JPH04204199A - Fuel breakage detector - Google Patents

Fuel breakage detector

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Publication number
JPH04204199A
JPH04204199A JP2330512A JP33051290A JPH04204199A JP H04204199 A JPH04204199 A JP H04204199A JP 2330512 A JP2330512 A JP 2330512A JP 33051290 A JP33051290 A JP 33051290A JP H04204199 A JPH04204199 A JP H04204199A
Authority
JP
Japan
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control rod
sodium
extension shaft
electromagnet
arms
Prior art date
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Pending
Application number
JP2330512A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takayoshi Hikichi
引地 貴義
Shigehiro Shimoyashiki
下屋敷 重広
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2330512A priority Critical patent/JPH04204199A/en
Publication of JPH04204199A publication Critical patent/JPH04204199A/en
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To detect breakage of a fuel as early as possible without providing a dedicated equipment separately by making a coolant sodium flow into a sodium pot to send a gas to a radiation detector as generated by bubbling the sodium with the blowing of an argon gas thereinto. CONSTITUTION:A radioactive fission product FP released into a coolant sodium 7 from a fuel pin broken flows to an upper guide pipe 34 of a control rod from a fuel assembly outlet directly or through a sodium introduction pipe and reaches a control rod 15 and a clipper or an electromagnet 29 on a flow of the sodium 7. Moreover, the FP rises through a sodium passage pipe 43 to a sodium pot 42 within an extension shaft 31 on an ascending current of the sodium 7. In the pot, the FP shifts to a slight argon gas space 45 of the pot 42 forcibly without being diluted so much from the sodium 7 with a forcible bubbling of an argon gas from an argon gas supply pipe 44. Then, it is carried to a radiation detector within a argon gas transfer pipe 46 by a gas pressure to measure a radioactivity level of the FP.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高速増殖炉(以下FBRと略す)の燃料の破
損検出装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a fuel damage detection device for a fast breeder reactor (hereinafter abbreviated as FBR).

〔従来の技術〕[Conventional technology]

原子炉運転中に炉心燃料が破損すると、燃料ビン内に蓄
積されていた放射性核分裂生成物(以下FPと略す)が
冷却材ナトリウム中に放出されてくる。放出されるFP
は、その破損規模がピンホール程度の小破損時にはカバ
ーガス空間に移行しゃすいXe、Kr等の希ガスが主と
なり、更に破損が拡大するとBr、I、CsやSr等の
揮発性、あるいは不揮発性のFPが放出されてくる。す
なわち、放出されたFPは冷却材ナトリウムの流れにの
って1次冷却系内に分散されるばかりでなく、冷却材ナ
トリウムからカバーガス空間に移行するものちあるため
、原子カプラントは広範囲l二わたりFPによって汚染
される可能性がある。プラントのFPによる汚染拡大を
防止するためには燃料破損の早期検出とその破損規模の
把握、並びに必要に応じて素早く原子炉を停止する必要
がある。
When the core fuel is damaged during reactor operation, radioactive fission products (hereinafter abbreviated as FP) accumulated in the fuel bottle are released into the coolant sodium. FP released
When the damage is as small as a pinhole, rare gases such as Xe and Kr migrate into the cover gas space, and when the damage becomes larger, volatile or non-volatile gases such as Br, I, Cs and Sr are released. Sexual FP is released. In other words, the released FP is not only dispersed in the primary cooling system along with the flow of coolant sodium, but also migrates from the coolant sodium to the cover gas space, so the atomic couplant can be used over a wide range of l2. There is a possibility of contamination by crossing FP. In order to prevent the spread of contamination due to plant FP, it is necessary to detect fuel damage early, understand the scale of the damage, and quickly shut down the reactor if necessary.

また、プラントの稼動率低下をくい止めるためには破損
燃料の位置を早期に同定し、燃料破損により素早く破損
燃料を原子炉外へ取除くことが必要である。一般に、燃
料破損の検出、その破損規模の把握及び破損燃料の位置
の同定は上記した燃料破損時に冷却材ナトリウム中に放
出されるFPを専用の装置をプラントに設置して検出す
ることにより行われている。
In addition, in order to prevent a drop in plant availability, it is necessary to identify the location of damaged fuel at an early stage and quickly remove the damaged fuel from the reactor due to fuel damage. In general, detection of fuel damage, understanding of the scale of the damage, and identification of the location of the damaged fuel are carried out by installing a dedicated device in the plant to detect the FP released into the coolant sodium during the above-mentioned fuel failure. ing.

第9図は一般的なループ型FBRの概略図を示したもの
であり、以下第9図により従来技術を説明する。第9図
において、遮蔽プラグlにより上記を塞がれた炉容器2
内の炉心3に装荷されている燃料4で発生した熱は、ポ
ンプ5の駆動力で1次冷却系の配管6内を流れる冷却材
ナトリウム7の流れにのって中間熱交換器8に運ばれ、
ここで2次冷却系(図示せず)へ熱が伝えられていく。
FIG. 9 shows a schematic diagram of a general loop type FBR, and the prior art will be explained below with reference to FIG. In FIG. 9, the furnace vessel 2 is closed off by a shielding plug l.
The heat generated in the fuel 4 loaded in the core 3 is transported to the intermediate heat exchanger 8 by the flow of coolant sodium 7 flowing in the piping 6 of the primary cooling system by the driving force of the pump 5. Found out,
Here, heat is transferred to a secondary cooling system (not shown).

第9図において燃料破損が生じた場合、その検出には2
つの方法がとられている。1つはカバーガス法といわれ
るもので、冷却材ナトリウム7中に放出された後、カバ
ーガス空間9に移行した希ガスFPのγ線や、希ガスF
Pの放射線崩壊で生成するRbやCs等のイオン性核種
を電気的に捕集しく別名プレシビテータ法)、それが放
出するβ線を放射線検出器10で検出する方法である。
If fuel damage occurs in Figure 9, two steps are required to detect it.
Two methods have been adopted. One is called the cover gas method, in which the gamma rays of the rare gas FP and the rare gas F that are released into the coolant sodium 7 and then transferred to the cover gas space 9 are used.
This method involves electrically collecting ionic nuclides such as Rb and Cs generated by the radioactive decay of P (also known as the precivitator method), and detecting the β rays emitted by the radiation detector 10.

他の方法は遅発中性子(以下DNと略す)法といわれる
もので、冷却材ナトリウム7の流れにのフで運ばれてく
るBrやI等のFPが放出するDNを1次冷却系配管5
に近接して設けたDN検出1i1i) 11により検出
する方法である。これらの方法でFPが検出され、判定
装[12でその放射能濃度が設定された制限値を越える
、あるいは越えたと判断されると、炉心3の真上に位置
する炉上部機構13内の原子炉停止装置14に指示を与
え、この装置により中性子吸収物質を内蔵する制御棒1
5を炉心3に落下させて原子炉の運転が停止されること
になる。
Another method is called the delayed neutron (hereinafter abbreviated as DN) method, in which DN emitted by FPs such as Br and I carried by the flow of the coolant sodium 7 is transferred to the primary cooling system piping 5.
This is a method of detection using a DN detection device 1i1i) 11 provided in close proximity to the DN detection device 1i1i). When FP is detected by these methods and the determination device [12 determines that the radioactivity concentration exceeds or has exceeded the set limit value, the atoms in the upper reactor mechanism 13 located directly above the reactor core 3 An instruction is given to the reactor shutdown device 14, and the control rod 1 containing the neutron absorbing material is
5 will be dropped into the reactor core 3, and the operation of the reactor will be stopped.

一方、破損燃料の同定には、1つの方法としては特開昭
58−5696号公報等に開示されているようなシツピ
ング法がある6例えば、第1O図に示すようなシツピン
グ装置16を使って行う。
On the other hand, one method for identifying damaged fuel is the shipping method as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-5696. conduct.

