JPH03243891A - 緊急炉心停止機構 - Google Patents
緊急炉心停止機構Info
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- JPH03243891A JPH03243891A JP2040835A JP4083590A JPH03243891A JP H03243891 A JPH03243891 A JP H03243891A JP 2040835 A JP2040835 A JP 2040835A JP 4083590 A JP4083590 A JP 4083590A JP H03243891 A JPH03243891 A JP H03243891A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は高速増殖炉の炉心を緊急に停止する異常温度自
己検出作動型の緊急炉心停止機構に関する。
己検出作動型の緊急炉心停止機構に関する。
従来、高速増殖炉においては、原子炉の起動、停止およ
び出力の制御は制御棒で行っている。制御棒には調整棒
と後備炉停止棒があり、通常の起動、停止および出力制
御は調整棒が行い、緊急停止時には調整棒からなる系統
と後備炉停止棒からなる系統の緊急炉停止系が同時に働
いて、中性子吸収体を炉心燃料領域に装備して原子炉を
停止させるようにしている。
び出力の制御は制御棒で行っている。制御棒には調整棒
と後備炉停止棒があり、通常の起動、停止および出力制
御は調整棒が行い、緊急停止時には調整棒からなる系統
と後備炉停止棒からなる系統の緊急炉停止系が同時に働
いて、中性子吸収体を炉心燃料領域に装備して原子炉を
停止させるようにしている。
第４図は従来の後備炉停止棒による緊急炉心停止機構に
おける原子炉炉心部の説明図で、図中、２０は炉心燃料
領域、２１は後備炉停止棒である。
おける原子炉炉心部の説明図で、図中、２０は炉心燃料
領域、２１は後備炉停止棒である。
図に示すように、中性子吸収体を内蔵して後備炉停止棒
２１を炉心燃料領域２０の上方に制御棒駆動装置（図示
せず）で吊り下げておき、炉心燃料領域２０において異
常温度上昇が生じた時に後備炉停止枠の制御棒駆動装置
との連結を外して炉心燃料領域２０に装荷し、周囲の中
性子を減速、吸収して、炉心燃料領域２０の温度上昇を
抑制すると共に、原子炉を緊急に停止する。
２１を炉心燃料領域２０の上方に制御棒駆動装置（図示
せず）で吊り下げておき、炉心燃料領域２０において異
常温度上昇が生じた時に後備炉停止枠の制御棒駆動装置
との連結を外して炉心燃料領域２０に装荷し、周囲の中
性子を減速、吸収して、炉心燃料領域２０の温度上昇を
抑制すると共に、原子炉を緊急に停止する。
この場合、制御棒駆動装置に後備炉停止枠２１を保持す
るためには電磁石を利用した電磁クラッチ、またはキュ
ーり温度を有する永久磁石等が用いられ、緊急停止信号
により電磁石を消磁するか、又は冷却材のキューり点を
越える異常温度上昇により永久磁石を非磁性体に変化さ
せて、後備炉停止枠２１の保持を解除するようにしてい
る。
るためには電磁石を利用した電磁クラッチ、またはキュ
ーり温度を有する永久磁石等が用いられ、緊急停止信号
により電磁石を消磁するか、又は冷却材のキューり点を
越える異常温度上昇により永久磁石を非磁性体に変化さ
せて、後備炉停止枠２１の保持を解除するようにしてい
る。
このように従来、原子炉を緊急に停止するには制御棒駆
動装置に離脱可能な後備炉停止枠を取付け１．異常温度
上昇、または異常温度上昇による緊急停止信号等により
中性子吸収体を内蔵した後備炉停止枠を炉心燃料領域に
装荷するものである。
動装置に離脱可能な後備炉停止枠を取付け１．異常温度
上昇、または異常温度上昇による緊急停止信号等により
中性子吸収体を内蔵した後備炉停止枠を炉心燃料領域に
装荷するものである。
後備炉停止枠を電磁クラッチで保持するものにあっては
、原子炉運転時に計測制御機器の健全な維持、人為的不
作動の防止に努める必要性を有し、キューり温度を有す
る永久磁石で保持するものにあっては、非磁性体になる
までに時間を要し、応答性が悪い欠点がある。
、原子炉運転時に計測制御機器の健全な維持、人為的不
