JPH05134077A - Control rod assembly - Google Patents
Control rod assemblyInfo
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- JPH05134077A JPH05134077A JP3296952A JP29695291A JPH05134077A JP H05134077 A JPH05134077 A JP H05134077A JP 3296952 A JP3296952 A JP 3296952A JP 29695291 A JP29695291 A JP 29695291A JP H05134077 A JPH05134077 A JP H05134077A
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- 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
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】原子炉の冷却材温度が上昇した時に、温度上昇
に見合って制御棒を炉心に挿入し、かつ、その位置を保
持して、炉出力の抑制とスクラム動作後の温度降下に際
しても、制御棒本体の再引抜きを防止する制御棒集合体
を提供する。
【構成】炉心内に昇降自在に収納した制御棒本体の上端
の延長棒等で吊下し、この制御棒本体上部に、周囲が二
重円筒状の感温部材25と、この内部に先端をラチェッ
ト軸とした延長棒17を吊下げるばね21と、このばね
21及び感温部材25内を隔離するベローズ22を設け
て外部と仕切り、ばね部と感温部材内に液体金属を封入
して流動抵抗体を介して外部と連通させて、感温部材2
5の下端に前記ラチェット軸23を係止するラチェット
機構26を備えた温度補償保持機構を具備する。
(57) [Summary] (Modified) [Purpose] When the coolant temperature of the nuclear reactor rises, control rods are inserted into the core to keep up with the temperature rise and the position is maintained to suppress the reactor power. A control rod assembly for preventing re-pulling of the control rod body even when the temperature drops after the scram operation. [Structure] A control rod body, which is housed in the reactor core in a vertically movable manner, is suspended by an extension rod or the like at the upper end of the control rod body. A spring 21 that suspends the extension rod 17 that serves as a ratchet shaft and a bellows 22 that isolates the spring 21 and the temperature-sensitive member 25 from each other are provided to partition the spring and the temperature-sensitive member from each other. The temperature sensitive member 2 is connected to the outside through a resistor.
The temperature compensation holding mechanism is provided at the lower end of 5 with a ratchet mechanism 26 that locks the ratchet shaft 23.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、高速増殖炉の出力制御
を行う制御棒集合体に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control rod assembly for controlling the output of a fast breeder reactor.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に高速増殖炉の炉心は、図4の炉心
縦断面図に示すように、多数の燃料集合体1と、この燃
料集合体1の間に挿入される複数の制御棒集合体2、及
び燃料集合体1の最外部を包囲するようにして設けられ
た図示しない多数の遮蔽体により形成されている。2. Description of the Related Art Generally, a core of a fast breeder reactor has a large number of fuel assemblies 1 and a plurality of control rod assemblies inserted between the fuel assemblies 1, as shown in the longitudinal sectional view of the core of FIG. 2, and a large number of shields (not shown) provided so as to surround the outermost portion of the fuel assembly 1.
【0003】燃料集合体1は内部に多数の燃料ピン3を
装備してあり、下端に設けたエントランスノズル4を炉
心支持板5の開孔部に挿入することにより定位置に設置
される。そして、炉心支持板5内の高圧プレナム6から
冷却材がエントランスノズル4の冷却材流入口7を通じ
て流入し、続いて燃料ピン3の間を上昇し、燃料集合体
1を除熱する。The fuel assembly 1 is equipped with a large number of fuel pins 3 inside and is installed at a fixed position by inserting an entrance nozzle 4 provided at the lower end into an opening of a core support plate 5. Then, the coolant flows from the high-pressure plenum 6 in the core support plate 5 through the coolant inlet port 7 of the entrance nozzle 4, and then rises between the fuel pins 3 to remove heat from the fuel assembly 1.
【0004】制御棒集合体2は、下部案内管8と上部案
内管9及び制御棒本体10、さらにこれを吊下する延長管
11により形成されており、下部案内管8は下端に形成さ
れているエントランスノズル12を炉心支持板5の開孔部
に挿入して定位置に設置される。このエントランスノズ
ル12には高圧プレナム6に連通する冷却材流入口13と制
御棒本体10の内在する内側に連通する連通孔14とが設け
られている。The control rod assembly 2 includes a lower guide pipe 8, an upper guide pipe 9, a control rod body 10 and an extension pipe for suspending the control rod body 10.
