JPH01155294A - 中性子吸収体 - Google Patents

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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、黒鉛減速ガス冷却型原子炉において。

原子炉出力制御系の後備原子炉停止装置に使用される中
性子吸収体に関する。

（従来の技術） 通常の黒鉛減速ガス冷却型原子炉の概略を第３図によっ
て説明する。すなわち、原子炉容器１内には炉心２が収
容されている。この炉心２は減速材として黒鉛ブロック
が積み重ねられ、この黒鉛ブロック内には燃料棒３が装
荷されている。また、原子炉容器１内には冷却材として
、例えばヘリウム（Ｈｅ）ガスが入口管４から原子炉容
器１内に流入し、炉心２を通って加熱され、出口曽５か
ら流出する。この出口管５から流出した高温のＨｅガス
は熱交換器６を介して外部の冷却材と熱交換された後、
循環機７により再び原子炉容器１内に戻るという循環を
している。そして、この熱交換器６で取り出された熱は
図示しない循環系を介して発電やプロセスヒート等に利
用される。

また、この原子炉は主原子炉出力制御系として、制御棒
駆動装置８によって昇降される制御棒９を備えている。

制御棒駆動装置８は制御棒９に接続されたフイ名−プ１
０と、このワイヤ１−プ１０の巻込み及び繰り出しを行
なうドラム１１と、このドラム１１を回転駆動するモー
タ１２等から構成される。

ワイヤロープ１０に吊持された制御棒９は前記駆動袋ｒ
？１８によって炉心２内に挿入あるいは引抜されて炉心
２の出力制御を行なうように構成されている。また、制
御棒９を完全に炉心２内に挿入した状態に保持すれば原
子炉は停止するようになっている。

さらに、前記原子炉には主原子炉出力制御系が作動不能
となった場合を想定して、後備原子炉停止装置１３が設
けられており、緊急時にも確実かつ安全に原子炉を停止
できるようにしている。このため、後備原子炉停止装置
１３は前記主原子炉出力制御系とは作動原理が異なる独
立の系統により構成される。即ち、この後備原子炉停止
装置１１３は粒状中性子吸収体１４を収容したホッパー
１５の下部に所定の圧力で破壊するラブチャーディスク
１６を装着し、作動時には緊急信号により弁１７を開口
して高圧ガス源１８から高圧ガスをホッパー１５内に送
り込むことによってラブチャーディスク１６を破壊し、
中性子吸収体１４を炉心２内の挿入孔１９に落下させ、
核反応を停止させるように構成されている。

なお、前記燃料棒３．制御捧９．制御棒駆動装置８及び
後備原子炉停止装置１３は実際にはそれぞれ複数個が設
けられているが、第３図ではそれぞれ１個のみを示しで
ある。

（発明が解決しようとする問題点） 従来、後備原子炉停止装置１３で使用される中性子吸収
体１４は炭化ほう素（８４Ｃ）と黒鉛粉末との混合物を
球状又はペレット状に焼結した粒状体であり、これらの
中性子吸収体１＆不純物として微量の酸化ほう素（ｏｚ
ｏｉ）が含まれている。Ｂ２Ｏ３の融点はほぼ５００℃
であるが、原子炉使用中には前記後備原子炉装置１３の
ホッパー１５内の温度はＢ２０．の融点近くに達し、ホ
ッパー１５内に装填された中性子吸収体１４は互いに接
触したままＢ２０．の融点付近の温度に保たれることに
なる。この状態に長期間保持されると、中性子吸収体１
４の表面に存在する不純物Ｂ２Ｏ３が中性子吸収体同志
の接触面で融解したのち結晶化し、中性子吸収体１４同
志の融着が生じる恐れがある。さらに、ホッパー１５内
で多数の中性子吸収体１４の融着が生じて大きな塊とな
ると、ラブチャーディスク１６から炉心２内へ落下でき
なくなり、原子炉停止が不可能となることが予想され、
後備原子炉停止装置１３の信頼性が悪くなるという問題
点があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので
、中性子吸収体に含まれる不純物Ｂ２０．による中性子
吸収体の融着を防止し、後備原子炉停止装置の信頼性を
より高める中性子吸収体を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明に係る中性子吸収体は炭化ほう素（８４Ｃ）と黒
鉛粉末とを混合し所定形状に成形して焼結した焼結体か
ら成る中性子吸収体において、焼結体の表面に融着防止
部材が設けられていることを特徴とする。

