JP3132917B2 - 制御棒軸伸長機構 - Google Patents
制御棒軸伸長機構Info
- Publication number
- JP3132917B2 JP3132917B2 JP04275099A JP27509992A JP3132917B2 JP 3132917 B2 JP3132917 B2 JP 3132917B2 JP 04275099 A JP04275099 A JP 04275099A JP 27509992 A JP27509992 A JP 27509992A JP 3132917 B2 JP3132917 B2 JP 3132917B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control rod
- bellows
- shaft
- absorber
- liquid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- 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
- 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
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、高速増殖炉の非常温
度上昇時に制御軸を伸長させて炉心に制御棒を挿入する
場合に使用する高速増殖炉の制御棒軸伸長機構に関する
ものである。
度上昇時に制御軸を伸長させて炉心に制御棒を挿入する
場合に使用する高速増殖炉の制御棒軸伸長機構に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は、従来の高速増殖炉における制御
棒の概略構成を示す断面図である。図４において、１は
制御棒延長軸、２は吸収体部、３は案内管、４は制御棒
駆動軸、５はグリッパである。制御棒２１は制御棒延長
軸１、吸収体部２から成り、案内管３内に位置し、制御
棒駆動軸４、グリッパ５により上下に駆動され、原子炉
の出力制御を行う。従来の制御棒延長軸１は原子炉構造
を構成する主要部材と同様にオーステナイト系ステンレ
ス鋼で作られており、原子炉内の冷却材温度が変化して
も、熱膨張により吸収体部２の位置が炉心位置に対して
相対的に変化しないか、または炉心反応度の点からは無
視できる程度の相対変位であった。
棒の概略構成を示す断面図である。図４において、１は
制御棒延長軸、２は吸収体部、３は案内管、４は制御棒
駆動軸、５はグリッパである。制御棒２１は制御棒延長
軸１、吸収体部２から成り、案内管３内に位置し、制御
棒駆動軸４、グリッパ５により上下に駆動され、原子炉
の出力制御を行う。従来の制御棒延長軸１は原子炉構造
を構成する主要部材と同様にオーステナイト系ステンレ
ス鋼で作られており、原子炉内の冷却材温度が変化して
も、熱膨張により吸収体部２の位置が炉心位置に対して
相対的に変化しないか、または炉心反応度の点からは無
視できる程度の相対変位であった。
【０００３】この様な従来のシステムでは原子炉システ
ムに何らかの異常が生じて原子炉内の冷却材温度が上昇
した場合、原子炉停止系が自動的に作動してグリッパ５
により吸収体部２を切り離すか、あるいは、制御棒駆動
軸４を急速に下方に挿入することにより、制御棒延長軸
１を介して、吸収体部２を挿入して原子炉を停止させ
る。ところが、さらに万一、原子炉停止系が作動しなか
った場合まで想定すると原子炉が停止せずに重大な事故
につながる可能性がある。
ムに何らかの異常が生じて原子炉内の冷却材温度が上昇
した場合、原子炉停止系が自動的に作動してグリッパ５
により吸収体部２を切り離すか、あるいは、制御棒駆動
軸４を急速に下方に挿入することにより、制御棒延長軸
１を介して、吸収体部２を挿入して原子炉を停止させ
る。ところが、さらに万一、原子炉停止系が作動しなか
った場合まで想定すると原子炉が停止せずに重大な事故
につながる可能性がある。
【０００４】このため、炉心反応度の抑制を受動的に行
い、原子炉システムの安全性をより一層向上させること
のできる高速増殖炉の制御棒の開発が切望された。この
