特許 6535580 原子炉のコアキャッチャ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6535580

(24)【登録日】2019年6月7日

(45)【発行日】2019年6月26日

(54)【発明の名称】原子炉のコアキャッチャ

(51)【国際特許分類】

   G21C 9/016 20060101AFI20190617BHJP

【ＦＩ】

   G21C9/016

【請求項の数】13

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-224566(P2015-224566)

(22)【出願日】2015年11月17日

(65)【公開番号】特開2017-90400(P2017-90400A)

(43)【公開日】2017年5月25日

【審査請求日】2018年8月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】507250427

【氏名又は名称】日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】松崎 隆久

【審査官】 村川 雄一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−０４５５９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２５１８９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２５７９１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０６２１５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４３４２６２１（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ２１Ｃ ９／００ − ９／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

原子炉炉心を原子炉圧力容器内に持ち、前記原子炉炉心が溶融した際に発生する炉心溶融物を原子炉格納容器の床面で受け止めると共に、冷却水が流れる複数の冷却水配管を有し、かつ、前記複数の冷却水配管を流れる前記冷却水によって前記炉心溶融物を冷却するために前記原子炉格納容器の床面上に設置されている原子炉のコアキャッチャであって、
前記コアキャッチャは、枝分かれした複数の冷却水配管に前記冷却水を供給するヘッダ管、該ヘッダ管から前記冷却水が流れ、前記原子炉格納容器の床面中央部に近い配管が最も長く、この最も長い配管を中心に外側に向うに従い順次短い複数の配管から成り前記炉心溶融物を冷却する傾斜管、該傾斜管のそれぞれの端部に接続されると共に、前記炉心溶融物を冷却した後の前記冷却水が前記傾斜管から供給され、前記炉心溶融物を冷却した後の前記冷却水を前記原子炉格納容器内に排出する鉛直管から成る前記冷却水配管と、該冷却水配管の上方に設置され、前記炉心溶融物を前記原子炉格納容器の床面で受け止めるための犠牲層とを備え、
前記複数の傾斜管のうちの最も長い前記傾斜管には最も長い前記鉛直管が接続され、かつ、前記複数の傾斜管のうちの最も短い前記傾斜管には最も短い前記鉛直管が接続されていることを特徴とする原子炉のコアキャッチャ。

【請求項2】

請求項１に記載の原子炉のコアキャッチャにおいて、
前記複数の傾斜管ごとに前記鉛直管の長さが異なることを特徴とする原子炉のコアキャッチャ。

【請求項3】

請求項１に記載の原子炉のコアキャッチャにおいて、
前記複数の傾斜管のうちの最も短い前記傾斜管に隣接する複数本の前記傾斜管に接続される前記鉛直管は、その長さが中心に向うに従い順次長く、かつ、最も長い前記傾斜管に隣接する複数本の前記鉛直管は、最も長い前記鉛直管と同じ長さであることを特徴とする原子炉のコアキャッチャ。

【請求項4】

請求項１に記載の原子炉のコアキャッチャにおいて、
前記複数の傾斜管のうちの最も短い前記傾斜管に接続される前記鉛直管及び最も短い前記傾斜管に隣接する複数本の前記傾斜管に接続される前記鉛直管は、その長さは前記炉心溶融物が前記炉心溶融物を冷却した後の前記冷却水を前記原子炉格納容器内に排出する開口部のみの長さか、或いは前記鉛直管に前記炉心溶融物が流れ込まない長さであり、かつ、最も長い前記傾斜管に隣接する複数本の前記鉛直管は、最も長い前記鉛直管と同じ長さであることを特徴とする原子炉のコアキャッチャ。

【請求項5】

請求項１に記載の原子炉のコアキャッチャにおいて、
前記複数の傾斜管のうちの最も短い前記傾斜管に隣接する複数本の前記傾斜管に接続される前記鉛直管は、その長さが最も短い前記傾斜管に隣接する前記鉛直管と同じ長さであり、かつ、最も長い前記傾斜管に隣接する複数本の傾斜管に接続される鉛直管は、最も長い前記鉛直管と同じ長さであることを特徴とする原子炉のコアキャッチャ。

【請求項6】

請求項１に記載の原子炉のコアキャッチャにおいて、
前記複数の傾斜管のうちの最も短い前記傾斜管に隣接する複数本の前記傾斜管に接続される前記鉛直管は、その長さが最も短い前記傾斜管に隣接する複数本の前記傾斜管に接続される前記鉛直管と同じ長さであり、かつ、前記複数の傾斜管のうちの最も長い前記傾斜管に接続される前記鉛直管が最も長く、該最も長い前記傾斜管に隣接する複数本の前記傾斜管に接続される前記鉛直管は、その長さが外側に向うに従い順次短い長さであることを特徴とする原子炉のコアキャッチャ。

