JPH07113674B2 - 緊急炉心停止機構 - Google Patents
緊急炉心停止機構Info
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- JPH07113674B2 JPH07113674B2 JP2040835A JP4083590A JPH07113674B2 JP H07113674 B2 JPH07113674 B2 JP H07113674B2 JP 2040835 A JP2040835 A JP 2040835A JP 4083590 A JP4083590 A JP 4083590A JP H07113674 B2 JPH07113674 B2 JP H07113674B2
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- Japan
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- 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
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- 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
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- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高速増殖炉の炉心を緊急に停止する異常温度自
己検出作動型の緊急炉心停止機構に関する。
己検出作動型の緊急炉心停止機構に関する。
従来、高速増殖炉においては、原子炉の起動、停止およ
び出力の制御は制御棒で行っている。制御棒には調整棒
と後備炉停止棒があり、通常の起動、停止および出力制
御は調整棒が行い、緊急停止時には調整棒からなる系統
と後備炉停止棒からなる系統の緊急炉停止系が同時に働
いて、中性子吸収体を炉心燃料領域に装備して原子炉を
停止させるようにしている。
び出力の制御は制御棒で行っている。制御棒には調整棒
と後備炉停止棒があり、通常の起動、停止および出力制
御は調整棒が行い、緊急停止時には調整棒からなる系統
と後備炉停止棒からなる系統の緊急炉停止系が同時に働
いて、中性子吸収体を炉心燃料領域に装備して原子炉を
停止させるようにしている。
第４図は従来の後備炉停止棒による緊急炉心停止機構に
おける原子炉炉心部の説明図で、図中、20は炉心燃料領
域、21は後備炉停止棒である。
おける原子炉炉心部の説明図で、図中、20は炉心燃料領
域、21は後備炉停止棒である。
図に示すように、中性子吸収体を内蔵して後備炉停止棒
21を炉心燃料領域20の上方に制御棒駆動装置（図示せ
ず）で吊り下げておき、炉心燃料領域20において異常温
度上昇が生じた時に後備炉停止棒の制御棒駆動装置との
連結を外して炉心燃料領域20に装荷し、周囲の中性子を
減速、吸収して、炉心燃料領域20の温度上昇を抑制する
と共に、原子炉を緊急に停止する。
21を炉心燃料領域20の上方に制御棒駆動装置（図示せ
ず）で吊り下げておき、炉心燃料領域20において異常温
度上昇が生じた時に後備炉停止棒の制御棒駆動装置との
連結を外して炉心燃料領域20に装荷し、周囲の中性子を
減速、吸収して、炉心燃料領域20の温度上昇を抑制する
と共に、原子炉を緊急に停止する。
この場合、制御棒駆動装置に後備炉停止棒21を保持する
ためには電磁石を利用した電磁クラッチ、またはキュー
リ温度を有する永久磁石等が用いられ、緊急停止信号に
より電磁石を消磁するか、又は冷却材のキューリ点を越
える異常温度上昇により永久磁石を非磁性体に変化させ
て、後備炉停止棒21の保持を解除するようにしている。
ためには電磁石を利用した電磁クラッチ、またはキュー
リ温度を有する永久磁石等が用いられ、緊急停止信号に
より電磁石を消磁するか、又は冷却材のキューリ点を越
える異常温度上昇により永久磁石を非磁性体に変化させ
て、後備炉停止棒21の保持を解除するようにしている。
このように従来、原子炉を緊急に停止するには制御棒駆
動装置に離脱可能な後備炉停止棒を取付け、異常温度上
