JP6525746B2 - 耐熱材および原子炉設備 - Google Patents

Description

本発明は、原子炉格納容器内に設置する炉心溶融物保持装置が備える耐熱材に関する。

原子力発電プラントに備えられた原子炉格納容器では、例えば、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が起動して冷却水が供給され、炉心が冷却される。しかし、非常用炉心冷却装置の起動失敗等に起因して炉心の冷却が不十分となり、高温の炉心溶融物が原子炉圧力容器から原子炉格納容器の床面へ落下するような事態を想定し安全に万全を期する必要がある。炉心溶融物が床面へ落下した場合でも、その後、適切に冷却水が注水されれば、冷却水により炉心溶融物は冷却されるが、冷却水の注水が遅れた場合に備え、炉心溶融物による床面のコンクリートの侵食に対策を講じておく必要がある。

そこで、高融点の耐熱材を備える炉心溶融物保持装置を原子炉格納容器の床面に配置し、原子炉圧力容器から落下する炉心溶融物を受け止める方法が提案されている（特許文献１等を参照）。

特開２０１４−６２８５９号公報

耐熱材には、Ｗ等の金属材料やＡｌ２０３、ＭｇＯ、ＺｒＯ_２等のセラミック材料が適用される。セラミック材料は、融点が２０００℃以上で耐熱材としての要求性能を満たす。一方、耐熱材にセラミック材料を適用する場合には、セラミック材料を一旦成形、焼結し、ブロック化して耐熱ブロックを形成し、原子炉格納容器に配置する。この耐熱ブロックは、取り扱い易さや作業性等を考慮すれば寸法が制限される。この場合、耐熱材は、多数の耐熱ブロックを並べ、積層することにより形成される。

耐熱ブロック間に形成された隙間には、通常、耐熱ブロックと同様の素材の粉末性の目地材が充填される。ところが、目地材は耐熱ブロックより密度が低く、耐侵食性が低いため、耐熱ブロックに比べて炉心溶融物に侵食され易い。

そのため、耐熱ブロックを水平方向に規則的に並べて形成した層（耐熱層）を上下に重ねた耐熱材では、上下に対面する２層の互いの目地材が線状に重なり易い。目地材が上下に重なる箇所は、他の部分に比べて炉心溶融物の侵食速度が速くなる恐れがあり（以下、目地材が上下に重なる箇所を侵食チャンネルと言う）、目地材が上下に重なる箇所が多数生じると侵食チャンネルの面積が増加してしまう。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、侵食チャンネルの面積を削減し、炉心溶融物の侵食を抑制することができる耐熱材を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、複数の耐熱ブロックを水平方向に並べた第１耐熱層と、前記第１耐熱層の上側に積層され、前記第１耐熱層を構成するものと同一の耐熱ブロックを水平方向に複数並べた第２耐熱層とを備え、原子炉格納容器の床面に配置されて炉心溶融物保持装置を構成する耐熱材において、前記第１耐熱層及び前記第２耐熱層は、前記耐熱ブロックを当該耐熱ブロックの長辺方向に並べて形成した直線状の列を前記耐熱ブロックの短辺方向に複数並べ、かつ前記短辺方向に隣り合う列同士で前記長辺方向に半ピッチだけ前記耐熱ブロックの配置をずらして形成してあり、前記第１耐熱層及び前記第２耐熱層における前記長辺方向の前記耐熱ブロックの配置のピッチをＬ、前記短辺方向の前記耐熱ブロックの配置のピッチをｌとしたとき、前記第２耐熱層は、前記耐熱ブロックの短辺方向にｌ／４だけ、前記耐熱ブロックの長辺方向にＬ／４だけ、前記第１耐熱層に対して前記耐熱ブロックの配置がずれていて、上方から見て、前記第２耐熱層における水平方向に隣接する耐熱ブロック間の目地が、前記第１耐熱層における水平方向に隣接する耐熱ブロックの目地と線状に重ならないように構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、侵食チャンネルの面積を削減し、炉心溶融物の侵食を抑制することができる耐熱材を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る耐熱材を備える炉心溶融物保持装置を適用する原子炉設備の一構成例の概略構成を表す縦断面図である。 本発明の第１実施形態に係る炉心溶融物保持装置が備える耐熱材の一部を示す上面図である。 図２のＩＩＩ部を拡大した部分拡大図である。 比較例の耐熱材の一部を示す上面図である。 本発明の第２実施形態に係る耐熱材の一部を示す上面図である。 本発明の第３本実施形態に係る耐熱材の一部を示す上面図である。 図６の側面図である。 本発明の第４実施形態に係る第２耐熱ブロックを示す上面図である。 図８の側面図である。

