JPH11142573A - 高温ガス炉用制御棒の冷却構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】制御棒案内管への冷却材の流量配分を任意に調
整でき、かつ首振り，回転および上下方向の自由度を阻
害しないようにする。 【解決手段】案内管支持部材14内を貫通して円筒状ガイ
ドカバー23を設け、このガイドカバー23の外周面にスラ
イドプレート22を取り付ける。制御棒案内管15の上端部
を上束ね板20で固定し、この上束ね板20の中心部に設け
た貫通孔19にガイドカバー23が貫通しスライドプレート
22の下面が上束ね板20の上面に接触する。上束ね板20に
は流入孔21が設けられ、この流入孔21は冷却材の流量調
整用オリフィスとなっている。制御棒案内管15の昇降動
作に追従するスライドプレート22とガイドカバー23によ
りワイヤロープ18の貫通用孔を塞ぎ、流入孔21の口径を
変えることにより任意に流量配分を調整でき、また上記
自由度を阻害することはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は高温ガス冷却型原子
炉（以下、高温ガス炉と記す）のように制御棒駆動装置
から延びる制御棒案内管を炉心部に接続し、その制御棒
案内管内を制御棒の上下動作を行うようにした高温ガス
炉用制御棒の冷却構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】高温ガス炉は、図２に示すように炉容器
１と、この炉容器１の内部に収納される炉心２と、この
炉心２を支持する炉心支持部材３と炉容器１の上方に突
出して設けられたスタンドパイプ４に内蔵される制御棒
駆動装置５とから構成されている。

【０００３】炉容器１には、ヘリウムガスの冷却材（以
下、冷却材という）が数10気圧の高圧状態で充満してお
り、外管６から炉容器１内に流入し、下部プレナム７，
間隙部８，上部プレナム９，炉心２，高温プレナム10と
順次炉容器１を循環しながら内管11から炉容器１外へ流
出する。

【０００４】一般に原子炉においては、中性子吸収材を
充填した制御棒を炉心部に挿入したり引き抜くことによ
り炉心２内における核分裂反応を制御している。この制
御棒を駆動する制御棒駆動装置５には、種々の構成のも
のがあるが、高温ガス炉では、ワイヤロープで制御棒を
吊持し、そのワイヤロープの巻取りと繰出しによって制
御棒を昇降させる。

【０００５】図３によりこのようなワイヤロープ型制御
棒駆動装置５の概略を説明する。炉床部12上に支持され
た炉心２内には複数の制御棒挿入孔13が形成されており
（同時には１個のみを示す）、各制御棒挿入孔13の上部
には、案内管支持部材14から懸吊された制御棒案内管15
が各制御棒挿入孔13と同一軸線上にそれぞれ配設されて
いる。この制御棒挿入孔13と制御棒案内管15内を連結金
具17およびワイヤロープ18に介して制御棒駆動装置５に
接続された制御棒16が昇降する。制御棒駆動装置５はワ
イヤ巻取り、巻戻し用ドラム５ａと、このドラム５ａを
回転させるモータ５ｂおよび歯車群５ｃとからなってい
る。

【０００６】制御棒16を冷却するために制御棒案内管15
および制御棒挿入孔13には、冷却材を流入させる必要が
ある。従来の高温ガス炉用制御棒の冷却構造は、図４に
示すように制御棒案内管15の上端部を上束ね板20で固定
し、冷却材を矢印で示すように案内管支持部材14と上束
ね板20の間を流通させた後、上束ね板20の上面に設けた
ワイヤロープ18が貫通するワイヤロープ貫通部19から流
入する構成となっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
高温ガス炉用制御棒の冷却構造では、上面のワイヤロー
プ貫通部19から冷却材を流入しているが、制御棒案内管
15内から制御棒挿入孔13と続く冷却材流路において他に
流入する冷却材の流入箇所は設けられてない。従って、
この冷却構造で制御棒案内管15への冷却材の流量配分を
決定するのは、ワイヤロープ貫通部19での圧損つまりそ
の貫通部19の形状が支配的である。

