FI120924B

FI120924B - Joystick actuator

Info

Publication number: FI120924B
Application number: FI20011107A
Authority: FI
Inventors: Tatsutoshi Tokuyama; Goro Yanase; Shinichi Ishizato; Osamu Maekawa; Yutaka Sosa
Original assignee: Toshiba Kk
Priority date: 1999-09-29
Filing date: 2001-05-28
Publication date: 2010-04-30
Also published as: WO2001024197A1; CN1322361A; FI20070349L; CN101110279B; CN1645520A; CN101110279A; FI20011107A; JP2001099974A; CN100468580C

Description

Säätösauvan käyttölaite - Drivanordning för styrstavJoystick actuator - Drivanordning för styrstav

Esillä oleva keksintö liittyy säätösauvan käyttölaitteeseen. Lisäksi keksintö liittyy vääntömomenttia välittävään laitteeseen, jota edullisesti voidaan käyttää säätösauvan käyttölaitteessa.The present invention relates to a control rod actuator. The invention further relates to a torque transmitting device which can advantageously be used in a control rod actuator.

Säätösauvan käyttömekanismi jäljestetään samaan runkoon säätösauvan kanssa ydin-5 voimareaktorin reaktiivisuuden säätämiseksi, ja tämän vuoksi mekanismi on hyvin tärkeä sekä ydinvoimalaitoksen toiminnan että turvallisuuden kannalta. Kuva 7 esittää tavanomaisen säätösauvan käyttömekanismin, joka käyttää säätösauvaa sähköisesti.The control rod drive mechanism is tracked on the same frame as the control rod to control the reactivity of the nuclear-5 power reactor, and is therefore very important for both the operation and safety of the nuclear power plant. Figure 7 illustrates a conventional control rod drive mechanism that actuates the control rod electrically.

Kuvassa 7 oleva pituusleikkaus esittää sähköisen säätösauvan käyttömekanismin (CRD, control-rod driving mechanism), joka on järjestetty kiehutusvesireaktorin (BWR 10 boiling-water reactor) reaktoripaineastian alaosaan säätösauvan (CR, control rod) siir tämiseksi ylös ja alas. Tämän säätösauvan käyttömekanismin alimpaan osaan on jäljestetty moottorikokoonpano, jossa on pystysuora pyörivä akseli 1, joka on kytketty ylempään ja pystysuoraan käyttöakseliin 3 vaihdekytkennän 2 kautta. Ruuviakseli 4 on kytketty käyttöakseliin 3 sen kanssa pyörivästi, ja mutteri 5 on kierrekytkennässä ruuviak-15 sellin 4 esittämättä olevan kuulan avulla, joka muodostaa kuularuuvimekanismin. Ruu-viakselin 4 pyörimisliike saattaa mutterin 5 siirtymään alas ja ylös.7 is a longitudinal sectional view of the electric control rod drive mechanism (CRD) disposed at the bottom of the reactor pressure vessel of the BWR 10 boiling water reactor to move the control rod (CR) up and down. The lower part of the drive mechanism of this adjusting rod is provided with a motor assembly having a vertical rotary shaft 1 connected to an upper and vertical drive shaft 3 via a gear coupling 2. The screw shaft 4 is rotatably coupled to the drive shaft 3, and the nut 5 is threadedly coupled to the screw 15 by means of a ball not shown, which forms a ball screw mechanism. Rotation of the rotary shaft 4 causes the nut 5 to move down and up.

Mutterin 5 kehälle on jäljestetty ylemmät ja alemmat rullat useampana parina. Nämä rullat 6 liittyvät mutteriin 5 siten, että ne puristavat akselin suuntaisia kiinnityslevyjä 8, jotka on muodostettu ohjausputken 7 sisäkehälle. Mutterille 5 on jäljestetty ontto män-20 tä 9, joka ympäröi ruuviakselia 4 ja joka ulottuu ylöspäin. Onton männän 9 yläpää on kytketty säätösauvaan 11 kytkimen 10 kautta.The periphery of the nut 5 is imprinted with upper and lower rollers in more than one pair. These rollers 6 engage the nut 5 so as to press the axial fastening plates 8 formed on the inner periphery of the guide tube 7. The nut 5 is provided with a hollow piston 20 9 which surrounds the screw shaft 4 and extends upwards. The upper end of the hollow piston 9 is connected to the control rod 11 via a switch 10.

CRD-koteloon 12 on sijoitettu ulkoputki 13. CRD-kotelo 12, ulkoputki 13 ja kelakap-pale 14 on kiinnitetty toisiinsa pultin 15 avulla.The CRD housing 12 is provided with an outer tube 13. The CRD housing 12, outer tube 13, and coil piece 14 are secured to each other by a bolt 15.

Ruuviakselin 4 alaosaan on jäljestetty jousi 16. Kun mutteri 5 siirtyy alaspäin säätösau-25 van täysin ulosvedettyyn asentoon, mutteri 5 puristaa jousta 16. Tilaa, jossa mutteri 5 puristaa jousta 16, sanotaan ’’mekaanisesti alimmaksi asennoksi” tässä selityksessä.The lower part of the screw shaft 4 is provided with a spring 16. When the nut 5 moves downward to the fully extended position of the adjusting rod 25, the spring 5 is compressed by the nut 5. The space where the nut 5 compresses the spring 16 is called "mechanically lower position".

22

Toisaalta ulkoputken 13 yläosaan on jäljestetty puskuri 17. Kun mutteri siirretään ylöspäin säätösauvan kokonaan sisään työnnettyyn asentoon, puskuri 17 puristuu kokoon onton männän 9 vaikutuksesta. Tilaa, jossa ontto mäntä puristaa puskuria 17, sanotaan ’’mekaanisesti ylimmäksi asennoksi” tässä selityksessä.On the other hand, a buffer 17 is impressed on the upper part of the outer tube 13. When the nut is moved upwards to the fully inserted position of the adjusting rod, the buffer 17 is compressed by the hollow piston 9. The space in which the hollow piston presses the buffer 17 is referred to as the '' mechanically uppermost position '' in this specification.

5 Moottorikokoonpanossa on moottori 18, sähkömagneettinen jarru 19 ja asennon ilmai-suyksikkö 20. Kokoonpano voi toteuttaa säätösauvan käytön, säätösauvan asennon säilyttämisen, ja säätösauvan asennon vahvistamisen moottorin 18, sähkömagneettisen jarrun 19 ja vastaavasti asennon ilmaisuyksikön 20 avulla. Olemassa olevassa edistyneessä kiehutusvesireaktorissa (ABWR, advanced boiling-water reactor) sähkökäyttöi-10 nen säätösauvan käyttömekanismi käyttää moottorina 18 askelmoottoria ja moottorin virtalähteenä vaihtosuuntaaj alähdettä.The motor assembly comprises a motor 18, an electromagnetic brake 19, and a position detecting unit 20. The assembly may implement actuation of the control rod, maintaining the position of the control rod, and reinforcing the position of the control rod by motor 18, electromagnetic brake 19 and position detection unit 20. In the existing Advanced Boiling Water Reactor (ABWR), the electric control rod drive mechanism uses 18 stepper motors and the inverter is powered by the inverter.

Moottorikokoonpano on kytketty kelakappaleeseen 14 moottoripidikkeen 22 kautta.The motor assembly is coupled to the coil member 14 via the motor holder 22.

Kelakappaleen 14 läpimeno-osa käyttöakselia 3 varten on varustettu tiivisteellä 23. Ke-lakappaleessa 14 on kierrejousi 24 ja kierrejousen 24 tukema magneettikotelo 26, jo-15 hon sijoitetaan irrotuksen ilmaiseva magneetti 25. Kun kierrejousen 24 kuormitus pienenee onton männän 9 irrotessa mutterista 5 tai muusta syystä, kierrejousi 24 laajenee nostaen irrotuksen ilmaisevaa magneettia 25 ylöspäin.The passage portion of the coil member 14 for the drive shaft 3 is provided with a seal 23. The key body 14 has a helical spring 24 and a magnet housing 26 supported by the helical spring 24 to accommodate a release magnet 25. As the load on the helical spring 24 decreases as the hollow piston 9 disengages for this reason, the coil spring 24 expands, raising the release magnet 25 upwards.

