JPS6247584A - 原子炉の緊急停止機構付燃料集合体 - Google Patents
原子炉の緊急停止機構付燃料集合体Info
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- JPS6247584A JPS6247584A JP60187238A JP18723885A JPS6247584A JP S6247584 A JPS6247584 A JP S6247584A JP 60187238 A JP60187238 A JP 60187238A JP 18723885 A JP18723885 A JP 18723885A JP S6247584 A JPS6247584 A JP S6247584A
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- 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
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- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、原子炉に装荷される原子炉用燃料集ムル！ｒ
にｈ 牌Ｉ／ｒ百ヱ、旧小、旧１１．轟欅宙怪４白か砧
に防止する機構を備えた原子炉の緊急停止機構付燃料集
合体に関するものである。
にｈ 牌Ｉ／ｒ百ヱ、旧小、旧１１．轟欅宙怪４白か砧
に防止する機構を備えた原子炉の緊急停止機構付燃料集
合体に関するものである。
第７図は、原子炉用燃料集合体の従来技術（特開昭５７
−１１４８８４号）を示すものである。
−１１４８８４号）を示すものである。
この原子炉用燃料集合体は、エントランスノズル２０の
内部に複数のオリフィス板２１，２３゜２５と中性子遮
蔽用ブロック２２，２４．２６とを交互に組合せて配設
したもので、冷却材が流入孔２７から流入してエントラ
ンスノズル２０を通過し更に炉心部燃料要素２８の周り
を通過して燃料集合体の上部から流出し、冷却材は流通
過程において燃料要素２８の熱を吸収するものである。
内部に複数のオリフィス板２１，２３゜２５と中性子遮
蔽用ブロック２２，２４．２６とを交互に組合せて配設
したもので、冷却材が流入孔２７から流入してエントラ
ンスノズル２０を通過し更に炉心部燃料要素２８の周り
を通過して燃料集合体の上部から流出し、冷却材は流通
過程において燃料要素２８の熱を吸収するものである。
このような原子炉用燃料集合体を装荷した原子炉におい
ては、原子炉事故発生により炉内温度が異常上昇すると
炉心崩壊事故を招く危険性を有している為に万全な安全
対策を講じる必要がおる。
ては、原子炉事故発生により炉内温度が異常上昇すると
炉心崩壊事故を招く危険性を有している為に万全な安全
対策を講じる必要がおる。
第８図は、液体冷却型高速増殖炉にこの種の安全対策を
講じた従来例を示すものである。
講じた従来例を示すものである。
同図において、３０は原子炉用炉心、３１は炉心を構成
する燃料集合体、３２は燃料集合体３１の核分裂連鎖反
応を抑制する制御棒であシ、炉心３０に発生する熱は制
御棒３２により調整される。
する燃料集合体、３２は燃料集合体３１の核分裂連鎖反
応を抑制する制御棒であシ、炉心３０に発生する熱は制
御棒３２により調整される。
また上記制御棒３２は炉心の上部機構３３内に設置した
制御棒駆動機構により上下動する。炉心３０は炉容器３
４に収容され、原子炉全体は安全容器３５に収容されて
いる。ま次炉の内部には液体金属冷却材（１次冷却材）
が循環し、この液体金属冷却材は燃料集合体３１の下部
から内部に流入し燃料集合体３１の炉心部に至シ、炉心
部で生じた熱を炉外に運び出し、主中間熱交換器内で２
次冷却材との熱交換を行うようにしである。
制御棒駆動機構により上下動する。炉心３０は炉容器３
４に収容され、原子炉全体は安全容器３５に収容されて
いる。ま次炉の内部には液体金属冷却材（１次冷却材）
が循環し、この液体金属冷却材は燃料集合体３１の下部
から内部に流入し燃料集合体３１の炉心部に至シ、炉心
部で生じた熱を炉外に運び出し、主中間熱交換器内で２
次冷却材との熱交換を行うようにしである。
そして、この従来例においては、原子炉に事故が発生し
炉内の温度が異常に上昇すると、炉内の温度上昇を温度