ことから、液体の熱膨張を利用して冷却材温度の上昇と
ともに制御棒延長軸１が延びて、吸収体部２を下方に押
し下げ反応度を下げることにより重大な事故に到ること
を確実に防止しようとする概念が考えられている。この
新たな概念を図５に示す。図５において感温部６とこれ
に連通したベローズ７からなる閉空間内に液体８を封入
しておき、ベローズ７の下方に吸収体部２が取り付けら
れる。周囲の冷却材温度が上昇すると感温部６が加熱さ
れ、内部の液体８が膨張してベローズ７が延び、吸収体
部２を下方に押し下げるものである。
い、原子炉システムの安全性をより一層向上させること
のできる高速増殖炉の制御棒の開発が切望された。この
ことから、液体の熱膨張を利用して冷却材温度の上昇と
ともに制御棒延長軸１が延びて、吸収体部２を下方に押
し下げ反応度を下げることにより重大な事故に到ること
を確実に防止しようとする概念が考えられている。この
新たな概念を図５に示す。図５において感温部６とこれ
に連通したベローズ７からなる閉空間内に液体８を封入
しておき、ベローズ７の下方に吸収体部２が取り付けら
れる。周囲の冷却材温度が上昇すると感温部６が加熱さ
れ、内部の液体８が膨張してベローズ７が延び、吸収体
部２を下方に押し下げるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、この従来の
液体膨張を利用した方法では、炉停止時（約２００℃）
から通常運転時（約５５０℃）までの間にベローズ７が
延びて吸収体部２が下方に下がるため、原子炉起動時の
反応度制御が難しいこと、並びに、通常運転時において
も炉心燃焼度の変化や炉心内の冷却材流量配分誤差によ
り冷却材温度が変動するため、この変動によって制御棒
延長軸１の長さが変化して吸収体部２の位置が変化し反
応度が不安定になる問題があった。
液体膨張を利用した方法では、炉停止時（約２００℃）
から通常運転時（約５５０℃）までの間にベローズ７が
延びて吸収体部２が下方に下がるため、原子炉起動時の
反応度制御が難しいこと、並びに、通常運転時において
も炉心燃焼度の変化や炉心内の冷却材流量配分誤差によ
り冷却材温度が変動するため、この変動によって制御棒
延長軸１の長さが変化して吸収体部２の位置が変化し反
応度が不安定になる問題があった。
【０００６】この発明は、上記の如き事情に鑑みてなさ
れたものであって、炉停止時から通常運転時まではベロ
ーズが連結軸に干渉せず、従って、その間は吸収体部と
制御棒駆動軸との相対位置を変動させることなく、冷却
材の異常温度上昇時のみ、ベローズが連結軸に干渉して
制御棒駆動軸と吸収体間の相対的距離を引き離して、吸
収体を炉心側に押し下げることができる制御棒軸伸長機
構を提供することを目的とするものである。
れたものであって、炉停止時から通常運転時まではベロ
ーズが連結軸に干渉せず、従って、その間は吸収体部と
制御棒駆動軸との相対位置を変動させることなく、冷却
材の異常温度上昇時のみ、ベローズが連結軸に干渉して
制御棒駆動軸と吸収体間の相対的距離を引き離して、吸
収体を炉心側に押し下げることができる制御棒軸伸長機
構を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的に対応して、こ
の発明の制御棒軸伸長機構は、頂部にハンドリングヘッ
ドを備えた二重円筒状の支持筒と、支持筒の内筒上方に
支持されていて内部に熱膨張性を有する液体を充満させ
ていて液体の膨張によって支持筒の下方に伸長可能なベ
ローズと、上端に連結軸を備えた中性子の吸収体部とを
備え、吸収体部は連結軸が支持筒内においてベローズの
下方にあって支持筒の底板よりばねによって弾性支持さ
れており、ベローズと連結軸の間に通常運転温度までは
零以上の間隔が保たれるように構成されていることを特
徴としている。
の発明の制御棒軸伸長機構は、頂部にハンドリングヘッ
ドを備えた二重円筒状の支持筒と、支持筒の内筒上方に
支持されていて内部に熱膨張性を有する液体を充満させ
ていて液体の膨張によって支持筒の下方に伸長可能なベ
ローズと、上端に連結軸を備えた中性子の吸収体部とを
備え、吸収体部は連結軸が支持筒内においてベローズの
下方にあって支持筒の底板よりばねによって弾性支持さ