＜第１実施形態＞
（構成）
１．原子炉設備
図１は、本実施形態に係る耐熱材を備える炉心溶融物保持装置を適用する原子炉設備の一構成例の概略構成を表す縦断面図である。

図１に示すように、鋼製ライナを内張りした鉄筋コンクリート製の原子炉格納容器１には、原子炉圧力容器２が格納されている。原子炉圧力容器２内には原子炉の燃料を保有する炉心３が収容されている。

原子炉格納容器１は、気密性を有するように円筒状に形成されている。原子炉格納容器１の内部には、原子炉圧力容器２等を取り囲む上部ドライウェル４Ａ、下部ドライウェル４Ｂ、サプレッションチェンバ５などが設けられている。

上部ドライウェル４Ａは、原子炉圧力容器２の側面を取り囲むように設けられている。下部ドライウェル４Ｂは、原子炉圧力容器２の下方に設けられ、原子炉圧力容器２内の炉心３を制御するための制御棒を操作する機器等を収容している。サプレッションチェンバ５は、上部ドライウェル４Ａの下方に、下部ドライウェル４Ｂを取り囲むように設けられている。上部ドライウェル４Ａと下部ドライウェル４Ｂ及び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により区画されている。また、下部ドライウェル４Ｂとサプレッションチェンバ５は、原子炉格納容器１の底部に形成された床面（ペデスタル床）７から上方向に立設するドライウェル壁面（側壁面）８により区画されている。ドライウェル壁面８は、ダイヤフラム・フロア６の端部に接合され、原子炉圧力容器２を支持している。原子炉格納容器１の床面７上には、炉心溶融物保持装置９が配置されている。

２．炉心溶融物保持装置
炉心溶融物保持装置９は、原子炉圧力容器２の底部に対向するように原子炉圧力容器２の下方に配置されている。炉心溶融物保持装置９は、耐熱層を上下に重ねた耐熱材１０を備えている。炉心溶融物保持装置９は、上述のように、非常用炉心冷却装置の不具合等に起因して高温の炉心溶融物１１が原子炉圧力容器２から漏れ出すような不測の事態に備えて、安全に万全を期する目的で設置するものであり、原子炉圧力容器２から落下する炉心溶融物１１を受け止めて保持し、冷却する機能を有している。なお、本実施形態では、原子炉圧力容器２から炉心溶融物保持装置９上に落下した溶融物を炉心溶融物（デブリ）１２とする。

図２は、本実施形態に係る炉心溶融物保持装置９が備える耐熱材１０の一部を示す上面図である。図２に示すように、本実施形態に係る耐熱材１０は、第１耐熱層１３と、第１耐熱層１３の上側に積層された第２耐熱層１４とを備えている。

第１耐熱層１３は、原子炉格納容器１の床面７上に第１耐熱ブロック１３Ａを水平方向（図２の上下及び左右方向）に間隔を空けて並べて形成してある。具体的には、本実施形態では、複数の第１耐熱ブロック１３Ａは直方体状に形成されていて、第１耐熱層１３は、第１耐熱ブロック１３Ａを水平一方向（本実施形態では、第１耐熱ブロック１３Ａの長辺方向）に直線状に並べて形成した列を、水平他方向（本実施形態では、第１耐熱ブロック１３Ａの短辺方向）に並べて形成してある。隣り合う列同士では、水平一方向に半ピッチだけ第１耐熱ブロック１３Ａの配置がずらしてある。水平一及び他方向に隣接する第１耐熱ブロック１３Ａ間には目地１３Ｂが形成されている。目地１３Ｂは、隣り合う第１耐熱ブロック１３Ａのつなぎ目であり、第１耐熱ブロック１３Ａ同士が接触する場合（隣り合う第１耐熱ブロック１３Ａの距離つまり目地１３Ｂの幅がゼロの場合）と、第１耐熱ブロック１３Ａ間に間隙が介在する場合（目地１３Ｂの幅がゼロより大きい場合）がある。本実施形態では、間隙が介在する場合を例示しており、この間隙には、例えば、第１耐熱ブロック１３Ａと同様の素材の粉末性の目地材１３Ｅが充填される。

