JPH04104089A - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は異常発生時に制御棒をその駆動機構から分離、
落下させて原子炉を非常停止させる型式の原子炉停止装
置に係る。

（従来の技術） 一般に、高速増殖炉において使用される原子炉停止装置
は、緊急時に原子炉トリップ信号によりスクラム動作を
行うようになっている。而して、現在上記のような原子
炉停止系の信頼度を向上させるため、原子炉トリップ信
号を発する計測器、リレー、遮断機等の電子系の設備を
介することなく、原子炉内の物理現象により直接的にス
クラムさせることができる停止系が考えられており、そ
の一つとしてキュリー点電磁石を利用した原子炉停止装
置がある。

第４図は前記キュリー点電磁石方式の原子炉停止装置の
構成を示す縦断面図、第５図はその要部拡大縦断面図で
ある。第４図において、図示省略の原子炉容器の上部を
閉ざす遮蔽体１には、図には１箇のみを示す案内管２が
規則的な配置で複数筒数けられている。案内管２内には
下端に電磁石３を具えた延長管４が同心的に配置されて
おり、この延長管４の上端部は荷重検品器５を介し、後
に説明する駆動機構によって駆動されるケース６下面に
結合されている。

駆動機構は前記案内管２の延長上にあり前記ケース６を
包囲する駆動機構ハウジング７と、このハウジング内上
部に設けられた駆動モータ８およびこれにより回転され
るボールねじ９とを具え、前記ケース６はその上面中心
のナツト１０を前記ボールねじ９に螺合させている。

電磁石３の下面にはアーマチュア１１が配置されており
、アーマチュア１１の下面には制御棒１２が連結されて
いる。さらに、前記案内管２の上端内フランジ下面と前
記延長管４下端近傍のフランジ４ａとの間は、ベローズ
１３によって連結され原子炉容器内とその外部とはシー
ルされている。

電磁石３は第５図に示すように励磁用のコイル１４を具
える。このコイルの内外には鉄心１５が配置されている
。この鉄心１５のコイル１４内側の部分下面中心にはピ
ン状の突起１５ａが設けられている。

前記アーマチュアエ１はコイル１４に対応する径の円板
状の内側鉄心１６と、これを同心的に包囲し温度依存性
の透磁率を示すキュリー点材料からなるリング状の温度
感知部１７とにより構成され、前記内側鉄心１６上面中
心には前記突起１５ａに係合する凹陥部１６ａが設けら
れている。

なお、図中１８は励磁用ケーブル、１９は直流電源装置
を示している。

上記構成の従来の原子炉停止装置の作動は以下に説明す
る通りである。先ず、駆動モータ８の回転によるボール
ねし９の回転によって延長管４は案内管２内を上下動す
る。制御棒１２の掴み時には前記駆動モータ８の回転に
より延長管４を下降させ、延長管４下端の電磁石３を制
御棒１２上端のアーマチュア１１に接触させる。この状
態で電磁石３のコイル１４に通電してコイル１４の周囲
の鉄心１５に磁場を与えると、磁力線は電磁石の鉄心１
５のコイル１４の外側にある部分、アーマチュア１１の
温度感知部１７、内側鉄心１６、電磁石の鉄心１５のコ
イル１４の内側にある部分を連ねる磁気回路を通ること
となり、電磁石３の下面とアーマチュア１１の上面との
間に磁着力が発生する。よって、延長管４を昇降させる
ことによって制御棒１２を昇降させることができる。上
記の制御棒の昇降によって平常運転時の原子炉の制御が
行われる。

一方、炉内温度が温度感知部１７を構成するキュリー点
材料による設定温度を超えると、これにより制御棒１２
と延長管４との結合が解除され、制御棒は落下し原子炉
はスクラムされる。

すなわち、燃料集合体出口から流出した高温の冷却材が
アーマチュア１１の近傍に到達すると、磁気回路の一部
をなす温度感知部１７の温度がそのキュリー点以上に上
昇し、その磁気特性が変化して電磁石３とアーマチュア
１１との磁着力が減少する。これにより、制御棒１２が
落下し原子炉は自動的にスクラムされる。