センサによって電気的に検出し、この電気信号に基づい
て制御棒駆動機構を作動せしめ、炉心３０に制御棒３２
を挿入して炉の出力停止を図っていた。
炉内の温度が異常に上昇すると、炉内の温度上昇を温度
センサによって電気的に検出し、この電気信号に基づい
て制御棒駆動機構を作動せしめ、炉心３０に制御棒３２
を挿入して炉の出力停止を図っていた。
このような従来の炉停止系安全手段は、信頼性が非常に
高いものであるが、次の（１）〜（３）の故障の可能性
も低い確率ではあるが残されておシ、炉の緊急停止機能
を更【万全にすることが望まれていた。
高いものであるが、次の（１）〜（３）の故障の可能性
も低い確率ではあるが残されておシ、炉の緊急停止機能
を更【万全にすることが望まれていた。
（１）温度計測器、電気リレー、遮断器に至るまでの電
気制御系設備の故障の可能性。
気制御系設備の故障の可能性。
（２）制御棒駆動機構等の機械設備の故障の可能性。
（３）制御棒の炉心への挿入が地震、炉心の変形により
円滑に行なわれない可能性。
円滑に行なわれない可能性。
これらの故障の可能性をなくす為には、次のような概念
に基づく制御機構が必要となる。
に基づく制御機構が必要となる。
第１に計測器、電気リレー等を一切使わず物理現象の変
化を直接とらえて作動する機構とする。
化を直接とらえて作動する機構とする。
または、物理現象の変化を感知するセンサは設けるが、
電気信号等の信号変換をするこさなく、直接炉停止を行
ない得る構造とする。
電気信号等の信号変換をするこさなく、直接炉停止を行
ない得る構造とする。
このような構造を有する従来例としては、第９図に示す
手段（特開昭５２−８７５９８号）がある。
手段（特開昭５２−８７５９８号）がある。
この技術的手段は、事故発生によシ炉内の温度が異常上
昇すると、核分裂性物質又は炉心部限度温−−−鵬上１
ｊフ−１，、Ｉ 、、！ Ｊ 八」、畑確誹詰 ＾屏−
Ｉ吸収体４１がスプリング４２によりラッパ管４３内部
を下降し、中性子吸収体４１のスクラム動作によって炉
心燃料要素４４の核分裂反応全停止させて炉の停止を図
るように設定されている。
昇すると、核分裂性物質又は炉心部限度温−−−鵬上１
ｊフ−１，、Ｉ 、、！ Ｊ 八」、畑確誹詰 ＾屏−
Ｉ吸収体４１がスプリング４２によりラッパ管４３内部
を下降し、中性子吸収体４１のスクラム動作によって炉
心燃料要素４４の核分裂反応全停止させて炉の停止を図
るように設定されている。
この構造では、中性子吸収体４１が自発的にスクラム動
作を行うために電気系設備の共通原因故障の可能性はな
いが、事故発生時の炉心の異常温度上昇を中性子吸収体
４１の作動制御部（ストッパ等）まで伝達するまで時間
が掛かシ、即応容性の点に実用上の問題があった。
作を行うために電気系設備の共通原因故障の可能性はな
いが、事故発生時の炉心の異常温度上昇を中性子吸収体
４１の作動制御部（ストッパ等）まで伝達するまで時間
が掛かシ、即応容性の点に実用上の問題があった。
同様に自発的にスクラム動作を起こす安全手段として特
開昭５６−７０４９３号がある。第１０図はこの技術的
手段を示すもので、炉心の制御棒５０上部にキューリ点
を有する磁性材料５１を設け、常時においては同図（ａ
）に示す如く制御棒５０は磁石５２の磁力によシ定位置
に保持されて層る。炉心の温度が上昇すると磁性材５１
の温度がキューリ点近くまで達し、第１０図中）のよう
に磁力による制御棒５０の支持力が低下し、制御棒５０
が炉心５３内部に自重で落下１〜、炉心の出力停止トを
図るものである。
開昭５６−７０４９３号がある。第１０図はこの技術的
手段を示すもので、炉心の制御棒５０上部にキューリ点
を有する磁性材料５１を設け、常時においては同図（ａ
）に示す如く制御棒５０は磁石５２の磁力によシ定位置
に保持されて層る。炉心の温度が上昇すると磁性材５１
の温度がキューリ点近くまで達し、第１０図中）のよう
に磁力による制御棒５０の支持力が低下し、制御棒５０
が炉心５３内部に自重で落下１〜、炉心の出力停止トを
図るものである。
この技術も電気制御系の共通原因の排除には優れている
が、前例と同じく炉停止機能の応答動作に問題を有して
いた。
が、前例と同じく炉停止機能の応答動作に問題を有して
いた。
第２の安全対策としては、制御棒駆動機構の機械設備の
徹底的な多様性を追求することが考えられるが、設備が
複雑となシ実用上の問題を有している。
