JPS61265596A

JPS61265596A - 原子炉停止装置

Info

Publication number: JPS61265596A
Application number: JP60106895A
Authority: JP
Inventors: 孝治伊藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-05-21
Filing date: 1985-05-21
Publication date: 1986-11-25

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野〕本発明は例えばガス冷却型原子炉の後備原子炉停止装置
に適用される原子炉停止装置の改良に間する。

［発明の技術的背景］第５図および第６図を参照して従来例を説明する。第５
図はガス冷却型原子炉の概略構成を示す縦断面図であり
、図中符号１は原子炉容器を示す。

この原子炉容器１内には炉心２が設けられている。

この炉心２は減速材である黒鉛ブロックを積層した中に
燃料棒３を装荷して構成されている。また原子炉容器１
の底部にはヘリウムガス等の冷却材を流入させる入口管
４が接続され、この入口管４内には出口管５が挿通され
ている。原子炉容器１内に流入した冷却材が炉心２を上
方より下方へ向つて通過し、炉心２の核反応熱で加熱さ
れたのち、出口管５から流出する。

一方、原子炉容器１の外部には熱交換器６が設けられて
おり、出口管５より流出した高温の冷却材がこの熱交換
器６において二次冷却材と熱交換されたのち、循環ポン
プ７により入口管４を介して再度原子炉容器１内へ戻さ
れる。

また、前記炉心２内には上方より制御棒案内管８が挿入
されており、この制御棒案内管８内には制御棒９が昇降
自在に収容されている。そして制御棒９を炉心２に対し
て挿入・引抜操作することにより、炉心２の出力制御が
なされている。なお、制御棒９の駆動は原子炉容器１の
上端に設けらた制御棒駆動機構１０によって行なわれて
いるが、該制御棒駆動機構１０は制御棒９にワイヤロー
ブ１１を接続し、このワイヤローブ１１をドラム１２に
巻回して、該ドラム１２をモータで駆動し、ワイヤロー
ブ１１を巻込、または繰出すことにより、制御棒９を昇
降させる。

一方上記制御棒９の挿入が不可能となるような万一の緊
急事態を想定して、後備原子炉停止装置１４が設けられ
ている。なお前記燃料棒３、制御棒９、制御棒駆動機構
１０および後備原子炉停止装置１４は、いずれも複数ず
つ設けられているが、図では簡略化して夫々１つずつ示
しである。

ことのないように、その構成および作動原理とも制御棒
駆動機構１０とは異ならせている。

第６図は原子炉停止装置１４を詳細に示すもので、図中
符号１５は案内管である。この案内管１５は炉心２内に
上方より挿入され、その上端は開口せられている。この
案内管１５の上方には中性子吸収素子貯蔵ホッパ（以下
ホッパという）１６が設置されている。ホッパ１６内に
は例えば炭化はう素（８４Ｃ）等の中性子吸収物質を１
０履径程度の球状、または径および高さ共１０鎮程度の
ベレット状とした中性子吸収素子１７が多数貯蔵されて
いる。

上記ホッパ１６の下端部は下方を小径とする円錐筒状を
なし、その下端開口を中性子吸収素子落下口１８とし、
該落下口１８を前記案内管１５の上方に位置させている
。また中性子吸収素子落下口１８は柱状をなすプラグ１
９を内側より嵌合させることにより閉塞されている。プ
ラグ１９は連結棒２０を介してホッパ１６の上方に設け
られたプラグ駆動機構ＩＬに連結されている。

上記プラグ駆動機構ｍは、図に示すように駆動モータ２
２の回転力を歯＊２３．２４を介してボールねじ２５に
伝達し、このボールねじ２５の回転をボールナツト２６
の上下動に変換し、このポールナツト２６の上下動を接
続板２７を介して前記連結棒２０に伝達する。なお図中
符号２８および２９は夫々接続板２０の上限位置および
下限位置を検出する上限リミットスイッチ、下限リミッ
トスイッチであり、符号３０は前記ボールねじ２５の下
端および連結棒２０の上部を支持する軸受である。

また、前記ホッパ１６内には収納筒３３が設けられてお
り、前記プラグ１９をこの収納筒３３内に沿って上下動
させる。

上記構成によると、図示しない原子炉安全保護系より緊
急作動信号が発生すると、駆動モータ２２が正回転し、
接続板２７が上限リミットスイッチ２８に当接するまで
上昇する。上記上限リミットスイッチ２８の作動により
、上記駆動モータ２２が停止する。その間にプラグ１９
が上昇して中性子吸収素子落下口１８を開放し、中性子
吸収素子１７が自重により案内管１５を通して炉心２内
に自然落下し、原子炉を緊急停止させる。