【請求項7】

原子炉炉心を原子炉圧力容器内に持ち、前記原子炉炉心が溶融した際に発生する炉心溶融物を原子炉格納容器の床面で受け止めると共に、冷却水が流れる複数の冷却水配管を有し、かつ、前記複数の冷却水配管を流れる前記冷却水によって前記炉心溶融物を冷却するために前記原子炉格納容器の床面上に設置されている原子炉のコアキャッチャであって、
前記コアキャッチャは、枝分かれした複数の冷却水配管に前記冷却水を供給するヘッダ管、該ヘッダ管から前記冷却水が流れ、前記原子炉格納容器の床面中央部に近い配管が最も長く、この最も長い配管を中心に外側に向うに従い順次短い複数の配管から成り前記炉心溶融物を冷却する傾斜管、該傾斜管のそれぞれの端部に接続されると共に、前記炉心溶融物を冷却した後の前記冷却水が前記傾斜管から供給され、前記炉心溶融物を冷却した後の前記冷却水を前記原子炉格納容器内に排出する鉛直管から成る前記冷却水配管と、該冷却水配管の上方に設置され、前記炉心溶融物を前記原子炉格納容器の床面で受け止めるための犠牲層とを備え、
前記複数の傾斜管のうちの最も長い前記傾斜管に接続される前記鉛直管の出口部が最も上部で、かつ、前記複数の傾斜管のうちの最も短い前記傾斜管に接続される前記鉛直管の出口部が最も下部であることを特徴とする原子炉のコアキャッチャ。

【請求項8】

請求項７に記載の原子炉のコアキャッチャにおいて、
前記傾斜管ごとに前記鉛直管の出口部の高さが異なることを特徴とする原子炉のコアキャッチャ。

【請求項9】

請求項７に記載の原子炉のコアキャッチャにおいて、
前記複数の傾斜管のうちの最も短い前記傾斜管に接続される前記傾斜管に隣接する複数本の前記傾斜管に接続される前記鉛直管の出口部は、その高さが中心に向うに従い順次高く、かつ、最も長い前記傾斜管に隣接する複数本の前記鉛直管の出口部は、最も長い前記鉛直管の出口部と同じ高さであることを特徴とする原子炉のコアキャッチャ。

【請求項10】

請求項７に記載の原子炉のコアキャッチャにおいて、
前記複数の傾斜管のうちの最も短い前記傾斜管に接続される前記鉛直管の出口部及び最も短い前記傾斜管に隣接する複数本の前記傾斜管に接続される前記鉛直管の出口部は、その高さは前記炉心溶融物が前記炉心溶融物を冷却した後の前記冷却水を前記原子炉格納容器内に排出する開口部のみの高さか、或いは前記鉛直管に前記炉心溶融物が流れ込まない高さであり、かつ、最も長い前記傾斜管に隣接する複数本の前記鉛直管の出口部は、最も長い前記鉛直管の出口部と同じ高さであることを特徴とする原子炉のコアキャッチャ。

【請求項11】

請求項７に記載の原子炉のコアキャッチャにおいて、
前記複数の傾斜管のうちの最も短い前記傾斜管に隣接する複数本の前記傾斜管に接続される前記鉛直管の出口部は、その長さが最も短い前記傾斜管に隣接する前記鉛直管の出口部と同じ高さであり、かつ、最も長い前記傾斜管に隣接する複数本の傾斜管に接続される前記鉛直管の出口部は、最も長い前記鉛直管の出口部と同じ高さであることを特徴とする原子炉のコアキャッチャ。

【請求項12】

請求項７に記載の原子炉のコアキャッチャにおいて、
前記複数の傾斜管のうちの最も短い前記傾斜管に隣接する複数本の前記傾斜管に接続される前記鉛直管の出口部は、その高さが最も短い前記傾斜管に隣接する複数本の前記傾斜管に接続される前記鉛直管の出口部と同じ高さであり、かつ、前記複数の傾斜管のうちの最も長い前記傾斜管に接続される前記鉛直管の出口部が最も高く、該最も高い前記傾斜管に隣接する複数本の前記傾斜管に接続される前記鉛直管の出口部は、その高さが外側に向うに従い順次低くなることを特徴とする原子炉のコアキャッチャ。

【請求項13】

原子炉炉心を原子炉圧力容器内に持ち、前記原子炉炉心が溶融した際に発生する炉心溶融物を原子炉格納容器の床面で受け止めると共に、冷却水が流れる複数の冷却水配管を有し、かつ、前記複数の冷却水配管を流れる前記冷却水によって前記炉心溶融物を冷却するために前記原子炉格納容器の床面上に設置されている原子炉のコアキャッチャであって、
前記コアキャッチャは、前記炉心溶融物を前記原子炉格納容器の床面で受け止めるための犠牲層を有し、前記犠牲層の底部に設けた複数の冷却水配管に前記冷却水を供給するヘッダ管、該ヘッダ管から分岐して前記犠牲層下部に、ある傾斜角を持って配置された冷却水を流すことが可能な複数の第１の冷却水配管と、前記冷却水を排出するための前記犠牲槽下部の前記第１の冷却水配管に繋がる側面部の第２の冷却水配管を備え、
前記複数の冷却水配管を構成する前記第１及び第２の冷却水配管は、曲率を持った配管で形成されていることを特徴とする原子炉のコアキャッチャ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は原子炉のコアキャッチャに係り、特に、原子炉格納容器内に設置され、何らかの要因により炉心の冷却が不十分となり、崩壊熱により炉心が溶融した際に、原子炉格納容器底部のコンクリート製の床面に落下した高温の炉心溶融物を冷却するものに好適な原子炉のコアキャッチャに関する。

