JPH0311759Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は一般に原子炉に関し、更に詳しくは原
子炉、特に液体金属高速中性子増植炉
（LMFBR）に使うための欠陥燃料素子検出発見
（FEDAL）装置に関する。

ここに開示する特定の原子炉は反応炉心の中に
収容された多数の燃料集合体を利用するもので、
その炉心は、シールされた容器の中に収容されて
いる。各燃料集合体は原子炉の燃料又は核分裂生
成物、即ち、酸化プルトニウムのような炉を構成
する反応性物質を含む。この反応性物質は、入口
と出口をもち、開いたコンテナの中に置かれた比
較的多数の長い中空ピン（クラツデイング）の中
に密封されている。各コンテナとこれに含まれる
複数の燃料ピンでは一個の燃料集合体が構成さ
れ、又集合体の多数が反応炉心の中に配置され
る。炉心は又液体ナトリウムのような液体金属冷
却流体及びその液体の流れの一部がコンテナの入
口から出口へその内部を通る流路に沿つて循環さ
せるための装置を含む。明らかに、この型式の原
子炉は他の構成要素を含むが、それらは従来公知
のものであり本考案を理解するうえで必要ではな
い。従つて、これらの他の要素は本考案の理解に
役立たない限り説明を省略する。

上述の型式の原子炉では、クラツデイングの欠
陥、即ち、燃料集合体の一部を含む中空燃料ピン
の割れを監視することが望ましい。もしこの割れ
が比較的小さければ、通過する流体、すなわち特
にナトリウムは、ピン中の反応性物質、例えば酸
化プルトニウムと接触する恐れはない。しかしな
がら、特にKr−85、Kr−88及びXe−133、Xe−
135を含む不活性気体は流体流れの中に逃げ、そ
れからガンマ線を放射する。他方、割れが比較的
大きければ、即ち、通過するナトリウムが実際に
欠陥ピンに入り酸化プルトニウムと接触するに十
分な大きさであれば、ピンの中で起る核分裂過程
の多数の副産物の二つであり、その崩壊がかなり
速いＩ−137とBr−87でナトリウムは汚染され、
中性子を放出する。小さな割れの検出は比較的一
般に行われており、漏れガスKr−85、88等が炉
容器の中にあるナトリウムの中央プールから浮上
するときに発するガンマ線を検出することにより
発見する方法が一般的である。しかしながら、大
きな割れを信頼性ある方法で正確に検出すること
は、以下に説明するように単純にはできない。

これまでの大きな割れに対する監視の一つの典
型的方法は内部熱交換器（IHX）のある入口点
に中性子検出器を置くことで、IHXも又炉全体
の一部を含み、且液体ナトリウムが燃料集合体を
出て中央プールに入つてからそれを受けるために
炉容器の中に置かれている。この方法にはいくつ
かの問題がある。第一にIHXの大きさとナトリ
ウムがそれに入るには種々の路があるために、炉
心の集合体の全てを通過したナトリウムのサンプ
ルを集める位置に監視装置を置くことが不可能な
場合もある。第二にナトリウムが中央プール内の
IHX大量ナトリウム抽出点に達する時間が比較
的長い。すなわちこの時間の経過後中性子放出に
よりこれら汚染物質が検出されるので中性子のレ
ベルは比較的低く従つて信頼性の問題が生じる。
例えば、Ｉ−137の半減期は約55秒でBr−87のそ
れは約22秒である。これに対し、特定のナトリウ
ムサンプルが炉心からIHXの特定の入口点に達
するには150秒ほどかかる場合がある。

燃料ピンの比較的大きな割れを検出するための
従来の他の方法は各燃料集合体を一つ一つサンプ
リングすることである。この方法は信頼できる
が、燃料集合体の全てを個々に監視することを継
続的に行うことは、炉心に通常600〜700程度集合
体があるので、時間および費用がかさむ。

以下で理解できるように、本考案は、上記欠点
のない、上述の型式の原子炉に用いられる特別の
FEDAL方法を提供する。液体ナトリウムが燃料
集合体の特定グループを通過する瞬間に、液体ナ
トリウムの組合せたサンプルを、集められた汚染
物質の中性子放出レベルがまだ比較的高い間に集
収することができるので、本考案の方法は信頼で
きるものである。もし割れの微候があれば、この
ときだけ集合体を個々にサンプリングし、割れの
ある燃料集合体を発見すようにされる。この方法
では、従来のように集合体を常時個々にサンプル
する必要はない。

上述の観点から、本考案の一つの目的は上述の
型式の原子炉に使うための信頼できしかも経済的
なFEDAL技術を提供することにある。

本考案の更に詳しい目的は、汚染物質が生じる
と、その中性子放出レベルが、まだ比較的高い間
にナトリウムの組合せサンプルが選ばれ、燃料ピ
ンコンテナの出口で集められ、燃料ピンの比較的
大きな割れが検出できる信頼性の高い技術を提供
することにある。