（作用） 中性子吸収体は後備原子炉停止装置のホッパー内に装填
され、互いに接触した状態で長期間Ｂ、　０゜の融点付
近温度に保持されるが、表面には融着防止部材が設けら
れている。従って、中性子吸収体の表面同志が直接接触
することがないので、中性子吸収体同志の融着は生じな
い。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の第１の実施例を示す断面図である０
図中２１で示される中性子吸収体は、８４Ｃと黒鉛の混
合粉末を球状に成形し、その成形体を焼結した焼結体２
２の表面全体に、融着防止部材として被覆材２３を設け
てなるものである。被覆材２３に使用される材料として
は、黒鉛や５ｉＣｔ　ＡｌｚＯｚｔＺｒＣのような耐熱
性のセラミックス及び金属等が好適する。但し、焼結体
２２と被覆材２３とは熱膨張率が近いことが熱応力低減
の面から望ましい。

このように構成された中性子吸収体２１は第３図に示さ
れる高温ガス炉の炉心２上部に設置された後備原子炉停
止装置１３のホッパー１５内に装填される。中性子吸収
体２１はＢ、　Ｏ，の融点付近温度に長時間保持される
が、焼結体２２の表面が被覆材２３により覆われている
ので焼結体２２に不純物として含まれるＢ２０．が表面
に析出することがない。従って中性子吸収体２１が互い
に接触していても融着は起こらず、後備原子炉停止装置
１３が作動すれば２ラブチヤーデイスク１６から中性子
吸収体２１は自重により炉心２内へ落下することができ
、原子炉を停止させる。

本実施例では焼結体２２の形状を球状に形成した例を示
したが、これに限ることなく、ペレットや四角柱等の形
状に形成しても良い。

第２図は本発明の第２の実施例を示す斜視図である。図
中２４で示される中性子吸収体は、　８４Ｃと黒鉛の混
合粉末がペレット状に焼結された焼結体２５の表面に融
着防止部材としてワイヤー２６を巻回したものである。

ワイヤー２６に使用される材料は前記第１の実施例に示
したものと同様である。

このように構成された中性子吸収体２４においても、焼
結体２５同志が直接接触することが少ないので、中性子
吸収体２４同志の融着防止が可能である。

本実施例では焼結体２５の形状をペレットとしているが
、これに限ることなく、球状や四角柱等に形成しても良
い、また、ワイヤー２６の巻数も本実施例に限るもので
はない。

〔発明の効果〕

本発明によれば中性子吸収体同志の融着を防止すること
ができ、後備原子炉停止装置の信頼性を高めることが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す断面図。 第２図は本発明の第２の実施例を示す斜視図、第３図は
通常の黒鉛減速ガス冷却型原子炉を示す概略図である。 １・・・原子炉容器　　　２・・・炉心３・・・燃料棒
　　　　　４・・・入口管５・・・出口管　　　　　６
・・・熱交換器７・・・循環機　　　　　８・・・制御
棒駆動装置９・・・制御棒　　　　　１０・・・ワイヤ
ーロープ１１・・・ドラム　　　　　１２・・・モータ
１３・・・後備原子炉停止装置 １４、２１．２４・・・中性子吸収体　１５・・・ホッ
パー１６・・・ラブチャーディスク　　１７・・・弁１
８・・・高圧ガス発生源　１９・・・挿入孔２２、２５
・・・焼結体　　　２３・・・被覆材２６・・・ワイヤ
ー 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 炭化ほう素と黒鉛粉末とを混合し所定形状に成形して焼
   結した焼結体からなる中性子吸収体において、その焼結
   体の表面に融着防止部材が設けられていることを特徴と
   する中性子吸収体。