JP2007240527A - 反応度制御設備および高速炉 - Google Patents

Abstract

【課題】高速炉の初期余剰反応度を抑え、コンパクトな装置で、炉停止棒スクラムの多重化を実現する信頼性の高い反応度制御を行なう。
【解決手段】高速炉は、ラッパ管２２０内に配置された炉停止棒５１と初期余剰反応度を抑える複数の中性子吸収体５２とを内包している反応度制御アセンブリ２６と、炉停止棒５１を切り離す炉停止棒駆動機構と、各中性子吸収体５２を上下移動できる複数の中性子吸収体駆動機構とを有する。炉停止棒駆動機構は、スクラム時に保持用マグネットの電源をＯＦＦすることで内側延長管を落下させ外側延長管最下端のグリッパ部で炉停止棒を切り離す。中性子吸収体駆動機構は、外側延長軸と内側延長軸の二重管の駆動軸を有して、中性子吸収体５２掴み時に外側延長軸を引き上げて両延長軸を挿入し、中性子吸収体ハンドリングヘッド６０に到達後に外側延長管を押し下げてラッチフィンガーで外掴みして中性子吸収体を上下移動できる。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、反応度制御設備およびそれを利用した高速炉に関する。

従来の高速炉の一例が特許文献１に開示されている。このような高速炉の構造は図１０に示すように、核燃料の集合体からなる炉心２を有し、炉心２は全体としてほぼ円柱状に形成されており、炉心２を保護する炉心槽３によって外周を取り囲まれている。炉心槽３の外側には炉心槽３を取り囲む円環状の反射体４が配置されている。この反射体４の外側には反射体４を取り囲み、１次冷却材の流路の内壁を構成する隔壁６が設けられている。隔壁６の外側には間隔をあけて冷却材の流路の外壁を構成する原子炉容器７が配置されている。冷却材流路中には中性子遮蔽体８が炉心２を取り囲むように配置されている。

炉心中心には６角筒状のラッパ管(wrapper tube)が配置され、ラッパ管内に円筒状の炉停止棒とその周囲に６分割された扇型の中性子吸収体が内包されている。炉停止棒は、主炉停止機能を果たす反射体に対して後備炉停止系となり、中性子吸収体は初期の余剰反応度が大きい場合に反応度を抑えるものである。これらの駆動系のうち、炉停止棒駆動機構は、駆動部、上部案内管部から成り、上部案内管の下にある炉停止棒を連結し、通常運転時の上下駆動、緊急時のスクラム機能、再起動前の炉停止棒切離し・つかみ機能を有する。中性子吸収体駆動機構は、作動軸及び保持機構から成り、プラント寿命中に１回だけ中性子吸収体をつかみ、個別に上限まで引き上げ保持する。
特許第３１２６５２４号公報

反射体制御による高速炉では、後備炉停止系の炉停止棒駆動機構と初期の余剰反応度を抑制する中性子吸収体駆動機構が必要となる。しかし、原子炉上部は反射体駆動機構、炉内液位計、炉内温度計等の各種の計測機器が搭載されおり、前記駆動機構は限られたスペースに設置する必要がある。

また、反射体制御による高速炉では長期間の連続運転が可能であり、常時設置の作動機器に対してはメンテナンスの低減化が求められるとともに、万一の故障に対してバックアップの作動機構が必要となる。特に、炉停止棒駆動機構では、安全上の配慮からバックアップスクラム機構を設けることが望ましい。

一方、中性子吸収体駆動機構は、上記の炉停止棒に隣接して設ける必要があり、機構の簡素化によるコンパクトな配置が不可欠である。

本発明の目的は、初期の余剰反応度が大きい場合に反応度を抑え、さらにはシンプルな機構、コンパクトな配置で、炉停止棒スクラム機能の多重化を実現する高性能でかつ信頼性の高い反応度制御設備、および、かかる反応度制御設備を利用した高速炉を提供することにある。

