JPH0458196A - Control rod driving mechanism for fast reactor - Google Patents

Control rod driving mechanism for fast reactor

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JPH0458196A
JPH0458196A JP2166657A JP16665790A JPH0458196A JP H0458196 A JPH0458196 A JP H0458196A JP 2166657 A JP2166657 A JP 2166657A JP 16665790 A JP16665790 A JP 16665790A JP H0458196 A JPH0458196 A JP H0458196A
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JP
Japan
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control rod
melting point
reactor
metal
low melting
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JP2166657A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Ikakura
猪鹿倉 尋明
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve safety by making pressurized gas to flow in a metal reservoire where low melting point metal is stored and disconnecting a control rod with the pressure of gas passed through the low melting point metal in the metal reservoire. CONSTITUTION:The metal reservoire 35 is applied with the pressurized gas. when the nuclear reactor is in normal operation, the low melting point metal 34 is solid, so the pressurized gas which flows in from an intake pipe 36 is stopped. If abnormality is caused, the low melting point metal 34 is fused to become liquid, so the pressurized gas passes through the low melting point metal 34 to flow in a cylinder 39 from a hole formed at the upper part of the metal reservoire 35, thereby pressing down a piston 38. consequently, a finger rod 20 falls and a latch finger 21 operates to insert the control rod into the reactor core. Thus, the abnormality of the nuclear reactor is detected artificially and physically from outside when caused and the control rod is inserted into the reactor core in safety to stop the nuclear reactor.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は高速増殖炉の制御棒駆動機構に関する。[Detailed description of the invention] [Purpose of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to a control rod drive mechanism for a fast breeder reactor.

(従来の技術) 一般に、原子炉、特にナトリウム等の液体金属を冷却材
とする高速増殖炉における出力制御および原子炉停止は
ホウ素またはタンタル等の中性子吸収物質を含む制御棒
を炉心支持板に植設された複数体の燃料集合体の間に挿
入することによって行われている。
(Prior art) In general, power control and reactor shutdown in nuclear reactors, especially fast breeder reactors that use liquid metals such as sodium as coolants, are performed by installing control rods containing a neutron-absorbing substance such as boron or tantalum in the core support plate. This is done by inserting the fuel assemblies between a plurality of fuel assemblies.

すなわち、燃料集合体の長手方向と平行に炉心支持板に
固定させた案内管内で制御棒を上下動させることによっ
て原子炉の反応度を制御するものである。この制御では
制御棒を駆動する装置は動作が安定で、しかも信頼性が
高いことが要求される。
That is, the reactivity of the nuclear reactor is controlled by moving a control rod up and down within a guide tube fixed to a core support plate parallel to the longitudinal direction of the fuel assembly. This control requires that the device that drives the control rods be stable and highly reliable.

従来の制御棒駆動機構は燃料集合体を収納している炉容
器の頂部に設けられ、炉容器内雰囲気を隔離し、かつ炉
容器の上端開口を閉塞する遮蔽ブラグの一部に設けられ
た回転プラグ上に固定された駆動部と、この駆動部と制
御棒を結合するため回転プラグを貫通して炉心領域上方
まで達して制御棒と結合するように設けられた延長管を
有する制御棒駆動機構と中央制御室に設けられ、かつ自
動または人為的操作によって前記駆動部を駆動するため
の電気的信号を発生する制御盤とからなっている。そし
て、通常駆動部の出力制御および炉停止のための動作は
電気−機械的手段によって行われている。
The conventional control rod drive mechanism is a rotating control rod drive mechanism that is installed at the top of the reactor vessel that houses the fuel assembly, and is installed in a part of a shielding plug that isolates the atmosphere inside the reactor vessel and closes the top opening of the reactor vessel. A control rod drive mechanism having a drive part fixed on the plug, and an extension tube provided to pass through the rotating plug and reach above the core region to connect the drive part and the control rods. and a control panel that is installed in the central control room and generates electrical signals for driving the drive section automatically or manually. Normally, the output control of the drive unit and the operation for shutting down the furnace are performed by electro-mechanical means.

第5図および第6図に従来の制御棒駆動装置の一例を示
す。
An example of a conventional control rod drive device is shown in FIGS. 5 and 6.

原子炉内の冷却材1の液面は図示の位置になる。The liquid level of the coolant 1 in the reactor is at the position shown in the figure.

