JPH079472B2 - Small liquid metal cooled fast reactor - Google Patents

Small liquid metal cooled fast reactor

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Publication number
JPH079472B2
JPH079472B2 JP1306127A JP30612789A JPH079472B2 JP H079472 B2 JPH079472 B2 JP H079472B2 JP 1306127 A JP1306127 A JP 1306127A JP 30612789 A JP30612789 A JP 30612789A JP H079472 B2 JPH079472 B2 JP H079472B2
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JP
Japan
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fuel
fuel assembly
transfer pot
reactor
coolant
Prior art date
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JP1306127A
Other languages
Japanese (ja)
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JPH03165297A (en
Inventor
満 神戸
勝哉 金城
Original Assignee
動力炉・核燃料開発事業団
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Publication date
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Publication of JPH079472B2 publication Critical patent/JPH079472B2/en
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention 【産業上の利用分野】[Industrial applications]

この発明は、電気出力が100MWeクラス以下といった比較
的小型の高速炉に関するものである。
The present invention relates to a relatively small fast reactor having an electric output of 100 MWe class or less.

【従来の技術】[Prior art]

従来型炉の炉心は、多数の燃料集合体および反射体を集
めることにより構成されている。従来型炉には回転プラ
グ、燃料交換機および燃料出入機が設けられていて、使
用済み燃料集合体は回転プラグと燃料交換機の相互の動
きにより一旦炉内中継槽に移され、更に燃料出入機によ
り炉内中継槽から炉外に取出されるようになっている。 電気出力が100MWeクラス以下といった比較的小型の液体
金属冷却高速炉の場合でも、上記した大型高速炉におけ
る使用済み燃料集合体の取出し方式をスケールダウンし
て採用したとすると、燃料交換器や回転プラグなどは余
り小形化できないため、原子炉出力が小さく炉心が小形
化しても結果的には現状構造を余り小形化できず、出力
の割には大掛かりとなって経済性に劣ることになる。 このような問題点を解決するため、本出願人は、多数の
燃料ピンを複数段のグリッドで固定して燃料集合体ダク
トである外筒で囲み、その外筒内に燃料ピンを複数の領
域に仕切り隔壁を設けた一体型燃料集合体について特許
出願を行った(特願平1−28422号)。この一体型燃料
集合体を、炉上部のセンタープラグから出し入れできる
ようにすると、従来の回転プラグ、燃料交換機、燃料出
入機等が省略でき、比較的小型の液体金属冷却高速炉に
好適である旨開示されている。
The core of a conventional reactor is constructed by collecting a large number of fuel assemblies and reflectors. The conventional furnace is equipped with a rotary plug, a fuel exchanger and a fuel inlet / outlet.The spent fuel assembly is temporarily transferred to the relay tank in the reactor by the mutual movement of the rotary plug and the fuel exchanger, and further It is designed to be taken out of the furnace from the relay tank inside the furnace. Even in the case of a relatively small liquid metal-cooled fast reactor with an electric output of 100 MWe or less, if the method of taking out the spent fuel assembly in the large-scale fast reactor described above is scaled down and adopted, a fuel exchanger or a rotary plug will be used. However, even if the reactor output is small and the core is downsized, the current structure cannot be downsized, resulting in a large amount of power and poor economic efficiency. In order to solve such a problem, the applicant has fixed a large number of fuel pins with a grid of a plurality of stages and encloses them with an outer cylinder which is a fuel assembly duct, and arranges the fuel pins in a plurality of regions in the outer cylinder. A patent application was filed for an integrated fuel assembly in which a partition wall is provided (Japanese Patent Application No. 1-28422). If this integrated fuel assembly can be put in and taken out from the center plug at the upper part of the furnace, the conventional rotary plug, fuel exchanger, fuel inlet and outlet can be omitted, and it is suitable for a relatively small liquid metal cooled fast reactor. It is disclosed.