徹底的な多様性を追求することが考えられるが、設備が
複雑となシ実用上の問題を有している。
第３の対策としては、地震等による炉心の相対変・位の
発生を考慮して、相対変位を起こした炉心の中でも、中
性子吸収体を挿入できるよう中性子吸収体を柔構造にす
ることが必要である。
発生を考慮して、相対変位を起こした炉心の中でも、中
性子吸収体を挿入できるよう中性子吸収体を柔構造にす
ることが必要である。
この構造の従来例〔特開昭５０−１２９８号〕を第１１
図に示す。この構造は制御棒と燃料集合体の間に可動的
結合装Ｒを具備するもので、この可動的結合装置は円筒
軸６０の端面６１ｆｔ凹面状に、円筒軸６２の端面６３
を凸面状に形成した制動棒と燃料集合体の両者を可動結
合したものである。しかしながら、このような構造では
制御棒を上部から押し込むことができず、また案内管中
で制御棒が蛇行し固着して動かなくなる可能性を有して
いた。
図に示す。この構造は制御棒と燃料集合体の間に可動的
結合装Ｒを具備するもので、この可動的結合装置は円筒
軸６０の端面６１ｆｔ凹面状に、円筒軸６２の端面６３
を凸面状に形成した制動棒と燃料集合体の両者を可動結
合したものである。しかしながら、このような構造では
制御棒を上部から押し込むことができず、また案内管中
で制御棒が蛇行し固着して動かなくなる可能性を有して
いた。
本発明は、上記した従来技術の問題点を解決すべく種々
検討を重ねた結果なされたものであシ、その目的とする
ところは、原子炉事故発生により炉内の温度が上昇し穴
場台に、その異常事態に直ちに対応して自発的に原子炉
を緊急停止し、しかも原子炉停止機能を迅速、確実に発
揮することができる極めて信頼性の高い原子炉の緊急停
止機構付・燃料集合体を提供することにある。
検討を重ねた結果なされたものであシ、その目的とする
ところは、原子炉事故発生により炉内の温度が上昇し穴
場台に、その異常事態に直ちに対応して自発的に原子炉
を緊急停止し、しかも原子炉停止機能を迅速、確実に発
揮することができる極めて信頼性の高い原子炉の緊急停
止機構付・燃料集合体を提供することにある。
本発明は上記技術的課題を解決する為に、中性子吸収剤
を含有した低融点部材によシ中性子遮蔽体を形成し、こ
の中性子遮蔽体を燃料集合体の炉心部燃料要素の上下い
ずれか若しくは双方の近傍位置に設置し念ものである。
を含有した低融点部材によシ中性子遮蔽体を形成し、こ
の中性子遮蔽体を燃料集合体の炉心部燃料要素の上下い
ずれか若しくは双方の近傍位置に設置し念ものである。
上記技術的手段によれば、原子炉の事故が生じて燃料集
合体の炉心部が異常温度となった場合に、低融点部材が
直ちに反応して溶出し、中性子遮蔽体位置から炉心部に
流入すると共に、中性子吸収剤もこの流れと共に炉心部
に入る。従って、炉心部の核分裂連鎖反応を直ちに抑制
停止することが可能となり、原子炉の出力は即座に停止
するので、原子炉の事故による炉の崩壊事故を確実に防
止する。
合体の炉心部が異常温度となった場合に、低融点部材が
直ちに反応して溶出し、中性子遮蔽体位置から炉心部に
流入すると共に、中性子吸収剤もこの流れと共に炉心部
に入る。従って、炉心部の核分裂連鎖反応を直ちに抑制
停止することが可能となり、原子炉の出力は即座に停止
するので、原子炉の事故による炉の崩壊事故を確実に防
止する。
（徒ジＯ′足粍倖ＩＪ
第１図（ａ）、 （ｂ）、 （Ｃ）は本発明の第１実施
例を示すものである。
例を示すものである。
同図において、１は燃料集合体のラッパ管、２は炉心燃
料要素６を収容した炉心部、３はエントランスノズル、
４は冷却材の流入孔、５はエントランスノズル３の内部
に設けた下部中性子遮蔽体、７は炉心燃料要素（炉心部
）２の上方近傍位置に設けた上部中性子遮蔽体である。
料要素６を収容した炉心部、３はエントランスノズル、
４は冷却材の流入孔、５はエントランスノズル３の内部
に設けた下部中性子遮蔽体、７は炉心燃料要素（炉心部
）２の上方近傍位置に設けた上部中性子遮蔽体である。
上部中性子遮蔽体７は、第１図（ｂ）に示すようにステ
ンレス等で形成しｆＣ殻（外被部材）８の中に、Ｂ４Ｃ
等の中性子吸収剤を混入した低融点金属９（アモルファ
ス金属、銀ろう等の低融点部材）を収容して成るもので
、また上部中性子遮蔽体７の下端面には、この中性子遮
蔽体７内部と連通する先閉状の管１０が延設されておシ