駆動部ハウジング2は回転プラグ3に固定され、回転プ
ラグ3を貫通した上部案内管4と結合されている。駆動
部ハウジング2の頂部にはモータ5が設けられ、モータ
5はケーブル6によって制御盤7と電気的に結合されて
いる。モータ5の回転軸にはスクリュー8が同心的に結
合され、スクリュー8にはポールナツト9が螺合してい
る。ポールナツト9は板10を介して一対のロードセル
11と結合され、ロードセル11は中空円板状の板12
と結合されている。板12の下面には電磁石13と筒1
4が結合されている。筒I4の下部は中空円板状の板I
5と結合され、その下部は外側延長管16と結合されて
いる。外側延長管16は回転プラグ3内を貫通して炉心
I7内に設けられた下部案内管18の上方まで延在して
いる。外側延長管16の末端部は内側延長管19の末端
部に接続されたフィンガロッド2oとともにラッチメカ
ニズムを構成すべく、板ばね状の複数本のラッチフィン
ガ2Iとなっている。
The drive housing 2 is fixed to the rotary plug 3 and is connected to an upper guide tube 4 passing through the rotary plug 3. A motor 5 is provided at the top of the drive unit housing 2 , and the motor 5 is electrically connected to a control panel 7 by a cable 6 . A screw 8 is concentrically coupled to the rotating shaft of the motor 5, and a pole nut 9 is threaded onto the screw 8. The pole nut 9 is connected to a pair of load cells 11 via a plate 10, and the load cell 11 is connected to a hollow disc-shaped plate 12.
is combined with An electromagnet 13 and a tube 1 are provided on the bottom surface of the plate 12.
4 are combined. The lower part of the cylinder I4 is a hollow disc-shaped plate I
5, and its lower part is connected to an outer extension tube 16. The outer extension tube 16 passes through the rotary plug 3 and extends above a lower guide tube 18 provided in the core I7. The distal end of the outer extension tube 16 is formed with a plurality of leaf spring-shaped latch fingers 2I to constitute a latch mechanism together with the finger rod 2o connected to the distal end of the inner extension tube 19.

一方、電気的に制御盤7と結合されている電磁石13の
下端には磁気的に着脱自在にアーマチュア22が設けら
れ、外側延長管16の内側にあって適当な隙間を持って
設けられた内側延長管19は外側延長管I6とともに2
重管状をなして、回転プラグ3の相当位置を貫通して、
その先端はラッチフィンガ21と係合するフィンガロッ
ド20となっている。
On the other hand, an armature 22 is provided at the lower end of the electromagnet 13 that is electrically connected to the control panel 7 and is magnetically detachable. The extension pipe 19 and the outer extension pipe I6 are
It has a heavy tubular shape and penetrates the corresponding position of the rotating plug 3,
Its tip is a finger rod 20 that engages with a latch finger 21.

上部案内管4と外側延長管16の隙間部には回転プラグ
3の相当位置に生体遮蔽23が上部案内管4頂部に固定
されている。生体遮蔽23の下端とベローズ24の上端
は気密に結合され、ベローズ24の下端は外側延長管1
6の適切な位置に設置された中空状の板25に気密に結
合されている。また、内側延長管19と外側延長管16
のそれぞれ適切な箇所にその両端を気密に接合されたベ
ローズ26が設けられている。
In the gap between the upper guide tube 4 and the outer extension tube 16, a biological shield 23 is fixed to the top of the upper guide tube 4 at a position corresponding to the rotary plug 3. The lower end of the biological shield 23 and the upper end of the bellows 24 are airtightly connected, and the lower end of the bellows 24 is connected to the outer extension tube 1.
6 and is hermetically connected to a hollow plate 25 installed at an appropriate position. In addition, the inner extension pipe 19 and the outer extension pipe 16
A bellows 26 is provided at each appropriate location, both ends of which are hermetically joined.

外側延長管16の段付部27には加速スプリング28が
結合され、加速スプリング28は外側延長管16の外側
コイルばね状をなして下方へ延長され、加速管29の頂
部にその下端を接触している。
An acceleration spring 28 is coupled to the stepped portion 27 of the outer extension tube 16, and the acceleration spring 28 has a coil spring shape on the outer side of the outer extension tube 16 and extends downward, with its lower end touching the top of the acceleration tube 29. ing.

加速管29は外側延長管I6の外側に設けられ、その下
端は制御棒30のハンドリングヘッド31に接触してお
り、また、その上端にはテーパー形状をなしたダッシュ
ラム32が設置されている。
The acceleration tube 29 is provided outside the outer extension tube I6, its lower end is in contact with the handling head 31 of the control rod 30, and its upper end is provided with a tapered dash ram 32.

また、上部案内管4の下端近くには内径をテーパー形状
にしたダッシュボット33が設置される。
Further, a dashbot 33 having a tapered inner diameter is installed near the lower end of the upper guide tube 4.

