JPH02304396A - 原子炉停止装置 - 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、ガス冷却形原子炉の後備の原子炉停止装置に
関する。

、（従来の技術） 一般に原子炉においては、炉心内に上方から制御棒案内
管が挿入されており、この制御棒案内管内に制御棒を挿
入あるいは引抜きすることによって炉心の出力制御をお
こなうよう構成されている。また原子炉には、制御棒が
挿入不能になった場合を想定して後備原子炉停止装置が
設けられているものである。

この後備原子炉停止装置は、制御棒駆動機構とは異なる
構造、作用原理のものが用いられており、制御棒駆動機
構と共通の原因によって重複して故障することがないよ
うに構成されいてる。すなわち、従来の後備原子炉停止
装置の要部を示す第５図において、炉心内の上方から挿
入された案内管１５の上端は開口している。この案内管
１５の上方には、中性子吸材落下口ホッパ１６が設けら
れている。

そしてこの中性子吸収材貯蔵ホッパ１６内には、たとえ
ば炭化はう素（Ｂ４Ｃ）などの中性子吸収物質を粒状に
たとえば小球状又は小円柱状に形成した中成した中性子
吸収材１７が貯蔵されている。またこの中性子吸収材貯
蔵ホッパ１６の下部には、中性子吸収材落下口１８があ
り、この中性子吸収材落下口１８は上記案内管１５の上
端開口部に対向している。

さらに中性子吸収材落下口１８には、円筒状の弁体１９
が嵌合しており、この弁体１９は連結棒２０を介して上
方に設けられた駆動機構に連結されている。

この連結棒２０と中性子吸収材貯蔵ホッパ１６との間に
は弁体保護管２２が設けられている。すなわち。

弁体１９および連結棒２０は弁体保護管２２内に収納さ
れ、駆動機構の動作により弁体１９が弁体保護管２２に
沿うて上下動し、それによって中性子吸収材落下口１８
の開閉を行なうよう構成されている。

第５図において、弁体１９を距ＭＬユだけ上昇させると
、中性子吸収材落下口１８が全開になり、中性子吸収材
１７が自重で自然落下して原子炉を停止させる。弁体１
９が距離Ｌ工だけ上昇して停止させるには、エンコーダ
やポテンショメータなどの連続位置検出器およびリミッ
トスイッチで弁体１９の位置を検出して駆動モータを停
止させる。

（発明が解決しようとする課題） しかして、このように構成された従来の後備原子炉停止
装置は、弁体１９を上昇させて中性子吸収材落下口１８
を開くことにより中性子吸収材１７の自重のみで自然落
下させる方式であるが、中性子吸収材１７の相互間の摩
擦抵抗や干渉によって中性子吸収材１７が落下しなかっ
たり、落下開始が遅れたりする恐れがあり、原子炉緊急
停止に支障をきたす恐れがあった。

本発明の目的は、中性子吸収材の落下口での滞留を防止
した落下を促進させるよう改良した原子炉停止装置を提
供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明の原子炉停止装置は、炉心内に上方から挿入され
た案内管と、この案内管上方に設けられ内部に中性子吸
収材を収容する中性子吸収材貯蔵ホッパと、この中性子
吸収材貯蔵ホッパの中性子吸収材落下口にあってその落
下口を開閉する弁体と、前記中性子吸収材貯蔵ホッパの
内周側に設けられた弁体保護管と、前記弁体と連結棒を
介して連結され前記弁体を前記保護管にそして上下動さ
せる駆動機構と、この駆動機構に設けられた前記弁体の
上下方向位置を検出する位置検出器とを゛具備し、さら
に前記弁体保護管の一部を二重管にし、その二重管のす
き間にロッドを配置し、そのロッドの下端は中性子吸材
落下口に突きし、上端は弁体保護管の内部に配置した接
続板の一部が弁体保護管の二重管の内管を貫通したアー
ムに固定され、前記接続板を吊り下げる吊りボルトと、
接続板を下方へ押しつける力を与える圧縮バネとで構成
された中性子吸収材落下促進機構を設けたことと特徴と
するものである。

（作　用） 本発明においては、原子炉が通常運転を行なっていると
きには、中性子吸収材落下口が弁体で閉塞されており、
中性吸収材貯蔵ホッパ内の中性子吸収材は原子炉内に落
下することはない。そして非常事態が発生して原子炉を
停止させる場合には、駆動機構により弁体を上昇させて
中性子吸収材落下口を全開とするとともに１部分的に上
下動作をくり返すことにより強制的に中性子吸収材を落
下させることができる。