、この管１０を炉心部２に貫くようにして設けている。
ンレス等で形成しｆＣ殻（外被部材）８の中に、Ｂ４Ｃ
等の中性子吸収剤を混入した低融点金属９（アモルファ
ス金属、銀ろう等の低融点部材）を収容して成るもので
、また上部中性子遮蔽体７の下端面には、この中性子遮
蔽体７内部と連通する先閉状の管１０が延設されておシ
、この管１０を炉心部２に貫くようにして設けている。
上記構成によれば、冷却材（例えばナトリウム）は流入
孔４から入シ、エントランスノズル３を通過し、下部中
性子遮蔽体５の周シを通って燃料要素６を多数結束した
炉心部２に入る。炉心部２で熱を吸収した冷却材は上部
中性子遮蔽体７の周υを流れ、炉心上部の流出口１１か
ら流出する。
孔４から入シ、エントランスノズル３を通過し、下部中
性子遮蔽体５の周シを通って燃料要素６を多数結束した
炉心部２に入る。炉心部２で熱を吸収した冷却材は上部
中性子遮蔽体７の周υを流れ、炉心上部の流出口１１か
ら流出する。
上記構成においては、原子炉に事故が発生すると、次の
ような炉停止動作を行なうものである。
ような炉停止動作を行なうものである。
（１）冷却材の流量が少なくなシ、炉心が空焚状態にな
つ友場合には、上部中性子遮蔽体７の温度が上昇し低融
点金属９が溶出する。溶融し几低融点金属９は、含有す
る中性子吸収剤と共に上部中性子遮蔽体７から炉心部２
に位置する管１０内に流下し、第１図（ｂ）に示すよう
に下降して管ｌＯを充填する。この結果、炉心部２の出
力は制御を受は緊急停止する。
つ友場合には、上部中性子遮蔽体７の温度が上昇し低融
点金属９が溶出する。溶融し几低融点金属９は、含有す
る中性子吸収剤と共に上部中性子遮蔽体７から炉心部２
に位置する管１０内に流下し、第１図（ｂ）に示すよう
に下降して管ｌＯを充填する。この結果、炉心部２の出
力は制御を受は緊急停止する。
（２）また、冷却材の流入量に大きな変化がなくはほ正
常であるが、炉心の出力が異常に大きくなった場合には
、冷却材の温度が上昇するので、上部中性子遮蔽体７の
温度も直ちに上昇し、上記（１）と同様の動作によシ炉
心部２の出力を停止させる。
常であるが、炉心の出力が異常に大きくなった場合には
、冷却材の温度が上昇するので、上部中性子遮蔽体７の
温度も直ちに上昇し、上記（１）と同様の動作によシ炉
心部２の出力を停止させる。
上記構成によれば次のような利点を有する。
第１に、炉心又は冷却材に異常高温をもたらすあらゆる
現象に対して、冷却材の流れの有無に拘らず、炉心に中
性子吸収剤を注入することが可能となり炉を停止するこ
とができる。
現象に対して、冷却材の流れの有無に拘らず、炉心に中
性子吸収剤を注入することが可能となり炉を停止するこ
とができる。
第２に制御棒の本数を増加させないで、燃料集合体の内
部に設けた中性子遮蔽体からの中性子吸収剤材の流入で
自発的に原子炉を停止させることができる。
部に設けた中性子遮蔽体からの中性子吸収剤材の流入で
自発的に原子炉を停止させることができる。
第３に炉心燃料要素以外への中性子吸収剤の流出がない
ので、燃料集合体を取り換えるだけで原子炉プラントの
再使用が可能となる。
ので、燃料集合体を取り換えるだけで原子炉プラントの
再使用が可能となる。
第４に計器類、電気リレー、遮断器等を使わずに物理現
象の変化を直接とらえて作動するので、電気系の共通原
因故障及び機械系設備の共通原因故障の生ずる余地がな
く、確実な炉停止動作を期待できる。
象の変化を直接とらえて作動するので、電気系の共通原
因故障及び機械系設備の共通原因故障の生ずる余地がな
く、確実な炉停止動作を期待できる。
第５に通常運転時において（１、中性子遮蔽体としての
機能を発揮し、且つ中性子遮蔽体の効果も内部に含ませ
た中性子吸収剤によって優れたものとなるので、燃料集
合体の全長を短くすることができる。
機能を発揮し、且つ中性子遮蔽体の効果も内部に含ませ
た中性子吸収剤によって優れたものとなるので、燃料集
合体の全長を短くすることができる。
第２図（ａ） 、 （ｂ） 、 （Ｃ）は本発明の第２
実施例を示すものである。
実施例を示すものである。
同図において、前記第１実施例と同一符号は同一部分を
示すもので（なお、その他の実施例も同様で゛ある。）
、本例では、上部中性子遮蔽体７の下端部に管１０を複
数設けて、この管１０を炉心部２に複数配設したもので
ある。
示すもので（なお、その他の実施例も同様で゛ある。）
