JPH06242277A - 制御棒集合体 - Google Patents
制御棒集合体Info
- Publication number
- JPH06242277A JPH06242277A JP50A JP3101693A JPH06242277A JP H06242277 A JPH06242277 A JP H06242277A JP 50 A JP50 A JP 50A JP 3101693 A JP3101693 A JP 3101693A JP H06242277 A JPH06242277 A JP H06242277A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control rod
- bellows
- extension
- extension pipe
- rod body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 冷却材の温度上昇による制御棒の炉心内挿入
を高い信頼性をもって行うことができる制御棒集合体を
提供することを目的とする。 【構成】 本発明に係る制御棒集合体２は、炉心に設置
された案内管内昇降自在に収納される制御棒本体１０
と、この制御棒本体１０の上端から上方へ延出された延
長棒１７と、この延長棒１７の上部に設けた掴み部１８
と係合して制御棒本体１０を吊下する延長管１１と、前
記延長管１１の一部にバネ３０を介在しこのバネ３０と
連動するベローズ２８と、このベローズ２８を包囲し内
部に前記ベローズ２８内と流通する液体金属３２を有す
る感温部材２９と、この感温部材２９と前記延長管１１
によって形成される間隙でかつ前記ベローズ２８の下方
に配設される密封体とから構成される。
を高い信頼性をもって行うことができる制御棒集合体を
提供することを目的とする。 【構成】 本発明に係る制御棒集合体２は、炉心に設置
された案内管内昇降自在に収納される制御棒本体１０
と、この制御棒本体１０の上端から上方へ延出された延
長棒１７と、この延長棒１７の上部に設けた掴み部１８
と係合して制御棒本体１０を吊下する延長管１１と、前
記延長管１１の一部にバネ３０を介在しこのバネ３０と
連動するベローズ２８と、このベローズ２８を包囲し内
部に前記ベローズ２８内と流通する液体金属３２を有す
る感温部材２９と、この感温部材２９と前記延長管１１
によって形成される間隙でかつ前記ベローズ２８の下方
に配設される密封体とから構成される。
Description
【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。
行う制御棒集合体に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、高速増殖炉の炉心は図３に示す
ように多数の燃料集合体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多数の遮蔽体（図示せ
ず）によって形成されている。
ように多数の燃料集合体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多数の遮蔽体（図示せ
ず）によって形成されている。
【０００３】燃料集合体１は内部に多数の燃料ピン３を
内装し、下端に設けたエントランスノズル４を炉心支持
板５の開口部に挿入することにより所定の位置に設置さ
れる。そして、炉心支持板５内に形成された高圧プレナ
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、続いて燃料ピン３の間を上昇し、燃
料集合体１を除熱して上方へ流出する。
内装し、下端に設けたエントランスノズル４を炉心支持
板５の開口部に挿入することにより所定の位置に設置さ
れる。そして、炉心支持板５内に形成された高圧プレナ
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、続いて燃料ピン３の間を上昇し、燃
料集合体１を除熱して上方へ流出する。
【０００４】制御棒集合体２は下部案内管８と、上部案
内管９と、制御棒本体１０と、これを係合して吊下する
延長管１１とにより構成されている。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の開口部に挿入して所定の位置に設置される。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を収容する下部案
内管８の内側に連通する連通孔１４とが設けられてい
る。また、制御棒本体１０は内部に中性子吸収体を内蔵
し、最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内に挿入して定位される。制御棒本体
１０は、その上端から上方へ延出された延長棒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その延長管１１に吊下される。この