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be Solved by the Invention]

しかし、上記した出願内容のものでは、燃料交換のため
燃料集合体をセンタープラグから出し入れするに止どま
り、具体的にどのようにするとよいかの点については開
示がなされていなかった。 本発明は、一体型燃料集合体を炉上部のセンタープラグ
から出し入れする方式の液体金属冷却高速炉において、
燃料交換のための炉停止期間を短縮し、安全に燃料交換
作業ができる炉構造を提供することを、その目的として
いる。
However, the above-mentioned contents of the application do not disclose the specifics of what to do only to put the fuel assembly in and out from the center plug for the fuel exchange. The present invention relates to a liquid metal cooling fast reactor of a type in which an integrated fuel assembly is put in and taken out from a center plug at the upper part of the furnace,
It is an object of the present invention to provide a reactor structure capable of safely performing fuel refueling work by shortening a reactor downtime for refueling.

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

本発明は、上記センタープラグから出し入れ可能で且つ
内側に上記燃料集合体が挿入装荷される燃料移送ポット
を設け、上記燃料集合体の燃料集合体ダクトと燃料移送
ポットのそれぞれの下面に冷却材流入孔を形成し、上記
両冷却材流入孔の連通と遮断を行う冷却材流入孔の開閉
手段を設けるようにしたものである。 上記冷却材流入孔の開閉手段は、燃料集合体ダクト側と
燃料移送ポット側に設けられた凹凸係合機構によって構
成することができる。 好ましくは燃料集合体ダクトの中央にポイズンロッド挿
入管を立設し、炉外からポイズンロッド挿入管内にポイ
ズンロッドを挿入可能とすることである。
According to the present invention, a fuel transfer pot that can be inserted into and taken out from the center plug and into which the fuel assembly is inserted and loaded is provided inside, and the coolant flows into the lower surfaces of the fuel assembly duct and the fuel transfer pot of the fuel assembly. A hole is formed and a means for opening and closing the coolant inflow hole is provided to connect and disconnect the two coolant inflow holes. The opening / closing means of the coolant inflow hole can be configured by a concave-convex engagement mechanism provided on the fuel assembly duct side and the fuel transfer pot side. Preferably, a poison rod insertion pipe is erected at the center of the fuel assembly duct so that the poison rod can be inserted into the poison rod insertion pipe from outside the furnace.

【作 用】[Work]

冷却材流入孔の開閉手段で、燃料集合体の燃料集合体ダ
クトと、この燃料集合体ダクトを内側に納める燃料移送
ポットのそれぞれの冷却材流入孔を連通状態にすること
で、燃料移送ポットは炉内に入れ放しにして運転でき
る。 冷却材流入孔の開閉手段を切替えて両冷却材流入孔を遮
断状態にすると、燃料移送ポットを真っ直ぐ吊り上げれ
ば、燃料移送ポット内にある使用済みの燃料集合体は汲
み上げられた冷却材に浸漬された状態で炉外に取出せ
る。 燃料移送ポットの中央に立設したポイズンロッド挿入管
に炉外からポイズンロッドを挿入すると、燃料交換時の
安全性が高められる。
By the opening / closing means of the coolant inflow hole, the fuel assembly duct of the fuel assembly and the respective coolant inflow holes of the fuel transfer pot for accommodating the fuel assembly duct inside are brought into communication with each other, whereby the fuel transfer pot is It can be operated by leaving it in the furnace. By switching the opening and closing means of the coolant inflow hole to shut off both coolant inflow holes, if the fuel transfer pot is lifted straight, the spent fuel assembly in the fuel transfer pot is dipped in the pumped coolant. Can be taken out of the furnace in the state of being kept. If the poison rod is inserted from the outside of the furnace into the poison rod insertion pipe erected in the center of the fuel transfer pot, the safety at the time of refueling is enhanced.