The lower guide tube 8 is formed by 11 and is installed at a fixed position by inserting the entrance nozzle 12 formed at the lower end into the opening of the core support plate 5. The entrance nozzle 12 is provided with a coolant inlet 13 communicating with the high-pressure plenum 6 and a communication hole 14 communicating with the inside of the control rod body 10.
【0005】また制御棒本体10は内部に中性子吸収体を
内蔵し、制御棒本体10の再挿入時には、下端の係合部15
を下部案内管8のダッシュポット16内に挿入して定置さ
れる。なお、制御棒本体10は上端から上方へ延出させた
延長棒17の上端部に形成した掴み部18により延長管11の
下端部を掴むことによって延長管11に吊下される。Further, the control rod body 10 has a neutron absorber built therein, and when the control rod body 10 is reinserted, the engaging portion 15 at the lower end is
Is inserted into the dash pot 16 of the lower guide tube 8 and placed. The control rod body 10 is suspended from the extension pipe 11 by grasping the lower end portion of the extension pipe 11 with a grip portion 18 formed on the upper end portion of the extension rod 17 extending upward from the upper end.
【0006】この制御棒本体10は、図示しない制御棒駆
動機構によって延長管11を上下動させることによって制
御棒本体10を炉心内に挿入したり、引抜いたりする。こ
の制御棒本体10の除熱は冷却材によって行なわれるが、
この冷却材は高圧プレナム6からエントランスノズル12
の冷却材流入口13、連通孔14を通って下部案内管8内を
上昇するようになっている。The control rod body 10 is inserted into or pulled out from the core by vertically moving the extension pipe 11 by a control rod drive mechanism (not shown). The heat of the control rod body 10 is removed by a coolant,
This coolant is from the high pressure plenum 6 to the entrance nozzle 12
The lower guide pipe 8 is elevated through the coolant inlet 13 and the communication hole 14.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】高速増殖炉の通常運転
時には、延長管11の上下操作により制御棒本体10の炉心
内への挿入度を調整して炉出力を調整する。また炉出力
が異常に上昇したり、冷却材が減少する等の異常が生じ
ると、制御棒本体10を炉心内に緊急挿入させて炉を停止
させるスクラム動作が行なわれる。During normal operation of the fast breeder reactor, the degree of insertion of the control rod body 10 into the core is adjusted by vertically moving the extension pipe 11 to adjust the reactor power. Further, when an abnormality such as an abnormal increase in the reactor output or a decrease in the coolant occurs, a scram operation is carried out to urgently insert the control rod body 10 into the core and stop the furnace.
【0008】一方、高速増殖炉においては、緊急時に何
らかの原因で延長管11が下降できなくなって制御棒本体
10を炉心内に挿入できないというスクラム失敗の過酷事
故をを想定して、万一のスクラム失敗時にも炉心の反応
度を臨界よりも低く抑えることが必要とされる。On the other hand, in the fast breeder reactor, the extension pipe 11 cannot be lowered for some reason in an emergency and the control rod body
It is necessary to keep the reactivity of the core below the critical level even in the unlikely event of a scrum failure, assuming a severe accident of scrum failure where 10 cannot be inserted into the core.
【0009】これはスクラム失敗が起きると、原子炉出
力が過剰に増大して冷却材温度が上昇し、ひいては炉心
損傷事故に繋がる可能性があるからで、従来この過酷事
故時における安全対策が要望されていた。This is because if a scrum failure occurs, the reactor output will increase excessively and the coolant temperature will rise, which may lead to a core damage accident. Conventionally, there has been a demand for safety measures at the time of this severe accident. It had been.