延長管１１を制御棒駆動機構（図示せず）によって上下
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、引き抜いたりする。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、連通孔１４を通って下部案内管８を上昇する
冷却材によって行われる。
内管９と、制御棒本体１０と、これを係合して吊下する
延長管１１とにより構成されている。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の開口部に挿入して所定の位置に設置される。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を収容する下部案
内管８の内側に連通する連通孔１４とが設けられてい
る。また、制御棒本体１０は内部に中性子吸収体を内蔵
し、最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内に挿入して定位される。制御棒本体
１０は、その上端から上方へ延出された延長棒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その延長管１１に吊下される。この
延長管１１を制御棒駆動機構（図示せず）によって上下
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、引き抜いたりする。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、連通孔１４を通って下部案内管８を上昇する
冷却材によって行われる。
【０００５】また、延長管１１または延長棒１７の一部
にバネ３０を介在させ、このバネ３０の外側にベローズ
２８を設けている。このベローズ２８の外側を包囲して
二重円筒状の感温部材２９を設け、この感温部材２９内
及びベローズ２８内には液体金属３２が封入されてい
る。
にバネ３０を介在させ、このバネ３０の外側にベローズ
２８を設けている。このベローズ２８の外側を包囲して
二重円筒状の感温部材２９を設け、この感温部材２９内
及びベローズ２８内には液体金属３２が封入されてい
る。
【０００６】ここで図３における記号ＩＶの部分を拡大
して図４に示す。図４において、バネ３０の動きを吸収
するベローズ２８に対し、このバネ３０とは連動しない
吸収ベローズ３４が設けられている。この吸収ベローズ
３４内部には上部案内管内部９ａと連通するベント孔３
６が延長管１１内部に穿設されており、上部案内管内部
９ａの冷却材を吸入または排出することができる。吸収
ベローズ３４は原子炉起動時の温度上昇に伴い延長管１
１内に形成された吸収空間３３において、感温部材２９
内の液体金属３２の膨張を連通孔３１を介して吸収す
る。しかし、延長管１１には、一定量変位すると伸びが
停止するように蓋ストッパ３５が設けられている。従っ
て、異常時に、通常時以上に液体金属３２の温度が上昇
すると、吸収ベローズ３４で吸収しきれない液体金属３
２の膨張量はベローズ２８によって吸収されることにな
る。このため、ベローズ２８に係合する延長管１１が押
され、この延長管１１に吊下される制御棒本体１０が炉
心内に挿入される。従って、異常時に制御棒本体１０を
自動的に炉心に挿入することが可能である。
して図４に示す。図４において、バネ３０の動きを吸収
するベローズ２８に対し、このバネ３０とは連動しない
吸収ベローズ３４が設けられている。この吸収ベローズ
３４内部には上部案内管内部９ａと連通するベント孔３
６が延長管１１内部に穿設されており、上部案内管内部
９ａの冷却材を吸入または排出することができる。吸収
ベローズ３４は原子炉起動時の温度上昇に伴い延長管１
１内に形成された吸収空間３３において、感温部材２９
内の液体金属３２の膨張を連通孔３１を介して吸収す
る。しかし、延長管１１には、一定量変位すると伸びが
停止するように蓋ストッパ３５が設けられている。従っ
て、異常時に、通常時以上に液体金属３２の温度が上昇
すると、吸収ベローズ３４で吸収しきれない液体金属３
２の膨張量はベローズ２８によって吸収されることにな
る。このため、ベローズ２８に係合する延長管１１が押
され、この延長管１１に吊下される制御棒本体１０が炉
心内に挿入される。従って、異常時に制御棒本体１０を
自動的に炉心に挿入することが可能である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来の制御棒集
合体においては、通常の運転時には延長管の上下作動に
より制御棒本体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われる。
合体においては、通常の運転時には延長管の上下作動に
より制御棒本体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われる。
【０００８】一方、高速増殖炉においては緊急時に何ら
