JPH04250395A - Nuclear reactor shutdown device - Google Patents

Nuclear reactor shutdown device

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JPH04250395A
JPH04250395A JP3008494A JP849491A JPH04250395A JP H04250395 A JPH04250395 A JP H04250395A JP 3008494 A JP3008494 A JP 3008494A JP 849491 A JP849491 A JP 849491A JP H04250395 A JPH04250395 A JP H04250395A
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JP
Japan
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container
reactor
temperature
absorbing material
gas
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Application number
JP3008494A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Ito
正彦 伊藤
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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Abstract

PURPOSE:To terminate the output of a reactor, and to suppress the output by automatically sending a neutron absorbing material to a reactor core when the temperature of the reactor is increased at the time of accident of the reactor. CONSTITUTION:When the output of a reactor is abnormally increased by some reasons, the temperature of a cooling material flown out from a fuel aggregate 33 is increased. The temperature of a heat sensitive plug 38 is immediately increased up to a melting point thereby, and a gas lead part 37 is opened, while the gas in a first container 34 is flown in the lead part 37 and is flown out into a second container 35, based on the pressure of the liquid column of a neutron absorbing material 42, and almost all of the absorbing material 42 is flown into the container 34 from the container 35, and the reactor can thus be stopped or the output is suppressed.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

[発明の目的] [Purpose of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は原子炉停止装置、特に液
体金属冷却型の高速増殖炉において原子炉の故障時に原
子炉を確実に停止させ、または確実にその出力を低下さ
せることができる原子炉停止装置に関する。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a nuclear reactor shutdown system, particularly a liquid metal cooled fast breeder reactor, which is capable of reliably shutting down a nuclear reactor or reliably reducing its output in the event of a reactor failure. Regarding reactor shutdown equipment.

【0002】0002

【従来の技術】原子炉、特にナトリウム等の液体金属を
冷却材とする高速増殖炉の出力制御および炉停止は、ホ
ウ素等の中性子吸収物質を含む制御棒を、炉心支持板に
植立された複数の燃料集合体間に挿入することによって
成される。すなわち、燃料集合体間にはこれ等と軸線を
平行にして制御棒案内管が設けられ、制御棒はこれ等の
制御棒案内管内を上下動して原子炉の反応度を制御する
。上記各制御棒を駆動する制御棒駆動装置は、動作が安
定でしかも信頼度の高いものであることが要求される。 従来の高速増殖炉においては前記制御棒駆動装置は、炉
心を収容する炉容器上部に設けられている。
[Prior Art] Power control and reactor shutdown of nuclear reactors, particularly fast breeder reactors that use liquid metals such as sodium as coolants, are performed using control rods containing neutron-absorbing substances such as boron, which are installed in the core support plate. This is done by inserting it between multiple fuel assemblies. That is, control rod guide tubes are provided between the fuel assemblies with their axes parallel to these, and the control rods move up and down within these control rod guide tubes to control the reactivity of the reactor. The control rod drive device that drives each of the control rods described above is required to have stable operation and high reliability. In conventional fast breeder reactors, the control rod drive device is provided in the upper part of the reactor vessel that houses the reactor core.

【0003】上記駆動装置は、炉容器上面開口を閉塞す
る遮蔽プラグに設けた回転プラグ上に固定した駆動部お
よびこの駆動部と各制御棒間を連結し前記回転プラグを
貫通して炉心領域上方まで垂下した延長管とからなる駆
動機構を具え、この駆動機構を中央制御室から制御して
各制御棒を駆動するようにしている。また、駆動装置は
自動的または人為的操作により前記駆動機構に駆動信号
を発出するための制御盤を具えている。而して、通常前
記駆動部による炉出力制御および炉停止は電気的・機械
的手段によってなされている。
[0003] The above-mentioned drive device includes a drive section fixed on a rotating plug provided on a shielding plug that closes an opening on the upper surface of the reactor vessel, and a drive section that connects the drive section and each control rod to extend through the rotating plug and extend above the reactor core area. It is equipped with a drive mechanism consisting of an extension tube that hangs down to the center, and this drive mechanism is controlled from a central control room to drive each control rod. The drive device also includes a control panel for issuing drive signals to the drive mechanism automatically or manually. Usually, the furnace output control and furnace shutdown by the drive unit are performed by electrical and mechanical means.