本考案の他の詳しい目的は組合せサンプルが一
つ以上の燃料ピンに割れの微候を示したときだけ
個々集合体のナトリウムサンプルを収集すること
である。

本考案の更に他の目的は組合せナトリウムサン
プル並びに個々のサンプルの両方を集めるため複
雑でなく信頼できる弁装置を使つたFEDAL装置
を提供することである。

上述のように、以下に開示する特定のFEDAL
装置は特定の型式の原子炉、特にLMFBRに使う
のに特に適したものである。既に述べたように、
この型式の原子炉は容器の中の反応炉心ハウジン
グ及びその炉心の中の収容された複数の燃料集合
体を有する。これら燃料集合体の各々は入口及び
出口をもつた開いたコンテナと、そのコンテナの
中に配置された比較的多数の長い中空ピンの中に
密封された酸化プルトニウムのような反応性物質
を含む。この炉心は又液体ナトリウムのような液
体金属冷却流体及びその流体の流れを、その一部
がコンテナをその入口から出口通る流路に沿つて
循環させるための装置を含む。

以下で開示するこの技術は、液体金属冷却流が
コンテナを通過することきに少くとも一つの所定
汚染物質を中空ピンから液体金属冷却流の中に放
出しうる程度に十分な大きさの割れを検出するも
のである。この技術によれば、液体金属流体の組
合せサンプルが少くとも一つのグループの燃料集
合体サンプルの出口で集められ、且汚染物の存在
又は不在が検出される。もしこの組合せサンプル
が割れの微候を示せば、集合体の個々の流体サン
プルが、一時に一つ、同じグループでの燃料集合
体コンテナの出口で選択的に集められ、そしてこ
れら個々のサンプルは又汚染物の存在又は不在を
検出され、それによつて割れのある特定の燃料集
合体を発見する。

図面を参照するに、類似の部品は、各図面を通
じて類似の番号で示されているが、第１図を主に
参照して、本図は、全体を１０で示すプール型液
体金属高速中性子増植炉を部分的に示す。図示す
るように、炉１０は容器１４内に収容された反応
炉心１２を含む。複数の燃料集合体１６がコアの
中に収容され、各々は、第１Ａ図に見られるよう
に、下端に貫通穴２０の形をした入口、及び上端
に開放した出口２２を持つた開放したコンテナ１
８を含む。酸化プルトニウムのような反応物質が
サンプルの中に互に隣接して垂直に位置する多数
の長い中空ピン２４の中に封入されている。これ
らのピンはステンレスで作られているのが好まし
いがそれにも拘らず、割れや裂けを生じる可能性
がある。炉１０は又液体金属冷却流体、特に液体
ナトリウム及び流体の流れを矢印２６で示す流路
に沿つて循環させるための従来の装置（図示せ
ず）を含む。第１図に関連して第１Ａ図で最も良
く見られるように、この流路は入口２０から出口
２２まで燃料集合体コンテナの各々を貫通する部
分を含む。

これまで説明した炉構成要素の全ては従来公知
のものであるから、本考案の完全な理解に必要な
範囲だけ説明する。この点に関して、原子炉は他
の従来の構成要素、例えば全体を２８で示す普通
の内部熱交換器、下部計測部３０又は普通に呼ば
れるように計器トリー、及びナトリウムの中央プ
ール３６と炉心のカバー３８の間に隙間３４に集
まる被覆ガス、典型的にはアルゴン又はヘリウム
のための浄化リング３２を含むことは理解さるべ
きである。

上に挙げた種々の従来の構成要素並びに挙げな
かつたものに加えて、原子炉１０は又本発明に従
つて設計され且第１図で全体を参照番号４０で示
す欠陥燃料素子検出発見（FEDAL）装置をも含
む。前述のように、酸化プルトニウムを含む燃料
ピン２４の一つ又はそれ以上が循環するナトリウ
ムの一部状酸化プルトニウムと接触するに十分な
大きさの割れを生じたならば、その崩壊のため中
性子を放出するＩ−137及びBr−87を含む多くの
汚染物質が流れに混入することになる。後述する
ように、FEDAL装置４０はどの燃料集合体が欠
陥のあるピンを含んでいるかを検出することを用
意している。装置４０は、先ず燃料集合体コンテ
ナ１８の少くとも一グループの出口でナトリウム
の組合せサンプルを収集することによつて信頼性
のある経済的方法により達成できる。この点に関
して、多数の装置４０が全ての燃料集合体を監視
するために使われてもよい。それは比較的多数の
そのような集合体があるときに好ましい処理方法
である。しかしながら、与えられた炉に於ける全
ての燃料集合体を監視するために一つの装置を使
つてもよい。どちらの場合も、装置から一旦組合
せサンプルが集められると、各サンプルは中性子
の存在、不在が試験され、それによつて関連する
燃料集合体グループの少くとも一つのピンの割れ
の有無が示される。組合せサンプルが割れを示し
た場合、そして好ましくはこの場合だけ、各装置
４０はナトリウムの個々の集合体のサンプルを一
時に一つ、関連するグループの燃料集合体コンテ
ナの出口で集め、これらの個々のサンプルは中性
子の存在、不在を検出され、それによつて欠陥の
ある特定の燃料集合体を発見する。