れており、ベローズと連結軸の間に通常運転温度までは
零以上の間隔が保たれるように構成されていることを特
徴としている。
【０００８】
【作用】ベローズ下端と連結軸上端間にギャップを設
け、炉心燃焼度の変化や炉心内の冷却材流量配分誤差に
よる変動を含めた通常運転温度まではベローズが連結軸
上端に達せず、それ以上の温度になると連結軸を押し下
げ吸収体部を下方（炉心側）に押し下げる。
け、炉心燃焼度の変化や炉心内の冷却材流量配分誤差に
よる変動を含めた通常運転温度まではベローズが連結軸
上端に達せず、それ以上の温度になると連結軸を押し下
げ吸収体部を下方（炉心側）に押し下げる。
【０００９】
【実施例】以下、この発明の詳細を一実施例を示す図面
について説明する。図１はこの発明の一実施例の概略構
成を示す縦断面図であり、製作時または原子炉停止時の
状態を示す。図２は、図１の通常運転時（約５５０℃）
の状態を、図３は図１の作動時（約７５０℃）の状態を
示す。図１〜３において、図示していない制御棒駆動軸
４と結合できるハンドリングヘッド９の下面に外筒１０
ａ及び内筒１０ｂから成る支持筒１０が取付けられ、外
筒１０ａ、内筒１０ｂの下端に底板１２が取付けられ
る。内筒１０ｂの上部内側には、ベローズ１３の上端を
支持する仕切板１４があり、ベローズ１３の下端はプレ
ート１５でふさがれている。内筒１０ｂの上部は仕切板
１４の上部空間と内筒１０ｂと外筒１０ａにより形成さ
れる環状空間１１との間に連通孔１６があり、ハンドリ
ングヘッド９、外筒１０ａ、内筒１０ｂ、底板１２、ベ
ローズ１３、仕切板１４、プレート１５で閉空間を形成
し、この間に液体１７が封入される。液体１７には通
常、冷却材と同じナトリウムを使用する。
について説明する。図１はこの発明の一実施例の概略構
成を示す縦断面図であり、製作時または原子炉停止時の
状態を示す。図２は、図１の通常運転時（約５５０℃）
の状態を、図３は図１の作動時（約７５０℃）の状態を
示す。図１〜３において、図示していない制御棒駆動軸
４と結合できるハンドリングヘッド９の下面に外筒１０
ａ及び内筒１０ｂから成る支持筒１０が取付けられ、外
筒１０ａ、内筒１０ｂの下端に底板１２が取付けられ
る。内筒１０ｂの上部内側には、ベローズ１３の上端を
支持する仕切板１４があり、ベローズ１３の下端はプレ
ート１５でふさがれている。内筒１０ｂの上部は仕切板
１４の上部空間と内筒１０ｂと外筒１０ａにより形成さ
れる環状空間１１との間に連通孔１６があり、ハンドリ
ングヘッド９、外筒１０ａ、内筒１０ｂ、底板１２、ベ
ローズ１３、仕切板１４、プレート１５で閉空間を形成
し、この間に液体１７が封入される。液体１７には通
常、冷却材と同じナトリウムを使用する。
【００１０】連結軸１８は吸収体部２の上部に取付けら
れ、その上端に押え板１９があり、押え板１９と底板１
２の間にばね２０が設置される。ばね２０は、吸収体部
２の冷却材中での重量につり合う様に初期たわみを与え
たものとする。プレート１５と押え板１９の間には、炉
心燃焼度の変化や炉心内冷却材配分誤差による変動も含
めた通常運転温度まではプレート１５と押え板１９が干
渉しない様にギャップを設ける。尚、仕切板１４はベロ
ーズ１３の上端を支持するためのもので、ベローズ内空
間と仕切板１４より上部の空間とが連通する様に流通穴
２２を備えている。
れ、その上端に押え板１９があり、押え板１９と底板１
２の間にばね２０が設置される。ばね２０は、吸収体部
２の冷却材中での重量につり合う様に初期たわみを与え
たものとする。プレート１５と押え板１９の間には、炉
心燃焼度の変化や炉心内冷却材配分誤差による変動も含
めた通常運転温度まではプレート１５と押え板１９が干
渉しない様にギャップを設ける。尚、仕切板１４はベロ
ーズ１３の上端を支持するためのもので、ベローズ内空
間と仕切板１４より上部の空間とが連通する様に流通穴
２２を備えている。
【００１１】以上の構造により、冷却材温度が上昇する
と液体１７が膨張し、プレート１５が押し下げられる
が、通常、運転温度まではプレート１５が押え板１９に
届かないため、吸収体部２の位置は変わらない。冷却材
温度が通常運転温度を越えるとプレート１５がさらに押