第２耐熱層１４は、第１耐熱ブロック１３Ａ上に第２耐熱ブロック１４Ａを水平方向に間隔を空けて並べて形成してある。具体的には、本実施形態では、複数の第２耐熱ブロック１４Ａは第１耐熱ブロック１３Ａと同じ大きさの直方体状に形成されていて、第２耐熱層１４は、第２耐熱ブロック１４Ａを水平一方向に直線状に並べて形成した列を、水平他方向に並べて形成してある。隣り合う列同士では、水平一方向に半ピッチだけ第２耐熱ブロック１４Ａの配置がずらしてある。水平一及び他方向に隣接する第２耐熱ブロック１４Ａ間には目地１４Ｂが形成されている。目地１４Ｂは、隣り合う第２耐熱ブロック１４Ａのつなぎ目であり、第２耐熱ブロック１４Ａ同士が接触する場合と、第２耐熱ブロック１４Ａ間に間隙が介在する場合がある。本実施形態では、間隙が介在する場合を例示しており、この間隙には、例えば、第２耐熱ブロック１４Ａと同様の素材の粉末性の目地材１４Ｅが充填される。本実施形態では、水平一方向に延びる目地１３Ｂの幅と水平他方向に延びる目地１３Ｂの幅が同じ場合を例示しているが、それらの幅は異なっていても良い。目地１４Ｂについても同様である。

なお、第１耐熱層１３上に第２耐熱層１４を直接置く構成でも良いが、本実施形態では、第１耐熱層１３と第２耐熱層１４の間にも目地材を介在させてある。

図３は、図２のＩＩＩ部を拡大した部分拡大図である。図３に示すように、複数の第２耐熱ブロック１４Ａは、上方から見て、隣接するもの同士の目地１４Ｂが基本的に全て複数の第１耐熱ブロック１３Ａの目地１３Ｂと線状に重ならないように（つまり、目地１３Ｂ，１４Ｂが交差するように）配置されている。以下、第２耐熱ブロック１４Ａの配置方法について説明する。

以下の説明では、第１，２耐熱ブロック１３Ａ，１４Ａの水平一方向の長さをａ、第１，２耐熱ブロック１３Ａ，１４Ａの水平他方向の長さをｃ、第１，２耐熱ブロック１３Ａ，１４Ａの目地１３Ｂ，１４Ｂの幅をｂ、第１耐熱ブロック１３Ａの水平一及び他方向のピッチをＬ，ｌ、第２耐熱ブロック１４Ａの水平一及び他方向のずれ長さをＤ，ｄとする。ピッチＬは、長さａに長さｂを加えたものである。また、ピッチｌは長さｃに長さｂを加えたものである。

第２耐熱ブロック１４Ａの水平一方向のずれ長さＤは、最も重なり面積の大きな第１耐熱ブロック１３Ａとの対応箇所の水平一方向のずれ量（例えば、第１，２耐熱ブロック１３Ａ，１４Ａのそれぞれ対応する短辺１３Ｃ，１４Ｃ間の距離）である。また、第２耐熱ブロック１４Ａの水平他方向のずれ長さｄは、最も重なり面積の大きな第１耐熱ブロック１３Ａとの対応箇所の水平他方向のずれ量（例えば、第１，２耐熱ブロック１３Ａ，１４Ａのそれぞれ対応する長辺１３Ｄ，１４Ｄ間の距離）である。

