JPH06222178A - Reactivity controller - Google Patents
Reactivity controllerInfo
- Publication number
- JPH06222178A JPH06222178A JP50A JP3114193A JPH06222178A JP H06222178 A JPH06222178 A JP H06222178A JP 50 A JP50 A JP 50A JP 3114193 A JP3114193 A JP 3114193A JP H06222178 A JPH06222178 A JP H06222178A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thermal expansion
- reactivity
- core
- wire
- absorber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
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
- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、主としてナトリウム冷
却型高速増殖炉の反応度制御装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention mainly relates to a reactivity control device for a sodium cooled fast breeder reactor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の原子炉システムにおける反応度制
御装置は、主に制御棒駆動機構に関するものである。従
来の制御棒駆動機構１３は、図４に示すように、原子炉
容器１５の上部に取り付けられ、動力により、炉心１１
に吸収体１２の挿入・引抜きを行うことにより、炉心１
１の反応度を制御するように設計されている。2. Description of the Related Art A reactivity control device in a conventional reactor system mainly relates to a control rod drive mechanism. As shown in FIG. 4, the conventional control rod drive mechanism 13 is attached to the upper portion of the reactor vessel 15 and is driven by power to drive the reactor core 11.
By inserting and withdrawing the absorber 12 into and from the core 1
It is designed to control the reactivity of 1.
【０００３】制御棒駆動軸は、炉心１１で、昇温された
冷却材に接しているため、その熱膨張により、吸収体１
２が炉心に挿入される。これを制御棒駆動軸の熱膨張効
果と言う。Since the control rod drive shaft is in contact with the heated coolant in the core 11, the thermal expansion of the control rod causes the absorber 1 to move.
2 is inserted into the core. This is called the thermal expansion effect of the control rod drive shaft.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の反
応度制御装置における制御棒駆動軸の熱膨張効果には、
次のような欠点がある。The thermal expansion effect of the control rod drive shaft in the conventional reactivity control device as described above is as follows.
It has the following drawbacks.
【０００５】 制御棒駆動軸の熱膨張による伸びが小
さい。Elongation due to thermal expansion of the control rod drive shaft is small.
【０００６】たとえば、駆動軸の長さを６ｍ、駆動軸の
材料がステンレス（ＳＵＳ）でＳＵＳの熱膨張率を１．
７×１０-5／℃とすると、冷却材温度が１００℃上昇し
た場合、制御棒の軸の伸びは約１ｃｍである。この伸び
は、制御棒を通常動かす距離、たとえば１ｍにくらべ、
きわめてわずかである。For example, the length of the drive shaft is 6 m, the material of the drive shaft is stainless steel (SUS), and the coefficient of thermal expansion of SUS is 1.
At 7 × 10 −5 / ° C., when the coolant temperature rises by 100 ° C., the elongation of the control rod shaft is about 1 cm. This elongation is compared to the distance that the control rod normally moves, for example, 1 m,
Very few.
【０００７】 制御棒挿入状態により効果が大きく変
化する。The effect greatly changes depending on the control rod insertion state.
【０００８】図５に示す制御棒吸収体の位置とその効果
との関係からわかるように、制御棒駆動軸の熱膨張効果
は大きく変化する。原子炉の運転期間の末期に、制御棒
吸収体の下端は、炉心上端の近傍にあり、その効果は、
極めて、わずかになる。As can be seen from the relationship between the position of the control rod absorber and its effect shown in FIG. 5, the thermal expansion effect of the control rod drive shaft changes greatly. At the end of the operating period of the reactor, the lower end of the control rod absorber is near the upper end of the core and its effect is
Extremely small.
【０００９】たとえば、前述の想定での設計例では−２
×１０-6Δｋ／ｋ／℃程度である。For example, in the design example based on the above assumption, -2
It is about × 10 -6 Δk / k / ° C.
【００１０】 原子炉容器の熱膨張で相殺される。This is offset by the thermal expansion of the reactor vessel.
【００１１】冷却材温度が長時間高温のままであった場
合、一度、駆動軸の熱膨張により、炉心に挿入された制
御棒は、その後徐々に温度上昇した原子炉容器の熱膨張
により、引抜れる。When the coolant temperature remains high for a long time, the control rod inserted into the core is once pulled out due to the thermal expansion of the drive shaft and the thermal expansion of the reactor vessel after the temperature rises gradually. Be done.