、本例では、上部中性子遮蔽体７の下端部に管１０を複
数設けて、この管１０を炉心部２に複数配設したもので
ある。
この構造によれば、中性子吸収剤を含む低融点金属９が
複数の管１０を介して炉心部２に下降するので、効率良
く迅速に炉の出力を停止させることができる。
複数の管１０を介して炉心部２に下降するので、効率良
く迅速に炉の出力を停止させることができる。
第３図（ａ）、（ｂ）は本発明の第３実施例を示すもの
である。
である。
本例における上部中性子遮蔽体７は、多数の穴１３を有
するステンレス材等で外殻８を形成し、この外殻８内部
に８４Ｃ等の中性子吸収剤を混入した低融点金属９を収
容すると共に、低融点金属９と外殻８の間には中性子吸
収剤を混入していない低融点金属（被覆部材）１２を介
在して成るものである。
するステンレス材等で外殻８を形成し、この外殻８内部
に８４Ｃ等の中性子吸収剤を混入した低融点金属９を収
容すると共に、低融点金属９と外殻８の間には中性子吸
収剤を混入していない低融点金属（被覆部材）１２を介
在して成るものである。
この上部中性子遮蔽体７によれば、原子炉の正常運転時
においては、中性子吸収剤を混入していない低融点金属
１２が、低融点金属９に含まれた中性子吸収剤の溶出を
防いでいる。また、冷却材の流量が少なくなシ、炉心が
窒焚状態になると、上部中性子遮蔽体７の温度が上昇し
低融点金属９゜１２が溶出し、低融点金属９の中性子吸
収剤が上部中性子遮蔽体７から炉心部２に流れ出し炉心
の出力を停止させる。この場合、中性子吸収剤Ｂ４Ｃの
融点は２４００Ｃ±５０Ｃであり、低融点金属が溶融し
てもＢ４Ｃは溶融しない。従ってＢ４Ｃは、固体のま＼
の状態を維持して燃料要素６のバンドル部に組込まれた
ラッピングワイヤ、グリッド板（図示せず）等に流れを
阻害され炉心部２に停まることによシ、炉心部２の出力
を円滑に停止させることができる。
においては、中性子吸収剤を混入していない低融点金属
１２が、低融点金属９に含まれた中性子吸収剤の溶出を
防いでいる。また、冷却材の流量が少なくなシ、炉心が
窒焚状態になると、上部中性子遮蔽体７の温度が上昇し
低融点金属９゜１２が溶出し、低融点金属９の中性子吸
収剤が上部中性子遮蔽体７から炉心部２に流れ出し炉心
の出力を停止させる。この場合、中性子吸収剤Ｂ４Ｃの
融点は２４００Ｃ±５０Ｃであり、低融点金属が溶融し
てもＢ４Ｃは溶融しない。従ってＢ４Ｃは、固体のま＼
の状態を維持して燃料要素６のバンドル部に組込まれた
ラッピングワイヤ、グリッド板（図示せず）等に流れを
阻害され炉心部２に停まることによシ、炉心部２の出力
を円滑に停止させることができる。
更に本例においては、燃料集合体の中性子遮蔽体５，７
の上下位置に網目グリッド１４．１５を設置して、原子
炉事故後に中性子吸収剤Ｂ４Ｃが１次冷却材に大証に流
出することを防止し、Ｂ４Ｃの回収困難からプラントの
再起動が不能になる事態を防止している。
の上下位置に網目グリッド１４．１５を設置して、原子
炉事故後に中性子吸収剤Ｂ４Ｃが１次冷却材に大証に流
出することを防止し、Ｂ４Ｃの回収困難からプラントの
再起動が不能になる事態を防止している。
第４図（ａ）、（ｂ）は本発明の第４実施例を示すもの
である。
である。
本例は、第３実施例同様に上部中性子遮蔽体７の内部に
、中性子吸収剤を含有した低融点金属９を収容するもの
で、更に上部中性子遮蔽体７の内部に貫通路１６を設け
た点に特徴を有するものである。
、中性子吸収剤を含有した低融点金属９を収容するもの
で、更に上部中性子遮蔽体７の内部に貫通路１６を設け
た点に特徴を有するものである。
このような構造によれば、冷却材が上部中性子遮蔽体７
の外側だけではなく、この遮蔽体７の内部にも貫通孔１
６を介して通過するので、低融点金属９が炉心部２及び
冷却材の温度変化に更に敏感に応答することになる。従
って、この構造によリ、事故時に作動する低融点金属の
流出が一層円滑に行ない得るので、中性子吸収剤の機能
促進及び反応時間の短縮化を図ることができる。
の外側だけではなく、この遮蔽体７の内部にも貫通孔１
６を介して通過するので、低融点金属９が炉心部２及び
冷却材の温度変化に更に敏感に応答することになる。従
って、この構造によリ、事故時に作動する低融点金属の
流出が一層円滑に行ない得るので、中性子吸収剤の機能
促進及び反応時間の短縮化を図ることができる。