【0010】本発明の目的とするところは、原子炉出力
の過剰増大等で冷却材温度が上昇した場合に、その温度
上昇に見合って温度補償機構により制御棒を炉心に挿入
し、さらに保持機構によりその位置を保持して、炉出力
の抑制とスクラム動作後の制御棒本体廻りの温度降下に
対しても、炉心内の制御棒本体の再引抜きを防止して、
原子炉の安全性を確実に確保することができる制御棒集
合体を提供することにある。An object of the present invention is to insert a control rod into a reactor core by a temperature compensating mechanism corresponding to the temperature rise when the coolant temperature rises due to an excessive increase in the reactor output, etc. This position is maintained by the control of the reactor power and the re-drawing of the control rod body in the core is prevented against the temperature drop around the control rod body after the scrum operation.
It is to provide a control rod assembly capable of reliably ensuring the safety of a nuclear reactor.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】炉心に設置した案内管内
に昇降自在に収納される制御棒本体の上端から延びた延
長棒及びこの延長棒の上部に設けた掴み部を介して制御
棒本体を吊下する延長管とからなる制御棒集合体におい
て、前記延長管あるいは延長棒の一部に周囲が二重円筒
状の感温部材と、この内部に先端をラチェット軸とした
延長棒を吊下げるばねと、このばね及び前記感温部材内
を隔離するベローズを設けて外部と仕切り、前記ばね部
と感温部材内に液体金属封入して流動抵抗体を介して外
部と連通させると共に、感温部材の下端に前記ラチェッ
ト軸を係止するラチェット爪、ばね等からなるラチェッ
ト機構を備えた温度補償保持機構を具備する。A control rod main body is mounted via an extension rod extending from an upper end of a control rod main body that is housed in a guide tube installed in a reactor core so as to be able to move up and down, and a grip portion provided on the upper portion of the extension rod. In a control rod assembly consisting of an extension pipe to be hung, a temperature sensing member having a double cylindrical periphery is hung on a part of the extension pipe or the extension rod, and an extension rod having a ratchet shaft at its tip is hung inside the temperature sensing member. A spring and a bellows for isolating the spring and the temperature-sensitive member are provided to partition it from the outside, and the spring portion and the temperature-sensitive member are sealed with a liquid metal so as to communicate with the outside via a flow resistor, and the temperature-sensitive A temperature compensation holding mechanism having a ratchet mechanism including a ratchet pawl for locking the ratchet shaft and a spring is provided at the lower end of the member.
【0012】[0012]
【作用】温度補償保持機構の感温部材内とベローズ内と
は連通され、その内部には液体金属が封入されている。
ここで、感温部材をベローズに比較して薄い部材で形成
すれば、周囲の冷却材である液体金属の温度に迅速に応
答し、感温部材内の液体金属がベローズ内に流入して、
原子炉の異常による冷却材の過剰温度上昇時には、ベロ
ーズの膨脹によって温度補償保持機構が伸長することに
より制御棒本体が炉心内に挿入される。The operation of the temperature-sensitive member of the temperature compensation holding mechanism and the inside of the bellows are communicated with each other, and the liquid metal is enclosed in the inside.
Here, if the temperature sensitive member is formed of a thin member compared to the bellows, it responds quickly to the temperature of the liquid metal that is the surrounding coolant, and the liquid metal in the temperature sensitive member flows into the bellows,
When the excessive temperature of the coolant rises due to the abnormality of the nuclear reactor, the control rod body is inserted into the core by the expansion of the temperature compensation holding mechanism due to the expansion of the bellows.
【0013】この際、ラチェット機構は制御棒本体の炉
心挿入方向に対しては動作可能に、炉心引抜き方向では
これを阻止するようにラチェット軸の段差及びラチェッ
ト爪を形成しているため、一旦挿入された制御棒本体位
置はそのまま保持されて原子炉停止に伴う冷却材温度低
下に際しても、原子炉の出力再上昇が防止でき原子炉の
安全性が確保される。At this time, since the ratchet mechanism is operable in the core insertion direction of the control rod body, and the ratchet shaft step and ratchet pawl are formed so as to prevent this in the core withdrawal direction, the ratchet mechanism is once inserted. The control rod body position is maintained as it is, and even if the coolant temperature drops due to the reactor shutdown, the reactor power output can be prevented from rising again and the safety of the reactor is ensured.