【００１２】本発明はかかる従来の課題を解決するため
になされたもので、熱膨張効果の違いを利用した冷却材
温度上昇により大きな負の反応度を生じる反応度制御装
置を提供することを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above conventional problems, and an object of the present invention is to provide a reactivity control device which produces a large negative reactivity due to a rise in coolant temperature by utilizing the difference in thermal expansion effect. And
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の反応度制御装置は、ハンドリングヘッド
と下部入口ノズルを有する六角形状のラッパ管の内部
に、燃料要素と、反応度制御部を内蔵するナトリウム冷
却型高速増殖炉の反応度制御装置において、前記反応度
制御部は、熱膨張率の大きなワイヤと熱膨張率の小さな
外管からなる同軸ケーブルを熱膨張率の小さな軸に巻い
た部分と、前記ワイヤの先に取り付けられた中性子を良
く吸収する材料を含む吸収体とからなるものである。In order to achieve the above object, the reactivity control device of the present invention comprises a fuel element and a reactivity inside a hexagonal trumpet tube having a handling head and a lower inlet nozzle. In the reactivity control device for a sodium-cooled fast breeder reactor with a built-in control unit, the reactivity control unit includes a coaxial cable composed of a wire having a large coefficient of thermal expansion and an outer tube having a small coefficient of thermal expansion and a shaft having a small coefficient of thermal expansion. And a absorber attached to the tip of the wire and containing a material that absorbs neutrons well.
【００１４】[0014]
【作用】たとえば、反応度制御装置がなく、また、その
他の特別な考慮がなかった場合にも、通常は、多重の安
全設備により、事故時にも十分な裕度を持って、炉心の
健全性が確保される。しかし、極めて起こりにくいこと
ではあるが、前述のようなすべての制御棒の挿入も失敗
するようなケースを想定すると、冷却材の沸騰から、燃
料の被覆管の破損、更に炉心全体の崩壊に至る可能性が
ある。[Function] For example, even if there is no reactivity control device and no other special consideration is taken, normally, multiple safety equipment provides a sufficient margin even in the event of an accident, thus ensuring the integrity of the core. Is secured. However, although it is extremely unlikely to occur, assuming the case where the insertion of all control rods as described above also fails, it will lead to boiling of the coolant, damage to the fuel cladding, and further collapse of the entire core. there is a possibility.
【００１５】本発明の構成によれば、万一、何等かの異
常により、冷却材流量と出力の比（冷却材流量／出力）
が小さくなり、冷却材温度が上昇した場合、熱膨張率の
小さな軸５に巻かれた同軸ケーブル（図３）中の熱膨張
率の大きなワイヤ６が伸びて、ボロン等の中性子を良く
吸収する材料を含む吸収体７が炉心の中に挿入され、負
の反応度を生じ、炉心の出力が低下するように設計され
る。同軸ケーブルは、熱膨張率の大きなワイヤ６の伸び
が、たわみなどにより、その効果が小さくなるのを防止
するようになされている。According to the configuration of the present invention, the ratio of the coolant flow rate to the output (coolant flow rate / output) should be due to some abnormality.
Becomes small and the coolant temperature rises, the wire 6 having a large coefficient of thermal expansion in the coaxial cable (FIG. 3) wound around the shaft 5 having a small coefficient of thermal expansion extends and absorbs neutrons such as boron well. The material-containing absorber 7 is designed to be inserted into the core, causing a negative reactivity and reducing the power of the core. The coaxial cable is configured to prevent the extension of the wire 6 having a large coefficient of thermal expansion from being reduced due to bending or the like.
【００１６】[0016]
【実施例】図１は本発明の一実施例である反応度制御装
置の概念図である。また、図２は図１の上面断面図であ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a conceptual diagram of a reactivity control apparatus according to an embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional top view of FIG.
【００１７】その構成は、図１，２から明かなように、
下部入口ノズル４、ラッパ管２、ハンドリングヘッド１
からなる六角形状の外形を有し、その内部に、燃料要素
３と反応度制御部８を内蔵する。The structure is as shown in FIGS.