昇、または異常温度上昇による緊急停止信号等により中
性子吸収体を内蔵した後備炉停止棒を炉心燃料領域に装
荷するものである。後備炉停止棒を電磁クラッチで保持
するものにあっては、原子炉運転時に計測制御機器の健
全な維持、人為的不作動の防止に努める必要性を有し、
キューリ温度を有する永久磁石で保持するものにあって
は、非磁性体になるまでに時間を要し、応答性が悪い欠
点がある。
動装置に離脱可能な後備炉停止棒を取付け、異常温度上
昇、または異常温度上昇による緊急停止信号等により中
性子吸収体を内蔵した後備炉停止棒を炉心燃料領域に装
荷するものである。後備炉停止棒を電磁クラッチで保持
するものにあっては、原子炉運転時に計測制御機器の健
全な維持、人為的不作動の防止に努める必要性を有し、
キューリ温度を有する永久磁石で保持するものにあって
は、非磁性体になるまでに時間を要し、応答性が悪い欠
点がある。
さらに、制御棒駆動装置に吊り下げられた後備炉停止棒
は横揺れが生じやすく、連結部から切り離され、誤動作
の可能性がある。
は横揺れが生じやすく、連結部から切り離され、誤動作
の可能性がある。
本発明は上記課題を解決するためのもので、信頼性、速
応性、耐震性に優れ、緊急炉心停止に係る計測制御機器
の規模を縮小し、信頼性を向上すると共に、製作および
建設コストを低減化することのできる緊急炉停止機構を
提供することを目的とする。
応性、耐震性に優れ、緊急炉心停止に係る計測制御機器
の規模を縮小し、信頼性を向上すると共に、製作および
建設コストを低減化することのできる緊急炉停止機構を
提供することを目的とする。
そのために本発明の緊急炉停止機構は、冷却材が流入可
能な収納室を下端部に有する炉停止棒と、該収納室内に
配置され、中性子吸収体を保持する不活性ガスを収納し
た下端開放の中性子吸収体保持手段とを備え、異常温度
上昇による不活性ガスの膨張により中性子吸収体保持手
段内の冷却材を流出させ、中性子吸収体保持手段を浮上
させて中性子吸収体を炉心燃料領域へ移動させることを
特徴とする。
能な収納室を下端部に有する炉停止棒と、該収納室内に
配置され、中性子吸収体を保持する不活性ガスを収納し
た下端開放の中性子吸収体保持手段とを備え、異常温度
上昇による不活性ガスの膨張により中性子吸収体保持手
段内の冷却材を流出させ、中性子吸収体保持手段を浮上
させて中性子吸収体を炉心燃料領域へ移動させることを
特徴とする。
本発明の緊急炉心停止機構は、冷却材が流入可能な収納
室内にボロンのような中性子吸収体を保持した内筒内に
不活性ガスを入れ、異常温度上昇による不活性ガスの熱
膨張により内筒内の冷却材を押し出し、その結果生ずる
内筒の浮上により中性子吸収体を炉心燃料領域へ移動さ
せて原子炉を停止させるものであり、温度上昇によるガ
ス空間の熱膨張という物理現象を利用するため、設計が
容易になるとともに、炉停止の方法を多様化させ、信頼
性及び応答性を向上させることが可能となる。
室内にボロンのような中性子吸収体を保持した内筒内に
不活性ガスを入れ、異常温度上昇による不活性ガスの熱
膨張により内筒内の冷却材を押し出し、その結果生ずる
内筒の浮上により中性子吸収体を炉心燃料領域へ移動さ
せて原子炉を停止させるものであり、温度上昇によるガ
ス空間の熱膨張という物理現象を利用するため、設計が
容易になるとともに、炉停止の方法を多様化させ、信頼
性及び応答性を向上させることが可能となる。
以下、実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明による緊急炉心停止機構の一実施例を示
す側面図、第２図および第３図はそれぞれ第１図のAA′
断面およびBB′断面を示す図で、１は内筒、２は支柱、
３は中性子吸収体、４は収納容器、５は支持棒、６は
蓋、７は不活性ガス、８は炉停止棒ラッパ管、９は収納
室、10は隔壁、11は底板、12は流通孔、13は冷却材、14
は上部プレナム、15は炉心燃料集合体である。
す側面図、第２図および第３図はそれぞれ第１図のAA′
断面およびBB′断面を示す図で、１は内筒、２は支柱、
３は中性子吸収体、４は収納容器、５は支持棒、６は
蓋、７は不活性ガス、８は炉停止棒ラッパ管、９は収納
室、10は隔壁、11は底板、12は流通孔、13は冷却材、14
は上部プレナム、15は炉心燃料集合体である。
図において、後備炉停止棒の外装をなす炉停止棒ラッパ
