JPH021594A - 制御棒保持電磁石用の感温トランス - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、正常時には制御棒を吊り下げ保持し異常発生
時には原子炉を緊急停止させるため制御棒を切り離して
炉心へ挿入する電磁石に電力を伝送するトランスに関し
、更に詳しくは、トランスを構成するコイル部分を遮蔽
プラグ上方の低温部に設置し、それに対して感温磁性材
部分を高温の原子炉冷却材中に配置したｊε温トランス
に関するものである。

［従来の技術］ 原子炉では炉停止の信頼性を高めるため、異常時に制御
棒を自動的に炉心に挿入する機構を備えている。このよ
うな原子炉の緊急炉停止機構の一つとして、炉心内の冷
却材の温度に感応する感温トランスを使用する機構があ
る。

中性子吸収体を有する制御棒は、駆動軸の下端に位置す
る電磁石の磁気的吸引力によって保持されており、該電
６葺石へは感温トランスを介して電力が伝送される。

ここで炉内に何らかの異常が生じて温度が上昇すると、
感温磁性材はその異常温度に感応して磁性を失うため電
磁石への電力の伝送を遮断し、電磁石による磁気的吸引
力が無くなるため制御棒が切り離されて落下し原子炉を
停止させるものである。

〔発明が解決しようとする課題］ このような炉停止機構はリレー等の外部回路を必要とせ
ず、外部からの操作力や信号に依存せずに原子炉を安全
に停止させることができる点で自己作動型の炉停止機構
としての信頼性は高い、しかしながら従来考えられてい
る機構では、トランス全体が高温の冷却材、特に高速増
殖炉では高温の液体ナトリウム中に設置されるため次に
示すような幾つかの技術上の問題点があり現在のところ
構想段階に止まっている。

第１は鉄芯を介して大量の電力を伝送するために大きな
鉄芯断面積が必要となり、感温トランスを炉心内に設置
する場所を確保することが困難なことである。

第２にコイルは液体ナトリウムに対してシールせねばな
らず、鉄芯を積層構造にすることが困難となり、そのた
め渦電流損失が大きくなることである。

第３に高温で長時間にわたり安定して使用できるコイル
の製造技術は未だ確立されていないごとである。

本発明の目的は、上記のような従来技術が有する技ｊネ
ｉ的課題を解決し、高速増殖炉等でも実現性のある制御
棒保持型（１石用の感温トランスを提供することにある
。

［課題を解決するための手段］ 上記のような目的を達成できる本発明は、次側コイルが
Ｓ装される鉄芯部分と二次側コイルが巻装される鉄芯部
分との間に感温磁性材部分が組み込まれて全体として閉
磁路となり、温度異常上昇時に電磁石への電力の伝送を
遮断する感温トランスにおいて、前記感温磁性材部分は
前記一次側コイル及び二次側コイルから離れた位置に設
けられ、一次側コイル及び二次側コイルは遮蔽プラグの
上方に、感温磁性材部分は遮蔽プラグ下方の原子炉冷却
材中に設置される制御棒保持電磁石用の感温トランスで
ある。

ここで具体的には、例えば一次側コイル及び二次側コイ
ルを遮蔽プラグ上方の低温部に設置し、そこから長い鉄
芯で接続することにより感温磁性材部分を遮蔽プラグ下
方の高温冷却材中に位置するように取り付ける。より好
ましい構成としては、感温磁性材部分が制ｊＢ棒案内管
の一部を構成するように、案内管自体の構造・材料を変
えるものがある。

なお実際には一次側コイルが巻装される鉄芯部分にバイ
パス鉄芯部分を接続するのが好ましい。

〔作用〕

本発明では感温磁性材部分が一次側コイル及び二次側コ
イルから離れた位置に設けられ全体として閉磁路となる
ようにトランスを構成し、一次側コイル及び二次側コイ
ルを遮蔽プラグ上方の低温部に設け、感温磁性材部分を
遮蔽プラグ下方の高温冷却材中に設置しているため、炉
内温度の異常を感温磁性材によって素早く検出できるし
、コイルの耐熱性やナトリウムシール、或いは設置空間
の制限等の問題を一挙に解決することができる。

正常状態においては感温磁性材部分は磁性を有するため
、一次側コイルと二次側コイルとで電磁結合が行われ電
力の伝送が行われる。従って一次側コイルに電源を接続
し二次側コイルに制御棒保持用電磁石を接続することに
より制御棒は保持されることになる。何らかの原因によ
り炉内の温度が上昇すると、感温磁性材部分は磁性を失
うため一次側コイルと二次側コイルとの間での磁気回路
が遮断され電磁結合はな（なり、電力の伝送が停止する
。そのため電磁石はその磁気的吸引力を失って制御棒を
落下さゼ、緊急炉停止を行わせることができる。