Lower inlet nozzle 4, trumpet tube 2, handling head 1
Has a hexagonal outer shape, in which the fuel element 3 and the reactivity control unit 8 are incorporated.
【００１８】下部入口ノズル４は、通常の高速炉用燃料
集合体と同様に、冷却材を取り入れ、炉心支持板に装着
することにより反応度制御装置を支持する。The lower inlet nozzle 4 supports a reactivity control device by taking in a coolant and mounting it on a core support plate, as in a normal fast reactor fuel assembly.
【００１９】ラッパ管２は、通常の高速炉燃料集合体と
同じく、他の炉心構成要素と、冷却材流路を分離すると
ともに、構造的強度を保持するようになされる。また、
ハンドリングヘッド１は冷却材の出口であるとともに、
燃料交換機のつかみ代の役割を有する。The trumpet tube 2 separates the coolant flow passage from other core constituent elements as well as the ordinary fast reactor fuel assembly, and maintains the structural strength. Also,
The handling head 1 is an outlet for the coolant, and
It has a role of holding the fuel refueling machine.
【００２０】燃料要素３は、通常の高速炉用燃料要素と
同じく、Ｐｕ及びＵを含むペレットをステンレス製の被
覆管に装填したものである。The fuel element 3 is, like a fuel element for a normal fast reactor, a pellet containing Pu and U loaded in a stainless cladding tube.
【００２１】反応度制御部８は、熱膨張率の大きなワイ
ヤ６と熱膨張率の小さな外管１１からなる同軸ケーブル
を熱膨張率の小さな軸５に巻いた部分とワイヤ６の先に
取り付けられたボロン等の中性子を良く吸収する材料を
含む吸収体７とからなる。そして、定格運転時の吸収体
７の位置は炉心上端近傍にあるようにする。吸収体７の
下部及び支え板１０により、冷却温度がある温度以上に
なった場合にも、吸収体が炉心の下側に移動しないよう
にする。また、反応度制御部８は、通常の炉心構成要素
と同様に、下部入口ノズル４が炉心支持板に装着されて
いるため、原子炉容器の熱膨張にともなって、炉心から
抜け出すことはない。The reactivity control section 8 is attached to the tip of the wire 6 and the portion where the coaxial cable consisting of the wire 6 having a large coefficient of thermal expansion and the outer tube 11 having a small coefficient of thermal expansion is wound around the shaft 5 having a small coefficient of thermal expansion. And an absorber 7 containing a material such as boron that absorbs neutrons well. The position of the absorber 7 during the rated operation should be near the upper end of the core. The lower part of the absorber 7 and the support plate 10 prevent the absorber from moving to the lower side of the core even when the cooling temperature becomes higher than a certain temperature. Further, since the lower inlet nozzle 4 is attached to the core support plate, the reactivity control unit 8 does not come out of the reactor core due to the thermal expansion of the reactor vessel, as in the case of a normal core component.
【００２２】同軸ケーブルは、熱膨張率の大きなワイヤ
６が熱膨張率の小さな外管１１に収納されたもので、隙
間はわずかで、温度上昇をした場合、熱膨張率の差によ
り、熱膨張率の大きなワイヤ６が伸び、外管１１により
途中でたわむことなく、軸方向に伸びる。In the coaxial cable, the wire 6 having a large coefficient of thermal expansion is housed in the outer tube 11 having a small coefficient of thermal expansion, and there is a small gap. The wire 6 having a high rate is stretched, and is stretched in the axial direction without being bent by the outer tube 11 on the way.
【００２３】長く熱膨張率の大きなワイヤ６を内部に含
み、熱膨張率の小さな外管１１からなる同軸ケーブルを
熱膨張率の小さな軸５に巻くことにより、熱膨張による
吸収体７の挿入量を大きくする。熱膨張率の大きな材料
としてはＳＵＳ（１．７×１０-5／℃）などがある。ま
た、熱膨張率の小さな材料としてはモリブデン（０．５
×１０-5／℃）などがある。By inserting a coaxial cable including a long wire 6 having a large coefficient of thermal expansion inside and an outer tube 11 having a small coefficient of thermal expansion around a shaft 5 having a small coefficient of thermal expansion, the amount of insertion of the absorber 7 due to thermal expansion. To increase. As a material having a large thermal expansion coefficient, there is SUS (1.7 × 10 −5 / ° C.) or the like. As a material having a small coefficient of thermal expansion, molybdenum (0.5
× 10 −5 / ° C.).
