JPH0346798B2

JPH0346798B2 -

Info

Publication number: JPH0346798B2
Application number: JP57044098A
Authority: JP
Inventors: Jiro Ootsuji
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1982-03-19
Filing date: 1982-03-19
Publication date: 1991-07-17
Also published as: JPS58161881A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明は落下速度の異なる二種類の制御棒を備
えた沸騰水形原子炉とその運転方法に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

沸騰水形原子炉は、原子炉圧力容器（図示せ
ず）内に第１図に示すように核分裂性物質（ウラ
ン、プルトニウム、トリウム等）を収容した燃料
集合体１……を正方格子状に配列して炉心を構成
している。また原子炉圧力容器の内部には、前記
燃料集合体４体に１体の割で制御棒２……が配置
されている。これらの制御棒２……では炉心に下
方より挿入して炉心反応度を抑制し、また炉心よ
り下方へ引抜くことによつて炉心反応速度を高め
るように構成されているものである。

前記燃料集合体１……は第２図に示すように多
数の燃料棒３……を正方格子状（通常８×８本）
に束ねて角筒状のチヤンネルボツクス４内に収容
してなるものである。なお前記燃料棒３は第３図
に示すように前記核分裂性物質を焼結して円柱形
状に形成された多数の燃料ペレツト５……を円管
６内に積層して納め、上方よりスプリング７で押
えて円管６の上下端を上、下端栓８，９にて密封
した構成のものである。

そこで、前記炉心の燃料集合体１……から発生
する熱は原子炉圧力容器内に収容された炉水に伝
達され、高温高圧の蒸気を発生させる。そしてそ
の蒸気は原子炉圧力の外部へ取出され、発電所の
タービン駆動用に供される。

また、前記制御棒２……は第４図に示すように
比較的比重の軽いボロンカーバイト（B₄C）等の
中性子吸収物質を細管内に振動充填した中性子棒
１０……を１ウイング１１につき10数本〜20数本
ずつ平面的に並べ、かつ束ねて収容し、４枚のウ
イング１１……を中央構造材１２によつて十字状
翼に組合わせた構成のものであり、原子炉圧力容
器の底部に設けられた制御棒駆動機構により駆動
されて炉心に対し挿入・引抜動作するように構成
されている。

ところで、沸騰水形原子炉の制御棒２を駆動す
る制御棒駆動機構には大略次の二つの型がある。

その１つは、駆動源として水圧ピストンを使用
するものであり、この場合は第５図の如く制御棒
２と制御棒駆動機構の駆動軸（インデツクスチユ
ーブ）１３とが、カツプリング１４によつて結合
されており、運転中外れることはない。従つて、
制御棒２と制御棒駆動機構の駆動軸１３とは一体
となつて昇降動作するようになつている。

他の１つは、駆動源としてモータを使用するも
のである。これは第６図の如くモータ１５の回転
軸１６の外周に螺旋溝を設け、その回転軸１６の
外側には上下動自在で回転不能な管状の駆動軸
（管状ピストン）１７を覆せてこの駆動軸１７の
一部を前記螺旋溝に螺合させ、回転軸１６の回転
を駆動軸１７の上下動作に変換するように構成さ
れている。そして、制御棒２の下端を自重によつ
て駆動軸１７の上端に当接させており、制御棒２
が駆動軸１７の上下動作に追従するようになつて
いる。但し、この構成ではモータ１５の回転速度
に限界があるため制御棒２を高速駆動することが
できない。そこで、運転中原子炉の安全性を維持
するために緊急炉停止（スクラム）時には、やは
り水圧によつて制御棒２を高速で炉心に挿入して
炉を停止させるようにしている。