第５図は本発明の第５実施例を示すものである。
本例は、燃料集合体の下部中性子遮蔽体５の内部に、中
性子吸収剤を混入した低融点金属９′を収容したもので
ある。
性子吸収剤を混入した低融点金属９′を収容したもので
ある。
この構造によれば、冷却材の流量があるにもかかわらず
炉心部２の出力が異常に上昇した場合に、下部中性子遮
蔽体５の低融点金属９′が溶融し、この低融点金属９′
と共に中性子吸収剤が冷却材の流れに乗り炉心部２に流
入するので炉の出力停止が可能となる。
炉心部２の出力が異常に上昇した場合に、下部中性子遮
蔽体５の低融点金属９′が溶融し、この低融点金属９′
と共に中性子吸収剤が冷却材の流れに乗り炉心部２に流
入するので炉の出力停止が可能となる。
第６図（ａ）、 （ｂ）、 （Ｃ）は本発明の第６実施
例を示すものである。
例を示すものである。
本例は、上部中性子遮蔽体７及び下部中性子遮蔽体５の
双方に、中性子吸収剤を混入した低溶融点金属９或いは
９′を収容したものである。゛また、上下の遮蔽体７，
５の外殻８，８′は、共に流通孔１３．１３’を有する
ステンレス材で形成し、外殻８，８′と中間子吸収剤を
混入した低ミ点金属９，９′との間には、中間子吸収剤
を混入しない低融点金属（被覆部材）１２．１２’が介
在させである。
双方に、中性子吸収剤を混入した低溶融点金属９或いは
９′を収容したものである。゛また、上下の遮蔽体７，
５の外殻８，８′は、共に流通孔１３．１３’を有する
ステンレス材で形成し、外殻８，８′と中間子吸収剤を
混入した低ミ点金属９，９′との間には、中間子吸収剤
を混入しない低融点金属（被覆部材）１２．１２’が介
在させである。
本例によれば、原子炉の事故時に次のような炉の出力停
止作動を起こす。
止作動を起こす。
第１に、冷却材の流量が少なくなり炉心部２が空焚状態
になった場合は、上部中性子遮蔽体７の温度が上昇し、
低融点金属’］ｄ中性子吸収剤と共に上部中性子遮蔽体
７から流れ出し炉心部２に至り炉の出力を停止する。こ
の場合、中性子吸収剤Ｂ４Ｃの融点は、低融点金属より
充分に高く第３実施例で既述し友ように不溶融状態を維
持するので、８４Ｃは燃料要素６のバンドル部に組込ま
れたラッピングワイヤ等に流れを阻害され炉心部２に停
まる。
になった場合は、上部中性子遮蔽体７の温度が上昇し、
低融点金属’］ｄ中性子吸収剤と共に上部中性子遮蔽体
７から流れ出し炉心部２に至り炉の出力を停止する。こ
の場合、中性子吸収剤Ｂ４Ｃの融点は、低融点金属より
充分に高く第３実施例で既述し友ように不溶融状態を維
持するので、８４Ｃは燃料要素６のバンドル部に組込ま
れたラッピングワイヤ等に流れを阻害され炉心部２に停
まる。
第２に冷却材の盆ははソ正常であるが、炉心の出力が異
常に大きくなつ友場合には、炉心部２の温度上昇により
下部中性子遮蔽体５の低融点金属９′が溶融する。溶融
した低融点金属９’ｔｒｉ、中に含む中性子吸収剤と共
に冷却材の流れに乗って炉心部２に至る。
常に大きくなつ友場合には、炉心部２の温度上昇により
下部中性子遮蔽体５の低融点金属９′が溶融する。溶融
した低融点金属９’ｔｒｉ、中に含む中性子吸収剤と共
に冷却材の流れに乗って炉心部２に至る。
一層た本例においては、既述の第３実施例同様に燃料集
合体の中性子遮蔽体５，７の上下位置に網目グリッド１
４．１５を設置して、事故後に中性子吸収剤が１次冷却
材の流れで燃料集合体外部に大量流出することを防止し
、中性子吸収剤の回収困難から生ずるプラントの再起動
不能を防止している。
合体の中性子遮蔽体５，７の上下位置に網目グリッド１
４．１５を設置して、事故後に中性子吸収剤が１次冷却
材の流れで燃料集合体外部に大量流出することを防止し
、中性子吸収剤の回収困難から生ずるプラントの再起動
不能を防止している。
以上の各実施例によれば、次の効果が得られる。
（１）炉心の上下方向の中性子遮蔽、中性子吸収効果が
大きいので炉心の全長を短くすることができる。
大きいので炉心の全長を短くすることができる。
（２）制御棒の本数を増加させないで、しかも燃料集合
体の基本構造にも大きな影響を与えないで原子炉の出力
を緊急停止させることができる。
体の基本構造にも大きな影響を与えないで原子炉の出力
を緊急停止させることができる。
（３）燃料集合体だけを取換えることにより、プラント
の再使用が可能である。
の再使用が可能である。
