、連通路１４を通して拡散槽１３に流れこむ。
ここで、溶融物Ｄの熱エネルギーは、コンクリート又はモルタルによって奪われ、溶融物Ｄの温度が低下する。酸化鉄を含むコンクリート又はモルタルは、砂（珪砂）、石灰石（炭酸カルシウム・ＣａＣＯ_３）を含む通常のコンクリート及びモルタルよりも融点が低い。したがって、酸化鉄を含むコンクリート又はモルタルは、通常のコンクリート及びモルタルに比較し、同じ温度であれば、溶融状態における粘度が低い。これにより、溶融物Ｄとコンクリート又はモルタルとの混合物の粘度が低くなり、拡散槽１３内で拡がりやすくなる。その結果、溶融物Ｄが槽底面１３ｂ内で薄く広がれば、溶融物Ｄの温度が低下しやすくなる。 Further, as shown in FIG. 4, when the concrete or mortar forming the sacrificial layer 22 melts at the openings 21h of the heat-resistant layer 21 due to the contact of the molten material D, the molten concrete or mortar melts at the openings 21h. flows down into the communication passage 14 through the Then, the communicating path 14 is communicated, and the molten material D flows into the diffusion tank 13 through the communicating path 14 together with the molten concrete or mortar.
Here, the thermal energy of the melt D is taken away by the concrete or mortar and the temperature of the melt D drops. Concrete or mortar containing iron oxide has a lower melting point than ordinary concrete and mortar containing sand (silica sand) and limestone (calcium carbonate.CaCO ₃ ). Therefore, concrete or mortar containing iron oxide has a lower viscosity in a molten state than ordinary concrete and mortar at the same temperature. As a result, the viscosity of the mixture of the melt D and the concrete or mortar is lowered and spreads easily within the diffusion tank 13 . As a result, if the melted material D spreads thinly within the bottom surface 13b of the tank, the temperature of the melted material D tends to decrease.

拡散槽１３に流れ込んだ溶融物Ｄは、拡散槽犠牲層３２に接触すると、拡散槽犠牲層３２が溶融する。すると、拡散槽犠牲層３２に含まれる酸化鉄が溶融物Ｄに反応し、溶融物Ｄに残存するジルコニウムが酸化する。これにより、注入される冷却水の還元が抑えられ、溶融物Ｄとの反応による水素の発生量が抑えられる。
さらに、拡散槽犠牲層３２を形成する、酸化鉄を含むコンクリート又はモルタルは、通常のコンクリート及びモルタルに比較し、同じ温度であれば、溶融状態における粘度が低い。これにより、溶融物Ｄとコンクリート又はモルタルとの混合物の粘度が低くなり、拡散槽１３内で薄く拡がり、溶融物Ｄの温度が低下しやすくなる。 When the melt D that has flowed into the diffusion tank 13 contacts the diffusion tank sacrificial layer 32 , the diffusion tank sacrifice layer 32 melts. Then, the iron oxide contained in the diffusion bath sacrificial layer 32 reacts with the melt D, and the zirconium remaining in the melt D is oxidized. As a result, reduction of the injected cooling water is suppressed, and the amount of hydrogen generated by reaction with the melt D is suppressed.
Furthermore, the iron oxide-containing concrete or mortar that forms the diffusion tank sacrificial layer 32 has a lower viscosity in a molten state than ordinary concrete and mortar at the same temperature. As a result, the viscosity of the mixture of the melt D and the concrete or mortar is lowered, the mixture spreads thinly in the diffusion tank 13, and the temperature of the melt D is easily lowered.

このようにして、溶融物Ｄが拡散槽１３にまで流れ込んだら、注水設備（図示せず）を用いて、冷却水の注入を行う。冷却水の注入を、早期から実施することで、拡散槽１３の槽底面１３ｂ上に広がる溶融物Ｄを、速やかに冷却することが可能となる。図５に示すように、冷却水Ｗを、原子炉ピット１５、及び連通路１４、拡散槽１３に満たすことにより、溶融物Ｄが長期にわたって冷却される。 After the melt D has flowed into the diffusion tank 13 in this manner, cooling water is injected using a water injection system (not shown). By injecting cooling water from an early stage, it becomes possible to rapidly cool the molten material D spreading on the tank bottom surface 13b of the diffusion tank 13 . As shown in FIG. 5, by filling the reactor pit 15, the communication passage 14, and the diffusion tank 13 with cooling water W, the melt D is cooled over a long period of time.