第２図を参照して、FEDAL装置４０の一つを
詳細に説明する。この装置は主要構成要素とし
て、吸上げ管４４のネツトワークによつて選ばれ
たグループの燃料集合体１６の出口２２で液体ナ
トリウムのサンプルを集めるのに役立つ弁装置４
２を含む。第１Ａ図で明瞭なように個々の吸上げ
管は、選ばれた一つのグループ内の各燃料集合体
コンテナ１８の開放上端に、計器トリー３０の一
部として設けられた熱電対４６の横に入り込む。
後述するように弁装置４２は又その吸上げ管の全
てで収集されたナトリウムを組合せて一つの組合
せサンプルを提供するのに役立つ。更に、それは
又ナトリウムの個々の集合体のサンプルを、一時
に一つ、燃料集合体コンテナの出口で収集するの
に役立つ。組合せサンプルはポンプ部５０によつ
てまずすべり部５１を通り、システム４０の一つ
の脚４０ａを通り中性子検出部４８を通して吸上
げられる。個々のサンプルは第２ポンプ部５２に
よつてシステム４０の第２脚４０ｂを通り、一時
に一つ、第２中性子検出部５２を通して吸上げら
れる。後述するように、中性子検出部５２は又弁
組立体４２の一部として作用する。

操作上の観点から、弁装置４２は、検出部４８
を通して吸引されその後ナトリウムプール３６へ
送られる組合せナトリウムサンプルを定期的に連
続的に次々と収集するように動作する。この手続
の間、次々に収集されるサンプルは順次に中性子
をモニタされる。何も検出されない限り、モニタ
された燃料ピンには割れが存在しないと推定し、
個々の集合体からのサンプルは収集されない。し
かしながら、予め定められたバツクグラウンド濃
度以上の指示があれば、操作者の任意の操作によ
り弁装置４２は個々集合体のナトリウムサンプル
を、一時に一つ、収集し始め、これらサンプルは
それらの中性子検出部５２を通過し、最終的にナ
トリウムプール３６へ送られる。このようにし
て、各個々のサンプルはどの燃料集合体が割れの
微候を有するのかを見分けるために中性子が検査
される。この点に関して、組合せサンプルから微
候状態が認められるとき、自動的に個々の集合体
のサンプルを収集するために従来公知の制御回路
（図示せず）が備えられている。この制御回路は
検出部４８の一部を含み後述する中性子検出部
を、同じく後述する弁装置４２及び検出部５２を
組合せて構成するようにしてもよい。

FEDAL装置４０全体の説明をしたので、次に
各種構成要素を説明することにする。まず弁装置
４２を説明する。第３図ないし第５図に示されて
いるように、この弁装置は、脚４０ｂの一部を含
み且その外面６０から内面６２に貫通する一連の
間隔をおいた貫通穴又は開口部５８の形成された
長いハウジング５６を有する。これらの間隔をお
いた貫通穴は、数に於いて選ばれた燃料集合体の
出口２２と対応し、且前述の吸上げ管４４を介し
てその出口と流体的に連通するようになつてい
る。第３図で最もよくわかるように、選ばれた燃
料集合体からのナトリウムは吸上げ管及び関連す
る開口部５８を通じてハウジング５６の中に吸上
げられ、ハウジングの中で混ぜられて一つの組合
せサンプルが生成され、組合せサンプルは、後述
するように、ハウジングの底からＵ字型結合管６
４を通じて引出され脚４０ａに通される。

各種燃料集合体から個々のサンプルを収集する
ため、弁装置４２は弁頭６６、収集管６８並びに
吸上げ管４４を通して個々にサンプルを収集する
が、このために弁頭及び収集管を、一時に一つ、
各開口部５８から開口部５８へ動かすための装置
７０が設けられている。この弁頭それ自身は、前
壁係合面７２に対して開き且収管６８の底と流体
的に通じている流体サンプル受空洞７２を含んで
いる。弁の前面７４は空洞７２を、一時に一つ、
吸上げ管４４と流体的に通ずるようにするために
個々の開口部又は貫通穴５８のまわりで弁ハウジ
ングの内面６２と係合するようにされている。こ
のようにして、関連する燃料集合体から個々の流
体サンプルは弁頭空洞７２を通り、そして管６８
を通して吸上され、後述するように、最終的に中
性子検出部５２に送られる。装置７０は弁頭を、
一時に一つ、吸上げ管の各々と流体的に通じるよ
うにするために設けられ、本考案によれば各貫通
穴５８から貫通穴５８へと移動する際に弁頭の表
面７４がハウジング内面６２を引きずることなく
移動せしめるように構成されている。

