JPH06265671A - 制御棒 - Google Patents
制御棒Info
- Publication number
- JPH06265671A JPH06265671A JP5055384A JP5538493A JPH06265671A JP H06265671 A JPH06265671 A JP H06265671A JP 5055384 A JP5055384 A JP 5055384A JP 5538493 A JP5538493 A JP 5538493A JP H06265671 A JPH06265671 A JP H06265671A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control rod
- boric acid
- control
- reactor
- stainless steel
- 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.)
- Pending
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
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】制御棒は、出力調整用制御棒１の下端から全長
の１／３程度までをステンレス管１５で構成し、それよ
りも上方は、ステンレス管の周りに中性子吸収の大きい
ボロンカーバイトを詰め込んだ管１６を円環状に束ね
る。さらに、調整棒駆動機構２からのワイヤロープにコ
レット１１を設け、出力調整用制御棒連結金属１２をつ
かむ。 【効果】ほう酸の急速注入がなくても、制御棒及び制御
棒駆動機構のみで原子炉停止系及び後備停止系が構成さ
れ、ほう酸除去能力及び保守・点検必要系統が低減され
る。
の１／３程度までをステンレス管１５で構成し、それよ
りも上方は、ステンレス管の周りに中性子吸収の大きい
ボロンカーバイトを詰め込んだ管１６を円環状に束ね
る。さらに、調整棒駆動機構２からのワイヤロープにコ
レット１１を設け、出力調整用制御棒連結金属１２をつ
かむ。 【効果】ほう酸の急速注入がなくても、制御棒及び制御
棒駆動機構のみで原子炉停止系及び後備停止系が構成さ
れ、ほう酸除去能力及び保守・点検必要系統が低減され
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原子炉における制御棒
に係り、制御棒の軸方向に中性子吸収材の材料を変更す
ることにより、プラント通常運転時における出力の微調
整と、原子炉停止の機能を合わせ持つ制御棒の提供に関
する。
に係り、制御棒の軸方向に中性子吸収材の材料を変更す
ることにより、プラント通常運転時における出力の微調
整と、原子炉停止の機能を合わせ持つ制御棒の提供に関
する。
【０００２】
【従来の技術】重水減速型原子炉の従来技術を用いた原
子炉出力制御系及び原子炉停止系の設備の例を図３に示
す。
子炉出力制御系及び原子炉停止系の設備の例を図３に示
す。
【０００３】原子炉出力制御系である出力調整用制御棒
１は、中性子吸収の小さいステンレス管で作られてお
り、カランドリアタンク上部に設置されている調整棒駆
動装置２にワイヤロープ３によって吊り下げられてい
る。プラント通常運転時に、出力調整用制御棒１は、カ
ランドリアタンク４の重水減速材中上方１／３〜１／２
の位置まで挿入されており、燃料の燃焼に伴い出力調整
用制御棒１を引き抜いていき、プラント出力を一定に保
つ。また、出力調整用制御棒１がカランドリアタンク４
の上方１／３程度まで引き抜かれていった場合には、重
水減速材をほう酸除去塔５に移送し、重水中のほう酸の
一部を除去して、重水減速材中のほう酸濃度を低下さ
せ、再度出力調整用制御棒１をカランドリアタンク４に
挿入してプラント出力を一定に保つ。一方、出力調整用
制御棒１には、原子炉停止機能を必要としていないた
め、プラント異常時に、調整棒駆動装置２には、カラン
ドリアタンク４内に急速注入する機構を有していない。
１は、中性子吸収の小さいステンレス管で作られてお
り、カランドリアタンク上部に設置されている調整棒駆