［背景技術の問題点］上記構成において、中性子吸収素子１７が前記ホッパ１
６内に安定した状態で貯蔵されていると、プラグ１９を
上昇させて中性子吸収素子落下口１８を開放しても、中
性子吸収素子１７のブリッジ効果により、中性子吸収素
子１７の落下が抑制され、原子炉停止がなされなかった
り、原子炉停止までに長時間を要するという不具合があ
った。

［発明の目的］本発明は以上の点に基づいてなされたものでその目的と
するところは、プラグを上昇させて落下口を開放した際
に中性子吸収素子が速やかに、かつ確実に炉心内に落下
し、原子炉を短時間の内に緊急停止させることが可能な
原子炉停止装置を提供することにある。

［発明の概要］すなわち本発明による原子炉停止装置は、炉心内に上方
より挿入された案内管と、この案内管の上方に設置され
内部に中性子吸収素子を貯蔵するとともにその下端に上
記中性子吸収素子を前記案内管を介して炉心内に落下さ
せる中性子吸収素子落下口を備えた中性子吸収素子貯蔵
ホッパと、上記中性子吸収素子落下口を閉塞するプラグ
と、このプラグを上下動させ上記中性子吸収素子落下口
を選択的に開放する駆動機構と、上記プラグの上昇に伴
ないプラグに上方から嵌合するとともに半径方向に拡開
するブリッジ防止筒と、このブリッジ防止筒を下方に付
勢する弾性部材とを具備したことを特徴とするものであ
る。

つまり原子炉緊急停止信号が出力されると、駆動機構に
よりプラグが上昇せられ、このプラグの上昇によりブリ
ッジ防止筒が上昇するとともに、半径方向外側に拡開し
、このブリッジ防止筒の拡開および上記プラグの上昇動
作により中性子吸収素子のブリッジを効果的に破壊し、
中性子吸収素子を速やかに炉心内に落下せしめるもので
ある。

［発明の実施例］以下第１図乃至第４図を参照して本発明の一実施例を説
明する。なお従来と同一部分には同一符号を付して示し
、その説明は省略する。第１図は本実施例による原子炉
停止装置の縦断面図である。

プラグ１０１と収納筒３３との間には、ブリッジ防止筒
１０２が設置されている。このブリッジ防止筒１０２は
第４図に示すように円筒状をなし、また周方向には複数
のスリット１０２Ａが設けられ、複数の弾性片１０３と
なっている。この各弾性片１０３の下端内周側には、突
起１０４が形成されている。これに対して上記プラグ１
０１側には、上記突起１０４に対応して、溝１０５が軸
方向に形成されている。そしてプラグ１０１が上下動す
る際には、上記溝１０５に突起１０４が摺接する。また
上記ブリッジ防止筒１０２と収納筒３３との間には、ス
プリング１０６が装着されており、上記ブリッジ防止１
ｉ１０２を下方に付勢している。また上記プラグ１０１
の上昇はストッパ１０７によりその上限を規制されてい
る。

以上の構成を基にその作用を説明する。まず原子炉通常
運転時には第１図および第２図に示すように、プラグ１
０１は中性子吸収素子落下口１８を閉塞しており、よっ
て中性子吸収素子１７が炉心２内に落下するとはない。

次に図示しない原子炉安全保護系から原子炉緊急停止信
号が出力された場合について説明する。

この場合にはまず駆動モータ２２の正回転により歯車２
３および２４、ボールねじ２５、ポールナツト２６、接
続板２７および連結棒２０を介してプラグ１０１が上昇
せられる。かかるプラグ１０１の上昇により中性子吸収
素子落下口１８が開放される。上記プラグ１０１の上昇
は、上記接続板２７が上限リミット２８に当接して動作
させるまで継続される。上記プラグ１０１が上昇する際
、プラグ１０１に形成された溝１０５に突起１０４が摺
接する。そして突起１０４が溝１０５の下端係止部１０
５Ａまでくると、ブリッジ防止筒１０２がスプリング１
０６の付勢力に抗してプラグ１０１に伴なって上昇する
。その時上記スプリング１０６のばね力がブリッジ防止
筒１０２の拡張力より強い場合には、第３図に示すよう
に突起１０４が上記下端係止部１０５Ａに乗上げる。