【0004】図7は従来の制御棒駆動装置の一例の概略
縦断面図である。この図において、駆動部ハウジング1
は、回転プラグ2から炉容器内に垂下した上部案内管3
と一体に結合されている。駆動部ハウジング1の頂部に
は駆動モータ4が取り付けられ、この駆動モータ4はケ
ーブル5を介して制御盤6と電気的に接続されている。 駆動モータ4の出力軸にはボールスクリュー7が同心一
体に結合され、このボールスクリュー7にはボールナッ
ト8が螺合されている。このボールナット8は円板9、
ロードセル10を介して中空円筒体11に連結されてい
る。 中空円筒体11内には電磁石12が収容され、この電磁
石下面に固着した小円筒体12aはロードセル13を介
して外側延長管14上端と連結されている。この外側延
長管14は前記回転プラグ2を貫通して炉容器内に突出
され、炉容器内に収容された炉心15に設けられた下部
案内管16の上端近傍まで垂下されている。外側延長管
14内には内側案内管17が同心的に設けられ、前記外
側延長管14の下端および前記内側案内管下端に連結さ
れたフィンガーロッド18下端は、協働してラッチメカ
ニズムを構成する。図中19は前記ラッチメカニズムを
構成するため、外側延長管14下端に形成した板ばね状
のラッチフィンガを示している。
FIG. 7 is a schematic vertical sectional view of an example of a conventional control rod drive device. In this figure, the drive unit housing 1
is the upper guide pipe 3 hanging down from the rotating plug 2 into the furnace vessel.
are integrally combined with. A drive motor 4 is attached to the top of the drive unit housing 1, and the drive motor 4 is electrically connected to a control panel 6 via a cable 5. A ball screw 7 is concentrically connected to the output shaft of the drive motor 4, and a ball nut 8 is screwed onto the ball screw 7. This ball nut 8 has a disc 9,
It is connected to a hollow cylindrical body 11 via a load cell 10. An electromagnet 12 is housed in the hollow cylinder 11, and a small cylinder 12a fixed to the lower surface of the electromagnet is connected to the upper end of the outer extension tube 14 via a load cell 13. This outer extension tube 14 penetrates the rotary plug 2, projects into the reactor vessel, and hangs down to the vicinity of the upper end of a lower guide tube 16 provided in a reactor core 15 housed within the reactor vessel. An inner guide tube 17 is provided concentrically within the outer extension tube 14, and the lower end of the outer extension tube 14 and the lower end of a finger rod 18 connected to the lower end of the inner guide tube cooperate to form a latch mechanism. . In the figure, reference numeral 19 indicates a leaf spring-shaped latch finger formed at the lower end of the outer extension tube 14 to constitute the latch mechanism.

【0005】前記電磁石12には磁気的に着脱されるア
ーマチュア20が対応して設けられ、このアーマチュア
20は内側案内管17の頂部に固定されている。また、
上部案内管3と外側延長管14との間には回転プラグ2
に対向する位置に、生体遮蔽21が上部案内管3の頂部
に固定して設けられている。なお、前記外側延長管14
の軸方向適宜位置と前記生体遮蔽21とは、ベローズ2
2によって気密に連結されている。また、内側案内管1
7と外側延長管14とはそれ等の適切な位置においてベ
ローズ23によって気密に連結されている。
[0005] The electromagnet 12 is associated with a magnetically detachable armature 20, which is fixed to the top of the inner guide tube 17. Also,
A rotating plug 2 is provided between the upper guide tube 3 and the outer extension tube 14.
A biological shield 21 is fixedly provided at the top of the upper guide tube 3 at a position opposite to the upper guide tube 3 . Note that the outer extension tube 14
The appropriate axial position of the bellows 2 and the living body shield 21 are
2 is airtightly connected. In addition, the inner guide pipe 1
7 and the outer extension tube 14 are hermetically connected by bellows 23 at their appropriate positions.

【0006】外側延長管14の段付部24には加速ばね
25が結合されている。この加速ばね25は、外側延長
管14を同心的に包囲するコイルスプリングであり、そ
の下端は加速管26の頭部に接触させられている。加速
管26は外側延長管14を同心的に包囲し、その下端は
制御棒27のハンドリングヘッド28に対向、当接され
ている。なお、図中29は上部案内管下部に設けたスト
ッパ30に支持されたダンピングスプリングを示してい
る。
An acceleration spring 25 is coupled to the stepped portion 24 of the outer extension tube 14 . This acceleration spring 25 is a coil spring that concentrically surrounds the outer extension tube 14, and its lower end is brought into contact with the head of the acceleration tube 26. The acceleration tube 26 concentrically surrounds the outer extension tube 14, and its lower end faces and abuts the handling head 28 of the control rod 27. Note that 29 in the figure indicates a damping spring supported by a stopper 30 provided at the lower part of the upper guide tube.

