JPH0356899A - 高速増殖炉の緊急停止装置 - 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、高速増殖炉において冷即材が異常界ｆＡした
場合に速やかに核反応を停止させる高速増殖炉の緊急停
止装同に関する。

（従来の技術） 高速増殖炉においては、炉心にある核燃料の出力をｌｌ
，ＩｌｍするにＵ専ら中性子を吸収−４′る１ｊｌ　ｉ
ｌｌｌ　ＩＩが用いられるが、このｉ，ＩＩ１棒は、原
子炉の運転制御だけでなく原子炉の運１転が過渡状態に
陥って液体金属ナトリウム冷却材が異常昇湿した場合に
核反応を緊急停止させるのにも用いられる。

この緊急停止は、制御棒を炉心内に急速に押入して行う
訳であるが、この挿入は制ｌ２！Ｉ捧駆動機構とｔＩＩ
ＩＩＩＯ棒の自由落下を利用して行なう。そして制御捧
の自由落下は、υＩｔ）ＩＩ捧をマグネツ１−で懸吊し
てＪ３き、冷却材の異常胃渇時にはマグネツｉへの磁竹
を失わせて制御棒を落下させるマグネット方式によるの
が、構造上の１１ｉ純さ、および落下に機械的動作が不
要で故陣が少ないなどの点で優れている。

第６図１１このマグネット方式による高速増＋ｌ″ｉ力
１の緊急停止装置の断面図である。

ゐ１１１１１棒上部案内管１は、原子炉圧力容器（図示
せず）内に張られた液体金属ナトリウム冷ｒＪ１　＋４
　２に一部投入して重ｊ１２される。ａＩｌｌ　ｔｌｉ
ｌ棒−Ｅ部案内管１の下端には、上部に複数の開孔３を
打ずる冷却材導入管４が接続される。連通されたｉｌ．
ＩＪｌ棒上部案内管１と冷却材導入管４の２つの管内に
ｉ．ｔ　ｉ＋（１　（！ＩＩ棒延長情５が上下に移８月
能に収容される。Ｌｌｌ　ｌｌＩＩ捧延長情５の下端に
｝よ、キュリー点電磁石６を介して制御棒７が磁力によ
って懸吊される。

冷却材導入管４の下喘から間孔３にかけての内部には、
多数の孔を右する円筒状の計ｉ！ｌｌＩｉ！支持簡８が
設けられ、その上端は盲板９で冷却材導入管４に接続さ
れる。またこの計３１１１支持筒８は多数の孔１０を右
する計測線支持筒平板状のサボータ１１によって複数の
箇所で縦方向に冷却材導入管４に固定支持される。計測
線１２は、その下Ｓχを冷却材導入管４の下端とほぼ揃
えて計測線支持筒８の外側に複数本接看される。計測線
１２は、冷却材尋入管４の下端における冷却材の濡１１
、流連等を計測するものである。

制卯棒７の下部はａｌｌ１御棒下部案内管１３に沖入さ
れ、制御棒下部案内管１３の周囲には燃料棒東合体案内
管１４が配置される。

制御棒７は、ｆ．ｌＩ　ｔｌｌ棒延長管５の上部にある
制御棒駆動機構（図示せず）によって、１ｉ１１　１棒
延長管５を介してＩＩ　１１棒下部案内＠１３内を上下
に移動し、炉心（図示せず）に出し入れされる。

他方冷却材２は炉心から制御棒下部案内管１３と燃料棒
集合体案内管１４を通過して上界してくる。燃料棒案内
管１４を通ってくる冷却材２ａは８編（通常出口温度が
５００〜５５０℃）で、制御棒下部案内管１３を通って
くる冷却材２ｂはそれより低温《通常出口温度が４００
℃前１＊）である。