制御卯30は中性子吸収材を収納した複数本の吸収ピン
を束ね、保護管内に納めた構造となっている。制御棒3
0と下部案内管J8との間には適切な隙間を設けである
The control rabbit 30 has a structure in which a plurality of absorption pins containing a neutron absorption material are bundled and housed in a protection tube. control rod 3
0 and the lower guide tube J8.

次に上記従来の制御棒駆動装置の動作例を説明する。Next, an example of the operation of the conventional control rod drive device will be described.

通常運転時には第5図に示したように、ラッチフィンガ
ー21の肩部に制御棒30のハンドリングヘッド31が
係合しており、外側延長管16と制御棒30は連結され
ている。ラッチフィンガ21の内面はフィンガロッド2
0によって拘束されている。この時、アーマチュア22
は磁力によって電磁石13に吸引されて接触している。
During normal operation, as shown in FIG. 5, the handling head 31 of the control rod 30 is engaged with the shoulder of the latch finger 21, and the outer extension tube 16 and the control rod 30 are connected. The inner surface of the latch finger 21 is the finger rod 2.
It is constrained by 0. At this time, armature 22
is attracted to and in contact with the electromagnet 13 by magnetic force.

また、加速スプリング28は上端を外側延長管14の段
付部27に、下端を制御棒3゜の加速スプリング28に
拘束された加速管頭部に拘束されて圧縮された状態にあ
る。
Further, the acceleration spring 28 is in a compressed state, with its upper end being restrained by the stepped portion 27 of the outer extension tube 14, and its lower end being restrained by the acceleration tube head which is restrained by the acceleration spring 28 of the control rod 3°.

この状態で炉心の出力を調整するには、制御盤7を人為
的に操作し、モータ5に正転または逆転の信号を伝送し
てモータ5を回転させる。スクリュー8とポールナツト
9によって、この回転運動が上下運動に変換されること
により制御棒3oの引抜または挿入が行われて出力調整
が達成される。
To adjust the output of the reactor core in this state, the control panel 7 is manually operated and a forward or reverse rotation signal is transmitted to the motor 5 to cause the motor 5 to rotate. This rotational motion is converted into vertical motion by the screw 8 and the pole nut 9, whereby the control rod 3o is pulled out or inserted, and output adjustment is achieved.

さて、何ら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、冷却材温度上昇あるいは炉心中性子束
増大等の故障が起きた場合は、原子炉内に設置した複数
のセンサーにより故障を検出し、計測システムにより信
号を発生し、その信号か制御盤7に伝送される。制御盤
7は予めセットされた論理回路によってスクラム指令信
号を自動的に、または運転員の操作に従って発生し、電
磁石13への通電を停止する。この動作は原子炉に設置
された複数の原子炉停止装置に対し、通常−斉に行える
ように電気的シーケンスが構成されている。
Now, if an abnormal condition occurs in the plant due to some reason, such as a failure such as a decrease in coolant flow rate, a rise in coolant temperature, or an increase in core neutron flux, the failure will be detected and measured by multiple sensors installed inside the reactor. A signal is generated by the system and transmitted to the control panel 7. The control panel 7 generates a scram command signal automatically or according to an operator's operation using a preset logic circuit, and stops energizing the electromagnet 13. An electrical sequence is constructed so that this operation can normally be performed simultaneously for a plurality of reactor shutdown devices installed in a nuclear reactor.

第6図は制御棒のスクラム時を示したものであり、電磁
石13が消勢されるとアーマチュア22は切り離されて
筒14に下端の板状部15との隙間分だけ落下する。こ
れに伴って内側延長管19が全体的に落下するのでフィ
ンガロッド20が落下してラッチフィンガ21の拘束を
解除する。するとラッチフィンガ21は板ばねの復元力
によって内側に挟まって制御棒30のハンドリングヘッ
ド31との係合を解く。
FIG. 6 shows the control rod when it is in a scram. When the electromagnet 13 is deenergized, the armature 22 is separated and falls into the tube 14 by the gap between it and the plate-shaped portion 15 at the lower end. Along with this, the inner extension tube 19 falls entirely, so the finger rod 20 falls and releases the restraint of the latch finger 21. The latch finger 21 is then pinched inward by the restoring force of the leaf spring and disengages from the handling head 31 of the control rod 30.

制御棒30は重力と加速管29に伝達される加速スプリ
ング28のばね力を受けて急速に下部案内管18の中を
落下する。
The control rod 30 rapidly falls through the lower guide tube 18 under the force of gravity and the spring force of the acceleration spring 28 transmitted to the acceleration tube 29 .

