JPH06105313B2 - 高速増殖炉用炉心内核計装 - Google Patents

高速増殖炉用炉心内核計装

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JPH06105313B2
JPH06105313B2 JP62238474A JP23847487A JPH06105313B2 JP H06105313 B2 JPH06105313 B2 JP H06105313B2 JP 62238474 A JP62238474 A JP 62238474A JP 23847487 A JP23847487 A JP 23847487A JP H06105313 B2 JPH06105313 B2 JP H06105313B2
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    • G21C17/10Structural combination of fuel element, control rod, reactor core, or moderator structure with sensitive instruments, e.g. for measuring radioactivity, strain
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    • G21C17/10Structural combination of fuel element, control rod, reactor core, or moderator structure with sensitive instruments, e.g. for measuring radioactivity, strain
    • G21C17/12Sensitive element forming part of control element
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
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    • G21C9/02Means for effecting very rapid reduction of the reactivity factor under fault conditions, e.g. reactor fuse; Control elements having arrangements activated in an emergency
    • G21C9/027Means for effecting very rapid reduction of the reactivity factor under fault conditions, e.g. reactor fuse; Control elements having arrangements activated in an emergency by fast movement of a solid, e.g. pebbles
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高速増殖炉の核計装に係り、特に炉心燃料の
燃焼度制御、或いは炉心の異常検知等のために、直接炉
心内の中性子束測定を行うのに適した高速増殖炉用炉心
内核計装に関するものである。
〔従来の技術〕
一般に、軽水型原子炉の炉心燃料の燃焼度制御を行う場
合には、炉心内の中性子束分布を測定し、それに基づき
制御棒の作動を行っている。これは、炉心内に何らかの
異常があった場合にはまず中性子束にその影響が現れ、
ついで燃料の発熱、そこからの熱伝達による冷却材の温
度上昇となり炉心出口での温度変化として現れるため、
これらの状況を把握するためには2次量としての温度変
化を計測するよりも1次量である中性子束を計測する力
が応答が速いからである。
一方、高速増殖炉の場合には、中性子束分布が軽水炉に
比べ比較的単純であるため、炉心内の中性子束変化を炉
心外側で測定できるものと考えられており、第6図に示
すように原子炉容器室壁23の内側、炉心24の外側に中性
子束測定器2を設置して測定している。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、第6図に示すように炉心24の外側に中性
子束測定器2を設置する従来の高速増殖炉用核計装で
は、実験炉、原型炉級の中小型炉心については的確な測
定が行えても炉心を大型化した実証炉級になると必ずし
も的確な測定が行えるとは言えなくなり、また実証炉級
で非均質炉心(図示方向,径方向)を採用した場合には
従来の核計装では正確な炉心内中性子分布を測定するこ
とは困難である。
また、商業炉級の軽水炉においては一般に炉心内の中性
子束を測定するために炉心内に特別な計装炉用チャネル
を設けていたが、高速増殖炉にこれを適用するためには
炉心設計の大幅な変更が必要となってしまう。
本発明は上記問題点を解決するためのもので、高速増殖
炉において、炉心を大型化した実証炉級のものに非均質
炉内を採用した場合においても、従来の炉心設計に大幅
