JP2539471B2 - 原子炉停止装置 - Google Patents
原子炉停止装置Info
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- 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)
Description
に関する。
す。この炉は複数の燃料要素11を収束している炉心12を
含んでいる。炉が発生する熱は、炉心上部構造13中の制
御棒駆動機構によつて炉心12に対して昇降させられる一
連の制御棒14によつて調整される。炉心12は容器15に収
容され、原子炉全体は一次容器16内に入れられている。
液体金属冷却材17は典型的には大気圧のナトリウムであ
る。
属冷却材17の流れによつて冷却される。液体金属冷却材
17は燃料要素11の下部より流入し、次で液体金属冷却材
13は炉心12を通つて上方に流れ、炉心12では核分裂反応
によつて発生した熱が液体金属冷却材17に伝えられる。
第3図の原子炉構造は出力レベルを制御するために、炉
内の温度上昇事故発生等を電気的に感知するセンサーを
有し、制御棒駆動構造が作動し、制御棒14が炉心12に出
入する構造となつている。
ステムの場合第4図のごとく事故発生から制御棒が挿入
されるまでに、検出遅れ時間が生じることになる。第3
図のような従来型の原子炉構造でも、原子炉停止系の信
頼性は充分高くなるように配慮されているが、さらに原
子炉停止系の信頼性を向上させるために、従来形式と異
つた方式の原子炉停止機構を併用して用いることは非常
に有効である。制御棒駆動機構と中性子吸収体を収容し
た制御要素との連結部に温度感知合金を組み込んだ磁気
回路を設け、その吸収力により制御要素を吊り下げる方
式が考案されている。これは、例えば特開昭59−50389
号の公報に示される方式である。
2重円柱状であり、その間の隙間18内に温度感知合金4
が環状にして挿入され、ピンによつてアーマチユア7に
固定されている。この温度感知合金4のキユリー点は磁
路9を形成する電磁石6の鉄心材よりも低いキユリー点
であり、かつ原子炉の通常運転温度500〜550℃よりも高
い温度例えば600℃前後とされている。従つて、鉄心材
は充分な保磁力をもつて制御要素を保持するため高いキ
ユリー点を有しかつ磁束密度を高くとることのできるも
のとされている。また、温度感知合金4はコイル2とそ
の中心直径をほぼ等しく形成されており、その高さすな
わち軸方向長さは側面の表面積が鉄心3の磁路断面積よ
り十分大きい値となるようにされている。
5図に示すように、事故発生に直接反応して原子炉停止
動作を行うため、より高い信頼性が確保される。
変化に対する応答性を確保するには温度感知合金が鉄心
材で囲われているので不利であつた。又、温度感知合金
が外側になく鉄心材で囲まれているために温度感知合金
の囲りに冷却材を導く通路を設けたりして、特殊な形状
にする必要があつた。その必要性は、通路を含むために
大型化をともなつた。又、鉄心材で囲まれた温度感知合
金は、薄く磁路と直交する方向に広い形状にする必要が
あり、温度感知合金を組み込む鉄心材は構造上、上下方
向にも大きくならざるを得なかつた。
めに、完全に磁路を遮断しないと効果がなく、製作時点
であるいは材質間の熱膨張差で例えば第7図のように成
つた場合は、19のような磁路が短絡して形成され温度上
昇した温度感知合金4の磁気抵抗が急激に上昇しても磁
気回路全体の磁気抵抗の増加は小さく所定の反応特性を
得にくくなる場合も起こり得る。
回路を提供すること、又、製作性が容易でかつコンパク
ト化が計れることを目的とする。
磁石部により吸着することにより前記アーマチユア部と
連なる制御要素を支持すると共に前記磁石による磁路の
途中に温度感知合金を備える原子炉制御棒駆動機構にお
いて、前記アーマチユア部又は前記磁石部の少なくとも
いずれかの外側面全周囲を前記温度感知合金で構成して
あることを特徴としており、第2発明にあつては、アー
マチユア部を磁石部により吸着することにより前記アー
マチユア部と連なる制御要素を支持すると共に前記磁石
による磁路の途中に温度感知合金を備える原子炉制御棒
駆動機構において、前記アーマチユア部と前記磁石部と
の各対向面の内の一方の面の部分であつて、他方の面と
の間の前記磁路の通路に前記温度感知合金を備え、前記
温度感知合金の外側面は前記アーマチユア部の外側面を
構成していることを特徴としている。
却材が定常時よりも昇温すると、その昇温結果を冷却材
に直接的に接して且つ全周側面で温度感知合金が感知
し、その合金の磁気抵抗が急に増して、ついには、アー
マチユアが磁石部から離れ、制御要素が目的位置へ向け
て降下する。
知合金を通過できますので、誤動作のすくない作用が成