次に原子炉では、いかなる事態が発生しても重
大事故に発展することのないように考え得る限り
の厳しい事態の発生を想定した安全基準の設定を
義務づけている。

そのように想定された厳しい事態の１つに制御
棒棒落下事故がある。制御棒落下事故はいくつも
の機械的欠陥や、人為的な誤操作が重ならない限
りほとんど考えられないことではあるが、たとえ
ば原子炉の起動時に原子炉が臨界もしくは臨界近
傍にある状態において一部の制御棒が何らかの原
因によつて制御棒駆動機構の駆動軸から分離し、
しかも何らかの原因によつて炉心内に残つてお
り、さらにその制御棒が何らかの原因によつて落
下したことを想定するのである。この場合、それ
まで制御棒が炉心内に挿入され、中性子吸収材に
よつて核反応が抑制されていた状態から、制御棒
の落下によつて急激に核反応が活発になる。その
ため、燃料ペレツト温度が急激に上昇し、その結
果燃料棒壁（クラツド）が熱膨張によつて損傷す
る。そしてこのときの事故の大きさは、核燃料が
急激に反応度を与えられ核分裂が急激に促進され
ることによる断熱的な燃料のピークエンタルピ量
の大きさと、発生した熱がクラツドを通して水に
伝達されこの伝達による熱除去をも考慮した非断
熱的な燃料保有エンタルピの最大値の大きさとに
よつて段階的に設定された第１，第２の基準値に
基づいて判定される。断熱エンタルピが第１基準
値を越えると燃料の熱膨張によつてクラツドを損
傷させ、第２の基準値を越えると燃料は破裂して
大事故となると判定される。また、非断熱エンタ
ルピの最大値が別に設定された第１の基準値を越
えると、クラツドと水の間の熱伝達が極端に悪い
状態となつているためにクラツドが損傷し、別に
設定された第２の基準値を越えると断熱エンタル
ピで示したと同様大事故に至ると判定されるので
ある。基準としては、上記第１の基準値を越える
ことは許しているが第２の基準値を越えることは
許していない。

また、制御棒落下事故の被害を判断する目安と
して、単位時間内に炉心に与えられる反応度変化
率がある。反応度変化率を決定する要因として
は、１本の制御棒がもつ反応度価値（制御棒価
値）、制御棒落下速度及び炉心における冷却水の
蒸気体積率（ボイド率）がある。制御棒価値が大
きい程、また落下速度が大きい程、さらにボイド
率が低い程事故時の反応度変化率は大きくなる。
例えばボイド率と反応度変化率との関係では、ボ
イド反応度係数（ΔK／Ｋ／％ボイド率）は負の
反応度効果をもちボイド率が０に近いとき−３×
10^-4〜−５×10^-4であるのに対し、ボイド率が約
40％のときは約−８×10^-4〜１×10^-3となるので
ある。従つてボイド率についてみればボイド率の
高い状態の方が事故の影響は小さい。そこで、事
故の影響をできる限り小さく抑えるためにはでき
る限り１本当りの制御棒価値を小さくし、かつ落
下速度を低速にする方がよい。そして安全性をよ
り一層高めるためにはボイド率が低い状態で制御
棒落下事故が発生することを設定した場合でも安
全基準を満足している必要がある。また従来の沸
騰水形原子炉では最大制御棒価値が約1.3〜1.5％
ΔK以下、制御棒落下速度が0.95ｍ／sec以下とな
るように設計されていた。

一方、制御棒内に中性子吸収物質として使用さ
れるボロンカーバイド（B₄C）中のボロン−10
（B¹⁰）は中性子吸収によつてリチウム（Li）と
ヘリウム（He）に分解して中性子吸収能力を失
なう。従つてB₄C中のB¹⁰は中性子吸収に伴い次
第に減少していく。このため上記制御棒は何年か
運転に供されたのちは取換える必要がある。そこ
で、最近では中性子吸収材としてB₄Cより寿命の
長いAg−In−Cd合金やハフニウム（Hf）等の金
属を使用することが考えられている。但し、Ag
−In−Cd合金やHfはB₄Cと違つて金属であり比
重が大きいため、すべての中性子吸収材を例えば
Hfにすると、制御棒重量はB₄Cを使用した場合
に100Kg前後であつたものが約200Kgを越えること
になる。従つて、落下速度も第７図に示すように
著しく速くなり、その結果、落下事故が生じた場
合には被害も大きくなることが予想される。なお
第７図は制御棒の気中重量と水中での落下速度と
の関係を示すものである。