な変更を与えないで、炉心内の中性子束変化を確実・高
精度で測定することができる高速増殖炉用炉心内核計装
を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
そのために本発明は、中性子遮蔽体に包囲され、周囲に
増殖用燃料集合体が設けられた炉心燃料集合体に制御棒
集合体を配置した高速増殖炉内の中性子を測定するため
の核計装において、前記制御棒集合体の制御棒案内管内
に設置され、中性子吸収材ペレットが充填された複数の
制御棒要素が束ねて植設収納された保護管の先端部に取
り付けられ、炉心内に位置する可動側緩衝器に中性子束
測定器を設置するとともに、中性子束測定器の信号ケー
ブルを中性子吸収材ペレット内側となる前記保護管中心
部を通して炉心上部へ引き出すようにしたことを特徴と
する。
〔作用〕
本発明の高速増殖炉用炉心内核計装は、制御棒集合体内
の緩衝器内に中性子束測定器を設置することにより、炉
心設計の大幅な変更を加えずにすみ、しかも緊急停止時
の制御棒要素の落下によっても衝撃が緩和されて損傷を
受けることがなく、また計装系ケーブルを炉心上部から
炉外に引き出すようにしたので、炉容器に穴を開ける必
要なく外部に信号を取り出すことができる。
〔実施例〕
以下、実施例を図面に基づき説明する。
第1図〜第5図は本発明の高速増殖炉用炉心内核計装の
実施例を示す図で、第1図は中性子束測定器の設置場所
の詳細を示す後備炉停止棒を示す図、第2図は制御棒案
内管を示す図、第3図は制御棒要素を示す図、第4図は
本発明の高速増殖炉用炉心内核計装の全体構成を示す
図、第5図は炉心配置図で、図中、1は後備炉停止棒、
2は中性束測定器、3は制御棒案内管、4は保護管、5
は緩衝器(ダッシュポット)、6は緩衝器(ダッシュラ
ム)、7は下部スペーサパッド、8はラッチスプリン
グ、9はエントランスノズル、10は制御棒案内管ハンド
リングヘッド、11は上部スペーサーパッド、12は制御棒
ハンドリングヘッド、13は連結軸、14は中間部スペーサ
パッド、15は制御棒要素、16は計装系ケーブル案内管、
17は上部端栓、18は被覆管、19はプレナムスプリング、
20はスペーサ、21は吸収材ペレット、22はワイヤスペー
サ、23は原子炉容器室壁、24は炉心、25は上部機構、26
は原子炉容器、27は制御棒駆動機構、28は微調整棒、29
は粗調整棒、30は炉心燃料集合体、31は増殖用燃料集合
体、32は中性子遮蔽体である。
先ず、第4図、第5図により本発明の概略構成を説明す
る。
炉心24は第5図に示すように微調整棒28、粗調整棒29等
の制御棒が炉心燃料集合体30、31とほぼ同形状で炉心内
に一様に分布しており、これらの外側には中性子遮蔽体
32が設けられている。後備炉停止棒1、微調整棒28、粗
調整棒29はいずれも炉の反応度制御を行う制御棒集合体
であり、通常の炉の起動、停止は、微・粗両調整棒で行
い、緊急停止は、微・粗両調整棒と十に両調整棒が不能
の時のために、単独で炉を停止できる微・粗両調整棒と
は系の異なる後備炉停止棒1で行うようにしている。第
4図(a)は微調整棒と粗調整棒についての説明図で、
微調整棒28又は粗調整棒29からなる制御棒集合体には、
後述するように制御棒案内管内に収納された保護管内に
複数の制御棒要素15が束ねて植設され、各制御棒要素内
には中性子吸収材が充填されている。そして、この保護
管の先端部に可動側緩衝器であるダッシュタム6が取り
付けられており、ダッシュラム6内に中性子束測定器2
が設置される。微調整棒、粗調整棒は炉の臨界状態を維
持するための位置制御されており、そのため中性子束測
定器2は炉心内で位置制御されつつ中性子束を測定す
る。また測定した信号は信号ケーブルにより中性子吸収
材ペレット内側となる保護管中心部を通して炉心上部へ
引き出される。
第4図(b)は後備炉停止棒についての説明図である。
後備炉停止棒もその構成は微調整棒、粗調整棒と同様で
あり、中性子束測定器2が保護管先端に取り付けられた
ダッシュラム6に設置さえ、信号ケーブルが保護管中心
部を通して炉心上部へ引き出されるのも同様である。た
だし、後備炉停止棒の場合は、常時は制御棒要素15が炉
心上部に引上げられており、このとき保護管先端部が炉
心上端に位置し、ダッシュラム6は炉心内上端にあって
この固定位置で中性子束測定が行われる。
そして本発明においては、後備炉停止棒、粗調整棒、微
調整棒等の制御棒1本ないし複数本内に中性子束測定器
2を配置して中性子束を測定する。こうすることによ
り、高速増殖炉では制御棒自身が1集合体部分を占め、
かつ炉心内に分散配置されているので、炉心集合体内の
中性子束変化を即応的に捉えることが可能となる。
次に、第1図〜第3図に戻って中性子束測定器の詳細な
取りつけ位置について説明する。
中性子を吸収させる吸収材ペレット21を被覆管18内に装
填した制御棒要素15(第3図)が複数本束ねて保護管4
内に植設配置される(第2図)。そして第1図に示すよ
うに、保護管4の上部には、制御棒駆動機構27と連結し
て挿入・引き抜きを行うための制御棒ハンドリングヘッ
ド12と連結するための連結棒13が取り付けられ、保護管
4の下部には緩衝器としてのダッシュラム6が接続さ
れ、緊急停止時に制御棒駆動機構27から切り離し、落下