本実施形態では、第２耐熱ブロック１４Ａの水平一方向のずれ長さＤが０より大きく、Ｌ／２より小さくなるように、第２耐熱ブロック１４Ａを第１耐熱ブロック１３Ａ上に配置する。また、第２耐熱ブロック１４Ａの水平他方向のずれ長さｄについても０より大きく、ｌ／２より小さくしてある。なお、ずれ長さＤ，ｄは第１耐熱ブロック１３Ａ間の目地１３Ｂの幅ｂより大きくする必要があり、本実施形態ではそれぞれＬ／４，ｌ／４としてある。

本実施形態では、炉心溶融物保持装置９が第１耐熱層１３及び第２の耐熱層１４の２つの耐熱層を備える場合を例示しているが、炉心溶融物保持装置９が３つ以上の耐熱層を備えても良い。炉心溶融物保持装置９が３つ以上の耐熱層を備える場合には、上述の配置方法に従い、第２の耐熱層１４上に耐熱層を積層していけば良い。

また、第１耐熱ブロック１３Ａ同士及び第２耐熱ブロック１４Ａ同士が接触する場合も同様に、ずれ長さＤが０より大きく、ａ／２より小さく、かつずれ長さｄが０より大きく、ａ／２より小さくなるようにすれば良い。

（動作）
原子炉圧力容器２から炉心溶融物１２が落下した場合、炉心溶融物保持装置９の耐熱材１０で受け止められた炉心溶融物１２は、例えば、下部ドライウェル４Ｂ内に注入された冷却水により上部から冷却される。その後、炉心溶融物１２の保有熱は時間の経過に伴い減衰し、炉心溶融物１２は耐熱材１０上で凝固する。

（効果）
（１）本発明の発明者等は、鋭意研究により、炉心溶融物保持装置の目地材は耐熱ブロックに対して密度が低いため、同じ材質であっても耐熱ブロックに比べて炉心溶融物に侵食され易いことを新たに知見した。

図４は、比較例の耐熱材の一部を示す上面図である。図４において、上記第１実施形態の耐熱材１０と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。図４に示すように、比較例の耐熱材１００では、第２耐熱層１４を、上方から見て、第１耐熱ブロック１３Ａに対する第２耐熱ブロック１４Ａの水平一方向へのずれ長さＤがＬ／２となるように配置している。その場合、第２耐熱ブロック１４Ａを第１耐熱ブロック１３Ａに対して水平他方向にずらすと、上下の目地１３Ｂ，１４Ｂが線状に重なり、面積の大きな侵食チャンネル１６が多数生じてしまう。

それに対し本実施形態では、仮に、下部ドライウェル４Ｂ内への注水遅れにより炉心溶融物１２の一部が第２耐熱層１４の目地１４Ｂを侵食して第２耐熱ブロック１４Ａ間を下方に流れても、目地１３Ｂと目地１４Ｂが線状に重ならないようにしてあるので、炉心溶融物１２は大部分が目地１３Ｂに入っていかずに、第１耐熱層１３の第１耐熱ブロック１３Ａ上に到達する。また、目地１３Ｂ，１４Ｂが交差して重なる部分は面積が小さいので、炉心溶融物１２の張力もあって炉心溶融物１２が侵入し難い。したがって、炉心溶融物１２は第１耐熱層１３上に留まり、下部ドライウェル４Ｂ内に遅れて注入された冷却水により徐々に冷却され、原子炉格納容器１の床面７に到達する前に凝固する。このように、耐熱材１０に形成される侵食チャンネルの面積を削減し、炉心溶融物１２の侵食を抑制することができる。

（２）本実施形態では、第２耐熱ブロック１４Ａを、第１耐熱ブロック１３Ａに対して水平一方向にずらして、第１耐熱ブロック１３Ａ上に配置している。そのため、第２耐熱ブロック１４Ａの上面から第１耐熱ブロック１３Ａの下面（すなわち、原子炉格納容器１の床面７）までの目地の合計長さを長くすることができる。したがって、第１，２耐熱ブロック１３Ａ，１４Ａの目地１３Ｂ，１４Ｂを侵食して流入した炉心溶融物１２が床面７に到達する前に、冷却水により冷却し、凝固させることができる上で有利である。