〔発明の目的〕

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、
万一の制御棒落下事故を想定して、そのような事
態が生じても大事故に発展することを防止でき、
かつ、制御棒の長寿命化を図りうる沸騰水形原子
炉とその運転方法を提供することを目的としてい
る。

〔発明の概要〕

第１の発明に係る沸騰水形原子炉は、原子炉圧
力容器内に正方格子状に配列されて炉心を構成す
る多数の燃料集合体と、これら燃料集合体間に下
方より挿入して炉心反応度を抑制するように設け
られ、かつ落下速度の異なる二種類があつて、そ
の落下速度の速い方の本数を全体の1/4以下とし
た複数の制御棒と、これらの制御棒を挿入し、引
抜作動させる制御棒駆動機構とを具備して構成さ
れている。

また第２の発明に係る沸騰水形原子炉は、原子
炉圧力容器内に正方格子状に配列されて炉心を構
成する多数の燃料集合体と、これら燃料集合体間
に下方より挿入して炉心反応度を抑制するように
設けられ、かつ落下速度の異なる二種類があつて
その落下速度の速い方の本数を全体の1/4以下と
した複数の制御棒と、これらの制御棒を挿入・引
抜動作させる制御棒駆動機構と、前記各制御棒の
引抜位置を検出する制御棒引抜位置検出回路と、
この検出回路の検出信号にもとづき落下速度の遅
い制御棒がすべて全引抜となつているか否かを判
定する制御棒全引抜判定回路と、この判定回路の
判定結果にもとづき落下速度の速い制御棒の引抜
の可否を判定する高速制御棒引抜判定回路と、こ
の判定回路の判定結果にもとづいて作動し落下速
度の遅いすべての制御棒が全引抜となるまで落下
速度の速い制御棒の引抜動作を阻止する制御棒引
抜阻止回路とを具備して構成されている。

また、第３の発明は沸騰水形原子炉の運転方法
に関するもので、これは、炉心を構成する多数の
燃料集合体間に下方より挿入して炉心反応度を抑
制する複数の制御棒を落下速度によつて二種類に
分類し、落下速度の速いものを全制御棒の1/4以
下とした沸騰水形原子炉を起動するにあたり、落
下速度の速い制御棒の引抜操作は落下速度の遅い
制御棒をすべて全引抜とした後に開始することを
特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の第１実施例を、第８図ないし第
１０図を参照して説明する。

第８図は沸騰水形原子炉の概略構成を示すもの
で、原子炉圧力容器１０１内の炉心１０２を構成
する多数の燃料集合体１０３……間に制御棒１０
４……，１０５……が下方より挿入されて炉心反
応度が抑制され、またそれらの制御棒１０４…
…，１０５……を下方へ引抜くことによつて炉心
反応度が高められるように構成されている。また
原子炉圧力容器１０１の底部には、前記制御棒１
０４……，１０５……を挿入・引抜動作させる制
御棒駆動機構１０６……が設けられている。

第９図は前記燃料集合体１０３……と、制御棒
１０４……，１０５……との配置関係を示すもの
である。図中◎印を付して示す制御棒１０４……
は中性子吸収材として比重の大きい例えばHfを
使用するものであり、また図中〇印を付して示す
制御棒１０５……は中性子吸収材として比重の小
さい例えばB₄Cを使用したものである。よつて、
比重の大きい制御棒１０４……は比重の小さい制
御棒よりも落下速度は速い（第７図参照）。

前記燃料集合体１０３……は原子炉圧力容器１
内に正方格子状に配列されており、前記制御棒１
０４……，１０５……は４体の燃料集合体１０３
……につき１体の割で、それら４体の燃料集合体
１０３……の中心部に配置されている。また落下
速度の速い制御棒１０４……の本数は全制御棒の
１／４以下（例えば1/4より僅かに少なく）設定さ
れ、これらの制御棒１０４……と１０５……との
配置関係は、落下速度の速い制御棒１０４……が
縦・横・斜めのいずれの方向にも１本おきとな
り、その結果、落下速度の遅い制御棒１０５……
で落下速度の速い１本の制御棒１０４を縦・横・
斜めのいずれの方向からもとり囲む形となつてい
る。