第４図及び５図で最も理解できるように、装置
７０は垂直に延びる空洞ドラム７８の下側からた
れ下がる２枚の主支持板76を含み、且中心フラン
ジ８０及びボルト８２によつてそのドラムに固定
するように結合されている。後に説明するよう
に、このドラム及び２枚の側板は双頭回転矢印８
６（第５図）によつて示されるように上下に動き
うる。弁頭６６は、２枚の板の間にあり且ピボツ
トピン90によつてそれに回転可能に連結されたア
ングルコネクタ８８によつて２枚の側板と共に動
くように取付けられている。アングルコネクタ８
８の最下霜９２は球形でコネクタと弁頭の間のボ
ール及びソケツト継手結合の一部分を含む。端面
コネクタの最後部端も又球形でコネクタと第２ア
ングルコネクタ９６の間の第２ボール及びソケツ
ト結合の一部を含む。この後者のコネクタは垂直
に上方に脚４０ｂまでドラム７８を通り同軸に延
びる軸９８の下端に固定されるように取付けられ
ている。後述するように、中心軸は、ドラム７８
及び側板７６の往復及び回転運動とは独立に、両
方向矢印１００（第３図）によつて示すように上
下に動きうる。

ドラム７８が往復し回転する正確な方法及び中
心軸が往復する方法を以下に説明する。差当り
は、これらの異なつた運動の目的を説明する。第
一に、弁頭６６は最下部の貫通穴５８及び関連す
る吸出し管と水平に整合する最下位置と最上部の
貫通穴及び関連する吸出し管と水平に整合する最
上位置との間を動くようにされることは言うまで
もない。これはドラム７８をこれら二つの位置の
間を矢印８４の方向に選択的に動かすことによつ
て達成される。各貫通穴がハウジングに外周に設
けられているので弁頭はハウジング５６の幅の周
に回転しなければならないことも明らかである。
これはドラム７８をそれ自身の軸（矢印８６）の
周に回転させることによつて達成される。これま
で述べた弁装置によつて、この弁頭それ自身は全
ての貫通穴の間をそれらと流体係合するために動
かされ得る。しかしながら、これは弁頭の前面７
４がハウジングの内面６２を滑動しなければなら
ずその結果それを摩耗させ、且弁頭全体に過度の
物理的歪を与えることを意味する。

本考案によれば、弁頭は、二つのアングルコネ
クタ８８及び９０並びに中心軸９８によつて、貫
通穴間を動く間内面６２から離すようにされる。
特に、この二つのアングルコネクタと軸が第３図
に実線で示す位置にあるとき、弁頭面７４は内面
６２と係合し、空洞７２を関連する貫通穴と流体
的に通じさせる。しかしながら、軸が上方（矢印
１００）に動かされると、これは点線で示すよう
にアングルコネクタ９６を上に動かす。これは次
にアングルコネクタ８８を、第３図に見られるよ
うに、ピン９０の周に時計方向に回転させ、それ
によつて弁頭それ自身を内面６２から離れさせ
る。弁頭はドラム７８が貫通穴間を動くときこの
後者の位置に維持されそして選ばれた穴に到達す
ると実線の位置に戻される。

第３図で最も良くわかるよに、ドラム７８はハ
ウジング５６の内面でぴつたりとしてすべるよう
にはまる大きさの最下部拡大頭１０２を含み、ナ
トリウムがハウジングに入り後者の内面と拡大頭
の間を通り抜けないように端シール１０４が設け
られている。第３図に見られるように、アンカー
バンド１０６によつて下端が中央に支持されたド
ラム７８の残りの部分はループ４０ｂにある部分
５２までずつと延びる。他方、ドラムと共に回転
する管６８は部分５４までだけ延びそこで部分５
２まで延びる定置管と出合いそれと流体的に通じ
ている。熱膨張を補償するため、管６８はドラム
７８の周に延びるつる巻部又はコイル１０８を含
む。

第６図及び７図で明瞭に見られるポンプ部５４
を説明する。しかしながら、先ず前に説明したド
ラム７８がこのポンプ部を貫通しそこでドラムが
回転し且それに関して往復運動し、そして付加的
アンカーバンド１０６によつて支持されることに
気付くべきである。これらアンカーバンドは又管
６８を更に他の管状部１１０に相互結合する管の
延長部１０８をも支持するのに役立つ。後者の管
状部１１０は、後述するように、垂直方向に固定
され（しかし回転できない）、一方部分１０８は
管６８及びドラム７８と共に垂直、回転運動共に
可能であり、且そのような運動の補正に役立つ。
この点に関して、部分１１０の最下端には、部分
１０８が管６８と共に上下動するとき部分１０８
内をシール状態で滑動するシールリング１１３を
含むノズル１１１が設けられている。

第６図で最もよく見られるように、ドラム７８
は、後述するように上部５２までずつと延びる整
合及び心合せリング１１２を貫通している。この
整合及び心合せリングは、第７図で明瞭なごとく
三つのスプライン１２２及び共同みぞによつてド
ラムと共に回転運動するように相互連結されてい
る。整合及び心合せリング並びにドラムの双方は
定置外部ハウジング１２４、張出し開口部１２６
を貫通する。このハウジングには低流量ポンプ１
２８が設けられ、これにより個々の（弁装置で収
集された）ナトリウムサンプルを中性子検出部５
２を通してナトリウムプール３６へ戻して循環さ
せる。ポンプ１２８はハウジング１２４の丁度内
側の然るべき位置で固定され、従つて又定置式で
ある。