せます。
する。本実施例では、制御要素駆動機構により上下動さ
れる駆動延長軸1の下端に、磁性材料で作られたマグネ
ツト鉄心3と、コイル2で構成された電磁石6が取付け
られている。
5と、その外周囲を囲う温度感知合金4で構成されたア
ーマチユア7が取りつけられている。ここで温度感知合
金4は、アーマチユア7の外側面全周にわたつて取付け
られているため構造物の外側を流れる冷却材に直接接触
し、冷却材の温度変化により早く応答できる。
磁路9の磁気抵抗は、鉄心材3,5と温度感知合金4の各
々の磁気抵抗の合計である。
金4の温度がキユリー点に達すると、磁気回路全体の磁
気抵抗が増加し、従つて電磁石6の保持力が減少し、制
御要素を保持できなくなり、制御要素を落下し原子炉を
停止する。
の一例である。温度感知合金4をアーマチユアの外側に
直接冷却材と接触するよう取付けたのみでなく、その平
断面が凹凸になるようスリツト10を設けることにより、
感知面積を拡大して冷却材の温度変動により速く感応す
ることができるようになる。
を示している。
の外側面全周囲に取付けた例を示す。第11図の第3実施
例では温度感知合金4を電磁石6側とアーマチユア7側
の両方の各外側面全周囲に取付けた例である。温度感知
合金4の特性によつては、磁路9のうち温度感知合金4
のしめる範囲を長くしたり、短かくしたり調整すること
で、所定の保持力が得られる。
ー点より低温での飽和磁束密度が高く、より鉄心材に近
い温度感知合金の場合は、磁路全体にしめる温度感知合
金の割合を長くしてもよい。
ー点より低い温度での飽和磁束密度が低い場合は、全磁
路のうち温度感知合金のしめる割合を短かくして保持力
を調整することもできる。この実施例を第4実施例とし
て第12図に示す。第12図において、アーマチユアの外側
面を構成している温度感知合金4は、その上部吸着面側
に鉄心材5aを取付け、温度感知合金4をうすくすること
で、磁気回路全体の磁気抵抗を任意に設定できる。
マチユア全面を温度感知合金にすることもできる。この
一実施例を第5実施例として第13図に示す。もちろん、
この場合も温度感知合金の一部が外側面全周囲に面して
いるため、冷却材の温度変動を広い面積で直接受けるこ
とができ、温度変化に対して速い応答が可能となる。
結合動作の芯出しガイド11としてテーパ状の凹凸11a,11
bを設け、制御要素接合時により確実につかめるように
した変形例である。また第14図の第7実施例には、何ら
かの事象で原子炉内の冷却材がドレンされた場合に、電
磁石とアーマチユア間に冷却材が残つて冷却時に融着等
の時象が起らないよう、凹部11bにドレン用の溝が設け
てある。これによれば、吸着面に冷却材が残らずに前述
の事象をさけれる。
マチユア側を凸に、マグネツト側を凹にした例である。
間、電磁石の保持力で接合されているため、鉄心材ある
いは温度感知合金の機械的性質によつては自己融着の恐
れがある。このため、第16図の第8実施例ではアーマチ
ユア7と電磁石6の接合面の内アーマチユア7側の面に
表面硬化処理20を施し、自己融着を防止している。又、
硬化処理でなく硬化した材料を固定設置しても良い。
冷却材に直接接触することにより、応答性が良くなる。
冷却材が沸騰しない要求は第8図のごとく温度θcな
る。
に対し、制御要素の挿入遅れ時間ΔTを考慮した時間T2
までに温度感知合金が反応しなければならない。
Aに比べ、反応速度が早い本発明Bのケースはその反応
温度がΔθだけ高くとれ、温度感知合金の設計余裕度が
広がる。
化に温度感知合金が速く感応できるので、何らかの原因
で冷却材温度が上昇するという事象に対して自発的にか
つ迅速に原子炉を停止することができ、且つ内部に冷却
材を導く通路を含ませる必要が無い上、鉄心材中に温度
感知合金を組み込む構成を採らなくて済むから、製作性
が容易で、コンパクト化が計れ、第2発明によれば、さ
らには、製作時点で或は材質間の熱膨張差で磁路が短絡
することを防止して所定の感応性能が得られ、誤動作が
少ないという効果が得られる。
の縦断面図、第2図は第1図のI−I線断面図、第3図
は原子炉の縦断面図、第4図と第5図はいずれも従来の
制御棒の事故から挿入までの時間経過図、第6図は従来
の磁力吸着方式のアーマチユア近傍の縦断面図、第7図
は第6図における磁路の表示図、第8図は本発明と従来
例とにおける作動時間と温度の関係グラフ図、第9図は
温度感知合金の動作特性図、第10図から第16図までの各
図はいずれも本発明の各実施例によるアーマチユア近傍
の縦断面図であり、第10図は第2実施例による構造を、
第11図は第3実施例を、第12図は第4実施例を、第13図
は第5実施例を、第14図は第7実施例を、第15図は第6
実施例を、第16図は第8実施例をそれぞれ示す。 1……駆動延長軸、2……コイル、3……鉄心、4……
