JPS63184095A - 原子炉停止装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は例えばガス冷却型原子炉の後備原子炉停止装置
に適用される原子炉停止装置に関する。

（従来の技術） 第３図および第４図を参照して従来のガス冷却型原子炉
を説明する。第３図はガス冷却型原子炉の概略構成を示
す縦断面図であり、図中符号１は原子炉容器を示す。こ
の原子炉容器１内には炉心２が設けられている。この炉
心２は減速材である黒鉛ブロックを積層した中に燃料棒
３を装荷して構成されている。また原子炉容器１の底部
にはヘリウムガス等の冷却材を流入させる入口管４が接
続され、この入口管４内には出口管５が挿通されている
。原子炉容器１内に流入した冷却材が炉心２を上方より
下方へ向って通過し、炉心２の核反応熱で加熱されたの
ち、出口管５から流出する。

一方、原子炉容器１の外部には熱交換器６が設けられて
おり、出口管５より流出した高温の冷却材がこの熱交換
器６において二次冷却材と熱交換されたのち、循環ポン
プ７により入口管４を介して再度原子炉容器１内へ戻さ
れる。

また、炉心２内には上方より制御棒案内管８が挿入され
ており、この制御棒案内管８内には制御棒９が昇降自在
に収容されている。そして制御棒９を炉心２に対して挿
入・引抜操作することにより、炉心２の出力制御がなさ
れている。なお、制御棒９の駆動は原子炉容器１の上端
に設けられた制御棒駆動機構１０によって行なわれてい
るが、この制御棒駆動Ｉａ′４Ｉｉ１０は制御棒９にワ
イヤロープ１１を接続し、このワイヤロープ１１をドラ
ム１２に巻回して、このドラム１２をモータ１３で駆動
し、ワイヤロープ１１を巻込み、また繰出すことにより
、制御棒９を昇降させる。

一方制御捧９の挿入が不可能となるような万一の緊急事
態を想定して、後備原子炉停止装置１４が設けられてい
る。なお燃料棒３、制御棒９、制御棒駆動機構１０およ
び後備原子炉停止装置１４は、いずれも複数ずつ設けら
れているが、図では簡略化して夫々１つずつ示しである
。

二＼において後備原子炉停止袋ｆｉ！１４は制御棒駆動
機構１０と共通の原因により重複して故障することのな
いように、その構成および作動原理とも制御棒駆動機構
１０とは異ならせている。

後備原子炉停止装置１４は、第４図にその詳細を拡大し
て示したように、案内管１５は炉心２内に上方より挿入
され、その上端は開口せられている。

この案内管１５の上方には中性子吸収素子貯蔵ホッパ（
以下ホッパという）１６が設置されている。ホッパ１６
内には例えば炭化はう素（Ｂ、Ｃ）等の中性子吸収物質
を１０ミリ径程度の球状、または径および高さ共１０ミ
リ程度の短円柱状のベレットとした中性子吸収素子１７
が多数貯蔵されている。

ホッパ１６の下端部は下方を小径とする円錐筒状をなし
、その下端開口を中性子吸収素子の落下口１８とし、こ
の落下口１８を案内管１５の上方に位置させている。ま
た落下口１８は柱状をなすプラグ１９を内側より嵌合さ
せることにより閉塞されている。

プラグ１９は連結棒２０を介してホッパ１６の上方に設
けられたプラグ駆動機構Ｕに連結されている。

プラグ駆動機構υ２は、駆動モータ２２の回転力を歯車
２３．２４を介してボールねじ２５に伝達し、このボー
ルねじ２５の回転をボールナツト２６の上下動に変換し
、このポールナツト２６の上下動を接続板２７を介して
連結棒２０に伝達する。なお同図中符号２８および２９
は夫々接続板２７の上限位置および下限位置を検出する
上限リミットスイッチ、下限リミットスイッチであり、
符号３０はボールねじ２５の下端および連結棒２０の上
部を支持する軸受である。

また、ホッパ１６内には収納筒３３が設けられており１
．！ラグ１９をこの収納筒３内に沿って上下動させる。

上記構成によると、図示しない原子炉安全保護系より緊
急作動信号が発生すると、駆動モータ２２が正回転し、
接続板２７が上限リミットスイッチ２８に当接するまで
上昇する。上限リミットスイッチ２８の作動により、駆
動モータ２２が停止する。その間にプラグ１９が上昇し
て落下口１８を開放し、中性子吸収素子１７が自重によ
り案内管１５を通して炉心２内に自然落下し、原子炉を
緊急停止させる。

（発明が解決しようとする問題点） 中性子吸収素子１７がホッパ１６内に安定した状態で貯
蔵されていると、プラグ１９を上昇させて中性子吸収素
子落下口１８を開放しても中性子吸収素子１７が落下し
にくく、落下開始するまでの時間が長かったりして原子
炉停止までに長時間を要する不具合があった。また万一
、中性子吸収素子１７が落下しなかった場合には原子炉
を停止できなくなる可能性も内在していた。そこで中性
子吸収素子の形状が球形と短円柱の場合で比較すると、
球形の方が安定性が悪く落下しやすい。ところが値段を
比較すると、球形の方が高くなり建設コストが高くなる
等の問題があった。

本発明は上記の点に基づいてなされたもので、その目的
とするところは、プラグを上昇させて落下口を開放した
際に中性子吸収素子が速やかに、かつ確実に炉心内に落
下し、原子炉を緊急停止させることが可能で、かつ建設
コストが安価な原子炉停止装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明においては、原子炉の炉心内に上方から挿入され
た案内管と、この案内管の上方に設置され内部に中性子
吸収素子を貯蔵するとともにその下端に中性子吸収素子
を案内管を介して炉心内に落下させる落下口を備えた貯
蔵ホッパと、落下口を閉塞するプラグと、このプラグを
上昇させ落下口を開放する駆動機構とを備えた原子炉停
止装置の貯蔵ホッパ内に、球状の中性子吸収素子と短円
柱状の中性子吸収素子とを併せ貯蔵させた。