管８は周囲に配置された炉心燃料集合体15と同一形状の
六角形の外形をなしている。下部には冷却材13としての
液体ナトリウムの通る１個または複数の流通孔12を有す
る隔壁10と底板11で仕切られた収納室９が設けられてい
る。隔壁10は後述するような位置に取付けられている。
管８は周囲に配置された炉心燃料集合体15と同一形状の
六角形の外形をなしている。下部には冷却材13としての
液体ナトリウムの通る１個または複数の流通孔12を有す
る隔壁10と底板11で仕切られた収納室９が設けられてい
る。隔壁10は後述するような位置に取付けられている。
円筒状の内筒１は収納室９に上下に自由に移動すること
ができるよう炉心燃料領域20よりも長尺でその気密構造
になるように蓋６が設けられ、下端は開放され、内面に
固定された３本の中空の支柱２が突き出ていて、底板11
の上に安定に置かれることができる。また、内筒１の下
端にボロンまたはハフニウム等の中性子吸収体３を入れ
た中空の収納容器４が支柱２に支持棒５で取付けられて
いる。また、上述の各構成品は何れもステンレスで作ら
れている。
ができるよう炉心燃料領域20よりも長尺でその気密構造
になるように蓋６が設けられ、下端は開放され、内面に
固定された３本の中空の支柱２が突き出ていて、底板11
の上に安定に置かれることができる。また、内筒１の下
端にボロンまたはハフニウム等の中性子吸収体３を入れ
た中空の収納容器４が支柱２に支持棒５で取付けられて
いる。また、上述の各構成品は何れもステンレスで作ら
れている。
隔壁10は内筒１が上方に移動して蓋６が接触したときに
収納容器４が炉心燃料領域20のほぼ中央の高さになるよ
うな位置、すなわち蓋６との距離が炉心燃料領域20の高
さの略1/2に等しい位置に設けられてある。
収納容器４が炉心燃料領域20のほぼ中央の高さになるよ
うな位置、すなわち蓋６との距離が炉心燃料領域20の高
さの略1/2に等しい位置に設けられてある。
この後備炉停止棒は、別の場所において製作する。その
方法は、まず停止棒ラッパ管８内を真空状態にして隔壁
10の流通孔12を通して図示しない不活性ガス供給用のホ
ースを挿入し、上から冷却材である液体ナトリウムを入
れると、内筒１内も液体ナトリウムで満たされる。この
状態で不活性ガスを供給するとガスは内筒１内の上部に
満たされる。そしてホースを抜きとっておくと、最終的
にはナトリウムは冷えて固化する。このナトリウムが固
化した状態の炉停止棒を炉に装荷するとナトリウムが溶
けて作動する状態となる。
方法は、まず停止棒ラッパ管８内を真空状態にして隔壁
10の流通孔12を通して図示しない不活性ガス供給用のホ
ースを挿入し、上から冷却材である液体ナトリウムを入
れると、内筒１内も液体ナトリウムで満たされる。この
状態で不活性ガスを供給するとガスは内筒１内の上部に
満たされる。そしてホースを抜きとっておくと、最終的
にはナトリウムは冷えて固化する。このナトリウムが固
化した状態の炉停止棒を炉に装荷するとナトリウムが溶
けて作動する状態となる。
運転状態では中性子吸収体３は炉心燃料領域20の外側に
位置し、炉停止棒ラッパ管８の周囲の炉心燃料集合体15
からの中性子を減速、吸収することなく原子炉の正常運
転を行うことができる。
位置し、炉停止棒ラッパ管８の周囲の炉心燃料集合体15
からの中性子を減速、吸収することなく原子炉の正常運
転を行うことができる。
冷却材13が異常温度、例えば600℃に達すると、不活性
ガスの膨張による浮力で内筒１が炉停止棒ラッパ管８内
を上昇するように不活性ガス７の量を調整しておけば正
常運転時は炉停止棒ラッパ管８の上部プレナム14の温度
が正常温度、例えば550℃に保たれている場合は、図に
示すように収納容器３すなわち中性子吸収体３は炉心燃
料領域20の下方にある。しかし、第１次主循環ポンプ等
の異常で冷却材の流量喪失が生じた場合、炉心出口の冷
却材の温度が異常に上昇し、炉停止棒ラッパ管８の周囲
の炉心燃料集合体15からの熱伝達により、内筒１内の不
活性ガス７の温度が上昇して膨張する。その結果、不活
性ガス７空間の下にある冷却材13は下方に圧力を受けて
内筒１の下部から外に出て炉停止棒ラッパ管８内を上昇
し、流通孔12から上部プレナム14内に出ていく。そのた
め内筒１は軽くなって収納室９内を上昇する。このと