【0014】[0014]
【実施例】本発明の一実施例につき図面を参照して説明
する。なお、上記した従来技術と同じ構成部分について
は同一符号を付して詳細な説明は省略する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the same components as those of the above-described conventional technique are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
【0015】図2の炉心縦断面図に示すように、高速増
殖炉の炉心は多数の燃料集合体1と、燃料集合体1の間
に挿入される複数の制御棒集合体2と、燃料集合体1の
最外部を包囲するようにして設けられる図示しない多数
の遮蔽体とにより構成されている。As shown in the longitudinal sectional view of the core of FIG. 2, the core of the fast breeder reactor has a large number of fuel assemblies 1, a plurality of control rod assemblies 2 inserted between the fuel assemblies 1, and a fuel assembly. It is configured by a large number of unillustrated shields provided so as to surround the outermost part of the body 1.
【0016】燃料集合体1は内部に多数の燃料ピン3が
内装されており、下端に設けたエントランスノズル4を
炉心支持板5の開孔部に挿入することにより定位置に保
持される。そして、この燃料集合体1には、炉心支持板
5内の高圧プレナム6から冷却材がエントランスノズル
4の冷却材流入口7を通して流入し、燃料ピン3の間を
上昇して燃料集合体1を除熱するようになっている。The fuel assembly 1 is internally provided with a large number of fuel pins 3, and is held in place by inserting an entrance nozzle 4 provided at the lower end into an opening of a core support plate 5. Then, the coolant flows into the fuel assembly 1 from the high-pressure plenum 6 in the core support plate 5 through the coolant inlet port 7 of the entrance nozzle 4, and rises between the fuel pins 3 to remove the fuel assembly 1. It is designed to remove heat.
【0017】また制御棒集合体2は、下部案内管8、上
部案内管9と、制御棒本体10及びこの制御棒本体10を吊
下する延長管11とを備えており、下部案内管8は、その
下端に形成されているエントランスノズル12を炉心支持
板5の開孔部に挿入することにより定位置に保持され
る。そして、エントランスノズル12には、高圧プレナム
6に連通する冷却材流入口13と、制御棒本体10の内在す
る内側に連通する連通孔14とが夫々設けられている。The control rod assembly 2 comprises a lower guide pipe 8, an upper guide pipe 9, a control rod body 10 and an extension pipe 11 for suspending the control rod body 10. The entrance nozzle 12 formed at the lower end of the core is inserted into the opening of the core support plate 5 to hold it in place. The entrance nozzle 12 is provided with a coolant inlet 13 communicating with the high pressure plenum 6 and a communication hole 14 communicating with the inner side of the control rod body 10.
【0018】制御棒本体10は、内部に中性子吸収体を内
蔵して再挿入時には、下端の係合部15を下部案内管8の
ダッシュポット16内に挿入することにより、定位置に挿
入配置されるようになっている。The control rod body 10 has a built-in neutron absorber inside, and at the time of re-insertion, the engagement portion 15 at the lower end is inserted into the dashpot 16 of the lower guide tube 8 to be inserted and arranged at a fixed position. It has become so.
【0019】さらに制御棒本体10は、その上端に延長棒
17を備えており、この延長棒17の上端部には掴み部18が
形成され、この掴み部18で前記延長管11の下端部を掴む
ことにより、制御棒本体10が延長管11に吊設されるよう
になっている。Further, the control rod body 10 has an extension rod at its upper end.
The extension rod 17 is provided with a grip portion 18 at the upper end thereof, and the control rod main body 10 is suspended from the extension pipe 11 by gripping the lower end portion of the extension pipe 11 with the grip portion 18. It is supposed to be done.