動装置２にワイヤロープ３によって吊り下げられてい
る。プラント通常運転時に、出力調整用制御棒１は、カ
ランドリアタンク４の重水減速材中上方１／３〜１／２
の位置まで挿入されており、燃料の燃焼に伴い出力調整
用制御棒１を引き抜いていき、プラント出力を一定に保
つ。また、出力調整用制御棒１がカランドリアタンク４
の上方１／３程度まで引き抜かれていった場合には、重
水減速材をほう酸除去塔５に移送し、重水中のほう酸の
一部を除去して、重水減速材中のほう酸濃度を低下さ
せ、再度出力調整用制御棒１をカランドリアタンク４に
挿入してプラント出力を一定に保つ。一方、出力調整用
制御棒１には、原子炉停止機能を必要としていないた
め、プラント異常時に、調整棒駆動装置２には、カラン
ドリアタンク４内に急速注入する機構を有していない。
【０００４】原子炉停止系である停止用制御棒６は、中
性子吸収の大きいボロンカーバイトを中空管に詰め込ん
だ管を円環状に束ねた構造をしており、炉心上部に設置
されている停止棒駆動装置７にワイヤロープ３によって
吊りさげられている。プラント通常運転時において、カ
ランドリアタンク４の上方に全引き抜きされた状態に有
る。プラント異常時には、プラントの異常信号によっ
て、停止棒駆動装置７内にある電磁クラッチを切離し、
停止用制御棒６をカランドリアタンク４の重水減速材中
に重力落下させ、中性子を吸収することで、原子炉を短
時間で未臨界にする。なお、原子炉停止系の後備系は、
調整棒駆動装置に電磁クラッチを設けてなく、出力調整
用制御棒１には中性子吸収効果の少ないステンレスを使
用しているため、停止用制御棒６による原子炉停止の後
備系として、カランドリアタンク４内の重水減速材中に
ほう酸を急速に注入するほう酸注入系８を備えている。
ほう酸注入系８は、蓄圧器９内に高濃度のほう酸水が貯
蔵されており、プラントの異常信号により弁１０を開放
し、蓄圧器９内のガス圧力を用いてカランドリアタンク
４内の重水減速材中にほう酸を注入して、原子炉を短時
間に未臨界にする。このような装置は、日立評論（１９
９２．６．vol．１７４）に記載されている。一方、中
性子吸収棒の本数を炉停止余裕の軸方向分布が小さくな
る部分には多くし、大きくなる部分では少なくすること
により、炉停止余裕を増大化する原子炉用制御棒が特開
昭62−76490 号公報に記載されている。また、中性子吸
収体の中性子吸収断面積を制御棒の先端に向かって、増
加させる制御棒集合体が特開昭61−65188 号公報に記載
されている。
性子吸収の大きいボロンカーバイトを中空管に詰め込ん
だ管を円環状に束ねた構造をしており、炉心上部に設置
されている停止棒駆動装置７にワイヤロープ３によって
吊りさげられている。プラント通常運転時において、カ
ランドリアタンク４の上方に全引き抜きされた状態に有
る。プラント異常時には、プラントの異常信号によっ
て、停止棒駆動装置７内にある電磁クラッチを切離し、
停止用制御棒６をカランドリアタンク４の重水減速材中
に重力落下させ、中性子を吸収することで、原子炉を短
時間で未臨界にする。なお、原子炉停止系の後備系は、
調整棒駆動装置に電磁クラッチを設けてなく、出力調整
用制御棒１には中性子吸収効果の少ないステンレスを使
用しているため、停止用制御棒６による原子炉停止の後
備系として、カランドリアタンク４内の重水減速材中に
ほう酸を急速に注入するほう酸注入系８を備えている。
ほう酸注入系８は、蓄圧器９内に高濃度のほう酸水が貯
蔵されており、プラントの異常信号により弁１０を開放
し、蓄圧器９内のガス圧力を用いてカランドリアタンク
４内の重水減速材中にほう酸を注入して、原子炉を短時
間に未臨界にする。このような装置は、日立評論（１９
９２．６．vol．１７４）に記載されている。一方、中
性子吸収棒の本数を炉停止余裕の軸方向分布が小さくな
る部分には多くし、大きくなる部分では少なくすること
により、炉停止余裕を増大化する原子炉用制御棒が特開
昭62−76490 号公報に記載されている。また、中性子吸
収体の中性子吸収断面積を制御棒の先端に向かって、増
加させる制御棒集合体が特開昭61−65188 号公報に記載
されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】プラント異常時に、ほ
う酸注入系８が作動した場合、重水減速材中のほう酸濃
度が高くなり、原子炉を再起動するには、重水減速材中
のほう酸を所定の濃度まで低下させる必要がある。ほう
酸の除去には約１日必要であり、その処理を行うための
設備容量も必要となる。また、短時間にほう酸を炉心に
到達させるために、蓄圧器９，弁１０はカランドリアタ
ンク４の近傍に設置する必要があり、ほう酸注入系８を
保守，点検する時には放射線を被ばくを伴うことにな
る。
う酸注入系８が作動した場合、重水減速材中のほう酸濃
度が高くなり、原子炉を再起動するには、重水減速材中
のほう酸を所定の濃度まで低下させる必要がある。ほう
酸の除去には約１日必要であり、その処理を行うための
設備容量も必要となる。また、短時間にほう酸を炉心に
到達させるために、蓄圧器９，弁１０はカランドリアタ
ンク４の近傍に設置する必要があり、ほう酸注入系８を
保守，点検する時には放射線を被ばくを伴うことにな
る。
【０００６】本発明の目的は、重水減速材中にほう酸を
注入することなく原子炉停止系の後備系を提供し、ほう
酸除去能力の設備容量低減及び保守・点検必要系統を低
減することにある。
注入することなく原子炉停止系の後備系を提供し、ほう
酸除去能力の設備容量低減及び保守・点検必要系統を低
減することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的は、出力調整用
制御棒１に原子炉停止に必要な中性子吸収能力を持たせ
ると共に、調整棒駆動装置２に制御棒を落下させる機能
を持たせることで達成される。
制御棒１に原子炉停止に必要な中性子吸収能力を持たせ
ると共に、調整棒駆動装置２に制御棒を落下させる機能
を持たせることで達成される。
【０００８】
【作用】以下、本発明の基本的作用を図１により説明す
る。
る。
【０００９】図１は、出力調整用制御棒１の下端から全
長の１／３程度までをステンレス管で構成し、それより
も上方は、中空のステンレス管の周りに中性子吸収の大
きいボロンカーバイトを詰め込んだ管を円環状に束ねた
構造とし、さらに、調整棒駆動機構２からのワイヤロー
プにコレット１１を設け、出力調整用制御棒連結金属１
２をつかむ。後備停止系を作動させるべきプラント異常
信号入力で、このコレット１１を外すことにより、プラ
ント異常時には、出力調整用制御棒１がカランドリアタ
ンク４の重水減速材中に重力落下し、原子炉を短時間で
高温停止できる。また、停止用制御棒が落下している時
は、これらの停止能力は、冷温停止もできる様にする。
長の１／３程度までをステンレス管で構成し、それより
も上方は、中空のステンレス管の周りに中性子吸収の大
きいボロンカーバイトを詰め込んだ管を円環状に束ねた
構造とし、さらに、調整棒駆動機構２からのワイヤロー
プにコレット１１を設け、出力調整用制御棒連結金属１
２をつかむ。後備停止系を作動させるべきプラント異常
信号入力で、このコレット１１を外すことにより、プラ
ント異常時には、出力調整用制御棒１がカランドリアタ
ンク４の重水減速材中に重力落下し、原子炉を短時間で
高温停止できる。また、停止用制御棒が落下している時
は、これらの停止能力は、冷温停止もできる様にする。
【００１０】よって、ほう酸を急速注入させることな
く、かつ、ほう酸除去能力の設備容量も低減し、保守・
点検必要系統も低減できる。
く、かつ、ほう酸除去能力の設備容量も低減し、保守・
点検必要系統も低減できる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１及び図２によ
り説明する。
り説明する。
【００１２】これらの図において、出力調整用制御棒１
は、その下端から全長の１／３程度（約２ｍ）までをス
テンレス管１５で構成し、それよりも上方は中空のステ
ンレス管の周りに中性子吸収の大きいボロンカーバイト
を詰め込んだ管１６を円環状に束ねた構造としている。
は、その下端から全長の１／３程度（約２ｍ）までをス
テンレス管１５で構成し、それよりも上方は中空のステ
ンレス管の周りに中性子吸収の大きいボロンカーバイト