き、内筒１下部に取付けられた収納容器４内の中性子吸
収体３は炉心燃料領域20に移動し、中性子を吸収して異
常温度上昇を抑制し、原子炉を停止させる。この場合、
内筒の重量に対するナトリウムの浮力、ボロンの重量、
中空支柱の重量及び浮力等を無視した概略計算では、内
筒の厚み約0.05cm、密度10g/cm3とすると、内筒の重量
は約3kgとなり、この内筒を浮上させるのに必要なガス
柱の高さは約45cmである。また、内筒１は支柱２で底板
11を支えることなく下部に冷却材13の流通孔を１個また
は複数個有する長尺の円筒で、直接底板11に置いてもよ
く、多角形の形状であってもよい。本緊急炉停止機構は
再使用可能なこと言うまでもない。
ガスの膨張による浮力で内筒１が炉停止棒ラッパ管８内
を上昇するように不活性ガス７の量を調整しておけば正
常運転時は炉停止棒ラッパ管８の上部プレナム14の温度
が正常温度、例えば550℃に保たれている場合は、図に
示すように収納容器３すなわち中性子吸収体３は炉心燃
料領域20の下方にある。しかし、第１次主循環ポンプ等
の異常で冷却材の流量喪失が生じた場合、炉心出口の冷
却材の温度が異常に上昇し、炉停止棒ラッパ管８の周囲
の炉心燃料集合体15からの熱伝達により、内筒１内の不
活性ガス７の温度が上昇して膨張する。その結果、不活
性ガス７空間の下にある冷却材13は下方に圧力を受けて
内筒１の下部から外に出て炉停止棒ラッパ管８内を上昇
し、流通孔12から上部プレナム14内に出ていく。そのた
め内筒１は軽くなって収納室９内を上昇する。このと
き、内筒１下部に取付けられた収納容器４内の中性子吸
収体３は炉心燃料領域20に移動し、中性子を吸収して異
常温度上昇を抑制し、原子炉を停止させる。この場合、
内筒の重量に対するナトリウムの浮力、ボロンの重量、
中空支柱の重量及び浮力等を無視した概略計算では、内
筒の厚み約0.05cm、密度10g/cm3とすると、内筒の重量
は約3kgとなり、この内筒を浮上させるのに必要なガス
柱の高さは約45cmである。また、内筒１は支柱２で底板
11を支えることなく下部に冷却材13の流通孔を１個また
は複数個有する長尺の円筒で、直接底板11に置いてもよ
く、多角形の形状であってもよい。本緊急炉停止機構は
再使用可能なこと言うまでもない。
以上のように本発明によれば、異常温度発生時、炉心出
口の冷却材の温度上昇による不活性ガスの熱膨張という
物理現象によって原子炉の緊急停止が行われるが、炉心
出口の温度変化のみならず、上部プレナム内の圧力変
化、例えば一次主循環ポンプの作動時は高圧で、停止時
は低圧となるような一次主循環ポンプ故障を含む一次主
循環系の破損による原子炉内の圧力低下によっても即時
応答する効果を有している。
口の冷却材の温度上昇による不活性ガスの熱膨張という
物理現象によって原子炉の緊急停止が行われるが、炉心
出口の温度変化のみならず、上部プレナム内の圧力変
化、例えば一次主循環ポンプの作動時は高圧で、停止時
は低圧となるような一次主循環ポンプ故障を含む一次主
循環系の破損による原子炉内の圧力低下によっても即時
応答する効果を有している。
また、自己検出作動型であるので、計測制御機器の異常
や人為的な原因による誤動作を生ずることなく、安全
性、信頼性を向上させることができ、常時、中性子吸収
体を炉心部に装荷しているので、耐震性を向上させると
ができる。
や人為的な原因による誤動作を生ずることなく、安全
性、信頼性を向上させることができ、常時、中性子吸収
体を炉心部に装荷しているので、耐震性を向上させると
ができる。
第１図は本発明による緊急炉心停止機構の一実施例を示
す側面図、第２図および第３図はそれぞれ第１図のAA′
断面およびBB′断面を示す図、第４図は従来の後備炉停
止棒による緊急炉心停止機構の原子炉炉心部の説明図で
ある。 １……内筒、２……支柱、３……中性子吸収体、４……
収納容器、５……支持棒、７……不活性ガス、８……炉
停止棒ラッパ管、９……収納室、13……冷却材、15……
炉心燃料集合体、20……炉心燃料領域、21……後備炉停
止棒。
す側面図、第２図および第３図はそれぞれ第１図のAA′
断面およびBB′断面を示す図、第４図は従来の後備炉停
止棒による緊急炉心停止機構の原子炉炉心部の説明図で
ある。 １……内筒、２……支柱、３……中性子吸収体、４……