（作　　用） 駆動機構を作動させ落下口を開放させたとき、貯蔵ホッ
パ内に貯蔵されている中性子吸収素子は案内管を経て炉
心内に落下する。このとき中性子吸収素子には、流動性
にすぐれた球状の中性子吸収素子が含まれているので、
容易に落下口を通過することができる。

（実　施　例） 以下本発明の一実施例を第１図および第２図を参照して
説明する。なお第４図と同一部分には同一符号を付して
示しその説明は省略する。第１図は本実施例による原子
炉停止装置の縦断面図であり、第２図は第１図の要部を
拡大して示す断面図である０図中付号１０１は中性子吸
収素子であり、ホッパ１６内に充填される。この中性子
吸収索子１０１はその充填層の最下層部に配置される球
状の中性子吸収素子１０１ａと、その上層部全てに配置
され個数比率として中性子吸収素子１０１の中で大部分
を占める短円柱形状の中性子吸収素子１０’ｌｂで構成
される１通常はホッパ１６の下部の落下口１８はプラグ
１９で閉塞されている。

以上の構成を基にその作用を説明する。まず原子炉運転
時には第１図および第２図に示すように、プラグ１９が
落下口１８に内側より嵌合し、落下口１８を閉塞してい
る。よって中性子吸収素子１７が落下することはない。

次に原子炉安定保護系より緊急作動信号が出力されると
、駆動モータ２２が正回転する。この＊ａモータ２２の
正回転により歯車２３．２４、ボールねじ２５、ポール
ナツト２６、接続板２７および連結棒２ｏを介してプラ
グ１９が上昇し、落下口１８が開放される。

しかして接続板２７が上限リミットスイッチ２８に接触
することにより駆動モータ２２が停止する。

この様にして落下口１８が開放されると、最下層部には
、球状の中性子吸収素子１０１ａが充填されているので
、抵抗が少なく流出しやすいので速やかに落下を開始す
る。ひとたび落下が始まると惰性で上部の短円柱形状の
中性子吸収素子１０１ｂも連続的に落下する。

以上本実施例によると、下層部のみに球状の中性子吸収
素子１０１ａを充填し、その上部には短円柱形状の中性
子吸収素子１０１ｂを充填しているので、原子炉を停止
させるのに必要な中性子吸収素子１０１の量は確保でき
るとともに、落下口１８が開放されると速やかに落下を
開始する。また高価な球状の中性子吸収素子は少量でよ
いので、コストが安価な原子炉停止装置を提供できる。

なお中性子吸収素子１０１は、ホッパ１６の最下層部に
球状の中性子吸収素子１０１８を充填したうえ、その上
層部に短円柱状の中性子吸収素子１０１ｂと球状の中性
子吸収素子１０１ａとを交互に幾層にも配置するように
してもよい。

さらに中性子吸収素子１０１は、球状の中性子吸収素子
１０１ａと、短円柱状の中性子吸収素子１０１ｂとを適
宜の比率で混合したうえ、ホッパ１６内に貯蔵させても
同等の効果を得ることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、全体の中性子吸収素子の量は変わるこ
となく比較的安価に構成されるにもががわらず、緊急時
には原子炉を確実に停止させることができる原子炉の停
止装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は第１
図の要部を拡大して示す断面図、第３図はガス冷却型原
子炉の概略を示す模式図、第４図は第３図の後備原子炉
停止装置を拡大して示す断面図である。 ２・・・炉心　　　　　　　１５・・・案内管１６・・
・ホッパ　　　　　　１７・・・中性子吸収素子１８・
・・落下口　　　　　　１９・・・プラグ２１・・・駆
動機構　　　　　１０１・・・中性子吸収素子１０１ａ
・・・球状の中性子吸収素子 １０１ｂ・・・短円柱状の中性子吸収素子代理人　弁理
士　則　近　憲　佑 同　　三俣弘文 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原子炉の炉心内に上方から挿入された案内管と、こ
   の案内管の上方に設置され内部に中性子吸収素子を貯蔵
   するとともにその下端に前記中性子吸収素子を前記案内
   管を介して前記炉心内に落下させる落下口を備えた貯蔵
   ホッパと、前記落下口を閉塞するプラグと、このプラグ
   を上昇させ前記落下口を開放する駆動機構とを備えた原
   子炉停止装置において、前記貯蔵ホッパ内に球状の前記
   中性子吸収素子と短円柱状の前記中性子吸収素子とを併
   せ貯蔵させてなることを特徴とする原子炉停止装置。 ２、前記貯蔵ホッパ内の下層部には前記球状の前記中性
   子吸収素子を、上層部には前記短円柱状の前記中性子吸
   収素子を配置して前記中性子吸収素子を二層に分離貯蔵
   させた特許請求の範囲第１項記載の原子炉停止装置。 ３、前記貯蔵ホッパ内の最下層部には前記球状の前記中
   性子吸収素子を、続いて上層部に向けて前記短円柱状の
   前記中性子吸収素子と前記球状の前記中性子吸収素子と
   を交互に配置して前記中性子吸収素子を多層に分離貯蔵
   させた特許請求の範囲第１項記載の原子炉停止装置。 ４、前記貯蔵ホッパ内に前記球状の前記中性子吸収素子
   と前記短円柱状の前記中性子吸収素子とを混合して配置
   して貯蔵させた特許請求の範囲第１項記載の原子炉停止
   装置。