ポンプ１２８は固定であり、管部１１０はリン
グ１１２と共に回転可能であるので、ポンプと部
分１１０の間に適当な結合を与えることが必要で
ある。これは整合及び心合せリング１２０並びに
ハウジング１２４の一部を含む連接継手１３０に
よつて達成される。この接続は整合及び心合せリ
ングの厚くなつた部分の外周にある環状くぼみ１
３２を含む、この環状くぼみは、第６図に見られ
るように、環状部をリングの厚い部分に設けるよ
うにすることによつて常時管６８の部分１１０と
流体的に通じるように維持される。同時に、ハウ
ジング１２４はくぼみ１３２のまわりに延在する
定置リング１３４を含み、そのくぼみ１３２は追
加のピストンリング１３６によつて上から又は下
からの漏れに対しシールされている。しかしなが
ら、リング１３４はくぼみ１３２と流体的に通じ
る固定通路１３８を含む。このようにして、整合
及び心合せリング１２０がドラム７８と共に回転
しても、接続１３０によつて環部１１０とポンプ
１２８の間の流体流通は維持される。その結果、
ポンプの後又は内側に延びる上部管部１４０は単
に管６８の延長であり、且つ、後にわかるよう
に、中性子検出部５２までずつと上に延びる。こ
の点に関して、適当なポンプ動力ケーブルも又後
者の部分まで管部１４０と共に上に延びる。更
に、第６図に見られるように、管部１４は熱膨張
に対して備えられた少なくとも一巻のコイルを含
む。又この図に見られるように、第２の管１４４
がハウジング１２４の中に示され、そして後述す
るように、この後者の管は中性子検出部５２から
延びている。実際にこの後者の管は管６８及び１
４０の続きであり、ナトリウムのプール３６への
流れを戻す作用をする。下降管１４４も又熱膨張
を補償するためつる巻コイル部１４６を有する。

ループ４０ｂの上部に昇つて、中性子検出部５
２の詳細な説明のため次に第８Ａ及び第８Ｂ図並
びに第９図及び第１０図を参照する。後述するよ
うにこの部分は個々のナトリウムサンプルからの
中性子検出をするためだけでなく、弁装置の一部
を含む前述のドラム７８を往復及び回転させるた
め並びに中心軸９８を往復さるための適当な駆動
手段をも与えるものである。更に、この部分は燃
料ピン割れの結果としてナトリウム流の中に放出
されるヘリウム及びアルゴンガスを分析するため
の従来の散布器機構も提供する。

先ず第７Ａ図を参照して、前に述べたドラム７
８は管１４０及び下降管１４４と共にハウジング
１２４を通り上方に延びている。管１４０はイン
ライン流量計１５０を含むが、これ以外には障害
なく部分５２の上部まで延び、第８Ｂ図に見られ
る中性子検出コイル１５２を設けるべく一連のつ
る巻を形成する。このつる巻部又はコイルは後述
する適当な中性子検出装置による検出のため比較
的小さな断面積において、濃縮された比較的大量
のナトリウムを備える。このつる巻部の他端は実
際に下降管１４４の一部を含む直線部１５４（第
８Ａ及び８Ｂ参照）に連なる。第８Ａ図に最もよ
く見られるように、部分１５４は前述の下降管１
４４にその下端口が結合さてれている散布器１５
６まで下方に延びている。このようにして、前述
の管６８から管１４０を通して吸揚げられたナト
リウムの個々のサンプルはつる巻部１５２を通
り、その後部分１５４を下り、散布器１５６を通
り下降管１４４を介してナトリウムプールの中へ
放出される。この散布器はそれ自身従来のもので
もよく、ナトリウムがそのループを過るときガス
を収集するために備えられている。これらのガス
は散布器からガス分析器（図示せず）へ延びる管
１５８によつて散布器に特に集められる。真空及
びヘリウム追放管１６０は又散布器の上部及び真
空源（これも図示せず）に結合されている。散布
器ガスは一旦分析されてから、一端が散布器の底
に他端が、図示されてはいないが、ガス分析器に
接続されている戻り管１６２を通して散布器に戻
される。第２戻り管、特に管１６４はナトリウム
を散布器に戻すために備えられている。