（４）計器類、電気リレー、遮断器等を使わず、物理現
象の変化を直接とらえて作動するので、電気設備系共通
原因故障及び機械設備系の共通原因故障をなくすことが
できる。
象の変化を直接とらえて作動するので、電気設備系共通
原因故障及び機械設備系の共通原因故障をなくすことが
できる。
（５）中性子吸収剤が燃料集合体の中に直接設置されて
おり、作動する時は液体金属の中に混入されているので
、地震等による炉心の変形にも影響を与えない。
おり、作動する時は液体金属の中に混入されているので
、地震等による炉心の変形にも影響を与えない。
（６）炉停止制御系を燃料集合体に内蔵しているので、
故障時の炉心、冷却材の温度変化に敏感に反応して炉停
止動作奮起こすことができる。
故障時の炉心、冷却材の温度変化に敏感に反応して炉停
止動作奮起こすことができる。
以上のように本発明によれば、燃料集合体の内部に、炉
内温度、炉の異常出力等の物理現象の変化を直接とらえ
て作動する緊急炉停止機構を設けたものであるから、原
子炉事故の異常事態に直ちに反応して確実に炉の緊急停
止を行ない得る信頼性の高い原子炉の緊急停止機構付燃
料集合体を提供することができる。
内温度、炉の異常出力等の物理現象の変化を直接とらえ
て作動する緊急炉停止機構を設けたものであるから、原
子炉事故の異常事態に直ちに反応して確実に炉の緊急停
止を行ない得る信頼性の高い原子炉の緊急停止機構付燃
料集合体を提供することができる。
第１図（ａ）は本発明の第１実施例を示す縦断面図、第
１図（ｂ）はその要部断面図、第１図（ｃ）は第１図（
ａ）のＡ−Ａ断面図、第２図（ａ）は本発明の第２実施
例を示す縦断面図、第２図（ｂ）はその要部断面図、第
２図（Ｃ）は第２図（ａ）のＢ−Ｂ断面図、第３図（ａ
）は本発明の第３実施例を示す縦断面図、第３図（ｂ）
はその要部断面図、第４図（ａ）は本発明の第４実施例
を示す縦断面図、第４図中）はその要部断面図、第５図
は本発明の第５実施例を示す縦断面図、第６図（ａ）は
本発明の第６実施例を示す縦断面図、第６図の）、（Ｃ
）はその要部断面図、第７図は燃料集合体の従来例を示
す縦断面図、第８図は従来の原子炉緊急停止機構の動作
説明図、第９図は燃料集合体の従来例を示す縦断面図、
第１０図（ａ）、（ｂ）は原子炉緊急停止機構の従来例
を示す動作説明図、第１１図は原子炉緊急停止機構の従
来例を示す要部断面図である。 １・・・ラッパ管、２・・・炉心部、５・・・下部中性
子遮蔽体、６・・・燃料要素、７・・・上部中性子遮蔽
体、８゜８′・・・外被部材（外殻）、９，９′・・・
低融点部材、１０・・・管、１２．１２’・・・低融点
被覆部材、１３゜１３′・・・流通孔、１４．１５・・
・網目グリッド。
１図（ｂ）はその要部断面図、第１図（ｃ）は第１図（
ａ）のＡ−Ａ断面図、第２図（ａ）は本発明の第２実施
例を示す縦断面図、第２図（ｂ）はその要部断面図、第
２図（Ｃ）は第２図（ａ）のＢ−Ｂ断面図、第３図（ａ
）は本発明の第３実施例を示す縦断面図、第３図（ｂ）
はその要部断面図、第４図（ａ）は本発明の第４実施例
を示す縦断面図、第４図中）はその要部断面図、第５図
は本発明の第５実施例を示す縦断面図、第６図（ａ）は
本発明の第６実施例を示す縦断面図、第６図の）、（Ｃ
）はその要部断面図、第７図は燃料集合体の従来例を示
す縦断面図、第８図は従来の原子炉緊急停止機構の動作
説明図、第９図は燃料集合体の従来例を示す縦断面図、
第１０図（ａ）、（ｂ）は原子炉緊急停止機構の従来例
を示す動作説明図、第１１図は原子炉緊急停止機構の従
来例を示す要部断面図である。 １・・・ラッパ管、２・・・炉心部、５・・・下部中性
子遮蔽体、６・・・燃料要素、７・・・上部中性子遮蔽
体、８゜８′・・・外被部材（外殻）、９，９′・・・
低融点部材、１０・・・管、１２．１２’・・・低融点
被覆部材、１３゜１３′・・・流通孔、１４．１５・・
・網目グリッド。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、中性子吸収剤を含有した低融点部材により中性子遮
蔽体を形成し、この中性子遮蔽体を炉心部燃料要素の上
下いずれか若しくは双方の近傍位置に設置したことを特
徴とする原子炉の緊急停止機構付燃料集合体。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記中性子遮蔽体