Kelakappaleen 14 ulkopuolelle on järjestetty irrotuksen ilmaisun anturi 27, jossa on sisäänrakennettu magneettikäyttöinen kielirele irrotuksen ilmaisevan magneetin 25 liik-20 keen ilmaisemiseksi.Outside the coil body 14, a release detector 27 is provided with a built-in magnetic-driven tongue relay for detecting the motion of the release magnet 25.

Ontto mäntä 9 on varustettu sisäänrakennetulla pikasulkuasennon ilmaisumagneetilla 28. Ohjausputkeen 7 on jäljestetty kokonaan sisään työnnetyn tilan ilmaisumagneetti 29, joka liikkuu puskurin 17 puristuksen mukana pikasulussa. CRD-kotelon 12 ulkopuolella on pikasulkuasennon ilmaisun anturi 30, joka sisältää magneettikäyttöisen si- 25 säänrakennetun kielireleen, joka ilmaisee pikasulkuasennon ilmaisumagneetin 28 ja ko konaan sisään työnnetyn tilan ilmaisumagneetin 29 liikkeet.The hollow piston 9 is provided with a built-in short-circuit position detection magnet 28. The guide tube 7 is provided with a fully inserted recessed-space detection magnet 29 which moves along with the compression of the buffer 17 in the quick-lock. Outside the CRD housing 12 is a short-circuit position detection sensor 30, which includes a magnetically driven tongue-in-tongue relay that detects the movements of the short-circuit position detection magnet 28 and the fully inserted state detection magnet 29.

Edellä olevan mukaisen rakenteen omaavassa säätösauvan käyttömekanismissa moottorin 18 pyöriminen mahdollistaa ruuviakselin 4 pyörimisen pyörivän akselin 1 ja käyt-töakselin 3 kautta, niin että mutteri 5 liikkuu ylös ja alas ruuviakselin 4 pyörimisliik- 3 keen johdosta. Tällöin mutteri 5 liikkuu ylös ja alas, kun taas sen pyörimisliike on rajoitettu kiinnityslevyllä 8 rullien 6 välityksellä. Mutterin 5 ylös-ja alaspäin suuntautuvan liikkeen kanssa vuorovaikutuksessa ontto mäntä 9 ja säätösauva 11 liikkuvat vastaavasti ylös- ja alaspäin. Tämä säätösauvan 11 liike tekee mahdolliseksi säätää sen 5 pistämistä sisään reaktorisydämeen ja sen poisvetämistä siitä, jolloin toteutetaan reak-toritehon säätö.In the actuator mechanism of the control rod of the above structure, rotation of the motor 18 allows rotation of the screw shaft 4 through the rotating shaft 1 and the drive shaft 3 so that the nut 5 moves up and down due to the rotational movement of the screw shaft 4. The nut 5 then moves up and down while its rotational movement is limited by the mounting plate 8 via the rollers 6. In interaction with the upward and downward movement of the nut 5, the hollow piston 9 and the adjusting rod 11 move up and down, respectively. This movement of the control rod 11 makes it possible to adjust the insertion of it 5 into and withdrawn from the reactor core, whereby the reactor power control is performed.

Pikasulun yhteydessä säätösauvaan 11 kytkimen 10 kautta liittyvä ontto mäntä 9 työntyy nopeasti ylös vedenpaineen takia, jota syötetään vedenpaineen säätöyksiköstä, ja irrotettuna mutterista 5 säätösauva 11 työntyy nopeasti reaktorisydämeen. Tällöin onton 10 männän 9 irtoaminen mutterista 5 ilmaistaan irrotuksen ilmaisevalla anturilla 27. Säätösauvan 11 asento pikasulun aikana ja sen jälkeen ilmaistaan pikasulkuasennon ilmaisun anturilla 30.In the event of a short circuit, the hollow piston 9 connected to the control rod 11 via the coupling 10 is rapidly pushed up by the water pressure supplied from the water pressure control unit, and when removed from the nut 5, the control rod 11 is rapidly inserted into the reactor core. In this case, the detachment of the piston 9 of the hollow 10 from the nut 5 is detected by the detector detecting 27. The position of the control rod 11 during the short-circuit and thereafter is indicated by the detector 30 for the short-circuit position.

Koska säätösauvan kitkakoe lisäksi tehdään tarkastuksen yhteydessä, vedenpaineen säätöyksikköön liittyy säätösauvan kitkakoestusyksikkö, jolloin vedenpaine säätösau-15 van käyttölaitteelle johdetaan koestusyksikön kautta, niin että säätösauva työntyy reaktorin sydämeen. Säätösauvan käyttömekanismin toiminta tässä kokeessa on samanlainen kuin saman mekanismin toiminta pikasulussa, lukuunottamatta hidasta nopeutta, jolla säätösauva työnnetään reaktorin sydämeen. Säätösauvan kitkakokeessa säätösauvan ja sitä ympäröivien laitteiden kitkaolosuhteet vahvistetaan mittaamalla vedenpai-20 neen muutos säätösauvaa reaktorin sydämeen työnnettäessä.Since the control rod friction test is additionally performed during the inspection, the water pressure control unit is provided with a control rod friction test unit, whereby the water pressure to the control rod actuator is passed through a test unit so that the control rod protrudes into the reactor core. The operation of the control rod drive mechanism in this test is similar to that of the same mechanism in the quick-lock except for the slow rate at which the control rod is pushed into the reactor core. In the control rod friction test, the friction conditions of the control rod and surrounding devices are confirmed by measuring the change in water pressure when the control rod is inserted into the reactor core.

Vaikka edellä mainitussa säätösauvan käyttömekanismissa on tiiviste 23 akselitiivisteen osana kelakappaletta 14 varten, ja vaikka myös moottorina 18 käytetään askel-moottoria, jonka virtalähteenä on vaihtosuuntaajalähde, säätösauvan käyttömekanismin osalta on viime aikoina tarkasteltu parannuksia: 1) sovitetaan magneettikytkin akselin 25 tiivisteosan poistamiseksi kelakappaleesta; 2) vaihdetaan moottorin tyyppiä (epätahti-moottoriksi), jne. Tässä mielessä parannuksia on esitetty esimerkiksi japanilaisissa patenttijulkaisuissa (Kokai) nro 10-132997 ja 10-274688. Tällöin esitetyissä säätösauvan käyttömekanismeissa on kuitenkin varaa tehdä lisää parannuksia seuraavien näkökohtien suhteen.Although the aforementioned control rod drive mechanism includes a seal 23 as part of the shaft seal for the coil member 14, and although the step 18 motor powered by an inverter source is also used as the motor 18, improvements have recently been considered in the control rod drive mechanism: 1) 2) changing the engine type (to an asynchronous engine), etc. In this regard, improvements have been made, for example, in Japanese Patent Specifications (Kokai) Nos. 10-132997 and 10-274688. However, in these cases, the control rod drive mechanisms disclosed can afford further improvements in the following aspects.

30 Tavanomaisessa, kuvan 7 mukaisessa säätösauvan käyttömekanismissa on ongelmana se, että järjestelmä on mutkikas, ja että tehollisen materiaalin määrä on suuri, siitä huo- 4 limatta että moottorina käytetään askelmoottoria ja moottorin virtalähteenä vaihtosuun-taajalähdettä. Tämän vuoksi epätahtimoottoria käyttävässä säätösauvan käyttömekanis-missa, jota nyt tarkastellaan, virransyöttöjäijestelmää on yksinkertaistettava. Lisäksi epätahtimoottoria sovellettaessa tehoyksikköä ja ohjausyksikköä ei vielä ole optimoitu. 5 Välineitä sen käyttökunnon varmistamiseksi ei myöskään vielä ole aikaansaatu.The problem with the conventional control rod drive mechanism of Fig. 7 is that the system is complicated and the amount of effective material is large, despite the fact that the motor is a stepper motor and the motor is powered by an inverter source. Therefore, in the asynchronous motor control rod drive mechanism now considered, the power supply system must be simplified. In addition, when applying an asynchronous motor, the power unit and control unit have not yet been optimized. Furthermore, the means for ensuring its operational condition have not yet been provided.

