JPH03246489A - 原子炉用制御フロート装置 - 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】 【産業上の利用分野】

この発明は、水炉、液体金属炉、ガス炉等、強制循環冷
却系を有する原子炉、更に具体的には原子炉用制御フロ
ート装置に関するものである。

【従来の技術】

原子炉の制御は、通常、制御棒を炉心に抜き差しして行
われており、炉を停止する必要が生して制御棒を挿入す
るときには、電気回路を介して手動ないし自動で作動さ
せている。水炉では中性子吸収体球を注入する方法もあ
るが、電気回路を介することには変りない。 しかし、原子炉の信頼性を更に高める見地から、電気回
路を用いずに、自然現象を直接利用した炉停止システム
の併設が望まれるところである。

【発明が解決しようとする課題】

本発明の目的は、強制循環冷却系を有する原子炉におい
て、配管破損による冷却材喪失やポンプ停止による流量
喪失が生じたときに、電気回路を用いずに、自動的に炉
を停止させる安全性の高い原子炉用制御フロート装置を
提供することにある。

【課題を解決するための手段】

この目的を達成するために、本発明は、強制循環冷却系
を有する原子炉において、その炉心部に装着した案内管
内に中性子吸収体を備えた制御フロートを挿入し、該制
御フロートは該案内管内を流れる冷却材の流動状態によ
って上昇若しくは降下可能となし、該中性子吸収体の位
置は定格運転時には炉心領域外に上昇し、冷却系の異状
時には炉心領域内に降下するようにしたものである。

【作　用】

案内管内の制御フロートは、案内管内を流れる原子炉冷
却材の流動状態が強ければ案内管内を上昇して最上方位
置を占めるところまで浮き上がることになり、反対に・
弱ければ最下方位置を占めるところまで案内管内を降下
することになる。冷却材の弱い流動状態が生じるのはポ
ンプ停止時若しくは極低流量時であるから、上記した制
御フロートの最下方位置で制御フロートに設けた中性子
吸収体が炉心領域内にあるようにすると、炉停止が自然
に達成される。また冷却材の強い流動状態が生じるのは
定格運転時であるから、制御フロートの最上方位置で該
中性子吸収体を炉心領域外にあらしめるようにすること
で、円滑な炉運転か自然に達成される。

【実施例】 第１図に本発明の要部である制御フロート１と、その案
内管５を示す。制御フロート１は例えばＢ４Ｃ等の中性
子吸収体２を充填せる被覆管３と、その被覆管３の下方
に設けられた底かない中空管であるスカート４とから成
る。中性子吸収体２はその長さＬｌを炉心８高さにほぼ
等しくし、スカート４の長さＬ２は下部止め具７と炉心
８下端間の距離にほぼ等しくする。 案内管５は従来の制御棒案内管と同程度の直径でよい。 制御フロート１を挿入した案内管５の上下端には、例え
ば十字状の止め具６．７が取付けられる。この止め具６
．７は原子炉冷却材が下部止め具７より案内管５内に流
入し、案内管５内を通って上部止め具６から流出するの
を妨げることなく、且つ制御フロート１が案内管５の上
方または下方から離脱させないようにするものである。 上記のように制御フロート１を挿入した案内管５は、第
２図と第３図に示したように、炉心８に複数本、通常の
制御棒の他に装着される。 ポンプ停止時若しくは極低流量時の状態（第２図参照）
で、スカート４の下端は下部止め具７に当接して、制御
フロート１は殆ど浮き上がっていない。しかもスカート
４の長さＬ２は下部止め具７と炉心８下端間の距離にほ
ぼ等しく、また中性子吸収体２の長さＬｌは炉心８の長
さにほぼ等しいことは上記したとおりであるから、中性
子吸収体２は炉心８の領域に留る。 原子炉の起動時、冷却ポンプの駆動により冷却材流量を
上昇させると（矢印は冷却材の流れを示す）、案内管５
の下部止め具７から流入した冷却材に押されて制御フロ
ート−１は浮上がり、中性子吸収体２は炉心８領域から
抜は出し、こうして炉出力は上昇していく。出力の制御
は従来の制御棒により行っても良い。定格運転時の状態
（第３図参照）換言すれば冷却材の流量が定格状態にあ
るとき、中性子吸収体２は炉心８の領域から完全に抜は
出て、炉出力は制御フロト１の影響を受けることはない
ようになる。 上部止め具６によって制御フロート１が案内管５から抜
は出したりはしない。 もし、配管破損やポンプスティック、電源喪失などによ
るポンプ停止が起き、原子炉冷却材が流れなくなり極低
流量になると、制御フロート１は降下して、スカート４
の下端が下部止め具７と当接するに至る。そうすると、
上述したところと同様、中性子吸収体２は炉心８領域に
留まるようになり、こうして炉停止が自動的に起きるこ
とになる。

【発明の効果】

本発明は、従来の電気回路を使った炉停止機構とは異な
り、いわば自然現象を利用したものといえる。したがっ
てこれを原子炉に併設するときには、炉停止機構の多様
化を図れることになり、原子炉安全性を高めるうえて有
効である。 しかも不測の事故で冷却材が流れなくなったとき或いは
極く僅かしか流れなくなったとき、万、制御棒か挿入さ
れなくても、炉停止が確実になされ、炉心の健全性を保
つことかできる。 更に、制御フロートの形状、重量等を適切に設計するこ
とにより、制御棒を作動させずとも、一定の出入口温度
差を保ちつつ起動から定格運転までの出力上昇、またそ
の逆が、達成できるという新たな期待が大きく広がる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の要部である制御フロートと案内管の一
部を破断して示した斜視図、第２図は第１図の制御フロ
ート装置を原子炉に組み込んで、極低流量時若しくはポ
ンプ停止時の状態を示した説明図、第３図は定格運転時
の状態を示した説明図である。 １・・・制御フロート、２・・・中性子吸収体、３・・
・被覆管、４・・・スカート、５・・案内管、６．７・
・・止め具、８・・・炉心、Ｌｌ・・・中性子吸収体の
長さ、Ｌ２・・・スカート４の長さ。 笥 層 図 第 ３図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、強制循環冷却系を有する原子炉において、その炉心
   部に装着した案内管内に中性子吸収体を備えた制御フロ
   ートを挿入し、該制御フロートは該案内管内を流れる冷
   却材の流動状態によって上昇若しくは降下可能となし、
   該中性子吸収体の位置は定格運転時には炉心領域外に上
   昇し、冷却系の異状時には炉心領域内に降下するように
   したことを特徴とする原子炉用制御フロート装置。