【0007】上記構成の従来の制御棒駆動装置は次のよ
うに作動する。すなわち、原子炉の通常運転時において
は制御棒27のハンドリングヘッド28はフィンガーロ
ッド18およびラッチフィンガ19に係合しており、制
御棒27は外側延長管14と連結されている。この時、
アーマチュア20は電磁石12により吸着されている。 また、加速ばね25はその上端を外側延長管14の段付
部24に当接させ、下端を制御棒27のハンドリングヘ
ッド28に当接させた加速管26の頭部に当接させて、
圧縮状態に維持されている。このような状態にあるから
、制御盤6の人為的な操作または盤内の自動運転回路の
指令により、駆動モータ4に正転または逆転の信号が与
えられる前記駆動モータ4が正転または逆転すれば、こ
の正転または逆転はボールスクリュー7、ボールナット
8によって直線運動に変換されて制御棒27に伝達され
、これを上下動させることができる。この上下動により
制御棒27は炉心15に対して挿抜され、通常運転時の
出力調整がなされることとなる。
The conventional control rod drive device having the above structure operates as follows. That is, during normal operation of the nuclear reactor, the handling head 28 of the control rod 27 is engaged with the finger rod 18 and the latch finger 19, and the control rod 27 is connected to the outer extension tube 14. At this time,
Armature 20 is attracted by electromagnet 12. Further, the acceleration spring 25 has its upper end brought into contact with the stepped portion 24 of the outer extension tube 14, and its lower end brought into contact with the head of the acceleration tube 26 which is brought into contact with the handling head 28 of the control rod 27.
maintained in a compressed state. In such a state, a forward or reverse rotation signal is given to the drive motor 4 by human operation of the control panel 6 or a command from the automatic operation circuit inside the panel. For example, this forward or reverse rotation is converted into linear motion by the ball screw 7 and ball nut 8 and transmitted to the control rod 27, which can be moved up and down. This vertical movement allows the control rods 27 to be inserted into and removed from the reactor core 15, thereby adjusting the output during normal operation.

【0008】ところが、何等かの原因によりプラントに
異常状態例えば冷却材流量低下、冷却材温度上昇、炉心
中性子束増大等の異常が発生した場合には、炉容器内に
配置したセンサ31がこれ等の異常を検出し、検出出力
がケーブル5aを介して制御盤6に伝送される。制御盤
6は前記検出出力を受け、予めセットされた論理回路に
よりスクラム指令を自動的に(場合によっては運転員の
操作)発出し、電磁石12への通電を停止する。電磁石
12が滅勢されると、アーマチュア20は切り離されて
小円筒体12aの下端の板状部32との間隔分だけ落下
する。これに伴って内側案内管17が全体的に落下する
ので、フィンガーロッド18も落下してラッチフィンガ
19に対する拘束を解除する。ラッチフィンガ19はそ
の弾性により内側に縮径して制御棒27のハンドリング
ヘッド28から離れ、制御棒27はそれ自体に作用する
重力と加速管26を介して伝達される加速ばね25のば
ね力とにより、下部案内管16内を急速に落下し炉心1
5に急速挿入されることとなる。これにより原子炉のス
クラムがなされる。
However, if an abnormal condition occurs in the plant for some reason, such as a decrease in coolant flow rate, a rise in coolant temperature, or an increase in core neutron flux, the sensor 31 placed inside the reactor vessel An abnormality is detected, and the detection output is transmitted to the control panel 6 via the cable 5a. The control panel 6 receives the detection output, automatically issues a scram command (operator's operation depending on the case) using a preset logic circuit, and stops energizing the electromagnet 12. When the electromagnet 12 is deenergized, the armature 20 is separated and falls by the distance from the plate-shaped portion 32 at the lower end of the small cylindrical body 12a. Along with this, the inner guide tube 17 falls entirely, so that the finger rod 18 also falls and the restraint on the latch finger 19 is released. Due to its elasticity, the latch finger 19 contracts inward and moves away from the handling head 28 of the control rod 27, and the control rod 27 receives the force of gravity acting on itself and the spring force of the acceleration spring 25 transmitted via the acceleration tube 26. As a result, the reactor core 1 rapidly falls through the lower guide tube 16.
5 will be rapidly inserted. This causes the reactor to scram.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上記構成の従来の制御
棒駆動装置も十分な信頼性を有し、安定且つ確実な作動
を期待し得るものであるが、原子炉の大型化および高出
力化が進むことや、原子炉の設置基数が増すにつれて、
さらに高い安全性が要求されるようになってきており、
上記のような従来の装置とは別の手段で動作する原子炉
停止装置を導入することが考慮されている。
[Problems to be Solved by the Invention] Although the conventional control rod drive device with the above configuration has sufficient reliability and can be expected to operate stably and reliably, As nuclear power generation progresses and the number of installed nuclear reactors increases,
Even higher levels of safety are now required,
Consideration is being given to introducing a nuclear reactor shutdown device that operates by means other than the conventional devices described above.