本発明の一つの態様によれば、高速炉は：炉心を構成する複数の燃料集合体と；炉心中心の６角筒状のラッパ管内に後備炉停止系の炉停止棒とその周囲に分割配置された初期の余剰反応度を抑える中性子吸収体を内包している反応度制御アセンブリと；炉心の外周を取り囲む炉心槽と、その炉心槽の外周を取り囲み上下に移動する反射体と；その反射体の外周を取り囲み１次冷却材の冷却材流路の内壁を構成する隔壁と；前記炉心槽と前記隔壁を支持する上部支持板と；その上部支持板の上方の環状空間に設置された中間熱交換器と；その中間熱交換器の下部に配設された電磁ポンプと；前記燃料集合体、反応度制御アセンブリ、反射体、隔壁、中間熱交換器および電磁ポンプを収容し、上部開口部を有する原子炉容器と；前記原子炉容器の上部開口部を塞ぐ上部プラグと；スクラム時に保持用マグネットの電源をＯＦＦすることで内側延長管を落下させ外側延長管最下端のグリッパ部で炉停止棒を切り離す炉停止棒駆動機構と；外側延長軸と内側延長軸の二重管の駆動軸を有して、中性子吸収体掴み時に外側延長軸を引き上げて両延長軸を挿入し、中性子吸収体のハンドリングヘッド部に到達後に外側延長軸を押し下げてグリッパ部のラッチフィンガーで外掴みして全体を駆動軸ごと吊り上げることにより各中性子吸収体を個別に上下移動できる複数の中性子吸収体駆動機構と；を有し；前記炉停止棒駆動機構および中性子吸収体駆動機構が一体化して前記上部プラグの中央に配置されていることを特徴とする。

本発明の他の態様によれば、反応度制御設備は、複数の核燃料集合体を有する炉心の中央に配置された反応度制御アセンブリを備え；前記反応度制御アセンブリは：６角筒状のラッパ管と；前記ラッパ管内に配置されて上下移動可能な後備炉停止系の炉停止棒と；前記ラッパ管内で前記炉停止棒の周囲に配置され、個々に上下移動可能で、初期の余剰反応度を抑える複数の中性子吸収体と；を有することを特徴とする。

本発明によれば、初期の余剰反応度が大きい場合に反応度を抑え、さらにはシンプルな機構、コンパクトな配置で、炉停止棒スクラム機能の多重化を実現する高性能でかつ信頼性の高い反応度制御設備、および、かかる反応度制御設備を利用した高速炉を提供することができる。

以下、本発明の最良の実施の形態を、図１ないし図９を参照して説明する。ただし、図１０に示した従来技術と同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る高速炉の縦断面図である。図２Ａおよび図２Ｂは図１の炉停止棒の構成図であって、図２Ａは図２ＢのＡ−Ａに沿う一部を断面で示す側面図、図２Ｂは横断面図である。図３は図１の炉停止棒駆動機構の拡大縦断面図である。

図１に示すように、本実施の形態の高速炉１は主に炉心２、炉心槽３、複数の反射体４、隔壁６、中性子遮蔽体８、原子炉容器７、複数の燃料集合体３７、エントランスモジュール３８、炉心支持板１３、上部支持板２９、中間熱交換器１５、電磁ポンプ１４、反応度制御アセンブリ２６、上部プラグ１０、ガードベッセル９、及び格納ドーム２８から構成されている。

燃料集合体３７は１体毎にエントランスモジュール３８に取り付けられ、エントランスモジュール３８は炉心支持台３９に取り付けられている。炉心支持台３９は炉心支持板１３の上面に取り付けられ、炉心支持板１３は原子炉容器７に取り付けられている。

１次冷却材５は、たとえば液体金属ナトリウムであって、原子炉容器７内で循環する。すなわち、１次冷却材５は、原子炉容器７内で隔壁６の外側の環状部に配置された電磁ポンプ１４によって下方に送られる。そして、１次冷却材５は、原子炉容器７の底部から隔壁６内側に入って上昇し、炉心２を通って加熱される。その後、さらに上昇してから再び隔壁６外側の環状部を下降し、中間熱交換器１５で２次冷却材に熱を与えて、電磁ポンプ１４に戻る。