【背景技術】

【0002】

原子力発電プラントが備えている原子炉格納容器の機能は、原子炉圧力容器内に配置された炉心が溶融するような事態が万一発生して、原子炉圧力容器外に放射性物質が放出された場合においても、その放射性物質を原子炉格納容器内に閉じ込めて、発電所敷地周辺への漏出を防ぐことである。

【0003】

原子力発電プラントでは、極めて少ない確率であるが、何らかの要因により炉心の冷却が不十分となり、崩壊熱により炉心が溶融した場合、高温の炉心溶融物が原子炉格納容器底部のコンクリート製の床面に落下する可能性がある。このとき、上方からの適切な注水で炉心溶融物が冠水すれば、炉心溶融物は上面側より冷却され、固化する。

【0004】

この炉心溶融物の落下に備えるさらなる安全性向上設備として、コアキャッチャがある。コアキャッチャにはいくつかのタイプがあるが、その中にコアキャッチャ内部に冷却水配管を持ち、この冷却水配管に冷却水を流すことで炉心溶融物を下面側から冷却する下面冷却型コアキャッチャがある。

【0005】

上記の下面冷却型コアキャッチャの構造に関する先行技術として、特許文献１を挙げることができる。

【0006】

この特許文献１には、炉心溶融が発生した場合に原子炉圧力容器から落下する炉心溶融物を受け止める面の下方に傾斜した冷却水配管を設け、この傾斜した冷却水配管に冷却水を導くことによって、炉心溶融物を下面側より除熱する原子炉溶融阻止冷却装置が記載されており、上面から見た冷却水配管は、くし型状に配置されている。いずれの冷却水配管も出口付近の配管は鉛直方向に曲げられ、原子炉格納容器内に開口し、冷却水と蒸気が排出され、排出された冷却水は原子炉格納容器の下部床面上に流れ込み、炉心溶融物を上部から冷却するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１１−１２８１４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

一般に、コアキャッチャは、上述した如く、その内部の冷却水配管に冷却水が流れることで、コアキャッチャ自体が冷却されることにより炉心溶融物を下面側より冷却するものである。コアキャッチャへの冷却水は、サプレッションプールや原子炉格納容器内部に配置したタンク、コアキャッチャ床面上若しくはコアキャッチャ上の炉心溶融物上に溜まった冷却水などから供給するか、或いは原子炉格納容器内の蒸気を熱交換器で凝縮させた水を供給する場合が多い。

【0009】

また、コアキャッチャへの冷却水の供給は、いかなる場合においても動作する必要があるため、ポンプなどの動的な駆動源無しで供給されるのが一般的である。

【0010】

そのため、コアキャッチャでは、通常、この冷却水の冷却水配管への供給に、冷却水配管内で崩壊熱による気泡が発生することにより生じる内外の水頭差を利用し、重力によって冷却水を供給するようにしている。

【0011】

コアキャッチャの冷却水配管は、枝分かれした冷却水配管群に冷却水を供給するヘッダ管、主に炉心溶融物を冷却する床面部に配置された複数の傾斜管、それら傾斜管にそれぞれ接続され主に冷却水を排出する外周部に配置された複数の鉛直管で構成され、傾斜管と鉛直管は、それぞれ一本ずつ対となり冷却水流路を構築する。このような構成で鉛直管の長さが長いほど、上述のコアキャッチャへの冷却水供給源との水頭差が大きくなるため、冷却水流量が増加し、その流路の冷却能力が向上する。

【0012】

ところが、上述した特許文献１に記載されているコアキャッチャでは、冷却水配管は、床面中央部に各冷却水配管に冷却水を供給するヘッダ管と、そのヘッダ管に上面から見て櫛型状に繋がる傾斜管、その傾斜管に繋がる鉛直管で構成されているが、特許文献１に記載のコアキャッチャでは、主に円形の床面上に配置される傾斜管が炉心溶融物の冷却を担う。

【0013】

この特許文献１のようなくし型状に配置された冷却水配管の場合、円形の床面の中心近くを通る傾斜管は長く、中心から遠い配管の傾斜管は短くなる。通常、炉心溶融物は円形の床面上におおよそ均一に拡がるため、炉心溶融物から傾斜管に伝わる熱量は、おおよそその傾斜管長に比例する。