【実施例】【Example】

本発明の実施例として、第1図にループ型の場合、第2
図にプール型の場合を示す。第2図のプール型は、第1
図のループ型のように原子炉容器1に入口配管2および
出口配管3を設けていない代りに、原子炉容器1内に中
間熱交換機4および1次主循環ポンプ5が設置されるこ
とになるが、その他は両者変りがない。 いずれの場合も、ステンレス鋼製の円筒縦型容器である
原子炉容器1の容器上部は、遮蔽プラグ6、炉外に制御
棒駆動機構7および炉内に制御棒案内管8を取付けた炉
心上部機構9、ポイズンロッドプラグ11で密栓されたセ
ンタープラグ10で覆われている。原子炉容器1の内部に
は、その下方に炉心支持体12が設けられ、炉心支持体12
の上に径方向反射体13が固定されている。径方向反射体
13の内側には、炉心上部機構9の上部に設置された制御
棒駆動機構7により駆動されて上下することができる制
御棒吸収体14が配設されている。 制御棒吸収体14の内側には、燃料移送ポット15が上記し
た炉心支持体12が載置されている。その燃料移送ポット
15の内側には、燃料集合体ダクト16と該ダクト内部に多
数の燃料ピン17を束ねてなる燃料集合体18が挿入装荷さ
れ、炉心を構成している。 燃料集合体ダクト16は、第3図に示したように、上端を
開口した有底筒状体の下面に冷却材流入孔19を穿設し、
側面に凸部20を設け、ダクト上端内面にハンドリングヘ
ッド21を形成している。また燃料集合体ダクト16の内部
中心には、下方に流入孔26が明けられていて管内に冷却
材が入るようになっているポイズンロッド挿入管22を立
設している。図示した例も、炉心内を二つの領域に区画
する仕切り23を設けて、領域ごとの最適な流量配分を行
う流量配分オリフィス24を穿設し、軸方向には何段かの
グリッド25を配設して、これらグリッド25により多数の
燃料ピン17を固定しているという点では前掲の出願と同
じである。尚、第3図で燃料ピン17は内側領域に2本、
外側領域に2本しか示していないが、電気出力100MWク
ラスでは1万本程度となる。 燃料集合体ダクト16を内側に嵌合する燃料移送ポット13
の形状ならびに燃料集合体ダクト15との関係を第4図A
とBに示す。燃料移送ポット13は、燃料集合体ダクト16
と同様、上端を開口した有底筒状体をなす。燃料移送ポ
ット13のポット下面には冷却材流入孔27を穿設してい
る。ポット内面長手方向には、上記した燃料集合体ダク
ト16外面に形成した凸部20と係合可能な凹溝28,28が2
個所形成されている。ポット上端には、図示するを省略
したが、燃料集合体ダクト16のハンドリングヘッド21と
同様のハンドリングヘッドを設けてグリッパにより吊下
げ可能とするか、またはフックを設けてワイヤにより吊
下げ可能としている。 燃料集合体ダクト16の凸部20と燃料移送ポット13の二つ
の凹溝28は、燃料集合体ダクト16と燃料移送ポット13の
それぞれの下面に形成した冷却材流入孔19,27の連通と
遮断を行う冷却材流入孔の開閉手段を構成するものであ
る。凸部20が一方の凹溝28に嵌る第4図Aの態様は、燃
料移送ポット13の冷却材流入孔27と燃料集合体ダクト16
の冷却材流入孔19が合致して、冷却材の炉心内通過を可
能ならしめている“運転モード”の状態である。もう一
方の凹溝24と係合する第4図Bの態様は、両冷却材流入
孔19,27が閉塞される“燃料交換モード”の状態であ
る。“燃料交換モード”の状態における開孔作用は確実
でなければならない。開孔作用が不確実だと、燃料移送
ポット13を吊り上げることで汲み上げた冷却材が冷却材
流入孔19,27個所から流出するおそれがある。 上記した冷却材流入孔の開閉手段により、“運転モー
ド”(両冷却材流入孔連通)と“燃料交換モード”(両
冷却材流入孔閉鎖)を変更するには、燃料集合体ダクト
16の上下方向の移動と水平面内での回動とにより凸部20
の差し替えを行うことで可能である。より具体的にいう
と、燃料移送ポット13はその侭の状態としておいて、炉
上部から炉内に挿入したグリッパ付き軸31(第5図E参
照)のグリッパの爪を燃料集合体ダクト16のハンドリン
グヘッド21に係合係止させ、燃料集合体ダクト11だけを
炉上部プレナムの冷却材中に引き抜いてから、二つの凸
部溝28、28の位相角度分だけ回動させたのち、別の凹溝
24と係合させ降下させる。冷却材自由液面29の液位は上
記の差し替えを原子炉容器1内の冷却材中で行えるよう
定められる。 上記した凸部20と二つの凸部溝28、28の凹凸係合機構の
例では、燃料集合体ダクト16の側面に凸部20を突設し、
燃料移送ポット13の内面に二つの凹溝28を形成したが、
逆な関係でもよいし、また、側面ではなく底面を利用し
て形成してもよい。 この原子炉から使用済み燃料を取出す全手順を第5図A
〜第5図Hによって説明する。約3年間連続運転して、
炉停止後2週間経過(崩壊熱減衰待ち)した時点の崩壊
熱は定格出力の0.2%程度となっている。この状態を示
した第5図Aは“運転モード”の状態にあるから、“燃
料交換モード”へ変更するため、先ずポイズンロッドプ
ラグ11を取外してできた孔から第5図Bのようにポイズ
ンロッド30を吊り下げて炉心内のポイズンロッド挿入管
22に収める。ポイズンロッド30は制御棒吸収体12と同様
なものであって、燃料集合体18を炉内の冷却材中を移動
させる際に炉心を未臨界に保持するためのものである。
次に第5図Cのように制御吸収体14は炉内に残して制御
棒駆動機構7を引き抜き、続いて第5図Dのようにセン
タープラグ11を取外し、第5図Eのようにグリッパ付き
軸31を降ろして前記した燃料集合体ダクト16の吊上げ、
回動、吊下げを行ない、“燃料交換モード”へ変更す
る。こうして取出準備作業は完了し第5図Fの如くな
る。つぎに第5図Gのように燃料移送ポット15を吊上げ
ることで燃料集合体18と共に引き抜く。この際に、燃料
移送ポット15内は汲み上げられた冷却材で満たされてい
る。炉上部に取出した燃料移送ポット15並びに燃料集合
体18は、第5図Hのようにそのまま移送キャスク32に入
れて搬出する。炉停止後2週間後に取り出すときの燃料
ペレット最高温度は450℃以下であることが確認されて
いる。 第6図Aから第6図Hには、新燃料装荷の手順を示し
た。通常、炉心上部機構9は炉上部計装の点検や交換な
どのほかは燃料交換時に引き抜く必要はない。しかし、
新燃料装荷前の状態を示した第6図Aでは、理解を容易
にするために炉心上部機構9を取外している。新燃料装
荷に先立ち、第6図Bのように炉心上部機構9および制
御棒吸収体12の挿入が行われ、つぎに第6図Cのように
燃料移送ポット15に納めた燃料集合体18(ポイズンロッ
ド30挿入済み)を吊って、炉心上部機構9にガイドさせ
つつ炉心に装荷する。その際“運転モード”の状態にし
ておく。装荷し終ったら、第6図Dのように炉心上部機
構9にセンタープラグ10を取付け、更に第6図Eのよう
に制御棒駆動機構7を取付けて既に挿入済みの制御棒吸
収体12と結合する。それから第6図Fのようにポイズン
ロッド30を引き抜き、引き抜き終わったら第6図Gのよ
うにポイズンロッドプラグ11を装着後、第6図Hのよう
にする制御棒吸収体14を引き抜いて原子炉を起動する。 上記のような燃料交換作業であるから1〜2日もあれば
完了する。これに対して従来型では約10日間を要してお
り、本発明によって大巾の短縮が可能となる。また原子
炉構造物量で比較すると、従来型では約1700tonあった
