JPH09257974A - 移動型原子炉 - Google Patents

移動型原子炉

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JPH09257974A
JPH09257974A JP8066547A JP6654796A JPH09257974A JP H09257974 A JPH09257974 A JP H09257974A JP 8066547 A JP8066547 A JP 8066547A JP 6654796 A JP6654796 A JP 6654796A JP H09257974 A JPH09257974 A JP H09257974A
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JP
Japan
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reactor
guide tube
core
hollow guide
neutron
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Withdrawn
Application number
JP8066547A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaaki Ochiai
政昭 落合
Akio Yamaji
昭雄 山路
Akifumi Fukuhara
彬文 福原
Sho Imayoshi
祥 今吉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Japan Atomic Energy Agency
Original Assignee
Japan Atomic Energy Research Institute
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH09257974A publication Critical patent/JPH09257974A/ja
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    • YGENERAL 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
    • 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)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 舶用原子炉等の移動型原子炉において、緊急
停止用制御棒の加速性能を向上する。 【解決手段】 舶用原子炉50は、原子炉容器51と、
原子炉容器51内に装荷され炉心55を形成する中空案
内管を備えた複数の燃料集合体と、炉心55の上方に配
設され前記中空案内管に挿入可能な核反応停止用中性子
吸収体ロッドと、炉心55の下方に配設され、原子炉反
転時重力作用により前記中空案内管に挿入可能の中性子
吸収部材を含む原子炉閉鎖装置80を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、船舶等の動力源と
して用いられる所謂舶用原子炉等に適用可能な移動型原
子炉に関する。
【0002】
【従来の技術】舶用原子炉等においては、陸上に設置さ
れる固定型原子炉と異なり運転中に揺動等を受けるの
で、必要な配慮がなされている。これを図4及び図5を
参照して説明すると、舶用原子炉10の原子炉容器1内
の下部炉心板3上に複数体の燃料集合体が装荷されて炉
心5を形成する。その燃料集合体の上部は、上部炉心板
7により押さえられて支持されるが、通常の原子炉と同
様に炉心5内の核反応を起動乃至停止したり出力を制御
する制御棒が用いられ、これらの制御棒を駆動するため
の制御棒駆動機構9が原子炉容器1の上蓋11の直下に
設けられている。通常複数個の制御棒駆動機構9のそれ
ぞれには、制御棒駆動軸案内管13及び制御棒案内管1
5が各別に整列して配設されている。原子炉容器1内に
おいて、冷却材17は矢印に示すように循環ポンプ19
により吸い込まれ、吐出されて蒸気発生器21を通り、
整流板23を通過して炉心5に流入し、更にそこから出
て制御棒駆動軸案内管13及び制御棒案内管15に隣接
して流れ、循環ポンプ19に戻る。運転中冷却材17は
前述の循環を繰り返すが、これにより蒸気発生器21で
蒸気が発生され、この蒸気はタービン等に送られ動力発
生に用いられる。
【0003】次に前述の制御棒を駆動するための構造を
説明すると、図5に示すように炉心5を形成する燃料集
合体25には、複数の中空案内管27が設けられてい