溶融物Ｄを冷却するために注水設備（図示せず）により冷却水Ｗの注入が行われた場合、冷却水Ｗの水蒸気が原子炉格納容器３内に蓄積される。この水蒸気によって原子炉格納容器３の内部圧力が上昇する場合には、スプレーノズル８によって原子炉格納容器３の内部空間にスプレー水を散布する。これにより、原子炉格納容器３の内部に蓄積された水蒸気が凝縮し、原子炉格納容器３の内部圧力を低下させることができる。また、スプレーノズル８からスプレー水を散布することで、原子炉格納容器３の内部の浮遊ＦＰ（核分裂生成物）を低減することもできる。 When cooling water W is injected by a water injection system (not shown) to cool the melt D, water vapor of the cooling water W accumulates in the reactor containment vessel 3 . When the internal pressure of the containment vessel 3 rises due to this steam, spray water is sprayed into the internal space of the containment vessel 3 by the spray nozzle 8 . As a result, the water vapor accumulated inside the reactor containment vessel 3 is condensed, and the internal pressure of the reactor containment vessel 3 can be lowered. Further, by spraying water from the spray nozzle 8, floating FPs (nuclear fission products) inside the reactor containment vessel 3 can be reduced.

したがって、上述した第一実施形態の原子炉設備１によれば、溶融物Ｄが犠牲層２２に接触すると、高温の溶融物Ｄによって犠牲層２２が溶融する。すると、犠牲層２２に含まれる酸化鉄と溶融物Ｄが反応し、溶融物Ｄに含まれるジルコニウムが酸化する。このため、原子炉格納容器３内の水の酸素が奪われるのを抑えることができ、溶融物Ｄとの反応による水素の発生量を抑えることができる。
また、溶融物Ｄに含まれるジルコニウムが犠牲層２２に含まれる酸化鉄との反応で酸化することにより、耐熱層２１に含まれるジルコニアの酸素が奪われるのを抑えることができる。したがって、耐熱層２１に含まれるジルコニアの還元を抑え、耐熱層２１が侵食されることが抑えられる。 Therefore, according to the nuclear reactor installation 1 of the first embodiment described above, when the molten material D comes into contact with the sacrificial layer 22 , the sacrificial layer 22 is melted by the hot molten material D. Then, the iron oxide contained in the sacrificial layer 22 reacts with the melt D, and the zirconium contained in the melt D is oxidized. Therefore, it is possible to prevent the water in the containment vessel 3 from being deprived of oxygen, and the amount of hydrogen generated by the reaction with the molten material D can be reduced.
Further, zirconium contained in the melt D reacts with iron oxide contained in the sacrificial layer 22 and is oxidized, so that deprivation of oxygen from zirconia contained in the heat-resistant layer 21 can be suppressed. Therefore, reduction of zirconia contained in the heat-resistant layer 21 is suppressed, and erosion of the heat-resistant layer 21 is suppressed.

また、犠牲層２２は、酸化鉄を含むコンクリート又はモルタルにより形成されている。これにより、溶融物Ｄが犠牲層２２に接触して、犠牲層２２を形成するコンクリート又はモルタルが溶融すると、溶融状態におけるコンクリート又はモルタルの粘度が低下する。これにより、溶融物Ｄとコンクリート又はモルタルの混合物の粘度が低くなり、拡散槽１３内で薄く拡がりやすくなる。その結果、溶融物Ｄが温度低下しやすくなり、溶融物Ｄの温度を効率良く低下させることができる。 The sacrificial layer 22 is made of concrete or mortar containing iron oxide. As a result, when the melt D contacts the sacrificial layer 22 and the concrete or mortar forming the sacrificial layer 22 melts, the viscosity of the concrete or mortar in the molten state decreases. As a result, the viscosity of the mixture of the melt D and concrete or mortar is lowered, and the mixture tends to spread thinly in the diffusion tank 13 . As a result, the temperature of the melt D can be easily lowered, and the temperature of the melt D can be efficiently lowered.

