JPH0631778B2 - 安全棒の駆動方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は上部にピストンを有する安全棒を、シリンダー
構造となつている安全棒ガイドの内部を負圧にすること
により、待機位置まで駆動する方法に関する。

（従来の技術） 研究用原子炉や臨界実験装置では、異常時において急激
な反応度印加による原子炉の暴走事故を防止するため
に、緊急時に臨界実験装置内に挿入して、核分裂の連鎖
反応を停止させる安全棒（中性子吸収材）を設置する。

溶液状のウランあるいはプルトニウム燃料を用いた臨界
実験装置では、高濃度の放射性物質を含んだ飛沫や放射
性ガス等が炉心タンク内に発生するので、これらの物質
が施設や外部に洩れて環境を汚染することのないように
炉心タンク内を負圧に維持した密閉構造としている。

そして、従来の研究用原子炉においては、安全棒を密閉
構造としているものがあるが、これは安全棒を密閉ハウ
ジング内とし、ハウジングの外から電磁石を用いて待機
位置まで駆動し保持している。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら以上述べた駆動方式は、安全棒を待機位置
に駆動し保持するために、強力な電磁力を必要とし、こ
の電磁力を発生させる電流による発熱のため水等を用い
た冷却を必要とするほか、駆動機構の形状が大きくな
り、装置設計上の大きな欠点となつている。

特に溶液燃料を用いる臨界実験装置では、安全棒を装着
する炉心タンクが小さいため、有効な位置に安全棒を配
置することが困難である。

（問題点を解決するための手段） 本発明は前記欠点を除去すべく、密閉度の高い状態で安
全棒を待機位置まで駆動し、保持する単純な小型の装置
を提供することを目的としている。

すなわち、安全棒上部と安全棒ガイドをピストンとシリ
ンダーの関係になる構造とし、シリンダー内部を負圧と
することによつて、安全棒を所定の待機位置まで引き上
げるものである。そして、これにより本発明による安全
棒は、その可動部分を全て炉心タンクと同一の雰囲気と
する密閉構造内部に設置することができ、また臨界実験
装置の通常運転時には、炉心上部の待機位置に保持して
おくことができるのである。

（実施例） 以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。

図は炉心タンクの上部に本発明の安全棒機構が設置され
た例を示すもので、臨界実験装置の停止状態の場合であ
る。

ベントライン１はベント系に接続されて、内部は外気よ
り数mm〜十数mm（水柱）程度負圧に保たれている。

ベントバルブ２は安全棒ガイド１１の内部を真空にする
際、ベント系からの真空の流れ込みを遮断するためのも
ので通常は開になつている。

負圧ライン３は真空系に接続されて、安全棒ガイド１１
の内部を真空にする際に用いる。

真空バルブ４は安全棒ガイド１１の内部を真空にする際
開けられるもので通常は閉になつている。

上部連結管５は安全棒ガイド１１とベント系および真空
系を結ぶもので、安全棒ガイド１１の内部を真空にする
際には真空系への排気ラインに、安全棒１６が炉心タン
ク１７内へ落下するときにはベント系からの給気ライン
となる。

下部連結管６は安全棒ガイド１１とベント系を結ぶもの
で、安全棒ガイド１１の内部を真空にするときは、ベン
ト系からの給気ラインに、安全棒１６が炉心タンク１７
内へ落下するときはベント系への排気ラインとなる。

保持電磁石１０は電源ライン７、鉄心８およびコイル９
から構成され、臨界実験装置の運転時には安全棒１６を
電磁力により吸着し待機位置に保持しているが、異常時
には電源断により電磁力をなくし、安全棒１６を炉心タ
ンク１７内に自重により自然落下させる。

安全棒ガイド１１は安全棒１６が円滑に上下するように
内面が仕上げられ、安全棒１６のアーマチヤー１３のガ
イドおよびシリンダーとなる。

シヨツクアブソーバー１２は安全棒１６が炉心タンク内
へ落下した際の衝撃力を緩和する。

安全棒１６はピストンとなるアーマチヤー１３、被覆管
１４および中性子吸収体１５から構成され、臨界実験装
置の運転時には炉心タンク１７の上部待機位置にあり、
異常時には炉心タンク１７内に自重により自然落下す
る。