ものが、本発明では約700tonとなり、大巾の削減とな
る。因みに第7図A〜Cには、電気出力が100MWクラス
の小型高速炉について従来炉ループ型、本発明のループ
型とプール型の設計例を同一スケールで示した。両者を
比較すると、本発明による場合は装置の簡略化や小型化
が顕著であることが一目瞭然である。尚、33は回転プラ
グ、34は燃料交換機、35は燃料出入機、36は炉内中継槽
である。
As an embodiment of the present invention, FIG.
Figure shows the case of pool type. The pool type in Figure 2 is the first
Instead of providing the inlet pipe 2 and the outlet pipe 3 in the reactor vessel 1 unlike the loop type shown in the figure, the intermediate heat exchanger 4 and the primary main circulation pump 5 are installed in the reactor vessel 1. However, the others are the same. In either case, the upper portion of the reactor vessel 1 which is a cylindrical vertical vessel made of stainless steel has a shield plug 6, a control rod drive mechanism 7 outside the reactor, and a control rod guide tube 8 inside the reactor. It is covered with a mechanism 9 and a center plug 10 tightly plugged with a poison rod plug 11. Inside the reactor vessel 1, a core support 12 is provided below the core support 12.
A radial reflector 13 is fixed on top of the. Radial reflector
Inside the 13 is provided a control rod absorber 14 which can be moved up and down by being driven by the control rod drive mechanism 7 installed above the core upper mechanism 9. Inside the control rod absorber 14, the fuel transfer pot 15 is mounted with the core support 12 described above. Its fuel transfer pot
Inside the core 15, a fuel assembly duct 16 and a fuel assembly 18 formed by bundling a number of fuel pins 17 inside the duct are inserted and loaded to form a core. As shown in FIG. 3, the fuel assembly duct 16 has a coolant inflow hole 19 formed in the lower surface of a bottomed cylindrical body having an open upper end,
The convex portion 20 is provided on the side surface, and the handling head 21 is formed on the inner surface of the upper end of the duct. Further, a poison rod insertion pipe 22 is provided upright at the center of the inside of the fuel assembly duct 16 so that an inflow hole 26 is opened downward so that a coolant can enter the pipe. Also in the illustrated example, a partition 23 that divides the core into two regions is provided, and a flow distribution orifice 24 that optimally distributes the flow for each region is bored, and a grid 25 of several stages is arranged in the axial direction. This is the same as the above-mentioned application in that a large number of fuel pins 17 are fixed by these grids 25. Incidentally, in FIG. 3, two fuel pins 17 are provided in the inner region,
Although only two are shown in the outer area, it is about 10,000 in the 100 MW class electric output. Fuel transfer pot 13 with fuel assembly duct 16 fitted inside
Fig. 4A shows the shape of the fuel cell and its relationship with the fuel assembly duct 15.
And B. The fuel transfer pot 13 includes a fuel assembly duct 16
Similarly to the above, a bottomed cylindrical body having an open upper end is formed. A coolant inflow hole 27 is formed in the bottom surface of the fuel transfer pot 13. In the longitudinal direction of the inner surface of the pot, there are two concave grooves 28, 28 engageable with the convex portion 20 formed on the outer surface of the fuel assembly duct 16 described above.