又、加速管29は上端に設置されたダッシュラム32が
上部案内管4内側に設置されたダッシュポット33に侵
入する際に、冷却材の流体圧によって加速管29の加速
力を緩和してそのままダッシュボット33によって支持
される。
Further, when the dash ram 32 installed at the upper end of the acceleration pipe 29 enters the dash pot 33 installed inside the upper guide pipe 4, the acceleration force of the acceleration pipe 29 is relaxed by the fluid pressure of the coolant and the acceleration pipe 29 remains as it is. Supported by dashbot 33.

以上により制御棒のスクラム動作が達成される。Through the above steps, the scram operation of the control rods is achieved.

ベローズ24およびベローズ26は外側延長管16と内
側延長管19の軸方向の移動を可能にし、かつ炉容器内
の雰囲気を隔離する目的で使用される。
The bellows 24 and the bellows 26 are used for the purpose of allowing the outer extension tube 16 and the inner extension tube 19 to move in the axial direction and isolating the atmosphere within the furnace vessel.

また、ロードセル11は制御棒駆動機構の健全な動作を
確認する目的で使用される。
Further, the load cell 11 is used for the purpose of confirming the healthy operation of the control rod drive mechanism.

(課題が解決しようとする課題) 従来における原子炉運転については前述したように、炉
内に設置した複数のセンサーにより炉内の状態を計測シ
ステムに表示させて監視している。
(Problem to be Solved) As mentioned above, in conventional nuclear reactor operation, the state inside the reactor is monitored by displaying it on a measurement system using a plurality of sensors installed inside the reactor.

異常時においては計測システムから発生されたスクラム
信号を制御盤に送り自動的に、或いは計測システム表示
に従って運転員が人為的に制御盤7の操作を行って制御
棒を炉心に挿入するわけである。しかしながら、センサ
ーを含む計測システム及び制御盤、制御棒駆動機構の故
障による制御棒の炉心挿入不能及び人為的な操作ミスな
どが起こった場合、炉心の出力異常に対して適切な処置
が遅れたり、または行われなかったりする課題がある。
In the event of an abnormality, a scram signal generated from the measurement system is sent to the control panel and the control rods are inserted into the reactor core either automatically or by operators manually operating the control panel 7 according to the measurement system display. . However, if a control rod cannot be inserted into the reactor core due to a failure in the measurement system including sensors, the control panel, or the control rod drive mechanism, or if a human operation error occurs, appropriate measures for abnormal core output may be delayed. Or there are tasks that are not done.

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、安
全性を向上させるのに適した高速炉制御棒駆動機構を提
供することにある。
The present invention was made in order to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a fast reactor control rod drive mechanism suitable for improving safety.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は炉心を収納している炉容器の上端開口を閉塞す
る遮蔽断プラグの一部に回転プラグが設けられ、この回
転プラグを貫通して前記炉心領域の上方まで達して前記
炉心領域の制御棒と結合するように外側延長管が設けら
れ、この外側延長管内に電磁作用によって切離する内側
延長管が設けられ、かつ前記内側延長管の末端部にフィ
ンガロッドが接続され、しかも前記外側延長管の末端部
にラッチフィンガが接続され、このラッチフィンガで制
御棒を把持する高速炉用制御棒駆動機構において、前記
内側延長管内に低融点金属を収容する金属溜めを設け、
この金属溜め内に加圧ガスを流入する流入管と、加圧ガ
スの排気管とを設け、前記金属溜め内の低融点金属を通
過したガス圧により前記制御棒の切離を行うラッチ機構
を設けてなることを特徴とする。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention is characterized in that a rotating plug is provided in a part of a shielding plug that closes an opening at the upper end of a reactor vessel housing a reactor core, and a rotary plug that penetrates the rotating plug is provided. An outer extension tube is provided so as to reach above the core region and connect with a control rod in the core region, and an inner extension tube that is separated by electromagnetic action is provided within the outer extension tube, and the inner extension tube is separated by electromagnetic action. In a fast reactor control rod drive mechanism, a finger rod is connected to the end of the outer extension tube, and a latch finger is connected to the end of the outer extension tube, and the control rod is gripped by the latch finger. A metal reservoir is provided to contain metal,
An inflow pipe for pressurized gas to flow into the metal reservoir and an exhaust pipe for the pressurized gas are provided, and a latch mechanism is provided for disconnecting the control rod by the gas pressure that has passed through the low melting point metal in the metal reservoir. It is characterized by:

(作 用) 金属溜りは加圧ガスによって加圧されている。(for production) The metal reservoir is pressurized by pressurized gas.