特に第８Ｂ図を参照すると、コイル１５２はド
ラム７８の部分のまわりに延び、その間に、後述
の内部ハウジング１７０が絶縁体１７２の円筒層
及びヒータ１７４と共に置かれている。これに加
えて、第２絶縁層１７６がコイル１５２のまわり
に同心に置かれ、それにつづき同心のガスを含む
層１７８があり、それに続き次に鉛シールド１８
０及び別のガスを含む層１８２がある。このガス
を含んだ後者の層の上に黒鉛の層１８４がある。
この黒鉛の層とほう砂入黒鉛の別の層１８６の間
に中性子検出のためのHe³カウンター１８８があ
る。これらの構成要素は全て端部シール１９４を
含む底端１９２（第８Ａ図）から上部板１９８の
下側と係合する上部板１９６まで延びる外部ハウ
ジング１９０内に含まれる。マニホルド２００は
この上部板と、鉛シールドリング２０２及び実際
にはリングであるホウ砂入黒鉛の第２層２０４の
ためのハウジング１９６との間に形成される。こ
のマニホルド２００はカウンター１８８に関連し
た導管２０６を囲うために設けられている。これ
ら種々の構成要素は全て最外部殻２０８の中に収
められている。インタフエース２０９はガスの追
放、計測動力、制御、ガス資料、散布器ガス等の
ために備えられている。

大概、システム４０の部分５２の全体の一部を
含む残りの構成要素はドラム７８の往復及び回転
並びに中心軸９８の往復に関連するものである。
この点に関して、ドラム全体がそれ自身の軸のま
わりに回転される方法について説明する。これは
上部ハウジング２１２の外側に取付けられたモー
タ２１０を使うことによつて達成される。このモ
ータはハウジング２１２内で回転するように歯車
２１４を支持する駆動軸２１３を含む。歯車２１
４は次に歯車支持体２１８と共にドラム７８のま
わりに固定された大歯車２１６と回転するように
かみ合う。この後者の支持体は内部ハウジング１
７０のまわりにある軸受懸架装置２２０上に置か
れている。歯車２１４が回ると大歯車２１６とそ
の支持体２１８も又回りドラム７８を回すことは
明らかであろう。このドラムは前述の装置、及び
多数の案内リング２２２（第８Ａ図）及び歯車２
１６（第８Ｂ図）のすぐ上にある上部中心案内２
２４によつて回転運動するようにその全長にわた
つて支持される。

ドラム全体が往復運動する正確な方法はそれが
回転する方法より少し複雑なので、これが達成さ
れる方法をより十分に理解するために特に第８Ｂ
図に関連して第１０図を参照する。両図に見られ
るように上部ハウジング２１２はその上面に第２
駆動モータ２２６を支持する。このモータは軸継
手２２８及び上部ハウジング内にある中心歯車２
３０をもつた駆動軸２２７を含む。歯車２３０は
隣接するトルク分配装置２３２を駆動し、それは
次に、外部小歯車２３４を駆動する。中心歯車２
３０は又第２外部小歯車２３８を駆動する大トル
ク分配装置２３６を駆動する。二つの外部小歯車
２３４及び２３８はそれぞれ関連するねじの切ら
れたプツシムプル懸架棒２４０及び２４２を駆動
する。これら二本の棒は次に、ドラム７８の最上
部２４５のまわりに同心に置かれた中心軸受リン
グ２４４を含む前述の中心案内２２４を支持す
る。この軸受リングはドラムをその軸のまわりに
回転させながらドラム上部２４５と垂直に固定的
にかみ合い、これを達成するために第８Ｂ図に見
られるように共同するノツチ２４９内にある垂直
な中筒軸受２４７を使用する。案内リングは又モ
ーメントつりあい腕２４６及びそれぞれ二本の棒
２４０及び２４２のまわりにねじ結合した二つの
外部コネクタ２４８及び２５０を含む。機能的に
は、二つの外部小歯車２３４及び２３８が回る
と、それらは案内リングを第１０図に示す実線の
最下位置と同図に点線で示す最上位置の間を動か
すため二本の棒を回転させる。これは次に弁頭６
６を最下貫通穴５８と最上貫通穴の間で動かすた
めドラムをその両極端間に動かす。

ドラム７８が回転され、且往復動される方法を
説明したので、次に第８Ｂ図を参照して中心軸９
８が往復運動する方法を説明する。これは密封さ
れたハウジング部２６２の中で中心軸の上部に固
定的に結合された固定フランジ２６０を設けるこ
とによつて達成される。軸全体はこのハウジング
に関して滑動でき、これは軸の上部とフランジ２
６０が第８Ｂ図に示す最上位置とわずか下の位置
の間を動き、フランジそれ自身は実際距離ｄの間
を動きうることを意味する。しかしながら、フラ
ンジ２６０を含む全中心軸は中心軸の囲われた部
分のまわりに同心に、ハウジング２６２の床とフ
ランジ２６０の間に配置されたばね部材２６４に
よつてその最上位置に維持される。このようにし
て、弁頭６６は、第３図に示すようにその前面７
４がハウジング５６の面６２と係合しないよう
に、点線で示す非流通位置に片寄せられる。弁頭
を一つの選ばれた貫通穴と流体の通う位置に置く
ためには、中心軸は距離ｄだけその最下位置に動
かされねばならない。これはハウジング２６２中
のフランジ２６０のすぐ上方に加圧ガスを入れ、
後者を距離ｄだけ降下させる装置２６６によつて
達成させる。この装置は加圧ガス源（図示せず）
を含み、それはホース結合２６８を通し、回転継
手２７を介してハウジング２６２の中に導かれ
る。