その方法は、原子炉運転中の炉心燃料の燃焼度や燃料集
合体17出ロ温度の変化等により破損の疑いのある燃料
ビン18を内蔵する燃料集合体17頂部にシツピング装
置16のシツピングポート19の下端部を密着させる。
This method involves installing a shipping port of the shipping device 16 at the top of the fuel assembly 17 containing a fuel bottle 18 that is suspected of being damaged due to changes in the burnup of the core fuel or the temperature at which the fuel assembly 17 exits during reactor operation. 19, and bring the lower ends of the parts into close contact.

続いて、燃料集合体17内の冷却材ナトリウム7をサン
プリング管20でナトリウムボット21に導き、アルゴ
ンガス供給管22より、このナトリウム中にアルゴンガ
スを吹き込んでバブリングし、ナトリウム中に含まれる
FPを強制的にガス空間23に移行させ、ガス移送管2
4により放射線検出器10に移行したFPを送って、そ
の放射能濃度を測定し、破損の有無を判定する。放射線
検出器10を出たFT’ガスを含むアルゴンガスは廃ガ
ス処理装置(図示せず)に送るか、第10図のように戻
りガス管25で炉容器2内力バーガス空間9に戻す、な
お、シツピングボート19の駆動はシツピング装置16
の駆動機構26で行われる。
Next, the coolant sodium 7 in the fuel assembly 17 is led to the sodium bot 21 through the sampling pipe 20, and argon gas is blown into the sodium through the argon gas supply pipe 22 to bubble it to remove FP contained in the sodium. The gas transfer pipe 2 is forcibly moved to the gas space 23.
4, the FP transferred to the radiation detector 10 is sent to the radiation detector 10, its radioactivity concentration is measured, and the presence or absence of damage is determined. The argon gas containing the FT' gas that has exited the radiation detector 10 is sent to a waste gas treatment device (not shown), or is returned to the internal bar gas space 9 of the furnace vessel 2 through a return gas pipe 25 as shown in FIG. , the shipping boat 19 is driven by the shipping device 16.
This is done by the drive mechanism 26 of.

他の同定方法としてタグガス法と呼ばれるものがある。Another identification method is called the tag gas method.

この方法は、あらかじめ燃料ビン18内部空間に核分裂
反応では生成しない”Kr。
In this method, "Kr" which is not generated by a nuclear fission reaction in the internal space of the fuel bottle 18 is prepared in advance.

IOK r 、  ””X e 、  ””X e等の
安定同位体を種種組合わせた位置指示ガス(タグガス)
を封入し、燃料破損が生じた場合にカバーガス空間9に
移行したタグガスをサンプリングして濃縮し、質量分析
装置によって分析し、そのタグガスのガス組成から破損
燃料の位置を同定するという方法である。
Position indicating gas (tag gas) that is a combination of various stable isotopes such as IOK r, ""X e, ""X e, etc.
In this method, when a fuel failure occurs, the tag gas that migrates to the cover gas space 9 is sampled, concentrated, and analyzed by a mass spectrometer, and the location of the damaged fuel is identified from the gas composition of the tag gas. .

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかし、上記の従来技術においては、以下のような欠点
があった。まず燃料破損検出法の1つのカバーガス法に
おいては、放射線検出管の測定対象であるFPは冷却材
ナトリウム7中からカバーガス中に移る割合(移行率)
が低(、またカバーガスの流れにのって検出器まで運ば
れるため、カバーガスで希釈することになり、このため
検出感度を低くしてしまう欠点があった。また、炉容器
2内のカバーガス空間9を満すアルゴンガスは炉内で高
密度の中性子にさらされて放射化し、強いγ線を出す”
 A rとなり、これがカバーガス中に大量に生成され
てくるため、希ガスFPのγ線測定において強い妨害源
となるという問題があった。
However, the above conventional technology has the following drawbacks. First, in the cover gas method, which is one of the fuel failure detection methods, the rate at which FP, which is the measurement target of the radiation detection tube, is transferred from the coolant sodium 7 to the cover gas (transfer rate)
(Also, since it is carried along with the flow of the cover gas to the detector, it has to be diluted with the cover gas, which has the disadvantage of lowering the detection sensitivity. The argon gas filling the cover gas space 9 is exposed to high-density neutrons in the reactor and becomes activated, emitting strong gamma rays.
Since Ar is generated in large quantities in the cover gas, there is a problem in that it becomes a strong source of interference in gamma ray measurement of rare gas FP.

他の検出法であるDN法においては、DN検出器11の
設置部には、大量の強い中性子が存在する炉心3部から
の中性子が漏洩してくる。これを遮蔽することはかなり
困難なため、DN検出器11の設置場所では漏洩中性子
により中性子のバックグランドが高くなり、非常に大き
な燃料破損が生じない限りDN信号と漏洩中性子による
パックランドとの区別がつかないという問題があった。
In the DN method, which is another detection method, neutrons from the core 3, where a large amount of strong neutrons are present, leak into the installation part of the DN detector 11. Since it is quite difficult to shield this, the background of neutrons will be high due to leaked neutrons at the installation location of the DN detector 11, and unless a very large fuel damage occurs, it will be difficult to distinguish between the DN signal and the pack land due to leaked neutrons. There was a problem that it didn't stick.

一方、破損燃料の位置同定法においては、まず上記従来
技術になるシツピング法は原子炉停止中あるいは非常に
低出力の運転中においての使用に限定され、かつ1本1
本の燃料集合体の検査をしなければならないため、装置
取付は取外し時間も含めるとかなりの時間を要する。ま
た、同定作業を実施するときには、例えばヘアークラッ
クのような微小破損の場合には、燃料ビンの破損孔が炉
停止あるいは炉出力低下のため燃料ビン被覆管の温度低
下も加わり自然に塞がってしまい、同定作業中FPが放
出されない可能性がある。このため、破損した燃料を見
出すことが困難であるという問題があった。
On the other hand, in the method of identifying the location of damaged fuel, the shipping method, which is the prior art described above, is limited to use during reactor shutdown or very low-power operation, and one-by-one
Because the actual fuel assembly must be inspected, installation of the device takes a considerable amount of time, including time for removal. In addition, when carrying out identification work, in the case of micro-damages such as hair cracks, it is important to note that the damaged hole in the fuel bottle will naturally close due to the reduction in temperature of the fuel bottle cladding due to the furnace shutdown or reduction in furnace output. , FP may not be released during the identification process. For this reason, there was a problem in that it was difficult to find damaged fuel.

次に、タグガス法では原子炉の大型化に伴い使用する燃
料集合体の数、すなわち燃料ビンの数が増大するが、こ
れに対しKrとXeのタグガスの組合せには数に限りが
ある。すなわち、炉が大きくなると各燃料ビンごとに固
有の組合せを持ったタグガスを含有させることができな
くなり、同一組成のタグガスを複数個の燃料ビンで同時
に使わねばならなくなる。このため、タグガス組成分析
だけでは破損した燃料を同定することが困難となる。ま
た、各燃料ビンごとに含有させるタグガス量はわずかで
あり、分析するためには大がかりなタグガス濃縮装置と
高精度な質量分析及び短時間に破損燃料を同定するため
には専用の解析コードを必要とすること等によってかな
り高コストになるという欠点があった。
Next, in the tag gas method, the number of fuel assemblies used, that is, the number of fuel bottles, increases as the size of the nuclear reactor increases, but on the other hand, the number of tag gas combinations of Kr and Xe is limited. That is, as the furnace becomes larger, it becomes impossible to contain a unique combination of tag gases in each fuel bottle, and tag gases of the same composition must be used simultaneously in a plurality of fuel bottles. For this reason, it is difficult to identify damaged fuel only by tag gas composition analysis. In addition, the amount of tag gas contained in each fuel bottle is small, and analysis requires a large-scale tag gas concentrator, high-precision mass spectrometry, and a dedicated analysis code to quickly identify damaged fuel. The drawback is that the cost is quite high due to the above.