を詰め込んだ管１６を円環状に束ねた構造としている。
【００１３】さらに、調整棒駆動機構２からのワイヤロ
ープ３にコレット１１を設け、出力調整用制御棒連結金
属１２をつかめる構造としている。
ープ３にコレット１１を設け、出力調整用制御棒連結金
属１２をつかめる構造としている。
【００１４】本実施例によれば、プラント通常運転時、
出力調整用制御棒１は、カランドリアタンク４の重水減
速材中上方１／３〜１／２の位置まで挿入されており、
重水減速材中において、ステンレス管部で構成された出
力調整用制御棒１の下端から１／３〜１／２部（約１〜
２ｍ）を上下動させ、従来技術と同等にプラント出力を
一定に保つことができる。また、後備停止系を作動させ
るべきプラント異常時には、調整棒駆動機構２からのワ
イヤロープに設けているコレット１１がプラント異常信
号入力により出力調整用制御棒連結金属１２をはずし、
出力調整用制御棒１は、重水減速材中へ重力落下し、原
子炉を短時間で高温停止できる。なお、停止用制御棒
が、落下している場合は、冷温停止能力がある。もし、
停止用制御棒が作動していない場合は、高温から冷温に
なるまでの数時間の間にほう酸添加ポンプ１３で重水系
にほう酸を注入させる冷温停止能力をもたせる。
出力調整用制御棒１は、カランドリアタンク４の重水減
速材中上方１／３〜１／２の位置まで挿入されており、
重水減速材中において、ステンレス管部で構成された出
力調整用制御棒１の下端から１／３〜１／２部（約１〜
２ｍ）を上下動させ、従来技術と同等にプラント出力を
一定に保つことができる。また、後備停止系を作動させ
るべきプラント異常時には、調整棒駆動機構２からのワ
イヤロープに設けているコレット１１がプラント異常信
号入力により出力調整用制御棒連結金属１２をはずし、
出力調整用制御棒１は、重水減速材中へ重力落下し、原
子炉を短時間で高温停止できる。なお、停止用制御棒
が、落下している場合は、冷温停止能力がある。もし、
停止用制御棒が作動していない場合は、高温から冷温に
なるまでの数時間の間にほう酸添加ポンプ１３で重水系
にほう酸を注入させる冷温停止能力をもたせる。
【００１５】以上、出力調整用制御棒に高温停止機能を
もたせることにより、プラント通常運転時は、従来技術
通りプラント出力を一定に保つことが可能であり、後備
停止系を作動させるべきプラント異常時は、ほう酸注入
系に替わって原子炉を高温停止できる。これにより、重
水減速材中にほう酸を注入する頻度が減少し、ほう酸除
去系の設備容量が減少する。さらに、ほう酸注入系が不
要となるため、保守・点検必要系等が減少する。
もたせることにより、プラント通常運転時は、従来技術
通りプラント出力を一定に保つことが可能であり、後備
停止系を作動させるべきプラント異常時は、ほう酸注入
系に替わって原子炉を高温停止できる。これにより、重
水減速材中にほう酸を注入する頻度が減少し、ほう酸除
去系の設備容量が減少する。さらに、ほう酸注入系が不
要となるため、保守・点検必要系等が減少する。
【００１６】本実施例では、出力調整用制御棒１をコレ
ット１１でつかみ、スクラム信号入力で切り離す例を説
明しているが、メカニカルシール部のシャフトと巻胴１
４を通常時には磁石ですりあわせておき、電源遮断時、
ばねにより引き離して巻胴１４をフリーにし、重力落下
させる方法でも本効果が望める。また、出力調整用制御
装置に電磁クラッチを設けることにより、コレットを完
全に後備停止系と位置付け作動頻度を少なくする方法で
も本効果が望める。さらに、図４のように、巻胴１４に
ぜんまい１７をつけておき、出力調整用制御棒１が引き
上げられると共に、ぜんまい１７が巻かれ、電源遮断時
にばねの力で出力調整用制御棒の落下を早める方法も考
えられる。
ット１１でつかみ、スクラム信号入力で切り離す例を説
明しているが、メカニカルシール部のシャフトと巻胴１
４を通常時には磁石ですりあわせておき、電源遮断時、
ばねにより引き離して巻胴１４をフリーにし、重力落下
させる方法でも本効果が望める。また、出力調整用制御
装置に電磁クラッチを設けることにより、コレットを完
全に後備停止系と位置付け作動頻度を少なくする方法で