収納容器、５……支持棒、７……不活性ガス、８……炉
停止棒ラッパ管、９……収納室、13……冷却材、15……
炉心燃料集合体、20……炉心燃料領域、21……後備炉停
止棒。
Claims (4)
- 【請求項１】冷却材が流入可能な収納室を下端部に有す
る炉停止棒と、該収納室内に配置され、中性子吸収体を
保持する不活性ガスを収納した下端開放の中性子吸収体
保持手段とを備え、異常温度上昇による不活性ガスの膨
張により中性子吸収体保持手段内の冷却材を流出させ、
中性子吸収体保持手段を浮上させて中性子吸収体を炉心
燃料領域へ移動させることを特徴とする緊急炉心停止機
構。 - 【請求項２】前記中性子吸収体保持手段は、下端開放の
筒状体からなる請求項１記載の緊急炉心停止機構。 - 【請求項３】前記中性子吸収体保持手段は、支柱により
停止棒の底板上に支持されていることを特徴とする請求
項１記載の緊急炉心停止機構。 - 【請求項４】前記収納室を形成している上部隔壁は、冷
却材流通孔を有することを特徴とする請求項１記載の緊
急炉心停止機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2040835A JPH07113674B2 (ja) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | 緊急炉心停止機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2040835A JPH07113674B2 (ja) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | 緊急炉心停止機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03243891A JPH03243891A (ja) | 1991-10-30 |
| JPH07113674B2 true JPH07113674B2 (ja) | 1995-12-06 |
Family
ID=12591690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2040835A Expired - Fee Related JPH07113674B2 (ja) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | 緊急炉心停止機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07113674B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3221989B2 (ja) * | 1993-09-08 | 2001-10-22 | 株式会社東芝 | 高速炉炉心 |
| ITUA20163716A1 (it) * | 2016-05-04 | 2017-11-04 | Luciano Cinotti | Reattore nucleare con barre di spegnimento con intervento tramite galleggiante |
| ITUA20163717A1 (it) * | 2016-05-04 | 2017-11-04 | Luciano Cinotti | Reattore nucleare, con barre di controllo e spegnimento esterne al nocciolo ed alle sue strutture portanti |
| JP7297699B2 (ja) * | 2020-02-28 | 2023-06-26 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 高速炉の炉心および高速炉の運転方法 |
-
1990
- 1990-02-21 JP JP2040835A patent/JPH07113674B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03243891A (ja) | 1991-10-30 |
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