は、耐熱性を有する外被部材に、中性子吸収剤を含有し
た前記低融点部材を内包して形成すると共に、この外被
部材の下部側には、外被部材と連通する先閉状の管を単
数若しくは複数本延設して、この管を炉心部燃料要素位
置に貫通状態に配設して成る原子炉の緊急停止機構付燃
料集合体。 ３、特許請求の範囲第１項において、前記中性子遮蔽体
は、耐熱性を有する多孔質外被部材に、中性子吸収剤を
含有した前記低融点部材を内包して成る原子炉の緊急停
止機構付燃料集合体。 ４、特許請求の範囲第１項において、前記中性子遮蔽体
は、耐熱性を有する多孔質外被部材に、中性子吸収剤を
含有した前記低融点部材を内包して形成すると共に、こ
の低融点部材と前記多孔質外被部材の間には、中性子吸
収剤を含有しない低融点被覆部材を介在して成る原子炉
の緊急停止機構付燃料集合体。 ５、特許請求の範囲第１項、第３項、第４項のいずれか
１項において、前記中性子遮蔽体は炉心燃料要素の上下
位置に配設した上部中性子遮蔽体と下部中性子遮蔽体か
ら成り、更にこの上下の中性子遮蔽体の少なくとも一方
側に中性子吸収剤を含有した前記低融点部材を内包し、
前記上部中性子遮蔽体の上方位置と、下部中性子遮蔽体
の下方位置に網目グリッドを設けて成る原子炉の緊急停
止機構付燃料集合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60187238A JPS6247584A (ja) | 1985-08-28 | 1985-08-28 | 原子炉の緊急停止機構付燃料集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60187238A JPS6247584A (ja) | 1985-08-28 | 1985-08-28 | 原子炉の緊急停止機構付燃料集合体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6247584A true JPS6247584A (ja) | 1987-03-02 |
Family
ID=16202470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60187238A Pending JPS6247584A (ja) | 1985-08-28 | 1985-08-28 | 原子炉の緊急停止機構付燃料集合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6247584A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008280101A (ja) * | 2007-05-08 | 2008-11-20 | Mitsubishi Electric Building Techno Service Co Ltd | エレベータ釣合い錘・調速機ロープ張り車のクリアランス管理測定装置及びその方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56115987A (en) * | 1980-02-19 | 1981-09-11 | Tokyo Shibaura Electric Co | Nuclear reactor shuttdown device |
-
1985
- 1985-08-28 JP JP60187238A patent/JPS6247584A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56115987A (en) * | 1980-02-19 | 1981-09-11 | Tokyo Shibaura Electric Co | Nuclear reactor shuttdown device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008280101A (ja) * | 2007-05-08 | 2008-11-20 | Mitsubishi Electric Building Techno Service Co Ltd | エレベータ釣合い錘・調速機ロープ張り車のクリアランス管理測定装置及びその方法 |
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