冷却材２ｂｉ，ｔυＩｔｌｌｌ棒下部案内管１３から流
出した後、大部分が冷ｎＪ材導入管４内に設置された５
１測線支持筒８内に案内される。他方冷却材２ａは、燃
訃１捧集合体１４から魔出した後、一部は冷７Ｊ′Ｉ材
２ｂと同様に直らにＳ’ｌ測線支持簡８に案内される。

しかし残りの一部ｌま、冷却材導入管４と計３１１１線
支１！Ｉｎ　８の間に入り込み，計測線支持局サボーク
１１の孔１０を経由した後よたは直ちに計測線支持８１
　Ｂの孔を通って計ＩＡＩ！．ｌ支持簡８内に案内され
る。

この後低腸の冷ｍ材２ｂと高４の冷Ｕｌ材２ａは、計測
線支１５　ｆｊ　８の孔を出入りしながらその内外で混
合を続（ノ、さらに上冒した１（、間孔３を通って帛用
材導入費４外へ排出ざれる。この際計測線支持筒８の外
側を上昇だ冷却材は、その上端で南板９に衝突し、一旦
計測線支持固８の内側に入って−Ｐ１り一点電磁石６に
接するかまたはその近傍を通過した後に、１；乃孔３に
向う。

このように冷ＩｊＩ材２ａ，　２ｂは、開孔３にｊ′り
）ｔリ゛る過稈でキュリー点′１ハ磁石６に接触する。

したがクでもし原子炉の運転が過渡状態に陥って特に冷
Ｗ材２ａが異常１したときは、キュリー点電磁石６がキ
ュリー温度以上の温度に晒されることになり、キュリー
点電磁石６は磁性を失う。その結果制御棒７は、これを
懸吊する力が消失して炉心内に自山落下し、原子炉Ｕ緊
急停止する。

ところで燃料棒集合体案内管１３から冷却材導入管４内
に案内される冷却材２ａは、前述のようにｔＳ温である
だけでなく流速も速い。このため冷郎材２ａは静圧が低
く、冷川材２ａと低温の冷７Ｊｌ材２ｂが合流する箇所
においては、冷却材２ｂが冷甜材２ａの方へ外側に゛舒
る流れとなる。したがって冷却｛４２ａが異常昇温して
も、冷却拐２ａは低潟の冷却材２ｂと十分混合されず、
冷！ＪＩ材導入管４内の管壁周辺を上昇して闇孔３から
冷却材導入管４外へ排出されることがある。この場合は
冷却材２ａの−ｔユリー温度以上の温度が、冷却材導入
管４内の中央部にあるキコリー点１甘潜石６になかなか
伝わらないというおそれがある。

また冷ＤＪ材２ａは、上述のように上昇時には↓ュリー
点電磁石６に接触せず、第６図に矢印で示すＪ：うに、
冷ｉＪ′ｌ！イ導入管４の上部で反転したＩＱ　４−ユ
リー点’ｉｔｆｉ　Ｊｆｌ　ＴＪｂに１ｒｉ１かうこと
ｂある。この１易介は冷却材２ａが巽浴青，品しでも、
その温度が４フリー点；電鴎石６に伝わるまでに時間ノ
〕クかかる。

このように従来のマグネット式高速増蛸炉緊急ｆ・：’
　＋Ｉ：装ｎにおいては、冷ＩＪＩ材２２｝のＳヱ粛冒
温に対して緊急停止の動作が必ずしも迅速に｛ラわれな
いというＪ３ぞれがおった。

（介１ｕｌが解決しようど寸る課題） 以上説明したように、従来のマグネット方式による高ｊ
・七増殖炉の緊急停止装直において１よ、燃Ｉｔ棒集合
休案内管から冷＋Ｊ］　４４導入管に案内される冷却材
が異常界温しでｂ、制御棒が速やかに炉心に落下！ｌｉ
人されないというおそれがあった。

本発明は土記事悄に鑑みてなされたものであり、冷７４
１材の異常？ｔ編という１悪に対して速やかに制御捧を
炉心に落下伸入させて核反応を停止さけることができる
高速増殖炉の緊急停止装躍を１？供することを１］的と
寸る。