【0010】本発明は上記の事情に基づきなされたもの
で、従来の制御棒駆動装置では制御棒や下部案内管、延
長管などの部材がある程度以上の機械的変形を生じると
制御棒の挿入が阻害されて円滑な動作ができなくなると
いう点を考慮して、大きな機械的変形が生じても機能を
果すことができるような原子炉停止装置を提供すること
が目的の一つである。
The present invention has been made based on the above-mentioned circumstances, and in the conventional control rod drive device, if the mechanical deformation of the control rod, lower guide tube, extension tube, etc. exceeds a certain level, the control rod cannot be inserted. One of the objectives is to provide a nuclear reactor shutdown device that can function even when large mechanical deformations occur, taking into account the fact that smooth operation is not possible due to interference.

【0011】また、従来の制御棒駆動装置では制御盤の
論理回路やセンサーなどの電気品に故障を生じると、制
御棒駆動装置の動作のスタートができない場合も有り得
るという点を考慮し、このような故障の場合にも原子炉
を停止し得る原子炉停止装置を提供することも本発明の
目的とするところである。 [発明の構成]
[0011] Furthermore, in consideration of the fact that in conventional control rod drive devices, if there is a failure in electrical components such as logic circuits or sensors in the control panel, the control rod drive device may not be able to start operation, Another object of the present invention is to provide a nuclear reactor shutdown device capable of shutting down a nuclear reactor even in the event of a major failure. [Structure of the invention]

【0012】0012

【課題を解決するための手段】本発明の原子炉停止装置
は、炉心を構成する燃料集合体間に設けられ内部に液状
の中性子吸収材および気体を封入した第1容器と、この
第1容器の上方の炉心領域外に設けられ前記第1容器と
前記第1容器内底面近傍に開口する連通部によって連通
され液状の中性子吸収材および気体を封入された第2容
器と、第1容器及び第2容器の各々の上方部分の気体空
間部に開口し第1容器と第2容器を連通し、その一部に
炉内の温度が設定値以上で溶解する金属を用いた感温プ
ラグにて閉塞したガス導通部を有することを特徴とする
[Means for Solving the Problems] The nuclear reactor shutdown system of the present invention comprises a first container provided between fuel assemblies constituting a reactor core and filled with a liquid neutron absorbing material and gas; a second container provided outside the upper core region and communicated with the first container through a communication portion opening near the inner bottom surface of the first container and filled with a liquid neutron absorbing material and gas; An opening is opened in the gas space in the upper part of each of the two containers to communicate the first container and the second container, and a part of the opening is closed with a temperature-sensitive plug made of a metal that melts when the temperature inside the furnace exceeds a set value. It is characterized by having a gas conduction part.

【0013】[0013]

【作用】上記構成の本発明原子炉停止装置においては、
原子炉通常運転時は第1容器内部の不活性ガスの存在に
より中性子吸収材は第1容器内部ではその底部にごくわ
ずか有るのみで、そのほとんどが第2容器に入った状態
で圧力の平衡が保たれる。
[Operation] In the nuclear reactor shutdown device of the present invention having the above configuration,
During normal reactor operation, due to the presence of inert gas inside the first vessel, there is only a small amount of neutron absorbing material at the bottom of the first vessel, and most of it is in the second vessel when the pressure is balanced. It is maintained.

【0014】何らかの原因で炉心の温度が異常に上昇す
ると、冷却材の温度も速やかに上昇し、ガス導通部に設
けた感温プラグの温度が直ちに上昇し溶融し、ガス導通
部が開放される。この結果中性子吸収材の液柱の高さに
よる圧力で第1容器内の不活性ガスは第2容器内にガス
導通部を通って押し出されると共に連通部を通って中性
子吸収材が第1容器内を満たすまで流入する。上記のよ
うにして原子炉故障の際の温度上昇により、炉心領域内
に多量の中性子吸収材が自動的に送り込まれる。
[0014] When the temperature of the core rises abnormally for some reason, the temperature of the coolant also rises rapidly, and the temperature of the temperature-sensitive plug installed in the gas communication section immediately rises and melts, opening the gas communication section. . As a result, the pressure caused by the height of the liquid column of the neutron absorbing material causes the inert gas in the first container to be pushed out into the second container through the gas communication part, and the neutron absorbing material passes through the communication part into the first container. Flow in until it is filled. As described above, the temperature increase during a reactor failure automatically pumps a large amount of neutron absorbing material into the core region.