It is formed in places. At the upper end of the pot, although not shown, a handling head similar to the handling head 21 of the fuel assembly duct 16 is provided and can be hung by a gripper, or a hook is provided and hung by a wire. . The convex portion 20 of the fuel assembly duct 16 and the two recessed grooves 28 of the fuel transfer pot 13 connect and block the communication of the coolant inlet holes 19 and 27 formed on the lower surfaces of the fuel assembly duct 16 and the fuel transfer pot 13, respectively. The opening / closing means of the coolant inflow hole for performing the above. The embodiment of FIG. 4A in which the convex portion 20 fits into the one concave groove 28 is the coolant inlet hole 27 of the fuel transfer pot 13 and the fuel assembly duct 16.
This is the state of the "operation mode" in which the coolant inflow holes 19 of the above are matched and the coolant can be passed through the core. The mode of FIG. 4B in which the other groove 24 is engaged is in the “fuel exchange mode” state in which both the coolant inflow holes 19 and 27 are closed. The piercing action in the "refuel mode" condition must be reliable. If the opening action is uncertain, the coolant pumped up by lifting the fuel transfer pot 13 may flow out from the coolant inlet holes 19, 27. To change the "operation mode" (communication of both coolant inflow holes) and "fuel exchange mode" (close both coolant inflow holes) by the above-mentioned means for opening and closing the coolant inflow hole, the fuel assembly duct
The convex portion 20 is moved by the vertical movement of 16 and the rotation in the horizontal plane.
It is possible by replacing. More specifically, with the fuel transfer pot 13 in the state of its side, the claws of the gripper shaft 31 (see FIG. 5E) inserted into the furnace from the upper part of the furnace are connected to the fuel assembly duct 16 by the claws of the gripper. After engaging and locking the handling head 21 and pulling out only the fuel assembly duct 11 into the coolant of the reactor upper plenum, after rotating it by the phase angle of the two convex grooves 28, 28, another Groove
Engage with 24 and lower. The liquid level of the coolant free liquid surface 29 is set so that the above replacement can be performed in the coolant in the reactor vessel 1. In the example of the convex-concave engaging mechanism of the convex portion 20 and the two convex groove 28, 28, the convex portion 20 is provided on the side surface of the fuel assembly duct 16 so as to project.
Two concave grooves 28 are formed on the inner surface of the fuel transfer pot 13,
The relationship may be reversed, or the bottom surface may be used instead of the side surface. The entire procedure for removing spent fuel from this reactor is shown in Figure 5A.
~ It demonstrates by FIG. 5H. It has been running continuously for about 3 years,
The decay heat is about 0.2% of the rated output when two weeks have passed (waiting for decay heat decay) after the reactor shutdown. Since FIG. 5A showing this state is in the "operation mode", in order to change to the "fuel exchange mode", the poison rod plug 11 is first removed from the hole formed as shown in FIG. 5B. Poison rod insertion tube in the core by suspending rod 30