Magneettikytkintä käyttävässä säätösauvan käyttömekanismissa ei ole mainintaa välineistä, joilla ylläpidetään magneettikytkentä ja tarkastetaan se, vaikka rakennetta ja spesifikaatioita on tarkasteltu.There is no mention in the actuator control mechanism using a magnetic coupling of means for maintaining and inspecting the magnetic coupling, although the structure and specifications have been considered.

Jos magneettikytkin irrottaisi, on lisäksi mahdollista, että säätösauvan oikeata asentoa 10 ei enää tunneta. Tämän vuoksi on viime vuosina ehdotettu eräitä toimenpiteitä näiden ongelmien ratkaisemiseksi; järjestelmä on kuitenkin mutkikas ja epätodellinen, niin että on aikaansaatava välineet säätösauvan asennon ilmaisemiseksi kohtuudella.Furthermore, if the magnetic switch were to be detached, it is possible that the correct position 10 of the control rod is no longer known. To this end, some measures have been proposed in recent years to address these problems; however, the system is complex and unrealistic, so that means are provided to reasonably indicate the position of the control rod.

Jos magneettikytkintä käytetään vedessä ja sitä ympäröivä kuori vaurioituu, syntyy mahdollisuus, että sisäänrakennetut magneetit joutuvat kosketukseen veden kanssa, jo-15 ka heikentää magneettikytkimen suorituskykyä ruosteen yms. takia. Tästä syystä halutaan aikaansaada välineet, joilla varmistetaan magneettikytkimen toiminta myös edellä mainittujen tapahtumien esiintyessä.If the magnetic switch is used in water and the surrounding shell is damaged, there is a chance that the built-in magnets will come in contact with water, which will reduce the performance of the magnetic switch due to rust, etc. For this reason, it is desired to provide means for ensuring the operation of the magnetic switch even in the event of the above events.

Koska tavanomaiset säätösauvan kitkakoestukset on tehtävä, kun säätösauvan kitkako-estusyksikkö on kytketty kulloiseenkin vedenpaineen säätöyksikköön kerrallaan, tällä 20 on lisäksi suuri vaikutus prosessiin. Koska tämä kytkentätoimenpide lisäksi tehdään säteilyn valvonta-alueella, on aikaansaatava yksinkertaisempi koestusmenetelmä ja parannettava työskentelyoloja sekä vähennettävät radioaktiivisuuden vaikutusmahdollisuutta.Since the conventional control rod friction tests have to be performed when the control rod friction blocking unit is connected to the respective water pressure control unit at a time, this has a further significant effect on the process. Since this coupling operation is additionally carried out in the radiation control area, a simpler testing method must be provided and working conditions must be improved and the potential for radioactivity must be reduced.

Edellä mainituissa olosuhteissa esillä olevan keksinnön tavoitteena on aikaansaada sää-25 tösauvan käyttölaite, joka on erittäin luotettava samalla kun toteutetaan säätösauvan käyttömekanismi ja siihen liittyvät jäqestelmät, kuten tehoyksikköjä ohjausyksikköjä kun toteutetaan huolto- ja koestusvälineet.Under the above conditions, it is an object of the present invention to provide a control rod actuator which is highly reliable while implementing the control rod actuator and associated residual systems, such as power units, control units, when performing maintenance and testing means.

Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle säätösauvan käyttölaitteelle on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.More specifically, the control rod actuator according to the invention is characterized in what is set forth in the characterizing part of claim 1.

55

Esillä olevan keksinnön ensimmäisen näkökohdan mukaan aikaansaadaan säätösauvan käyttölaite, joka sisältää joitakin alla esitetyistä piirteistä ja esimerkeistä.According to a first aspect of the present invention, there is provided a control rod actuator comprising some of the features and examples set forth below.

Ensimmäisenä esimerkinomaisena piirteenä on epätahtimoottorin käyttäminen sellaisen moottorin sijasta, joka käyttää vaihtosuuntaaja-virtalähdettä, jota on käytetty 5 tavanomaisessa FMCRD:ssä voimanlähteenä säätösauvan käyttöä varten, sekä myös useamman kytkimen käyttäminen epätahtimoottorin päälle/pois-tilan hallitsemista varten, jolloin kytkimiä käytetään toisistaan riippumatta. Näin ollen voidaan yksinkertaistaa ja optimoida virtalähde ja ohjausyksikkö, ja lisäksi voidaan estää säätösauvan käyttö virhetoimintojen takia yms., niin että mekanismin luotettavuus 10 paranee.A first exemplary feature is the use of an asynchronous motor instead of a motor that uses the inverter power supply used in the 5 conventional FMCRDs to power the control rod, and also the use of a plurality of switches for controlling the asynchronous motor on / off state, the switches being operated from one another. Thus, the power supply and the control unit can be simplified and optimized, and the use of the control rod due to malfunctions and the like can also be prevented so that the reliability 10 of the mechanism is improved.

Toisena esimerkinomaisena piirteenä on epätahtimoottorin käyttäminen voimanlähteenä säätösauvan käyttöä varten, sekä säätösauvan käyttönopeuden valvonta, joka lasketaan säätösauvan aseman haun avulla. Epätahtimoottorin pyörimisnopeus muuttuu kuormituksen mukaan. Kun näin ollen mitataan 15 käyttönopeus, voidaan saada käsitys tilanteiden (esim. kuorman) muutoksista säätösauvan käyttömekanismissa, voidaan aikaansaada sopivia toimenpiteitä, esimerkiksi voidaan tilanteen mukaan näyttää sen hetkinen tilanne, käynnistää varoitus, pysäyttää sauvan käyttö, jne.Another exemplary feature is the use of an asynchronous motor as a power source for actuating the actuator, and controlling the actuator actuator speed, which is calculated by searching the actuator position. The speed of the asynchronous motor changes according to the load. Thus, by measuring the 15 operating speeds, it is possible to understand changes in situations (e.g., load) in the control mechanism of the control rod, to provide suitable measures, for example, displaying the current situation, triggering a warning, stopping the operation of the bar, etc.

Kolmantena esimerkinomaisena piirteenä on säätösauvan käyttölaitteen 20 aikaansaaminen, jossa on välineet paikallaan pysyvän asennon tai säätösauvan kulkeman matkan mittaamiseksi, ja lisäksi näin mitatun säätösauvan paikallaan pysyvän asennon tai sen kulkeman matkan vertaaminen säätösauvan paikallaan pysyvään asentoon tai sen kulkemaan matkaan tilanteessa, joka oletetaan kun säätösauvan käyttölaite toimii normaalisti. Vastaavasti voidaan vahvistaa, onko 25 säätösauvan käyttömekanismi kunnossa, kun otetaan huomioon säätösauvan käyttömekanismin kuormituksen muutos, sen heikkeneminen, jne, jolloin tilanteen mukaan voidaan näyttää sen hetkinen tilanne tai varoitus.A third exemplary feature is providing a control rod actuator 20 having means for measuring a stationary position or a distance traveled by a control rod, and further comparing the stationary position or distance traveled by the control rod thus measured to a stationary position or travel of the control rod normally. Correspondingly, it can be confirmed whether the actuator actuator 25 is working properly, taking into account the change in load on the actuator actuator, its deterioration, etc., whereby the current situation or warning may be displayed.

Neljäntenä esimerkinomaisena piirteenä on säätösauvan käyttölaitteen aikaansaaminen, jossa on joukko jarruja, ja niiden käyttö eri ajoituksella. Näin ollen voidaan keventää 30 jokaisen jarrun kuormaa. Jos erityisesti näitä jarruja käytetään oikein jarruttavana jarruna pito- tai jarrutustoimintaan akselin pyöriessä, ja toista jarrua käytetään pito- ja 6 jarrutustoimintaan akselin pyörimisliikkeen lopettamiseksi, niin voidaan estää pitojarrun heikkeneminen kulumisen yms. takia, jolloin parannetaan jarrun pitokyvyn luotettavuutta akselin pyörimisliikkeen loputtua, eli sen kykyä säilyttää säätösauvan asento.A fourth exemplary feature is to provide a control rod actuator having a plurality of brakes and actuate them at different timings. Thus, 30 loads of each brake can be lightened. In particular, if these brakes are properly used as braking brake for holding or braking during rotation of the shaft, and another brake is used for holding and 6 braking to stop the rotation of the shaft, then the brake can be prevented from deteriorating due to wear, etc. maintains the position of the control rod.