【0014】

一方で、それらの傾斜管に接続された鉛直管は、冷却水出口が同じ高さの位置にくるため全てがほぼ同じ長さ、若しくはあまり多くの冷却能力を必要としない円形の床面の中心近くを通らない短い傾斜管に接続する鉛直管の方が長くなる。鉛直管の長さが同じ場合、傾斜管が長く、炉心溶融物から伝わる熱量が多いと、管内で発生する気泡量が増えて管内の圧力損失が増加するため、高い冷却能力を必要とする長い傾斜管の冷却水流量は相対的に少なく、あまり多くの冷却能力を必要としない短い傾斜管の冷却水流量は相対的に多くなる。

【0015】

本発明上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、高い冷却能力を必要とする長い傾斜管の冷却水流量を増加させ、各冷却水配管に流れる冷却水流量を最適化することができる原子炉のコアキャッチャを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0016】

本発明の原子炉のコアキャッチャは、上記目的を達成するために、原子炉炉心を原子炉圧力容器内に持ち、前記原子炉炉心が溶融した際に発生する炉心溶融物を原子炉格納容器の床面で受け止めると共に、冷却水が流れる複数の冷却水配管を有し、かつ、前記複数の冷却水配管を流れる前記冷却水によって前記炉心溶融物を冷却するために前記原子炉格納容器の床面上に設置されている原子炉のコアキャッチャであって、前記コアキャッチャは、枝分かれした複数の冷却水配管に前記冷却水を供給するヘッダ管、該ヘッダ管から前記冷却水が流れ、前記原子炉格納容器の床面中央部に近い配管が最も長く、この最も長い配管を中心に外側に向うに従い順次短い複数の配管から成り前記炉心溶融物を冷却する傾斜管、該傾斜管のそれぞれの端部に接続されると共に、前記炉心溶融物を冷却した後の前記冷却水が前記傾斜管から供給され、前記炉心溶融物を冷却した後の前記冷却水を前記原子炉格納容器内に排出する鉛直管から成る前記冷却水配管と、該冷却水配管の上方に設置され、前記炉心溶融物を前記原子炉格納容器の床面で受け止めるための犠牲層とを備え、前記複数の傾斜管のうちの最も長い前記傾斜管には最も長い前記鉛直管が接続され、かつ、前記複数の傾斜管のうちの最も短い前記傾斜管には最も短い前記鉛直管が接続されているか、
或いは前記複数の傾斜管のうちの最も長い前記傾斜管に接続される前記鉛直管の出口部が最も上部で、かつ、前記複数の傾斜管のうちの最も短い前記傾斜管に接続される前記鉛直管の出口部が最も下部であることを特徴とする。

【0017】

また、本発明の原子炉のコアキャッチャは、上記目的を達成するために、原子炉炉心を原子炉圧力容器内に持ち、前記原子炉炉心が溶融した際に発生する炉心溶融物を原子炉格納容器の床面で受け止めると共に、冷却水が流れる複数の冷却水配管を有し、かつ、前記複数の冷却水配管を流れる前記冷却水によって前記炉心溶融物を冷却するために前記原子炉格納容器の床面上に設置されている原子炉のコアキャッチャであって、前記コアキャッチャは、前記炉心溶融物を前記原子炉格納容器の床面で受け止めるための犠牲層を有し、前記犠牲層の底部に設けた複数の冷却水配管に前記冷却水を供給するヘッダ管、該ヘッダ管から分岐して前記犠牲層下部に、ある傾斜角を持って配置された冷却水を流すことが可能な複数の第１の冷却水配管と、前記冷却水を排出するための前記犠牲槽下部の前記第１の冷却水配管に繋がる側面部の第２の冷却水配管を備え、前記複数の冷却水配管を構成する前記第１及び第２の冷却水配管は、曲率を持った配管で形成されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、高い冷却能力を必要とする長い傾斜管の冷却水流量を増加させ、各冷却水配管に流れる冷却水流量を最適化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の原子炉のコアキャッチャの実施例１が適用される改良型沸騰水型原子炉における原子炉建屋概略構造を示す縦断面図である。

【図2】図１に示した改良型沸騰水型原子炉に採用されている原子炉のコアキャッチャの実施例１の冷却水流路を示す平面図である。

【図3】本発明の原子炉のコアキャッチャの実施例１を示す部分斜視図である。

【図4】本発明の原子炉のコアキャッチャの実施例２を示す部分斜視図である。

【図5】本発明の原子炉のコアキャッチャの実施例３を示す部分斜視図である。

【図6】本発明の原子炉のコアキャッチャの実施例４を示す部分斜視図である。

【図7】本発明の原子炉のコアキャッチャの実施例５を示す部分斜視図である。

【図8】本発明の原子炉のコアキャッチャの実施例６を示す部分斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、図示した実施例に基づいて本発明の原子炉のコアキャッチャを説明する。なお、各実施例において同一構成部品には同符号を使用する。