原子炉の通常運転時には低融点金属は固化状態のため、
流入管から流入する加圧ガスは流れず止められている。
During normal operation of a nuclear reactor, low melting point metals are in a solidified state;
The pressurized gas flowing in from the inflow pipe is stopped.

異常時になると低融点金属は溶融して液化するので、加
圧ガスは低融点金属を通過し、金属溜めの上方に設けた
孔からシリンダに流入し、ピストンを押し下げる。これ
によってフィンガロッドが落下してラッチフィンガが動
作し、制御棒は炉心に挿入される。シリンダ内の加圧ガ
スは排気口から外部へ排出される。
When an abnormality occurs, the low melting point metal melts and liquefies, so the pressurized gas passes through the low melting point metal, flows into the cylinder through a hole provided above the metal reservoir, and pushes down the piston. This causes the finger rod to fall, actuate the latch fingers, and insert the control rod into the reactor core. The pressurized gas inside the cylinder is exhausted to the outside from the exhaust port.

このようにして、異常時に外部から人為的に操作するこ
となく原子炉の異常を物理的に検知して制御棒を安全に
炉心内に挿入して原子炉の停止操作を行うことができる
In this way, in the event of an abnormality, it is possible to physically detect an abnormality in the reactor and safely insert the control rods into the reactor core to shut down the reactor without manually operating from the outside.

(実施例) 第1図及び第2図を参照しながら本発明に係る高速炉用
制御棒駆動機構の第1の実施例を説明する。
(Example) A first example of a control rod drive mechanism for a fast reactor according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

なお、本発明では従来例の制御棒駆動機構にガスの流れ
によって制御棒駆動機構のスクラム動作を機械的に行う
ように改良したものなので、第1図および第2図ではそ
の要部のみを示している。
In addition, in the present invention, the conventional control rod drive mechanism is improved so that the scram operation of the control rod drive mechanism is performed mechanically by the flow of gas, so only the main parts are shown in FIGS. 1 and 2. ing.

第1図および第2図は従来の制御棒駆動機構において、
本発明を組込む箇所となる制御棒の結合を行うラッチ機
構部を拡大してあり、第1図は本発明の作動前、第2図
は作動後を示している。また、図中従来の構成機器と同
様の機能を有する部分については同一符号を付して重複
する部分の説明を省略する。
Figures 1 and 2 show a conventional control rod drive mechanism.
The latch mechanism for connecting control rods, which is the part where the present invention is incorporated, is shown in an enlarged view, with FIG. 1 showing the present invention before its operation and FIG. 2 after its operation. Further, in the drawings, parts having the same functions as those of conventional component equipment are designated by the same reference numerals, and explanations of overlapping parts are omitted.

第5図および第6図で示すフィンガロッド20の内部に
は、550℃〜650℃で融点を持つ低融点金属34の
溜り部となる円筒容器状金属溜め35が設置されている
。この金属溜め35の内側上部より低融点金属34が浸
る位置までの長さを持つ加圧ガス流入管36が中央部に
設置されている。金属溜め35の上部には通気口37が
設けられている。
A cylindrical metal reservoir 35 is installed inside the finger rod 20 shown in FIGS. 5 and 6, which serves as a reservoir for a low melting point metal 34 having a melting point of 550° C. to 650° C. A pressurized gas inlet pipe 36 having a length from the inner upper part of the metal reservoir 35 to a position where the low melting point metal 34 is immersed is installed in the center. A vent hole 37 is provided in the upper part of the metal reservoir 35.

金属溜め35の外側には上部をピストン38の形状にし
たフィンガロッド20が組込まれ、上下動作を可能とし
ており、ピストン38の外側はシリンダ39となってい
る。
A finger rod 20 having an upper portion shaped like a piston 38 is installed on the outside of the metal reservoir 35 to enable vertical movement, and the outside of the piston 38 is a cylinder 39.

シンンダ39の下部はスプリグ40を内包するのに適し
た形状をなしており、スプリング40はフィンガロッド
20を一定位置に保つために上方向にノくネ力が作用し
フィンガロッド20を押し上げている。
The lower part of the cylinder 39 has a shape suitable for accommodating the spring 40, and the spring 40 exerts an upward force to push up the finger rod 20 in order to keep the finger rod 20 in a fixed position. .

また、スプリング40の内包部及びシリンダ一部に冷却
材が侵入しない様、ベローズ41で隔離を行っている。
Further, a bellows 41 is used to isolate the inner envelope of the spring 40 and a part of the cylinder from intrusion of the coolant.