（発明が解決しようとする課題） 上記構成の原子炉停止装置において、その停止動作は原
子炉トリップ信号による動作と、アーマチュア１１の温
度がキュリー点以上となってなされる動作との２種類が
ある。前者の場合はスクラム信号により電磁石３への励
磁電流が遮断されることによりスクラムがなされ、後者
の場合はアーマチュア１↓の温度感知部１７の温度がキ
ュリー点以上となってそれが弱磁性体となることにより
スクラムがなされる。

上記何れの場合においても電磁石３に対する励磁用ケー
ブル１８が健全であり、励磁用の直流電源装置１９が健
全であれば何等問題はないが、例えば励磁用ケーブル１
８の断線、接触不良、直流電源装置１９の故障等による
励磁電流の低下または消滅等があれば、不必要な原子炉
スクラムを生しるおそれがある。

上記のような不必要な原子炉スクラムの発生は、原子炉
の安全性および原子炉停止装置の信頼性の面で問題であ
るばかりでなく、原子炉の稼働率の低下を生じるもので
あり好ましくない。

本発明は上記の事情に基づきなされたもので、励磁用ケ
ーブル、直流電源装置等の不調による不必要な原子炉ス
クラムの発生を最小限とした原子炉停止装置を提供する
ことを目的としている。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明の原子炉停止装置は、電磁石により制御棒を吸着
して吊り下げ、スクラム信号または炉内温度の所定温度
への到達により前記吸着力を消失させ、前記制御棒を落
下させて原子炉をスクラムさせる原子炉停止装置におい
て、前記電磁石には主コイルおよび副コイルを設け、こ
れ等の主、耐雨コイルを各々付勢する主、副両直流電源
装置およびこれ等の主、副両直流電源装置と前記主、副
筒コイル間を接続する主、副両励磁用ケーブルをそれぞ
れ独立のものとし、前記主コイルによる一励磁系故障の
場合には前記副コイルによる励磁系に自動的に切り換え
るようにしたことを特徴とする。

（作用） 上記構成の本発明原子炉停止においては、制御棒を吸着
する電磁石の励磁系を二重系として、常用の主コイル′
の励磁系が故障した場合にはバックアップ系として設け
た副コイルの励磁系が直ちに作動させられるから、励磁
系の故障により不必要な原子炉スクラムを生じるおそれ
はない。

（実施例） 第５図と同一部分には同一符号を付した第１図は本発明
一実施例における電磁石の構成を示す断面図、第２図は
前記実施例の全体構成を示すブロック図、第３図はその
要部である電源切換装置の構成を示すブロック図である
。

第１図において、本発明における電磁石３は主コイル１
４ａとこれを同心的に包囲する副コイル１４ｂとを具え
る。また、それ等のコイルに対する励磁用ケーブルも１
８ａ、１８ｂと各独立に設けられている。さらに、前記
主励磁用ケープ１８ａ、副励磁用ケーブル１８ｂは別ル
ートを通し、それ等が同時に断線しないようにすること
が望ま　。

しい。　　　　　　　゛ 第２図は前記電磁石の励磁系統を示している。

すなわち、主コイル１４ａは主励磁用ケーブル１８ａに
よって、副コイル１４′ｂは副励磁用ケーブル１８ｂに
よって、それぞれ電源切替装置２０を介して主直流電源
装置１９ａ、副直流電源装置１９ｂにそれぞれ接続され
ている。なお、上記主直流電源装置１９ａ、副直流電源
装置１９ｂはそれぞれ交流無停電電源２１によって付勢
されている。

第３図は上記電源切替装置のブロック図である。

この図において、主直流電源装置１９ａに接続された入
力回路２２ａ、副直流゛電源装置１９ｂに接続された入
力回路２２ｂを具え、こ−れ等の主、副両入力回路２２
ａ、２２ｂは判定・警報回路２３に選択的に接続されて
いる。また、上記判定・警報回路２３は出力回路２４ａ
、出力回路２４ｂにそれぞれ選択的に接続され、上記出
力回路２４ａには主励磁用ケーブル１８ａが、出力回路
２４ｂには副励磁用ケーブル１８ｂがそれぞれ接続され
ている。