【0020】そして、この延長管11を、図示しない制御
棒駆動機構で上下動させることにより、制御棒本体10が
炉心に挿入されたり引抜かれたりするようになってい
る。また、この制御棒本体10の除熱は、高圧プレナム6
からエントランスノズル12の冷却材流入口13、及び連通
孔14を通って下部案内管8内を上昇する冷却材によって
行なわれるようになっている。Then, the extension rod 11 is moved up and down by a control rod drive mechanism (not shown) so that the control rod body 10 can be inserted into or pulled out from the core. Further, the heat removal of the control rod body 10 is performed by the high pressure plenum 6
Is performed by the coolant that rises in the lower guide tube 8 through the coolant inlet port 13 of the entrance nozzle 12 and the communication hole 14.
【0021】さらに、延長管11の途中で掴み部18の下に
は温度補償保持機構20が介在されている。この温度補償
保持機構20は、図1の拡大縦断面図に示すように、掴み
部18の下部に取付けたばね21により吊下されたベローズ
22及び、ラチェット軸23が配置されており、ベローズ22
の上下端部に設けた支持板24を介し、上端はラチェット
軸23、下端は感温部材25に接合されて封止構造になって
いる。Further, a temperature compensation holding mechanism 20 is interposed below the grip portion 18 in the middle of the extension pipe 11. As shown in the enlarged vertical sectional view of FIG. 1, this temperature compensation holding mechanism 20 is a bellows suspended by a spring 21 attached to the lower portion of the grip portion 18.
22 and ratchet shaft 23 are arranged, and bellows 22
An upper end is joined to a ratchet shaft 23 and a lower end is joined to a temperature-sensitive member 25 through a support plate 24 provided at upper and lower end portions of the above to form a sealing structure.
【0022】前記ベローズ22の外周部には、二重円筒状
の感温部材25が配置されており、この感温部材25は、上
側は掴み部18に、下側はラチェット機構26に連結されて
いる。また二重円筒内部は、掴み部18にあけられた連通
孔27を介して前記ベローズ22の外周部に連通しており、
これらの内部には液体金属28が封入されていて、二重円
筒の上端部には封入された液体金属28が、外部の冷却材
である液体金属と流通する流動抵抗体を備えた細隙部29
が形成されている。A double cylindrical temperature sensitive member 25 is arranged on the outer peripheral portion of the bellows 22. The temperature sensitive member 25 is connected to the grip portion 18 on the upper side and to the ratchet mechanism 26 on the lower side. ing. Further, the inside of the double cylinder communicates with the outer peripheral portion of the bellows 22 through a communication hole 27 formed in the grip portion 18,
A liquid metal 28 is enclosed inside these, and the enclosed liquid metal 28 is provided at the upper end of the double cylinder. 29
Are formed.
【0023】またラチェット機構26はラチェット爪26a
を板ばね26bによりラチェット軸23に押し付けるように
構成されており、ラチェット軸23の下端部は延長棒17と
連結され、さらに図2に示すように延長棒17は制御棒本
体10に連結して構成されている。なお、前記ばね21には
通常運転時に制御棒本体10の自重分の伸びが発生してい
る。次に、上記構成による作用について説明する。The ratchet mechanism 26 has a ratchet claw 26a.
Is configured to be pressed against the ratchet shaft 23 by the leaf spring 26b, the lower end of the ratchet shaft 23 is connected to the extension rod 17, and the extension rod 17 is connected to the control rod body 10 as shown in FIG. It is configured. The spring 21 is stretched by the weight of the control rod body 10 during normal operation. Next, the operation of the above configuration will be described.
【0024】高速増殖炉では、炉出力が異常に上昇した
り、冷却材が減少する等の異常が生じると、延長管11を
降下させて制御棒本体10を炉心内に緊急挿入し、原子炉
を停止させるスクラム動作が行なわれる。In the fast breeder reactor, when abnormalities such as an abnormal increase in reactor output and a decrease in coolant occur, the extension pipe 11 is lowered to insert the control rod body 10 into the core urgently, A scrum operation is performed to stop the.