適当な逃し弁（図示めず）が設け、ドラムをその
ばねで片寄せられた位置に戻す必要のあるときハ
ウジング内のフランジ２６０上方圧力を逃すため
に使用される。

FEDAL装置４０全体の脚４０ｂを説明したの
で今度は前述のＵ字形結合管（第２及び第３図参
照）によつて脚４０ｂと相互連結された脚４０ａ
に注意を向ける。この点に関して、前述の弁装置
４２はナトリウムの組合せサンプルの収集を含む
多数の機能を有することは前述した。この組合せ
サンプルは第１１図で最もよくわかるように、管
６４を通して脚４０ａの最下部５１へ送られる。
この部分は前述の装置４２をも支えるブラケツト
３０２によつてその位置に固定的に支持される中
央案内又は計器トリー行程スリーブ３００を含
む。このスリーブはその底端にさもなければ自由
である管６４の端を固定的に受ける。しかしなが
ら、その上端は導入円錐３０４を含み、脚４０ａ
の底を含む中間管３０８の拡大最下端３０６を受
けるのに適した寸法になつている。このようにし
てその拡大底部３０６を含む部分３０８全体は前
述の計器トリー（第１図参照）の必要な行程に対
応し且その結果として、第１１図に示す実線位置
と点線位置の間を垂直に動きうる。

部分３０８は第１２図に示すポンプ部５０の下
部まで上方に延びる。部分３０８は外部ハウジン
グ３１２の中にあり且適当な心出しクリツプ３２
４によつてその中心に置かれるポンプ３１０の底
部の中へ直接導かれる。このポンプは前述のポン
プ１２８（第６図参照）より高流量の能力を持つ
のが好ましい。実際、好ましい実施例では、ポン
プ１２８が約11／minにすぎないのに対しポン
プ３１０は約1900／minの流量を維持するよう
にされている。

ポンプ３１０の上部は上の部分４８まで延びる
その動力ケーブル３１６と二方弁３１８を含む。
この弁はオーバフローマニホルド３２０と、熱膨
張を補償するためのつる巻部又はコイル３２６を
含むナトリウム輸送管３２４の底部と流体的に通
じる中央オリフイス３２２を含む。この管は心出
し及び制振コネクタ３２８によつて固定位置に維
持される。操作上の観点から、ポンプ３１０は前
述のナトリウムサンプルを管３０８を通して引き
上げポンプを通しノズル３１８へ送る。このサン
プルのある量はその後中央オリフイス３２２を通
り管３２４を上昇し検出部４８に向う。集められ
たサンプルの残りは、矢印３３０で示すように、
オーバフローマニホルド３２０を通り、外部コン
テナ３１２又はポンプ３１０とコンテナの間のど
ちらかを通つて中央ナトリウムプール３６に戻さ
れる。

さて、第１３Ａ図及び第１３Ｂ図並びに第１４
図を参照して検出部４８の説明をする。先ず第１
３Ａ図に見られるように、前述の外部ハウジング
３１２の最上部ハウジング３３２（第１３Ｂ図）
のすぐ手前まで上方に延びる。更に、ナトリウム
輸送管３２４が検出部４８の中まで、特に心出し
および制振ばね部材３３６によつてハウジング３
１２の中に固定された流量計３４の入口まで延び
る。管３２４はそこで流量計の出口から第１３Ｂ
図に図示の検出装置を通る。

更に詳しくは、第１３Ｂ図面で最もよくわかる
ように、管３２４は前述のつる巻部１５２（第８
Ｂ図参照）に似たつる巻部又はコイル３４０の一
端に接続する。このコイルの他端は、矢印３４２
で示されるように、検出装置（第１３Ｂ図）を通
り下に延びる下り管３４６に結合し、その後流量
計３３４（第１３Ａ図）を通つて下り、そこで中
央ナトリウムプール３６の中へ向け戻される。