【００２４】下部入口ノズルから取り入れられた冷却材
は燃料要素３の発熱により温度上昇し、熱膨張率の大き
なワイヤ６に熱を伝え、ワイヤ６の熱膨張を生じた後、
ハンドリングヘッド１から出る。ワイヤ６の伸びにより
その先端に取り付けられた吸収体７は下側に移動する。The temperature of the coolant taken in from the lower inlet nozzle rises due to the heat generated by the fuel element 3, and the heat is transferred to the wire 6 having a large coefficient of thermal expansion to cause the thermal expansion of the wire 6,
Exit from handling head 1. The absorber 7 attached to the tip of the wire 6 moves downward due to the extension of the wire 6.
【００２５】たとえば、冷却材が１００℃温度上昇した
場合に、１００ｃｍの挿入量ΔＬを得るため、ＳＵＳの
軸５とＳＵＳの外管１１とモリブデンのワイヤ６の組み
合わせで必要なワイヤ６の長さは、約８３３ｍとなる。For example, when the temperature of the coolant rises by 100 ° C., in order to obtain the insertion amount ΔL of 100 cm, the length of the wire 6 required by the combination of the SUS shaft 5 and the SUS outer tube 11 and the molybdenum wire 6. Is about 833 m.
【００２６】 ΔＬ ＝ （１．７×１０-5−０．５×１０-5）（／℃） × １００ （℃） × ８．３３×１０4（ｃｍ） ＝ １００ （ｃｍ） 反応度制御装置の作用を図６に示す。反応度制御装置
は、図６（イ）に示すように、高速増殖炉の炉心の中に
通常の炉心燃料集合体と同じように装荷される。また、
燃料要素３には、核分裂性物質であるＰｕを含むため、
発熱しており、図６（ロ）に示すように、冷却材により
除熱されている。吸収体７は定格出力時には、炉心上端
にあるように設計されている。ΔL = (1.7 × 10 -5 −0.5 × 10 −5 ) (/ ° C.) × 100 (° C.) × 8.33 × 10 4 (cm) = 100 (cm) Reactivity Control Device The action of is shown in FIG. As shown in FIG. 6A, the reactivity control device is loaded in the core of the fast breeder reactor in the same manner as a normal core fuel assembly. Also,
Since the fuel element 3 contains Pu which is a fissile material,
Heat is being generated, and as shown in FIG. 6B, the heat is removed by the coolant. The absorber 7 is designed to be at the upper end of the core at the rated output.
【００２７】何らかの異常により、冷却材流量が減少、
あるいは出力が上昇した場合、まず、燃料要素３を除熱
している冷却材の温度が通常の炉心燃料集合体のものと
同様に上昇する。Due to some abnormality, the coolant flow rate decreases,
Alternatively, when the output rises, first, the temperature of the coolant that removes heat from the fuel element 3 rises as in the case of a normal core fuel assembly.
【００２８】この冷却材は、下流側で熱膨張率の大きな
ワイヤ６を含む同軸ケーブル（図３）と接しているた
め、熱は、ワイヤ６に伝えられ、ワイヤ６は熱膨張す
る。熱膨張率の小さな軸５と熱膨張率の小さな外管１１
も膨張するが、熱膨張の違いから、ワイヤ６の熱膨張量
のほうが大きい。ワイヤ６の伸びは外管１１の作用によ
りたわむことなく、軸方向に伸びて、ワイヤ６を外管１
１から出すように働く。ワイヤ６は、吸収体７をつり下
げているため、下側に引張られており、吸収体７は下側
に移動することになる。Since this coolant is in contact with the coaxial cable (FIG. 3) including the wire 6 having a large coefficient of thermal expansion on the downstream side, heat is transferred to the wire 6 and the wire 6 thermally expands. Shaft 5 having a small coefficient of thermal expansion and outer tube 11 having a small coefficient of thermal expansion
However, the amount of thermal expansion of the wire 6 is larger due to the difference in thermal expansion. The extension of the wire 6 does not bend due to the action of the outer tube 11 and extends in the axial direction, so that the wire 6 is extended.
