JPS6120834B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高速増殖炉において原子炉の核反応を
制御する制御棒駆動機構（以下CRDを略す）に
係り、特にこのCRDとこれを搭載設置する炉心
上部機構（以下UCSと略す）との取合部分を改
良し、原子炉の核反応により発生する放射性核分
裂生成物（以下FPガスと略す）ならびに誘導放
射能を含む炉内ナトリウム蒸気等の炉内（しやへ
いプラグ搭載貫通部）における上昇限界を押え、
これらの放射線源によるしやへいプラグ上面での
放射線量率を低減することの可能なCRDに関す
る。

以下第１図を参照しながら従来の高速炉用の制
御棒駆動機構について説明する。

高速炉は炉心を収納した原子炉容器中に原子炉
冷却材として液体ナトリウムを満たした構成とな
つている。この原子炉容器の上側開口部はしやへ
いプラグ５によつて閉塞され、このしやへいプラ
グの中央部に制御棒駆動機構が設置されている。
第１図は制御棒駆動機構の縦断面図であり、しや
へいプラグ５を貫通して設けられた貫通孔に
UCS案内管６が挿入設置され、貫通部の上部お
よび下部は溶接して封止固定されている。またこ
のUCS案内管６の内側にはCRD案内管２が挿入
載置され、このCRD案内管２の上端部にはUCS
案内管６との間をシールするシール部８が設けら
れている。

UCS案内管上にはCRDの駆動部４が搭載さ
れ、下部のCRD案内管２内に挿入されている延
長管３を上下に駆動する駆動源となつている。ま
た延長管３の下端部には着脱自在に制御棒１が取
付けられており、制御棒１は下方に設置された図
示しない炉心中に挿入されることによつて炉心の
核反応を制御できるようになつている。また
CRD案内管２と延長管３の下部との間には伸縮
自在なベローズ７が気密に取付けられており、こ
の部分からのナトリウムの進入を防止している。

しかるにCRDとしやへいプラグの間は、UCS
案内管、CRD案内管、延長管、といつた３重管
の構成となつてしやへいプラグを貫通し、それら
のなかでもCRD案内管としやへいプラグの間は
しやへいプラグ上面で固定シールされている。こ
の為原子炉内で核反応により発生するFPガスな
らびに放射化されたナトリウム蒸気は対流等によ
りしやへいプラグ上面のシール部分まで上昇して
来る。この為FPガスならびに放射化されたナト
リウムの蒸気はしやへいプラグ上面のシール部ま
で大きな減衰をせずに到達し、この付近に蒸着又
は固着等（主に炉内との温度差による）をおこ
し、大きな放射線源となるため点検作業員の立入
を困難にしてしまう。さらにまた、これらの固着
したナトリウム蒸気は、CRDのメンテナンスの
為の引抜、挿入においてもかき落しを必要とし引
抜力の増大等大きな障害となりうるものである。
さらにまた、これら多量管の間隙が原子炉容器の
垂直方向に直線であることから、炉内から中性子
等のストリーミングに対しても、防備がしずらい
形状を有している。

かかる問題点に対し、その一部を解決する方法
として、これら間隙部に上方よりガスを吹流し、
ナトリウム蒸気の上昇を防止する手段が考えられ
る。しかしながらこの手法によればナトリウム蒸
気の上昇をある程度押えることは可能であつて
も、FPガスの上昇を完全に防止することは困難
である。さらにこれら機構をCRD等に組込んだ
場合にはCRDの機構はさらに複雑化するため信
頼性を低下させるのみならず常に大量のガス供給
系が必要となる問題点が生ずる。

本発明の目的は上記の点に鑑みてなされたもの
で、第１の目的はしやへい上の大きな線源となる
FPガスならびに放射化ナトリウム蒸気のしやへ
いプラグ搭載貫通部内での上昇限界を押え、線源
を人身の立入る部分（しやへいプラグ上面）から
遠方（下方）におくことであり、第２の目的は固
着がおこり得るナトリウム蒸気の上昇限界を押え
ることにより、しやへいプラグ内でのナトリウム
固着部分の長さを押え、メンテナンスの為の引抜
力（固着ナトリウムの剪断に必要な力）を減少す
ることにある。

上記目的を達成するために本発明では炉心上部
機構案内管の内側面と制御棒駆動機構案内管の外
側面とを上方を大径部下方を小径部とする段付形
状に形成してここに下側シール部を設け、この下
側シール部の上方に所定間隔をおいて同じく炉心
上部機構案内管の内側面と制御棒駆動機構案内管
の外側面との間に上側シール部を設け、これら上
側シール部と下側シール部との間に形成された空
間に背圧ガス系を接続した構成を採つている。

以下本発明の一実施例を第２図を参照して説明
する。

本発明は炉心上部機構案内管と制御棒駆動機構
案内管との間のシール部分を改良したものであり
第２図はその要部を拡大して示すもので第１図と
同一部分には同一の符号を付している。

本発明によるシール方式は、UCS案内管のし
やへいプラグ搭載貫通部の中央又は下側に径違い
の段付部を設け、ここにUCS案内管６とCRD案
内管２とのメタルコンタクトによるシールポイン
トを設ける。このシールポイントは本発明に係る
上下２つのシールポイントのうちの１つを成すも
のであり、この下側シールポイント１５は炉内か
らUCS案内管６とCRD案内管２との間隙を上昇
してくるFPガスならびにナトリウム蒸気をシー
ルすると共にこれらの上昇限界をこの位置にとど
めるためのものである。