Fit in 22. The poison rod 30 is similar to the control rod absorber 12 and is for holding the core subcritical when moving the fuel assembly 18 through the coolant in the reactor.
Next, as shown in FIG. 5C, the control absorber 14 is pulled out leaving the control absorber 14 in the furnace, and then the center plug 11 is removed as shown in FIG. 5D, and the gripper is removed as shown in FIG. 5E. The shaft 31 attached is lowered to lift the fuel assembly duct 16 described above,
Rotate and suspend to change to "fuel change mode". In this way, the extraction preparation work is completed, and the process is as shown in FIG. 5F. Next, as shown in FIG. 5G, the fuel transfer pot 15 is lifted to be pulled out together with the fuel assembly 18. At this time, the fuel transfer pot 15 is filled with the pumped coolant. The fuel transfer pot 15 and the fuel assembly 18 taken out to the upper part of the furnace are put in the transfer cask 32 as they are and carried out as shown in FIG. 5H. It has been confirmed that the maximum temperature of fuel pellets when taken out two weeks after the reactor shutdown is 450 ° C or lower. 6A to 6H show the procedure for loading new fuel. Normally, the upper core mechanism 9 does not need to be pulled out at the time of refueling except for inspection and replacement of the upper reactor instrumentation. But,
In FIG. 6A showing the state before loading with new fuel, the core upper part mechanism 9 is removed for easy understanding. Prior to the new fuel loading, the core upper part mechanism 9 and the control rod absorber 12 are inserted as shown in FIG. 6B, and then the fuel assembly 18 (which is stored in the fuel transfer pot 15 as shown in FIG. 6C ( The poison rod 30 has been inserted), and the upper core mechanism 9 is guided to load the core. At that time, it is in the "operation mode" state. When the loading is completed, the center plug 10 is attached to the core upper part mechanism 9 as shown in FIG. 6D, and the control rod drive mechanism 7 is further attached as shown in FIG. 6E to connect with the already inserted control rod absorber 12. To do. Then, pull out the poison rod 30 as shown in FIG. 6F, and after pulling out, attach the poison rod plug 11 as shown in FIG. 6G, and then pull out the control rod absorber 14 as shown in FIG. 6H and pull out the reactor. To start. Since the refueling work is as described above, it will be completed within 1 to 2 days. On the other hand, the conventional type requires about 10 days, and the present invention makes it possible to greatly shorten the period. Further, when comparing the amount of the reactor structure, the conventional type has about 1700 tons, but the present invention has about 700 tons, which is a great reduction. Incidentally, FIGS. 7A to 7C show on the same scale a design example of a conventional fast reactor loop type, a loop type and a pool type of the present invention for a small fast reactor having an electric output of 100 MW class. Comparing the two, it is obvious that the simplification and miniaturization of the device are remarkable in the case of the present invention. In addition, 33 is a rotary plug, 34 is a fuel exchanger, 35 is a fuel inlet / outlet machine, and 36 is a relay tank in the reactor.