【０００８】しかしながら、ワイヤロープ貫通部19にお
いては、ワイヤロープ18の健全性を確保するため、ワイ
ヤロープ18との干渉を回避する形状とする必要があり、
必要以上に貫通部19の口径を狭ばめることはできない。
したがって、このワイヤロープ貫通部19の形状制限のた
め、制御棒案内管15への冷却材の流量配分が適正な流量
に調整できない課題がある。

【０００９】一方、炉心２を構成している黒鉛ブロック
および上部遮蔽体は、一般に組立上、隣接するブロック
間にギャップを設けているので、炉心全体のブロックの
ギャップを合計した総片寄り量分だけブロック位置が移
動する可能性があり、また炉容器１とスタンドパイプ４
の加工精度，据え付け精度，傾き等の要因を考慮すると
制御棒案内間15と制御棒挿入孔13の軸心が不一致となる
可能性がある。

【００１０】したがってその場合、制御棒案内管15は傾
いたり、回転した姿勢で炉心に据付けられることにな
り、ワイヤロープ貫通部19とワイヤロープ18の相対位置
関係が変化する。その結果、圧損係数が変わることにな
り、計画した流量の冷却材が流れなくなる課題がある。

【００１１】本発明は上記課題を解決すべくなされたも
ので、制御棒案内管の冷却材流量を適正量に調整し、安
定した流量配分が得られ、かつ従来の制御棒案内管がも
つ首振り，回転および上下方向の自由度を阻害しない高
温ガス炉用制御棒の冷却構造を提供することを目的とし
ている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１は、制
御棒案内管の上部を上束ね板で固定し、この上束ね板を
案内管支持部材により支持し、この案内管支持部材と前
記上束ね板との間を通して前記制御棒案内管の上端から
内部に冷却材を流通させるようにした高温ガス炉用制御
棒の冷却構造において、前記上束ね板に前記冷却材の流
量を調整する流入孔を設けてなることを特徴とする。

【００１３】本発明の請求項２は、前記案内管支持部材
のほぼ中央分を貫通してガイドカバーを設け、このガイ
ドカバーを前記制御棒案内管上端部に嵌合してなること
を特徴とする。これにより、前記流入孔以外からの冷却
材の流入を制限することができる。

【００１４】本発明の請求項３は、前記ガイドカバーと
前記制御棒案内管の嵌合部に隙間を設けかつこの隙間か
らの冷却材流入を制限するスライドプレートを前記ガイ
ドカバーの外周面に設けてなることを特徴とする。これ
により、制御棒案内管の首振り、回転および上下方向の
動作を可能とする。

【００１５】本発明の請求項４は、前記スライドプレー
トを前記制御棒案内管の上下方向の動作に対し追従して
前記上束ね板の上端面に接触する位置に前記ガイドカバ
ーに設けてなることを特徴とする。

【００１６】本発明によれば、制御棒駆動装置下面から
突出するガイドカバーと制御棒案内管の動作に追従する
スライドプレートにより案内管上面の貫通部をからの冷
却材の流れをなくし、かつ制御棒案内管上端に冷却材の
流入量を調整する流入孔を設けている。これにより制御
棒案内管および制御棒挿入孔に流れる冷却材の流量を任
意に調整することができ、かつ制御棒案内管の据付け姿
勢によらない安定した流量配分が得られる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１により本発明に係る高温ガス
炉用制御棒の冷却構造の実施の形態を説明する。なお、
図１は図４と対応しており、高温ガス炉に対する構成は
図２から図３までと変るところがないため、それらの説
明は省略する。

【００１８】図１において、複数の制御棒案内管15（同
図では１本のみ記載）は、図４に示した従来の構造と同
様に上端部を上束ね板20で固定し、この上束ね板20を介
して案内管支持部14に上下移動および首振り可能に懸架
されている。上束ね板20には、ワイヤロープ18を貫通さ
せるワイヤロープ貫通部19とは別個に冷却材の流入孔21
を設けている。

【００１９】また、ガイドカバー23が制御棒駆動装置
（図示せず）の下部に設置され、このガイドカバー23は
案内管支持部材14内を貫通し上束ね板20に形成したワイ
ヤロープ貫通部19に嵌合している。その嵌合部分は制御
棒案内管15の首振り，回転方向の動きを阻害しないよう
適当な隙間を有している。