【0021】

本実施例では、サプレッションチャンバを備える圧力抑制型の原子炉格納容器を持つ沸騰水型原子炉に設置することを例として説明するが、本発明のコアキャッチャは、他の形式の原子炉においても適用可能である。

【実施例1】

【0022】

図１に、本発明の原子炉のコアキャッチャが適用される改良沸騰水型原子炉（ＡＢＷＲ）の原子炉建屋概略構造を示す。

【0023】

該図に示す如く、原子炉圧力容器１は原子炉格納容器２内に配置され、原子炉格納容器２の外周には原子炉建屋３が設けられている。改良沸騰水型原子炉の原子炉格納容器２は、鋼製ライナを内張りした鉄筋コンクリート製で、放射性物質の漏出を防ぐため気密性を有する。改良沸騰水型原子炉の原子炉格納容器２の形状は、ほぼ円筒形であり、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、原子炉圧力容器１からの水蒸気を凝縮するサプレッションプール５、そのサプレッションプール５を内側に持つサプレッションチャンバ６などから構成される。

【0024】

本発明のコアキャッチャ８は、原子炉格納容器２の下部床面７上に設置され、後述する冷却水配管（ヘッダ管９、傾斜管１０、鉛直管１１）と、その冷却水配管を保護するために、コンクリート若しくは耐熱材で構成された犠牲層１６とから構成される。

【0025】

原子炉圧力容器１から落下する炉心溶融物１２は、犠牲層１６により受け止められる。炉心溶融物１２を受け止めたコアキャッチャ８の犠牲層１６の下部にあるヘッダ管９には、サプレッションプール５若しくはタンク（図示せず）から冷却水を供給し、ヘッダ管９に供給された冷却水は同じく犠牲層１６の下部にある複数本配置された傾斜管１０へと流入し、炉心溶融物１２の熱により水蒸気と水の二相流となり、これが傾斜管１０を流れることで、炉心溶融物１２を下面側から冷却する。その後、傾斜管１０に接続されたコアキャッチャ８の側面部にある鉛直管１１の出口部より水蒸気と水が排出される。この鉛直管１１の出口部１３は、犠牲層１６よりも上部に開口している。排出された水は、炉心溶融物１２の上面に流入し、上面側からも炉心溶融物１２を冷却するものである。

【0026】

図２に、改良沸騰水型原子炉に採用される本実施例のコアキャッチャ８における冷却水配管の平面図を示す。

【0027】

該図に示す如く、本実施例の冷却水配管１７は、枝分かれした複数の冷却水配管１７に冷却水を供給するヘッダ管９、このヘッダ管９から冷却水が流れ、原子炉格納容器２の床面中央部に近い配管（傾斜管１０Ｂ）が最も長く、この最も長い配管（傾斜管１０Ｂ）を中心に外側（図２の上下方向）に向うに従い順次短い複数の配管（最外側が最も短い傾斜管１０Ａとなる）から成り炉心溶融物１２を冷却する傾斜管１０、この傾斜管１０のそれぞれの端部に接続される（最も長い傾斜管１０Ｂに最も長い鉛直管１１Ｂが接続され、最も短い傾斜管１０Ａに最も短い鉛直管１１Ａが接続される）と共に、炉心溶融物１２を冷却した後の冷却水が傾斜管１０ら供給され、炉心溶融物１２を冷却した後の冷却水を原子炉格納容器２内に排出する鉛直管１１から成り、この冷却水配管１７の上方には、炉心溶融物１２を原子炉格納容器２の床面で受け止めるための犠牲層１６が配置されている。

【0028】

更に、詳述すると、中央に冷却水を供給するヘッダ管９を設置し、ヘッダ管９から枝分かれする複数の傾斜管１０と接続する。この傾斜管１０の上部には、炉心溶融物１２を受け止めるコンクリート若しくは耐熱材で構成される犠牲層１６が配置されている。炉心溶融物１２は、犠牲層１６上に広がり、犠牲層１６の下に設置してある傾斜管１０を流れる冷却水により冷却される。

【0029】

上述した傾斜管１０は、原子炉格納容器２の床面中心部に近い傾斜管１０Ｂは長く、周辺部の傾斜管１０Ａは短い。犠牲層１６上の前面に拡がった炉心溶融物１２による傾斜管１０への熱負荷は、傾斜管１０の長さに比例して大きくなるため、長い傾斜管１０ほど熱負荷が高く、より多くの冷却水流量を必要とすることになる。

【0030】

そこで、本実施例では、図３に示すような工夫を施したものである。図３には、本発明の原子炉のコアキャッチャの実施例１の詳細を示す。

【0031】

即ち、該図に示す本実施例では、複数の傾斜管１０のうちの最も長い傾斜管１０Ｂに接続される鉛直管１１Ｂを最も長くし、複数の傾斜管１０のうちの最も短い傾斜管１０Ａに接続される鉛直管１１Ａを最も短くし、傾斜管１０ごとに鉛直管１１の長さが異なるように構成したものである。