判定・警報回路２３は各入力回路の出力を受入れ通常状
態では各直流電源装置１９ａ、１９ｂの出力電圧、出力
電流を選択的に監視している。

上記のように本発明原子炉停止装置においては、電磁石
３の励磁系が゛二重系とされている。

以下、上記実施例の作動につき説明する。先ず、通常の
状態にあっては、電磁石３は主直流電源装［１９ａによ
り主励磁用ケーブルＰ８’ａを介して通電される主コイ
ル１４　”’ａ　”ｆｃよって励磁される。

今ここで、主励磁用ケーブル１８ａの断線、接触不良等
の事態が発生したとする。電源切替回路２０は、上記の
主励磁用ケーブル１８ａが断線または接触不良となった
場合には、入力回路２２ａからめ入力信号により通常の
□電源電圧で励磁量流が喪失または不安定となったこと
を検出し、主励磁用ケ′−プル１８ａが故障した旨の警
報を発生する。

また、主直流電源装［１９ａの故障等によって励磁用電
流の供給が不安定となった場合には、電源電圧が喪失ま
たは不安定と入ったことを検出し、主直流電源装置１９
ａが故障した旨の警報を発生する。これ等の警報の発生
と同時に入力回路２２ａ、出力回路２４ａを遮断すると
ともに、入力回路２２ａを入力回路２２ｂに、出力回路
２４ａを出力回路２４ｂにそれぞれ切り換える。

上記のように主コイル１４ａを付勢する主直流電源装置
１９ａ、主励磁用ケーブル１８ａに何等かの故障が生じ
た場合には、バックアップ系である副直流電源装置１９
ｂ、副励磁用ケーブル１８ｂ、副コイル１４ｂが直ちに
作動状態におかれ、電磁石３は減勢されることはないか
ら、不必要な原子炉スクラムを生じることはない。なお
、前記判定・警報回路２３は通常の主コイル１４ａによ
る電磁石３の励磁時において、副コイル１４ｂに微弱な
電流を流してこれを常時監視し、副直流電源装置１９ｂ
、副励磁用ケーブル１８ｂの状態を監視し、それ等に異
常がある場合には警報を発生する機能をも具えている。

なお、上記実施例の原子炉停止装置としての他の作動は
、第４図、第５図につき説明した従来の原子炉停止装置
におけると同様である。

なお、本発明は上記実施例のみに限定ぎわない。

例えば主励磁用ケーブル１８ａ、主直流電源装置１９ａ
の故障の確率を考慮して、主励磁回路の系統数に対して
副励磁回路の系統数を１＝１以下とすることができる。

すなわち、回路切替装置！２０内に複数の電磁石に対す
る主直流電源装置に対応する入力回路を設け、これより
少数または単一の出力回路を設けるようにすればよい。

［発明の効果］ 上記から明らかなように本発明の原子炉停止装置におい
ては、制御棒を吸着する電磁石の励磁系を二重系として
、常用の主コイルの励磁系が故障した場合にはバックア
ップ系として設けた副コイルの励磁系が直ちに作動させ
られるから、励磁系の故障により不必要な原子炉スクラ
ムを生じるおそれはなく、原子炉の安全性および原子炉
停止装置の信頼性を向上させることができ、原子炉の稼
働率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例における電磁石の構成を示す断
面図、第２図は前記実施例の全体構成を示すブロック図
、第３図はその要部である電源切換装置の構成を示すブ
ロック図、第４図前記キュリー点電磁石方式の原子炉停
止装置の構成を示す縦断面図、第５図はその要部拡大縦
断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　電磁石により制御棒を吸着して吊り下げ、スクラム信
   号または炉内温度の所定温度への到達により前記吸着力
   を消失させ、前記制御棒を落下させて原子炉をスクラム
   させる原子炉停止装置において、前記電磁石には主コイ
   ルおよび副コイルを設け、これ等の主、副両コイルを各
   々付勢する主、副両直流電源装置およびこれ等の主、副
   両直流電源装置と前記主、副両コイル間を接続する主、
   副両励磁用ケーブルをそれぞれ独立のものとし、前記主
   コイルによる励磁系故障の場合には前記副コイルによる
   励磁系に自動的に切り換えるようにしたことを特徴とす
   る原子炉停止装置。