炉心タンク１７は臨界実験装置の運転時には、給排液ラ
イン１８から溶液燃料が供給されこれを保持する。

臨界実験装置の運転時に安全棒１６を待機位置に駆動す
るには先ずベントバルブ２を閉じ真空バルブ４を開ける
ことにより安全棒ガイド１１の内部真空度を上昇させ
る。これにより安全棒１６は上方に動き始め保持電磁石
１０に達するまで上昇する。次に保持電磁石１０のコイ
ル９に電流を流し安全棒１６を保持電磁石１０に電磁力
によつて吸着させ、真空バルブ４を閉じてベントバルブ
２を開けることにより、安全棒ガイド１１内および上部
連結管５内はベント系と同じ負圧レベルに戻り、安全棒
１６が待機状態となる。

臨界実験装置の異常時には、保持電磁石１０の電源を切
ることにより、安全棒１６を炉心タンク１７内に落下さ
せる。この時、安全棒ガイド１１の安全棒１６の上部に
は上部連結管５を通してベント系より給気され、安全棒
ガイド１１内にありアーマチヤー１３より下部の空気は
下部連結管６を通してベント系へ排気され、安全棒１６
は自重により自然落下する。

なお、本発明において、安全棒を上昇させる際には、ベ
ントライン１と負圧ライン３とが真空装置を介して連通
しているので、真空バルブ４を開けてベントバルブ２を
閉じると、真空装置の作動により安全棒ガイドの上部が
−９ｍＡｑ程度の高真空になり、その下部が−１００ｍ
ｍＡｑ程度の微負圧状態になって、安全棒が上昇する。

また、安全棒を降下させる際には、既にバルブ４は閉じ
られて真空は停止しており、バルブ２は開けられて安全
棒ガイドの上部と下部は均圧になっているので、安全棒
がその自重により下降する。

（発明の効果） 以上述べたように、安全棒上部と安全棒ガイドをピスト
ンとシリンダー状の機構とし、シリンダー内部を負圧に
して安全棒を待機位置へ駆動する本発明は、安全棒駆動
機構を小型化、単純化することができる。

更に、本発明の上部連絡管、下部連絡管及び安全棒ガイ
ド内は、真空装置を介して前述のとおり密閉構造を形成
しているので、安全棒を上昇又は下降させるために使用
された内部気体は外部に漏出することがないために、炉
心内に存在する気体状の放射性物質により人体の安全が
脅かされることがない。

【図面の簡単な説明】 第１図は炉心タンクの上部に本発明の安全棒機構を設置
した場合の縦断面図である。 １：ベントライン、２：ベントバルブ ３：負圧ライン、４：真空バルブ ５：上部連結管、６：下部連結管 ７：電源ライン、８：鉄心 ９：コイル、１０：保持電磁石 １１：安全棒ガイド、１２：シヨツクアブソーバー １３：アーマチヤー、１４：被覆管 １５：中性子吸収体、１６：安全棒 １７：炉心タンク、１８：給排液ライン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】安全棒と安全棒ガイドをピストンとシリン
   ダーの関係になる構造とした原子炉又は臨界実験装置に
   おける安全棒の駆動方法において、 原子炉又は臨界実験装置の炉心タンク上に安全棒ガイド
   を設け、 安全棒を安全棒ガイド内に上下動自在に設け、安全棒ガ
   イドの上部に上部連絡管を設け、その下部にベントライ
   ンに結合する下部連絡管を設け、 上部連絡管は、ベントバルブを介してベントラインに結
   合するとともに、真空バルブを介して負圧ラインに結合
   し、 原子炉の運転時に、炉心から引上げられた安全棒を安全
   棒ガイドの上方に保持しておくための安全棒ガイド保持
   電磁石を、安全棒ガイド上端に設けることにより、 運転時に際しては、バルブ操作により安全棒ガイド上部
   を上部連絡管を介して負圧ラインに結合し、その内部を
   減圧に保持して安全棒を安全棒ガイド内を上昇させた後
   に、保持電磁石を作動させてこれを保持し、その後バル
   ブ操作により上部連絡管と負圧ラインとの結合を解除
   し、そして 原子炉の異常時に際しては、保持電磁石を停止して安全
   棒をその自重により自然落下させる方法。