【0015】[0015]

【実施例】図1は本発明の第1の実施例の原子炉通常運
転状態における要部拡大縦断面図、図2は前記第1の実
施例の原子炉故障発生時における縦断面図である。
[Embodiment] FIG. 1 is an enlarged vertical cross-sectional view of main parts of a first embodiment of the present invention in a normal operating state of a nuclear reactor, and FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of the first embodiment when a reactor failure occurs. .

【0016】これらの図1および図2において炉心15
を構成する燃料集合体33の間には、これと平行にして
内部に液状の中性子吸収材42が収容された長尺の第1
容器34が設けられ、その上端には同じく中性子吸収材
42が収容された第2容器35が設けられている。前記
第1容器34と第2容器35とは、第2容器35の底面
から、第1容器34の底面近傍まで垂下した管状の連通
部36によって連通されている。さらに、第2容器35
の上部側面から垂下し、燃料集合体33の冷却材出口近
傍を経由して第2容器35内を一部貫通して第1容器3
4の上面にガス導通部37が接続されている。
In these FIGS. 1 and 2, the core 15
Between the fuel assemblies 33 constituting the
A container 34 is provided, and a second container 35 containing a neutron absorbing material 42 is provided at the upper end of the container 34 . The first container 34 and the second container 35 are communicated with each other by a tubular communicating portion 36 that extends from the bottom of the second container 35 to near the bottom of the first container 34 . Furthermore, the second container 35
It hangs down from the upper side of the fuel assembly 33 and partially penetrates the inside of the second container 35 via the vicinity of the coolant outlet of the fuel assembly 33 to form the first container 3.
A gas conduction section 37 is connected to the upper surface of 4.

【0017】このガス導通部37のうち燃料集合体33
の冷却材出口近傍の部分には、例えば600 ℃程度の
適当な溶融点を持つ金属よりなる図3および図4にその
詳細を示す感温プラグ38が設けられている。この感温
プラグ38は通常運転時の冷却材出口温度例えば500
 ℃程度では固体となっており図3に示すようにガス導
通部37を閉じた状態に保っている。また、同中38a
はヒータ、38bは熱電対を示し、これらは感温プラグ
38の加熱による機能検査のために設けられる。なお、
前記第1容器34は概ね炉心15領域内にあり、第2容
器35は炉心15よりも上方に配設されている。
[0017] Of this gas conducting portion 37, the fuel assembly 33
A temperature-sensitive plug 38 made of a metal having an appropriate melting point of, for example, about 600° C. and whose details are shown in FIGS. 3 and 4 is provided near the coolant outlet. This temperature-sensitive plug 38 has a coolant outlet temperature of, for example, 500 during normal operation.
It becomes a solid at temperatures around 0.degree. C., and keeps the gas conducting portion 37 closed as shown in FIG. Also, 38a
38b is a heater, and 38b is a thermocouple, which are provided for testing the function of the temperature-sensitive plug 38 by heating it. In addition,
The first container 34 is generally located within the region of the reactor core 15, and the second container 35 is disposed above the reactor core 15.

【0018】第1容器34の下方には図1に示すように
管体39が一体で配設されており、この管体39の下端
は炉心支持板40に支持されている。また第1容器35
は遮蔽プラグ49を貫通し、これに固定された支持部材
41に結合されている。そしてこの支持部材41には熱
膨張吸収機構50が配設されている。
As shown in FIG. 1, a tube body 39 is integrally disposed below the first container 34, and the lower end of the tube body 39 is supported by a core support plate 40. Also, the first container 35
passes through the shielding plug 49 and is coupled to the support member 41 fixed thereto. A thermal expansion absorption mechanism 50 is disposed on this support member 41.