（３）本実施形態は、第１，２耐熱層１３，１４において隊列がＬ／２ずれた例なので、０＜Ｄ＜Ｌ／２とすることで、上下の目地１３Ｂ，１４Ｂが線状に重なることを回避することができると共に、第１耐熱層１３と第２耐熱層１４の間に流路が長くなる（目地１３Ｂ，１４Ｂ間の水平一方向の距離がＬ／２を超える）部分をつくることができる。また、便宜的に第１耐熱層１３において水平一方向に隣接する第１耐熱ブロック１３Ａ間の目地１３Ｂを第１短辺目地、第２耐熱層１４において水平一方向に隣接する第２耐熱ブロック１４Ａ間の目地１４Ｂを第２短辺目地と呼ぶこととすれば、Ｄ＝Ｌ／４とした場合には、第２短辺目地跨る２つの第１耐熱ブロック１３Ａについて、当該第２短辺目地から第１短辺目地までの最短の距離を等しくすることができる。この場合、水平方向に多数並べられる第１，２耐熱ブロック１３Ａ，１４Ａの配置誤差を柔軟に吸収し、目地１３Ｂ，１４Ｂの線状の重なりの発生を回避するのに有用である。

＜第２実施形態＞
（構成）
図５は、本実施形態に係る耐熱材２０の一部を示す上面図である。図５において、上記第１実施形態の耐熱材１０と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図５に示すように、本実施形態に係る耐熱材２０は、第２耐熱層２４の第２耐熱ブロック２４Ａを第１耐熱層１３の第１耐熱ブロック１３Ａより水平方向に大きく形成している点で第１実施形態の耐熱材１０と異なる。その他の構成は第１実施形態の耐熱材１０と同様である。なお、本実施形態では、第２耐熱ブロック２４Ａを（ＮＬ―ｂ）×（Ｎｌ−ｂ）（ただし、Ｎは整数）を満たすように形成することが好ましい。水平方向への配置パターンの繰り返しを考慮して、上下の目地１３Ｂ，２４Ｂが線状に重なることを回避することができるからである。本実施形態では、第２耐熱ブロック２４Ａの水平方向の大きさを（２Ｌ―ｂ）×（２ｌ−ｂ）とした場合を図示している。なお、本実施形態では、第１耐熱層１３及び第２耐熱層１４をともに水平方向に真っ直ぐ並べ、目地１３Ｂ，１４Ｂを格子状にした場合を例示している。

本実施形態では、上方から見て、第２耐熱ブロック２４Ａの少なくとも１つの角部２５が上下に一部が重なる複数の第１耐熱ブロック１３Ａのいずれかの第１耐熱ブロック１３Ａの中心に位置するように、第２耐熱ブロック２４Ａを第１耐熱ブロック１３Ａ上に配置している。

（効果）
本実施形態では、第２耐熱ブロック２４Ａを第１耐熱ブロック１３Ａより水平方向に大きく形成しているので、上下の目地が重なる部分を減少させることができる。その分、第１実施形態と比較しても、侵食チャンネル１６の面積を削減し、炉心溶融物１２の侵食を抑制することができる。

前に述べた第２短辺目地が跨る複数（本実施形態では３つ）の第１耐熱ブロック１３Ａについて、第２短辺目地を第１耐熱ブロック１３Ａの水平一方向の中央に配置することができる。そのため、当該第２短辺目地から当該第１短辺目地までの距離を等しくすることができる。また、第２短辺目地から第１短辺目地までの距離に傾りがないため、第１耐熱ブロック１３Ａと第２耐熱ブロック２４Ａの配置誤差を吸収し、目地１３Ｂ，２４Ｂの線状の重なりの発生を回避することができる。なお、この効果を得る上で厳密には、第２耐熱ブロック２４Ａの水平面を水平一方向の両側及び水平他方向の両側にｂ／２ずつ大きくした仮想四角形の頂点が第１耐熱ブロック１３Ａの中心にくるように配置することが好ましい。即ち、本実施形態では、目地２４Ｂの交差部の中心が第１耐熱ブロック１３Ａの中心にくる配置である。