【0032】

これは、見方を変えると、複数の傾斜管１０のうちの最も長い傾斜管１０Ｂに接続される鉛直管１１Ｂの出口部１３が最も上部になるようにし、複数の傾斜管１０のうちの最も短い傾斜管１０Ａに接続される鉛直管１１Ａの出口部１８が最も下部になるようにし、傾斜管１０ごとに鉛直管１１の出口部の高さが異なるように構成したことでもある。

【0033】

更に、詳述すると、ヘッダ管９から枝分かれする傾斜管１０のうち管長の短い傾斜管１０Ａには管長の短い鉛直管１１Ａが、管長の長い傾斜管１０Ｂには管長の長い鉛直管１１Ｂが接続され、傾斜管１０が長い配管ほど長い鉛直管１１を配置し、傾斜管１０ごとに鉛直管１１の長さ（又は鉛直管１１の出口部の高さ）が異なる構成となっている。

【0034】

このような本実施例の構成とすることにより、短い鉛直管１１Ａに比べて長い鉛直管１１Ｂの冷却水循環能力が高いため、より冷却水の循環流量が必要な長い傾斜管１０Ｂに短い傾斜管１０Ａに比べて多くの冷却水流量を、動力無しで流すことができ、コアキャッチャ８の冷却水配管１７に流れる冷却水流量の配分を適正化し、コアキャッチャ８の冷却能力を向上させることができる。

【0035】

従って、本実施例によれば、コアキャッチャ８の熱負荷の高い冷却水配管１７の冷却水流量が相対的に増加する構造とすることで、熱負荷の高い冷却水配管の除熱量を増加させることができ、コアキャッチャ８でより効率的に炉心溶融物を冷却することができるので、高い冷却能力を必要とする長い傾斜管１０Ｂの冷却水流量を増加させ、各冷却水配管に流れる冷却水流量を最適化することができる。

【実施例2】

【0036】

図４に、本発明の原子炉のコアキャッチャの実施例２を示す。本実施例においても実施例１と同様に、コアキャッチャ８は原子炉格納容器２の下部床面７上に設置され、上面から見た冷却水配管１７の形状は実施例１と同様である。ここでは実施例１との違いのみを説明する。

【0037】

図４に示す如く、本実施例のコアキャッチャ８は、複数の傾斜管１０のうちの最も短い傾斜管１０Ａに接続される鉛直管１１Ａが最も短く、最も短い傾斜管１０Ａに隣接する複数本の傾斜管１０に接続される鉛直管１１は、その長さが中心に向うに従い順次長く、かつ、最も長い傾斜管１０Ｂに隣接する複数本の鉛直管１１Ｂは、最も長い鉛直管１１Ｂと同じ長さであることを特徴とする。

【0038】

これは、見方を変えると、複数の傾斜管１０のうちの最も短い傾斜管１０Ａに接続される鉛直管１１Ａの出口部１８が最も下部で、最も短い傾斜管１０Ａに隣接する複数本の傾斜管１０に接続される鉛直管１１の出口部は、その高さが中心に向うに従い順次高く、かつ、最も長い傾斜管１０Ｂに隣接する複数本の鉛直管１１の出口部は、最も長い鉛直管１１Ｂの出口部１３と同じ高さであることでもある。

【0039】

更に、詳述すると、実施例２では、傾斜管１０の長さが短い傾斜管のうち一部（最も短い傾斜管１０Ａ）のみ短い鉛直管１１Ａと接続し、ある一定以上の長さ（同じ程度の長さ）を持つ傾斜管１０の鉛直管１１は同じ長さ（又は鉛直管１１の出口部の高さ）とするものである。

【0040】

このような本実施例の構成とすることにより、実施例１と同様な効果を得ることができることは勿論、図４からも分かるように、中央部付近を通る長い傾斜管１０Ｂは隣り合う傾斜管１０との長さの差がほぼ無く、熱負荷の差も殆んど無いため長さの差が大きく、熱負荷の差が大きい周辺部の短い傾斜管１０Ａのみ短い鉛直管１１Ａを接続する構造とすることで、施工を容易にすると共に、長い傾斜管１０Ｂを構造上許すことができる最長の配管とすることで、冷却水流量を最大限増加させることができる。

【実施例3】

【0041】

図５に、本発明の原子炉のコアキャッチャの実施例３を示す。本実施例においても実施例１と同様に、コアキャッチャ８は原子炉格納容器２の下部床面７上に設置され、上面から見た冷却水配管１７の形状は実施例１と同様である。ここでは実施例１との違いのみを説明する。