【発明を効果】[Effect of the invention]

以上説明したように、本発明では燃料集合体の燃料集合
体ダクトを内側に納める燃料移送ポットは有底円筒体と
いう簡単な構造であり、これを装着したからといって大
きな面積は要しない。そして冷却材流入孔の開閉手段に
より“運転モード”の状態で燃料移送ポットを炉内に入
れ放しにしても冷却材の流通を含めて何等支障にはなら
ないばかりか、燃料集合体の装荷場所を従来の炉内中継
槽相当個所とすることができるので、原子炉容器を大き
くしないで済む。しかも“燃料取出モード”に切替えて
燃料移送ポットを真っ直ぐ吊り上げさえすれば、使用済
みの燃料集合体は冷却材に浸された状態で燃料移送ポッ
トと共に取出せる。このことは、燃料交換に要する時間
の短縮は勿論、安全性の点も充分に保証される。 冷却材流入孔の開閉手段を、燃料集合体ダクト側と燃料
移送ポット側に設けられた凹凸係合機構とすると、構造
簡単だし、燃料集合体ダクトの垂直方向の移動と水平面
内での回動とによって切替え可能であるから、両冷却材
流入孔が連通する“運転モード”の状態と、両冷却材流
入孔が遮断する“燃料交換モード”の切替えが比較的容
易かつ短時間に行える。 燃料移送ポットの中央に立設したポイズンロッド挿入管
に炉外からポイズンロッドを挿入するときには、燃料交
換時の安全性は一層高くなる。
As described above, according to the present invention, the fuel transfer pot for accommodating the fuel assembly duct of the fuel assembly inside has a simple structure of a bottomed cylindrical body, and mounting the same does not require a large area. Then, even if the fuel transfer pot is put in and out of the furnace in the "operating mode" by the opening / closing means of the coolant inlet hole, it does not cause any trouble including the flow of the coolant, and the loading place of the fuel assembly is not changed. Since it is possible to provide a portion corresponding to the conventional relay tank in the reactor, it is not necessary to enlarge the reactor vessel. Moreover, the used fuel assemblies can be taken out together with the fuel transfer pot in a state of being immersed in the coolant, by switching to the "fuel extraction mode" and lifting the fuel transfer pot straight. This not only shortens the time required for refueling, but also sufficiently guarantees safety. If the opening / closing means of the coolant inlet / outlet is a concave / convex engagement mechanism provided on the fuel assembly duct side and the fuel transfer pot side, the structure is simple, and the fuel assembly duct moves vertically and rotates in the horizontal plane. It is possible to switch between the "operating mode" in which both coolant inflow holes communicate with each other and the "fuel exchange mode" in which both coolant inflow holes are shut off because it can be switched relatively easily and in a short time. When the poison rod is inserted from the outside of the furnace into the poison rod insertion pipe erected in the center of the fuel transfer pot, the safety during refueling is further enhanced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明をループ型の原子炉に適用した実施例、
第2図は本発明をプール型のの原子炉に適用した実施
例、第3図は燃料集合体の縦断面図と中央横断面図、第
4図Aは“運転モード”の状態にある燃料集合体と燃料
移送ポットとの関係を示す縦断面図と中央横断面図、第
4図Bは“燃料交換モード”の状態にある燃料集合体と
燃料移送ポットとの関係を示す縦断面図と中央横断面
図、第5図A〜Hは使用済み燃料の取出手順を示す説明
図、第6図A〜Hは新燃料装荷手順を示す説明図、第7
図A〜Cは電気出力が100MWクラスの小型高速炉につい
て、従来炉ループ型、本発明のループ型とプール型の設
計例を同一スケールで示したものである。 1……原子炉容器、6……遮蔽プラグ、7……制御棒駆
動機構、8……制御棒案内管、9……炉心上部機構、10
……センタープラグ、11……ポイズンロッドプラグ、12
……炉心支持体、13……径方向反射体、14……制御棒吸
収体、15……燃料移送ポット、16……燃料集合体ダク
ト、17……燃料ピン、18……燃料集合体、19……冷却材
流入孔、20……凸部、21……ハンドリングヘッド、22…
…ポイズンロッド挿入管、26……流入孔、27……冷却材
流入孔、28……凹溝、30……ポイズンロッド。
FIG. 1 shows an embodiment in which the present invention is applied to a loop reactor.