（実施例） 以下本発明を第１図、第２図および第３図に示す一実施
例を参照して説明する。まず本発明を適用するガス冷却
形原子炉の全体構成を示す第３図において、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。そして、ヘリウムガ
ス等の冷却材は入口管４から原子炉容器１内に流入し、
上部から炉心２を通過して加熱され、出口管５から流出
するように構成されている。そして、この出口／Ｉ７５
から流出した高温の冷却材は外交換器６を介して図示し
ない外部の冷却材と熱交換されたのち循環ポンプ７によ
って入口管５からふたたび原子炉容器１内に戻されるよ
うに構成されていた。

また、上記炉心３内には上方から制御棒案内管８が挿入
されており、この制御棒案内管８内には制御棒９が昇降
自在に収容され、この制御棒９を炉心２内に挿入、ある
いは引抜して炉心２の出力制御をおこなうように構成さ
れている。そして１、：の制御棒９は制御棒駆！ＰＩＩ
機構１０によって駆動されている。この制御棒ｙｊＡ動
ｌＯは制御棒９に接続されたワイヤロープ１１と、この
ワイヤロープ１１の巻込、繰出しをおこなうドラム１２
と、このドラム１２を回転駆動するモータ１３とから構
成されている。

そしてこのモータ１３によってドラム１２を駆動し、ワ
イヤロープ１１の巻込、繰出しをおこない、制御棒９を
昇降させるように構成されている。また、このように原
子炉には上記制御棒９が挿入不能となった場合を想定し
て後備原子炉停止装置１４が設けられている。なお、上
記燃料棒３、制御棒９、制御棒駆動機構１０および後備
原子炉停止装置１４は実際にはそれぞれ複数のものが設
けられているが、第１図ではそれぞれ１個のみを示しで
ある。

しかして本発明においては、後備原子炉停止装置１４の
改良に関するもので、第１図にその全体構成を示し、第
２図に中性子吸収材落下促進機構を示しである。第１図
および第２図において、案内管１５は炉心２内に上方か
ら挿入され、その上端はＵｌ］口している。そして、こ
の案内管Ｉ５の上方には中性子吸収材貯蔵ホッパ１６が
設けられている。そしてこの中性子吸収材貯蔵ホッパ１
６内には例えば炭化はう素（８４Ｃ）等の中性子吸収物
質を粒状、例えば小球状または小円柱状に形成した中性
子吸収材１７が貯蔵されている。

そしてこの中性子吸収材貯蔵ホッパ１６の下部には中性
子吸収材落下口１８が形成されており、この中性子吸収
材落下口１８は前記案内管１５の上端開口に対向してい
る。前記中性子吸収材落下口１８には円筒状の弁体１９
が嵌合しており中性子吸材落下口１８を閉塞している。

この弁体１９は連結棒２０を介して上方に設けられた駆
動Ｍ＆構２１に連結されている。

前記弁体１９と連結棒２０を収納し、前記弁体１９と連
結棒２０が中性子吸収材１７と接触して動作の妨げにな
らい様に保護管が設けられているが、弁体Ｉ９収納部は
弁体の直径に合わせて大きくなってくる。

本発明においては、この弁体収納部を二重管にした弁体
保護二重管１０２を設けている。内管１０２Ａと外管１
０２［’３と連結棒収納管１０２Ｃより構成される。

さらに、この弁体保護二重管１０２の内部には中性子吸
収材落下促進機構１０３が設けられている。この中性子
吸収材落下促進機構１０３は、第２図に詳細を示すよう
に前記内管１０２Ａと外管Ｂのすき間に設けられたロッ
ド１０４と、内管１０２Ａの内部で弁体１９の上部に設
けられた接続板１０５と、接続板１０５を摺動自在に吊
り下げる吊りボルト１０６と接続板１０５を下方へ押し
付ける力を与える圧縮ばね１０７と、接続板１０５から
外側へ突出て内管１０２を貫通したアーム＋０８とで構
成される。

前記ロッド１０４は下端を中性子吸収材落下口１８に突
出し、上端は前記アーム１０８に固定されている。また
前記吊りボルト１０６は弁体保護二重管１０２のの内側
に頭を下方向きにして固定されており、吊りボルト１０
６の頭で前記接続板１０５とロッド１０４を支えている
。内管１０２Ａはアーム１０８の動作範囲は動作の妨げ
にならない様に一部切欠きを設けている。

次に以上の構成による本発明の後備原子炉停止装置の作
用効果を述べる。すなわち原子炉通常運転時は第１図に
示す如く弁体１９が中性子吸収材落下口１８を閉塞して
おり、中性子吸収材１７は落下しない。原子炉緊急停止
時は駆動機構２１によって弁体１９を引上げる。従来例
と同様にＬ□の上昇距離で中性子吸収材落下口１８は全
開となるが第２図に示す如く本発明ではさらにＬ２の距
離だけ上昇して停止する。

