(57)【要約】      （修正有）【課題】液体金属冷却材抽出装置を提供し、冷却材抽出用パイプとそのポートを設置するための水平面の領域を低減する。【解決手段】液体金属冷却高速炉の破損燃料検出装置において、夫々が対応する燃料集合体を通過した冷却材を抽出する複数の抽出用パイプと、壁内部に複数のダクトを備え、夫々のダクトが端面に導入口用ポートを、また他端に排出用ポートを備えたシリンダと、前記夫々の抽出用パイプと前記複数の導入口用ポートのうちの対応する一つとを結合する手段と、冷却材サンプル排出用経路の入口の抽出用ノズルと前記シリンダの夫々の排出用ポートとを位置合わせできるセレクタバルブと、前記セレクタバルブの排出用経路を通過した冷却材の核分裂物質のレベルを監視する手段とを有する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体金属により冷却される原子炉内の破損燃料検出装置において、前記装置は、
夫々が対応する燃料集合体を通過した冷却材を抽出する複数の抽出用パイプと、
軸に平行なボアを備えたシリンダであって、壁内部に複数のダクトを備え、夫々のダクトは前記シリンダの一端面に導入口用ポートを、また、前記シリンダのボアに排出用ポートを備え、前記排出用ポートは前記シリンダの一端面からは少なくとも２つの異なる距離にあるシリンダと、
前記夫々の抽出用パイプと前記複数の導入口用ポートのうちの対応する一つとを結合する手段と、
前記シリンダのボア内部において回転運動可能で且つ前記ボアの軸方向に独立に昇降可能なシャフトであって、独立した回転運動と昇降運動により、前記シャフト自体に具有する冷却材サンプル排出用経路の入口の抽出用ノズルと前記シリンダの夫々の排出用ポートとを位置合わせできるセレクタバルブと、
前記セレクタバルブの排出用経路を通過した冷却材の核分裂物質のレベルを監視する手段とを有する破損燃料検出装置。
【請求項２】
前記セレクタバルブは、前記シャフトから径方向に突出した３つのラグと、前記ラグの１つにおいて前記ボアの表面に密着する抽出用ノズルと、前記ラグの残りの２つにおいて前記抽出用ノズルを前記ボアの表面に対して密着させるためのバネを搭載したプランジャと、前記抽出用ノズルからシャフト中心軸に沿って配設された冷却材サンプル排出用経路とを備えた請求項１記載の破損燃料検出装置。
【請求項３】
前記セレクタバルブの抽出用ノズルと位置合わせされる時以外の前記シリンダの複数の排出用ポートは前記シリンダのボア内部に冷却材を排出し、前記ボア内部に排出された冷却材混合サンプルを抽出する一つの冷却材抽出用パイプ及びそれに連通するダクトが前記シリンダ内に設けられている請求項１又は２記載の破損燃料検出装置。
【請求項４】
前記セレクタバルブを前記シリンダのボア内部において回転させる階動電動機手段と前記ボア内部の軸方向に移動させるジャック装置とを有している請求項１から３のいずれかに記載の破損燃料検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体金属により冷却される原子炉の破損燃料要素検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体金属冷却型の高速増殖炉の燃料は、従来、燃料被覆内に被覆されていて、複数の燃料ピンが両端開放の外囲器内に設置され、燃料集合体を形成している。そして、そのような燃料集合体が複数集まることにより、原子炉の炉心を形成している。ナトリウムのような液体金属が燃料集合体を上方に向かって通過することにより、燃料ピンに発生した熱を取り除く。
【０００３】
特定の燃料集合体の燃料ピン被覆のいかなる損傷をも検出できることが必要である。それにより即座に燃料集合体を取り除き交換することが可能となり、冷却材の汚染を防ぎ、原子炉の安全性が確保できる。
【０００４】
従来、上記のような金属冷却型原子炉の破損燃料ピンの検出には、炉心の燃料集合体の夫々に冷却材抽出用パイプを取り付けることにより行われている。また従来、そのような冷却材抽出用パイプは、炉心上部機構内のポートにおいて終端している。そして、シールを行いながら各配管を順々に選択する回転セレクタであるセレクタバルブにより、冷却材サンプルが冷却材抽出用パイプから連続的に取り出される。冷却材サンプルは、サンプル内に核分裂性物質があるかを検査する監視装置に順次送られる。この監視装置により、特定のポートに接続された燃料集合体内の一つまたはそれ以上の燃料被覆の損傷が検出される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような従来の冷却材抽出装置では、すべての冷却材抽出用パイプに対するポートが一つの水平面内に設置されており、すべての抽出用パイプとそれに関連するポートを収容し、かつセレクタバルブでの選択時に各ポート間をシールするためには、広い領域が必要となるという問題点がある。例えば、２１８本のパイプとポートなどの場合である。
【０００６】