【0025】しかしながら、この緊急時に何らかの原因
で延長管11が下降せず、制御棒本体10を炉心内に挿入で
きないというスクラム失敗時には、冷却材温度が過剰に
上昇するため温度補償保持機構20の感温部材25周りの温
度も上昇する。感温部材25は薄い円筒状であるため、そ
の内部の液体金属28の温度もほとんど時間遅れなく上昇
する。これにより、感温部材25内の液体金属28が急速に
膨脹して連通孔27を通って、ばね21及びベローズ22の外
周部に侵入する。However, in this emergency, when the extension pipe 11 does not descend for some reason and the control rod body 10 cannot be inserted into the core, the coolant temperature rises excessively and the temperature compensation holding mechanism 20 feels unsatisfactory. The temperature around the temperature member 25 also rises. Since the temperature-sensitive member 25 has a thin cylindrical shape, the temperature of the liquid metal 28 inside the temperature-sensitive member 25 also rises with almost no time delay. As a result, the liquid metal 28 in the temperature-sensitive member 25 rapidly expands, penetrates the communication hole 27, and enters the outer peripheral portions of the spring 21 and the bellows 22.
【0026】このため、ベローズ22が伸びて制御棒本体
10が炉心内に挿入される。この際、ラチェット軸23はテ
ーパ部23aと段付部23bを有しており、炉心への挿入動
作の際はテーパ部23aにより、ラチェット爪26aを押し
開きながら下降し、段付部23bで板ばね26bによりラチ
ェット爪26aをラチェット軸23に押し付けてラチェット
軸23の位置を保持する。この下降動作及び段付部23aで
の保持動作を繰返しながら、温度上昇に応じた熱膨脹ス
トローク分だけ、制御棒本体10が炉心内に挿入される。For this reason, the bellows 22 is extended and the control rod body is extended.
10 is inserted in the core. At this time, the ratchet shaft 23 has a taper portion 23a and a stepped portion 23b. When the ratchet shaft 23a is inserted into the core, the ratchet shaft 23 is pushed downward by the taper portion 23a while pushing and opening the ratchet pawl 26a. The spring 26b presses the ratchet pawl 26a against the ratchet shaft 23 to hold the position of the ratchet shaft 23. While repeating the lowering operation and the holding operation in the stepped portion 23a, the control rod body 10 is inserted into the core by the amount of thermal expansion stroke corresponding to the temperature rise.
【0027】ここで、制御棒本体10が炉心内に挿入され
ると原子炉の出力は低下し制御棒本体10の周囲の冷却材
温度が制御棒挿入前に比べ降下する。この温度降下によ
って、温度補償保持機構20の感温部材25内の液体金属28
の温度も降下し、膨脹していた液体金属28は収縮する。Here, when the control rod body 10 is inserted into the core, the output of the nuclear reactor is reduced and the temperature of the coolant around the control rod body 10 is lowered as compared with that before the control rod was inserted. Due to this temperature drop, the liquid metal 28 in the temperature sensitive member 25 of the temperature compensation holding mechanism 20 is
And the expanded liquid metal 28 contracts.
【0028】その結果、ばね21及びベローズ22を炉心内
へ挿入する力が減少し、ばね21の引張り力によって、制
御棒本体10を炉心から引抜く方向の動作が行われようと
するが、前記のラチェット機構26により引抜き動作は阻
止されて、制御棒本体10は炉心内に挿入された位置を保
持する。As a result, the force for inserting the spring 21 and the bellows 22 into the core is reduced, and the pulling force of the spring 21 tends to cause the control rod body 10 to be pulled out from the core. The ratchet mechanism 26 prevents the pull-out operation, and the control rod body 10 holds the position inserted in the core.
【0029】高速増殖炉ではスクラム失敗時には、図3
の制御棒反応度特性図に示すように、炉心内においてド
ップラ効果及び冷却材密度効果によって制御棒反応度が
0の臨界よりも高い線Aで示される正の反応度が発生す
る。しかしながら本発明では、温度補償保持機構20のベ
ローズ22が伸長して制御棒本体10が炉心内に挿入される
ことにより、線Bの負の反応度が発生する。この正(線
A)、負(線B)の両反応度を重ね合わせた全反応度は
線Cのように臨界より低い負の反応度領域となり、原子
炉は安全性を確保する。When the scrum fails in the fast breeder reactor, as shown in FIG.