シリンダ39の上部には排気管42が設置されており、
排気管42は図示されてないが制御棒駆動機構上部に伸
びており、回転プラグ3を通過して炉外へ引き回されて
バルブ43と結合されている。
An exhaust pipe 42 is installed at the top of the cylinder 39,
Although not shown, the exhaust pipe 42 extends above the control rod drive mechanism, passes through the rotary plug 3, is routed out of the reactor, and is connected to a valve 43.

次に本実施例の動作例を説明する。Next, an example of the operation of this embodiment will be explained.

第1図に示す原子炉通常運転時では流入管36には常に
内側延長管19を通じて炉外からガス圧が負荷されてお
り、加圧の加わる方向及び流れを矢印で示す。
During normal operation of the nuclear reactor shown in FIG. 1, gas pressure is always applied to the inlet pipe 36 from outside the reactor through the inner extension pipe 19, and the direction and flow of pressurization are shown by arrows.

金属溜め35内の低融点金属34は通常運転時の原子炉
温度(550℃)では固体の状態であり、負荷されたガ
スは流入管36内の低融点金属34の上部の面で止めら
れている状態になる。なお、バルブ43は常時閉の状態
にある。
The low melting point metal 34 in the metal reservoir 35 is in a solid state at the reactor temperature (550° C.) during normal operation, and the loaded gas is stopped at the upper surface of the low melting point metal 34 in the inlet pipe 36. Be in a state of being. Note that the valve 43 is normally closed.

運転時における炉心の出力調整では、この状態で行い、
また、制御棒30の切離しは従来どおり内側延長管19
全体を落下させてラッチフィンガ20を閉じて制御棒2
0を切離すことができる。
Adjustment of the core output during operation is performed in this state,
In addition, the control rod 30 can be disconnected from the inner extension tube 19 as before.
Drop the entire unit, close the latch finger 20, and then close the control rod 2.
0 can be separated.

第2図は炉心出力異常時に何らかの故障により内側延長
管19の落下による制御棒の切離しができなかった場合
の本発明の作動状態を示し、炉心出力異常時では炉心1
7の温度が上昇し、炉内に植設された下部案内管18内
部及び炉心I7を通過する冷却材1の温度も上昇して炉
心17上部に排出される。
Figure 2 shows the operating state of the present invention when the control rods cannot be separated due to the fall of the inner extension tube 19 due to some kind of failure during the abnormal core output.
As the temperature of the coolant 7 rises, the temperature of the coolant 1 passing through the inside of the lower guide pipe 18 installed in the reactor and the reactor core I7 also rises, and is discharged to the upper part of the reactor core 17.

ラッチフィンガ21およびフィンガロッド20は役割上
炉心17直上に位置するので、内部の低融点金属34に
も熱が伝達されて溶融することになり、通常時は止めら
れていたガスが低融点金属34内を通過し通気口37か
らリシンク39内に導かれて、スプリング40で定常位
置に保たれているピストン38、フィンガロッド40を
押し下げラッチフィンガ20が閉じ、ハンドリングヘッ
ド31から制御棒20が切離されて下部案内管18に落
下し炉心17を停止する。
Since the latch fingers 21 and the finger rods 20 are located directly above the reactor core 17, heat is transferred to the internal low melting point metal 34 and melts it, and the gas that is normally stopped is transferred to the low melting point metal 34. The latch finger 20 closes and the control rod 20 is separated from the handling head 31. and falls into the lower guide tube 18, stopping the reactor core 17.

動作後の復帰は炉心17温度が下がり低融点金属34が
固化した後、バルブ43を開にしてシリンダ39内のガ
スを排気しフィンガロッド20を定常の位置に戻す。低
融点金属34としてアンチモン(融点630℃)、ジュ
ラルミン(融点570℃)等が有り、また、動作時間を
左右する熱伝導率を考慮して複数の金属により要求する
動作温度で融点を持つ合金を製作し用いる等の方法も考
えられる。
To return after operation, after the core 17 temperature has decreased and the low melting point metal 34 has solidified, the valve 43 is opened to exhaust the gas in the cylinder 39 and the finger rod 20 is returned to its normal position. Low melting point metals 34 include antimony (melting point 630°C), duralumin (melting point 570°C), etc. Also, considering the thermal conductivity that affects operating time, it is possible to select an alloy that has a melting point at the required operating temperature using multiple metals. Methods such as manufacturing and using it may also be considered.