【0042】

図５に示す如く、本実施例のコアキャッチャ８は、複数の傾斜管１０のうちの最も短い傾斜管１０Ａに接続される鉛直管１１Ａ及び最も短い傾斜管１０Ａに隣接する複数本の傾斜管１０に接続される鉛直管１１は、その長さは炉心溶融物１２が、炉心溶融物１２を冷却した後の冷却水を原子炉格納容器２内に排出する出口部（開口部）１９のみの長さか、或いは鉛直管１０に炉心溶融物１２が流れ込まない長さであり、かつ、最も長い傾斜管１０Ｂに隣接する複数本の鉛直管１１は、最も長い鉛直管１１Ｂと同じ長さであることを特徴とする。

【0043】

これは、見方を変えると、複数の傾斜管１０のうちの最も短い傾斜管１０Ａに接続される鉛直管１１Ａの出口部（開口部）１９及び最も短い傾斜管１０Ａに隣接する複数本の傾斜管１０に接続される鉛直管１１の出口部は、その高さは炉心溶融物１２が炉心溶融物１２を冷却した後の冷却水を原子炉格納容器２内に排出する出口部（開口部）１９のみの高さか、或いは鉛直管１１に炉心溶融物１２が流れ込まない高さであり、かつ、最も長い傾斜管１０Ｂに隣接する複数本の鉛直管１１の出口部は、最も長い鉛直管１１Ｂの出口部１３と同じ高さであることでもある。

【0044】

更に、詳述すると、実施例３では、傾斜管１０の長さが短い傾斜管１０Ａのうち一部の鉛直管１１を排除、若しくは極端に短くした（鉛直管１１の出口部の高さが、炉心溶融物１２が炉心溶融物１２を冷却した後の冷却水を原子炉格納容器２内に排出する出口部（開口部）１９のみの高さか、或いは鉛直管１１に炉心溶融物１２が流れ込まない高さのこと）コアキャッチャ８とする。熱負荷が低く、冷却水流量があまり必要でない短い傾斜管１０に接続される鉛直管１１Ｂを省くか、若しくは極端に短い長さとし、傾斜管１０内に生じる気泡によって生じる水頭差のみを駆動力とする。

【0045】

このような本実施例の構成とすることにより、実施例１と同様な効果を得ることができることは勿論、流量配分の適正化が可能となると共に、施工を容易にすることができる。

【実施例4】

【0046】

図６に、本発明の原子炉のコアキャッチャの実施例４を示す。本実施例においても実施例１と同様に、コアキャッチャ８は原子炉格納容器２の下部床面７上に設置され、上面から見た冷却水配管１７の形状は実施例１と同様である。ここでは実施例１との違いのみを説明する。

【0047】

図６に示す如く、本実施例のコアキャッチャ８は、複数の傾斜管１０のうちの最も短い傾斜管１０Ａに隣接する複数本の傾斜管１０に接続される鉛直管１１は、その長さが最も短い傾斜管１０Ａに隣接する鉛直管１１Ａと同じ長さであり、かつ、最も長い傾斜管１０Ｂに隣接する複数本の傾斜管１０に接続される鉛直管１１は、最も長い鉛直管１１Ｂと同じ長さであることを特徴とする。

【0048】

これは、見方を変えると、複数の傾斜管１０のうちの最も短い傾斜管１０Ａに隣接する複数本の傾斜管１０に接続される鉛直管１１の出口部１８は、その長さが最も短い傾斜管１０Ａに隣接する鉛直管１１の出口部と同じ高さであり、かつ、最も長い傾斜管１０Ｂに隣接する複数本の傾斜管１０に接続される鉛直管１１Ｂの出口部は、最も長い鉛直管１１Ｂの出口部１３と同じ高さであることでもある。

【0049】

更に、詳述すると、実施例４では、何本かの傾斜管１０に対して同じ長さの鉛直管１１を割り当て、その割り当てる鉛直管１１の長さは、短い傾斜管１０Ａ群には長い傾斜管１０Ｂ群に比べてより短い鉛直管１１Ａ群を割り当てるものである。

【0050】

このような本実施例の構成とすることにより、実施例１と同様な効果を得ることができることは勿論、流量配分の適正化が可能となると共に、施工を容易にすることができる。

【実施例5】

【0051】

図７に、本発明の原子炉のコアキャッチャの実施例５を示す。本実施例においても実施例１と同様に、コアキャッチャ８は原子炉格納容器２の下部床面７上に設置され、上面から見た冷却水配管１７の形状は実施例１と同様である。ここでは実施例１との違いのみを説明する。

【0052】

図７に示す如く、本実施例のコアキャッチャ８は、複数の傾斜管１０のうちの最も短い傾斜管１０Ａに隣接する複数本の傾斜管１０に接続される鉛直管１１は、その長さが最も短い傾斜管１０Ａに隣接する複数本の傾斜管１０に接続される鉛直管１１Ａと同じ長さであり、かつ、複数の傾斜管１０のうちの最も長い傾斜管１０Ｂに接続される鉛直管１１Ｂが最も長く、この最も長い傾斜管１０Ｂに隣接する複数本の傾斜管１０に接続される鉛直管１１は、その長さが外側に向うに従い順次短い長さであることを特徴とする。