本発明の目的は、抽出装置、特に液体金属冷却材抽出装置を提供し、冷却材抽出用パイプとそのポートを設置するための水平面の領域を低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、以上の如き観点からなされたものであって、液体金属により冷却される原子炉内の破損燃料検出装置において、前記装置は、夫々が対応する燃料集合体を通過した冷却材を抽出する複数の抽出用パイプと、軸に平行なボアを備えたシリンダであって、壁内部に複数のダクトを備え、夫々のダクトは前記シリンダの一端面に導入口用ポートを、また、前記シリンダのボアに排出用ポートを備え、前記排出用ポートは前記シリンダの一端面からは少なくとも２つの異なる距離にあるシリンダと、前記夫々の抽出用パイプと前記複数の導入口用ポートのうちの対応する一つとを結合する手段と、前記シリンダのボア内部において回転運動可能で且つ前記ボアの軸方向に独立に昇降可能なシャフトであって、独立した回転運動と昇降運動により、前記シャフト自体に具有する冷却材サンプル排出用経路の入口の抽出用ノズルと前記シリンダの夫々の排出用ポートとを位置合わせできるセレクタバルブと、前記セレクタバルブの排出用経路を通過した冷却材の核分裂物質のレベルを監視する手段とを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、冷却材抽出用パイプとそのポートを設置するための水平面の領域を低減した破損燃料検出装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１を参照すると、金属冷却型高速原子炉の炉心１は、燃料集合体３から構成される。本発明の２つの破損燃料位置検出（ＦＦＤＬ）ユニット５および７は、炉心上部に設置されていて、夫々のユニットは、炉心の燃料集合体をそれぞれ半分づつ担っている。
【００１０】
図２、図３および図４を参照すると、ＦＦＤＬユニット５、７の夫々は、上端部に環状フランジ11を備えている下部シリンダ９を有している。環状フランジ11は、開口部13の５つのリング（導入口用ポートが５列の同心円を形成）を備えている（そのうちの３つのリングのみが、図２の横断面図に示されている）。環状フランジ11の開口部の夫々は、対応する抽出用パイプ17の上部に溶接されている口輪15を介して接続される。夫々の抽出用パイプは下方および外側に引き廻され、図１の燃料集合体３の真上に隣接する形で終端されている。燃料集合体において、夫々の口輪15は開口部13を介し上方に押し上げられ、スナップリングつまり分割環管19は口輪15の壁内部の溝21内に設置される。そして口輪15が下げられることにより、分割環管19は環状フランジ11の上部表面の溝23に設置される。それにより口輪15が開口部13の軸方向に保持される。そして穴が開けられている環状保持プレート25が口輪15の下に取り付けられる。
【００１１】
環状シリンダ27は、その内部に複数のボア29のリングを備えていて冷却材サンプルダク
トを形成している。ボア29は下方終端部において座ぐりされ、口輪15のコンタクトチップ
で接続されている。環状シリンダ27は、夫々の口輪が対応するボアに設置されて、夫々の
対応するボアとの間で液体が漏れないようにするために複数の口輪15より下げられ、環状保持プレート25上に設置される。環状シリンダ27は、環状フランジ11にボルトで固定される。ボア29は縦方向に環状シリンダ27の高さまで延長され、そして、環状シリンダ27の軸に向かって傾斜する。それにより環状シリンダ27のボア31とポートが連通するようにして終端する。外側リング内のボア29は、内側リングのボアよりも環状シリンダ27のボア31の高い位置で終端する。それによって、図示されている実施例においては、ポートの異なる６つのレベル（ポート33〜43）がボア31の高さ方向にある。これらの６つのレベルは図２（ａ）に示されている。
【００１２】
セレクタバルブ45はボア31内に設置されている。セレクタバルブ45は、その下端に径方向に突出した３つのラグ49、51、53を備えた鉛直シャフト47を有している。又、その３つのラグは鉛直シャフトの回りに120 °間隔で設置されている。図４の断面の線II−IIは直線ではないが、図の簡略化のためのものであることを述べておく。ラグ49には表面硬化処理された鋼でできているセレクタブロック55が取り付けられており、それはボア31の壁に密着している。セレクタブロック55は、縦方向に延長する凹部で示された抽出用ノズル57をその縦外面部59内に備えている。抽出用ノズル57は、ラグ49内のボア63と連通し且つシャフト47内に延長されているテーパー部61を備えている。ボア63は、後に説明するが、冷却材サンプルの中に核分裂生成物があるかを監視する装置65と結合されている。ラグ51及び53の夫々は、バネを搭載したプランジャ67及び69を夫々備えている。バネを搭載したプランジャ67及び69は、ボア31に沿った環状壁に密着している。それにより、セレクタブロック55を環状壁と密接するようにしている。セレクタ装置の全体は、鉛直シリンダ71に囲まれていて、環状フランジ11にてシールされている。