FIG. 2 is an embodiment in which the present invention is applied to a pool-type reactor, FIG. 3 is a longitudinal sectional view and a central transverse sectional view of a fuel assembly, and FIG. 4A is a fuel in an “operation mode” state. FIG. 4B is a longitudinal sectional view showing the relationship between the assembly and the fuel transfer pot, and a central transverse sectional view; FIG. 4B is a vertical sectional view showing the relationship between the fuel assembly and the fuel transfer pot in the “fuel exchange mode” state 5A to 5H are explanatory views showing a procedure for taking out spent fuel, and FIGS. 6A to 6H are explanatory views showing a procedure for loading new fuel, and FIG.
FIGS. A to C show, on the same scale, design examples of the conventional reactor loop type, the loop type and the pool type of the present invention, for a small fast reactor with an electric output of 100 MW class. 1 ... Reactor vessel, 6 ... Shielding plug, 7 ... Control rod drive mechanism, 8 ... Control rod guide tube, 9 ... Core upper mechanism, 10
…… Center plug, 11 …… Poison rod plug, 12
...... Core support, 13 ...... Radial reflector, 14 ...... Control rod absorber, 15 ...... Fuel transfer pot, 16 ...... Fuel assembly duct, 17 ...... Fuel pin, 18 ...... Fuel assembly, 19 ... Coolant inflow hole, 20 ... Convex part, 21 ... Handling head, 22 ...
… Poison rod insertion tube, 26 …… inlet hole, 27 …… coolant inlet hole, 28 …… concave groove, 30 …… poison rod.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一体型燃料集合体を炉上部のセンタープラ
グから出し入れする方式の液体金属冷却高速炉におい
て、上記センタープラグから出し入れ可能で且つ内側に
上記燃料集合体が挿入装荷される燃料移送ポットを設
け、上記燃料集合体の燃料集合体ダクトと燃料移送ポッ
トのそれぞれの下面に冷却材流入孔を形成して、両冷却
材流入孔の連通と遮断を行う冷却材流入孔の開閉手段を
設けたことを特徴とする小型液体金属冷却高速炉。
1. In a liquid metal cooling fast reactor of the type in which an integrated fuel assembly is put in and taken out from a center plug in the upper part of a furnace, a fuel transfer pot which can be put in and taken out from the center plug and into which the fuel assembly is inserted and loaded. And a means for opening and closing a coolant inlet hole for forming a coolant inlet hole on the lower surface of each of the fuel assembly duct and the fuel transfer pot of the fuel assembly to connect and disconnect both coolant inlet holes. A small liquid metal-cooled fast reactor.
【請求項2】上記冷却材流入孔の開閉手段は、燃料集合
体ダクト側と燃料移送ポット側に設けられた凹凸係合機
構である請求項1の小型液体金属冷却高速炉。
2. The small-sized liquid metal cooling fast reactor according to claim 1, wherein the means for opening and closing the coolant inflow hole is a concavo-convex engagement mechanism provided on the fuel assembly duct side and the fuel transfer pot side.
【請求項3】燃料集合体ダクトの中央にポイズンロッド
挿入管を立設し、そのポイズンロッド挿入管内に炉外か
らポイズンロッドを挿入可能とした請求項1の小型液体
金属冷却高速炉。
3. A small-sized liquid metal cooled fast reactor according to claim 1, wherein a poison rod insertion pipe is provided upright in the center of the fuel assembly duct, and the poison rod can be inserted into the poison rod insertion pipe from outside the reactor.
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