温度感知合金、5……鉄心材、6……電磁石、7……ア
ーマチユア、8……連結軸、9……磁路、10……スリツ
ト、11……心出しガイド、20……表面硬化材。
Claims (7)
- 【請求項1】アーマチユア部を磁石部により吸着するこ
とにより前記アーマチユア部と連なる制御要素を支持す
ると共に前記磁石による磁路の途中に温度感知合金を備
える原子炉制御棒駆動機構において、前記アーマチユア
部又は前記磁石部の少なくともいずれかの外側面全周囲
を前記温度感知合金で構成してあることを特徴とした原
子炉停止装置。 - 【請求項2】特許請求の範囲の第1項において、前記温
度感知合金の外側面形状は平断面が凹凸状の形状である
ことを特徴とした原子炉停止装置。 - 【請求項3】特許請求の範囲の第1項において、前記磁
石部に面する前記アーマチユアの上端面部が前記温度感
知合金で構成されることを特徴とした原子炉停止装置。 - 【請求項4】特許請求の範囲の第1項において、前記温
度感知合金の吸着面は表面硬化処理が施されるかあるい
は表面硬化材を備えることを特徴とした原子炉停止装
置。 - 【請求項5】特許請求の範囲の第1項において、前記ア
ーマチユア部と磁石部との相対する面の一方に心出し構
造の凹部を、他方に前記心出し構造の凸部を備え、前記
凹部の内側から前記アーマチユアの外側に通じるドレン
通路を備えることを特徴とした原子炉停止装置。 - 【請求項6】特許請求の範囲の第1項において、前記ア
ーマチユア部は、中央の鉄心部と、前記鉄心部の側面を
囲う配置で前記鉄心部の上端よりも上端が低く設置され
た温度感知合金と、前記鉄心部から磁路が短絡しない距
離をあけて前記温度感知合金上に外側の鉄心部を備える
ことを特徴とした原子炉停止装置。 - 【請求項7】アーマチユア部を磁石部により吸着するこ
とにより前記アーマチユア部と連なる制御要素を支持す
ると共に前記磁石による磁路の途中に温度感知合金を備
える原子炉制御棒駆動機構において、前記アーマチユア
部と前記磁石部との各対向面の内の一方の面の部分であ
つて、他方の面との間の前記磁路の通路に前記温度感知
合金を備え、前記温度感知合金の外側面は前記アーマチ
ユア部の外側面を構成していることを特徴とした原子炉
停止装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62321297A JP2539471B2 (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | 原子炉停止装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62321297A JP2539471B2 (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | 原子炉停止装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01163698A JPH01163698A (ja) | 1989-06-27 |
JP2539471B2 true JP2539471B2 (ja) | 1996-10-02 |
Family
ID=18131002
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62321297A Expired - Lifetime JP2539471B2 (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | 原子炉停止装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2539471B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0786548B2 (ja) * | 1988-05-16 | 1995-09-20 | 動力炉・核燃料開発事業団 | 制御棒保持機構用の自己作動型電磁石 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60107593A (ja) * | 1983-11-16 | 1985-06-13 | 株式会社東芝 | 原子炉自動停止装置 |
-
1987
- 1987-12-21 JP JP62321297A patent/JP2539471B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH01163698A (ja) | 1989-06-27 |
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