【0019】さらに、第1および第2容器34,35内
には遮蔽プラグ49を貫通した第1および第2容器34
,35内の中性子吸収材42の液位を検出する液位検出
器43が配設されている。なお、上記中性子吸収材42
としては溶融点が200 ℃以下の中性子吸収物質、例
えばリチウム、インジウム等が使用され、液位検出器4
3は連続測定が可能な誘導型のものが推奨される。また
感温プラグ38の材料としては融点が550 〜600
℃程度の各種の合金が適当で、候補としては各種のろう
材(銀ろう)などがある。なお、本実施例においては第
2容器35の内部圧力を外部から操作し得るようにパイ
プ44を備えており、ガス圧制御装置45に結合されて
いる。
Further, the first and second containers 34 and 35 have a shielding plug 49 inserted therein.
, 35 is provided with a liquid level detector 43 for detecting the liquid level of the neutron absorbing material 42 within the neutron absorbing material 42 . Note that the neutron absorbing material 42
As the liquid level detector 4, a neutron absorbing material with a melting point of 200 °C or less, such as lithium or indium, is used.
For No. 3, an inductive type that allows continuous measurement is recommended. In addition, the material for the temperature-sensitive plug 38 has a melting point of 550 to 600.
Various alloys with a temperature of around 30°F are suitable, and candidates include various brazing materials (silver solder). In this embodiment, a pipe 44 is provided so that the internal pressure of the second container 35 can be controlled from the outside, and is connected to a gas pressure control device 45.

【0020】何らかの原因、例えば循環ポンプの故障等
によって原子炉運転中に冷却材流量が低下したり、原子
炉の出力が異常に上昇したような場合には、燃料集合体
33から流出する冷却材の温度が上昇する。このため、
感温プラグ38の温度も直ちに上昇して溶融点に達し、
図4に示すように、ガス導通部37を開放し、中性子吸
収材42の液柱による圧力に基づいて、第1容器34内
の気体は図4の矢印方向にガス導通部37を流れて第2
容器35内に流出し、同時に中性子吸収材42は第2容
器35から第1容器34にほとんど全てが流入し、図2
に示したような状態となる。
[0020] If the coolant flow rate decreases during reactor operation due to some reason, such as a failure of the circulation pump, or if the reactor output increases abnormally, the coolant flowing out from the fuel assembly 33 temperature increases. For this reason,
The temperature of the temperature-sensitive plug 38 also rises immediately and reaches the melting point.
As shown in FIG. 4, the gas conduction section 37 is opened, and based on the pressure caused by the liquid column of the neutron absorbing material 42, the gas in the first container 34 flows through the gas conduction section 37 in the direction of the arrow in FIG. 2
At the same time, almost all of the neutron absorbing material 42 flows from the second container 35 into the first container 34, as shown in FIG.
The situation will be as shown in .

【0021】上記のようにして原子炉故障の際の温度上
昇により、炉心15領域内に多量の中性子吸収材42が
自動的に送り込まれ、炉停止または出力抑制を行うこと
ができ、原子炉を安全に保つことができる。
As described above, due to the temperature rise in the event of a reactor failure, a large amount of neutron absorbing material 42 is automatically fed into the region of the reactor core 15, making it possible to shut down the reactor or suppress the output, thereby allowing the reactor to continue operating. can be kept safe.

【0022】本実施例では別の作用もある。すなわち、
燃料集合体33から流出する冷却材の温度が上昇すると
、ガス導通部37の内部の気体が膨張し、引き続き、中
性子吸収材42も膨張する。これ等の膨張の結果、感温
プラグ38が溶融に至らない間も中性子吸収材の一部は
第1容器34に流入し、炉心出力を抑制することができ
る。
This embodiment also has another effect. That is,
When the temperature of the coolant flowing out from the fuel assembly 33 rises, the gas inside the gas conducting portion 37 expands, and subsequently the neutron absorbing material 42 also expands. As a result of these expansions, a portion of the neutron absorbing material flows into the first vessel 34 even before the temperature-sensitive plug 38 melts, making it possible to suppress the core output.

【0023】なお、ガス圧制御装置45は原子炉運転前
及び運転中に中性子吸収材42の第1および第2容器3
4,35内への配分状態を適切にする圧力平衡状態を保
つため、必要に応じて第2容器35内部の圧力を調整す
る目的で用いられるもので弁、圧力調整器などの一般的
な機器で構成されるので詳述していない。また、原子炉
起動前に同様にして圧力を操作し、液位検出器41によ
って検出される液位の変化を確認することによって装置
の健全性を確認することもできる。更に原子炉運転中に
液位を監視することにより、中性子吸収材の漏出を検知
できるので健全性を確認することができる。又、実施例
の第1容器34、第2容器35は管体39によって炉心
支持板40に支持されており、炉心領域での位置が安定
しており、熱膨張吸収機構50を備えているため、温度
が変化しても位置が変化しないようになっている。
Note that the gas pressure control device 45 controls the first and second containers 3 of the neutron absorbing material 42 before and during reactor operation.
General equipment such as valves and pressure regulators are used to adjust the pressure inside the second container 35 as necessary in order to maintain a pressure equilibrium state that ensures appropriate distribution within the second container 35. It is not explained in detail because it consists of Furthermore, the soundness of the device can also be confirmed by manipulating the pressure in the same manner before starting the reactor and checking changes in the liquid level detected by the liquid level detector 41. Furthermore, by monitoring the liquid level during reactor operation, leakage of the neutron absorbing material can be detected and the health of the reactor can be confirmed. In addition, the first container 34 and the second container 35 of the embodiment are supported by the core support plate 40 by the pipe body 39, and their positions in the core region are stable, and the thermal expansion absorption mechanism 50 is provided. , so that its position does not change even if the temperature changes.