も本効果が望める。さらに、図４のように、巻胴１４に
ぜんまい１７をつけておき、出力調整用制御棒１が引き
上げられると共に、ぜんまい１７が巻かれ、電源遮断時
にばねの力で出力調整用制御棒の落下を早める方法も考
えられる。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、プラント異常時に重力
落下による制御棒挿入によって、高温停止可能な原子炉
において、ほう酸の急速注入が不要で、制御棒及び制御
棒駆動機構のみで原子炉停止系及び後備停止系が構成さ
れ、ほう酸除去能力及び保守・点検必要系統が低減され
る。
落下による制御棒挿入によって、高温停止可能な原子炉
において、ほう酸の急速注入が不要で、制御棒及び制御
棒駆動機構のみで原子炉停止系及び後備停止系が構成さ
れ、ほう酸除去能力及び保守・点検必要系統が低減され
る。
【図１】本発明の出力調整用制御棒及び調整棒駆動装置
一実施例を示す説明図。
一実施例を示す説明図。
【図２】本発明の出力調整用制御棒及び調整棒駆動装置
の拡大図を示す説明図。
の拡大図を示す説明図。
【図３】従来技術を用いた原子炉出力制御系及び原子炉
停止系概略図を示す説明図。
停止系概略図を示す説明図。
【図４】巻胴にぜんまいを設置した実施例を示す説明
図。
図。
１…出力調整用制御棒、２…調整棒駆動装置、３…ワイ
ヤロープ、４…カランドリアタンク、５…ほう酸除去
塔、６…停止用制御棒、７…停止棒駆動装置、１１…コ
レット、１２…出力調整用制御棒連結金属、１３…ほう
酸添加ポンプ、１４…巻胴、１５…ステンレス鋼、１６
…ボロンカーバイトを詰め込んだ管。
ヤロープ、４…カランドリアタンク、５…ほう酸除去
塔、６…停止用制御棒、７…停止棒駆動装置、１１…コ
レット、１２…出力調整用制御棒連結金属、１３…ほう
酸添加ポンプ、１４…巻胴、１５…ステンレス鋼、１６
…ボロンカーバイトを詰め込んだ管。
Claims (3)
- 【請求項１】制御棒において、軸方向の中性子吸収材の
材料，濃度又は使用量を変更することによって、出力調
整と原子炉停止の機能を合わせ持つことを特徴とする制
御棒。 - 【請求項２】制御棒において、濃い濃度のもの又は使用
量を変えて、制御棒の先端部分は、中性子吸収の小さい
材料を、後方部分は、中性子吸収の大きい材料を組み合
わせて使用することを特徴とする制御棒。 - 【請求項３】請求項１，２において、急速に制御棒を切
離して制御棒単体で炉心内に注入可能な機構を持つ制御
棒駆動装置に接続されている制御棒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5055384A JPH06265671A (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | 制御棒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5055384A JPH06265671A (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | 制御棒 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06265671A true JPH06265671A (ja) | 1994-09-22 |
Family
ID=12997011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5055384A Pending JPH06265671A (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | 制御棒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06265671A (ja) |
-
1993
- 1993-03-16 JP JP5055384A patent/JPH06265671A/ja active Pending
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