第1の実施例では制御棒駆動機構の制御棒の連結機構を
機械的動作により直接動作させるため、制御盤7から制
御棒駆動機構に至る電気的なトラプル及び制御棒駆動機
構の駆動部のメカ的なトラブルが万一発生しても、その
影響を受ける事なく制御棒を炉心に挿入できる。
In the first embodiment, since the control rod coupling mechanism of the control rod drive mechanism is operated directly by mechanical operation, electrical troubles from the control panel 7 to the control rod drive mechanism and mechanical problems of the drive section of the control rod drive mechanism are avoided. Even if any trouble should occur, the control rods can be inserted into the reactor core without being affected.

次に第3図および第4図によって本発明の第2の実施例
を説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be explained with reference to FIGS. 3 and 4.

組込み位置については第1の実施例と同様であり、第1
の実施例と同様の機能を有する部分については同一符号
で示す。
The installation position is the same as that of the first embodiment, and the first
Parts having the same functions as those in the embodiment are designated by the same reference numerals.

第3図は本発明の作動前、第4図は作動後を拡大して示
した縦断面図である。
FIG. 3 is an enlarged vertical sectional view showing the present invention before operation, and FIG. 4 after operation.

第3図および第4図で示すフィンガロッド20の内部に
は低融点金属34の溜り部となる金属、溜め35aが設
置されており、金属溜り35a中央には流入管36aが
設置されており、金属溜め35aの上部には排気管42
が接続されて炉外に引き出された後、圧力スイッチ44
を経由してバルブ43と結合されている。
Inside the finger rod 20 shown in FIGS. 3 and 4, a metal reservoir 35a that serves as a reservoir for the low melting point metal 34 is installed, and an inflow pipe 36a is installed in the center of the metal reservoir 35a. An exhaust pipe 42 is provided above the metal reservoir 35a.
After the pressure switch 44 is connected and pulled out of the furnace,
It is connected to the valve 43 via.

通常原子炉運転時は第1の実施例と同様の操作を行って
出力調整する。
During normal reactor operation, the output is adjusted by performing the same operation as in the first embodiment.

次に本実施例の動作例を説明する。Next, an example of the operation of this embodiment will be explained.

基本的な動作については第1の実施例と同じであるが、
低融点金属34が溶融し通過したガスは圧力スイッチ4
4に導かれて動作させる。
The basic operation is the same as the first embodiment, but
The gas that has melted and passed through the low melting point metal 34 is transferred to the pressure switch 4.
4 and operate it.

圧力スイッチ44の接点は制御棒駆動機構の電磁石13
の操作回路に直列に結合されている。
The contact point of the pressure switch 44 is the electromagnet 13 of the control rod drive mechanism.
is coupled in series to the operating circuit.

第3図で示した圧力スイッチ44にガスが負荷されてい
ない場合には圧力スイッチ44の接点はON状態になる
。よって圧力スイッチ44にガス圧が負荷されなければ
電磁石13の操作回路に影響なく、通常の操作が行える
事になる。
When the pressure switch 44 shown in FIG. 3 is not loaded with gas, the contacts of the pressure switch 44 are in the ON state. Therefore, if the pressure switch 44 is not loaded with gas pressure, the operating circuit of the electromagnet 13 is not affected and normal operation can be performed.

原子炉の出力異常時には第4図に示したように圧力スイ
ッチ44にガス圧が伝わり電磁石13の操作回路は制御
盤7の操作にかかわらず電磁石13は消磁されて制御棒
の切離し動作が行われる。動作後の復帰は第1の実施例
と同様にバルブ43を解放する。
When the reactor output is abnormal, gas pressure is transmitted to the pressure switch 44 as shown in FIG. 4, and the operating circuit for the electromagnet 13 demagnetizes the electromagnet 13 and disconnects the control rods regardless of the operation of the control panel 7. . To return after operation, the valve 43 is released as in the first embodiment.

第2の実施例では第1の実施例と比較して機械的な動作
がなくなるため、構造が単純化できる。
In the second embodiment, since there is no mechanical movement compared to the first embodiment, the structure can be simplified.

[発明の効果コ 本発明によれば炉心出力異常時に、計測システム、制御
盤、制御棒駆動機構等の機器の故障及び人為的な操作ミ
ス、対応の遅れなどが発生しても、外部からの操作を必
要とせずに炉心の出力異常を検出して制御棒を切離し炉
心に挿入できる。炉心の出力が正常に戻ると共に本機能
も復帰し何度でも繰返して動作する機能を備えているた
め、安全性にすぐれる。
[Effects of the Invention] According to the present invention, even if there is a failure of equipment such as the measurement system, control panel, control rod drive mechanism, human operation error, delay in response, etc. in the event of abnormal core output, it is possible to prevent damage from external sources. It is possible to detect an abnormality in the output of the reactor core, disconnect the control rods, and insert them into the reactor core without requiring any operations. It is highly safe because it has the ability to return to its normal state when the reactor core output returns to normal and operate again and again.