As shown in the control rod reactivity characteristic graph of No. 3, a positive reactivity indicated by a line A in which the control rod reactivity is higher than the critical value of 0 is generated by the Doppler effect and the coolant density effect in the core. However, in the present invention, the bellows 22 of the temperature compensation holding mechanism 20 expands and the control rod body 10 is inserted into the core, so that the negative reactivity of the line B is generated. The total reactivity obtained by superposing both the positive (line A) and the negative (line B) reactivity is a negative reactivity region lower than the critical level as shown by line C, and the reactor secures safety.
【0030】しかし、上記のように一旦冷却材温度上昇
に伴ってベローズ22が軸方向に膨脹して、制御棒本体10
を炉心内に挿入することで負の反応度を発生させるが、
この負の反応度発生により、炉出力が抑制されると制御
棒本体10周囲の冷却材温度が降下する。これにより、今
まで感温部材25内の膨脹していた液体金属28は収縮し、
この結果として炉心内に挿入されていた制御棒本体10が
引抜かれる方向に動作して原子炉出力が再度上昇するこ
とが考えられる。However, as described above, the bellows 22 expands in the axial direction once the coolant temperature rises, and the control rod body 10
Is inserted into the core to generate a negative reactivity,
When the reactor output is suppressed by the generation of this negative reactivity, the temperature of the coolant around the control rod body 10 drops. As a result, the liquid metal 28 which has been expanded in the temperature sensitive member 25 is contracted,
As a result, it is conceivable that the control rod body 10 inserted into the core operates in the pulling direction and the reactor power again increases.
【0031】しかしながら、制御棒本体10は前記のラチ
ェット機構26により引抜き動作が阻止されて、炉心内の
挿入された位置が保持されているので、制御棒本体10の
再引抜きと、これによる原子炉の出力上昇が発生せず、
原子炉の安全性を確実に維持することができる。なお流
動抵抗体を備えた細隙部29は通常運転時のゆるやかな温
度上昇時に液体金属28を外部に逃がしてラチェット軸23
を下降させないために設けられている。However, since the control rod body 10 is prevented from being pulled out by the ratchet mechanism 26 and the inserted position in the reactor core is maintained, the control rod body 10 is re-pulled and the reactor is re-pulled. Output does not occur,
The safety of the nuclear reactor can be reliably maintained. It should be noted that the slit portion 29 provided with the flow resistance element allows the liquid metal 28 to escape to the outside when the temperature rises gently during normal operation and the ratchet shaft 23.
It is provided to prevent lowering.
【0032】[0032]
【発明の効果】以上本発明によれば、原子炉冷却材温度
の過剰上昇に際しては、この温度上昇を利用して制御棒
本体を炉心内に挿入し、炉出力の上昇を抑制すると共
に、周囲の温度が降下しても制御棒本体の再引抜き動作
がないため、原子炉出力の再上昇が防止できる。As described above, according to the present invention, when the reactor coolant temperature rises excessively, the temperature rise is used to insert the control rod body into the core to suppress the rise of the reactor output and to increase the ambient temperature. Since the control rod body does not have to be re-pulled out even if the temperature drops, the reactor output can be prevented from rising again.
【0033】このため、より大きな負の制御棒反応度を
炉心に与えることができ、スクラム失敗事故が万一生じ
ても、炉出力を自動的に減衰させ、かつ長時間に亘って
未臨界状態を確保することができるので、原子炉の運転
の安全性と信頼性が向上する効果がある。For this reason, a larger negative control rod reactivity can be given to the core, and even if a scrum failure accident occurs, the reactor power is automatically attenuated, and the subcritical state is maintained for a long time. Can be ensured, which has the effect of improving the safety and reliability of reactor operation.
【図1】本発明の一実施例に係る温度補償保持機構の拡
大縦断面図。FIG. 1 is an enlarged vertical sectional view of a temperature compensation holding mechanism according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の炉心縦断面図。FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the core of the present invention.
【図3】制御棒反応度と事故時間との特性図。FIG. 3 is a characteristic diagram of control rod reactivity and accident time.