【００１３】
また、図５を参照すると、シャフト47は、シャフト47のボア63からのサンプルを汲み上
げて核分裂生成物監視部65に送り込む螺旋状環状直線誘導ポンプ（ＨＡＬＩＰ）73のハウジングの下端にしっかりと固定されている。セレクタバルブ45の動作は、螺旋状環状直線誘導ポンプ73のハウジング、つまりシャフト47を、ボア31に沿ったポート33〜43等の間隔に対応した角度増分だけポート回転させる階動電動機75により作動されるとともに、３つのレベルのうちの必要な１つのレベルにセレクタブロック55を設定するために、シャフト47を昇降する油圧装置あるいはその他のジャッキング装置によって作動される。セレクタブロック55の３つの設定高さのそれぞれにおいて、セレクタブロック55は排出用ポートの２つの異なるレベルに接続可能であることは図２（ａ）を参照するとわかることである。
【００１４】
破損燃料位置検出（ＦＦＤＬ）ユニットの動作において、セレクタバルブ45はジャック装置77により最下段の位置に設置されていて、階動電動機75により夫々の位置（ポート）から次の位置（ポート）へ順次回転させられる。そして、セレクタバルブ45は、ジャック装置77により上方に移動させられ、回転が繰り返される。上方への移動と回転が繰り返されることにより、抽出用パイプ17の夫々は順番にボア63に接続され、そこから核分裂生成物監視部65にも接続される。このように、制御システムにより、特定のレベル及び回転方向位置に直接移動可能であり、また高燃焼度集合体等の特定の領域のみのスキャンも可能である。核分裂生成物監視部65は、サンプルに予め決められたレベル以上の核分裂生成物があると、警告を発し、その時点でのセレクタバルブ45の位置によりどのサンプルが監視されているのかがわかる。つまり破損した燃料ピンの位置が検出できる。
【００１５】
セレクタブロック55が一つのポートと位置合わせされている時、残りの排出用ポートは
ボア31にサンプルを排出している。それによりボア31は、残りの抽出用パイプの全てから
のサンプルを有していることになる。このサンプルは、ラグ49、51、53の隙間を下方に通過し、下方にあるシリンダ９のボア79に送られる。そしてそこから冷却材プール（原子炉のこと）（図示せず）に戻される。冷却材抽出用パイプの一つ81は、燃料集合体とは接続されていない。しかしながら、ボア79を通過して送られる冷却材の経路に向かい上方に曲がっている。それにより全燃料からの冷却材の混合サンプルが生成され、その混合サンプルは、順次ポート33を介して核分裂生成物監視部65に送られる。図２では、セレクタバルブ45が、その混合サンプルを受け取る位置にある状態が示されている。
【００１６】
図３に示されている環状シリンダ27の複数のボアの配列では、３８個のボアを有する５つのリングと、２８個のボアを有する１つのリングであるが、いくつのボアが要求されても対応可能である。少なくとも２つのレベルがあれば、同様にして、ボア31周辺の壁内部のポートのレベルは多かれ少なかれ６レベル程度である。
【００１７】
ボア31の高さまでの様々なレベルにポートを有する環状シリンダ27および回転可能かつレベルで移動可能なセレクタバルブを提供することにより、さらに小型化された抽出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】液体金属冷却型原子炉の炉心を示す概略平面図である。
【図２】図４のII−II線を取り出して示している本発明の破損燃料検出装置の概略縦断面図である。
【図３】図２のIII−III線を取り出して示している横断面図である。
【図４】図２のIV-IV線を取り出して示している横断面図である。
【図５】本発明を含めた原子炉の炉心上部機構の一部分を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  炉心
３  燃料集合体
５、７  破損燃料位置ユニット
９  下部シリンダ
11  環状フランジ
13  開口部
15  口輪
17  抽出用パイプ
19  分割環管
21、23  溝
25  環状保持プレート
27  環状シリンダ
29、31、63、79  ボア
33、35、37、39、41、43  ポート
45  セレクタバルブ
47  鉛直シャフト
49、51、53  ラグ
55  セレクタブロック
57  抽出用ノズル
59  縦外面部
61  テーパー部
65  核分裂生成物監視部
67、69  バネ付きプランジャ
71  縦方向シリンダ
73  ポンプハウジング
75  階動電動機
77  ジャック装置
81  冷却材抽出用パイプ
【手続補正書】
【提出日】平成16年5月11日(2004.5.11)
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】追加
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004198440.tif 000005
【図５】
2004198440.tif 000006