また、第８図において図中１０７は記憶回路
で、これは各制御棒が制御棒１０４に属するか１
０５に属するかを記憶または判定する。また、１
０８は制御棒引抜位置検出回路で、これは各制御
棒の中性子吸収に有効な先端がどこに停止してい
るかを検出する。また１０９は、制御棒全引抜判
定回路で、これは各制御棒が全引抜か否かを判定
する。また１１０は、バイパス指定回路で、これ
は各制御棒が作動不良等によつて操作バイパスと
なつているか否かを指定する。また１１１は落下
速度の速い制御棒１０４の引抜の判定を行う高速
制御棒引抜操作回路、１１２は引抜要求のあつた
制御棒の引抜を阻止する制御棒引抜阻止回路、１
１３は警報装置である。

次に、このように構成された沸騰水形原子炉の
運転方法について説明する。

原子炉停止中はすべての制御棒１０４……，１
０５……が炉心１０２に挿入されている。原子炉
起動時の制御棒引抜順序は、全制御棒をグルーブ
分けして各グループに番号を付け、番号の若いグ
ループより順次引抜くように予め計画されてい
る。

第１０図中に各制御棒に付した番号１〜21はグ
ループ番号である。ここで、〇印を付した落下速
度の遅い制御棒１０５……はすべて１〜12のグル
ープに属し、また◎印を付した落下速度の速い制
御棒１０４……はすべて13〜21のグループに属し
ている。

そこで、停止状態にある原子炉を起動するにあ
たつては、まず落下速度の遅い制御棒１０５……
をすべて全引抜としたのちに落下速度の速い制御
棒１０４……の引抜きを開始する。そこで、落下
速度の遅い制御棒１０５……の中でも特に１〜４
のグループに属する制御棒１０５……の引抜操作
は、次のいずれかの方法によつて行なわれる。

（方法）同一グループに属する制御棒１０５
……の関係では、１本ずつ全引抜としていく。
１つのグループに属する制御棒１０５……をす
べて全引抜とした後に次のグループに属する制
御棒１０５……の引抜を同様にして開始する。

（方法）同一グループに属する制御棒１０５
……をさらに複数本ずつの小グループに分類
し、それら小グループ内の制御棒１０５……の
関係では１本ずつ、複数段階に設定された途中
停止位置の１段階だけ引抜き、小グループに属
するすべての制御棒１０５……が第１段階の引
抜位置に揃つてから再び１本ずつ２段階目の引
抜をする。以後各グループについて同様の操作
を順次行なう（BPWS法）。

（方法）各グループをさらに小グループに分
類すること、及び複数段階の途中停止位置を設
定することは方法と同様であるが、引抜操作
は小グループに属する複数本の制御棒１０５…
…毎に同時に行なう（ギヤングモードBPWS
法）。

なお、グループ分類は引抜く制御棒の価値を低
く抑えるように考慮されている。このような分類
の仕方、及び前記１〜３の引抜方法自体は従来よ
り行なわれているが、特に全制御棒を落下速度に
よつて二種類に分類し、まず落下速度の遅い制御
棒１０５……から引抜操作することは、従来では
全く行なわれていない。

そして、上記構成において、制御棒価値が最も
高いの引抜方法による場合でも、制御棒価値の
最大値は１％ΔK程度のものであり、従来からの
安全基準である1.3〜1.5％ΔK内には十分収まつ
ている。しかも、グループ番号１〜４までの引抜
状態までが、通常は最も制御棒価値が高い時期で
あるから、上記安全基準に対しては十分である。
第１１図は最大制御棒価値の計算結果を示したも
のである。この図から明らかなように、グループ
番号１〜４の制御棒のうち約半数に満たない制御
棒が引抜かれている時点で制御棒価値が最大値に
達する。従つて、この炉心の約半数の制御棒が引
抜かれるまでの出力領域で制御棒落下が生じた場
合に危険性が最も大きくなるものと考えられる
が、この出力領域で引抜かれる制御棒はすべて落
下速度の遅い制御棒１０５……のみであるから、
万一制御棒落下が生じたとしても、急激な出力変
化を回避することができ、危険性は最小限に抑え
られることになる。