本発明の目的は、かかる問題を解決するために、原子炉
の定格出力運転中又は停止中等の炉のいかなる運転状態
においても、専用の機器を別途設けることなく燃料破損
をいち早く検出し、破損規模の検知、破損燃料の同定、
又は必要に応じ、素早く制御棒を炉心に押入して炉を緊
急停止させることができる燃料破損検出装置を提供する
ことである。
In order to solve this problem, the purpose of the present invention is to quickly detect fuel damage without the need for separate dedicated equipment, in any operating state of the reactor, such as when the reactor is operating at its rated power or when it is shut down, and to detect the scale of the damage. detection, identification of damaged fuel,
Alternatively, it is an object of the present invention to provide a fuel failure detection device that can quickly push a control rod into a reactor core and bring the reactor to an emergency stop, if necessary.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的は、次のようにして達成することができる。 The above objective can be achieved as follows.

(1)冷却材中、あるいはカバーガス中に存在する核分
裂生成物を測定することにより燃料破損を検出する高速
増殖炉の燃料破損検出装置において、炉心真上に位置す
る炉上部機構内の常設機器内に設けられた冷却材のサン
プリングラインとナトリウムポット、不活性ガスにより
サンプリングした冷却材をバブリングした冷却材中に含
まれている核分裂生成物を強制的にカバーガス中に移行
させる不活性ガス供給管、この移行した核分裂生成物を
含む不活性ガスを放射線検出器に送る移送管、放射線検
出器、放射線検出器内の核分裂生成物を含む不活性ガス
用戻り管を有すること。
(1) Permanent equipment in the upper reactor mechanism located directly above the reactor core in a fuel failure detection system for fast breeder reactors that detects fuel failure by measuring fission products present in the coolant or cover gas. Coolant sampling line and sodium pot installed inside, inert gas supply that bubbles the sampled coolant with inert gas and forcibly transfers fission products contained in the coolant into the cover gas. a transfer pipe for sending the inert gas containing the transferred fission products to the radiation detector, a radiation detector, and a return pipe for the inert gas containing the fission products in the radiation detector.

(2)(1)において、制御棒の上端両側部に制御棒吊
り上げ用各腕と6腕の付根部近傍に各腕間の空隙内に冷
却材が流入する各人を設けた制御棒、制御棒の6腕の上
部に配設した磁性体と電磁石、電磁石と制御棒の駆動機
構内を結ぶ延長軸、延長軸内に設けられているナトリウ
ムポット、延長軸内と電磁石内を貫通し、一端はナトリ
ウムポットに、他端は制御棒の各腕間の空隙に通じてい
るサンプリングラインを有すること。
(2) In (1), a control rod is provided with each arm for lifting the control rod on both sides of the upper end of the control rod, and each person near the base of the six arms through which coolant flows into the gap between each arm. The magnetic body and electromagnet placed on the top of the six arms of the rod, the extension shaft that connects the electromagnet and the inside of the drive mechanism of the control rod, the sodium pot installed in the extension shaft, and the one end that passes through the extension shaft and the electromagnet. have a sampling line leading to the sodium pot and the other end to the air gap between each arm of the control rod.

(3)(1)において、制御棒の上端両側部に制御棒吊
り上げ用各腕と6腕の付根部近傍に各腕間の空隙内に冷
却材が流入する各人を設けた制御棒、制御棒の6腕の上
部に配設した磁性体と電磁石、電磁石と制御棒の駆動機
構内を結ぶ延長軸、延長軸内に設けられているナトリウ
ムポット、延長軸内を貫通し、一端はナトリウムポット
に、他端は延長軸の側面に通じているサンプリングライ
ンを有すること。
(3) In (1), a control rod is provided with each arm for lifting the control rod on both sides of the upper end of the control rod, and each person near the base of the six arms through which coolant flows into the gap between each arm. The magnetic body and electromagnet placed on the top of the six arms of the rod, the extension shaft that connects the electromagnet and the inside of the drive mechanism of the control rod, the sodium pot installed in the extension shaft, and the sodium pot that passes through the extension shaft and has one end attached to it. The other end shall have a sampling line leading to the side of the extension shaft.

(4)(1)において、制御棒の上端両側部に制御棒吊
り上げ用各腕と各駒の付根部近傍に各腕間の空隙内1こ
冷却材が流入する各人を設けた制御棒、制御棒の各駒の
上部に配設した磁性体と電磁石、電磁石と制御棒の駆動
機構内を結ぶ延長軸、延長軸内に設けられているナトリ
ウムポット、延長軸内と電磁石内を貫通し、一端はナト
リウムポットに他端は制御棒の各腕間の空隙に通じてい
るサンプリングラインと、一端はナトリウムポットに他
端は延長軸の側面に通じているサンプリングラインを有
すること。
(4) In (1), a control rod is provided with each arm for lifting the control rod on both sides of the upper end of the control rod, and one person near the base of each piece through which coolant flows into the gap between each arm. The magnetic body and electromagnet placed on the top of each piece of the rod, the extension shaft connecting the electromagnet and the inside of the drive mechanism of the control rod, the sodium pot installed in the extension shaft, the extension shaft passing through the inside of the extension shaft and the inside of the electromagnet, and one end The sodium pot shall have a sampling line at the other end leading to the gap between each arm of the control rod, and one end leading to the sodium pot and the other end leading to the side of the extension shaft.

(5)(1)において、制御棒の上端両側部に制御棒吊
り上げ用各腕と各駒の付根部近傍に各腕間の空隙内に冷
却材が流入する各人を設けた制御棒、制御棒の各駒の上
部に配設した磁性体と電磁石、電磁石と制御棒の駆動機
構内を結ぶ延長軸、延長軸内に設けられているナトリウ
ムポット、延長軸内を貫通し一端はナトリウムポットに
他端は延長軸側面に設けられ、他端部の入口には延長軸
の側面に沿って上昇してくる冷却材に向けて取付けた冷
却材の取入れ管を設けたサンプリングライン・を有する
こと。
(5) In (1), a control rod is provided with each arm for lifting the control rod on both sides of the upper end of the control rod, and each member near the base of each piece through which coolant flows into the gap between each arm. The magnetic body and electromagnet placed on the top of each piece, the extension shaft connecting the electromagnet and the inside of the control rod drive mechanism, the sodium pot installed in the extension shaft, and the extension shaft passing through the extension shaft with one end connected to the sodium pot and the other end. shall be provided on the side of the extension shaft, and the inlet at the other end shall have a sampling line with a coolant intake pipe installed toward the coolant rising along the side of the extension shaft.

(6)<1)において、制御棒の上端両側部に制御棒吊
り上げ用各腕と各駒の付根部近傍に各腕間の空隙内に冷
却材が流入する各人を設けた制御棒、制御棒の各駒の上
部に配設した磁性体と電磁石、電磁石と制御棒の駆動機
構内を結ぶ延長軸、延長軸内に設けられているナトリウ
ムポット、延長軸内と電磁石内を賞通し、一端はナトリ
ウムポットに他端は制御棒の各腕間の空隙に通じている
サンプリングラインと、延長軸を貫通し一端はナトリウ
ムポットに他端は延長軸側面に設けられ、他端部の入口
には延長軸の側面に沿って上昇してくる冷却材に向けて
取付けた冷却材の取入れ管を設けたサンプリングライン
を有すること。
(6) In <1), a control rod is provided with each arm for lifting the control rod on both sides of the upper end of the control rod, and each member near the base of each piece through which coolant flows into the gap between each arm. The magnetic body and electromagnet arranged on the top of each piece, the extension shaft connecting the electromagnet and the inside of the control rod drive mechanism, the sodium pot installed in the extension shaft, the inside of the extension shaft and the electromagnet passing through, and one end of the sodium pot. The other end of the pot is connected to a sampling line that leads to the gap between each arm of the control rod, and the extension shaft is connected to one end of the sodium pot, and the other end is provided on the side of the extension shaft. shall have a sampling line with a coolant intake pipe installed towards the rising coolant along the side of the pipe.

(7)(1)において、グリッパ方式の制御棒保持装置
、グリッパの駆動棒内部を貫通するサンプリングライン
を有すること。
(7) In (1), the gripper-type control rod holding device has a sampling line that penetrates inside the drive rod of the gripper.

(8)(1)において、グリッパ方式の制御棒保持装置
、グリッパの駆動棒の側面に設けたサンプリングライン
を有すること。
(8) In (1), the control rod holding device of the gripper type has a sampling line provided on the side of the drive rod of the gripper.

(9)冷却材中に存在する核分裂生成物を測定すること
により燃料破損を検出する高速増殖炉の燃料破損検出装
置において、制御棒の上端両側部に設けた制御棒吊り上
げ用の各駒と各駒の付根部近傍に各腕間の空隙内に冷却
材が流入する甚大を設けている制御棒、制御棒の各駒の
上部に配設した磁性体と電磁石、電磁石の真上にあって
下端部は電磁石と連結し上端部は遮蔽プラグで固定され
ている延長軸、制御棒の各駒の間の空隙に面して入口を
もち電磁石内と延長軸内を貫通して放射線測定装置に至
るナトリウム流通管、放射線測定装置、ナトリウム戻り
管を有すること。
(9) In a fast breeder reactor fuel failure detection device that detects fuel failure by measuring fission products present in the coolant, each piece for lifting the control rod installed on both sides of the upper end of the control rod. The control rod has a large hole near the base of the piece that allows the coolant to flow into the gap between each arm, the magnetic body and electromagnet are placed at the top of each piece of the control rod, and the lower end is directly above the electromagnet. An extension shaft that is connected to the electromagnet and whose upper end is fixed with a shielding plug, and a sodium flow pipe that has an entrance facing the gap between each piece of the control rod and passes through the electromagnet and the extension shaft to reach the radiation measuring device. , a radiation measuring device, and a sodium return pipe.

〔作用〕[Effect]

本発明は、原子炉には必ず設置される原子炉停止装置に
シツピング方式をとる燃料破損検出法の機能を具備させ
ることにより達成されるものである。すなわち、第11
図に示すように従来の一般的なFBRの原子炉には炉心
真上に位置する炉上部機構13に燃料集合体17の出口
温度を測定する温度計27のほか、グリッパ28、ある
いは電磁石29(特開平1−155295号公報)によ
って制御棒15を保持する原子炉停止装置が組み込まれ
ている。
The present invention is achieved by equipping a nuclear reactor shutdown device, which is always installed in a nuclear reactor, with a function of a fuel damage detection method using a shipping method. That is, the 11th
As shown in the figure, a conventional general FBR reactor has a thermometer 27 for measuring the outlet temperature of the fuel assembly 17 in the upper reactor mechanism 13 located directly above the reactor core, as well as a gripper 28 or an electromagnet 29 ( A nuclear reactor shutdown device for holding the control rods 15 is incorporated according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-155295.

第11図において、30は制御棒駆動機構、31は制御
棒15と駆動機構30を結ぶ延長軸、32は制御棒15
の下部案内管33のまわりに位置する燃料集合体17内
を通過して出てくる冷却材ナトリウム7の流れを上部案
内管34内の制御棒15及び電磁石29側に向けるため
のナトリウム導入管を示している。第12図にはグリッ
パ方式の概略図を、第13図及び第14図に電磁石方式
の概略図を示している。第12図〜第14図において、
35はグリッパ、41はグリッパ駆動棒、36は制御棒
15上部に設けた磁性体、37はコイル、38.39は
ナトリウム流入孔及び流出孔、40は電源ケーブルを示
している。このような構成において、延長軸31内にナ
トリウムポットを設けるとともに、炉心を通って上部案
内管34に流れ込んだ冷却材ナトリウム7をグリッパ2
8部、あるいは電磁石29部からこのナトリウムボット
に流入させ、これを通って再び上部案内管34内に流出
させるラインであるナトリウム導入管32を設ける。更
に、ナトリウムポット内を流れるナトリウム中にアルゴ
ンガスを吹き込んでナトリウムをバブリングするための
アルゴンガス供給管及びバブリングしてナトリウムポッ
ト内空間に出たガスを放射線検出器まで送る移送管を設
けることにより、従来のシツピング方式の燃料破損検出
装置としての機能を原子炉停止装置に具備させることに
なり、目的は達成されるのである。
In FIG. 11, 30 is a control rod drive mechanism, 31 is an extension shaft connecting the control rod 15 and the drive mechanism 30, and 32 is a control rod 15
A sodium inlet pipe is provided for directing the flow of coolant sodium 7 passing through the fuel assembly 17 located around the lower guide pipe 33 of the fuel assembly 17 to the control rod 15 and electromagnet 29 side in the upper guide pipe 34. It shows. FIG. 12 shows a schematic diagram of the gripper system, and FIGS. 13 and 14 show schematic diagrams of the electromagnet system. In Figures 12 to 14,
35 is a gripper, 41 is a gripper drive rod, 36 is a magnetic body provided on the upper part of the control rod 15, 37 is a coil, 38 and 39 are sodium inflow and outflow holes, and 40 is a power cable. In such a configuration, a sodium pot is provided in the extension shaft 31, and the coolant sodium 7 that has flowed into the upper guide pipe 34 through the reactor core is transferred to the gripper 2.
A sodium inlet pipe 32 is provided which is a line through which sodium flows into the sodium bot from the 8th section or the electromagnet 29th section and flows out into the upper guide tube 34 again through this. Furthermore, by providing an argon gas supply pipe for bubbling the sodium by blowing argon gas into the sodium flowing in the sodium pot, and a transfer pipe for sending the bubbling gas released into the space inside the sodium pot to the radiation detector, The objective is achieved by equipping the nuclear reactor shutdown system with the function of a conventional shipping type fuel damage detection system.

上記構成によれば、破損した燃料ビン18より冷却材ナ
トリウム7中に放出されたFPは燃料集合体17出口よ
り制御棒の上部案内管34に直接、あるいはナトリウム
導入管32を介して流入し、ナトリウムの流れにのって
上方にある制御棒15及びグリッパ28、又は電磁石2
9に至る。(従来の技術では、電磁石29及び磁性体3
6への熱伝達を効率良く行うためのナトリウム流入孔3
8及びナトリウム流出孔39が設けられている。)更に
FPは延長管3I内に設けたナトリウムボッ、トまでナ
トリウムの上昇流にのってナトリウム流通管内を上昇し
、ここでアルゴンガスの強制的なバブリングによってナ
トリウム中からナトリウムポットのわずかなガス空間に
あまり希釈されることなく強制的に移行させられ、ガス
圧によって移送管内を放射線検出器まで運ばれていく。
According to the above configuration, FP released from the damaged fuel bottle 18 into the coolant sodium 7 flows from the outlet of the fuel assembly 17 into the upper guide pipe 34 of the control rod directly or via the sodium introduction pipe 32, Control rod 15 and gripper 28 or electromagnet 2 located above along the flow of sodium
It reaches 9. (In the conventional technology, the electromagnet 29 and the magnetic body 3
Sodium inflow hole 3 for efficient heat transfer to 6
8 and a sodium outflow hole 39 are provided. )Furthermore, the FP rises in the sodium flow pipe along with the upward flow of sodium up to the sodium bottle provided in the extension pipe 3I, where a small amount of gas in the sodium pot is removed from the sodium by forced bubbling of argon gas. It is forcibly transferred into space without being diluted much, and is carried by gas pressure inside the transfer pipe to the radiation detector.

ここでFPの放射能濃度が測定される。すなわち、本発
明になる構成では炉心真上に燃料破損装置が設置される
ことになり、燃料破損部からナトリウムポットまではほ
ぼ垂直の位置関係となる。これによって冷却材ナトリウ
ム7の流れにあまり逆うことなく放出されたFPを移送
できるとともに、最も破損した燃料の近い位置で、最も
短時間にFPの放射能検査が行なうことができる。これ
は従来技術に比べFPの移行時間遅れや、検出器までの
移送ガスにより検出感度が低下するという心配はほとん
ど解消されることになり、燃料破損の検出が素早く、正
確に行なえることになる。また上記構成によれば、例え
ば電磁石で制御棒を保持する場合にはナトリウム導入管
32により周辺のがなり限定された燃料集合体17出口
がらのナトリウムを流入させており、FPを検出した位
置、すなわちFPを検出した制御棒の位置から、その周
囲に位置する燃料集合体17で破損が起ったことを示し
ている。これは破損の疑わしい燃料を最初からしぼるこ
とが可能となる。これは炉の大型化に従い燃料の数が増
しても、その分、制御棒も増え、これに燃料破損検出機
能を有していることがら、どの位置で燃料破損が起って
も早期検出、同定機能を低下することがない、すなわち
、大型化になっても破損燃料の検出、同定及び取出し、
新燃料との交換作業等に要する時間が小型炉とあまり変
らない、〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を第1図により、この一実施例
を応用したそれぞれ他の実施例を第2〜第5図により、
制御棒保持にグリッパ方式を用いた場合への応用例を第
6.7図により、本発明の他の実施例を第8図により説
明する。なお、実施例で用いる符号は従来例で説明した
ものと同じ場合には同一符号を用いる。
Here, the radioactivity concentration of FP is measured. That is, in the configuration according to the present invention, the fuel damage device is installed directly above the reactor core, and the positional relationship from the fuel damage part to the sodium pot is almost vertical. As a result, the released FP can be transferred without going against the flow of the coolant sodium 7, and the radioactivity of the FP can be inspected in the shortest time at the location closest to the damaged fuel. Compared to conventional technology, this eliminates most concerns about the delay in FP transition time and the drop in detection sensitivity caused by the gas transferred to the detector, allowing fuel damage to be detected quickly and accurately. . Further, according to the above configuration, when the control rod is held by an electromagnet, for example, the sodium inlet pipe 32 allows sodium to flow in from the outlet of the fuel assembly 17, which is limited in its circumference, and the position where the FP is detected, In other words, this indicates that damage has occurred in the fuel assembly 17 located around the control rod where the FP was detected. This makes it possible to squeeze out fuel that is suspected of being damaged from the beginning. This means that even if the number of fuels increases as the size of the reactor increases, the number of control rods will also increase accordingly, and since these control rods have a fuel damage detection function, no matter where fuel damage occurs, it can be detected early. The identification function will not deteriorate, that is, the detection, identification, and removal of damaged fuel will be possible even when the size is increased.
[Embodiment] An embodiment of the present invention is shown in FIG. 1, and other embodiments to which this embodiment is applied are shown below. According to Figures 2 to 5,
An application example in which a gripper system is used to hold a control rod will be described with reference to FIG. 6.7, and another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 8. Note that the same reference numerals are used in the embodiments when they are the same as those explained in the conventional example.

第1図は、一実施例の構成を示す縦断面図であり、本発
明の最も基本となる制御棒15を電磁石29と磁性体3
6の磁気的吸着によって保持し、炉心3真上に位置する
上部案内管34中に吊り上げた状態を示しである。第1
図において、電磁石29と制御棒駆動機構30(図示せ
ず)とを結ぶ延長軸31内にはナトリウムポット42が
設けられており、ナトリウムが制御棒15上部から電磁
石29を貫通し、ナトリウムポット42を通って上部案
内管34にもどるためのナトリウム流通管43が設けら
れている。また、ナトリウムポット42にはこの内部を
通るナトリうムをバブリングするためにアルゴンガス供
給管44が設けられている。ナトリウムポット42は、
ナトリウム液面と同じレベルか、あるいはナトリウム液
面下に設けられており、ナトリウムボット42内をナト
リウムが流れると、アルゴンガスの供給及びナトリウム
のバブリングとのバランスによってナトリウムポット4
2内の上部にアルゴンガス空間45生じる。アルゴンガ
ス空間45からは上部にある放射線検出器lOに至るア
ルゴンガス移送管46が設けられている。なお、放射線
検出器lOがら上部案内管34に戻るアルゴンガス戻り
管47が設けられているが、その戻り管の出口は、ナト
リウム液面上、あるいはアルゴンガス移送圧(すなわち
、ナトリウムポット内のアルゴンガス空間45のガス圧
と炉容器2内のカバーガス空間9のガス圧とのバランス
)によってはナトリウム液面下に設けられている。この
ような本実施例の構成において、炉心3で燃料破損が生
じると、破損した燃料ビン18より冷却材ナトリウム7
中に放出されたFPは燃料集合体17出口より制御棒の
上部案内管34にナトリウム導入管32を介して流入し
、ナトリウムの流れにのって制御棒15に至る。ここで
制御棒15上部のナトリウム流入孔38より制御棒15
内に入り、磁性体36を通ってナトリウム流通管43に
入り、ナトリウムの上昇流にのって上昇し、ナトリウム
ポット42に至る。ナトリウム中のFPは、ここでアル
ゴンガス供給管44から送られてくるアルゴンガスによ
る強制的なナトリウムのバブリングによりナトリウム中
から強制的にアルゴンガス空間45に移行させられ、ガ
ス移送管46を通って放射線検出器 10に至り、FPの放射能濃度を測定された後、アルゴ
ンガス戻り管47を通って再び上部案内管34内に戻さ
れる。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the configuration of one embodiment, in which a control rod 15, which is the most basic of the present invention, is connected to an electromagnet 29 and a magnetic body 3.
6 is held by magnetic adsorption and lifted into the upper guide tube 34 located directly above the reactor core 3. 1st
In the figure, a sodium pot 42 is provided in an extension shaft 31 that connects an electromagnet 29 and a control rod drive mechanism 30 (not shown), and sodium passes through the electromagnet 29 from the upper part of the control rod 15, and the sodium pot 42 A sodium flow tube 43 is provided for passage through and back to the upper guide tube 34. Further, the sodium pot 42 is provided with an argon gas supply pipe 44 for bubbling sodium passing through the interior thereof. Sodium pot 42 is
It is installed at the same level as the sodium liquid level or below the sodium liquid level, and when sodium flows inside the sodium pot 42, the sodium pot 4
An argon gas space 45 is created in the upper part of the chamber 2. An argon gas transfer pipe 46 is provided from the argon gas space 45 to the radiation detector IO located at the top. An argon gas return pipe 47 is provided that returns from the radiation detector lO to the upper guide pipe 34, but the outlet of the return pipe is located above the sodium liquid level or at the argon gas transfer pressure (i.e., the argon gas in the sodium pot). Depending on the balance between the gas pressure in the gas space 45 and the gas pressure in the cover gas space 9 in the furnace vessel 2, it is provided below the sodium liquid level. In the configuration of this embodiment, when fuel damage occurs in the core 3, the coolant sodium 7 is removed from the damaged fuel bottle 18.
The released FP flows from the outlet of the fuel assembly 17 into the upper guide tube 34 of the control rod via the sodium introduction tube 32 and reaches the control rod 15 along with the flow of sodium. Here, the control rod 15 is
It enters the sodium flow pipe 43 through the magnetic body 36, rises along with the upward flow of sodium, and reaches the sodium pot 42. The FP in the sodium is forcibly transferred from the sodium to the argon gas space 45 by bubbling of the sodium with the argon gas sent from the argon gas supply pipe 44, and then passed through the gas transfer pipe 46. After reaching the radiation detector 10 and having the radioactive concentration of the FP measured, it is returned to the upper guide pipe 34 through the argon gas return pipe 47.

本実施例の構成によると、冷却材ナトリウム7の流れに
のったFPは冷却材ナトリウム7中に放出された位置か
ら最も近い上部案内管34内で、かつカバーガス空間に
出ない炉内ナトリウム中でサンプリング(この実施例で
は原子炉停止装置にて)されて、その放射能濃度が測定
されることから、従来技術に比べFPのナトリウム中か
らカバーガス中への移行率や移行時間の遅れの問題、冷
却材ナトリウム7やカバーガスによる希釈効果はほとん
ど無視できることになる。したがフて、検出感度の低下
の問題はほとんど解消され、燃料破損の検出が早く、正
確にできるようになり、また必要に応じ最短距離にある
制御棒を切り離して炉を素早く停止させることができる
ことになる。また、本実施例の構成によると、上部案内
管34に流入してくるナトリウムはナトリウム導入管3
2によって周辺のかなり限定された燃料集合体17の出
口からのナトリウムであり、FPを検出した位置、すな
わち制御棒位置の周辺の燃料集合体17で破損が起った
ことを示しており、燃料破損検出時には最初から破損の
疑わしい燃料をしぼることが可能である。原子炉停止装
置は原子炉に必ず設置されるものであり、炉の大型化に
伴い制御棒の数が増え、これに燃料破損検出機能を有し
ていることから炉心内のどの位置で燃料破損が起っても
早期検出、同定機能が低下しないのである。
According to the configuration of this embodiment, the FP carried by the flow of the coolant sodium 7 is stored in the upper guide pipe 34 closest to the position where the coolant sodium 7 is released, and the in-furnace sodium does not come out into the cover gas space. Since sampling is performed inside the reactor (in this example, at the reactor shutdown equipment) and the radioactivity concentration is measured, the transfer rate and time of FP from sodium to cover gas is delayed compared to conventional technology. The dilution effect caused by the coolant sodium 7 and the cover gas can be almost ignored. As a result, the problem of reduced detection sensitivity is almost eliminated, fuel damage can be detected quickly and accurately, and if necessary, the reactor can be quickly shut down by disconnecting the control rod that is the shortest distance away. It will be possible. Further, according to the configuration of this embodiment, the sodium flowing into the upper guide pipe 34 is transferred to the sodium introduction pipe 34.
2 indicates that sodium is coming from the outlet of the fuel assembly 17 in a fairly limited area around it, indicating that damage has occurred in the fuel assembly 17 around the position where FP was detected, that is, the control rod position, and the fuel When damage is detected, it is possible to squeeze out fuel that is suspected of being damaged from the beginning. A reactor shutdown device is always installed in a nuclear reactor, and as the reactor becomes larger, the number of control rods increases, and since it has a fuel damage detection function, it is possible to detect fuel damage at any location in the reactor core. Even if this occurs, the early detection and identification functions will not deteriorate.

第2図は、第1図に示す実施例を応用した他の実施例を
示したものであり、第1図に示した実施例との違いはナ
トリウム流通管43の入口を延長軸31の側面に設けた
ものである。これは2つのことを考慮した結果であり、
第1は電磁石29の材質によってはその磁気力がナトリ
ウム流通管43等の貫通部があったときに弱くなる心配
がある場合に適用できることである。第2は、制御棒1
5上部の磁性体36及び電磁石29側に、ナトリウムの
熱効率を考えてナトリウム流入孔38及びナトリウム流
出孔39をあまり大きく開けられない場合にもナトリウ
ムポット42へ必要な量のナトリウムの流入を確保でき
ることである。
FIG. 2 shows another embodiment to which the embodiment shown in FIG. 1 is applied. The difference from the embodiment shown in FIG. It was established in This is the result of considering two things.
First, it can be applied when there is a concern that the magnetic force of the electromagnet 29 may be weakened depending on the material of the electromagnet 29 when there is a penetrating portion such as the sodium flow pipe 43. The second is control rod 1
5. Even when the sodium inflow hole 38 and the sodium outflow hole 39 cannot be opened very large on the upper magnetic body 36 and electromagnet 29 side in consideration of sodium thermal efficiency, the required amount of sodium can be ensured to flow into the sodium pot 42. It is.

第3図は、同じく第1図に示す実施例を応用した他の実
施例を示したもので、第1図及び第2図の組合せであり
、電磁石29の磁気力に影響を与えない最小限のナトリ
ウム流通孔43を貫通させ、ナトリウムボット42内に
必要なナトリウム量を延長軸31の側面から取り込むナ
トリウムによって補うものである。
FIG. 3 shows another embodiment to which the embodiment shown in FIG. 1 is applied, and is a combination of FIGS. The amount of sodium required in the sodium bot 42 is supplemented by the sodium taken in from the side surface of the extension shaft 31.

第4図は、同じ(第1図に示す実施例を応用した他の実
施例を示したものであり、第2図で示した延長軸31側
面に設けたナトリウム流通管43のナトリウム取入孔を
延長軸31を上昇してくるナトリウムの流れに向けて取
付けたもので、ナトリウムボット42へのナトリウムの
流入効率が上げられる。
FIG. 4 shows another embodiment that is the same as the embodiment shown in FIG. By attaching the extension shaft 31 to face the rising flow of sodium, the efficiency of sodium flowing into the sodium bot 42 can be increased.

第5図は、同じく第1図に示す実施例を応用した他の実
施例を示したもので、第1図と第4図の組合せであり、
それぞれ上記した特徴を利用するために組合せた結果で
ある。
FIG. 5 shows another embodiment to which the embodiment shown in FIG. 1 is applied, and is a combination of FIG. 1 and FIG.
This is the result of combining each to utilize the above-mentioned characteristics.

第6図は、本発明を制御棒保持にグリッパ方式をとる原
子炉停止装置に応用した場合を示したものである0本実
施例においてグリッパ28のグリッパ駆動棒41の内部
にナトリウム流通管43を設けたもので、ナトリウム流
通管43上部はナトリウムポット42等について上記し
た第1図の場合と同じ構成を含んでおり、またその機能
及び動作も上記の場合と同じである。グリッパ方式の場
合でもグリッパ駆動棒41内上部に、あるいはベローズ
(図示せず)等を介して接続されている延長軸31内上
部にナトリウムポット42等を設置することにより燃料
破損検出装置としての機能を付加することができる。
FIG. 6 shows a case in which the present invention is applied to a nuclear reactor shutdown device that uses a gripper method for holding control rods. In this embodiment, a sodium flow pipe 43 is installed inside the gripper drive rod 41 of the gripper 28. The upper part of the sodium flow pipe 43 includes the same structure as in the case of FIG. 1 described above for the sodium pot 42, etc., and its function and operation are also the same as in the above case. Even in the case of the gripper method, it can function as a fuel damage detection device by installing a sodium pot 42 or the like in the upper part of the gripper drive rod 41 or the upper part of the extension shaft 31 connected via a bellows (not shown) or the like. can be added.

第7図は、第6図に示す実施例の要部の他の実施例を示
したものであり、グリッパ駆動棒41の側面にナトリウ
ム流通管43を設けた場合である。
FIG. 7 shows another embodiment of the main part of the embodiment shown in FIG. 6, in which a sodium flow pipe 43 is provided on the side surface of the gripper drive rod 41.

この実施例によっても上記した燃料破損検出装置として
の機能は付加されることを示している。
This embodiment also shows that the function as the fuel damage detection device described above is added.

第8図は、本発明にかかる破損燃料検出装置としてナト
リウム流通管43を遮蔽プラグ1を介して炉上部に導き
出し、直接ナトリウム中のFPを放射線検出装置48で
測定する場合の実施例を示したものである。本実施例に
よるとナトリウム中からアルゴンカバーガス中へのFP
の強制的移行操作を行わなくてよく、また不発揮性のF
P等のアルゴンガス中へ移行しないFPも測定すること
ができるものである9本実施例ではナトリウム流通管4
3と戻り管49及び放射線検出装置等系全体をヒータ等
により加熱することによりナトリウム流通管43等にお
けるナトリウムの閉塞が避けられるものである。
FIG. 8 shows an embodiment of the damaged fuel detection device according to the present invention in which the sodium flow pipe 43 is guided to the upper part of the reactor through the shielding plug 1 and FP in the sodium is directly measured by the radiation detection device 48. It is something. According to this example, FP from sodium to argon cover gas
There is no need to perform forced migration operations, and non-volatile F
It is possible to measure FP that does not migrate into argon gas such as P.9 In this example, the sodium flow pipe 4
3, the return pipe 49, the radiation detection device, etc., by heating the entire system with a heater or the like, so that blockage of sodium in the sodium distribution pipe 43, etc. can be avoided.

なお、上記した本発明になる構成においては、本来の原
子炉停止装置に対して構造的に強く干渉したり、その機
能を妨害するような要因はなく、制御棒単独使用の原子
炉停止装置の場合と同様に機能させることができること
は言うまでもない。
In addition, in the configuration according to the present invention described above, there is no factor that strongly interferes structurally with the original reactor shutdown device or obstructs its function, and there is no factor that would interfere strongly with the original reactor shutdown device or interfere with its function, and the reactor shutdown device using only control rods is not affected. Needless to say, it can be made to work just as well.

また逆に、原子炉停止のための制御棒が炉心に落下して
いても、ナトリウム流通孔43の開孔部は元の位置にあ
るため、いかなる炉の異常にも常に対応できることも言
うまでもない。
Conversely, even if the control rods for shutting down the reactor have fallen into the reactor core, the openings of the sodium flow holes 43 remain in their original positions, so it goes without saying that any abnormalities in the reactor can always be dealt with.

以上のごとく、本発明を流体金属を冷却材とする高速増
殖炉に適用した場合について説明したが、水やガスを冷
却材とする他の形式の原子炉停止装置へ適用させること
により燃料破損検出装置として機能させることは当然可
能であり、また本発明を上述の実施例により説明したが
、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
As described above, the present invention has been described for the case where it is applied to a fast breeder reactor that uses fluid metal as a coolant, but it can also be applied to other types of reactor shutdown devices that use water or gas as a coolant to detect fuel damage. It is of course possible to make it function as a device, and although the present invention has been explained using the above-mentioned embodiments, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、原子炉の定格出力運転中又は停止中等
のいかなる運転状態においても、燃料破損をいち早く検
出し、破損規模の検知、破損燃料の同定、又は必要に応
じて素早く制御棒を炉心に挿入して炉を緊急停止させる
ことができる燃料破損の検出装置が提供でき、原子炉の
安全に関して大きく寄与する効果が得られる。
According to the present invention, fuel damage can be quickly detected in any operating state such as when the reactor is operating at its rated power or when it is stopped, and the scale of the damage can be detected, the damaged fuel can be identified, or control rods can be quickly moved to the core as needed. It is possible to provide a fuel damage detection device that can be inserted into a reactor to make an emergency shutdown of the reactor, and an effect that greatly contributes to the safety of the reactor can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例に係る電磁石により制御棒を保
持する燃料破損検出装置の一実施例の縦断面図、第2図
は第1図に示した要部の他の実施例の縦断面図、第3図
は第1図及び第2図に示した要部を組合せた場合の実施
例の縦断面図、第4図は第1図に示した要部の更に他の
実施例の縦断面図、第5図は第1図及び第4図で示した
要部を組合わせた場合の実施例の縦断面図、第6図はグ
リッパにより制御棒を保持する燃料破損検出装置の一実
施例の縦断面図、第7図は第6図に示した要部の他の実
施例を示した縦断面斜視図、第8図は炉心通過ナトリウ
ムを直接放射線計測をする燃料破損検出装置の一実施例
の縦断面図、第9図は従来技術による原子炉の全体構成
を示す説明図、第10図は従来技術によるシツピング法
を用いた破損燃料′同定装置の一実施例を示す模式断面
図、第11図は従来技術による原子炉停止装置の概略を
示す縦断面図、第12図〜第14図は第11図に示す原
子炉停止装置に用いられる制御棒保持方法の概略を示す
説明図、第12図、第13図及び第14図はそれぞれグ
リッパ方式、電磁石方式及び第13図に示した方式の断
面斜視図である。 15・・・制御棒、28・・・グリッパ、29・・・電
磁石、31・・・延長軸、34・・・上部案内管、36
・・・磁性体、41・・・グリッパ駆動棒、42・・・
ナトリウムポット、43・・・ナトリウム流通管、44
・・・アルゴンガス供給管、45・・・アルゴンガス空
間、46・・・アルゴンガス移送管、47・・・アルゴ
ンガス戻り管。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an embodiment of a fuel failure detection device that holds a control rod by an electromagnet according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view of another embodiment of the main part shown in FIG. 1. 3 is a vertical cross-sectional view of an embodiment in which the main parts shown in Figs. FIG. 5 is a longitudinal sectional view of an embodiment in which the main parts shown in FIGS. 1 and 4 are combined, and FIG. 6 is a part of a fuel failure detection device that holds a control rod with a gripper. FIG. 7 is a vertical cross-sectional view of another embodiment of the main part shown in FIG. 6, and FIG. 8 is a diagram of a fuel failure detection device that directly measures radiation of sodium passing through the core. FIG. 9 is an explanatory diagram showing the overall configuration of a nuclear reactor according to the prior art, and FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a damaged fuel identification device using the shipping method according to the prior art. 11 is a longitudinal cross-sectional view showing an outline of a reactor shutdown device according to the prior art, and FIGS. 12 to 14 are an explanation showing an outline of a control rod holding method used in the reactor shutdown device shown in FIG. 11. 12, 13, and 14 are cross-sectional perspective views of a gripper type, an electromagnetic type, and the type shown in FIG. 13, respectively. 15... Control rod, 28... Gripper, 29... Electromagnet, 31... Extension shaft, 34... Upper guide tube, 36
...Magnetic material, 41...Gripper drive rod, 42...
Sodium pot, 43... Sodium distribution pipe, 44
...Argon gas supply pipe, 45...Argon gas space, 46...Argon gas transfer pipe, 47...Argon gas return pipe.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、冷却材中、あるいはカバーガス中に存在する核分裂
生成物を測定することにより燃料破損を検出する高速増
殖炉の燃料破損検出装置において、炉心真上に位置する
炉上部機構内の常設機器内に設けられた前記冷却材のサ
ンプリングラインとナトリウムポット、不活性ガスによ
りサンプリングした前記冷却材をバブリングした該冷却
材中に含まれている核分裂生成物を強制的に前記カバー
ガス中に移行させる不活性ガス供給管、この移行した核
分裂生成物を含む不活性ガスを放射線検出器に送る移送
管、該放射線検出器、該放射線検出器内の前記核分裂生
成物を含む不活性ガス用戻り管を有することを特徴とす
る高速増殖炉の燃料破損検出装置。 2、制御棒の上端両側部に前記制御棒吊り上げ用各腕と
該各腕の付根部近傍に前記各腕間の空隙内に前記冷却材
が流入する各穴を設けてなる前記制御棒、該制御棒の各
腕の上部に配設してなる磁性体と電磁石、該電磁石と前
記制御棒の駆動機構内を結ぶ延長軸、該延長軸内に設け
られてなるナトリウムポット、前記延長軸内と前記電磁
石内を貫通し、一端は前記ナトリウムポットに、他端は
前記制御棒の各腕間の空隙に通じてなる前記サンプリン
グラインを有する請求項1記載の高速増殖炉の燃料破損
検出装置。 3、制御棒の上端両側部に前記制御棒吊り上げ用各腕と
該各腕の付根部近傍に前記各腕間の空隙内に前記冷却材
が流入する各穴を設けてなる前記制御棒、該制御棒の各
腕の上部に配設してなる磁性体と電磁石、該電磁石と前
記制御棒の駆動機構内を結ぶ延長軸、該延長軸内に設け
られてなるナトリウムポット、前記延長軸内を貫通し、
一端は前記ナトリウムポットに、他端は前記延長軸の側
面に通じてなる前記サンプリングラインを有する請求項
1記載の高速増殖炉の燃料破損検出装置。 4、制御棒の上端両側部に前記制御棒吊り上げ用各腕と
該各腕の付根部近傍に前記各腕間の空隙内に前記冷却材
が流入する各穴を設けてなる前記制御棒、該制御棒の各
腕の上部に配設してなる磁性体と電磁石、該電磁石と前
記制御棒の駆動機構内を結ぶ延長軸、該延長軸内に設け
られてなるナトリウムポット、前記延長軸内と前記電磁
石内を貫通し、一端は前記ナトリウムポットに他端は前
記制御棒の各腕間の空隙に通じてなる前記サンプリング
ラインと、一端は前記ナトリウムポットに他端は前記延
長軸の側面に通じてなるサンプリングラインを有する請
求項1記載の高速増殖炉の燃料破損検出装置。 5、制御棒の上端両側部に前記制御棒吊り上げ用各腕と
該各腕の付根部近傍に前記各腕間の空隙内に前記冷却材
が流入する各穴を設けてなる前記制御棒、該制御棒の各
腕の上部に配設してなる磁性体と電磁石、該電磁石と前
記制御棒の駆動機構内を結ぶ延長軸、該延長軸内に設け
られてなるナトリウムポット、前記延長軸内を貫通し、
一端は前記ナトリウムポットに他端は前記延長軸の側面
に設けられ、該他端部の入口には前記延長軸の側面に沿
って上昇してくる前記冷却材に向けて取付けた前記冷却
材の取入れ管を設けてなる前記サンプリングラインを有
する請求項1記載の高速増殖炉の燃料破損検出装置。 6、制御棒の上端両側部に前記制御棒吊り上げ用各腕と
該各腕の付根部近傍に前記各腕間の空隙内に前記冷却材
が流入する各穴を設けてなる前記制御棒、該制御棒の各
腕の上部に配設してなる磁性体と電磁石、該電磁石と前
記制御棒の駆動機構内を結ぶ延長軸、該延長軸内に設け
られてなるナトリウムポット、前記延長軸内と前記電磁
石内を貫通し、一端は前記ナトリウムポットに他端は前
記制御棒の各腕間の空隙に通じてなる前記サンプリング
ラインと、前記延長軸内を貫通し、一端は前記ナトリウ
ムポットに他端は前記延長軸内の側面に設けられ、該他
端部の入口には前記延長軸の側面に沿って上昇してくる
前記冷却材に向けて取付けた前記冷却材の取入れ管を設
けてなる前記サンプリングラインを有する請求項1記載
の高速増殖炉の燃料破損検出装置。 7、グリッパ方式の制御棒保持装置、前記グリッパの駆
動棒内部を貫通してなる前記サンプリングラインを有す
る請求項1記載の高速増殖炉の燃料破損検出装置。 8、グリッパ方式の制御棒保持装置、前記グリッパの駆
動棒の側面に設けてなる前記サンプリングラインを有す
る請求項1記載の高速増殖炉の燃料破損検出装置。 9、冷却材中に存在する核分裂生成物を測定することに
より燃料破損を検出する高速増殖炉の燃料破損検出装置
において、制御棒の上端両側部に設けてなる前記制御棒
吊り上げ用の各腕と該各腕の付根部近傍に前記各腕間の
空隙内に前記冷却材が流入する各穴を設けてなる前記制
御棒、該制御棒の各腕の上部に配設してなる磁性体と電
磁石、該電磁石の真上にあって下端部は該電磁石と連結
し上端部は遮蔽プラグで固定されている延長軸、前記制
御棒の各腕の間の空隙に面して入口をもち前記電磁石内
と前記延長軸内を貫通して放射線測定装置に至るナトリ
ウム流通管、前記放射線測定装置、ナトリウム戻り管を
有することを特徴とする高速増殖炉の燃料破損検出装置
[Claims] 1. In a fuel failure detection device for a fast breeder reactor that detects fuel failure by measuring nuclear fission products present in the coolant or cover gas, an upper part of the reactor located directly above the reactor core. The coolant sampling line and sodium pot are installed in permanent equipment in the mechanism, and the sampled coolant is bubbled with an inert gas to forcibly remove the fission products contained in the coolant. an inert gas supply pipe that transfers the inert gas containing the transferred fission products into the gas; a transfer pipe that sends the inert gas containing the transferred fission products to a radiation detector; the radiation detector; and the inert gas containing the fission products in the radiation detector. A fuel failure detection device for a fast breeder reactor, characterized by having a gas return pipe. 2. The control rod is provided with arms for lifting the control rod on both sides of the upper end of the control rod, and holes near the bases of the arms through which the coolant flows into the gaps between the arms; A magnetic body and an electromagnet arranged at the upper part of each arm of the control rod, an extension shaft connecting the electromagnet and the inside of the drive mechanism of the control rod, a sodium pot provided in the extension shaft, and a sodium pot provided in the extension shaft. 2. The fuel failure detection device for a fast breeder reactor according to claim 1, further comprising the sampling line that passes through the electromagnet and has one end communicating with the sodium pot and the other end communicating with a gap between each arm of the control rod. 3. The control rod is provided with arms for lifting the control rod on both sides of the upper end of the control rod, and holes near the bases of the arms through which the coolant flows into the gaps between the arms; A magnetic body and an electromagnet disposed at the upper part of each arm of the control rod, an extension shaft connecting the electromagnet and the inside of the drive mechanism of the control rod, a sodium pot provided within the extension shaft, and a sodium pot disposed within the extension shaft. penetrate,
2. The fuel failure detection device for a fast breeder reactor according to claim 1, wherein the sampling line has one end connected to the sodium pot and the other end connected to a side surface of the extension shaft. 4. The control rod is provided with arms for lifting the control rod on both sides of the upper end of the control rod, and holes near the bases of the arms through which the coolant flows into the gaps between the arms. A magnetic body and an electromagnet arranged at the upper part of each arm of the control rod, an extension shaft connecting the electromagnet and the inside of the drive mechanism of the control rod, a sodium pot provided in the extension shaft, and a sodium pot provided in the extension shaft. The sampling line passes through the electromagnet and has one end leading to the sodium pot and the other end to a gap between each arm of the control rod, and one end to the sodium pot and the other end to a side surface of the extension shaft. 2. The fuel failure detection device for a fast breeder reactor according to claim 1, further comprising a sampling line consisting of: 5. The control rod is provided with arms for lifting the control rod on both sides of the upper end of the control rod, and holes near the bases of the arms through which the coolant flows into the gaps between the arms. A magnetic body and an electromagnet disposed at the upper part of each arm of the control rod, an extension shaft connecting the electromagnet and the inside of the drive mechanism of the control rod, a sodium pot provided within the extension shaft, and a sodium pot disposed within the extension shaft. penetrate,
One end is provided in the sodium pot and the other end is provided on the side surface of the extension shaft, and the inlet of the other end is provided with the coolant installed facing the coolant rising along the side surface of the extension shaft. The fuel failure detection device for a fast breeder reactor according to claim 1, wherein the sampling line is provided with an intake pipe. 6. The control rod, which is provided with arms for lifting the control rod on both sides of the upper end of the control rod, and holes near the bases of the arms through which the coolant flows into the gaps between the arms; A magnetic body and an electromagnet arranged at the upper part of each arm of the control rod, an extension shaft connecting the electromagnet and the inside of the drive mechanism of the control rod, a sodium pot provided in the extension shaft, and a sodium pot provided in the extension shaft. a sampling line passing through the electromagnet and having one end connected to the sodium pot and the other end communicating with a gap between each arm of the control rod; is provided on a side surface inside the extension shaft, and an inlet of the other end is provided with an intake pipe for the coolant that is attached to face the coolant rising along the side surface of the extension shaft. The fuel failure detection device for a fast breeder reactor according to claim 1, further comprising a sampling line. 7. The fuel failure detection device for a fast breeder reactor according to claim 1, comprising a gripper-type control rod holding device, and the sampling line penetrating the inside of the drive rod of the gripper. 8. The fuel failure detection device for a fast breeder reactor according to claim 1, comprising a gripper-type control rod holding device and the sampling line provided on a side surface of the drive rod of the gripper. 9. In a fuel failure detection device for a fast breeder reactor that detects fuel failure by measuring nuclear fission products present in the coolant, each of the control rod lifting arms provided on both sides of the upper end of the control rod; The control rod is provided with holes near the base of each arm through which the coolant flows into the gaps between the arms, and a magnetic body and an electromagnet are disposed at the upper part of each arm of the control rod. , an extension shaft located directly above the electromagnet, whose lower end is connected to the electromagnet and whose upper end is fixed with a shielding plug; A fuel failure detection device for a fast breeder reactor, comprising: a sodium flow pipe passing through the extension shaft to reach a radiation measuring device, the radiation measuring device, and a sodium return pipe.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008502914A (en) * 2004-06-14 2008-01-31 ウェスティングハウス エレクトリック スウェーデン アーベー Nuclear power plant operation method
JP2014232075A (en) * 2013-05-30 2014-12-11 原子燃料工業株式会社 Damage determination device for nuclear fuel

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