かの原因で延長管が下降できなくなって制御棒本体を炉
心内に挿入できないという異常事態の場合を想定し、こ
の異常事態時にも炉心の反応度を臨界よりも低く抑える
考慮がなされている。これは制御棒本体の挿入が必要な
状況において炉心内に挿入できない場合には、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
に損傷が生じる可能性があるからである。
かの原因で延長管が下降できなくなって制御棒本体を炉
心内に挿入できないという異常事態の場合を想定し、こ
の異常事態時にも炉心の反応度を臨界よりも低く抑える
考慮がなされている。これは制御棒本体の挿入が必要な
状況において炉心内に挿入できない場合には、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
に損傷が生じる可能性があるからである。
【０００９】図５に示すように制御棒本体が緊急挿入さ
れるべき異常時においては炉心内ではドップラ効果及び
冷却材密度効果によって制御棒反応度が零の状態、すな
わち臨界よりも高い線ａの正の反応度が時間の経過に伴
い発生する。しかし、従来の制御棒集合体においては、
延長管及び延長棒が原子炉出力上昇による冷却材温度上
昇に伴って軸方向に膨張し、制御棒本体を炉心内に挿入
する。この時には図５の線ｂに示されるように負の反応
度が発生する。そして、従来はこれらの正、負の反応度
を重ね合わせた全反応度を図５中、線ｃに示されるよう
に臨界より低い負の反応度領域に保持して、原子炉の安
全性を確保していた。
れるべき異常時においては炉心内ではドップラ効果及び
冷却材密度効果によって制御棒反応度が零の状態、すな
わち臨界よりも高い線ａの正の反応度が時間の経過に伴
い発生する。しかし、従来の制御棒集合体においては、
延長管及び延長棒が原子炉出力上昇による冷却材温度上
昇に伴って軸方向に膨張し、制御棒本体を炉心内に挿入
する。この時には図５の線ｂに示されるように負の反応
度が発生する。そして、従来はこれらの正、負の反応度
を重ね合わせた全反応度を図５中、線ｃに示されるよう
に臨界より低い負の反応度領域に保持して、原子炉の安
全性を確保していた。
【００１０】しかしながら、従来の制御棒集合体におい
てはベローズが破損すると液体金属がベローズの破損部
を介して感温部材と延長管の間隙から漏洩し、延長管を
押し下げることができない可能性があった。従って、異
常時に制御棒本体が炉心内に挿入されることなく負の反
応度が得られない可能性があった。
てはベローズが破損すると液体金属がベローズの破損部
を介して感温部材と延長管の間隙から漏洩し、延長管を
押し下げることができない可能性があった。従って、異
常時に制御棒本体が炉心内に挿入されることなく負の反
応度が得られない可能性があった。
【００１１】本発明は係る従来の事情に対処してなされ
たものであり、その目的は、冷却材の温度上昇による制
御棒の炉心内挿入を高い信頼性をもって行うことができ
る制御棒集合体を提供することにある。
たものであり、その目的は、冷却材の温度上昇による制
御棒の炉心内挿入を高い信頼性をもって行うことができ
る制御棒集合体を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の制御棒集合体においては、炉心に設置され
た案内管内昇降自在に収納され内部に中性子吸収体を収
容する制御棒本体と、この制御棒本体の上端から上方へ
延出された延長棒と、この延長棒の上部に設けた掴み部
と係合して制御棒本体を吊下する延長管と、前記延長管
の一部にバネを介在しこのバネの伸縮と連動し内部に液
体金属を封入したベローズと、このベローズの外側を包
囲し内部に前記ベローズ内と流通する液体金属を有する
二重円筒状の感温部材と、この感温部材と前記延長管に
よって形成される間隙でかつ前記ベローズの下方に配設
される密封体とを有することを特徴とする制御棒集合体
を提供するものである。
め、本発明の制御棒集合体においては、炉心に設置され
た案内管内昇降自在に収納され内部に中性子吸収体を収
容する制御棒本体と、この制御棒本体の上端から上方へ
延出された延長棒と、この延長棒の上部に設けた掴み部
と係合して制御棒本体を吊下する延長管と、前記延長管
の一部にバネを介在しこのバネの伸縮と連動し内部に液
体金属を封入したベローズと、このベローズの外側を包
囲し内部に前記ベローズ内と流通する液体金属を有する
二重円筒状の感温部材と、この感温部材と前記延長管に
よって形成される間隙でかつ前記ベローズの下方に配設
される密封体とを有することを特徴とする制御棒集合体
を提供するものである。
【００１３】
【作用】上記構成の制御棒集合体においては、ベローズ
及びその周囲に液体金属を内部に保有する二重円筒状の
感温部材を設けている。感温部材内の液体金属は、冷却
材の温度上昇に応答し膨張することによって、ベローズ
内に流入する。
及びその周囲に液体金属を内部に保有する二重円筒状の
感温部材を設けている。感温部材内の液体金属は、冷却