特に第１３Ｂ図を参照して、上述の全検出装置
は適当なシールリング３５２によつて隣接する面
をシールされた外部３４８と内部３５０を作り上
げる主支持体を含む。二つの管３２４と３４６は
内部３５０の中心を貫通する。ハウジング３３２
内にあるのはヒータ３５４と絶縁体３５６で、共
にコイル３４４以内にある。絶縁体３５８は又コ
イルの外側のまわりで、ガスを含む部分３６０の
すぐ内側に置かれている。ガスを含む部分の外側
には鉛シールド３６２があり、次にそのまわりを
ガスで囲む層３６４を有する。黒鉛の層３６６が
外部ガス層を囲み、He³カウンター３６８がこの
後者の層のまわりにすぐ外側に置かれている。最
後に、ほう砂入り黒鉛層３７０と上部ほう砂入り
黒鉛層３７２はこれら同心構成要素の全てを囲
み、且それと上部カバー３７６の間に導管マニホ
ルド３７４を形成する。全体を３７８で示すイン
タフエス、追放ガス、制御、計測及び動力装置も
又、各種操作ケーブル、線等をそれらの適当な遠
隔地へ運ぶために設けられている。予圧ばね３８
０が層３７２と上部カバー３７６の間のマニホル
ド３７４の中に備えられている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に従つて設計されたFEDAL装
置を含む原子炉の概略立面図である。第１Ａ図は
第１図の原子炉の一部に含まれFEDAL装置に接
続される燃料集合体の部分破断側面図である。第
２図は第１図のFEDAL装置の拡大側面図であ
る。第３図は第２図に示す装置の一部を概略第２
図の線３で取り出した断面図である。第４図は第
３図の線４−４による断面図である。第５図は第
３図の線５−５による側面図である。第６図は第
２図に示す集合体の線６で示す別の部分の側面図
である。第７図は第６図の線７−７による断面図
である。第８Ａ図及び第８Ｂ図は共に第２図に示
す装置の線８Ａ，８Ｂで示す他の部分の側面図で
ある。第９図は第８Ａ図の線９−９による断面図
である。第１０図は第８Ｂ図の線１０−１０によ
る側面図である。第１１図は第２図に示す装置の
線１１で示す更に別の部分の側面図である。第１
２図は第２図に示す装置の線１２で示す更に別の
部分の側面図である。第１３Ａ図及び第１３Ｂ図
は共に第２図に示す装置の線１３Ａ，１３Ｂで示
す更に他の部分の側面図である。第１４図は第１
３Ｂ図の線１４−１４による断面図である。 １０……原子炉、１２……反応炉心、１４……
容器、１６……燃料集合体、１８……コンテナ、
２０……入口、２２……出口、２４……中空ピ
ン、４０……FEDAL装置、４２……弁装置、４
８……検出部、５２……検出部、５６……ハウジ
ング、５８……開口部、６２……内面、６６……
弁頭、７０……弁頭駆動装置、７６……主支持
板、７８……ドルム、８８……アングルコネク
タ、９６……アングルコネクタ、９８……中心
軸、１２８……ポンプ、３１０……ポンプ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 容器内に収容された内部炉心および該炉心内
   に収容された複数の燃料集合体とを有し、該各
   燃料集合体が入口と出口を持つた解放コンテナ
   および該コンテナ内に置かれた比較的多数の長
   い中空ピン内に密封した酸化プルトニウムのよ
   うな反応物質を有し、さらに液体ナトリウムの
   ような液体金属熱交換流体ならびに前記コンテ
   ナの入口から出口を経る経路を一部として含む
   所定の経路に沿つて前記流体の流れを循環させ
   る手段とを有する形式の原子炉のための、前記
   流体がコンテナを通つてながれる際に前記流体
   の流れに少なくとも一つの所定の汚染物を流し
   込むに充分な程度のサイズの前記中空ピンの破
   損を検出する欠陥燃料素子検出装置において、
   該検出装置は、 前記燃料集合体コンテナの少なくとも一グル
   ープの出口のところで前記流体の組み合せサン
   プルを収集するための第１ポンプとを含む第１
   収集手段と、 前記組み合わせサンプル内の前記汚染物の有
   無を検出し、前記燃料集合体の前記グループの
   少なくとも一つのピンの破損の有無を指示する
   ための第１検出手段と、 前記第１検出手段がピン破損有りを示した場
   合は前記グループの燃料集合体コンテナの出口
   で一時に一つ前記流体の個々のサンプルを選択
   的に収集するための、前記第１ポンプの流量キ
   ヤパシテイより低い流量キヤパシテイのポンプ
   を有する第２の収集手段とを有し、 該第２の収集手段は、前記個々のサンプルを
   一時に一つ収集する弁手段を有し、該弁手段
   は、複数の開口部が間隔をとつて貫通して設け
   られた壁手段を有する主ハウジングを含み、前
   記開口は、前記燃料集合体コンテナのグループ
   の出口と各々対応すると共に、これらと連通
   し、さらに前記弁手段は、前記主ハウジングに
   設けられ、かつ前記開口部と個々に流体を連通
   させるように位置付けられ、これにより個々の
   サンプルを集合するようになつた弁頭と、前記
   弁頭を、前記壁手段の内面に係合させることな
   く、前記開口部と流体的に連通する位置の間で
   移動させる移動手段とを有し、 さらに前記破損検出システムは、さらに前記
   個個のサンプルのそれぞれの前記汚染物の有無
   を検出するための、単一の検出器を有する第２
   検出手段を有する様になつた原子炉用燃料素子
   欠陥検出装置。 (2) 実用新案登録請求の範囲の第１項に記載の検
   出装置において、前記移動手段は、前記壁手段
   の内面から所定の距離で、前記開口部のいずれ
   か一つと対向隔置した関係にある位置に前記弁
   頭を選択的に移動する第１移動手段と、前記弁
   頭を、前記対向隔置した位置のいずれか一つ
   と、前記対向する開口を囲んでこれに該弁頭を
   流体係合させ、かつ前記壁手段の内面と係合す
   る位置である第２位置との間で移動させる第２
   移動手段とを有するようになつている検出装
   置。