JP5279192B2 - Fast reactor - Google Patents
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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。 The present invention relates to a reactivity control facility and a fast reactor using the same.
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。
An example of a conventional fast reactor is disclosed in
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。
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ており、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。 In a fast reactor based on reflector control, a reactor stop rod drive mechanism of a post-furnace shutdown system and a neutron absorber drive mechanism that suppresses the initial excess reactivity are required. However, the reactor top reflector drive mechanism, the liquid level meter furnace, and various measuring instruments such as a furnace thermometer is mounted, wherein the drive mechanism has to be installed in a limited space.
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。 In addition, the fast reactor with reflector control allows continuous operation for a long period of time, and it is required to reduce maintenance for operating equipment that is always installed, and a backup operating mechanism is necessary in the event of a failure. It becomes. In particular, in the furnace stop rod drive mechanism, it is desirable to provide a backup scrum mechanism for safety considerations.
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。 On the other hand, the neutron absorber driving mechanism needs to be provided adjacent to the furnace stop rod, and a compact arrangement by simplifying the mechanism is indispensable.
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。 The object of the present invention is to achieve high performance and high reliability by suppressing the reactivity when the initial excess reactivity is large, and further realizing the multiplexing of the furnace stop rod scram function with a simple mechanism and a compact arrangement. It is an object of the present invention to provide a reactivity control facility and a fast reactor using the reactivity control facility.
本発明の実施形態に係る高速炉は、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複数の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、駆動部および上部案内管を有し、この上部案内管内部に二重管となる外側延長管と内側延長管が配置され、この外側延長管の最下端に設けられて前記炉心の反応度制御時に引き抜きまたは挿入される炉停止棒を保持用マグネットの励磁によって着脱自在に保持するグリッパ部を有し、スクラム時に保持用マグネットを非励磁とすることで前記内側延長管を落下させ前記グリッパ部で前記炉停止棒を切り離す炉停止棒駆動機構と、この炉停止棒駆動機構の周囲に配設され、外側延長軸と内側延長軸の二重管の駆動軸を有し、この内側延長軸の下端に前記中性子吸収体上部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るように構成され、中性子吸収体掴み時に前記内側延長軸を引き上げて外側延長軸および内側延長軸を前記中性子吸収体のハンドリングヘッドに挿入し、前記中性子吸収体のハンドリングヘッドに到達後に前記外側延長軸を押し下げて前記グリッパ部のラッチフィンガーで外掴みして前記中性子吸収体と結合させ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。 A fast reactor according to an embodiment of the present invention includes a plurality of fuel assemblies constituting a core, a reactor stop rod of a post-furnace stop system, and an initial arrangement disposed around the periphery of a hexagonal tubular trumpet at the center of the core A reactivity control assembly containing a plurality of neutron absorbers that suppress excess reactivity of the reactor, a reactor core that surrounds the outer periphery of the core, a reflector that surrounds the periphery of the reactor core, and moves up and down, A partition wall that surrounds the outer periphery and forms an inner wall of the coolant channel of the primary coolant, an upper support plate that supports the core tank and the partition wall, and an intermediate heat exchange that is installed in an annular space above the upper support plate And an electromagnetic pump disposed at a lower portion of the intermediate heat exchanger, and the fuel assembly, the reactivity control assembly, the reflector, the partition, the intermediate heat exchanger and the electromagnetic pump are accommodated, and an upper opening is provided. A reactor vessel and the reactor vessel An upper plug for closing the section opening, a drive unit and an upper guide tube, outer extension tube and an inner extension pipe within the upper guide tube a double tube is disposed, is provided at the lowermost end of the outer extension tube is a gripper unit for holding detachably by the excitation of the holding magnet withdrawal or inserted as reactor shutdown rod upon reactivity control of the core, the inner extension by de-energized holding magnet during scram Yes and reactor shutdown rod drive mechanism for disconnecting the reactor shutdown rod in the gripper portion to drop the tube, is disposed around the reactor shutdown rod drive mechanism, the drive shaft of the double tube of the outer extension shaft and an inner extension shaft and, the above the lower end of the inner extension shaft gripper unit for the outer gripping neutron absorber upper handling head is configured to be provided, the outer extension shaft by pulling the inner side extension shaft at the gripping neutron absorbers And inserting the inner extension axis handling head of the neutron absorber, coupled with the neutron absorber wherein depress the outer extension shaft after reaching the handling head of the neutron absorber and gripping the outer latch fingers of the gripper portion A plurality of neutron absorber drive mechanisms that can individually move each neutron absorber up and down, and the reactor stop rod drive mechanism and the neutron absorber drive mechanism are integrated and arranged in the center of the upper plug. It is characterized by.