し下げられ、ばね２０に抗して押え板１９を押し下げ、
吸収体部２を下方に押し下げ、炉心の反応度を抑制する
ことができる。
と液体１７が膨張し、プレート１５が押し下げられる
が、通常、運転温度まではプレート１５が押え板１９に
届かないため、吸収体部２の位置は変わらない。冷却材
温度が通常運転温度を越えるとプレート１５がさらに押
し下げられ、ばね２０に抗して押え板１９を押し下げ、
吸収体部２を下方に押し下げ、炉心の反応度を抑制する
ことができる。
【００１２】この時の吸収体の移動量、即ち、制御棒の
伸長量は、外筒１０ａの長さ約１．１ｍ，外筒１０ａの
直径約０．０８ｍ，内筒１０ｂの直径約０．０６ｍ，ベ
ローズ１３の平均直径約０．０４ｍ，ベローズ１３の長
さ約０．３ｍ、通常運転温度約５５０℃、作動時温度約
７５０℃とすると約０．１ｍであり、炉心の反応度を抑
制するのに充分な伸長量が得られる。また、外筒１０
ａ、内筒１０ｂの板厚を約２ｍｍとすると、液体１７へ
の熱伝導時定数（＝作動時定数）は１０秒以内であり、
冷却材の異常温度上昇時の反応度抑制に充分な効果があ
る。
伸長量は、外筒１０ａの長さ約１．１ｍ，外筒１０ａの
直径約０．０８ｍ，内筒１０ｂの直径約０．０６ｍ，ベ
ローズ１３の平均直径約０．０４ｍ，ベローズ１３の長
さ約０．３ｍ、通常運転温度約５５０℃、作動時温度約
７５０℃とすると約０．１ｍであり、炉心の反応度を抑
制するのに充分な伸長量が得られる。また、外筒１０
ａ、内筒１０ｂの板厚を約２ｍｍとすると、液体１７へ
の熱伝導時定数（＝作動時定数）は１０秒以内であり、
冷却材の異常温度上昇時の反応度抑制に充分な効果があ
る。
【００１３】
【発明の効果】この発明によれば、原子炉システムに何
らかの異常が生じて原子炉内の冷却材温度が上昇し、且
つ原子炉停止系が作動しなかった場合に、封入液体の熱
膨張という物質固有の特性により吸収体部を下方に押し
下げ炉心反応度を下げることにより、重大な事故に到る
ことを確実に防止でき、しかも、原子炉の通常時の運転
制御性を損うことがない。
らかの異常が生じて原子炉内の冷却材温度が上昇し、且
つ原子炉停止系が作動しなかった場合に、封入液体の熱
膨張という物質固有の特性により吸収体部を下方に押し
下げ炉心反応度を下げることにより、重大な事故に到る
ことを確実に防止でき、しかも、原子炉の通常時の運転
制御性を損うことがない。
【図１】この発明の一実施例に係る制御棒軸伸長機構の
縦断面図。
縦断面図。
【図２】この発明の通常運転時における制御棒軸伸長機
構の説明図。
構の説明図。
【図３】この発明の作動時における制御棒伸長機構の説
明図。
明図。
【図４】従来の高速増殖炉における制御棒の説明図。
【図５】液体の熱膨張を利用した軸伸長機構の概念図。
１ 制御棒延長軸 ２ 吸収体部 ３ 案内管 ４ 制御棒駆動軸 ５ グリッパ ６ 感温部 ７ ベローズ ８ 液体 ９ ハンドリングヘッド １０ 支持筒 １０ａ 外筒 １０ｂ 内筒 １１ 環状空間 １２ 底板 １３ ベローズ １４ 仕切板 １５ プレート １６ 連通孔 １７ 液体（ナトリウム） １８ 連結軸 １９ 押え板 ２０ ばね ２１ 制御棒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G21C 7/12 - 7/14 G21C 9/02
Claims (1)
- 【請求項１】 頂部にハンドリングヘッドを備えた二重
円筒状の支持筒と、前記支持筒の内筒上方に支持されて
いて内部に熱膨張性を有する液体を充満させていて前記
液体の膨張によって前記支持筒の下方に伸長可能なベロ
ーズと、上端に連結軸を備えた中性子の吸収体部とを備
え、前記吸収体部は前記連結軸が前記支持筒内において
前記ベローズの下方にあって前記支持筒の底板よりばね
によって弾性支持されており、前記ベローズと前記連結
軸の間に通常運転温度までは零以上の間隔が保たれるよ
うに構成されていることを特徴とする制御棒軸伸長機