て、これに制御棒29が挿入される。制御棒29は、中
性子吸収材を含むロッドとして構成されている。そして
複数の制御棒29はスパイダーアーム31により上部が
互いに連結されてクタスタ(房)構造になっており、通
常制御棒クラスタと呼ばれている。制御棒クラスタは、
制御棒駆動軸延長軸33、ダッシュラム35及び制御棒
駆動軸37を介して制御棒駆動機構9に連結しており、
その中に含まれる電動型線状駆動機構等の駆動機構によ
り上下方向に駆動されて、炉心5に挿入されたり炉心5
から引き抜かれたりする。原子炉の核反応を停止する時
は、制御棒29を速やかに炉心5に挿入し、そして船舶
が転覆して舶用原子炉10が反転したときには制御棒2
9を炉心5内に保持する必要があり、このために加速ば
ね39が制御棒駆動軸37の周りに設けられている。又
ダッシュポット41は、ダッシュラム35と協働して、
制御棒の緊急挿入時の衝撃を挿入ストローク端部で吸収
し緩和するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来型の舶用
原子炉においては、制御棒の緊急挿入時の加速力の付加
及び搭載船舶乃至原子炉のの転覆事故時の核反応停止維
持の2つの目的の為に、1つの加速ばねが用いられてい
た。この加速ばねは、前者の目的のためには駆動機構の
容量制限からばねか縮み切る制御棒全引き状態でも制限
荷重内であること、又後者の目的のためには、全挿入時
伸び切った状態でもなお制御棒及び制御棒駆動軸の重量
に打ち勝つ力が必要であるので、理想的な加速力を有す
るものが得られなかった。又、得られるばねで理想的な
加速力を得るには、複雑な加速機構を必要としていた。
従って、本発明の課題は構造が単純で、且つ原子炉停止
制御棒の理想的な加速力の付与と仮想事故である転覆時
の必要な核反応停止能力の維持を達成できる移動型原子
炉を提供するにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】如上の課題を解決するた
め、本発明によれば、舶用原子炉等の移動型原子炉は、
原子炉容器と、その原子炉容器内に装荷され炉心を形成
すると共に中空案内管を備えた複数の燃料集合体と、そ
の炉心の上方に配設されその中空案内管に挿入可能な原
子炉停止用中性子吸収体ロッドと、更にその炉心の下方
に配設され原子炉反転時重力作用により前述の中空案内
管に挿入可能の中性子吸収部材を含む原子炉閉鎖装置を
有するが、その原子炉閉鎖装置は、自由落下により前記
中空案内管に挿入可能の原子炉閉鎖ロッド又は複数の球
状中性子吸収体を前述の燃料集合体の中空案内管の下部
に整列して固定された収納管内に自由支持させて構成さ
れる。前述の原子炉閉鎖ロッド又は複数の球状中性子吸
収体は、原子炉の核反応を停止状態に維持するに必要な
所定量の中性子吸収材を含有するように形成されてい
る。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明の実施形態を説明する。先ず、図1を参照するに本発
明による舶用原子炉50の原子炉容器51は、半円球殻
状底面を有する円筒状容器で、その上部開口が取外し自
在の上蓋61で閉じられている。上部開口から垂下支持
された炉心槽52の下部には、下部炉心板53が水平方
向に展延して支持されていて、その上に後述するような
複数の燃料集合体からなる炉心55が形成されている。
上蓋61には、後述するような制御棒を駆動するための
複数の制御棒駆動機構59が鉛直方向に延びて設けられ
ている。そして、この制御棒駆動機構59に整列して制
御棒駆動軸案内管63及び制御棒案内管65が設けら
れ、その下端に連結された上部炉心板57が炉心55の
燃料集合体の上端を押さえ、位置決めしている。図示は
されていないが、下部炉心板53及び上部炉心板57に
は、所定の冷却材流れ穴が分布して穿設されていて、更
に制御棒案内管65の側壁には、長円形の窓が形成され
て冷却材の循環流を許容するようになっている。
【0007】更に、原子炉冷却材(一般には軽水)の循
環系を構成する循環ポンプ69が原子炉容器51の上方
側部のノズルに横向きに取着され、原子炉容器51の内
面と炉心槽52の間の環状空間に蒸気発生器71が設け
れている。そして、炉心槽52の上部から、循環ポンプ
69に向かって連結管68が延出し、更に原子炉容器5
1の側部外側に蒸気出口管72が形成されている。その
ため、舶用原子炉50の通常運転時には、冷却材は循環
ポンプ69により駆動されて矢印に示すように流れる。
即ち、炉心55を流れて核反応熱により加熱され、炉心
槽52内の上部プレナムを通って連結管68から循環ポ
ンプ69に吸い込まれる。循環ポンプ69から吐出され
た冷却材は、蒸気発生器71を貫流して熱交換により給
水を加熱し、原子炉容器51の底部プレナムを通って炉