そして、グループ番号４までに属する制御棒１
０５……をすべて全引抜としたのちは、引続いて
落下速度の遅い制御棒１０５……の引抜をグルー
プ番号５より行なつて出力上昇を図ることにな
る。そしてグループ番号13以降は落下速度の速い
制御棒１０４……の引抜操作に移行する。なお、
グループ番号５以降の制御棒引抜操作は前記方法
又はによる。

ここで、落下速度の遅い制御棒１０５……を先
に全引抜とした後に落下速度の速い制御棒１０４
……の引抜を開始するのは次の２つの理由によ
る。

第１の理由はボイド率との関係である。炉心内
における冷却水のボイド率が高ければ高い程、反
応度が与えられたときの負の反応度フイードバツ
ク量は大きく、このことによつてボイド率変化に
伴う反応度を下げる能力も大きい。従つて、制御
棒落下事故の影響は、ボイド率が高い程小さくな
る。そこで落下速度の速い制御棒１０４……はで
きるだけ遅く（すなわち、ある程度ボイド率が高
くなるのをまつて）引抜くことが望ましいのであ
る。

また、第２の理由は、制御棒の寿命との関係で
ある。中性子吸収材としてB₄Cのみを用いた場合
には、中性子吸収によつて制御棒の寿命が決定さ
れるためできる限り低い出力レベル（即ち低い中
性子束レベル）状態において中性子吸収を行なわ
せる方望ましい。そこで、落下速度の遅い制御棒
１０５……はできる限り早い時期に引抜いておく
ことが望ましいのである。

以上の理由により、落下速度の遅いすべての制
御棒１０５……を引抜いたのちに落下速度の速い
制御棒１０４……の引抜きを開始することは、制
御棒落下事故対策上、および落下速度の遅い制御
棒１０５……の交換時期を延ばす為の２点におい
て有利となるのである。

また、落下速度の速い制御棒１０４の本数を全
制御棒の1/4以下としたのは次の理由による。

沸騰水形原子炉は通常９〜12ケ月間燃料の交換
なしに運転する。従つて、燃焼初期および中期で
は制御棒を全数全引抜とすると、定格出力をはる
かに越える出力が達成される。従つて、この期間
では定格出力の約20〜30％でも挿入されている制
御棒は炉心の約1/4程度は存在し、定格出力でも
約５〜10％は炉心の中に制御棒が残つている。ま
た、定常運転期間内で挿入制御棒のまわりの燃料
は、挿入制御棒の中性子吸収効果によつて、他の
燃料集合体と比較して燃焼が進みにくい。このた
め炉内の燃料を均一に燃焼させるために、運転期
間中何度か挿入制御棒を変える運転（制御棒パタ
ーン変更）を行う。このことによつて、炉心に運
転期間中に定格出力時挿入されている制御棒は最
低でも上記５〜10％の２倍即ち10〜20％の比率と
なる。

また、落下速度の速い制御棒１０４を落下速度
の遅い制御棒１０５……でとり囲むようにしたの
は、１〜４のグループに属する制御棒をすべて落
下速度の遅い制御棒１０５……となるようにする
ためである。

ところで、原子炉の起動にあたり、制御棒の引
抜操作を開始すると、制御棒引抜位置検出回路１
０８では常に炉心１０２内の全制御棒１０４…
…，１０５……の有効先端がどこに位置している
かを検出し、もし各制御棒が全引抜のときには当
該制御棒についての制御棒全引抜判定回路１０９
をONとする。なおバイパス指定回路１１０は、
ある制御棒が例えば作動不良となつた場合におい
て運転員によつてその制御棒の操作をバイパスし
たときONとなる。