＜第３実施形態＞
（構成）
図６は本実施形態に係る耐熱材の一部を示す上面図、図７は図６の側面図である。図６，７において、上記第１実施形態の耐熱材１０と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図６，７に示すように、本実施形態に係る耐熱材３０は、第２耐熱ブロック１４Ａを、上下に一部が重なる１つの第１耐熱ブロック１３Ａのうち最も重なり面積の大きなものと一体に形成し、水平方向に並べて形成されている点で第１実施形態の耐熱材１０と異なる。勿論、ピッチＬ，ｌ、長さａ，ｃ、ずれ長さＤ，ｄの関係は第１実施形態と同じ条件である。従って、本実施形態における第１，２耐熱層１３，１４は、各１つの耐熱ブロック１３Ａ，１４Ａを一体成形した１つのブロックを水平方向に１３Ｂ，１４Ｂを介して並べたものとも言える。結果として、第１，２耐熱層１３，１４間に目地材が介在しない点を除き、耐熱材３０の構成は第１実施形態の耐熱材１０と実質的に同様である。また、第１，２耐熱層１３，１４からなる２層相当の層を更に積層することができることは言うまでもない。その場合には、重ねた層同士を第１実施形態に倣ってずらすこともできる。

（効果）
上記構成により、本実施形態では上述した第１実施形態で得られる各効果に加えて、次の効果が得られる。

本実施形態では、第２耐熱ブロック１４Ａを、上下に一部が重なる１つの第１耐熱ブロック１３Ａのうち最も重なり面積が大きなものと一体に形成している。そのため、一体形成された耐熱ブロックを原子炉格納容器１の床面７に並べるだけで第１実施形態の耐熱材１０と同じ構造の耐熱層が得られる。したがって、第１耐熱ブロック１３Ａ上に第２耐熱ブロック１４Ａを積層させる作業を省くことができ、作業効率を向上させることができる。また、第１，２耐熱層１３，１４間に目地材が介在していない点も炉心溶融物１２の侵食の抑制に有利に作用する。

＜第４実施形態＞
（構成）
図８は本実施形態に係る第２耐熱ブロックを示す上面図、図９は図８の側面図である。図８，９において、上記第１実施形態の第２耐熱ブロック１４Ａと同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図８，９に示すように、本実施形態の耐熱材は、第２耐熱ブロック３４Ａが、上方から見て、上面と下面がずれた形状に形成されている点で、第１実施形態の耐熱材１０と異なる。つまり、本実施形態は、第２耐熱層を第２耐熱ブロック３４Ａで形成した例である。その他の構成は第１実施形態の耐熱材１０と同様である。

以下の説明では、第２耐熱ブロック３４Ａの上面の水平一方向のずれ長さをＥとする。第２耐熱ブロック３４Ａの上面の水平一方向のずれ長さＥは、第２耐熱ブロック３４Ａの下面の短辺３４Ｃと上面の短辺３４Ｃ’の水平一方向の距離である。面Ｘは、短辺３４Ｃ，３４Ｃ’を含む平面（傾斜面）である。本実施形態では、第２耐熱ブロック３４Ａの上下面を同一の形状、大きさで形成している。そのため、側面から見た本実施形態の第２耐熱ブロック３４Ａは、平行四辺形に形成される。本実施形態では、ずれ長さＥが０より大きく、Ｌ／２より小さくなるように、第２耐熱ブロック３４Ａを形成している。第１耐熱ブロック１３Ａ（図２，３を参照）上に第２耐熱ブロック３４Ａを積層する場合、第２耐熱ブロック３４Ａ間の目地３４Ｂの下側と第１耐熱ブロック１３Ａ間の目地１３Ｂの上側とが線状に重ならないようにすれば良い。

（効果）
上記構成により、本実施形態では上述した第１実施形態で得られる各効果に加えて、次の効果が得られる。

本実施形態では、第２耐熱ブロック３４Ａを、上面を水平一方向にずらした形状に形成している。そのため、第２耐熱ブロック３４Ａを直方体状に形成した場合に比べて、目地３４Ｂが傾斜している分、隣り合う第２耐熱ブロック３４Ａ間を下る流路（目地３４Ｂの上下の長さ）を長くすることができ、炉心溶融物１２の侵食を更に遅らせることができる。