また、犠牲層２２は、酸化鉄を多く含むことで、溶融物Ｄに含まれるジルコニウムの酸化を、より効率的に行い、溶融物Ｄの水素発生量の抑制、耐熱層２１の侵食の抑制を、より確実に図ることができる。また、犠牲層２２を形成するコンクリート又はモルタルの低融点化により、拡散槽１３内で薄く拡がりやすくなることで、溶融物Ｄの温度低下を、より効率的に図ることができる。 In addition, since the sacrificial layer 22 contains a large amount of iron oxide, the zirconium contained in the melt D is oxidized more efficiently, the amount of hydrogen generated in the melt D is suppressed, and the erosion of the heat-resistant layer 21 is suppressed. , can be achieved more reliably. In addition, since the concrete or mortar forming the sacrificial layer 22 has a low melting point, it becomes easier to spread thinly in the diffusion tank 13, so that the temperature of the melt D can be lowered more efficiently.

犠牲層２２を構成するコンクリート又はモルタルに含まれる３価の酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）は、３価未満の酸化鉄（ＦｅＯ、Ｆｅ_３Ｏ_４等）よりも酸化性が高い。これにより、溶融物Ｄに含まれるジルコニウムの酸化を、より効率的に行い、溶融物Ｄの水素発生量の抑制、耐熱層２１の侵食の抑制を、より確実に図ることができる。 Trivalent iron oxide (Fe ₂ O ₃ ) contained in the concrete or mortar forming the sacrificial layer 22 has a higher oxidizing property than less than trivalent iron oxide (FeO, Fe ₃ O ₄ , etc.). As a result, the zirconium contained in the melt D can be oxidized more efficiently, and the amount of hydrogen generated in the melt D and the corrosion of the heat-resistant layer 21 can be suppressed more reliably.

また、拡散槽１３に溶融物Ｄを流し込むことで、より多くの溶融物Ｄが収容される。拡散槽１３においても、溶融物Ｄが拡散槽犠牲層３２に接触すると、拡散槽犠牲層３２に含まれる酸化鉄によって、溶融物Ｄに含まれるジルコニウムが酸化する。これによっても、水の還元が抑えられ、水素の発生量を抑えることができる。 Further, by pouring the molten material D into the diffusion tank 13, a larger amount of the molten material D is accommodated. Also in the diffusion tank 13 , when the melt D contacts the diffusion tank sacrificial layer 32 , zirconium contained in the melt D is oxidized by the iron oxide contained in the diffusion tank sacrificing layer 32 . This also suppresses the reduction of water and suppresses the amount of hydrogen generated.

また、原子炉２の運用時に使用される加圧器５、蒸気発生器６、ポンプ７等の機器が、壁部１６以外の部分に支持されて設けられているので、これらの機器の荷重が壁部１６に作用するのを抑えることができる。これにより、壁部１６の強度を確保し、機器の荷重が作用することによる壁部１６の耐震性低下を回避することができる。 In addition, since the equipment such as the pressurizer 5, the steam generator 6, the pump 7, etc. used during the operation of the nuclear reactor 2 are supported by portions other than the wall portion 16, the load of these equipment is applied to the wall. Acting on the portion 16 can be suppressed. As a result, the strength of the wall portion 16 can be ensured, and deterioration of the earthquake resistance of the wall portion 16 due to the application of the load of the equipment can be avoided.