ここで弁体１９が１４１の距離上昇した位置で接続板１
０５が弁体１９上面に接する様に構成されており、さら
に１４□だけ上昇すると接続板１０５が持ち上がりアー
ム１０８を介して接続されたロッドＩ！〕４がし、の距
雛持ち上がる。図中二点鎖線はＬ２の距離持ち上がった
位置で、実線は弁体１９が全閉位置からＬ□の距離上昇
した位置を示す。圧縮ばね１０７もＬ２だけ圧縮される
。

次に弁体１９が１．１＋Ｌ２の距離上昇した位置からＬ
２だけ下降させて停止させと、圧縮ばね１０７の復元力
で接続板１０５が弁体１９に接触するまで下降する。

すなわち［，２だけ下降しロッド１０４もＬ２だけ下降
する。この弁体１９のＬ１上昇位置およびＬ工＋し２上
昇位置は図示していないがそれぞれ駆ａ機横２１に設け
たエンコーダやポテンショメータなどの連続位置検出器
やリミットスイッチで検出する。実際には弁体１９の上
昇下降およびロッド１０４の上下動作は短時間で一連の
動作として行なわれる。

そこでロッド１０４の上下動作によって中性子吸収材落
下口１８に滞留した中性子吸収材１７を下へ落し込むこ
とが出来る。したがって駆動機構２１による弁体１９の
上昇下降の一連の動作で中性子吸収材１７を強制的に落
下させることが出来るので特別な別の駆動源が不要で簡
単で迅速にかつ確実に中性子吸収材１７を炉心へ落下さ
せることが出来る。

〔発明の効果〕

以上のように本発明においては、原子炉が通常運転を行
なっているときには中性子吸収材落下口は弁体により閉
塞されており、中性子吸収材貯蔵ホッパ内の中性子吸収
材は原子炉内に落下することはない。そして非常事態が
発生して原子炉を停止させる場合には、駆動機構により
弁体を上昇させて中性子吸収材落下口を全開とすると共
に、部分的に上下動作をくり返すことにより強制的に中
性子吸収材を落下させることが出来る。これによって特
別な別の駆動源が不要となりその分だけ故障確率が少な
くなり、かつ弁体上下動作の一連の動作で迅速かつ、自
重でなく強制的に中性子吸収材を落下させるので確実に
原子炉を停止させることが出来るなど著しく信頼性が高
い原子炉停止装置を提供する等その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原子炉停止装置の一実施例を示す縦断
面図、第２図は本発明に使用する中性子吸収材落下促進
機構の構成および中性子吸収材落下口部の部分拡大を示
す縦断面図、第３図はガス冷却形原子炉の概略を示す構
成図、第４図は従来の後備原子炉停止装置の中性子吸収
材落下口部を示す部分拡大縦断面図である。 １４・・・後備原子炉停止装置　　　１５・・・案内管
Ｉ６・・・中性子吸収材貯蔵ホッパ　１７・・・中性子
吸収材１８・・中性子吸収材落下口　　　１９・・・弁
体２１・・１ψ動機構　　　　　　　　１０２・・・弁
体保護二重管１０２Ａ・・内管　　　　　　　　　１０
２Ｂ・・・外管１０２Ｃ・・連結棒収納管 １０３・・・中性子吸収材落下促進機構１４・・・ロッ
ド　　　　　　　　　１０５・・・接続板１０６・・・
吊りボルト　　　　　　１０７・・・圧縮ばね１０８・
・アーム （８７３：ＩＩ）　　代理人　弁理士　猪　股　祥　晃
（ばか１名）半　１　図 茅　２　図 千４　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 炉心内に上方から挿入された案内管と、この案内管上方
   に設けられ内部に中性子吸収材を収容する中性子吸収材
   貯蔵ホッパと、この中性子吸収材貯蔵ホッパの中性子吸
   収材落下口にあってその落下口を開閉する弁体と、前記
   中性子吸収材貯蔵ホッパの内周側に設けられた弁体保護
   管と、前記弁体と連結棒を介して連結され前記弁体を前
   記保護管にそして上下動させる駆動機構と、この駆動機
   構に設けられ前記弁体の上下方向位置を検出する位置検
   出器とを具備し、さらに前記弁体保護管の一部を二重管
   にし、その二重管のすき間にロッドを配置し、そのロッ
   ドの下端は中性子吸材落下口に突出し、上端は弁体保護
   管の内部に配置した接続板の一部が弁体保護管の二重管
   の内管を貫通したアームに固定され、前記接続板を吊り
   下げる吊りボルトと、接続板を下方へ押しつける力を与
   える圧縮バネとで構成された中性子吸収材落下促進機構
   を設けたことを特徴とする原子炉停止装置。