２次冷却材は、たとえば液体金属ナトリウムであって、入口ノズル１８から原子炉容器７内に流入し、中間熱交換器１５で加熱された後に、出口ノズル１９から原子炉容器７外に流出する。出口ノズル１９から出た２次冷却材は、たとえば蒸気発生器（図示せず）の熱源として用いられる。

炉心２中心の反応度制御アセンブリ２６は、図２に示すように、６角筒状のラッパ管２００と、このラッパ管２００内に配置された円筒状の炉停止棒５１とその周囲に６分割されて配置された扇型の中性子吸収体５２とを有している。炉停止棒５１の制御要素は、ハフニウムを１本の円柱状にしたものをステンレス鋼管の中に入れて密封したものである。制御要素は、上下の格子板２２０に挟まれ、保護管５３とともに固定され炉停止棒５１を形成している。炉停止棒５１本体は、上下２体に分かれた分節型である。

また、反応度制御設備は、炉心２中心の６角筒状のラッパ管２００と、このラッパ管２００内に配置された後備炉停止系の炉停止棒５１と、その炉停止棒５１の周囲に分割された初期の余剰反応度を抑える中性子吸収体５２を内包してなる反応度制御アセンブリ２６とを主たる構成要素としている。炉停止棒５１は、保護管５３の上部にハンドリングロッド５４およびハンドリングロッド５４上端のハンドリングヘッド５５を有し、炉停止棒駆動機構外側延長管６７下端のグリッパ５６と結合するように構成されており、後述する機構によって、高速炉の起動／停止時に引き抜き／挿入され反応度制御を行なうとともに、緊急時に急速挿入され原子炉に負の反応度を加え速やかに停止させるスクラム機能を有している。

ハンドリングロッド５４と保護管５３上部とはジョイント２０３で結合されており、分節構造とともに地震時の挿入抵抗力を連結部で屈曲する変位で吸収し、スムースに挿入することができる。炉停止棒５１の下部にはスクラム落下での緩衝のためダッシュラム５７が設けられている。

反応度制御アセンブリ２６は、その上端の案内管ハンドリングヘッド２０４から、ラッパ管２００を経て、下端のエントランスノズル２０５まで、ほぼ６角筒状で構成されており、中央には炉停止棒５１の上下動作を案内する円筒状の下部案内管５８を有している。その下部案内管５８とラッパ管２００の間には、扇型の中性子吸収体５２が６分割されて内包されている。中性子吸収体５２は、ハフニウム製であって、外側はステンレス鋼で被覆されている。中性子吸収体５２は炉停止棒５１と異なりスクラム機能を有しておらず、初期炉心の相対的に大きな余剰反応度を吸収するために通常は初期から１５年程度の長期間にわたって固定されて設けられ、その後炉心の余剰反応度が低下したときに後述する機構により炉心から引き上げられるものである。

中性子吸収体５２の上端には、円柱状のハンドリングロッド２０１が取り付けられ、ハンドリングロッド２０１の上端は反応度制御アセンブリ２６の頂部から上に僅かに飛び出しており、先端にはグリッパで外掴みできるように膨らみのあるハンドリングヘッド６０が設けてある。なお、上記反応度制御設備は高速炉に適用した場合について説明しているが、他の原子炉の炉心の反応度制御にも適用できる。

炉停止棒駆動機構は、駆動部および上部案内管６６などから構成されている。駆動部は上部プラグ１０上面に自立する形で据え付けられ、上部案内管６６は炉上部プラグ１０の開口孔から炉内に挿入する形で据え付けられている。炉停止棒駆動機構の駆動は、位置決め精度が高く、径方向にコンパクトとなるモータ駆動ボールネジ方式とし、モータ６１によりツインボールネジ６２を回転させ、ボールナット６３により延長管６７，６８の掴み離しを行うラッチ機構６４を上下させる。

ボールネジ６２は、中心に配置する延長管ラッチ機構６４をかわすためにツインボールネジタイプとする。モータ６１とボールネジ６２間にはサイクロ減速機６５を設けて、燃料集合体３７交換時に、炉停止棒５１デラッチ状態で延長管６７，６８を引き上げている間に、万一電磁ブレーキが故障しても延長管６７，６８が脱落しないようにする。

炉停止棒５１の上下動作は、上部案内管６６内部の延長管６７，６８により、駆動部の上下駆動力を炉停止棒５１に伝達する。延長管は外側延長管６７と内側延長管６８の二重管になっており、炉停止棒５１掴み時（ラッチ時）は、グリッパ５６が炉停止棒ハンドリングヘッド５５内に挿入されラッチフィンガー７１が開いた状態で駆動部内の保持用マグネット７０を励磁させ、内側延長管６８と外側延長管６７を同時に引き上げることで行われる。

炉停止棒５１切り離し時（デラッチ時）には、駆動部内の保持用マグネット７０が非励磁となり外側延長管６７だけが引き上げられる。これにより外側延長管６７が内側延長管６８の上側に移動し、グリッパ５６のラッチフィンガー７１が閉じて、炉停止棒ハンドリングヘッド５５がデラッチされる構造となっている。

次に、炉停止棒駆動機構のスクラムを図４Ａ、図４Ｂ及び図５を用いて説明する。

スクラム方式は炉停止棒５１と延長管６７，６８の分離自重落下型とし、外側延長管６７最下端のグリッパ５６で炉停止棒５１を切り離す方式とする。フェイルセイフの観点から駆動機構内の保持用マグネット７０が非励磁の時、ラッチリンク２０５が開いて内側延長管６８を切り離す。スクラムは、保持用マグネット７０の電源をＯＦＦすることで内側延長管６８が僅かに落下し、炉停止棒ハンドリングヘッド５５を掴んでいたラッチフィンガー７１が閉じ、炉停止棒５１が自重落下する。

また、何らかの原因でアーマチュア７２が落下せず内側延長管６８が下降しない場合を考慮して、バックアップデラッチ駆動モータ７３によりロッド７４を押し下げ、保持用マグネット７０とアーマチュア７２との間に間隙を作り、保持用マグネット７０での吸引バランスを崩して切離しを行うバックアップスクラム機構を設ける。この作動は、通常の保持用マグネット７０の電源をＯＦＦによるスクラム操作に僅かに遅れて作動するように制御回路にタイマーを設けて、第２のスクラム機構とすることができる。

スクラム時の炉停止棒５１位置検出のために、炉停止棒ハンドリングヘッド５５に永久磁石７５を埋め込み、上部案内管６６側にコイル７６を取り付ける。永久磁石７５がコイル７６を通過する時に生じる起電流を計測することにより、スクラム時の炉停止棒５１の位置を検出することができる。

炉停止棒駆動機構の上部案内管６６は、カバーガスシールとしてのベローズ７７の一端を固定し、もう一方は外側延長管６７に固定している。さらに外側延長管６７と内側延長管６８との間はラッチベローズ７８を設けてシールを行っている。万一の破損を考慮して駆動機構内に２重Ｖパッキンのバックアップシール７９を設ける。上部案内管６６は、ＣＲＤ案内管２０６内に設置される。上部案内管６６の下端は、炉停止棒ハンドリングヘッド５５の内側に差込まれ、位置決め、保持、耐震振れ止めを行う。

次に中性子吸収体駆動機構を図３について説明する。

中性子吸収体駆動機構は、６体の中性子吸収体５２を個別に引き上げるため炉停止棒駆動機構の近接した周囲に６台が等間隔で設置されている。中性子吸収体駆動機構の操作は現場での手動とする。駆動軸は途中でオフセットした内側延長軸８０と外側延長軸８１の二重管になっており、中性子吸収体５２掴み時は、内側延長軸８０を約５０ｍｍ引き上げて両延長軸８０，８１を中性子吸収体ハンドリングヘッド６０に挿入し、駆動軸ラッチ機構８２によりグリッパ部のラッチフィンガー（図示せず）で中性子吸収体５２のハンドリングヘッド６０を外掴みする。その後、外側延長軸８１のみを下降させることにより、グリッパ部のラッチフィンガーを固定する構造としている。