作動の防止に努める必要性を有し、キューり温度を有す
る永久磁石で保持するものにあっては、非磁性体になる
までに時間を要し、応答性が悪い欠点がある。
さらに、制御棒駆動装置に吊り下げられた後備炉停止枠
は横揺れが生じゃすく、連結部から切り離され、誤動作
の可能性がある。
は横揺れが生じゃすく、連結部から切り離され、誤動作
の可能性がある。
本発明は上記課題を解決するためのもので、信頼性、連
応性、耐震性に優れ、緊急炉心停止に係る計測制御機器
の規模を縮小し、信頼性を向上すると共に、製作および
建設コストを低減化することのできる緊急炉停止機構を
提供することを目的とする。
応性、耐震性に優れ、緊急炉心停止に係る計測制御機器
の規模を縮小し、信頼性を向上すると共に、製作および
建設コストを低減化することのできる緊急炉停止機構を
提供することを目的とする。
そのために本発明の緊急炉停止機構は、冷却材が流入可
能な収納室を下端部に有する炉停止棒と、該収納室内に
配置され、中性子吸収体を保持する不活性ガスを収納し
た下端開放の中性子吸収体保持手段とを備え、異常温度
上昇による不活性ガスの膨張により中性子吸収体保持手
段内の冷却材を流出させ、中性子吸収体保持手段を浮上
させて中性子吸収体を炉心燃料領域へ移動させることを
特徴とする。
能な収納室を下端部に有する炉停止棒と、該収納室内に
配置され、中性子吸収体を保持する不活性ガスを収納し
た下端開放の中性子吸収体保持手段とを備え、異常温度
上昇による不活性ガスの膨張により中性子吸収体保持手
段内の冷却材を流出させ、中性子吸収体保持手段を浮上
させて中性子吸収体を炉心燃料領域へ移動させることを
特徴とする。
本発明の緊急炉心停止機構は、冷却材が流入可能な収納
室内にボロンのような中性子吸収体を保持した内筒内に
不活性ガスを入れ、異常温度上昇による不活性ガスの熱
膨張により内筒内の冷却材を押し出し、その結果生ずる
内筒の浮上により中性子吸収体を炉心燃料領域へ移動さ
せて原子炉を停止させるものであり、温度上昇によるガ
ス空間の熱膨張という物理現象を利用するため、設計が
容易になるとともに、炉停止の方法を多様化させ、信頼
性及び応答性を向上させることが可能となる。
室内にボロンのような中性子吸収体を保持した内筒内に
不活性ガスを入れ、異常温度上昇による不活性ガスの熱
膨張により内筒内の冷却材を押し出し、その結果生ずる
内筒の浮上により中性子吸収体を炉心燃料領域へ移動さ
せて原子炉を停止させるものであり、温度上昇によるガ
ス空間の熱膨張という物理現象を利用するため、設計が
容易になるとともに、炉停止の方法を多様化させ、信頼
性及び応答性を向上させることが可能となる。
以下、実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明による緊急炉心停止機構の一実施例を示
す側面図、第２図および第３図はそれぞれ第１図のＡＡ
′断面およびＢＢ’断面を示す図で、１は内筒、２は支
柱、３は中性子吸収体、４は収納容器、５は支持棒、６
は蓋、７は不活性ガス、８は炉停止棒ラッパ管、９は収
納室、１ｏは隔壁、１１は底板、１２は流通孔、１３は
冷却材、１４は上部ブレナム、１５は炉心燃料集合体で
ある。
す側面図、第２図および第３図はそれぞれ第１図のＡＡ
′断面およびＢＢ’断面を示す図で、１は内筒、２は支
柱、３は中性子吸収体、４は収納容器、５は支持棒、６
は蓋、７は不活性ガス、８は炉停止棒ラッパ管、９は収
納室、１ｏは隔壁、１１は底板、１２は流通孔、１３は
冷却材、１４は上部ブレナム、１５は炉心燃料集合体で
ある。
図において、後備炉停止枠の外装をなす炉停止棒ラッパ
管８は周囲に配置された炉心燃料集合体１５と同一形状
の六角形の外形をなしている。下部には冷却材１３とし
ての液体す）ＩＪウムの通る１個または複数の流通孔１
２を有する隔壁１ｏと底板１１で仕切られた収納室９が
設けられている。
管８は周囲に配置された炉心燃料集合体１５と同一形状
の六角形の外形をなしている。下部には冷却材１３とし
ての液体す）ＩＪウムの通る１個または複数の流通孔１
２を有する隔壁１ｏと底板１１で仕切られた収納室９が
設けられている。
隔壁１０は後述するような位置に取付けられている。
円筒状の内筒１は収納室９に上下に自由に移動すること