これによってブリッジ防止筒１０２の弾性片１０３は半
径方向外側に拡開される。このようにブリッジ防止筒１
０２の上昇およびブリッジ防止筒１０２の弾性片１０３
の拡開により、中性子吸収素子落下口１８の近傍に形成
されている中性子吸収素子１７のブリッジは効果的に破
壊される。

このブリッジの破壊により中性子吸収素子１７は速やか
に炉心２内に落下し、その結果原子炉は短時間で確実に
停止される。

以上本実施例によると、以下のような効果を奏すること
ができる。すなわち原子炉緊急停止信号が出力されてプ
ラグ１０１が上昇せられると、プラグ１０１の上昇に伴
ない、ブリッジ防止筒１０２の弾性片１０３が半径方向
外側に拡開され、かかる弾性片１０３の拡開と上記プラ
グ１０１の上昇動作により、中性子吸収素子１７のブリ
ッジは効果的に破壊され、その結果中性子吸収素子１７
を炉心２内へ速やかに落下させることができ、原子炉を
短時間の内に確実に停止させることができる。

なお中性吸収素子１７が落下を開始した後にもブリッジ
が再度形成される可能性があり、その場合にはプラグ１
０１の上下動、および弾性片１０３の拡開動作を繰り返
し行なうことにより、上記ブリッジは効果的に破壊され
る。上記プラグ１０１の上下動および弾性片１０２Ａの
拡開動作の繰り返しは、第１図に示すように前記上限リ
ミットスイッチ２８の下方（薬１０〜２０ソミ）位置に
、作動点用リミットスイッチ１１１を設置し、この作動
点用リミットスイッチ１１１および上記上限リミットス
イッチ２８との間で、プラグ１０１を上下動させること
により実現することができる。

［発明の効果］以上詳述したように本発明による原子炉停止装置による
と、原子炉緊急停止信号が出力された時と、中性子吸収
素子のブリッジを効果的に破壊して中性子吸収素子を炉
心内に速やかに落下させ、原子炉を短時間の内に確実に
停止させることが可能となり、原子炉の安全性を大幅に
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の一実施例を示す図で、第１
図は原子炉停止装置の縦断面図、第２図は中性子吸収素
子落下口近傍の構成を拡大して示す縦断面図、第３図は
プラグの上昇した状態を示す中性子吸収素子落下口近傍
の縦断面図、第４図はブリッジ防止筒およびプラグの関
係を示す斜視図、第５図および第６図は従来例を示す図
で、第５図はガス冷却型原子炉の慨略構成を示す縦断面
図、第６図は原子炉停止装置の縦断面図である。１・・・原子炉容器、２・・・炉心、１５・・・案内管
、１７・・・中性子吸収素子、１８・・・中性子吸収素
子落下口、１０１・・・プラグ、１０２・・・ブリッジ
防止筒、１０２Ａ・・・弾性片、１０４・・・突起、１
０５・・・溝、１０６・・・スプリング、’　１１１・
・・作動点用リミットスイッチ。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第１図第２ｒＩＡ第３図第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）炉心内に上方より挿入された案内管と、この案内
管の上方に設置され内部に中性子吸収素子を貯蔵すると
ともにその下端に上記中性子吸収素子を前記案内管を介
して炉心内に落下させる中性子吸収素子落下口を備えた
中性子吸収素子貯蔵ホッパと、上記中性子吸収素子落下
口を閉塞するプラグと、このプラグを上下動させ上記中
性子吸収素子落下口を選択的に開放する駆動機構と、上
記プラグの上昇に伴ないプラグに上方から嵌合するとと
もに半径方向に拡開するブリッジ防止筒と、このブリッ
ジ防止筒を下方に付勢する弾性部材とを具備したことを
特徴とする原子炉停止装置。
（２）上記ブリッジ防止筒には軸方向に複数のスリット
が形成され、又下端部内側には周方向に複数の突起が形
成され、一方プラグ側には上記突起に対応して複数の溝
が形成され、プラグは該溝に突起を摺接させながら上昇
し、突起が溝を乗越えることによりブリッジ防止筒が拡
開することを特徴する特許請求の範囲第１項記載の原子
炉停止装置。