中性子吸収体５２の引上げ操作は、２重Ｖパッキンのカバーガスシール部８３を保持したままの状態で駆動モータの周囲に設置された駆動軸支持用ストッパ８４を取り外し、アイボルト２０２を吊り上げて行う。上部プラグ１０上面にあるカバーガスシール部８３では、駆動軸引き上げによってカバーガス空間で軸に付着したナトリウムがシールに付着してシール性能を維持できなくなることも考えられる。このため、駆動部外側ハウジング８５全体をシール構造にすると共に上部にはバックアップシール７９を設置している。

図１で、符号１１は反射体４を上下に移動する反射体駆動軸を示し、符号２４はリブを、符号２５はベースを、符号３０は仕切り板を示し、符号３１は台座を示している。

以上説明したように本発明の第１の実施の形態によれば、炉停止棒駆動機構は簡易な機構でスクラム機能の多重化も達成した信頼性のある駆動系を実現できる。また、中性子吸収体５２の駆動機構を炉停止棒駆動機構の周囲の狭隘部へ簡易な機構で緻密配置し、炉停止棒駆動機構と合体したコンパクトな機器とすることができる。

［第２の実施の形態］
本発明の第２の実施の形態を図６を参照して説明する。なお、第１の実施の形態と同一もしくは類似の構成部品には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。

第１の実施の形態では、図５に示すように、炉停止棒駆動機構のバックアップデラッチ駆動モータ７３によりロッド７４を押し下げアーマチュア７２の切離しを行うバックアップスクラム機構を設けた。これに対して第２の実施の形態では、図６に示すように、外側延長管６７を強制的にわずかなストローク分だけ押し上げて炉停止棒ハンドリングヘッド５５を掴んでいたラッチフィンガー７１が閉じ、炉停止棒５１が自重落下するように構成したものである。

このバックアップスクラム機構は、外側延長管６７の上部を吊り上げている延長管ラッチ機構６４に設けたパワーシリンダ８６で外側延長管上部２２５のリンク機構を押し上げることで、内側延長管６８頂部に対して上側に動作させることによりラッチ機構のリンク２０５が斜めに動作し、これにより内側延長管ラッチリンク２１５が開き、内側延長管６８が自重落下して、炉停止棒ハンドリングヘッド５５を掴んでいたラッチフィンガー７１が閉じ、炉停止棒５１を自重落下させるものである。ここで、押し上げ機構の一例としてパワーシリンダ８６が備えられているが、油圧ジャッキを備えてもよい。

以上説明したように本発明の第２の実施の形態によれば、炉停止棒駆動機構では、簡易な機構でスクラム機能の多重化も達成した信頼性のある駆動系を実現できる。

［第３の実施の形態］
本発明の第３の実施の形態を図７を参照して説明する。なお、第１の実施の形態と同一の構成部品には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。

図７に示すように、本実施の形態の高速炉１は、炉停止棒駆動機構の上部案内管６６及び中性子吸収体５２の駆動軸を覆う保護筒８７の下端に、炉心からの冷却材の流路となる整流板８８を設けて、炉心２頂部レベルから燃料集合体３７のスエリングによる伸び量以上の間隙を確保して設置し、地震時の燃料集合体３７の浮き上がり量を抑えるように構成したものである。

地震時には、水平方向の振動の他に上下方向の振動が発生する。上下方向に関しては、炉心２での応答加速後が１Ｇを超えると、各燃料集合体３７には自重以上の上向きの力が働き、所定のレベルから浮き上がる可能性があり、反射体４や炉停止棒５１との相対変位が大きく変わると反応度制御に重大な影響を及ぼす。

保護筒８７の下端の整流板８８は、最外層の各炉心のコーナー部も投影する大きさとし、保護筒８７の板厚を厚くして剛性を高めて、浮き上がる燃料集合体３７の衝突力に対する強度を確保できる。

以上説明したように本発明の第３の実施の形態によれば、地震時の炉心２の浮き上がり防止が可能であり、信頼性の高い高速炉を提供できる。

［第４の実施の形態］
本発明の第４の実施の形態を図８及び図９を用いて説明する。なお、第１及び第２の実施の形態と同一の構成部品には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。