5 Viidentenä esimerkinomaisena piirteenä on säätösauvan käyttölaitteen aikaansaaminen, jossa on joukko jarruja, ja jossa lisäksi muodostetaan jokaisen jarrun pito-vääntömomentti suuremmaksi kuin mitä tarvitaan säätösauvan aseman säilyttämiseksi ydinreaktorin normaalin toiminnan aikana. Tällöin voidaan säilyttää säätösauvan asento varmasti, vaikka yksi jarruista menettäisikin jarrutuskykynsä, ja vastaavasti 10 parantaa säätösauvan käyttömekanismin luotettavuutta.A fifth exemplary feature is to provide a control rod actuator having a plurality of brakes, and further providing each brake with a holding torque greater than that required to maintain the control rod position during normal operation of the nuclear reactor. Hereby, the position of the control rod can be safely maintained even if one of the brakes loses its braking ability, and accordingly 10 improves the reliability of the control rod drive mechanism.

Kuudentena piirteenä on se, että kun säätösauvan käyttömekanismissa on magneetti-kytkin jäljestetty käyttövoimaa välittävään linjaan moottorista säätösauvaan, siihen on jäljestetty välineet, joilla ilmaistaan kulloistenkin elinten pyörimisasennot moottorin ja säätösauvan kulloisellakin puolella magneettikytkennän suhteen. Jos tällä järjestelyllä 15 magneettikytkin irrottaisi, molempien pyörimisasentojen vertaaminen tekee mahdolliseksi ilmaista irrottaminen, jolloin tilanteen mukaan voidaan ryhtyä sopiviin toimenpiteisiin, esimerkiksi esittää tila, varoitus, käyttölaite pysähtynyt, jne.A sixth feature is that, when the magnet drive mechanism in the control rod drive mechanism is tracked in a transmission line from the motor to the control bar, it is provided with means for detecting rotational positions of respective members relative to the motor and the control bar. If this arrangement detached the magnetic switch 15, comparing both rotational positions would allow free detachment, allowing appropriate action to be taken, as appropriate, such as displaying a state, warning, stalled drive, etc.

Esillä olevan keksinnön toisen näkökohdan mukaan aikaansaadaan esimerkiksi koestuslaite, jota voidaan soveltaa säätösauvan käyttölaitteessa, joka sisältää 20 käyttömekanismin, joka puolestaan sisältää moottorin, kelakappaleen ja magneettikytkimen, jossa kytkimessä on kaksi kytkinelementtiä, jotka kelakappale erottaa toisistaan, jolloin laite mahdollistaa sekä magneettikytkimen että kelakappaleen kunnon varmistamisen, kun kelakappale on kiinnitetty käyttömekanismiin.According to another aspect of the present invention there is provided, for example, a testing device which can be applied to a control rod actuator comprising 20 actuating mechanisms comprising a motor, a coil and a magnetic coupling having two coupling elements separating the coil and securing the magnetic coupling when the coil is attached to the drive mechanism.

Tämä koestuslaite sisältää pyörimistä rajoittavat välineet, jotka voidaan kytkeä mag-25 neettikytkimen kytkinelementtiin säätösauvan puolella, tai tähän kytkinelementtiin kytkettyyn akseliin, jotka rajoitusvälineet rajoittavat joko kytkinelementin tai akselin pyörimistä, sekä vääntömomenttia kohdistavat välineet, jotka voidaan kytkeä toiseen magneettikytkimen kytkinelementtiin moottorikokoonpanon puolella tai toiseen akseliin, joka on kytketty toiseen kytkinelementtiin, vääntömomentin kohdistamiseksi kytkin-30 elementtiin moottorikokoonpanon puolella tai akseliin, joka on kytketty mainittuun kytkinelementtiin.This test device includes rotation limiting means which can be coupled to the coupling element of the mag-25 coupling element on the adjusting rod side, or a shaft coupled to this coupling element limiting the rotation of either the coupling element or shaft, and coupled to the second coupling element for applying a torque to the coupling element 30 on the motor assembly side or to the shaft coupled to said coupling element.

77

Toisessa esimerkissä koestuslaite sisältää vääntömomenttia kohdistavat välineet, jotka voidaan kytkeä säätösauvan puolella olevaan, magneettikytkimen muodostavaan kyt-kinelementtiin tai tähän kytkinelementtiin liitettyyn akseliin, joko kytkinelementin tai akselin pyörimisen rajoittamiseksi, ja pyörimistä rajoittavat välineet, jotka voidaan kyt-5 keä moottorikokoonpanon puolella olevaan, magneettikytkimen muodostavaan toiseen kytkinelementtiin tai toiseen akseliin, joka on kytketty toiseen kytkinelementtiin, vään-tömomentin kohdistamiseksi kytkinelementtiin moottorikokoonpanon puolella tai edellä mainittuun kytkinelementtiin liitettyyn akseliin.In another example, the test device includes torque-adjusting means which may be coupled to a clutch element forming a magnetic coupling or a shaft connected to this clutch element to limit rotation of either clutch element or shaft, and rotation limiting means may be engaged a second clutch element or a second shaft coupled to the second clutch element for applying a torque to the clutch element on the motor assembly side or to the shaft connected to the above clutch element.

Edellä mainittu koestuslaite sisältää lisäksi vääntömomentin rajoittimen, joka voidaan 10 kytkeä joko: säätösauvan puolella olevaan kytkinelementtiin tai siihen liitettyyn akseliin; tai moottorikokoonpanon puolella olevaan toiseen kytkinelementtiin tai siihen liitettyyn akseliin; vääntömomenttia kohdistavan välineen aiheuttaman vääntömomentin rajoittamiseksi.The aforesaid test device further includes a torque limiter which can be coupled to either: a coupling element on the control rod side or an axis connected thereto; or to another coupling element on the side of the motor assembly or to the shaft coupled thereto; to limit the torque caused by the torque application means.

Vaihtoehtoisesti koestuslaite sisältää lisäksi pyörimiskulman ilmaisuvälineet, jotka voi-15 daan kytkeä joko: kytkinelementtiin säätösauvan puolella tai kytkinelementtiin liitettyyn akseliin; tai toiseen kytkinelementtiin moottorikokoonpanon puolella tai toiseen kytkinelementtiin liitettyyn akseliin; jolla mitataan pyörimiskulma joko: kytkinelemen-tillä säätösauvan puolella tai kytkinelementtiin kytketyllä akselilla; tai toisella kytkin-elementillä moottorikokoonpanon puolella tai toiseen kytkinelementtiin liitetyllä akse-20 lilla.Alternatively, the test device further comprises means for detecting a rotation angle which may be coupled either to: a clutch member on the control rod side or an axis connected to the clutch member; or to one of the coupling elements on the motor assembly side or the shaft connected to the other coupling element; for measuring the angle of rotation either: by a coupling element on the control rod side or by an axis connected to the coupling element; or with one coupling element on the motor assembly side or with an axle 20 connected to the other coupling element.

Kun edellä mainittu järjestely otetaan käyttöön, niin siinä tapauksessa että kelakappale irrotetaan käyttömekanismista, magneettikytkimen (osan) vääntömomentin mittaus mahdollistaa sen kunnon varmistamisen. Tapauksessa, jossa irrotetaan kelakappale, ko-estus voidaan suorittaa hyvässä työympäristössä kotelosäiliön vieressä, joka parantaa 25 käsiteltävyyttä j a vähentää saatua radioaktiivisen säteilyn määrää.When the above arrangement is actuated, in the event that the coil member is disconnected from the drive mechanism, the torque measurement of the (coupled) magnetic coupling enables its condition to be confirmed. In the case of removal of the coil body, co-locking can be performed in a good working environment adjacent to the housing container, which improves handling and reduces the amount of radioactive radiation obtained.

Koestuslaite voidaan suunnitella niin, että se lisäksi sisältää paineensyöttövälineet kela-kappaleen sisätilan paineistamiseksi, sekä ilmaisuvälineet kelakappaleen sisätilan paineen mittaamiseksi. Jos tällöin irrotetaan kelakappale käyttömekanismista, painekoes-tus voidaan suorittaa paineistamalla kelakappaleen väliseinän sisäpuolinen tila.The testing device may be designed to further include pressure supply means for pressurizing the interior of the coil body, and detecting means for measuring the pressure of the interior of the coil body. If the coil member is then removed from the drive mechanism, pressure cooking can be performed by pressurizing the interior space of the coil partition.