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。 According to the present invention, when the initial excess reactivity is large, the reactivity is suppressed, and further, a simple mechanism, a compact arrangement, and a high performance and high reliability that realizes multiplexing of the reactor stop rod scram function. A reactivity control facility and a fast reactor using the reactivity control facility can be provided.
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。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to FIGS. However, the same or similar parts as those in the prior art shown in FIG.
[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の炉停止棒を有する反応度制御アセンブリの構成図であって、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。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a fast reactor according to a first embodiment of the present invention. 2A and 2B are block diagrams of the reactivity control assembly having the furnace stop rod of FIG. 1, wherein FIG. 2A is a side view showing a part along A-A of FIG. 2B, and FIG. FIG. FIG. 3 is an enlarged longitudinal sectional view of the furnace stop rod drive mechanism of FIG.
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。
As shown in FIG. 1, the
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。
Each
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。
The
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。
The secondary coolant is, for example, liquid metal sodium, and flows into the
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。
As shown in FIG. 2, the
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。
Further, the reactivity control equipment includes a hexagonal tube-
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。
The
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。
The
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中性子吸収体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。
A
炉停止棒駆動機構27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27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。
The furnace stop
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。
The ball screw 62 is of a twin ball screw type in order to dodge the extension
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。
In the vertical movement of the
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。
When the
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。 Next, the scram of the furnace stop rod drive mechanism will be described with reference to FIGS. 4A, 4B and 5. FIG.
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。
The scram method is a separate gravity drop type in which the
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。
In consideration of the case where the
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。
In order to detect the position of the
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。
The
次に中性子吸収体駆動機構を図3について説明する。 Next, the neutron absorber driving mechanism will be described with reference to FIG.
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。
Six neutron absorber driving mechanisms are installed at equal intervals around the furnace stop rod driving mechanism in order to individually lift the six
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。
The lifting operation of the
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。
In FIG. 1,
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。
As described above, according to the first embodiment of the present invention, the furnace stop rod drive mechanism can realize a reliable drive system that achieves multiplexing of scram functions with a simple mechanism. Further, the driving mechanism of the
[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。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as or similar to 1st Embodiment, and the detailed description is abbreviate | omitted.
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。
In the first embodiment, as shown in FIG. 5, a backup scrum mechanism that pushes down the
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。
The backup scrum mechanism is configured such that a
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。 As described above, according to the second embodiment of the present invention, the furnace stop rod drive mechanism can realize a reliable drive system that achieves multiplexing of scram functions with a simple mechanism.
[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。
[Third Embodiment]
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as 1st Embodiment, and the detailed description is abbreviate | omitted.
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。
As shown in FIG. 7, the
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。
During an earthquake, vertical vibrations are generated in addition to horizontal vibrations. As for the vertical direction, if the response acceleration in the
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。
The rectifying
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。
As described above, according to the third embodiment of the present invention, it is possible to prevent the
[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。
[Fourth Embodiment]
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as 1st and 2nd embodiment, and the detailed description is abbreviate | omitted.
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、炉停止棒駆動機構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。
As shown in FIGS. 8 and 9, in the
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。
The
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。
The
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。
A support mechanism (support cradle) 106 for temporarily storing the
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、炉停止棒駆動機構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。
In order to shut off the reactor opening when the
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、炉停止棒駆動機構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。
As described above, according to the fourth embodiment of the present invention, by using the opening from which the furnace stop
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…炉停止棒駆動機構、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…駆動軸支持用ストッパ、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
DESCRIPTION OF
Claims (7)
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複数の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、
駆動部および上部案内管を有し、この上部案内管内部に二重管となる外側延長管と内側延長管が配置され、この外側延長管の最下端に設けられて前記炉心の反応度制御時に引き抜きまたは挿入される炉停止棒を保持用マグネットの励磁によって着脱自在に保持するグリッパ部を有し、スクラム時に保持用マグネットを非励磁とすることで前記内側延長管を落下させ前記グリッパ部で前記炉停止棒を切り離す炉停止棒駆動機構と、