図８及び図９に示すように、本実施の形態の高速炉１では、初臨界確認時には、上部プラグ１０に燃料集合体３７交換のための開口部を設ける必要があるが、搭載機器が林立しており、専用の孔を設けることが出来ない。このため、反応度制御アセンブリ駆動機構２７を取り外した開口部に、原子炉内での燃料集合体３７交換、原子炉内外での燃料集合体３７取扱い、及び、燃料受入搬出設備への移送を行える燃料出入機１０１を設けた構成としている。

燃料出入機１０１は、原子炉建屋２１０の天井２１１上のレール１１１の上を走行する。燃料出入機１０１の上部に燃料集合体３７を取り扱うグリッパ１０２の昇降および燃料集合体３７のつかみ・はなし動作を行うための巻上機構１０３が設置されている。巻上機構１０３とグリッパ１０２間は２対（４本）の可撓性部材１０４で繋がっている。可撓性部材１０４としては、たとえば、ステンレス鋼などの耐腐食性材料からなるテープやチェーンなどがありうる。

巻上機構のベース１０５はＸ−Ｙの水平二方向に移動可能な構造となっている。これは、炉心２全体をカバーする燃料出入機１０１にするとドアバルブ１０７の穴径が炉心２径以上の大口径となるため、必要最小限の小口径の燃料出入機１０１で扱い、部分的な偏芯移動は巻上機構１０３のベース１０５のＸ−Ｙ移動を用いて行う。

燃料出入機１０１本体内には、燃料集合体３７交換時時間を短縮するために新燃料集合体３７等を一時保管するための支持機構（支持受台）１０６が設置されている。これにより、使用済燃料集合体３７取出後一旦燃料取扱系ピット床設備に戻らなくて燃料出入機１０１本体内で使用済燃料集合体３７と新燃料集合体３７を入れ替え、新燃料集合体３７を炉内に装荷する。この時のグリッパ１０２の偏芯動作にも前記Ｘ−Ｙ移動を用いている。燃料出入機１０１本体の下部には密閉のための床ドアバルブ１０９が取り付けられている。

燃料集合体３７交換時の原子炉開口部は外気との遮断のために、反応度制御アセンブリ駆動機構２７を取り外した開口部を覆うように密封筒１１０と原子炉ピットプラグ１０８内に床ドアバルブ１０９を設置している。原子炉ピットプラグ１０８を回転させて床ドアバルブ１０９を所定の方位に設置することができ、複線レール１１１を使用することにより、全炉心２の燃料集合体３７を取り扱うことができる。

以上説明したように本発明の第４の実施の形態によれば、反応度制御アセンブリ駆動機構２７を取り外した開口部を利用して、燃料交換機を必要とせずに１基の燃料出入機１０１のみで容易な燃料集合体３７取扱が可能となり、物量削減に寄与できるとともに、コンパクトな原子炉構造に適合できる。

本発明の第１の実施の形態に係る高速炉の縦断面図である。 図１の炉停止棒の構成図であって、図２ＢのＡ−Ａに沿う一部を断面で示す側面図である。 図２Ａの炉停止棒の横断面図である。 図１の炉停止棒駆動機構の拡大縦断面図である。 図１の高速炉の炉停止棒つかみ部の動作を説明するための図であって、結合した状態を示す図である。 図４Ａの炉停止棒つかみ部の動作を説明するための図であって、切り離した状態を示す図である。 図１の高速炉の炉停止棒デラッチ機構の構成図である。 本発明の第２の実施の形態に係る高速炉の炉停止棒デラッチ機構の構成図である。 本発明の第３の実施の形態に係る高速炉の炉停止棒駆動機構の下部拡大縦断面図である。 本発明の第４の実施の形態に係る高速炉の燃料出入設備の部分縦断面図である。 図８の高速炉の燃料出入状態の平面図である。 従来の高速炉の縦断面図である。