88

Esillä olevan keksinnön kolmannen näkökohdan mukaan aikaansaadaan esimerkiksi laite, jolla tarkastetaan säätösauvan käyttölaite, joka käsittää epätahtimoottorin sisältävän moottorikokoonpanon, kelakappaleen, magneettikytkimen, jossa on kelakappaleen toisistaan erottamat kaksi kytkentäelementtiä, sekä käyttömekanismi 5 epätahtimoottorin käyttövoiman välittämiseksi säätösauvan magneettikytkimen välityksellä säätösauvan siirtämiseksi ylös- ja alaspäin. Tämä tarkastuslaite on suunniteltu niin, että se sisältää ensimmäisen säteen suuntaisen aseman kiinnitysvälineet magneettikytkimen muodostavista magneettielementeistä ensimmäisen tai kytkinelementtiin kiinnitetyn akselin säteen suuntaisen aseman 10 kiinnittämiseksi magneettikytkimen säteen suuntaisen aseman suhteen, sekä toiset säteen suuntaisen aseman kiinnitysvälineet magneettikytkimen muodostavista magneettielementeistä toisen tai kytkinelementtiin kiinnitetyn toisen akselin säteen suuntaisen aseman kiinnittämiseksi magneettikytkimen säteen suuntaisen aseman suhteen. Tarkastuslaitteen avulla kelakappaleen purkaminen tai kokoaminen tehdään 15 kelakappaleen akseleiden j a kulloistenkin kytkinelementtien ollessa kiinnitettyinä.According to a third aspect of the present invention there is provided, for example, a device for controlling a control rod drive means comprising a motor assembly comprising an asynchronous motor; This inspection device is designed to include means for securing the first radial position of the magnetic elements forming the magnetic switch for securing the radial position 10 of the first or attached shaft to the radial position of the magnetic switch, and the second radial position securing means for the second for fixing the position relative to the radial position of the magnetic switch. With the aid of an inspection device, the coil body is disassembled or assembled with the 15 coil axes and the respective coupling elements attached.

Magneettikytkimessä on sisäänrakennetut voimakkaat magneetit. Jos tämän vuoksi ko-koaminen/purkaminen tehdään kiinnittämättä magneettikytkimen akseleita, on olemassa vaara, että magneettikytkin häiritsee kelakappaleen väliseinäkomponenttia yms, niin että se rikkoo magneettikytkimen, sisemmän magneettikytkinelementin ja ulomman 20 magneettikytkinelementin tai magneettikytkimen ja ympäröivän magneetti elementin välillä vaikuttavan vetovoiman takia. Kun sitä vastoin sisemmän magneettikytkinelementin ja ulomman magneettikytkinelementin purkaminen/kokoaminen tehdään niiden akseleiden ollessa kiinnitettyinä, purkamis- ja kokoamistyö voidaan tehdä turvallisesti aiheuttamatta vaurioita laitteille.The magnetic switch has built-in strong magnets. If, for this reason, assembly / disassembly is performed without attaching the magnetic coupler shafts, there is a risk that the magnetic coupler interferes with the partition wall component of the coil member and so breaks the magnetic coupling element between the inner magnetic coupling element and the outer magnetic coupling element Conversely, when disassembly / assembly of the inner magnetic coupling element and the outer magnetic coupling element are performed with their shafts attached, the disassembly and assembly operation can be performed safely without causing damage to the equipment.

25 Keksinnön neljännen näkökohdan mukaan aikaansaadaan vääntömomenttia välittävä laite, joka sopii käytettäväksi säätösauvan käyttölaitteessa. Vääntömomenttia välittävä laite sisältää ensimmäisen kytkinelementin, joka on varustettu useammalla sisäänrakennetulla magneetilla, ja joka myös on kytketty ensimmäiseen akseliin, toisen kytkinelementin, joka on varustettu useammalla sisäänrakennetulla magneetilla, ja joka myös on 30 kytketty toiseen akseliin, ensimmäisen kuoren ensimmäisen kytkinelementin kaikkien magneettien peittämiseksi vesi- tai ilmatiiviisti, toisen kuoren toisen kytkinelementin kaikkien magneettien peittämiseksi vesi- tai ilmatiiviisti, sekä ainakin jonkin seuraavis- 9 ta: kolmannen kuoren ensimmäisen kuoren sisällä olevan ensimmäisen kytkinelemen-tin kaikkien osien tai osan niistä peittämiseksi; neljännen kuoren toisen kuoren sisällä olevan toisen kytkinelementin kaikkien osien tai osan niistä peittämiseksi.According to a fourth aspect of the invention there is provided a torque transmitting device suitable for use in a control rod actuator. The torque transmitting device includes a first coupling element provided with a plurality of built-in magnets and also coupled to a first shaft, a second coupling element equipped with a plurality of built-in magnets, and also coupled to a second shaft to cover all the magnets of the first coupling element or airtight, to water or airtight seal all the magnets of the second coupling element of the second shell, and at least one of the following: to cover all or a portion of the first coupling element within the first housing of the third housing; a fourth housing for covering all or part of the second coupling element within the second housing.

Vedenalaisessa ympäristössä tapahtuvaa käyttöä varten, jossa magneetit joutuvat kos-5 ketuksiin veden kanssa, on tavattu peittää magneettikytkimen pinta ulommalla kuorella, jotta estettäisiin magneettisten ominaisuuksien muuttuminen magneettien päälle muodostuvan korroosion takia. Edellä mainittu vääntömomenttia välittävä laite sisältää kuitenkin magneetin (magneetteja), jotka on peitetty kuorella, ja jotka on jäljestetty si-semmän/ulomman magneettikytkimen pintaa peittävän kuoren sisäpuolelle. Jos sisem-10 pää/ulompaa magneettikytkintä peittävä kuori murtuisi, niin voidaan estää magneetteja joutumasta kosketukseen veden kanssa, joka mahdollistaa magneettien kunnon säilymisen. Vastaavasti magneettikytkimen luotettavuus paranee.For use in underwater environments, where magnets get in contact with water, it has been found to cover the surface of the magnetic coupling with an outer shell to prevent the magnetic properties from being changed due to corrosion on the magnets. However, the above-mentioned torque transmitting device includes a magnet (s) covered with a housing and imitated inside the housing covering the surface of the inner / outer magnetic switch. If the shell covering the inner / outer 10 / outer magnet switches breaks, the magnets can be prevented from coming into contact with water, which allows the magnets to remain in good condition. Correspondingly, the reliability of the magnetic switch is improved.

Siinä tapauksessa, että vääntömomenttia välittävää laitetta sovelletaan säätösauvan käyttölaitteessa, on toivottavaa että vääntömomenttia välittävän laitteen ensimmäinen 15 kytkinelementti on jäljestetty kelakappaleen väliseinän sisäpuolelle, kun taas toinen kytkinelementti on järjestetty kelakappaleen väliseinän ulkopuolelle, ja että lisäksi, edellyttäen että ensimmäisen kytkinelementin kolmannella kuorella peitetyt magneetit toimivat silloin kun kolmannella kuorella peittämättä olevat ensimmäisen kytkinelementin magneetit eivät toimi, että vääntömomenttia välittävällä laitteella on välitetyn 20 vääntömomentin maksimi, joka on suurempi kuin se vääntömomentti, joka vaaditaan säätösauvan aseman säilyttämiseksi ydinreaktorin normaalissa käytössä. Tällöin voidaan suunnitella magneettikytkintä käyttävä säätösauvan käyttömekanismi suurella luotettavuudella.In the case where the torque transmitting device is applied to the control rod actuator, it is desirable that the first coupling element 15 of the torque transmitting device be disposed within the coil partition wall, while the second coupling element is disposed outside the coil partition wall; when the magnets of the first coupling element not exposed on the third housing do not operate, the torque transmitting device has a maximum transmitted torque of 20 which is greater than that required to maintain the position of the control rod during normal operation of the nuclear reactor. In this case, the control mechanism of the control rod using a magnetic switch can be designed with high reliability.