【００２０】そして、その隙間からの漏れ流れがないよ
う貫通部19とガイドカバー23の間の隙間を埋めることの
できる大きさのスライドプレート22をガイドカバー23の
外周面に設ける。このスライドプレート22は、ガイドカ
バー23をガイドとして制御棒案内管15の上下方向の動き
に追従する構成とする。

【００２１】つぎに、上記構成に係る実施の形態の作用
を説明する。冷却材は、図３に示した炉容器１内から制
御棒案内管支持部14と上束ね板20の間を流通し、図１に
示す上束ね板20に設けられた流入孔21から制御棒案内管
15を下方に向かって流れるが、スライドプレート22とガ
イドカバー23によりワイヤロープ貫通部19は塞がれてい
るので、制御棒案内管15内に流入する冷却材の量を支配
するのは、矢印で示したように流入孔21となる。

【００２２】そこで、流入孔21の大きさを変えることに
よって冷却材の流量を任意に調整することが可能とな
る。また、流入孔21は貫通物等がなく独立して設置され
ているので、制御棒案内管15の据付け姿勢により冷却材
の流量配分が影響を受けることはなくなる。

【００２３】また、従来のように制御棒案内管15が首振
り，回転，上下方向に動いた場合でも、それらの動きに
よって生ずる隙間への漏れ流れを防ぐスライドプレート
22の働きにより、冷却材の流量配分が変わることはな
い。

【００２４】なお、本実施の形態においてガイドカバー
23とスライドプレート22の代わりに、可撓性を有するベ
ローズ等を制御棒駆動装置の下部に位置する案内管支持
部材14内と上束ね板20との間に設置してもワイヤロープ
貫通部19からの冷却材の漏れを防止する効果が得られ
る。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、制御棒案内管内に流入
する冷却材の流量を適正量に調整し、かつ安定した流量
配分を得ることができるとともに、制御棒案内管がもつ
首振り，回転および上下方向の自由度を阻害することは
ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る高温ガス炉用制御棒の冷却構造の
実施の形態を示す縦断面図。

【図２】従来と本発明に関連する高温ガス炉の構成を概
略的に示す縦断面図。

【図３】従来の高温ガス炉の制御棒駆動系の構成を示す
縦断面図。

【図４】従来の高温ガス炉用制御棒の冷却構造を示す縦
断面図。

【符号の説明】

１…炉容器、２…炉心、３…炉心支持部材、４…スタン
ドパイプ、５…制御棒駆動装置、６…外管、７…下部プ
レナム、８…間隙部、９…上部プレナム、10…高温プレ
ナム、11…内管、12…炉床部、13…制御棒挿入孔、14…
案内管支持部材、15…制御棒案内管、16…制御棒、17…
連結部材、18…ワイヤロープ、19…ワイヤロープ貫通
部、20…上束ね板、21…流入孔、22…スライドプレー
ト、23…ガイドカバー。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御棒案内管の上部を上束ね板で固定
   し、この上束ね板を案内管支持部材により支持し、この
   案内管支持部材と前記上束ね板との間を通して前記制御
   棒案内管の上端から内部に冷却材を流通させるようにし
   た高温ガス炉用制御棒の冷却構造において、前記上束ね
   板に前記冷却材の流量を調整する流入孔を設けてなるこ
   とを特徴とする高温ガス炉用制御棒の冷却構造。
2. 【請求項２】 前記案内管支持部材のほぼ中央分を貫通
   してガイドカバーを設け、このガイドカバーを前記制御
   棒案内管上端部に嵌合してなることを特徴とする請求項
   １記載の高温ガス炉用制御棒の冷却構造。
3. 【請求項３】 前記ガイドカバーと前記制御棒案内管の
   嵌合部に隙間を設けかつこの隙間からの冷却材流入を制
   限するスライドプレートを前記ガイドカバーの外周面に
   設けてなることを特徴とする請求項１記載の高温ガス炉
   用制御棒の冷却構造。
4. 【請求項４】 前記スライドプレートを前記制御棒案内
   管の上下方向の動作に対し追従して前記上束ね板の上端
   面に接触する位置に前記ガイドカバーに設けてなること
   を特徴とする請求項１記載の高温ガス炉用制御棒の冷却
   構造。