Work as if starting from 1. Since the wire 6 suspends the absorber 7, it is pulled downward, and the absorber 7 moves downward.
【００２９】吸収体７が下側に移動し、炉心に挿入され
ると、吸収体７が吸収する中性子の割合が増え、負の反
応度が生じる。When the absorber 7 moves downward and is inserted into the core, the proportion of neutrons absorbed by the absorber 7 increases and a negative reactivity is generated.
【００３０】負の反応度により、炉心の出力は低下し、
冷却材流量／出力の比は大きくなり、炉心燃料集合体の
燃料及び冷却材の温度の上昇は抑制される。結果とし
て、異常は、燃料の破損を生じることなく、収束する。Due to the negative reactivity, the core power decreases,
The coolant flow rate / power ratio is increased, and the temperature rise of the fuel and the coolant of the core fuel assembly is suppressed. As a result, the anomaly converges without causing fuel damage.
【００３１】図６及び図８は、反応度制御装置を含む高
速増殖炉の炉心の例を示した図で、以下これについて、
説明する。６個の反応度制御装置が、炉心の中に置かれ
ている。吸収体７が完全に挿入された場合、２．５％Δ
ｋ／ｋの反応度価値を有している。熱膨張率の大きなワ
イヤ６はＳＵＳ、熱膨張率の小さな軸５と熱膨張率の小
さな外管１１は、モリブデンを用い、ワイヤ６の長さを
８３３ｍとする。その他、冷却材は、ナトリウム（Ｎ
ａ）とし、０％出力から定格出力までの反応度変化は、
１．０％Δｋ／ｋである。FIGS. 6 and 8 are views showing examples of the core of a fast breeder reactor including a reactivity control device.
explain. Six reactivity control devices are located in the core. 2.5% Δ when absorber 7 is fully inserted
It has a reactivity value of k / k. The wire 6 having a large thermal expansion coefficient is made of SUS, the shaft 5 having a small thermal expansion coefficient and the outer tube 11 having a small thermal expansion coefficient are made of molybdenum, and the length of the wire 6 is set to 833 m. In addition, the coolant is sodium (N
a) and the change in reactivity from 0% output to rated output is
It is 1.0% Δk / k.
【００３２】この反応度制御装置を含む高速増殖炉が定
格出力運転中に、冷却材を流すためのポンプが動力を失
い、しかも、通常の多重の安全装置が作動せず、原子炉
が停止しなかった場合、以下のように事象は推移する。During the rated output operation of the fast breeder reactor including this reactivity control device, the pump for flowing the coolant loses power, and the normal multiple safety device does not operate, and the reactor is stopped. If not, the event proceeds as follows.
【００３３】 冷却材流量／出力が小さくなり、冷却
温度が上昇する。The coolant flow rate / output is reduced and the cooling temperature is increased.
【００３４】 冷却温度が上昇すると、ワイヤ６、軸
５及び外管１１はそれぞれ伸びるが、熱膨張率の差から
ワイヤ６の伸びがより大きい。（外管１１の作用によ
り、ワイヤ６はたわまず、そのまま下側にでる。・・・
図６（ロ）参照。） ワイヤ６が伸びて吸収体７が下がる。・・・図６
（イ）参照。When the cooling temperature rises, the wire 6, the shaft 5 and the outer tube 11 respectively expand, but the elongation of the wire 6 is larger due to the difference in the coefficient of thermal expansion. (Due to the action of the outer tube 11, the wire 6 does not bend, but goes out to the lower side.
See FIG. 6B. ) The wire 6 extends and the absorber 7 descends. ... Figure 6
See (a).
【００３５】 吸収体７が炉心に挿入され、負の反応
度が入る。結果として、出力が低下する。The absorber 7 is inserted into the core and a negative reactivity is introduced. As a result, the output is reduced.