ができるよう炉心燃料領域２ｏよりも長尺でその気密構
造になるように蓋６が設けられ、下端は開放され、内面
に固定された３本の中空の支柱２が突き出ていて、底板
１１の上に安定に置かれることができる。また、内筒１
の下端にボロンまたはハフニウム等の中性子吸収体３を
入れた中空の収納容器４が支柱２に支持棒５で取付けら
れている。また、上述の各構成品は何れもステンレスで
作られている。
ができるよう炉心燃料領域２ｏよりも長尺でその気密構
造になるように蓋６が設けられ、下端は開放され、内面
に固定された３本の中空の支柱２が突き出ていて、底板
１１の上に安定に置かれることができる。また、内筒１
の下端にボロンまたはハフニウム等の中性子吸収体３を
入れた中空の収納容器４が支柱２に支持棒５で取付けら
れている。また、上述の各構成品は何れもステンレスで
作られている。
隔壁１０は内筒１が上方に移動して蓋６が接触したとき
に収納容器４が炉心燃料領域２０のほぼ中央の高さにな
るような位置、すｔヨわも蓋６との距離が炉心燃料領域
２０の高さの略１／２に等しい位置に設けられである。
に収納容器４が炉心燃料領域２０のほぼ中央の高さにな
るような位置、すｔヨわも蓋６との距離が炉心燃料領域
２０の高さの略１／２に等しい位置に設けられである。
この後備炉停止棒は、別の場所において製作する。その
方法は、まず停止棒ラッパ管８内を真空状態にして隔壁
ＩＯの流通孔１２を通して図示しない不活性ガス供給用
のホースを挿入し、上から冷却材である液体す） ＩＪ
ウムを入れると、内筒１内も液体ナトリウムで満たされ
る。この状態で不活性ガスを供給するとガスは内筒１内
の上部に満たされる。そしてホースを抜きとっておくと
、最終的にはす） ＩＪウムは冷えて固化する。このナ
トリウムが固化した状態の炉停止棒を炉に装荷するとす
） ＩＪウムが溶けて作動する状態となる。
方法は、まず停止棒ラッパ管８内を真空状態にして隔壁
ＩＯの流通孔１２を通して図示しない不活性ガス供給用
のホースを挿入し、上から冷却材である液体す） ＩＪ
ウムを入れると、内筒１内も液体ナトリウムで満たされ
る。この状態で不活性ガスを供給するとガスは内筒１内
の上部に満たされる。そしてホースを抜きとっておくと
、最終的にはす） ＩＪウムは冷えて固化する。このナ
トリウムが固化した状態の炉停止棒を炉に装荷するとす
） ＩＪウムが溶けて作動する状態となる。
運転状態では中性子吸収体３は炉心燃料領域２０の外側
に位置し、炉停止棒ラッパ管８の周囲の炉心燃料集合体
１５からの中性子を減速、吸収することなく原子炉の正
常運転を行うことができる。
に位置し、炉停止棒ラッパ管８の周囲の炉心燃料集合体
１５からの中性子を減速、吸収することなく原子炉の正
常運転を行うことができる。
冷却材１３が異常温度、例えば６００℃に達すると、不
活性ガスの膨張による浮力で内筒１が炉停止環ラッパ管
８内を上昇するように不活性ガス７の量を調整しておけ
ば正常運転時は炉停止棒ラッパ管８の上部プレナム１４
の温度が正常温度、例えば５５０℃に保たれている場合
は、図に示すように収納容器３すなわち中性子吸収体３
は炉心燃料領域２０の下方にある。しかし、第１次主循
環ポンプ等の異常で冷却材の流量喪失が生じた場合、炉
心出口の冷却材の温度が異常に上昇し、炉停止棒うンパ
管８の周囲の炉心燃料集合体１５からの熱伝達により、
内筒１内の不活性ガス７の温度が上昇して膨張する。そ
の結果、不活性ガス？空間の下にある冷却材１３は下方
に圧力を受けて内筒ｌの下部から外に出て炉停止棒うン
パ管８内を上昇し、流通孔１２から上部プレナム１４内
に出てし）＜。そのため内筒１は軽＜ｉヨって収納室９
内を上昇する。このとき、内筒ｌ下部に取付けられた収
納容器４内の中性子吸収体３は炉心燃料領域２０に移動
し、中性子を吸収して異常温度上昇を抑制し、原子炉を
停止させる。この場合、内筒の重量に対するナトリウム
の浮力、ボロンの重量、中空支柱の重量及び浮力等を無
視した概略計算では、内筒の厚み約０．０５ｃｍ、密度
１０ｇ／Ｃｒｌとすると、内筒の重量は約３ｋｇとなり
、この内筒を浮上させるのに必要なガス柱の高さは約４
５ｃｍである。また、内筒１は支柱２で底板１１を支え
ることなく下部に冷却材１３の流通孔を１個または複数