（その他の変形例）
なお、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。
例えば、上記実施形態では、原子炉２として、加圧水型の軽水炉を示したが、本発明は、これに限らず、原子炉２は、沸騰水型の軽水炉（ＢＷＲ）や、高速炉等であってもよい。 (Other modifications)
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications to the above-described embodiment within the scope of the present invention. That is, the specific shapes, configurations, and the like given in the embodiments are merely examples, and can be changed as appropriate.
For example, in the above embodiment, the reactor 2 is a pressurized water reactor, but the present invention is not limited to this, and the reactor 2 may be a boiling water reactor (BWR), a fast reactor, or the like. may

１原子炉設備
２原子炉
２ｃ原子炉容器
３原子炉格納容器
４炉心
４ａ燃料集合体
５加圧器（機器）
６蒸気発生器（機器）
７ポンプ（機器）
８スプレーノズル
１０コンクリート構造体
１１基底部
１２炉支持部
１３拡散槽（連通空間部）
１３ｂ槽底面
１３ｓ槽側面
１３ｔ槽天面
１４連通路
１４ａ一端
１４ｂ他端
１５原子炉ピット
１５ｂ底面（受け面）
１６壁部
１７スラブ部
１７ｈ開口
１８チムニー部
１９下部空間
２０原子炉ピット底部
２１耐熱層
２１ｈ開口部
２２犠牲層
３２拡散槽犠牲層（連通空間犠牲層）
Ｄ溶融物
Ｗ冷却水 1 Reactor Equipment 2 Reactor 2c Reactor Vessel 3 Reactor Containment Vessel 4 Core 4a Fuel Assembly 5 Pressurizer (Equipment)
6 Steam generator (equipment)
7 Pump (equipment)
8 spray nozzle 10 concrete structure 11 base 12 furnace support 13 diffusion tank (communication space)
13b Tank bottom surface 13s Tank side surface 13t Tank top surface 14 Communication passage 14a One end 14b Other end 15 Reactor pit 15b Bottom surface (receiving surface)
16 wall portion 17 slab portion 17h opening 18 chimney portion 19 lower space 20 reactor pit bottom portion 21 heat-resistant layer 21h opening portion 22 sacrificial layer 32 diffusion tank sacrificial layer (communication space sacrificial layer)
D melt W cooling water

Claims

a reactor vessel containing fuel assemblies made of a material containing zirconium;
a receiving portion having a receiving surface facing the lower portion of the reactor vessel;
a heat-resistant layer laminated on the receiving surface and formed of a material containing a metal oxide;
a sacrificial layer laminated on the heat-resistant layer and made of a material having a lower melting point than the material forming the fuel assembly and containing iron oxide;
including
The sacrificial layer is formed of concrete or mortar containing the iron oxide,
The iron oxide is contained in the concrete or mortar in an amount of 50 to 90% by weight.
Nuclear reactor equipment.

The nuclear reactor facility according to claim 1 , wherein the sacrificial layer is made of a material containing the trivalent iron oxide.

further comprising a communication space portion communicating with the space between the receiving surface and the lower portion of the reactor vessel,
3. The nuclear reactor facility according to claim 1 , wherein the communication space includes a communication space sacrificial layer made of a material containing iron oxide and having a melting point lower than that of the material forming the fuel assembly.

a wall portion extending upward from an outer peripheral portion of the communication space;
one or more pieces of equipment used during operation of the nuclear reactor,
4. The nuclear reactor facility according to claim 3 , wherein the device is supported by a portion other than the wall.

a reactor vessel containing fuel assemblies made of a material containing zirconium;
a receiving portion having a receiving surface facing the lower portion of the reactor vessel;
a heat-resistant layer laminated on the receiving surface and formed of a material containing a metal oxide;
a sacrificial layer laminated on the heat-resistant layer and made of a material having a lower melting point than the material forming the fuel assembly and containing iron oxide;
including
further comprising a communication space portion communicating with the space between the receiving surface and the lower portion of the reactor vessel,
The communication space includes a communication space sacrificial layer made of a material containing iron oxide and having a lower melting point than the material forming the fuel assembly.
Nuclear reactor equipment.

a wall portion extending upward from an outer peripheral portion of the communication space;
one or more pieces of equipment used during operation of the nuclear reactor,
The device is supported by a portion other than the wall.
A nuclear reactor installation according to claim 5 .

7. The nuclear reactor facility according to any one of claims 1 to 6 , further comprising a spray nozzle that is provided in an internal space of a reactor containment vessel that stores the reactor vessel and that sprays spray water.