【００３６】 反応度制御装置の挿入反応度は、熱膨
張による吸収体の挿入量により、図７のように変化す
る。The insertion reactivity of the reactivity control device changes as shown in FIG. 7 depending on the amount of the absorber inserted due to thermal expansion.
【００３７】 冷却材流量が自然循環による流れ（定
格流量の数％）のみまで減少すると、〜の作用によ
り、反応度制御装置の出口冷却材温度が４５℃上昇し、 （１．７×１０-5−０．５×１０-5）（／℃） × ４５ （℃） × ８．３３×１０4（ｃｍ） ＝ ４５ （ｃｍ） ワイヤ６は、軸５や外管１１にくらべ４５ｃｍ長く伸
び、吸収体７は炉心に４５ｃｍ挿入され、負の反応度が
１．０％Δｋ／ｋ生じる（図７参照）。When the coolant flow rate is reduced to only the flow by natural circulation (several percent of the rated flow rate), the action of causes the outlet coolant temperature of the reactivity control device to rise by 45 ° C., and (1.7 × 10 − 5 -0.5 × 10 -5) (/ ℃) × 45 (℃) × 8.33 × 10 4 (cm) = 45 (cm) wire 6, 45cm elongated compared to the shaft 5 and the outer tube 11, The absorber 7 is inserted 45 cm into the core, and a negative reactivity of 1.0% Δk / k occurs (see FIG. 7).
【００３８】 負の反応度が１．０％Δｋ／ｋまで大
きくなると、連鎖反応による炉心の出力は０％まで低下
し、発熱は、崩壊熱のみとなる。When the negative reactivity increases to 1.0% Δk / k, the core output due to the chain reaction decreases to 0%, and the only exothermic heat is decay heat.
【００３９】 炉心の崩壊熱は、Ｎａの優れた自然循
環力により、除熱される。このため、冷却材温度は沸点
を超えない。The decay heat of the core is removed by the excellent natural circulation force of Na. Therefore, the coolant temperature does not exceed the boiling point.
【００４０】 〜までの事象推移における炉心内
での燃料の冷却材最高温度は事象の推移の速さにより、
特に炉心内の冷却材流量の低下する割合により変わる
が、十分にゆっくりであったと仮定すると、反応度制御
装置の冷却材出口温度と炉心内の冷却材最高温度の次の
関係から、７６３℃と推定される。The maximum coolant temperature of the fuel in the core in the event transitions up to is determined by the speed of the event transition,
In particular, it depends on the rate of decrease of the coolant flow rate in the core, but if it is assumed to be sufficiently slow, from the following relationship between the coolant outlet temperature of the reactivity control device and the maximum coolant temperature in the core, Presumed.
【００４１】 Ｔｃ − Ｔｉｎ ∝ Ｔｍａｘ − Ｔｉｎ ここで、Ｔｃ ： 反応度制御装置の冷却材出口温度 Ｔｉｎ ： 炉心入口冷却材温度 Ｔｍａｘ： 燃料の冷却材最高温度 Ｔｍａｘ ＝ ｛（Ｔｍａｘ°−Ｔｉｎ）／（Ｔｃ°−Ｔｉｎ）｝ × （Ｔｃ−Ｔｉｎ）＋Ｔｉｎ ここで、Ｔ°は定格時の温度の値を示す。Tc-Tin ∝ Tmax-Tin Here, Tc: coolant outlet temperature of the reactivity control device Tin: core inlet coolant temperature Tmax: maximum coolant temperature of fuel Tmax = {(Tmax ° -Tin) / ( Tc ° −Tin)} × (Tc−Tin) + Tin Here, T ° represents the value of the temperature at the time of rating.
【００４２】 Ｔｍａｘ ＝ ｛（７００−３５５）／（６００−３５５）｝ × （６４５−３５５）＋３５５ ＝ ７６３（℃） 以上、〜の事象推移の結果、燃料の冷却材最高温度
は、炉心内でＮａの沸点約９３０℃を超えない。Tmax = {(700-355) / (600-355)} × (645-355) + 355 = 763 (° C.) As a result of the above event transitions, the maximum temperature of the coolant of the fuel is in the core. The boiling point of Na does not exceed about 930 ° C.