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

第1図は本発明に係る高速炉用制御駆動機構の第1の実
施例における機能動作前の状態を示す縦断面図、第2図
は同じく動作後の状態を示す縦断面図、第3図は本発明
の第2の実施例における機能動作前を示す縦断面図、第
4図は同じく動作後を示す縦断面図、第5図は従来の制
御棒駆動機構の制御棒連結引抜状態を示す縦断面図、第
6図は同じく制御棒切離し炉心挿入状態を示す縦断面図
である。 延長管、2G・・・フィンガロッド、21・・・ラッチ
フィンガ、30・・・制御棒、31・・・ハンドリング
ヘッド、34・・・低融点金属、35・・・金属溜め、
36・・・流入管、37・・・通気口、38・・・ピス
トン、39・・・シリンダ、40・・・スプリング、4
1・・・ベローズ。 42・・・排気管、43・・・バルブ、44・・・圧力
スイッチ。 (8733)代理人 弁理士 猪 股 祥 晃(ほか 
1名) 1・・・冷却材、  3・・・回転プラグ、  4・・
・上部案内管、16・・・外側延長管、17・・・炉心
、19・・・内側亭 圀 第2 図 半3 χ 茅4 図
FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view showing the state before functional operation of the first embodiment of the fast reactor control drive mechanism according to the present invention, FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view showing the state after operation, and FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing the second embodiment of the present invention before its functional operation, FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing the same state after the operation, and FIG. 5 is a drawing showing the control rod connection of the conventional control rod drive mechanism. FIG. 6 is a vertical cross-sectional view showing a state in which the control rods are separated and inserted into the reactor core. Extension tube, 2G... finger rod, 21... latch finger, 30... control rod, 31... handling head, 34... low melting point metal, 35... metal reservoir,
36...Inflow pipe, 37...Vent hole, 38...Piston, 39...Cylinder, 40...Spring, 4
1...Bellows. 42...Exhaust pipe, 43...Valve, 44...Pressure switch. (8733) Agent: Yoshiaki Inomata, patent attorney (and others)
1 person) 1... Coolant, 3... Rotating plug, 4...
・Upper guide pipe, 16...Outer extension tube, 17...Reactor core, 19...Inner Teikoku No. 2 Fig. Half 3 χ Kaya 4 Fig.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 炉心を収容している炉容器の上端開口を閉塞する遮蔽プ
ラグの一部に回転プラグが設けられ、この回転プラグを
貫通して前記炉心領域の上方まで達して前記炉心領域の
制御棒と結合するように外側延長管が設けられ、この外
側延長管内に電磁作用によって接離する内側延長管が設
けられ、かつ前記内側延長管の末端部にフィンガロッド
が接続され、しかも前記外側延長管の末端部にラッチフ
ィンガが接続され、このラッチフィンガで制御棒を把持
する高速炉用制御棒駆動機構において、前記内側延長管
内に低融点金属を収容する金属溜めを設け、この金属溜
め内に加圧ガスを流入する流入管と、加圧ガスの排気管
とを設け、前記金属溜め内の低融点金属を通過したガス
圧により前記制御棒の切離を行うラッチ機構を設けてな
ることを特徴とする高速炉用制御棒駆動機構。
A rotating plug is provided in a part of a shielding plug that closes an upper end opening of a reactor vessel housing a reactor core, and extends through the rotating plug to reach above the core region and is coupled to a control rod in the core region. An outer extension tube is provided within the outer extension tube, and an inner extension tube that moves toward and away from the outer extension tube by electromagnetic action is provided, and a finger rod is connected to the distal end of the inner extension tube. In a control rod drive mechanism for a fast reactor in which a latch finger is connected to the latch finger and the control rod is gripped by the latch finger, a metal reservoir containing a low melting point metal is provided in the inner extension tube, and a pressurized gas is introduced into the metal reservoir. A high-speed vehicle comprising an inflow pipe for inflow and an exhaust pipe for pressurized gas, and a latch mechanism for disconnecting the control rod by the pressure of the gas that has passed through the low melting point metal in the metal reservoir. Control rod drive mechanism for reactors.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06196859A (en) * 1992-12-24 1994-07-15 Tokyo Kakoki Kk Chemical treatment apparatus and electrodeposition apparatus

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