【0053】

これは、見方を変えると、複数の傾斜管１０のうちの最も短い傾斜管１０Ａに隣接する複数本の傾斜管１０に接続される鉛直管１１の出口部１８は、その長さが最も短い傾斜管１０Ａに隣接する複数本の傾斜管１１に接続される鉛直管１１の出口部と同じ高さであり、かつ、最も長い傾斜管１０Ｂに隣接する複数本の傾斜管１１に接続される鉛直管１１の出口部は、最も長い鉛直管１１Ｂの出口部１３と同じ高さであることでもある。

【0054】

更に、詳述すると、実施例５では、実施例２とは反対に、傾斜管１０の長さが短い傾斜管のうち長さが短い方から何本かの傾斜管１０は短い短鉛直管１１と接続し、ある一定以上の長さを持つ傾斜管１０には、長さの異なる長い長直管１１を接続し、最も長い傾斜管１０Ｂには最も長い鉛直管１１Ｂを接続するものである。

【0055】

このような本実施例の構成とすることにより、実施例１と同様な効果を得ることができることは勿論、熱負荷の小さい短い傾斜管１０Ａは同じ長さの鉛直管１１Ａを接続することで、施工を容易にすると共に、熱負荷の高い長い傾斜管１０Ｂには熱負荷に応じた長い鉛直管１１Ｂを接続することで、冷却水流量を最大限増加させることができる。

【実施例6】

【0056】

図８に、本発明の原子炉のコアキャッチャの実施例６を示す。本実施例においても実施例１と同様に、コアキャッチャ８は原子炉格納容器２の下部床面７上に設置され、上面から見た冷却水配管１７の形状は実施例１と同様である。ここでは実施例１との違いのみを説明する。

【0057】

実施例１乃至５では、傾斜管１０と鉛直管１１が両方直管であるコアキャッチャ８について説明したが、これらは本実施例のように曲がり（曲率を持った）冷却管１４で構成してもよい。

【0058】

即ち、図８に示すように、本実施例のコアキャッチ８は、炉心溶融物１２を原子炉格納容器２の床面で受け止めるための犠牲層１６を有し、この犠牲層１６の底部に設けた複数の冷却水配管１７に冷却水を供給するヘッダ管９、このヘッダ管９から分岐して犠牲層１６の下部に、ある傾斜角を持って配置された冷却水を流すことが可能な複数の第１の冷却水配管１７Ｂと、冷却水を排出するための犠牲槽１６の下部の第１の冷却水配管１７Ｂに繋がる側面部の第２の冷却水配管１７Ａを備え、複数の冷却水配管１７を構成する第１及び第２の冷却水配管１７Ｂ及び１７Ａは、曲率を持った配管で形成されていることを特徴とする。

【0059】

更に詳述すると、上述した第１及び第２の冷却水配管１７Ｂ及び１７Ａは１本の配管から成り、これらが複数本配置され、かつ、主に炉心溶融物１２からの熱を受ける床下部分を通る長さが長い曲がり冷却管１４Ｂは、側面部の配管の立ち上がり部分を長くし、ヘッダ管９から冷却水配管出口１５までの距離を長くし、一方で、床下部分を通る長さが短い曲がり冷却管１４Ａは、側面部の配管の立ち上がり部分を短くし、ヘッダ管９から冷却水配管出口１５までの距離を短くするようにしたものである。なお、第１及び第２の冷却水配管１７Ｂ及び１７Ａは、一体物で形成されている。

【0060】

このような本実施例の構成とすることにより、短い曲がり冷却管１４Ａに比べて長い曲がり冷却管１４Ｂの冷却水循環能力が高いため、より冷却水の循環流量が必要な長い曲がり冷却管１４Ｂにより多くの冷却水流量を動力無しで流すことができ、コアキャッチャ８の冷却水配管に流れる冷却水流量の配分を静的手段で最適化し、コアキャッチャ８の冷却能力を向上させることができる。

【0061】

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

【符号の説明】

【0062】

１…原子炉圧力容器、２…原子炉格納容器、３…原子炉建屋、４…ドライウェル、５…サプレッションプール、６…サプレッションチャンバ、７…原子炉格納容器の下部床面、８…コアキャッチャ、９…ヘッダ管、１０…傾斜管、１０Ａ…短い傾斜管、１０Ｂ…長い傾斜管、１１…鉛直管、１１Ａ…短い鉛直管、１１Ｂ…長い鉛直管１２…炉心溶融物、１３、１８、１９…鉛直管の出口部、１４…曲がり冷却管、１４Ａ…短い曲がり冷却管、１４Ｂ…短い曲がり冷却管、１５…冷却水配管出口、１６…犠牲層、１７…冷却水配管、１７Ａ…第２の却水配管、１７Ｂ…第１の却水配管。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】