また高速制御棒引抜判定回路１０９は運転員の
引抜要求の有無に拘らず、落下速度の速い制御棒
１０４の引抜の判定を行つている。即ち、落下速
度の遅い制御棒１０５に対して高速制御棒引抜判
定回路１１１がONのとき“１”、OFFのとき
“０”として、また、バイパス指定回路１１０が
ONのとき“１”、OFFのとき“０”として、落
下速度の遅い制御棒１０５が上記条件で“１”の
ときはON、“０”のときはOFFの信号を出す。
この信号から落下速度の遅い制御棒１０５がすべ
て全引抜されているか、又はバイパスされている
かのいずれかである場合のみ落下速度の速い制御
棒１０４の引抜許可信号（ON）を出す。そして
その他の場合には、落下速度の速い制御棒１０４
……の引抜を阻止するものである。この具体的手
段として、例えば落下速度の遅い制御棒１０５…
…について高速制御棒引抜判定回路１１１にスイ
ツチング回路を設け、落下速度の遅い全制御棒１
０５……についてゲートがONであるときのみ電
流が通じる回路としておけばよい。このようにし
て高速制御棒引抜判定回路１１１は常に落下速度
の速い制御棒１０４の引抜が可能か否かを判定し
て、制御棒引抜阻止回路１１２に信号を出力して
いる（なお、引抜可能か否かをランプ等で示すよ
うにしてもよい）。一方、運転員の要求によつて、
制御棒引抜要求がなされると、その要求が制御棒
１０４であるか１０５であるかを高速制御棒引抜
判定回路１１１は判別する。そして、現在落下速
度の速い制御棒１０４の引抜が可能であるか否か
を判定する。この具体的手段として、例えば記憶
回路１０７より引抜要求のあつた制御棒の信号を
とり出す。例えば、記憶回路１０７からの信号が
制御棒１０４ならばOFF（０）、制御棒が１０５
ならON（１）という信号であつたとする。そし
てこの制御棒１０４か１０５かの信号と先に述べ
た高速制御棒引抜可能信号のORをとれば良い。
そして、その結果がONであればその制御棒の引
抜は可能、OFFであれば引抜は阻止すべきもの
であり、制御棒引抜阻止回路１１２はその制御棒
の引抜を阻止する。また、引抜要求の信号の発生
と同時に警報装置より警報が発せられる。

なお落下速度の速い制御棒は全制御棒の1/4以
下であればよく、二種類の制御棒の配置関係も運
転計画に応じて適宜変更可能である。そこで第１
２図ないし第１４図にそれぞれ二種類の制御棒１
０４……，１０５……の割合および配置関係を異
ならせた第２〜第４の実施例を示しておく。なお
これらの第２〜第４の実施例においても落下速度
の速い制御棒には◎印、遅い方の制御棒には〇印
を付して示してある。そして、これら第２〜４の
実施例においても前記第１の実施例と同様の効果
を得ることができるものである。

〔発明の効果〕

以上詳述したように第１の発明に係る沸騰水形
原子炉は、原子炉圧力容器内に正方格子状に配列
されて炉心を構成する多数の燃料集合体と、これ
ら燃料集合体間に下方より挿入して炉心反応度を
抑制するように設けられ、かつ落下速度の異なる
二種類があつて、その落下速度の速い方の本数を
全体の1/4以下とした複数の制御棒と、これらの
制御棒を挿入・引抜動作させる制御棒駆動機構と
を具備して構成されているので、落下速度の遅い
制御棒を先に引抜くことにより、万一制御棒落下
事故が発生してもそのときの反応度変化を小さく
することができ、安全性を高めることができる。

また第２の発明に係る沸騰水形原子炉では前記
第１の発明の構成要件に加えて、各制御棒の引抜
位置を検出する制御棒引抜位置検出回路と、この
検出回路の検出信号にもとづき落下速度の遅い制
御棒がすべて全引抜となつているか否かを判定す
る制御棒全引抜判定回路と、この判定回路の判定
結果にもとづき落下速度の速い制御棒の引抜の可
否を判定する高速制御棒引抜判定回路と、この判
定回路の判定結果にもとづいて作動し落下速度の
遅いすべての制御棒が全引抜となるまで落下速度
の速い制御棒の引抜動作を阻止する制御棒引抜阻
止回路とを具備して構成されているので、引抜順
序が適正に行なわれ、一層安全性が向上する。