心55に戻る。運転中、冷却材は、前述の流れを繰り返
し、蒸気発生器71で加熱されて蒸気になった給水は、
蒸気出口管72から例えば図示しない蒸気タービンに供
給され、これを駆動し、最終的に蒸気発生器71に戻る
サイクルを繰り返す。
【0008】そして、下部炉心板53の下面には、前記
制御棒駆動機構59,制御棒駆動軸案内管63及び制御
棒案内管65に対応して本発明の特徴的部分である原子
炉閉鎖装置80が設けられ、側方に大きな冷却材通過穴
を有する支持構造体81によりその下端部が支持されて
いる。原子炉閉鎖装置80の詳細構造の一例を図2を参
照して説明すると、炉心55を形成する燃料集合体75
の中空案内管77に整列して連通孔53aが穿設されて
いて、これに原子炉閉鎖装置80の底備炉閉鎖ロッド収
納管83が連通して同軸状に下向に延びている。底備炉
閉鎖ロッド収納管83は、収納管支持筒85の中で中間
部がグリッドプレート87により横方向に支持され、更
に外端が収納管支持筒85の底板で支持されている。こ
の収納管支持筒85の底板部は、支持構造体81により
支持されている。更に、各底備炉閉鎖ロッド収納管83
の中には、底備炉閉鎖ロッド89が自由状態で収納され
ている。即ち、図示の状態では、底備炉閉鎖ロッド89
は、重力の作用により底備炉閉鎖ロッド収納管83の底
に支持されているが、例えば図において天地が逆にな
り、後述の中性子吸収体ロッド79が中空案内管から抜
け出すと、重力作用により自由落下して中空案内管77
の中に入り込む。この底備炉閉鎖ロッド89は、両端が
端栓により密封されたシース管の中に複数の中性子吸収
材ペレットを積重して充填したもので、ペレット押さえ
ばねは、炉心55より離れた方に装填されている。
【0009】一方、停止制御棒クラスタを構成する中性
子吸収体ロッド79は、スパイダーアーム78により上
部が連結されていて、そのスパイダーアーム78は制御
棒駆動軸延長管76に連結されている。この中性子吸収
体ロッド79も、両端が閉じられた金属シース管に複数
の中性子吸収材ペレットを積重して充填したもので、ペ
レット押さえばねは、上方即ち炉心55より遠い方の端
部内に装填されている。その中性子吸収材ロッド79の
外径も底備炉閉鎖ロッド89の外径も共に中空案内管7
7への挿入が円滑に行われ、且つがたつかないような適
当な値に選択されていて、それらの中にある中性子吸収
材ペレットの中性子吸収能力が原子炉停止に対して十分
なようになっている。なお、収納管支持筒85及び底備
炉閉鎖ロッド収納管83の側壁には、必要な冷却材流れ
穴が適宜形成され、前述の冷却材の循環流れを妨げな
い。
【0010】前述の構造の舶用原子炉50において、通
常運転時は若干傾斜することはあっても、天地関係は図
示のように維持され、底備炉閉鎖ロッド89は、底備炉
閉鎖ロッド収納管83の底にあって、炉心55の核反応
には影響を及ぼさない。中性子吸収体ロッド79は、図
1の制御棒駆動機構59により、炉心55から引き上げ
られて制御棒案内管65の中に保持されている。炉心5
5の出力は、中性子吸収体ロッド79により制御される
が、その駆動は対応した制御棒駆動機構59によって行
われる。そして、異常事態、例えば搭載船舶の転覆の前
兆を備え付けの感知器で検知すると、制御棒駆動軸を制
御棒駆動機構59から切り離し、中性子吸収体ロッド7
9及び制御棒駆動軸延長管76等を自由落下状態にお
く。そして、これらは、図示しない加速ばねにより初期
加速され、重力落下により炉心55内に落下挿入され、
炉心55内の核反応を速やかに停止する。そして万一、
船舶が転覆して、舶用原子炉50の天地が逆転すると、
中性子吸収体ロッド79が炉心55の中空案内管77か
ら抜け出すが、替わりに底備炉閉鎖ロッド89が自由落
下により燃料集合体75の中空案内管77の中に入り込
んで、炉内核反応の停止を維持する。
【0011】以上の実施形態の原子炉閉鎖装置80にお
いて、中性子を吸収する部材としては、棒状の底備炉閉
鎖ロッド89を使用したが、図3に示す原子炉閉鎖装置
180のように、球状の金属製キャプセルに球状の中性
子吸収材を充填して形成した複数の炉閉鎖球189とし
て構成してもよい。これの作用効果は、基本的には前述
のものと同じである。尚、図2及び図3のいずれの実施
形態においても、原子炉容器51の底部内において、冷
却材は収納管支持構造物81の側方から流入するように
構成されているので、下部炉心板53の下方に原子炉閉
鎖差装置80,180を設けても、原子炉の全高は増や
す必要がない。
【0012】
【発明の効果】以上説明したように、移動型原子炉が転
覆したときに原子炉の反応を未臨界に維持するための原
子炉閉鎖装置を、緊急停止時にも使用する中性子吸収体
ロッドとは別体に構成したので、加速機構部の構造が単
純になり、理想的な加速特性が得られる。更に原子炉閉