符号の説明

１…高速炉、２…炉心、３…炉心槽、４…反射体、５…１次冷却材、６…隔壁、７…原子炉容器、８…中性子遮蔽体、９…ガードベッセル、１０…上部プラグ、１１…駆動軸、１２…反射体駆動装置、１３…炉心支持板、１４…電磁ポンプ、１５…中間熱交換器、１８…入口ノズル、１９…出口ノズル、２４…リブ、２５…ベース、２６…反応度制御アセンブリ、２７…反応度制御アセンブリ駆動機構、２８…格納ドーム、２９…上部支持板、３０…仕切り板、３１…台座、３７…燃料集合体、３８…エントランスモジュール、３９…炉心支持台、５１…炉停止棒、５２…中性子吸収体、５３…保護管、５４…ハンドリングロッド、５５…炉停止棒ハンドリングヘッド、５６…グリッパ、５７…ダッシュラム、５８…下部案内管、６０…中性子吸収体ハンドリングヘッド、６１…モータ、６２…ツインボールネジ、６３…ボールナット、６４…延長管ラッチ機構、６５…サイクロ減速機、６６…上部案内管、６７…外側延長管、６８…内側延長管、６９…反応度制御アセンブリハンドリングヘッド、７０…保持用マグネット、７１…ラッチフィンガー、７２…アーマチュア、７３…バックアップデラッチ駆動モータ、７４…ロッド、７５…永久磁石、７６…コイル、７７…ベローズ、７８…ラッチベローズ、７９…バックアップシール、８０…中性子吸収体内側延長軸、８１…中性子吸収体外側延長軸、８２…駆動軸ラッチ機構、８３…カバーガスシール部、８４…駆動支持用ストッパ、８５…駆動部外側ハウジング、８６…パワーシリンダ、８７…保護筒、８８…整流板、１０１…燃料出入機、１０２…グリッパ、１０３…巻上機構、１０４…可撓性部材、１０５…ベース、１０６…支持機構、１０７…ドアバルブ、１０８…原子炉ピットプラグ、１０９…床ドアバルブ、１１０…密封筒、１１１…レール、２００…ラッパ管、２０１…ハンドリングロッド、２０２…アイボルト、２０３…ジョイント、２０４…案内管ハンドリングヘッド、２０５…ラッチリンク、２０６…ＣＲＤ（制御棒駆動機構）案内管、２１０…原子炉建屋、２１１…天井、２１５…内側延長管ラッチリンク、２２０…格子板

Claims (9)