さらに第３の発明に係る沸騰水形原子炉の運転
方法は、炉心を構成する多数の燃料集合体間に下
方より挿入して炉心反応度を抑制する複数の制御
棒を落下速度によつて分類し落下速度の速いもの
を全制御棒の1/4以下とした沸騰水形原子炉を起
動するにあたり、落下速度の速い制御棒の引抜操
作は落下速度の遅い制御棒をすべて全引抜とした
後に開始することを特徴とするものであるから、
万一制御棒落下事故が生じても事故の影響を小さ
く抑えることができ、安全性が高められることに
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は沸騰水形原子炉の炉心平面図、第２図
は第１図の一部を拡大して示す平面図、第３図は
燃料棒を一部切欠して示す側面図、第４図は制御
棒の横断面図、第５図は水圧ピストン式制御棒駆
動機構の概略図、第６図はモータ駆動式制御棒駆
動機構の概略図、第７図は制御棒重量と制御棒落
下速度との関係を示す図、第８図は本発明の一実
施例を示す概略構成図、第９図および第１０図は
本発明の一実施例における沸騰水形原子炉の炉心
を模式的に示す図、第１１図は制御棒引抜に伴う
制御棒価値の位置を示す図、第１２図ないし第１
４図はそれぞれ本発明の第２，第３および第４実
施例における炉心を模式的に示す図である。１０１……原子炉圧力容器、１０２……炉心、
１０３……燃料集合体、１０４……落下速度の速
い制御棒、１０５……落下速度の遅い制御棒、１
０６……制御棒駆動機構、１０７……記憶回路、
１０８……制御棒引抜位置検出回路、１０９……
制御棒全引抜判定回路、１１０……高速制御棒引
抜判定回路、１１２……制御棒引抜阻止回路、１
１３……警報装置。

Claims

【特許請求の範囲】１原子炉圧力容器内に正方格子状に配列されて
炉心を構成する多数の燃料集合体と、これら燃料
集合体間に下方より挿入して炉心反応度を抑制す
るように設けられ、かつ落下速度の異なる二種類
があつてその落下速度の速い方の本数を全体の1/
４以下とした複数の制御棒と、これらの制御棒を
挿入・引抜動作させる制御棒駆動機構とを具備し
たことを特徴とする沸騰水形原子炉。２前記制御棒のうち落下速度の速いものが縦・
横・斜めのいずれの方向にも１本おきとなるよう
に配置したことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の沸騰水形原子炉。３原子炉圧力容器内に正方格子状に配列されて
炉心を構成する多数の燃料集合体と、これら燃料
集合体間に下方より挿入して炉心反応度を抑制す
るように設けられ、かつ落下速度の異なる二種類
があつてその落下速度の速い方の本数を全体の1/
４以下とした複数の制御棒と、これらの制御棒を
挿入・引抜動作させる制御棒駆動機構と、前記各
制御棒の引抜位置を検出する制御棒引抜位置検出
回路と、この検出回路の検出信号にもとづき落下
速度の遅い制御棒がすべて全引抜となつているか
否かを判定する制御棒全引抜判定回路と、この判
定回路の判定結果にもとづき落下速度の速い制御
棒の引抜の可否を判定する高速制御棒引抜判定回
路と、この判定回路の判定結果にもとづいて作動
し落下速度の遅いすべての制御棒が全引抜となる
まで落下速度の速い制御棒の引抜動作を阻止する
制御棒引抜阻止回路とを具備したことを特徴とす
る沸騰水形原子炉。４炉心を構成する多数の燃料集合体間に下方よ
り挿入して炉心反応度を抑制する複数の制御棒を
落下速度によつて二種類に分類し、落下速度の速
いものを全制御棒の1/4以下とした沸騰水形原子
炉を起動するにあたり、落下速度の速い制御棒の
引抜操作は落下速度の遅い制御棒をすべて全引抜
とした後に開始することを特徴とする沸騰水形原
子炉の運転方法。