〔発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は上，Ｉｔ！課題を解決寸るために、高連増禎炉
の炉心上部に垂設される玲ＴＡ　＋Ａ’１９人管と、こ
の冷却材導入管の管山に上下に移動可能に収められる制
御棒延長管と、このｉｌｉｌ＋御棒延長管の下端に−１
ユリー点電磁石を介して懸吊ざれ、炉心に山し入れされ
る制１１１４＋と、前記制御棒延長管の管内に熱膨張時
に前記制御捧を抑圧可能に収谷された熱膨張体とを具備
する高速増蝙炉の緊急停止装首を捉供する。

本発明はまた、高速増加炉の炉心上部に垂設される冷７
Ｊｌ材導入管と、この冷却材導入管の管内に上下に移動
可能に収められる制Ｗ捧延艮管と、この制御棒延長管の
下端にキュリー点゛市磁石を介して懸吊ざれ、炉心に出
し入れされる制御棒と、前記冷却材導入管の管内に前記
キュリー点電磁石を取り囲んで設置される冷却材の旋回
流発生装着とを貝ｌ！する高速増殖炉の緊急停止装置を
も提供する。

（作用） 本弁明によれば、従来のマグネット方式の緊急停止装冑
に加えー（、イ１リ卯捧′ｉ艮管内に、熱膨張体を熱膨
偶時に制御杯を押Ｌ［可能に収容したため、’？＠＃Ｉ
材が十分に混合されず、１′：１り一温度以Ｆの冷ノ』
１月が１ユリーど、１１Ｒ磁石に接触しているときでら
、その温度は熱膨娠休に伝今し、熱膨張体が膨張して制
御棒を押圧する。すると制御棒延長管と訓御棒の間には
ギャップが生じ、一トコリー点電磁石の漏洩磁束Ｓ増加
して制御捧の牽引力が但下づろ。そのれ２果１１１１　
’ｉｌｌ　Ｉ＋は炉心に向かって落下・ｌＩ１１人され
る。

また本允明に．Ｊｊいてはさらに、従来のマグネツ１〜
方式の緊急Ｐ：｛正Ｗｉ＆に加えて、キ］り一点電Ｌ｛
１石の周囲に冷却刊の旋回流允生装置を設１ノだものも
提供される。この揚合ｉよ高喝の冷却材と低温の冷ＪＪ
ｌ材が冷却材の旋同流Ｒ生ＫＹにＪ，って十分混合され
、冷Ｕ］村の上ｙｙ　１．７に，１コリー点電圃石に援
触リる。したがって高温の冷？，ＩＩ材ｌメ↑１り一温
ｊ％以上の温度になれば、・（の温咲｛よ速やかに［コ
リ一点電磁石に伝導し、キュリー点電磁石は磁性を失っ
て制御棒が炉心に向かって落下・挿入される。

（実施例） 以下第１図ないし第５図を参照して本弁明の実施例を説
明する。

第２図は、本発明の第１実膿例に係る高速ｉｔ１殆炉の
緊急停止装買全体を示す縦断面図である。また第１図は
第２図の要部拡大図である。

この実施例に係るハ速増殖炉の緊急停止装置の基本的構
成は第６図に示したものと実質的に異ならないので、対
応づ−る箇所には同一の符月を｛ｊ？ｊことによりその
説明を省略する。

この実施例の高連増殖炉の緊急停止装置にＪ５いては、
制御棒上部案内管１は、１方が炉心上部を覆う遮蔽ブラ
グ１５をｄ通し、フランジ部１６によって遮蔽ブラグ１
５から懸吊される。そして制仰捧上部案内管１内を上下
に移動するｆｆｉｌｌ　ＩＩＩ棒延艮管５は、上端にノ
−ット１７が形成され、このナツ１〜１７にスクリュー
’ｌ！！１　１　Ｂ　／）＜ねじ込まれーＣ制闘捧ｆ長
管５を懸吊する。ここで制御棒上部案内管１の遮蔽ブラ
グ１５の員通箇所の内聖には中竹子鴻蔽体１９が設けら
れ、この中性子遮蔽体１９の丁ζ喘と制御捧延艮恰５の
下喘にベローズ２０が接続して、中性子遮蔽の完全を図
る。