構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04275099A JP3132917B2 (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | 制御棒軸伸長機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04275099A JP3132917B2 (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | 制御棒軸伸長機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06102389A JPH06102389A (ja) | 1994-04-15 |
| JP3132917B2 true JP3132917B2 (ja) | 2001-02-05 |
Family
ID=17550758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04275099A Expired - Fee Related JP3132917B2 (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | 制御棒軸伸長機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3132917B2 (ja) |
-
1992
- 1992-09-18 JP JP04275099A patent/JP3132917B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06102389A (ja) | 1994-04-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0175455B1 (en) | A nuclear reactor control rod having a reduced worth tip | |
| US4019954A (en) | Safety device for a nuclear reactor and especially a fast reactor | |
| JP3132917B2 (ja) | 制御棒軸伸長機構 | |
| JP2008122248A (ja) | 高速炉 | |
| US4333798A (en) | Sleeve connection for reconstitutable control rod guide tube | |
| US4734252A (en) | Nuclear reactor shutdown control rod assembly | |
| JP2698605B2 (ja) | ガス冷却型原子炉用制御棒 | |
| JP2723295B2 (ja) | 制御棒集合体 | |
| JPH05323081A (ja) | 制御棒集合体 | |
| JP2001108780A (ja) | 原子炉用制御棒 | |
| JPH05119179A (ja) | 高速炉用制御棒 | |
| JPH06242277A (ja) | 制御棒集合体 | |
| JPH05215883A (ja) | 制御棒集合体 | |
| JPS6214087A (ja) | 制御棒駆動装置 | |
| JPH05302989A (ja) | 原子炉停止装置 | |
| JPS6262309B2 (ja) | ||
| JPH11183679A (ja) | 原子炉停止装置 | |
| JPH0651081A (ja) | 原子炉停止装置 | |
| JPH04254794A (ja) | 制御棒集合体 | |
| JPS6349200B2 (ja) | ||
| JPH05323082A (ja) | 高速増殖炉の制御棒 | |
| JP2958859B2 (ja) | 沸騰水型原子炉用燃料集合体 | |
| JP2865525B2 (ja) | 高速炉用燃料集合体 | |
| JPH0140315B2 (ja) | ||
| JPH04320994A (ja) | 原子炉の制御棒駆動延長軸 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20001024 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |