JPH04215098A - 高速増殖炉の制御棒装置 - Google Patents
高速増殖炉の制御棒装置Info
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- JPH04215098A JPH04215098A JP2401736A JP40173690A JPH04215098A JP H04215098 A JPH04215098 A JP H04215098A JP 2401736 A JP2401736 A JP 2401736A JP 40173690 A JP40173690 A JP 40173690A JP H04215098 A JPH04215098 A JP H04215098A
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- Japan
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- control rod
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- guide tube
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- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
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- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 17
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液体金属ナトリウム冷
却型高速増殖炉の制御棒装置に係り、特に遮蔽プラグに
炉心上部機構および制御棒駆動機構を設ける必要がない
制御棒装置に関する。
却型高速増殖炉の制御棒装置に係り、特に遮蔽プラグに
炉心上部機構および制御棒駆動機構を設ける必要がない
制御棒装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の液体金属ナトリウム冷却型高速増
殖炉は、図５に示すように、炉内構造物２を介し炉心１
が格納される原子炉容器３の上端開口部に、遮蔽プラグ
４を設置するとともに、この遮蔽プラグ４に、炉心１の
中心から偏心した回転プラグ５を設置し、この回転プラ
グ５に、炉心上部機構６および燃料交換装置７を設置す
る構造となっている。そして、炉心上部機構６には、制
御棒駆動機構８が据付けられ、原子炉運転中は、炉心１
から制御棒を出し入れして出力制御を行ない、熱交換時
には、回転プラグ５を回転させて炉心１上部から炉心上
部機構６を移動させ、燃料交換装置７の下端に設けたア
ーム９のグリッパ１０で、炉心１の燃料１１を把持して
交換する方法が採られている。
殖炉は、図５に示すように、炉内構造物２を介し炉心１
が格納される原子炉容器３の上端開口部に、遮蔽プラグ
４を設置するとともに、この遮蔽プラグ４に、炉心１の
中心から偏心した回転プラグ５を設置し、この回転プラ
グ５に、炉心上部機構６および燃料交換装置７を設置す
る構造となっている。そして、炉心上部機構６には、制
御棒駆動機構８が据付けられ、原子炉運転中は、炉心１
から制御棒を出し入れして出力制御を行ない、熱交換時
には、回転プラグ５を回転させて炉心１上部から炉心上
部機構６を移動させ、燃料交換装置７の下端に設けたア
ーム９のグリッパ１０で、炉心１の燃料１１を把持して
交換する方法が採られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の高速増殖炉
においては、燃料交換時に炉心上部機構６を炉心１の上
部から退避させ、燃料交換装置７を炉心１の各燃料１１
の位置まで移動させるため、遮蔽プラグ４に巨大な回転
プラグ５を設置する必要があるとともに、制御棒駆動機
構８の駆動軸のガイドを精度よく行なうため、剛性の高
い炉心上部機構６を設ける必要があり、その設計、製作
、据付、組立、試験および検査に多大な労力を要すると
いう問題がある。本発明は、このような点を考慮してな
されたもので、原子炉上部構造を大幅に簡素化できる高
速増殖炉の制御棒装置を提供することを目的とする。
においては、燃料交換時に炉心上部機構６を炉心１の上
部から退避させ、燃料交換装置７を炉心１の各燃料１１
の位置まで移動させるため、遮蔽プラグ４に巨大な回転
プラグ５を設置する必要があるとともに、制御棒駆動機
構８の駆動軸のガイドを精度よく行なうため、剛性の高
い炉心上部機構６を設ける必要があり、その設計、製作
、据付、組立、試験および検査に多大な労力を要すると
いう問題がある。本発明は、このような点を考慮してな
されたもので、原子炉上部構造を大幅に簡素化できる高
速増殖炉の制御棒装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成する手段として、炉内構造物に着脱可能に装着された
制御棒案内管と、この制御棒案内管内に昇降自在に配置
されリウチムを内包する制御棒と、前記制御棒案内管に
形成され高圧プレナム内の冷却材を制御棒案内管内部の
上端に導く供給流路と、制御棒案内管に形成され制御棒
案内管内部を流下する冷却材を低圧プレナムに排出する
排出流路とを備え、前記制御棒を、その浮力と制御棒案
内管内部を流下する冷却材の流量とのバランスにより駆
動制御されることを特徴とする。
成する手段として、炉内構造物に着脱可能に装着された
制御棒案内管と、この制御棒案内管内に昇降自在に配置
されリウチムを内包する制御棒と、前記制御棒案内管に
形成され高圧プレナム内の冷却材を制御棒案内管内部の
上端に導く供給流路と、制御棒案内管に形成され制御棒
案内管内部を流下する冷却材を低圧プレナムに排出する
排出流路とを備え、前記制御棒を、その浮力と制御棒案
内管内部を流下する冷却材の流量とのバランスにより駆
動制御されることを特徴とする。
【０００５】
【作用】本発明に係る高速増殖炉の制御棒装置において
、制御棒は、その浮力と制御棒案内管内部を流下する冷
却材の流量とのバランスにより駆動制御される。このた
め遮蔽プラグに回転プラグを設け、この回転プラグに、
炉心上部機構および制御棒駆動機構を設けるといったこ
とが不要となり、原子炉上部構造を大幅に簡素化するこ
とが可能となる。
、制御棒は、その浮力と制御棒案内管内部を流下する冷
却材の流量とのバランスにより駆動制御される。このた
め遮蔽プラグに回転プラグを設け、この回転プラグに、
炉心上部機構および制御棒駆動機構を設けるといったこ
とが不要となり、原子炉上部構造を大幅に簡素化するこ
とが可能となる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の第１実施例を図１および図２
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【０００７】図２は、本発明に係る制御棒が組付けられ
た液体金属ナトリウム冷却型高速増殖炉の一例を示すも
ので、図中、符号１は炉心であり、この炉心１は、炉内
構造物２を介し原子炉容器３内に格納され、この原子炉
容器３の上端開口部には、原子炉容器２の上部にアルゴ
ンカバーガスを密封する遮蔽プラグ４が設置されている
。この遮蔽プラグ４には、燃料交換装置１２が設置され
ており、この燃料交換装置１２は、使用済燃料を炉心１
から取出すとともに、新燃料を炉心１に装荷する際に用
いられるようになっている。
た液体金属ナトリウム冷却型高速増殖炉の一例を示すも
ので、図中、符号１は炉心であり、この炉心１は、炉内
構造物２を介し原子炉容器３内に格納され、この原子炉
容器３の上端開口部には、原子炉容器２の上部にアルゴ
ンカバーガスを密封する遮蔽プラグ４が設置されている
。この遮蔽プラグ４には、燃料交換装置１２が設置され
ており、この燃料交換装置１２は、使用済燃料を炉心１
から取出すとともに、新燃料を炉心１に装荷する際に用
いられるようになっている。
【０００８】この燃料交換装置１２は、例えば１台で燃
料１１を初めとするすべての炉心構成要素を交換できる
よう、図２に示すように炉心１の中心位置に設置され、
かつ炉内位置に、偏心用のアーム１３が設置されてその
先端にグリッパ１４が設けられている。
料１１を初めとするすべての炉心構成要素を交換できる
よう、図２に示すように炉心１の中心位置に設置され、
かつ炉内位置に、偏心用のアーム１３が設置されてその
先端にグリッパ１４が設けられている。
【０００９】一方、炉心１は、前記炉内構造物２内に組
込まれた燃料１１および制御棒１５等で構成され、制御
棒１５は、制御棒案内管１６内に昇降自在に配されてい
る。
込まれた燃料１１および制御棒１５等で構成され、制御
棒１５は、制御棒案内管１６内に昇降自在に配されてい
る。
【００１０】すなわち、制御棒案内管１６は、図１に示
すように、外管１６ａと内管１６ｂとから二重管構造を
なしており、この制御棒案内管１６は、炉内構造物に、
例えば弾性体を用いたラッチ機構１７を介し、着脱可能
に装着されている。そして、前記制御棒１５は、内管１
６ｂ内に昇降自在に配置されている。この制御棒案内管
１６の外管１６ａと内管１６ｂとの間の空間は、高圧プ
レナム１８内の冷却材制御棒案内管１６内に導入し供給
口１９ａを介して内管１６ｂの上端に導く供給流路１９
となっており、内管１６ｂ内を流下した冷却材は、制御
棒案内管１６の下端に設けた排出流路２０を介し、低圧
プレナム２１に排出されるようになっている。また、制
御棒案内管１６の上端部には、ガス抜き孔２２が設けら
れている。
すように、外管１６ａと内管１６ｂとから二重管構造を
なしており、この制御棒案内管１６は、炉内構造物に、
例えば弾性体を用いたラッチ機構１７を介し、着脱可能
に装着されている。そして、前記制御棒１５は、内管１
６ｂ内に昇降自在に配置されている。この制御棒案内管
１６の外管１６ａと内管１６ｂとの間の空間は、高圧プ
レナム１８内の冷却材制御棒案内管１６内に導入し供給
口１９ａを介して内管１６ｂの上端に導く供給流路１９
となっており、内管１６ｂ内を流下した冷却材は、制御
棒案内管１６の下端に設けた排出流路２０を介し、低圧
プレナム２１に排出されるようになっている。また、制
御棒案内管１６の上端部には、ガス抜き孔２２が設けら
れている。
【００１１】この制御棒案内管１６の内管１６ｂ内に配
された制御棒１５は、密閉容器状をなしており、その内
部には、中性子吸収材料としてのリチウム（Ｌｉ）２３
が封入されている。そして、この制御棒１５は、後に詳
述するように、その浮力と内管１６ｂ内を流下する冷却
材の流量とのバランスにより、炉心への挿入、引抜きが
制御されるようになっている。
された制御棒１５は、密閉容器状をなしており、その内
部には、中性子吸収材料としてのリチウム（Ｌｉ）２３
が封入されている。そして、この制御棒１５は、後に詳
述するように、その浮力と内管１６ｂ内を流下する冷却
材の流量とのバランスにより、炉心への挿入、引抜きが
制御されるようになっている。
【００１２】次に、本実施例の作用について説明する。
制御棒１５が内包するリチウム２３は、その比重量が約
０．５で、冷却材としてのナトリウムの比重量の約０．
９よりも軽い。このため、内管１６ｂ内を流下する冷却
材の流量が少ないと、制御棒１５は、内管１６ｂの上端
に位置し、挿入状態となっている。
０．５で、冷却材としてのナトリウムの比重量の約０．
９よりも軽い。このため、内管１６ｂ内を流下する冷却
材の流量が少ないと、制御棒１５は、内管１６ｂの上端
に位置し、挿入状態となっている。
【００１３】原子炉を起動する場合には、図示しないポ
ンプで加圧した冷却材を、高圧プレナム１８から、供給
流路１９を介し内管１６ｂの上端に導き、内管１６ｂ内
を流下させて排水流路２０から低圧プレナム２１に排出
する。すると、制御棒１５は、内管１６ｂ内を流下する
冷却材により下方に押圧され、内管１６ｂ内を下降して
引抜き状態となる。 ここで、制御棒１５を下降させる力をＦとすると、
Ｆ＝ＡＣＲ・ΔＰＣＲ−ＷＣＲ
……（１）
ただし、ΔＰＣＲ：制御棒上下の差圧〔＝ＣＤ
Ｑｎ 〕 ＡＣＲ
：前記差圧方向に垂直な制御棒投影面積
ＷＣＲ：制御棒に使用する浮力
ＣＤ ：制御棒
上下間の抵抗係数
Ｑ ：冷却材流量 となる。したがって、制御棒
１５が下降する条件は、Ｆ＞０となり、Ｆ＞０のときに
、制御棒１５は内管１６ｂ内を下降して引抜かれること
になる。
ンプで加圧した冷却材を、高圧プレナム１８から、供給
流路１９を介し内管１６ｂの上端に導き、内管１６ｂ内
を流下させて排水流路２０から低圧プレナム２１に排出
する。すると、制御棒１５は、内管１６ｂ内を流下する
冷却材により下方に押圧され、内管１６ｂ内を下降して
引抜き状態となる。 ここで、制御棒１５を下降させる力をＦとすると、
Ｆ＝ＡＣＲ・ΔＰＣＲ−ＷＣＲ
……（１）
ただし、ΔＰＣＲ：制御棒上下の差圧〔＝ＣＤ
Ｑｎ 〕 ＡＣＲ
：前記差圧方向に垂直な制御棒投影面積
ＷＣＲ：制御棒に使用する浮力
ＣＤ ：制御棒
上下間の抵抗係数
Ｑ ：冷却材流量 となる。したがって、制御棒
１５が下降する条件は、Ｆ＞０となり、Ｆ＞０のときに
、制御棒１５は内管１６ｂ内を下降して引抜かれること
になる。
【００１４】このように、制御棒１５は、その浮力と内
管１６ｂ内を流下する冷却材の流量とのバランスにより
、炉心１への挿入、引抜きが制御される。このため、遮
蔽プラグ４には、図２に示すように、回転プラグ、炉心
上部機構および制御棒駆動機構を設ける必要がなく、炉
心上部構造を大幅に簡素化できる。なお、燃料交換装置
１２は、図２では原子炉運転中も炉内に設置しておく場
合を示しているが、燃料交換時のみ設置するようにして
もよい。
管１６ｂ内を流下する冷却材の流量とのバランスにより
、炉心１への挿入、引抜きが制御される。このため、遮
蔽プラグ４には、図２に示すように、回転プラグ、炉心
上部機構および制御棒駆動機構を設ける必要がなく、炉
心上部構造を大幅に簡素化できる。なお、燃料交換装置
１２は、図２では原子炉運転中も炉内に設置しておく場
合を示しているが、燃料交換時のみ設置するようにして
もよい。
【００１５】図３は、本発明の第２実施例を示すもので
、制御棒案内管１６への冷却材供給構造を変更したもの
である。すなわち、高圧プレナム１８は、燃料１１に冷
却材を導入するための高圧プレナム１２ａと、制御棒駆
動用の高圧プレナム１２ｂとから構成されており、制御
棒駆動用の高圧プレナム１２ｂには、専用のポンプ２４
により、炉心１上部の冷却材が圧送されるようになって
いる。
、制御棒案内管１６への冷却材供給構造を変更したもの
である。すなわち、高圧プレナム１８は、燃料１１に冷
却材を導入するための高圧プレナム１２ａと、制御棒駆
動用の高圧プレナム１２ｂとから構成されており、制御
棒駆動用の高圧プレナム１２ｂには、専用のポンプ２４
により、炉心１上部の冷却材が圧送されるようになって
いる。
【００１６】このポンプ２４は、鉄心２５と、コイル２
６と、これらの間に形成された冷却材流路２７とを備え
た電磁ポンプで構成されている。なお、その他の点につ
いては、前記第１実施例と同一構成となっており、作用
も同一である。このように、専用のポンプ２４を設ける
ことにより、燃料１１を流れる冷却材の流量に独立させ
て、制御棒案内管１６内を流れる冷却材流量を制御する
ことができる。
６と、これらの間に形成された冷却材流路２７とを備え
た電磁ポンプで構成されている。なお、その他の点につ
いては、前記第１実施例と同一構成となっており、作用
も同一である。このように、専用のポンプ２４を設ける
ことにより、燃料１１を流れる冷却材の流量に独立させ
て、制御棒案内管１６内を流れる冷却材流量を制御する
ことができる。
【００１７】図４は、本発明の第３実施例を示すもので
、前記第２実施例のポンプ２４に代え、ポンプ３４を用
いるようにしたものである。すなわち、このポンプ３４
は、鉄心３５と、コイル３６と、低圧プレナム２１から
上端で折返して高圧プレナム１８ｂに到る冷却材流路３
７とを備えた中央折返し流路型の電磁ポンプで構成され
ており、低圧プレナム２１内の冷たい冷却材を、制御棒
案内管１６に供給できるようになっている。なお、その
他の点については、前記第２実施例と同一構成となって
おり、作用も同じである。このように、ポンプ３４を用
いることにより、冷たい冷却材を制御棒案内管１６に供
給することができる。
、前記第２実施例のポンプ２４に代え、ポンプ３４を用
いるようにしたものである。すなわち、このポンプ３４
は、鉄心３５と、コイル３６と、低圧プレナム２１から
上端で折返して高圧プレナム１８ｂに到る冷却材流路３
７とを備えた中央折返し流路型の電磁ポンプで構成され
ており、低圧プレナム２１内の冷たい冷却材を、制御棒
案内管１６に供給できるようになっている。なお、その
他の点については、前記第２実施例と同一構成となって
おり、作用も同じである。このように、ポンプ３４を用
いることにより、冷たい冷却材を制御棒案内管１６に供
給することができる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、制御棒の
浮力と制御棒案内管内を流下する冷却材の流量とのバラ
ンスにより、制御棒を駆動制御するようにしているので
、遮蔽プラグに、回転プラグ、炉心上部機構および制御
棒駆動機構を設ける必要がなく、炉心上部構造を大幅に
簡素化できる。このため、設計、製作、据付、組立、試
験および検査が簡単となり、安価な高速増殖炉が得られ
る。
浮力と制御棒案内管内を流下する冷却材の流量とのバラ
ンスにより、制御棒を駆動制御するようにしているので
、遮蔽プラグに、回転プラグ、炉心上部機構および制御
棒駆動機構を設ける必要がなく、炉心上部構造を大幅に
簡素化できる。このため、設計、製作、据付、組立、試
験および検査が簡単となり、安価な高速増殖炉が得られ
る。
【図１】本発明の第１実施例に係る高速増殖炉の制御棒
装置を示す断面図。
装置を示す断面図。
【図２】この装置が組付けられた高速増殖炉を示す説明
図。
図。
【図３】本発明の第２実施例を示す図１相当図。
【図４】本発明の第３実施例を示す図１相当図。
【図５】従来の高速増殖炉を示す図２相当図。
１ 炉心
２ 炉内構造物
３ 原子炉容器
４ 遮蔽プラグ
１５ 制御棒
１６ 制御棒案内管
１６ａ 外管
１６ｂ 内管
１８ 高圧プレナム
１８ａ 高圧プレナム
１８ｂ 高圧プレナム
１９ 供給流路
２０ 排出流路
２１ 低圧プレナム
２３ リチウム
２４ ポンプ
３４ ポンプ
Claims (1)
- 【請求項１】炉内構造物に着脱可能に装着された制御棒
案内管と、この制御棒案内管内に昇降自在に配置されリ
ウチムを内包する制御棒と、前記制御棒案内管に形成さ
れ高圧プレナム内の冷却材を制御棒案内管内部の上端に
導く供給流路と、制御棒案内管に形成され制御棒案内管
内部を流下する冷却材を低圧プレナムに排出する排出流
路とを備え、前記制御棒は、その浮力と制御棒案内管内
部を流下する冷却材の流量とのバランスにより駆動制御
されることを特徴とする高速増殖炉の制御棒装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2401736A JPH04215098A (ja) | 1990-12-12 | 1990-12-12 | 高速増殖炉の制御棒装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2401736A JPH04215098A (ja) | 1990-12-12 | 1990-12-12 | 高速増殖炉の制御棒装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04215098A true JPH04215098A (ja) | 1992-08-05 |
Family
ID=18511571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2401736A Pending JPH04215098A (ja) | 1990-12-12 | 1990-12-12 | 高速増殖炉の制御棒装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04215098A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100882195B1 (ko) * | 2007-08-14 | 2009-02-06 | 한국원자력연구원 | 핵연료집합체의 이중 관 구조로 된 안내관 |
-
1990
- 1990-12-12 JP JP2401736A patent/JPH04215098A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100882195B1 (ko) * | 2007-08-14 | 2009-02-06 | 한국원자력연구원 | 핵연료집합체의 이중 관 구조로 된 안내관 |
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