【００４３】[0043]
【発明の効果】本発明の反応度制御装置を含む高速増殖
炉の炉心において、炉心に冷却材を流すためのポンプが
停止し、かつ、制御棒が挿入されなかったような場合に
ついて、反応度制御装置の効果を述べる。まず、反応度
制御装置の出口冷却材温度は徐々に上昇し、６４５℃に
到達したとき、ワイヤ６が伸び、吸収体が約４５ｃｍ挿
入され、炉心に１．０％Δｋ／ｋの負の反応度が挿入さ
れ、連鎖反応による出力は、０％まで低下し、崩壊熱の
みとなる。この時燃料の冷却材最高温度は、約７６３℃
くらいまで上昇するが、炉心内でのＮａの沸点約９３０
℃に到達することはなく、冷却材の沸騰及び燃料の被覆
管の破損を生じずに、事象は静定すると推測される。EFFECT OF THE INVENTION In the core of a fast breeder reactor including the reactivity control device of the present invention, when the pump for flowing the coolant into the core is stopped and the control rod is not inserted, the reactivity is reduced. The effect of the control device will be described. First, the outlet coolant temperature of the reactivity control device gradually rises, and when it reaches 645 ° C., the wire 6 is extended, the absorber is inserted about 45 cm, and the negative reaction of 1.0% Δk / k is introduced into the core. Degree is inserted, the output due to the chain reaction decreases to 0%, and there is only decay heat. At this time, the maximum temperature of the fuel coolant is approximately 763 ° C.
The boiling point of Na in the core is about 930
It is assumed that the event does not reach 0 ° C. and the event settles without boiling the coolant and breaking the cladding of the fuel.
【００４４】したがって、深層防護の観点から、反応度
制御装置は、高速増殖炉の炉心の安全性向上に寄与す
る。Therefore, from the viewpoint of defense in depth, the reactivity control device contributes to the improvement of the safety of the core of the fast breeder reactor.
【図１】本発明の一実施例である反応度制御装置の概念
図である。FIG. 1 is a conceptual diagram of a reactivity control device that is an embodiment of the present invention.
【図２】図１の上面断面図である。FIG. 2 is a top sectional view of FIG.
【図３】本発明の一実施例である同軸ケーブルの構造を
説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating the structure of a coaxial cable that is an embodiment of the present invention.
【図４】従来の技術の一実施例である制御棒駆動軸の熱
膨張効果の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a thermal expansion effect of a control rod drive shaft that is an example of a conventional technique.
【図５】従来の技術の一実施例である制御棒吸収体の位
置とその効果の関係の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of the relationship between the position of a control rod absorber and its effect, which is one example of the conventional technique.
【図６】本発明の一実施例である反応度制御装置の作用
の説明図である。FIG. 6 is an explanatory view of the operation of the reactivity control device which is one embodiment of the present invention.
【図７】本発明の一実施例である反応度制御装置の挿入
反応度を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing insertion reactivity of the reactivity control device according to the embodiment of the present invention.
【図８】本発明の一実施例である反応度制御装置の特性
を示す図表である。FIG. 8 is a chart showing characteristics of a reactivity control device according to an embodiment of the present invention.