Ｃ実施例コ 第１図は本発明に係る感温トランスの一実施例を示す正
面図であり、第２図はその平面図である。一次側コイル
１０が巻装される鉄芯部分１２と二次側コイル１４が巻
装される鉄芯部分１６との間が感温磁性材部分１８によ
って接続されており、該感温磁性材部分１８が長い鉄芯
部分によって前記一次側コイル１０及び二次側コイル１
４から一方向に遠く離れた位置に設けられる構造になっ
ている。一次側コイルｌＯが巻装される鉄芯部分１２に
はバイパス鉄芯部分２０が二次側と並列に接続される。

感’ｔｌＡ　＆ｉ性材部分１８はＵ型構造をなし、その
両端がそれぞれ鉄芯部分１２．１６からの垂下部分の下
端に接続される。

そして一次側コイルｌＯ１二次側コイル１４及びバイパ
ス鉄芯部分２０等は遮蔽プラグ２２の上方の低温部に設
置し、感温磁性材部分１８は遮蔽プラグ２２の下方の高
温部（例えば高速増殖炉の場合には冷却材である液体ナ
トリウム中）に挿入する。

そして一次側コイル１０を電源に接続し、二次側コイル
１４を制御棒保持用電磁石（図示せず）に接続する。

正常状態では電源からの電流は一次側コイルｌＯに供給
され、それによって矢印ａで示すような６ｎ気回路によ
って二次側コイル１４と電磁結合し、電磁石に電力が伝
送されて制御棒の磁気的吸引保持を行う。ここで何らか
の原因により炉内温度が異常に上昇し感温磁性材のキュ
リー点を超えると、感温磁性材部分１８は非磁性となり
、矢印ａで示す磁気回路が遮断され、二次側コイル１４
への電力の伝送が停止する。このため電磁石は磁気的吸
引力を失い、制御棒が切り離されて炉内に自動的に落下
し炉を停止させるごとになる。なおバイパス鉄芯部分２
０は特にこのような炉内温度が異常上昇した時に一次側
コイルｌＯによって発生する磁束が漏洩して二次側コイ
ル１４と電磁的に結合しないようにする機能を果たすも
ので、破線矢印すのような［ｆｉ磁気回路形成する。

第３図は本発明の他の実施例を示す斜視図である。基本
的な構成は前記第１図及び第２図の場合と同様であるか
ら、説明を筒略化するため対応する部分には同一符号を
付し、それらについての説明は省略する。この実施例の
特徴は、炉心内に導入する鉄芯部分を制御棒案内管３０
の一部を利用して構成した点である。つまり一次側コイ
ルが巻装される鉄芯部分１２と二次側コイルが巻装され
る鉄芯部分１６とを連結する垂Ｆ部３２が案内管３０の
壁面の一部を構成すると共に、それと連続するようにＵ
型の感温磁性材部分１８も案内管３０の壁面の一部を構
成するようになっている。それ以外の部分（符号３４で
示す点々を付した部分）は非磁性材からなる。このよう
な構成にすると、制御棒案内管３０が感温トランスの一
部を兼ねるため、原子炉内空間の有効利用を図ることが
可能となり、構造も簡素化する利点が生じる。

［発明の効果］ 本発明は上記のように一次側コイルが巻装される鉄芯部
分と二次側コイルが巻装される鉄芯部分との間に感温磁
性材部分が組み込まれ且つ該感温磁性材部分が前記一次
側コイル及び二次側コイルから陥れた位置に設けられて
おり、コイル等を遮蔽プラグ上方の低温部に設置してい
るため設置空間の制限が大幅に緩和されるし、コイルを
液体ナトリウム中に浸漬する必要がないためナトリウム
シールの問題を解決でき、またコイルの耐熱性の問題も
根本的に解決できる。

また感温磁性材部分は原子炉冷却材中に設置されている
ため、異常温度の検知感度が低下する虞れもない、これ
らのため本発明によって実現性のある感温トランス構造
が得られる効果がある。

１テに感温トランスの磁気回路の一部を制御棒案内管に
組み込む構成をｔ采用すれば、構造が簡素化され炉内空
間をより一層有効に利用できるし、制御棒駆動機構等の
設計が容易になる効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成を示す正面図、第２図はその
平面図、第３図は本発明の一実施例を示す斜視図である
。 １０・・・一次側コイル、１２・・・鉄芯部分、１４・
・・二次側コイル、１６・・・鉄芯部分、１８・・・感
忍磁性材部分、 Ｏ・・・バイパス鉄芯部分、 ′ａ蔽プラグ、 Ｏ・・・制御棒案内管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一次側コイルが巻装される鉄芯部分と二次側コイル
   が巻装される鉄芯部分との間に感温磁性材部分が組み込
   まれて全体として閉磁路となり、温度異常上昇時に電磁
   石への電力の伝送を遮断する感温トランスにおいて、前
   記感温磁性材部分は前記一次側コイル及び二次側コイル
   から離れた位置に設けられ、一次側コイル及び二次側コ
   イルは遮蔽プラグの上方に、感温磁性材部分は遮蔽プラ
   グ下方の原子炉冷却材中に設置されることを特徴とする
   制御棒保持電磁石用の感温トランス。 ２、感温磁性材部分が制御棒案内管の一部を構成してい
   る請求項１記載の感温トランス。