次にこれより上側に位置する上側シールポイン
ト１６はCRDの駆動部４側に取付けられ、CRD
案内管２およびUCS案内管６と上述の下側シー
ルポイント１５で囲まれる部分のバウンダリイを
構成している。この上側シールポイント１６は
CRDの下部機構と駆動部４の切離操作により容
易に取外すことが出来るものである。さらにこれ
ら上下２つのシールポイントの間には、これらシ
ールの背圧用として背圧ガス系１７が設けられて
いる。

次に本発明による作用ならびに効果について記
す。原子炉内で核反応により発生したFPガスな
らびに放射能を含むナトリウム蒸気は、炉内冷却
材１４のカバーガス空間にあるが温度差による対
流ならびに分子拡散等により、しやへいプラグ内
の機器搭載貫通部１０であるUCS案内管６と
CRD案内管２との間のわずかの間隙をぬつて上
昇し、これらしやへいプラグ貫通部１０が炉内の
温度に比べ低温であることから、それら間隙部内
にナトリウム蒸気が蒸着する。

しかしながら本発明によれば、しやへいプラグ
貫通部１０の中央又は下側に設けた径違いの段付
部を利用したUCS案内管６とCRD案内管２との
メタルコンタクトによるシールにより、これら放
射線源となり得るFPガスならびに放射能を含む
ナトリウム蒸気のしやへいプラグ貫通部１０内で
の上昇限界を作業員が立入るしやへいプラグ上面
５から遠方（下方）にすることが出来得る。さら
にまたこのコンタクトシール部１５にナトリウム
蒸気が固着することにより、ナトリウム蒸気自身
もこのシールに寄与することになる。一方、しや
へいプラグ貫通部の中央又は下側でナトリウム蒸
気の上昇限界が押えられることから、ここに蒸着
するナトリウム蒸気は、従来のしやへいプラグ上
面５でのシール方式に比べ1/2ないし1/5程度以下
にまで減少することが可能となる。またさらに
CRDの引抜挿入等メンテナンスにおいても、引
抜等に要する力（ナトリウムの剪断力）およびそ
れらに付随する台工具機器等を縮少することが可
能となる。しかも本発明によるならば機器どうし
のメタルコンタクトによるシール方式なので、
UCS案内管６に対し、CRD案内管２を引抜くこ
とによりシールポイントは解除され、しかも従来
のオーリング又はピストンリング等によるシール
方式と異なり、シール材自身の寿命やメンテナン
スの為の交換等が不要となる。さらにまた、この
径違い段付部が設けられているので上述のシール
効果のみならず炉内から放出される中性子等のス
トリーミングに対しても有効な効果を有してい
る。

次に上側シールポイント１６とその下に位置す
る背圧ガス系１７の効果について記す。上側のシ
ールポイント１６ならびに背圧ガス系１７は、本
発明の構成の一部を成すものであり、作用は下側
シールポイント１５の機能をさらに助長する効果
のあるものである。即ち、下側シールポイント１
５とは別に新たなバウンダリイを構成して上側シ
ールポイント１６を設けることによりメタルコン
タクトによる下側シールポイント１５を漏洩して
上昇してくる微量のナトリウムを、背圧ガス系１
７から供給されたガスにより、原子炉容器内へ押
し戻す効果を有するものである。ここで、上側の
シールポイントは下側のシールポイントに比べ、
リークタイト（実質漏洩量が小であること）であ
ることが必要であるが、しやへいプラグ貫通部１
０中央又は下側の高温部分のシールに比べ、上側
のシールポイント１６はしやへいプラグ４上面近
傍の低温度領域にあり、しかも作業員が立入り易
いことからシール材の選択ならびにメンテナンス
が容易であるため比較的容易にリークタイトにす
ることができる。これは例えばゴムオーリング１
６等によるシールが可能なためである。さらにま
た、上側シールポイント１６はCRD駆動部４側
に設置するならば、駆動部４の切離動作のみで容
易にメンテナンスすることも可能である。

尚、下側シールポイント１５は径違いの段付部
を利用してオーリングあるいはピストンリング等
のシール材を使用することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の制御棒駆動機構の概略縦断面
図、第２図は本発明の一実施例の要部を拡大して
示す縦断面図である。 ２……CRD案内管、３……延長管、４……駆
動部、６……UCS案内管、１５……下側シール
ポイント、１６……上側シールポイント、１７…
…背圧ガス系。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ しやへいプラグ内を貫通する炉心上部機構案
   内管内に設置される制御棒駆動機構案内管と、こ
   の制御棒駆動機構案内管内にあつて上下動する延
   長管と、この延長管を上下動させる駆動源とから
   なる制御棒駆動機構において、炉心上部機構案内
   管の内側面と制御棒駆動機構案内管の外側面とを
   上方を大径部、下方を小径部とする段付形状に形
   成してここに下側シール部を設け、この下側シー
   ル部の上方に所定間隔をおいて同じく炉心上部機
   構案内管の内側面と制御棒駆動機構案内管の外側
   面との間に上側シール部を設け、これら上側シー
   ル部と下側シール部との間に形成された空間に背
   圧ガス系を接続したことを特徴とする制御棒駆動
   機構。