鎖装置の中性子吸収部材は重力のみにより炉心に挿入さ
れ且つ維持されるので安全確実に原子炉の停止状態を維
持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の立断面図である。
【図2】前記実施形態の要部の構造の一例を示す部分立
断面図である。
【図3】前記実施形態の要部の構造の別の一例を示す部
分立断面図である。
【図4】従来のものの構造を示す全体立面図である。
【図5】従来のものの部分立断面図である。
【符号の説明】
50 舶用原子炉 51 原子炉容器 52 炉心槽 53 下部炉心板 55 炉心 75 燃料集合体 77 中空案内管 79 中性子吸収体ロッド 80 原子炉閉鎖装置 83 底備炉閉鎖ロッド収納管 89 底備炉閉鎖ロッド 180 原子炉閉鎖装置 189 炉閉鎖球
フロントページの続き (72)発明者 福原 彬文 茨城県那珂郡東海村白方字白根2番地の4 日本原子力研究所 東海研究所内 (72)発明者 今吉 祥 東京都千代田区丸の内二丁目5番1号 三 菱重工業株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原子炉容器と、同原子炉容器内に装荷さ
    れ炉心を形成する中空案内管を備えた複数の燃料集合体
    と、前記炉心の上方に配設され前記中空案内管に挿入可
    能な核反応停止用中性子吸収体ロッドと、前記炉心の下
    方に配設され原子炉反転時重力作用により前記中空案内
    管に挿入可能の中性子吸収部材を含む原子炉閉鎖装置と
    を有することを特徴とする移動型原子炉。
  2. 【請求項2】 前記原子炉閉鎖装置が前記燃料集合体の
    前記中空案内管の下部に整列して固定された収納管を有
    し、前記中性子吸収部材が前記収納管内に自由支持され
    原子炉反転時自由落下により前記中空案内管に挿入可能
    の原子炉閉鎖ロッドであり、同原子炉閉鎖ロッドは所定
    量の中性子吸収材を含有していることを特徴とする請求
    項1記載の移動型原子炉。
  3. 【請求項3】 前記原子炉閉鎖装置が前記燃料集合体の
    前記中空案内管の下部に整列して固定された収納管を有
    し、前記中性子吸収部材が同収納管内に自由支持され原
    子炉反転時自由落下により前記中空案内管に挿入可能の
    複数の球状中性子吸収体であり、同球状中性子吸収体は
    所定量の中性子吸収材を含有していることを特徴とする
    請求項1記載の移動型原子炉。
JP8066547A 1996-03-22 1996-03-22 移動型原子炉 Withdrawn JPH09257974A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013015375A (ja) * 2011-07-01 2013-01-24 Toshiba Corp 核燃料の反応度抑制方法およびその反応度抑制装置
KR101430314B1 (ko) * 2012-11-29 2014-08-13 한국원자력연구원 이동형 원자로 시스템
CN110580968A (zh) * 2019-10-21 2019-12-17 散裂中子源科学中心 一种中子导管
CN110767327A (zh) * 2019-10-31 2020-02-07 中海石油(中国)有限公司 浮动核电站倾覆状态下非能动停堆控制棒驱动装置及方法
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013015375A (ja) * 2011-07-01 2013-01-24 Toshiba Corp 核燃料の反応度抑制方法およびその反応度抑制装置
KR101430314B1 (ko) * 2012-11-29 2014-08-13 한국원자력연구원 이동형 원자로 시스템
CN110580968A (zh) * 2019-10-21 2019-12-17 散裂中子源科学中心 一种中子导管
CN110580968B (zh) * 2019-10-21 2024-03-22 散裂中子源科学中心 一种中子导管
CN110767327A (zh) * 2019-10-31 2020-02-07 中海石油(中国)有限公司 浮动核电站倾覆状态下非能动停堆控制棒驱动装置及方法
CN110767328A (zh) * 2019-10-31 2020-02-07 中海石油(中国)有限公司 浮动核电站倾覆状态下的停堆控制棒驱动装置及方法
CN110767327B (zh) * 2019-10-31 2021-04-27 中海石油(中国)有限公司 浮动核电站倾覆状态下非能动停堆控制棒驱动装置及方法
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