１ ハンドリングヘッド ２ ラッパ管 ３ 燃料要素 ４ 下部入口ノズル ５ 熱膨張率の小さな軸 ６ 熱膨張率の大きなワイヤ ７ 吸収体 ８ 反応度制御部 ９ 流路の隔壁 １０ 支え板 １１ 外管 1 Handling Head 2 Trumpet Pipe 3 Fuel Element 4 Lower Inlet Nozzle 5 Shaft with Small Thermal Expansion Coefficient 6 Wire with Large Thermal Expansion Coefficient 7 Absorber 8 Reactivity Control Section 9 Partition Wall 10 Support Plate 11 Outer Tube
Claims (1)
有する六角形状のラッパ管の内部に、燃料要素と、反応
度制御部を内蔵するナトリウム冷却型高速増殖炉の反応
度制御装置において、前記反応度制御部は、熱膨張率の
大きなワイヤと熱膨張率の小さな外管からなる同軸ケー
ブルを熱膨張率の小さな軸に巻いた部分と、前記ワイヤ
の先に取り付けられた中性子を良く吸収する材料を含む
吸収体とからなることを特徴とする反応度制御装置。1. A reactivity control device for a sodium-cooled fast breeder reactor, comprising a fuel element and a reactivity control unit inside a hexagonal trumpet tube having a handling head and a lower inlet nozzle, wherein the reactivity control is performed. The part includes a portion in which a coaxial cable consisting of a wire having a large coefficient of thermal expansion and an outer tube having a small coefficient of thermal expansion is wound around an axis having a small coefficient of thermal expansion, and a material attached to the tip of the wire that absorbs neutrons well. A reactivity control device comprising an absorber.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50A JPH06222178A (en) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | Reactivity controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50A JPH06222178A (en) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | Reactivity controller |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06222178A true JPH06222178A (en) | 1994-08-12 |
Family
ID=12323165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50A Withdrawn JPH06222178A (en) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | Reactivity controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06222178A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015500993A (en) * | 2011-12-06 | 2015-01-08 | テラパワー， エルエルシー | Reactivity control device and control method in nuclear fission reactor, nuclear fission reactor, and method for manufacturing reactivity control device |
| CN110073443A (en) * | 2016-12-22 | 2019-07-30 | 泰拉能源公司 | Dependent response control in fission-type reactor |
| CN112366009A (en) * | 2020-11-16 | 2021-02-12 | 中国原子能科学研究院 | Mixed winding and wire winding positioning fuel assembly of sodium-cooled fast reactor |
-
1993
- 1993-01-28 JP JP50A patent/JPH06222178A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015500993A (en) * | 2011-12-06 | 2015-01-08 | テラパワー， エルエルシー | Reactivity control device and control method in nuclear fission reactor, nuclear fission reactor, and method for manufacturing reactivity control device |
| CN110073443A (en) * | 2016-12-22 | 2019-07-30 | 泰拉能源公司 | Dependent response control in fission-type reactor |
| CN112366009A (en) * | 2020-11-16 | 2021-02-12 | 中国原子能科学研究院 | Mixed winding and wire winding positioning fuel assembly of sodium-cooled fast reactor |
| CN112366009B (en) * | 2020-11-16 | 2023-01-10 | 中国原子能科学研究院 | Mixed winding and wire winding positioning fuel assembly of sodium-cooled fast reactor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2013130154A2 (en) | Apparatus and methods for controlling reactivity in a nuclear fission reactor, nuclear fission reactors, and methods of fabricating a reactivity control apparatus | |
| JP2002071866A (en) | Reactor core for nuclear reactor and replacing method for nuclear fuel material in the same core | |
| JPH06222178A (en) | Reactivity controller | |
| JPS5823914B2 (en) | Support device for neutron absorber | |
| JP4467995B2 (en) | Boiling water reactor | |
| JP2002257967A (en) | Fast breeding reactor | |
| JP7176999B2 (en) | Fuel elements, fuel assemblies and cores | |
| JP7495871B2 (en) | Fast reactor and method for operating control rods in fast reactor | |
| JP2000121766A (en) | Nuclear fuel element for reactor | |
| JP2698605B2 (en) | Control rod for gas cooled reactor | |
| JP2509625B2 (en) | Core structure of fast breeder reactor | |
| JPS6311894A (en) | Furnace stop device | |
| JP2723295B2 (en) | Control rod assembly | |
| JPH08201562A (en) | Control rod assembly | |
| JP3132917B2 (en) | Control rod shaft extension mechanism | |
| JP2002048887A (en) | Core structure of fast reactor | |
| JPS60161588A (en) | Inhibiting device for transverse vibration of control rod | |
| JPH05297176A (en) | Nuclear reactor stopping mechanism | |
| JPH07140285A (en) | Petal type heterogeneous reactor core | |
| JPH011997A (en) | Core configuration of fast breeder reactor | |
| JPS62174690A (en) | Combustion controller for nuclear reactor | |
| JPS58124989A (en) | Reactor shutdown device | |
| JPH063472A (en) | Fuel assembly | |
| JPS6247587A (en) | Control rod for nuclear reactor | |
| JPS62893A (en) | Core for light water type reactor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000404 |