【0024】図5は本発明の第2の実施例の原子炉故障
時における縦断面図である。本実施例においては第2容
器35に連結されたパイプ44に配設された弁46は制
御盤6により電気的に制御されるようになっており、図
示されない各種のセンサー51により、流量、温度等の
異常を検出した場合制御盤6内部の論理回路により、弁
46を開放するように構成される。この結果、弁46を
通じて図示されないガス圧供給源から高い圧力のガスが
第2容器35内に送り込まれ、直ちに中性子吸収材42
の大部分が第1容器34内に流入し図5の状態となる。 この場合、感温プラグ38が溶融に至らない間にこのよ
うな動作が可能であるが、万一論理回路や弁の故障によ
り上記の動作が行えない場合には、第1の実施例で示し
た感温プラグ38の溶融に基づく動作によって原子炉停
止の目的を達することができる。またこのような構成で
は通常運転時の出力制御用に装置を用いることも可能と
なる。このように第2の実施例においては複数の方法に
よって原子炉を停止することが可能であり、信頼性を向
上させることができる。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the second embodiment of the present invention at the time of reactor failure. In this embodiment, the valve 46 disposed on the pipe 44 connected to the second container 35 is electrically controlled by the control panel 6, and various sensors 51 (not shown) control the flow rate and temperature. When an abnormality such as the above is detected, the logic circuit inside the control panel 6 is configured to open the valve 46. As a result, high pressure gas is sent into the second container 35 from a gas pressure supply source (not shown) through the valve 46, and the neutron absorbing material 42 is immediately
Most of the liquid flows into the first container 34, resulting in the state shown in FIG. In this case, such an operation is possible before the temperature-sensitive plug 38 melts, but in the unlikely event that the above operation cannot be performed due to a failure in the logic circuit or valve, the operation shown in the first embodiment may be performed. The purpose of reactor shutdown can be achieved by the operation based on the melting of the temperature-sensitive plug 38. Further, with such a configuration, it is also possible to use the device for output control during normal operation. In this way, in the second embodiment, it is possible to stop the nuclear reactor using a plurality of methods, and reliability can be improved.

【0025】図6は本発明の第3の実施例である。本実
施例においては感温プラグ52を第2容器35の内側面
部に設置している。そして、隣接する燃料集合体33の
上部の側面には冷却材側部流出口47が設けられており
、図中矢印のように冷却材の流れは感温プラグ52を通
るようになり、その作用は第2の実施例と同様となる。 さらには、この様な作用によって、原子炉停止装置を比
較的細い空間内に納めることができるので、据付、取外
し等の取扱いを容易にすることができると共に、感温プ
ラグ部が第1の実施例よりも炉心領域に近くできるため
、原子炉故障時に感温プラグ部の温度がよりすみやかに
上昇し、原子炉停止装置の応答性を高めることができる
FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention. In this embodiment, a temperature-sensitive plug 52 is installed on the inner side surface of the second container 35. A coolant side outlet 47 is provided on the upper side of the adjacent fuel assembly 33, and the coolant flows through the temperature-sensitive plug 52 as shown by the arrow in the figure. is the same as the second embodiment. Furthermore, because of this action, the reactor shutdown device can be housed in a relatively narrow space, making installation, removal, and other handling easier. Since it can be placed closer to the core region than in the example, the temperature of the temperature-sensitive plug part rises more quickly in the event of a reactor failure, and the responsiveness of the reactor shutdown system can be improved.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上の説明により明らかなように本発明
の原子炉停止装置においては、原子炉の故障時、例えば
循環ポンプの故障などによる冷却材流量が低下したり、
何らかの原因で炉心の出力が異常に上昇したような場合
に炉心の温度が上昇すると、外部からの操作や、従来用
いられてきた電気的な安全回路の動作を全く必要とせず
に、自動的に炉心に中性子吸収材が送り込まれるので、
原子炉の故障時に原子炉の出力停止、出力の抑制を確実
に行うことができる。また、上記の機能が健全であるか
否かをも容易にチェックできるので、信頼性の高い原子
炉停止装置とすることができる。また従来の制御棒駆動
装置と併用することができるので、故障発生時における
原子炉停止機能は二重に設けられることになり、原子炉
の安全性を著しく向上させることができる。
As is clear from the above explanation, in the reactor shutdown system of the present invention, when a reactor malfunctions, for example, the coolant flow rate decreases due to a malfunction of the circulation pump, etc.
If the temperature of the core increases due to an abnormal increase in the output of the core for some reason, the system automatically shuts down without any external operation or the operation of conventional electrical safety circuits. As neutron absorbing material is fed into the reactor core,
In the event of a nuclear reactor failure, the output of the reactor can be reliably stopped and suppressed. Furthermore, since it is possible to easily check whether the above-mentioned functions are sound or not, it is possible to provide a highly reliable nuclear reactor shutdown device. Furthermore, since it can be used in conjunction with a conventional control rod drive device, the nuclear reactor shutdown function in the event of a failure is provided twice, and the safety of the nuclear reactor can be significantly improved.