個有する長尺の円筒で、直接底板１１に置いてもよく、
多角形の形状であってもよい。本緊急炉停止機構は再使
用可能なこと言うまでもない。
活性ガスの膨張による浮力で内筒１が炉停止環ラッパ管
８内を上昇するように不活性ガス７の量を調整しておけ
ば正常運転時は炉停止棒ラッパ管８の上部プレナム１４
の温度が正常温度、例えば５５０℃に保たれている場合
は、図に示すように収納容器３すなわち中性子吸収体３
は炉心燃料領域２０の下方にある。しかし、第１次主循
環ポンプ等の異常で冷却材の流量喪失が生じた場合、炉
心出口の冷却材の温度が異常に上昇し、炉停止棒うンパ
管８の周囲の炉心燃料集合体１５からの熱伝達により、
内筒１内の不活性ガス７の温度が上昇して膨張する。そ
の結果、不活性ガス？空間の下にある冷却材１３は下方
に圧力を受けて内筒ｌの下部から外に出て炉停止棒うン
パ管８内を上昇し、流通孔１２から上部プレナム１４内
に出てし）＜。そのため内筒１は軽＜ｉヨって収納室９
内を上昇する。このとき、内筒ｌ下部に取付けられた収
納容器４内の中性子吸収体３は炉心燃料領域２０に移動
し、中性子を吸収して異常温度上昇を抑制し、原子炉を
停止させる。この場合、内筒の重量に対するナトリウム
の浮力、ボロンの重量、中空支柱の重量及び浮力等を無
視した概略計算では、内筒の厚み約０．０５ｃｍ、密度
１０ｇ／Ｃｒｌとすると、内筒の重量は約３ｋｇとなり
、この内筒を浮上させるのに必要なガス柱の高さは約４
５ｃｍである。また、内筒１は支柱２で底板１１を支え
ることなく下部に冷却材１３の流通孔を１個または複数
個有する長尺の円筒で、直接底板１１に置いてもよく、
多角形の形状であってもよい。本緊急炉停止機構は再使
用可能なこと言うまでもない。
以上のように本発明によれば、異常温度発生時、炉心出
口の冷却材の温度上昇による不活性ガスの熱膨張という
物理現象によって原子炉の緊急停止が行われるが、炉心
出口の温度変化のみならず、上部プレナム内の圧力変化
、例えば−次主循環ボンプの作動時は高圧で、停止時は
低圧となるような一次主循環ポンプ故障を含む一次主循
環系の破損による原子炉内の圧力低下によっても即時応
答する効果を有している。
口の冷却材の温度上昇による不活性ガスの熱膨張という
物理現象によって原子炉の緊急停止が行われるが、炉心
出口の温度変化のみならず、上部プレナム内の圧力変化
、例えば−次主循環ボンプの作動時は高圧で、停止時は
低圧となるような一次主循環ポンプ故障を含む一次主循
環系の破損による原子炉内の圧力低下によっても即時応
答する効果を有している。
また、自己検出作動型であるので、計測制御機器の異常
や人為的な原因による誤動作を生ずることなく、安全性
、信頼性を向上させることができ、常時、中性子吸収体
を炉心部に装荷しているので、耐震性を向上させるとか
できる。
や人為的な原因による誤動作を生ずることなく、安全性
、信頼性を向上させることができ、常時、中性子吸収体
を炉心部に装荷しているので、耐震性を向上させるとか
できる。
第１図は本発明による緊急炉心停止機構の一実施例を示
す側面図、第２図および第３図はそれぞれ第１図のＡＡ
’断面およびＢＢ’断面を示す図、第４図は従来の後備
炉停止棒による緊急炉心停止機構の原子炉炉心部の説明
図である。 １・・・内筒、２・・・支柱、３・・・中性子吸収体、
４・・・収納容器、５・・・支持棒、７・・・不活性ガ
ス、８・・・炉停止棒ラッパ管、９・・・収納室、１３
・・・冷却材、１５・・・炉心燃料集合体、２０・・・
炉心燃料領域、２１・・・後備炉停止棒。
す側面図、第２図および第３図はそれぞれ第１図のＡＡ
’断面およびＢＢ’断面を示す図、第４図は従来の後備
炉停止棒による緊急炉心停止機構の原子炉炉心部の説明
図である。 １・・・内筒、２・・・支柱、３・・・中性子吸収体、
４・・・収納容器、５・・・支持棒、７・・・不活性ガ
ス、８・・・炉停止棒ラッパ管、９・・・収納室、１３
・・・冷却材、１５・・・炉心燃料集合体、２０・・・
炉心燃料領域、２１・・・後備炉停止棒。
Claims (4)
- （１）冷却材が流入可能な収納室を下端部に有する炉停
止棒と、該収納室内に配置され、中性子吸収体を保持す
る不活性ガスを収納した下端開放の中性子吸収体保持手