ルリ郊捧延長管５の冷ｆＪｌ拐２に投入された部分には
、複ｌｉｔ　ノ冷／Ｊｌ　ｕ　ｍ　出入孔２１を．：Ｒ
ｆｔ、ｌｌｒ’ｌ　ｉ２０　Ｊ！証長管５の内部にこの
冷ＩＪＩ４オ流出入孔２１と通ずる容器２２を設置する
。このδ幇２２内には、アンバー鋼等でできた熱膨張し
にくい熱膨張体保護管２３が、下端を制御捧７に囚定さ
れて収古される４そしてこの熱膨張体保譲管２３内には
、Ｓ　Ｕ　Ｓ等の熱膨張体２４が、上端をネジ２５で固
定されて、熱膨張時に下端が制ｌ２Ｉｌ棒７を押圧でき
るように収容される。

この実施例によれば、燃料棒集合体案内管１３から冷郎
材導入管４に流入する高温で流れの速い冷却材２ａと、
制御棒下郡案内管１２から冷ＤＩ　４４導入管４に流入
する低記で流れの遅い冷ＩＪＪ材２ｂは、たとえ相互に
よく混合されなくても、冷ＪＪｌ材流出入孔２１を通じ
て容器２２内を行き来する。

従ってもし冷！ＪＩ材２　ａ　ｈ＜　’Ｊ？．常胃渇し
たとぎは、；イ幇２２内の冷Ｊｕｌ材２ａ，２ｂが不十
分々混合によってキュリー温度以上の温度にならむくて
ち、熱膨張休２４は熱膨張する。ところがこの熱膨張１
｛，２　４　ｔ．ｔ上喘の位置が熱膨張しにくい熱膨張
体保み笛・２３とネジ２５で固定されているため、膨張
Ｇ１専ら下方向に向かう。そのためｉ＋＋ｉ　’［１１
］棒７を押丹て、υＩｔ）１１棒延艮管５と制御棒７の
間に−１τヤップｈで生ずる。するとキュリー点電磁石
６のｊ．一洩磁束／ノ１増加して．ｔ，ＩＩ　ｌ棒７の
牽引力が弱まり、制卯捧７はａＩＩ１６ｌｌ捧案内管１
３を通って炉心に落下・挿入される。

従ってこの実施例によれば、冷却材２ａが異’ｌ”；；
シＩ濡したときは、冷却材の不十分な混合のためにｔユ
リー点ｆｆｉｌ４石６周囲の冷７Ｊ］４４がキュリー１
門鳴以上の温度にならなくても制郊棒のスクラムを｛ｉ
なうことができる。

次に木発明の第２実７７！例を第３図ないし第５ＬＡを
参照して説明する。第３図はこの丈施例に係る＾速増殖
炉の緊急停止装δ全体を示す縦断面図で、第４図は第３
図の要部拡大図である。

この実施例に係る高速増殖炉の緊急停止１４Ｖ’？のＬ
１木的構成は第２図に示したものと実！１的にｙシなら
ないので、対応ずる箇所には同一の符０を付すことによ
りその説明を省略する。

この実施例の高速増頬炉の緊急摩止装誇にｄ３いては、
冷却材導入管哨のト端から盲！ｆ９にかけての内壁に、
電磁コイルを用いた冷Ｗ何の旋回流允生装ｉｉ！ｆ２６
を設置する。

