JPH0559399B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、正常時には制御棒を吊り下げ保持し
異常発生時には原子炉を緊急停止させるため制御
棒を切り離して炉心へ挿入する電磁石に電力を伝
送するトランスに関し、更に詳しくは、トランス
を構成するコイル部分を遮蔽プラグ上方の低温部
に設置し、それに対して感温磁性材部分を高温の
原子炉冷却材中に配置した感温トランスに関する
ものである。

［従来の技術］ 原子炉では炉停止の信頼性を高めるため、異常
時に制御棒を自動的に炉心に挿入する機能を備え
ている。このような原子炉の緊急炉停止機構の一
つとして、炉心内の冷却材の温度に感応する感温
トランスを使用する機構がある。

中性子吸収体を有する制御棒は、駆動軸の下端
に位置する電磁石の磁気的吸引力によつて保持さ
れており、該電磁石へは感温トランスを介して電
力が伝送される。

ここで炉内に何らかの異常が生じて温度が上昇
すると、感温磁性材はその異常温度に感応して磁
性を失うため電磁石への電力の伝送を遮断し、電
磁石による磁気的吸引力が無くなるため制御棒が
切り離されて落下し原子炉を停止させるものであ
る。

［発明が解決しようとする課題］ このような炉停止機構はリレー等の外部回路を
必要とせず、外部からの操作力や信号に依存せず
に原子炉を安全に停止させることができる点で自
己作動型の炉停止機構としての信頼性は高い。し
かしながら従来考えられている機構では、トラン
ス全体が高温の冷却材、特に高速増殖炉では高温
の液体ナトリウム中に設置されるため次に示すよ
うな幾つかの技術上の問題点があり現在のところ
構想段階に止まつている。

第１は鉄芯を介して大量の電力を伝送するため
に大きな鉄芯断面積が必要となり、感温トランス
を炉芯内に設置する場所を確保することが困難な
ことである。

第２にコイルは液体ナトリウムに対してシール
せねばならず、鉄芯を積層構造にすることが困難
となり、そのため渦電流損失が大きくなることで
ある。

第３に高温で長時間にわたり安定して使用でき
るコイルの製造技術は未だ確立されていないこと
である。

本発明の目的は、上記のような従来技術が有す
る技術的課題を解決し、高速増殖炉等でも実現性
のある制御棒保持電磁石用の感温トランスを提供
することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記のような目的を達成できる本発明は、一次
側コイルが巻装される鉄芯部分と二次側コイルが
巻装される鉄芯部分との間に感温磁性材部分が組
み込まれて全体として閉磁路となり、温度異常上
昇時に電磁石への電力の伝送を遮断する感温トラ
ンスにおいて、前記感温磁性材部分は前記一次側
コイル及び二次側コイルから離れた位置に設けら
れ、一次側コイル及び二次側コイルは遮蔽プラグ
の上方に、感温磁性材部分は遮蔽プラグ下方の原
子炉冷却材中に設置される制御棒保持電磁石用の
感温トランスである。

ここで具体的には、例えば一次側コイル及び二
次側コイルを遮蔽プラグ上方の低温部に設置し、
そこから長い鉄芯で接続することにより感温磁性
材部分を遮蔽プラグ下方の高温冷却材中に位置す
るように取り付ける。より好ましい構成として
は、感温磁性材部分が制御棒案内管の一部を構成
するように、案内管自体の構造・材料を変えるも
のがある。

なお実際には一次側コイルが巻装される鉄芯部
分にバイパス鉄芯部分を接続するのが好ましい。

［作用］ 本発明では感温磁性材部分が一次側コイル及び
二次側コイルから離れた位置に設けられ全体とし
て閉磁路となるようにトランスを構成し、一次側
コイル及び二次側コイルを遮蔽プラグ上方の低温
部に設け、感温磁性材部分を遮蔽プラグ下方の高
温冷却材中に設置しているため、炉内温度の異常
を感温磁性材によつて素早く検出できるし、コイ
ルの耐熱性やナトリウムシール、或いは設置空間
の制限等の問題を一挙に解決することができる。

正常状態においては感温磁性材部分は磁性を有
するため、一次側コイルと二次側コイルとで電磁
結合が行われ電力の伝送が行われる。従つて一次
側コイルに電源を接続し二次側コイルに制御棒保
持用電磁石を接続することにより制御棒は保持さ
れることになる。何らかの原因により炉内の温度
が上昇すると、感温磁性材部分は磁性を失うため
一次側コイルと二次側コイルとの間での磁気回路
が遮断され電磁結合はなくなり、電力の伝送が停
止する。そのため電磁石はその磁気的吸引力を失
つて制御棒を落下させ、緊急炉停止を行わせるこ
とができる。

［実施例］ 第１図は本発明に係る感温トランスの一実施例
を示す正面図であり、第２図はその平面図であ
る。一次側コイル１０が巻装される鉄芯部分１２
と二次側コイル１４が巻装される鉄芯部分１６と
の間が感温磁性材部分１８によつて接続されてお
り、該感温磁性材部分１８が長い鉄芯部分によつ
て前記一次側コイル１０及び二次側コイル１４か
一方向に遠く離れた位置に設けられる構造になつ
ている。一次側コイル１０が巻装される鉄芯部分
１２にはバイパス鉄芯部分２０が二次側と並列に
接続される。感温磁性材部分１８はＵ型構造をな
し、その両端がそれぞれ鉄芯部分１２，１６から
の垂下部分の下端に接続される。

そして一次側コイル１０、二次側コイル１４及
びバイパス鉄芯部分２０等は遮蔽プラグ２２の上
方の低温部に設置し、感温磁性材部分１８は遮蔽
プラグ２２の下方の高温部（例えば高速増殖炉の
場合には冷却材である液体ナトリウム中）に挿入
する。

そして一次側コイル１０を電源に接続し、二次
側コイル１４を制御棒保持用電磁石（図示せず）
に接続する。

正常状態では電源からの電流は一次側コイル１
０に供給され、それによつて矢印ａで示すような
磁気回路によつて二次側コイル１４と電磁結合
し、電磁石に電力が伝送されて制御棒の磁気的吸
引保持を行う。ここで何らかの原因により炉内温
度が異常に上昇し感温磁性材のキユリー点を超え
ると、感温磁性材部分１８は非磁性となり、矢印
ａで示す磁気回路が遮断され、二次側コイル１４
への電力の伝送が停止する。このため電磁石は磁
気的吸引力を失い、制御棒が切り離されて炉内に
自動的に落下し炉を停止させることになる。なお
バイパス鉄芯部分２０は特にこのような炉内温度
が異常上昇した時に一次側コイル１０によつて発
生する磁束が漏洩して二次側コイル１４と電磁的
に結合しないようにする機能を果たすもので、破
線矢印ｂのような磁気回路を形成する。

第３図は本発明の他の実施例を示す斜視図であ
る。基本的な構成は前記第１図及び第２図の場合
と同様であるから、説明を簡略化するため対応す
る部分には同一符号を付し、それらについての説
明は省略する。この実施例の特徴は、炉心内に導
入する鉄芯部分を制御棒案内管３０の一部を利用
して構成した点である。つまり一次側コイルが巻
装される鉄芯部分１２と二次側コイルが巻装され
る鉄芯部分１６とを連結する垂下部３２が案内管
３０の壁面の一部を構成すると共に、それと連続
するようにＵ型の感温磁性材部分１８も案内管３
０の壁面の一部を構成するようになつている。そ
れ以外は部分（符号３４で示す点々を付した部
分）は非磁性材からなる。このような構成にする
と、制御棒案内管３０が感温トランスの一部を兼
ねるため、原子炉内空間の有効利用を図ることが
可能となり、構造も簡素化する利点が生じる。

［発明の効果］ 本発明は上記のように一次側コイルが巻装され
る鉄芯部分と二次側コイルが巻装される鉄芯部分
との間に感温磁性材部分が組み込まれ且つ該感温
磁性材部分が前記一次側コイル及び二次側コイル
から離れた位置に設けられており、コイル等を遮
蔽プラグ上方の低温部に設置しているため設置空
間の制限が大幅に緩和されるし、コイルを液体ナ
トリウム中に浸漬する必要がないためナトリウム
シールの問題を解決でき、またコイルの耐熱性の
問題も根本的に解決できる。また感温磁性材部分
は原子炉冷却材中に設置されているため、異常温
度の検知感度が低下する虞れもない。これらのた
め本発明によつて実現性のある感温トランス構造
が得られる効果がある。

特に感温トランスの磁気回路の一部を制御棒案
内管に組み込む構成を採用すれば、構造が簡素化
され炉内空間をより一層有効に利用できるし、制
御棒駆動機構等の設計が容易になる効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成を示す正面図、第２
図はその平面図、第３図は本発明の一実施例を示
す斜視図である。 １０……一次側コイル、１２……鉄芯部分、１
４……二次側コイル、１６……鉄芯部分、１８…
…感温磁性材部分、２０……バイパス鉄芯部分、
２２……遮蔽プラグ、３０……制御棒案内管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一次側コイルが巻装される鉄芯部分と二次側
   コイルが巻装される鉄芯部分との間に感温磁性材
   部分が組み込まれて全体として閉磁路となり、温
   度異常上昇時に電磁石への電力の伝送を遮断する
   感温トランスにおいて、前記感温磁性材部分は前
   記一次側コイル及び二次側コイルから離れた位置
   に設けられ、一次側コイル及び二次側コイルは遮
   蔽プラグの上方に、感温磁性材部分は遮蔽プラグ
   下方の原子炉冷却材中に設置されることを特徴と
   する制御棒保持電磁石用の感温トランス。 ２ 感温磁性材部分が制御棒案内管の一部を構成
   している請求項１記載の感温トランス。