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

【図1】本発明の一実施例に係る原子炉停止装置の通常
運転時を示す縦断面図。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing a nuclear reactor shutdown device according to an embodiment of the present invention during normal operation.

【図2】図1に示した原子炉停止装置の事故時を示す縦
断面図。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the reactor shutdown device shown in FIG. 1 at the time of an accident.

【図3】図1に示した感温プラグの拡大断面図。FIG. 3 is an enlarged sectional view of the temperature-sensitive plug shown in FIG. 1.

【図4】図3に示した感温プラグの事故時の動作状態を
示す拡大断面図。
FIG. 4 is an enlarged sectional view showing the operating state of the temperature-sensitive plug shown in FIG. 3 at the time of an accident.

【図5】本発明の第2実施例に係る原子炉停止装置の事
故時を示す縦断面図。
FIG. 5 is a vertical sectional view showing the nuclear reactor shutdown device according to the second embodiment of the present invention at the time of an accident.

【図6】本発明の第3実施例に係る原子炉停止装置の通
常運転時を示す縦断面図。
FIG. 6 is a vertical cross-sectional view showing a nuclear reactor shutdown device according to a third embodiment of the present invention during normal operation.

【図7】原子炉停止装置の従来例を示す縦断面図。FIG. 7 is a vertical cross-sectional view showing a conventional example of a nuclear reactor shutdown device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

33…燃料集合体        34…第1容器  
        35…第2容器 36…連通部            37…ガス導通
部        38,52…感温プラグ 38a…ヒータ          38b…熱電対 
         42…中性子吸収材 51…センサー
33... Fuel assembly 34... First container
35...Second container 36...Communication part 37...Gas conduction part 38, 52...Temperature-sensitive plug 38a...Heater 38b...Thermocouple
42...Neutron absorber 51...Sensor

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  炉心を構成する燃料集合体間に設けら
れ内部に液状の中性子吸収材および気体を封入した第1
容器と、この第1容器の上方の炉心領域外に設けられ前
記第1容器と前記第1容器内底面近傍に開口する連通部
によって連通され液状の中性子吸収材および気体を封入
した第2容器と、第1容器及び第2容器の各々の上方部
分の気体空間部に開口し第1容器と第2容器を連通しそ
の一部に炉内の温度が設定値以上に上昇した場合に溶融
する金属を用いた感温プラグにて閉塞したガス導通部を
有することを特徴とする原子炉停止装置。
Claim 1: A first fuel cell provided between fuel assemblies constituting the reactor core and containing a liquid neutron absorbing material and a gas inside.
a second container, which is provided outside the core region above the first container, communicates with the first container through a communication portion that opens near the inner bottom surface of the first container, and seals a liquid neutron absorbing material and gas; , which opens into the gas space in the upper part of each of the first container and the second container, connects the first container and the second container, and has a part of the metal that melts when the temperature in the furnace rises above a set value. 1. A nuclear reactor shutdown device characterized by having a gas communication part closed with a temperature-sensitive plug using a thermosensitive plug.
JP3008494A 1991-01-28 1991-01-28 Nuclear reactor shutdown device Pending JPH04250395A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996020486A1 (en) * 1994-12-23 1996-07-04 Siemens Aktiengesellschaft Emergency cooling arrangement for a nuclear reactor plant and process for the emergency cooling of a reactor core
GB2497754A (en) * 2011-12-19 2013-06-26 Charles Donald Ingham A system for pre-heating a suppression material for supply to a fission reaction environment

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