材の温度上昇に応答し膨張することによって、ベローズ
内に流入する。
【００１４】ベローズが破損した場合においても、感温
部材と延長棒により包囲された部分が延長管に設置され
た密封体により密封されるため、この部分の液体金属の
膨張によって延長管が押し下げられ制御棒本体が炉心内
に挿入される。従って、ベローズ破損時にも、冷却材の
温度上昇による制御棒の炉心内挿入に対し、高い信頼性
を確保することができる。
部材と延長棒により包囲された部分が延長管に設置され
た密封体により密封されるため、この部分の液体金属の
膨張によって延長管が押し下げられ制御棒本体が炉心内
に挿入される。従って、ベローズ破損時にも、冷却材の
温度上昇による制御棒の炉心内挿入に対し、高い信頼性
を確保することができる。
【００１５】
【実施例】以下に本発明に係る制御棒集合体の第一の実
施例を図１及び図２に基づき説明する。図２は図１にお
ける記号ＩＩの部分を拡大した縦断面図である。図１及
び図２において、図３及び図４と同一部分については同
一符号を付し、その構成については説明を省略する。
施例を図１及び図２に基づき説明する。図２は図１にお
ける記号ＩＩの部分を拡大した縦断面図である。図１及
び図２において、図３及び図４と同一部分については同
一符号を付し、その構成については説明を省略する。
【００１６】本実施例においては、延長管１１とそれに
周設される二重円筒状の感温部材２９の間隙でかつベロ
ーズ２８の位置の下方に、密封体であるピストンリング
４０を設けている。このピストンリング４０は延長管１
１の外面に形成された切り欠き部１１ａ内に配設されて
いる。なお、この実施例ではピストンリング４０を延長
管１１外面に配設した例で示したが、感温部材２９の内
面に設置してもよい。また、ピストンリング４０の表面
は感温部材２９との融着を防止するためにステライト等
により表面処理を行うのが望ましい。
周設される二重円筒状の感温部材２９の間隙でかつベロ
ーズ２８の位置の下方に、密封体であるピストンリング
４０を設けている。このピストンリング４０は延長管１
１の外面に形成された切り欠き部１１ａ内に配設されて
いる。なお、この実施例ではピストンリング４０を延長
管１１外面に配設した例で示したが、感温部材２９の内
面に設置してもよい。また、ピストンリング４０の表面
は感温部材２９との融着を防止するためにステライト等
により表面処理を行うのが望ましい。
【００１７】このように構成された制御棒集合体におい
ては、プラント異常時に、冷却材の温度が上昇すると、
感温部材２９内の液体金属３２に熱が伝達され、液体金
属３２の温度が上昇し膨張する。膨張した液体金属３２
は、連通孔３１を介してベローズ２８内部及び吸収空間
３３に流入する。吸収空間３３内部に流入した液体金属
３２は膨張によって吸収ベローズ３４を収縮させ、上方
に押し上げるが延長管１１内には蓋ストッパ３５が設け
られているため、所定の容量までしか吸収空間３３に流
入しない。従って、吸収ベローズ３４で吸収しきれない
液体金属３２の膨張量は、ベローズ２８の内部に流入し
た液体金属３２がベローズ２８を伸長させることによっ
て吸収する。その伸長によって延長管１１が押し下げら
れ、この延長管１１に吊下された制御棒本体１０が炉心
内に挿入される。
ては、プラント異常時に、冷却材の温度が上昇すると、
感温部材２９内の液体金属３２に熱が伝達され、液体金
属３２の温度が上昇し膨張する。膨張した液体金属３２
は、連通孔３１を介してベローズ２８内部及び吸収空間
３３に流入する。吸収空間３３内部に流入した液体金属
３２は膨張によって吸収ベローズ３４を収縮させ、上方
に押し上げるが延長管１１内には蓋ストッパ３５が設け
られているため、所定の容量までしか吸収空間３３に流
入しない。従って、吸収ベローズ３４で吸収しきれない
液体金属３２の膨張量は、ベローズ２８の内部に流入し
た液体金属３２がベローズ２８を伸長させることによっ
て吸収する。その伸長によって延長管１１が押し下げら
れ、この延長管１１に吊下された制御棒本体１０が炉心
内に挿入される。
【００１８】この時、ベローズ２８が破損した場合を想
定すると、ベローズ２８から液体金属３２が流出する
が、ピストンリング４０によって密封され、感温部材２
９と延長管１１の間隙から液体金属３２は外部に流出す
ることはない。従って、感温部材２９と延長管１１によ
って形成される空間に保有される液体金属３２の温度上
昇に伴う熱膨張によって延長管１１が押し下げられ、制
御棒本体１０が炉心内に挿入される。
定すると、ベローズ２８から液体金属３２が流出する
が、ピストンリング４０によって密封され、感温部材２
９と延長管１１の間隙から液体金属３２は外部に流出す
ることはない。従って、感温部材２９と延長管１１によ
って形成される空間に保有される液体金属３２の温度上
昇に伴う熱膨張によって延長管１１が押し下げられ、制
御棒本体１０が炉心内に挿入される。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように本発明の制御棒集合