Piirustusten lyhyt kuvaus 25 Kuva 1 on aksiaalinen ja leikattu kuva, joka esittää pelkistetysti esillä olevan keksinnön erään suoritusmuodon mukaisen säätösauvan käyttölaitteen esillä olevan keksinnön ensimmäisen suoritusmuodon selittämiseksi.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is an axial and sectional view illustrating, in simplified form, a control rod actuator according to an embodiment of the present invention for explaining a first embodiment of the present invention.

Kuva 2 on hahmotelma, jolla selitetään kuvan 1 magneettikytkimen rakennetta.Figure 2 is a schematic explaining the structure of the magnetic switch of Figure 1.

1010

Kuva 3 on esillä olevan keksinnön toisen suoritusmuodon selittävä kuva, jossa myös on pelkistetty kaavio magneettikytkimen tarkastusmenetelmän sekä tarkastuslaitteen selittämiseksi.Fig. 3 is an explanatory view of another embodiment of the present invention, also showing a simplified diagram for explaining the magnetic switch inspection method and the inspection device.

Kuva 4 on käyrä, jolla selitetään magneettikytkimen vääntömomentin ominaiskäyrän 5 esimerkkiä.Figure 4 is a graph explaining an example of a torque characteristic curve 5 of a magnetic coupling.

Kuva 5 on pelkistetty kaavio, joka esittää kelakappaleen koestuslaitteen, keksinnön kolmannen suoritusmuodon selittämiseksi.Figure 5 is a simplified diagram showing a coil body testing apparatus for explaining a third embodiment of the invention.

Kuva 6 on pelkistetty kaavio, joka esittää kelakappaleen koestuslaitteen, keksinnön neljännen suoritusmuodon selittämiseksi.Fig. 6 is a simplified diagram showing a coil body testing apparatus for explaining a fourth embodiment of the invention.

10 Kuva 7 on aksiaalinen ja leikattu kuva, joka pelkistetysti esittää säätösauvan tavanomaisen käyttölaitteen.Fig. 7 is an axial and sectional view showing, in simplified form, a conventional actuator for the control rod.

Seuraavassa selitetään esillä olevan keksinnön edullisia suoritusmuotoja piirustuksiin viitaten.Preferred embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings.

Ensimmäinen suoritusmuoto 15 Ensin selitetään ensimmäistä suoritusmuotoa kuviin 1 ja 2 viitaten. Kuva 1 esittää pelkistetysti ensimmäisen suoritusmuodon säätösauvan käyttömekanismin alapään rakenteen, eli kelakappaleen ja moottorikokoonpanon rakenteen. On huomattava, että kela-kappaleen 14 yläpuolinen rakenne on täysin samanlainen kuin tekniikan tason mekanismi, jota selitettiin kuvaan 7 viitaten. Tämän vuoksi sellaiset elimet, jotka ovat sa-20 manlaiset kuin tekniikan tasossa, on merkitty samoin viitenumeroin kuin kuvassa 7, ja niiden päällekkäiset selitykset jätetään tässä pois. Samaten alaosan rakenteessa sellaiset elimet, jotka ovat identtiset tai samanlaiset kuin kuvassa 7, on merkitty samoin viitenumeroin, ja niiden päällekkäiset selitykset jätetään pois.First Embodiment 15 A first embodiment will be described with reference to Figures 1 and 2. Figure 1 is a simplified view of the structure of the lower end of the control mechanism of the first embodiment of the actuator, i.e. the structure of the coil and the motor assembly. It should be noted that the structure above the coil body 14 is completely similar to the prior art mechanism described with reference to Figure 7. Therefore, organs similar to those of the prior art are denoted by the same reference numerals as in Figure 7, and their overlapping explanations are omitted herein. Similarly, in the structure of the lower part, such bodies which are identical or similar to those of Figure 7 are denoted by the same reference numerals and their overlapping descriptions are omitted.

Ensin seuraavassa selitetään tämän suoritusmuodon säätösauvan käyttömekanismia.First, the mechanism for operating the control rod of this embodiment will be explained below.

25 Kuvan 1 säätösauvan käyttömekanismi sisältää magneettikytkimen, jossa on sisempi magneettikytkinelementti 31 ja ulompi magneettikytkinelementti 32, jotka elementit on 11 erotettu toisistaan kelakappaleen 14 väliseinällä, irrotuksen ilmaiseva magneetti 25, käyttöakseli 3, jne.The control mechanism of the control rod of Fig. 1 includes a magnetic coupling having an inner magnetic coupling element 31 and an outer magnetic coupling element 32 separated by a partition wall of a coil member 14, a release magnet 25, a drive shaft 3, etc.

Säätösauvan käyttömekanismin ylärakenteisiin on jäljestetty samalla tavalla ruuviakse-li 4 ja mutteri 5, jotka muodostavat kuularuuvimekanismin, ontto mäntä 9, pikasulku-5 asennon ilmaiseva magneetti 28, kokonaan sisäänvedetyn asennon magneetti 29.Similarly to the superstructures of the control rod drive mechanism are a screw shaft 4 and a nut 5 which form a ball screw mechanism, a hollow piston 9, a magnet 28 indicating the position of the short-circuit 5, a magnet 29 fully retracted.

Kelakappaleen 14 alapuolelle on järjestetty moottorikokoonpano. Kelakappaleen 14 puolella oleva ulompi magneettikytkinelementti 32 on kytkimen 2 kautta liitetty pyörivään akseliin 1 moottorikokoonpanon puolella.Below the coil piece 14 is arranged a motor assembly. The outer magnetic coupling element 32 on the side of the reel body 14 is connected via a switch 2 to a rotary shaft 1 on the motor assembly side.

Pitojarru 19, asennon ilmaisuyksikkö (synkroninen asennon määritys) 20, vaihde 33 ja 10 jarrulevyin 34 varustettu epätahtimoottori 35 muodostavat moottorikokoonpanon. Sekä pitojarrulla 19 että jarrulevyllä 34 on paikallaan pitävä vääntömomentti yli 2,9 J akselin suuntaan muunnettaessa ruuviakselia 4 varten, joka vääntömomentti tarvitaan säätösauvan asennon säilyttämiseksi ydinreaktorin normaalissa käytössä.The holding brake 19, the position detection unit (synchronous position determination) 20, the gear 33 and 10, the asynchronous motor 35 provided with the brake discs 34 form the engine assembly. Both the holding brake 19 and the brake disk 34 have a holding torque of more than 2.9 J in the axial direction when converting for the screw shaft 4, which is required to maintain the position of the control rod during normal operation of the nuclear reactor.

Näin ollen pitojarru 19 ja jarrulevy 34 on yhdessä jäljestetty muodostamaan paikallaan 15 pitävän vääntömomentin säätösauvan asennon säilyttämiseksi normaalin käytön aikana. Vaikka toinen jarruista menettäisi jarrutuskykynsä, niin tämän ansiosta säätösauvan asento voidaan säilyttää varmasti, jolla aikaansaadaan erittäin luotettava säätösauvan käyttömekanismi.Thus, the holding brake 19 and the brake disc 34 are combined to provide a holding torque 15 to maintain the position of the control rod during normal operation. Even if one of the brakes loses its braking ability, this allows the lever position to be securely maintained, providing a very reliable lever control mechanism.

Ulomman magneettikytkinelementin 32 ja kelakappaleen 14 väliseinän väliin on jäijes-20 tetty lämpömittari 36, ja toinen lämpömittari 37 on järjestetty epätahtimoottorin 35 käämiosaan. Tässä on huomattava, että eräässä muunnelmassa lämpömittari 36 voidaan jäljestää ulomman magneettikytkinelementin 32 kehän läheisyyteen. Samaten voidaan lämpömittari 37 järjestää epätahtimoottorin 35 käämin läheisyyteen, kotelon sopivaan kohtaan, tai vastaavaan.Between the outer magnetic coupling element 32 and the partition of the coil body 14, a thermometer 36 is stiffened and a second thermometer 37 is disposed in the winding portion of the asynchronous motor 35. It should be noted here that in one variation, the thermometer 36 may be tracked near the periphery of the outer magnetic switch element 32. Similarly, the thermometer 37 may be disposed adjacent to the winding of the asynchronous motor 35, at a convenient point in the housing, or the like.