段とを備え、異常温度上昇による不活性ガスの膨張によ
り中性子吸収体保持手段内の冷却材を流出させ、中性子
吸収体保持手段を浮上させて中性子吸収体を炉心燃料領
域へ移動させることを特徴とする緊急炉心停止機構。 - （２）前記中性子吸収体保持手段は、下端開放の筒状体
からなる請求項１記載の緊急炉心停止機構。 - （３）前記中性子吸収体保持手段は、支柱により停止棒
の底板上に支持されていることを特徴とする請求項１記
載の緊急炉心停止機構。 - （４）前記収納室を形成している上部隔壁は、冷却材流
通孔を有することを特徴とする請求項１記載の緊急炉心
停止機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2040835A JPH07113674B2 (ja) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | 緊急炉心停止機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2040835A JPH07113674B2 (ja) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | 緊急炉心停止機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03243891A true JPH03243891A (ja) | 1991-10-30 |
| JPH07113674B2 JPH07113674B2 (ja) | 1995-12-06 |
Family
ID=12591690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2040835A Expired - Fee Related JPH07113674B2 (ja) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | 緊急炉心停止機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07113674B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2709858A1 (fr) * | 1993-09-08 | 1995-03-17 | Toshiba Kk | CÓoeur de réacteur à neutrons rapides à assemblages étanchéifiés par gaz. |
| CN109478432A (zh) * | 2016-05-04 | 2019-03-15 | 水利矿业核能公司 | 具有借助于浮体进行干预的关机杆的核反应堆 |
| CN109478433A (zh) * | 2016-05-04 | 2019-03-15 | 水利矿业核能公司 | 控制杆和关机杆在芯和芯的支撑结构外部的核反应堆 |
| JP2021135248A (ja) * | 2020-02-28 | 2021-09-13 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 高速炉の炉心および高速炉の運転方法 |
-
1990
- 1990-02-21 JP JP2040835A patent/JPH07113674B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2709858A1 (fr) * | 1993-09-08 | 1995-03-17 | Toshiba Kk | CÓoeur de réacteur à neutrons rapides à assemblages étanchéifiés par gaz. |
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| CN109478433A (zh) * | 2016-05-04 | 2019-03-15 | 水利矿业核能公司 | 控制杆和关机杆在芯和芯的支撑结构外部的核反应堆 |
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