この炉停止棒駆動機構の周囲に配設され、外側延長軸と内側延長軸の二重管の駆動軸を有し、この内側延長軸の下端に前記中性子吸収体上部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るように構成され、中性子吸収体掴み時に前記内側延長軸を引き上げて外側延長軸および内側延長軸を前記中性子吸収体のハンドリングヘッドに挿入し、前記中性子吸収体のハンドリングヘッドに到達後に前記外側延長軸を押し下げて前記グリッパ部のラッチフィンガーで外掴みして前記中性子吸収体と結合させ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。 A plurality of fuel assemblies constituting the core;
A reactivity control assembly containing a plurality of neutron absorbers for suppressing an initial excess reactivity disposed in the periphery of a reactor stop rod of a post-furnace shutdown system in a hexagonal tubular trumpet tube at the center of the core;
A core tank surrounding the outer periphery of the core;
A reflector that surrounds the outer periphery of the core and moves up and down;
A partition wall that surrounds the outer periphery of the reflector and forms the inner wall of the coolant flow path of the primary coolant;
An upper support plate for supporting the core tank and the partition;
An intermediate heat exchanger installed in the annular space above the upper support plate;
An electromagnetic pump disposed at the bottom of the intermediate heat exchanger;
A reactor vessel containing the fuel assembly, reactivity control assembly, reflector, partition, intermediate heat exchanger and electromagnetic pump and having an upper opening;
An upper plug for closing the upper opening of the reactor vessel;
A drive part and an upper guide pipe are provided, and an outer extension pipe and an inner extension pipe that are double pipes are arranged inside the upper guide pipe, and are provided at the lowermost end of the outer extension pipe to control the reactivity of the core. It has a gripper part that detachably holds the furnace stop rod that is pulled out or inserted by excitation of the holding magnet, and the inner extension pipe is dropped by de-exciting the holding magnet during scram so that the gripper part A furnace stop rod drive mechanism for separating the furnace stop rod;
It is disposed around the reactor stop rod drive mechanism, has a double tube drive shaft of an outer extension shaft and an inner extension shaft, and grips the handling head above the neutron absorber at the lower end of the inner extension shaft. A gripper portion is provided, and when the neutron absorber is gripped, the inner extension shaft is pulled up and the outer extension shaft and the inner extension shaft are inserted into the neutron absorber handling head to reach the neutron absorber handling head. A plurality of neutron absorber driving mechanisms that can individually move each neutron absorber up and down by pushing down the outer extension shaft later and gripping it with a latch finger of the gripper part to couple with the neutron absorber;
Have
A fast reactor, wherein the reactor stop rod drive mechanism and the neutron absorber drive mechanism are integrated and arranged in the center of the upper plug.
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。 The furnace stop rod is cylindrical, and a head is formed on the top of the furnace stop rod,
The reactivity control assembly is disposed in the wrapper tube so as to surround the furnace stop rod, and is divided into a plurality of portions in the circumferential direction between the guide tube and the wrapper tube. A plurality of fan-shaped neutron absorbers,
A cylindrical neutron absorber handling rod that protrudes upward from the top of the reactivity control assembly when the neutron absorber is moved to the lowest position is disposed, and a neutron absorber handling is disposed on the top of the neutron absorber handling rod. The head is formed,
The fast reactor according to claim 1.
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。 The furnace stop rod drive mechanism is
A latch ring that opens when the holding magnet is de-energized and separates the inner extension tube;
A rod that vertically penetrates the holding magnet;
An armature disposed in contact with the holding magnet and below the holding magnet;
A backup delatching drive motor that forcibly separates the armature from the holding magnet by depressing the rod and depressing the armature with the rod;
The fast reactor according to claim 1, comprising:
前記中性子吸収体駆動機構の各駆動軸は、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。 The neutron absorber drive mechanism is installed at equal intervals around the furnace stop rod drive mechanism,
Each drive shaft of the neutron absorber drive mechanism is provided with a drive shaft support stopper at the upper end,
In addition to the cover gas seal portion on the upper surface of the upper plug, the entire drive unit outer housing is configured in a seal structure,
The fast reactor according to claim 1.
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。 The furnace stop rod drive mechanism includes an extension pipe latch mechanism that lifts the upper part of the outer extension pipe,
A power cylinder installed in the extension pipe latch mechanism to push up only the outer extension pipe;
Have
When the outer extension pipe is pushed up by the power cylinder, the latch finger holding the furnace stop rod handling head is closed, and the furnace stop rod falls by its own weight. The fast reactor according to claim 1.
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。 A fuel inlet / outlet machine inserted into the opening of the upper plug from which the furnace stop rod drive mechanism has been removed;
The fuel access machine is
A hoisting mechanism supported by a base disposed above the opening of the upper plug and movable in two horizontal directions perpendicular to each other;
A support mechanism for temporarily storing the fuel assembly suspended by the winding mechanism;
The fast reactor according to claim 1, wherein:
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6記載の高速炉。 At least two routes of fuel entry / exit rails disposed on the ceiling of the reactor building containing the reactor vessel and supporting the fuel entry / exit machine in a horizontal direction;
A reactor pit plug disposed above the upper plug at a ceiling height of the reactor building;
A floor door valve that can rotate and open about a vertical axis relative to the reactor pit plug;
Have
The fast reactor according to claim 6, wherein the hoisting mechanism is configured to be movable over the opening of the floor door valve and directly above all of the plurality of fuel assemblies in the core. .
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