25 Kelakappaleen 14 ulkopuolelle on järjestetty irrotuksen ilmaiseva anturi 27 ja pikasul-kuasennon ilmaiseva anturi 30, jotka molemmat sisältävät magneettikäyttöiset kielire-leet.Outside the coil body 14 is provided a detector 27 and a sensor 30 for detecting the short-circuit position, both of which include magnetic-driven tongue relays.

Pikasulkuasennon ilmaisevaan anturiin 30 on järjestetty useita kielireleita (ei esitetty) ylös- ja alaspäin suunnan suhteen, jotka voivat ilmaista kulloisetkin asennot, jotka vas- 12 taavat matkoja 0, 10, 40, 60 ja 100 % (0 = täysin ulos vedetty; 100 = täysin sisään työnnetty) säätösauvan koko liikematkasta. Toisaalta irrotuksen ilmaiseva anturi 27 sisältää irrotuksen ilmaisevan kielireleen 38, joka ilmaisee irrotuksen ilmaisumagneetin 38 asennon, sekä magneettikytkimen irrotuksen ilmaisevan kielireleen 39, joka ilmai-5 see magneettikentän tilan magneettikytkimen läheisyydessä.The short-circuit position detecting sensor 30 is provided with a plurality of tongue relays (not shown) in up and down directions which can indicate respective positions corresponding to distances 0, 10, 40, 60 and 100% (0 = fully retracted; 100 = fully retracted) over the entire stroke of the control lever. On the other hand, the detector detector 27 includes a detector tongue relay 38 which detects the position of the detector detector magnet 38, and a magnetic switch detector tongue relay 39 which detects the state of the magnetic field in the vicinity of the magnetic detector.

Moottorin tehoyksikkö 41 on kytketty epätahtimoottoriin 35. Moottorin tehoyksikkö 41 on kytketty virtalähteeseen 44, jolla on kiinteä taajuus, esim. 60 Hz. On myös jäljestetty muuttuvataajuinen virtalähde 45. Moottorin tehoyksikköön 41 voidaan valinnan mukaan kytkeä joko kiinteällä taajuudella toimiva virtalähde 44 tai muuttuvataajuinen vir-10 talähde 45. Muuttuvataajuinen virtalähde 45 voidaan myös suunnitella siten, että taajuus muuttuu portaittain. Vaihtoehtoisesti se voidaan suunnitella niin, että taajuus voi muuttua j atkuvasti.The motor power unit 41 is coupled to the asynchronous motor 35. The motor power unit 41 is coupled to a power supply 44 having a fixed frequency, e.g. 60 Hz. Also provided is a variable frequency power supply 45. The motor power unit 41 may be optionally connected to either a fixed frequency power supply 44 or a variable frequency power supply 45. The variable frequency power supply 45 may also be designed such that the frequency changes step by step. Alternatively, it can be designed so that the frequency can change continuously.

Epätahtimoottori 35 pyörii synkronisesti verrannollisesti virtalähteen taajuuteen, ja myös vaihdellen kuorman mukaan. Tässä suoritusmuodossa moottorin virtalähde voi-15 daan valita useammasta taajuudesta, jolloin moottoria voidaan käyttää joustavasti tilanteen mukaan, esimerkiksi käyttö keskisuurella nopeudella ydinreaktorin käytön aikana; käyttö suurella nopeudella lyhyen käyttöjakson takia ydinreaktorin seisokin yhteydessä; ja käyttö pienellä nopeudella säätösauvan kitkakoestusta varten, joka voidaan suorittaa laitoksen tarkistamiseksi ydinreaktorin seisokin aikana. Erityisesti säätösauvan 20 kitkakoestuksen yhteydessä, kun säätösauva ajetaan pienellä nopeudella sen kokoon ulosvedetystä asennosta kokonaan sisään työnnettyyn asentoon, ja kun samalla mitataan käyttönopeutta, niin voidaan ilmaista kuorman muutos, esimerkiksi kitka. Säätö-sauvan kitkakoestuksessa tms, säätösauvan pienen nopeuden käyttö mahdollistaa myös kuorman muutoksen selvän ilmaisun lyhyen jakson aikana, jolla aikaansaadaan luotet-25 tava koe. Luonnollisesti samaan tapaan kuin ydinreaktorin käytön keskivaiheilla, kun kuorman muutos voidaan vahvistaa lyhyen jakson puitteissa ajettaessa keskinopeudella ongelmia aiheuttamatta, se voidaan myös suorittaa keskinopeudella.The asynchronous motor 35 rotates synchronously proportional to the power supply frequency, and also varies according to the load. In this embodiment, the power source of the motor can be selected from a plurality of frequencies, whereby the motor can be operated flexibly according to the situation, for example, operating at medium speed during operation of the nuclear reactor; operation at high speed due to short operating cycle during shutdown of nuclear reactor; and use at low speed for friction testing of the control rod, which may be performed to inspect the plant during shutdown of the nuclear reactor. Particularly in the friction test of the adjusting rod 20, when the adjusting rod is driven at a low speed from its retracted position to the fully retracted position, and while the operating speed is measured, a change in load, for example friction, can be detected. The use of the low speed of the control rod in frictional testing of the control rod, etc., also allows a clear indication of the change in load over a short period of time to provide a reliable test. Of course, just as in the middle stages of operating a nuclear reactor, when the change in load can be confirmed within a short period of operation at medium speed without causing problems, it can also be performed at medium speed.

Lisäksi huomautetaan, että kun epätahtimoottorin 35 kuorma vaihtelee, epätahtimootto-rin 35 sähköenergia muuttuu vastaavalla tavalla. Jos tässä tapauksessa tehoyksikkö 41 30 on varustettu virtamittarilla, jännitemittarilla, tehomittarilla, jne, niin säätösauvan kit-kakoestus on mahdollinen.It is further noted that as the load on the asynchronous motor 35 varies, the electrical energy of the asynchronous motor 35 changes accordingly. In this case, if the power unit 41 30 is equipped with a current meter, a voltage meter, a power meter, etc., the kit can be double-tested against the control rod.

1313

Koska suoritusmuodon mukaan mekanismi on jäij estetty yksilöllisesti, pidetään edullisena että tehoyksikkö kytketään kiinteätaajuiseen virtalähteeseen 44 ydinreaktorin käytön aikana, kun taas tehoyksikkö on silloin tällöin kytketty muuttuvataajuiseen virtalähteeseen 45 ydinreaktorin seisokin aikana. Näillä liitännöillä voidaan poistaa mahdolli-5 suus, että tehoyksikkö kytkeytyy väärään virtalähteeseen ydinreaktorin käytön aikana, jolloin tehoyksikköä voidaan käyttää suurella luotettavuudella.Because according to the embodiment the mechanism is individually stiffened, it is preferred that the power unit be connected to a fixed frequency power supply 44 during operation of the nuclear reactor, while the power unit is occasionally connected to a variable frequency power supply 45 during shutdown of the nuclear reactor. These connections can eliminate the possibility of the power unit switching to the wrong power source during the operation of the nuclear reactor, which can be used with high reliability.

Vaikka suoritusmuodon mekanismi on suunniteltu niin, että pystytään valitsemaan useammasta taajuudesta, ne voidaan korvata keskenään erilaisilla monenlaisilla jännitteillä, niin että aikaansaadaan säätösauvan käyttö eri nopeudella. Tässä tapauksessa 10 kiinteätaajuinen virtalähde 44 ja muuttuvataajuinen virtalähde 45 korvattaisiin kiinteä- jännitteisellä virtalähteellä 44 ja muuttuvajännitteisellä virtalähteellä 45.Although the mechanism of the embodiment is designed to be selected from a plurality of frequencies, they can be replaced by a variety of different voltages to provide control rod operation at different speeds. In this case, the fixed frequency power supply 44 and the variable frequency power supply 45 would be replaced by the fixed voltage power supply 44 and the variable voltage power supply 45.