体においては、異常時の冷却材温度上昇を利用して制御
棒本体を炉心内へ高い信頼性をもって挿入させることが
できる。
体においては、異常時の冷却材温度上昇を利用して制御
棒本体を炉心内へ高い信頼性をもって挿入させることが
できる。
【図１】本発明に係る制御棒集合体の第一の実施例を示
す縦断面図。
す縦断面図。
【図２】図１のＩＩの部分を拡大して示す部分縦断面
図。
図。
【図３】従来の制御棒集合体を示す縦断面図。
【図４】図３のＩＶの部分を拡大して示す部分縦断面
図。
図。
【図５】プラント異常時における炉心反応度の経時変化
を示す模式図。
を示す模式図。
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 ２８…ベローズ ２９…感温部材 ３０…バネ ３１…連通孔 ３２…液体金属 ３３…吸収空間 ３４…吸収ベローズ ３５…蓋ストッパ ３６…ベント孔 ４０…ピストンリング
Claims (1)
- 【請求項１】 炉心に設置された案内管内昇降自在に収
納され内部に中性子吸収体を収容する制御棒本体と、こ
の制御棒本体の上端から上方へ延出された延長棒と、こ
の延長棒の上部に設けた掴み部と係合して制御棒本体を
吊下する延長管と、前記延長管の一部にバネを介在しこ
のバネの伸縮と連動し内部に液体金属を封入したベロー
ズと、このベローズの外側を包囲し内部に前記ベローズ
内と流通する液体金属を有する二重円筒状の感温部材
と、この感温部材と前記延長管によって形成される間隙
でかつ前記ベローズの下方に配設される密封体とを有す
ることを特徴とする制御棒集合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50A JPH06242277A (ja) | 1993-02-22 | 1993-02-22 | 制御棒集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50A JPH06242277A (ja) | 1993-02-22 | 1993-02-22 | 制御棒集合体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06242277A true JPH06242277A (ja) | 1994-09-02 |
Family
ID=12319745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50A Pending JPH06242277A (ja) | 1993-02-22 | 1993-02-22 | 制御棒集合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06242277A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2736747A1 (fr) * | 1995-07-12 | 1997-01-17 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif de desaccouplement automatique d'une tige de commande et d'un ensemble absorbant de reacteur nucleaire |
| KR101365611B1 (ko) * | 2012-08-02 | 2014-02-21 | 국립대학법인 울산과학기술대학교 산학협력단 | 히트파이프와 중성자 흡수물질을 결합한 하이브리드 제어봉 및, 이를 이용한 원자로 잔열 제거시스템 |
-
1993
- 1993-02-22 JP JP50A patent/JPH06242277A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2736747A1 (fr) * | 1995-07-12 | 1997-01-17 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif de desaccouplement automatique d'une tige de commande et d'un ensemble absorbant de reacteur nucleaire |
| EP0753861A3 (ja) * | 1995-07-12 | 1997-01-29 | Commissariat Energie Atomique | |
| KR101365611B1 (ko) * | 2012-08-02 | 2014-02-21 | 국립대학법인 울산과학기술대학교 산학협력단 | 히트파이프와 중성자 흡수물질을 결합한 하이브리드 제어봉 및, 이를 이용한 원자로 잔열 제거시스템 |
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