なお、本実施形態では、第２耐熱ブロック３４Ａの上面を水平一方向にずらした場合を例示したが、これに加えて、第２耐熱ブロック３４Ａの上面を水平他方向にずらしても良い。この場合、第２耐熱ブロック３４Ａの上面を水平一方向にずらした構成に比べて、更に流路を長くし、複雑化させることができる。また、本実施形態では、第２耐熱ブロック３４Ａの上面を水平一方向にずらした場合を例示したが、第１耐熱ブロック１３Ａの上面を水平一方向にずらしても良く、また、第１耐熱ブロック１３Ａ及び第２耐熱ブロック３４Ａの上面を水平一方向にずらしても良い。第１耐熱ブロック１３Ａ及び第２耐熱ブロック３４Ａの両方を水平一及び他方向にずらした場合、上下ブロックを水平にずらさず積層しても自ずと目地１３Ｂ，３４Ｂがずれる。

＜その他＞
本発明は上記した各実施形態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、上記した実施形態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。例えば、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えたり、各実施形態の構成の一部を削除することも可能である。

上述した各実施形態では、原子炉格納容器の床面７上に配置された炉心溶融物保持装置９を対象として適用した場合を例示した。しかし、本発明の本質的効果は侵食チャンネルの面積を削減し、炉心溶融物の侵食を抑制することができる耐熱材を提供することであり、この本質的効果を得る限りにおいては、支柱、プール、冷却管等を備える炉心溶融物保持装置を対象として本発明を適用することもできる。

また、上述した実施形態では、０＜Ｄ＜Ｌ／２及び０＜ｄ＜ｌ／２の場合について例示した。しかし、上述した本発明の本質的効果を得る限りにおいては、第１，２耐熱ブロック１３Ａ，１４Ａの配置によりＤ＝Ｌ／２、ｄ＝ｌ／２としても良い。

１ 原子炉格納容器
２ 原子炉圧力容器
３ 炉心
９ 炉心溶融物保持装置
１０ 耐熱材
１３，１４ 第１，２耐熱層
１３Ａ，１４Ａ 第１，２耐熱ブロック
１３Ｂ，１４Ｂ 目地
２５ 角部
Ｌ ピッチ
Ｄ ずれ長さ

Claims (2)

1. 複数の耐熱ブロックを水平方向に並べた第１耐熱層と、
   前記第１耐熱層の上側に積層され、前記第１耐熱層を構成するものと同一の耐熱ブロックを水平方向に複数並べた第２耐熱層とを備え、
   原子炉格納容器の床面に配置されて炉心溶融物保持装置を構成する耐熱材において、
   前記第１耐熱層及び前記第２耐熱層は、前記耐熱ブロックを当該耐熱ブロックの長辺方向に並べて形成した直線状の列を前記耐熱ブロックの短辺方向に複数並べ、かつ前記短辺方向に隣り合う列同士で前記長辺方向に半ピッチだけ前記耐熱ブロックの配置をずらして形成してあり、
   前記第１耐熱層及び前記第２耐熱層における前記長辺方向の前記耐熱ブロックの配置のピッチをＬ、前記短辺方向の前記耐熱ブロックの配置のピッチをｌとしたとき、前記第２耐熱層は、前記耐熱ブロックの短辺方向にｌ／４だけ、前記耐熱ブロックの長辺方向にＬ／４だけ、前記第１耐熱層に対して前記耐熱ブロックの配置がずれていて、
   上方から見て、前記第２耐熱層における水平方向に隣接する耐熱ブロック間の目地が、前記第１耐熱層における水平方向に隣接する耐熱ブロックの目地と線状に重ならないように構成されていることを特徴とする耐熱材。
2. 炉心と、
   前記炉心を収容した原子炉圧力容器と、
   前記原子炉圧力容器を格納した原子炉格納容器と、
   請求項１に記載の耐熱材を備える炉心溶融物保持装置とを備えたことを特徴とする原子炉設備。

Images