第５図は第４図の■−ｖね断面図である。第３図におい
て第２図とｌｉｉｌ様のＣ２所に１ｊ同一の符［４を（
、１ヶことによりその説明を省略する。

この実ＩＩＡＰＩ４によれば、燃ｖ１棒集合体案内管１
３から冷ｍ材導入管４に流入寸る高温で流れの速い冷胡
材２ａと、制Ｓ棒下部案内管１２から冷却材導入管４に
流入する低温で流れの遅い冷ＩｉＩ０２ｂは、冷ＪＪＩ
材の旋回流介（［装置２６によって発生する旋回流のた
めに十分に混合され温度が均一に＜６る。そして第４図
に矢印で示すように、制御棒７の周りを旋回しながら上
Ｈし、キュリー点゛市磁石６に接触する。この実施例に
よれば、従来のように高温の冷ＩＩ材ａが冷却材導入管
４内の管壁周辺を上昇してキュリー点Ｔｉ磁石６に接触
せずに通過した後反転下降してキュリー点電磁石６に接
触するという事態は発生しない。

したがって、しし冷却材２ａがキコリー点温度を超えて
異常昇温すれば、その４度は十分に混合された冷胡材２
ａと２ｂの上昇旋回流ごと速ヤＪかにキュリー点電磁石
６に伝号される。そうすればキュリー点電磁石６はｌａ
ｔ！！を失うため、制御棒７は１１１１１　６０棒下部
案内管１３を通って炉心に落下・｝Φ入される。

このように本実施｛偶によれば、冷ＩＪｌ材２ａが５゜
２常１したときはその温度が速やかにキュリー点電磁石
６に伝わり、迅速なスクラムを行うことができる。

〔発明の効果〕

以上３１明したように、本允明にＪ２れば、マグネツ１
〜式の高速増殖炉緊急停止装ｎにＪ５いて、Ｈｉｌｌ御
棒延長管内に熱膨張体を、熱膨張時にυ１即棒を抑圧可
能に収容したため、冷却村が−ｖ１り一温１文以下の異
常ｔＩ　Ｑをしたとさ“Ｃｂ、スクラムを動かせること
ができる。

また本発明によれ（ま、冷７ＪＩ　＋４　４人？１内｛
二キュリー点電磁石を取り囲んで冷小月の旋１ｉ−ｊｌ
流発生ｇ　７１を設置したため、異帛ＴＡ温した冷ＤＩ
　４４　＋１０（潟の冷却材ともよく泥合して編度が均
一化され、くのｄハ度は士胃旋回流にのってキ１り一点
市磁石に伝わる。したがって冷却材が異帛冒渇したとき
は速やかにスクラムを働かせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第３図はそれぞれは木介明の第１および第
２実施例に係る高速増加炉の緊急停止裂置の縦断而図、
第２図と第４図番よそれぞれ第１図と第３図の要部拡大
図、第５図は第４図のＶ　−．　Ｖね断面図、Ｊ３よび
第６図は従来の高速増殖炉の緊二ｔ停止装ｎの縦断面図
である。 ５・・・υｊ御棒延長管、６・・・ギュリー点電磁７ｊ
、７・・・ｖｌ御棒、２４・・・熱膨張体、２６・・・
冷１（Ｉ材の旋回流允生装ｎ０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、高速増殖炉の炉心上部に垂設される冷却材導入管と
   、この冷却材導入管の管内に上下に移動可能に収められ
   る制御棒延長管と、この制御棒延長管の下端にキュリー
   点電磁石を介して懸吊され、炉心に出し入れされる制御
   棒と、前記制御棒延長管の管内に熱膨張時に前記制御棒
   を押圧可能に収容された熱膨張体とを具備する高速増殖
   炉の緊急停止装置。 ２、高速増殖炉の炉心上部に垂設される冷却材導入管と
   、この冷却材導入管の管内に上下に移動可能に収められ
   る制御棒延長管と、この制御棒延長管の下端にキュリー
   点電磁石を介して懸吊され、炉心に出し入れされる制御
   棒と、前記冷却材導入管の管内に前記キュリー点電磁石
   を取り囲んで設置される冷却材の旋回流発生装置とを具
   備する高速増殖炉の緊急停止装置。