【図4】従来の炉心縦断面図。FIG. 4 is a vertical cross-sectional view of a conventional core.
1…燃料集合体、2…制御棒集合体、10…制御棒本体、
11…延長管、17…延長棒、18…掴み部、20…温度補償保
持機構、21…ばね、22…ベローズ、23…ラチェット軸、
23a…テーパ部、23b…段付部、24…支持板、25…感温
部材、26…ラチェット機構、26a…ラチェット爪、26b
…板ばね、27…連通孔、28…液体金属、29…細隙部。1 ... Fuel assembly, 2 ... Control rod assembly, 10 ... Control rod body,
11 ... extension pipe, 17 ... extension rod, 18 ... grip, 20 ... temperature compensation holding mechanism, 21 ... spring, 22 ... bellows, 23 ... ratchet shaft,
23a ... tapered portion, 23b ... stepped portion, 24 ... support plate, 25 ... temperature sensitive member, 26 ... ratchet mechanism, 26a ... ratchet pawl, 26b
… Leaf springs, 27… communication holes, 28… liquid metal, 29… slits.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 猪鹿倉 尋明 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝総合研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hiroaki Inokakura 1 Komukai Toshiba-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Stock company Toshiba Research Institute
Claims (1)
納される制御棒本体と、この制御棒本体の上端から延び
た延長棒及びこの延長棒の上部に設けた掴み部を介して
制御棒本体を吊下する延長管とからなる延長部材とを具
備した制御棒集合体において、前記延長部材は上部延長
部材と下部延長部材及びこれらの延長部材の間に設けら
れた温度補償保持機構を有し、この温度補償保持機構は
上部延長部材の下部と下部延長部材の上部に形成された
ラチェット軸とを連結するばねと、このばね及びラチェ
ット軸を同軸状に覆って前記上部延長部材の下部に取付
けられた二重円筒状の感温部材と、この感温部材の下部
とラチェット軸の上部との間に液密に取付けられて、こ
の感温部材の内側及びばねと感温部材の外側とを隔離す
るベローズと、感温部材の下部に設けられてラチェット
軸と係合しラチェット軸の下方向のみの動きを許容する
ラチェット機構と、二重円筒状の感温部材の環状空間と
前記ばねが存在する空間とを連通する第1の連通孔と、
このばねが存在する空間と感温部材の外側空間とを流動
抵抗体を介して連通する第2の連通孔とから構成したこ
とを特徴とする制御棒集合体。1. A control rod body which is housed in a guide tube installed in a core so as to be able to move up and down, an extension rod extending from an upper end of the control rod body, and a grip portion provided on an upper portion of the extension rod. In a control rod assembly including an extension member including an extension pipe for suspending a main body, the extension member includes an upper extension member, a lower extension member, and a temperature compensation holding mechanism provided between these extension members. However, the temperature compensation holding mechanism includes a spring connecting the lower portion of the upper extension member and a ratchet shaft formed on the upper portion of the lower extension member, and the spring and the ratchet shaft coaxially covering the lower portion of the upper extension member. The attached double-cylindrical temperature-sensing member is liquid-tightly mounted between the lower part of the temperature-sensing member and the upper part of the ratchet shaft, and the inside of the temperature-sensing member and the outside of the temperature-sensing member. Bellows to isolate the temperature A ratchet mechanism that is provided at the lower part of the member and engages with the ratchet shaft to allow only the downward movement of the ratchet shaft, and connects the annular space of the double cylindrical temperature-sensitive member and the space where the spring exists. A first communication hole,
A control rod assembly characterized in that the space in which the spring exists and the outer space of the temperature sensitive member are constituted by a second communication hole that communicates with each other via a flow resistor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3296952A JPH05134077A (en) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | Control rod assembly |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3296952A JPH05134077A (en) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | Control rod assembly |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05134077A true JPH05134077A (en) | 1993-05-28 |
Family
ID=17840312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3296952A Pending JPH05134077A (en) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | Control rod assembly |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05134077A (en) |
-
1991
- 1991-11-13 JP JP3296952A patent/JPH05134077A/en active Pending
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