1. 炉心を構成する複数の燃料集合体と、
   炉心中心の６角筒状のラッパ管内に後備炉停止系の炉停止棒とその周囲に分割配置された初期の余剰反応度を抑える中性子吸収体を内包している反応度制御アセンブリと、
   炉心の外周を取り囲む炉心槽と、
   その炉心槽の外周を取り囲み上下に移動する反射体と、
   その反射体の外周を取り囲み１次冷却材の冷却材流路の内壁を構成する隔壁と、
   前記炉心槽と前記隔壁を支持する上部支持板と、
   その上部支持板の上方の環状空間に設置された中間熱交換器と、
   その中間熱交換器の下部に配設された電磁ポンプと、
   前記燃料集合体、反応度制御アセンブリ、反射体、隔壁、中間熱交換器および電磁ポンプを収容し、上部開口部を有する原子炉容器と、
   前記原子炉容器の上部開口部を塞ぐ上部プラグと、
   スクラム時に保持用マグネットの電源をＯＦＦすることで内側延長管を落下させ外側延長管最下端のグリッパ部で炉停止棒を切り離す炉停止棒駆動機構と、
   外側延長軸と内側延長軸の二重管の駆動軸を有して、中性子吸収体掴み時に外側延長軸を引き上げて両延長軸を挿入し、中性子吸収体のハンドリングヘッド部に到達後に外側延長軸を押し下げてグリッパ部のラッチフィンガーで外掴みして全体を駆動軸ごと吊り上げることにより各中性子吸収体を個別に上下移動できる複数の中性子吸収体駆動機構と、
   を有し、
   前記炉停止棒駆動機構および中性子吸収体駆動機構が一体化して前記上部プラグの中央に配置されていることを特徴とする高速炉。
2. 前記炉停止棒は円筒形であって、その炉停止棒の頂部にヘッドが形成され、
   前記反応度制御アセンブリは、前記ラッパ管内で前記炉停止棒を囲んで配置された円筒形の案内管と、前記案内管と前記ラッパ管の間に周方向に複数個に分割されて配置された、複数の扇型の中性子吸収体と、を有し、
   前記中性子吸収体が最下位置に移動したときに前記反応度制御アセンブリの頂部から上に突出する円柱状の中性子吸収体ハンドリングロッドが配置され、その中性子吸収体ハンドリングロッドの頂部に中性子吸収体ハンドリングヘッドが形成されていること、
   を特徴とする請求項１記載の高速炉。
3. 前記炉停止棒駆動機構は、
   前記保持用マグネットが非励磁の時に開いて前記内側延長管を切り離すラッチリングと、
   前記保持用マグネットを上下に貫通するロッドと、
   前記保持用マグネットに接してその保持用マグネットの下方に配置されたアーマチュアと、
   前記ロッドを押し下げてこのロッドで前記アーマチュアを押し下げることによって、前記アーマチュアを強制的に前記保持用マグネットから切り離すバックアップデラッチ駆動モータと、
   を含むこと、を特徴とする請求項１記載の高速炉。
4. 前記中性子吸収体駆動機構は、前記炉停止棒駆動機構の周囲に互いに等間隔で設置され、
   前記中性子吸収体駆動機構の各駆動軸は、途中でオフセットした外側延長軸と内側延長軸からなる二重管であって、内側延長軸の下端に中性子吸収体のハンドリングヘッドを外掴みするグリッパ部が設けられ、上端に駆動軸支持用ストッパが設けられて、
   前記上部プラグの上面にあるカバーガスシール部の他に駆動部外側ハウジング全体がシール構造に構成されていること、
   を特徴とする請求項１記載の高速炉。
5. 炉停止棒駆動機構は、前記外側延長管の上部を吊り上げている延長管ラッチ機構と、
   前記延長管ラッチ機構に設置されて前記外側延長管のみを押し上げるパワーシリンダと、
   を有し、
   前記パワーシリンダによって前記外側延長管が押し上げられたときに、前記炉停止棒ハンドリングヘッドを掴んでいたラッチフィンガーが閉じ、前記炉停止棒が自重落下するように構成されていること、を特徴とする請求項１記載の高速炉。
6. 前記保護筒の下端に前記炉心全体を投影する大きさの整流板が設置されていることを特徴とする請求項１記載の高速炉。
7. 前記反応度制御アセンブリ駆動機構を取り外した前記上部プラグの開口部に挿入される燃料出入機をさらに有し、
   前記燃料出入機は、
   前記上部プラグの開口部の上方に配置されたベースによって支持されて互いに直角な水平二方向に移動可能な巻上機構と、
   前記巻き上げ機構で吊られた燃料集合体を一時保管するための支持機構と、
   を有することを特徴とする請求項１記載の高速炉。
8. 前記原子炉容器を収容する原子炉建屋の天井上に配置され、前記燃料出入機を水平方向に移動可能に支持する少なくとも２ルートの燃料出入線レールと、
   前記原子炉建屋の天井の高さで前記上部プラグの上方に配置された原子炉ピットプラグと、
   前記原子炉ピットプラグに対して鉛直軸周りに回転可能で開口可能な床ドアバルブと、
   を有し、
   前記巻上機構が、前記床ドアバルブの開口の上で、かつ前記炉心の前記複数の燃料集合体すべての真上に移動可能に構成されていること、を特徴とする請求項１記載の高速炉。
9. 複数の燃料集合体を有する炉心の中央に配置された反応度制御アセンブリを備え、
   前記反応度制御アセンブリは、
   ６角筒状のラッパ管と、
   前記ラッパ管内に配置されて上下移動可能な後備炉停止系の炉停止棒と、
   前記ラッパ管内で前記炉停止棒の周囲に配置され、個々に上下移動可能で、初期の余剰反応度を抑える複数の中性子吸収体と、
   を有することを特徴とする反応度制御設備。

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