させられる保護管4等を収納する制御棒案内管3の下部
内に設けた緩衝器としてのダッシュポット5と共に制御
棒要素15を含んだ保護管4の落下を減速し停止させる。
このダッシュラム5の内側に中性子束測定器2を取り付
ける。制御棒案内管3の上部には該案内管3の挿入・引
き抜きを行う為に、制御棒駆動機構27に取り付ける為の
制御棒ハンドリングヘッド12を上部スペーサパッド11、
中間部スペーサパッド14を介して接続しており、制御棒
案内管3の下部には、炉内冷却材を制御棒案内管内に流
入させるためのエントランスノズル9を下部スペーサパ
ッド7、ラッチスプリング8を介して取り付けてある。
各制御棒要素は硼素10等からなる吸収材ペレット21をス
テンレス鋼製の被覆管18内に装填したもので、上部、下
部にはそれぞれ保護管に固定支持すると共に被覆管18の
栓をする上部端栓17、下部端栓17′及びワイヤペーサ22
を設け、また制御棒要素15内には吸収材ペレットを設
定、保持する為のプレナムスプリング19、スペーサ20が
設けてある。
なお、上記説明では中性子束測定器2は、緩衝器(ダッ
シュラム)内に設置したが、これに限定されるものでは
なく、据えつける位置を適切に選択することにより測定
点の軸方向の位置を選択することが可能であり、均質炉
心だけでなく軸方向非均質炉心、径方向非均質炉心につ
いても十分な精度で炉心内中性子束分布を把握すること
が可能である。
また、中性子束測定器を後備炉停止棒に設置することに
より測定位置を可能な限り固定することができるが、こ
れに限定されず、他の制御棒集合体としての粗調整棒、
もしくは微調整棒に中性子束測定器を配置してもよく、
またこれら複数種の制御棒を併用して中性子測定器を分
散配置してもよい。
さらに中性子束測定器としては最小限、制御棒集合体の
交換間隔の間は劣化しにくいものを使用することが必要
である。
また中性子束測定器の計装系ケーブルは、第2図に示す
ように、後備炉停止棒中心部の計装系ケーブル案内管に
通し、炉心上部機構へ引き出すようにする。こうするこ
とで、計装系ケーブルへの中性子照射量を可能な限り減
少させることが可能となる。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によれば、制御棒自身が炉心内で1
集合体部分を占めかつ炉心内に分散配置されている制御
棒集合体に中性子束測定器を1ないし複数設置したの
で、炉心設計の大幅な変更をすることなしに、実証炉級
の大型非均質炉心の場合でさえも炉心内の中性子束変化
を確実・高精度に即応的に捕らえることができる。ま
た、制御棒集合体を後備炉停止棒とすることで測定位置
を可能な限り固定することができ、計装系ケーブルを制
御棒集合体中心部ち通すことで中性子照射量を可能な限
り減少させることもできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による高速増殖炉用炉心内核計装におけ
る中性子束測定器の設置場所の詳細を示す後備炉停止棒
を示す図、第2図は制御棒案内管を示す図、第3図は制
御棒要素を示す図、第4図は本発明の高速増殖炉用炉心
内核計装の全体構成を示す図、第5図は高速増殖炉の炉
心配置図、第6図は従来の高速増殖炉における核計装を
示す図である。 1……後備炉停止棒、2……中性子束測定器、3……制
御棒案内管、4……保護管、5……ダッシュポット、6
……ダッシュラム、15……制御棒要素、16……計装系ケ
ーブル案内管、23……原子炉容器室壁、24……炉心、25
……上部機構、26……原子炉容器、27……制御棒駆動機
構、28……微調整棒、29……粗調整棒、30……炉心燃料
集合体、31……増殖用燃料集合体、32……中性子遮蔽
体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−56495(JP,A) 特開 昭50−29996(JP,A) 特開 昭57−149989(JP,A) 特公 昭41−16359(JP,B1)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】中性子遮蔽体に包囲され、周囲に増殖用燃
    料集合体が設けられた炉心燃料集合体に制御棒集合体を
    配置した高速増殖炉内の中性子を測定するための核計装
    において、前記制御棒集合体の制御棒案内管内に設置さ
    れ、中性子吸収材ペレットが充填された複数の制御棒要
    素を束ねて植設収納された保護管の先端部に取り付けら
    れ、炉心内に位置する可動側緩衝器に中性子束測定器を
    設置するとともに、中性子束測定器の信号ケーブルを中
    性子吸収材ペレット内側となる前記保護管中心部を通し
    て炉心上部へ引き出すようにしたことを特徴とする高速
    増殖炉用炉心内核計装。
  2. 【請求項2】前記制御棒集合体が後備炉停止棒である特
    許請求の範囲第1項記載の高速増殖炉用炉心内核計装。
JP62238474A 1987-09-22 1987-09-22 高速増殖炉用炉心内核計装 Expired - Lifetime JPH06105313B2 (ja)

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