Viitaten jälleen kuvaan 1, moottorin tehoyksikössä on kaksi kytkintä 40, 40, jotka on kytketty sarjaan. Kulloistakin kytkintä 40 voidaan ohjata eri reittejä ohjausyksiköllä 42 käskysignaaleja välittävien johtojen kautta, toisistaan riippumatta. Lisäksi moottorin te-15 hoyksikkö 41 on varustettu lämpöreleellä 43, joka toimii suojareleenä. Kun kuorman vääntömomentti epätahtimoottoriin 35 kasvaa, epätahtimoottoriin 35 syötettyä käyttö-virtaa lisätään lämpöreleen 43 aktivoimiseksi. On huomattava, ettei suojarele rajoitu pelkästään lämpöreleeseen 43, vaan sitä voidaan soveltaa myös muuhun suojarelee-seen.Referring again to Figure 1, the motor power unit has two switches 40, 40 which are connected in series. Each of the switches 40 may be controlled on different paths by the control unit 42 via lines which carry command signals, independently of one another. In addition, the motor te-15 motor unit 41 is provided with a thermal relay 43 which serves as a protective relay. As the load torque on the asynchronous motor 35 increases, the drive current supplied to the asynchronous motor 35 is increased to activate the thermal relay 43. It should be noted that the protective relay is not limited to the thermal relay 43 but can also be applied to the other protective relay.

20 Pitojarruun 19 on samaten liitetty pitojarrun tehoyksikkö 46. Tehoyksikköön 46 on liitetty esittämättä oleva kiinteän taajuuden virtalähde. Pitojarrun tehoyksikössä 46 on kaksi kytkintä 47, 47, jotka on kytketty Saijaan. Kulloistakin kytkintä 47 voidaan myös ohjata eri reittejä ohjausyksiköllä 42 käskysignaaleja välittävien johtojen kautta, toisistaan riippumatta.The holding brake 19 is likewise connected to the holding brake power unit 46. An unpowered fixed frequency power supply is connected to the power unit 46. The brake brake power unit 46 has two switches 47, 47 which are coupled to the Saija. Each of the switches 47 may also be controlled on different paths by the control unit 42 via lines carrying the command signals, independently of one another.

25 Koska moottorin tehoyksikkö 41 ja pitojarrun tehoyksikkö 46 on kulloinkin varustettu kahdella Saijaan kytketyllä kytkimellä 40, 40; 47, 47, voidaan estää säätösauvan virheellinen ohjaus yhden vian johdosta, jne, jolloin mekanismin luotettavuus paranee.Since the motor power unit 41 and the holding brake power unit 46 are each provided with two Saija-connected switches 40, 40; 47, 47, misalignment of the control rod due to one defect, etc., can be prevented, thereby improving the reliability of the mechanism.

On huomattava, että edellä mainitut kytkimet 40, 47 voidaan muodostaa kulloinkin koskettimilla j a j opa puolij ohdekytkimillä.It should be noted that the aforementioned switches 40, 47 may each be formed by contacts and semiconductor switches.

1414

Seuraavaksi selitetään yksityiskohtaisesti magneettikytkimen rakennetta kuvaan 2 viitaten.The structure of the magnetic switch will now be described in detail with reference to Figure 2.

Magneettikytkimen muodostavassa sisemmässä magneettikytkinelementissä 31 on sisäänrakennettuja kahdeksannapaisia magneetteja 50, 51. Samalla tavalla magneettikyt-5 kimen muodostavassa ulommassa magneettikytkinelementissä 32 on myös sisäänrakennettuja kahdeksannapaisia magneetteja 48, 49. Magneeteilla 48, 49, 50, 51 on ikeet 53, 54, 55, 56, jotka on tehty magneettisesta materiaalista, niin että muodostuu kulloisetkin magneettipiirit 52.The inner magnetic switch element 31 forming the magnetic switch has built-in eight-pole magnets 50, 51. Similarly, the outer magnetic switch element 32 forming the magnetic switch-5 also has built-in eight-pole magnets 48, 49, 55, 54, 51, 51, made of magnetic material to form the respective magnetic circuits 52.

Ulomman magneettikytkinelementin 32 magneettien 48, 49 kulloisetkin sisäpinnat on 10 peitettyjä tiivistetty hoikilla 57, kun taas sisemmän magneettikytkinelementin 31 magneettien 50, 51 kulloisetkin ulkopinnat on peitettyjä tiivistetty hoikilla 58. sisemmät ja ulommat magneettikytkinelementit 31, 32 on magneettisesti kytketty toisiinsa kulloisenkin magneetin 48, 49, 50, 51 magneettisen voiman kautta. Näin ollen on mahdollista välittää kosketuksettomasti tehoa sisemmän magneettikytkinelementin 31 ja ulom-15 man magneettikytkinelementin 32 välillä kelakappaleen 14 väliseinien kautta.Each of the inner surfaces of the magnets 48, 49 of the outer magnetic coupling element 32 is covered by a sleeve 57, while the respective outer surfaces of the magnets 50, 51 of the inner magnetic coupling element 31 are covered by a sleeve 58. The inner and outer magnetic coupling elements 50, 51 through magnetic force. Thus, it is possible to transmit power non-contact between the inner magnetic coupling element 31 and the outer magnetic coupling element 32 through the partitions of the coil body 14.

Kuvan 2a esittämällä tavalla kirjaimella A varustetut magneetit 48 ulommassa magneettikytkinelementissä 32 (joita alempana kutsutaan ”A-magneeteiksi”) ovat kulloinkin pienemmät kuin muut magneetit 49, jotka on merkitty kirjaimella B (joita alempana kutsutaan ”B-magneeteiksi”). Samalla tavalla kirjaimella C varustetut magneetit 50 si-20 semmässä magneettikytkinelementissä 31 (joita alempana kutsutaan ”C-magneeteiksi”) ovat kulloinkin pienemmät kuin muut magneetit 51, jotka on merkitty kirjaimella D (joita alempana kutsutaan ”D-magneeteiksi”).2a, the magnets A in the outer magnet switch element 32 (hereinafter referred to as "A magnets") are in each case smaller than the other magnets 49 indicated by the letter B (hereinafter referred to as "B magnets"). Likewise, the magnets C having 50 letter-20 in each of the magnetic coupling elements 31 (hereinafter referred to as "C-magnets") are each smaller than the other magnets 51 designated D (hereinafter referred to as "D-magnets").

Lisäksi ulomman magneettikytkinelementin 32 kirjaimella A merkityt, A-magneettien kanssa kosketuksessa olevat ikeet (joita alempana kutsutaan ”A-ikeiksi”) ovat kulloin-25 kin pienemmät kuin kirjaimella B merkityt ikeet (joita alempana kutsutaan ”B-ikeik-si”). Samalla tavalla sisemmän magneettikytkinelementin 31 kirjaimella C merkityt C-magneettien kanssa kosketuksessa olevat ikeet ovat kulloinkin pienemmät kuin kirjaimella D merkityt ikeet (joita alempana kutsutaan ”D-ikeiksi”). Muunnelmassa kuitenkin ies A ja ies B voidaan muodostaa samaksi kappaleeksi, kun taas ies C ja ies D muo-30 dostetaan samaksi kappaleeksi.In addition, the yokes of the outer magnet coupling element 32, designated A, which are in contact with the A magnets (hereinafter referred to as "A-yokes") are each smaller than the yokes marked B, (hereinafter referred to as "B-yams"). Similarly, the yokes in contact with the C magnets, denoted by letter C, of the inner magnet coupling element 31 are in each case smaller than the yokes denoted by letter D (hereinafter referred to as "D yokes"). However, in the variation, yoke A and yoke B can be formed into the same song, while yoke C and yoke D are formed into the same song.

1515

Kuvan 2b esittämällä tavalla pienikokoiset magneetit, eli edellä olevat magneetit Aja C, on erikseen peitetty ulommilla kuorilla 59, kun magneetteihin A, C on asennettu välilevy 60. Vaikka kuva 2b esittää ainoastaan magneetin C ja kehän myötäisen rakenteen, magneetti A ja kehän myötäinen rakenne ovat myös samanlaiset kuin magneetti C 5 ja sen kehärakenne, paitsi että ies on sijoitettu magneetin ulkopuolelle (katso kuva 2a).As shown in Figure 2b, the small magnets, i.e. the above magnets A and C, are separately covered by outer shells 59 when a spacer 60 is mounted on the magnets A, C. Although Figure 2b shows only the magnet C and the perimeter structure, also similar to magnet C 5 and its peripheral structure except that the yoke is positioned outside the magnet (see Figure 2a).

Kuvan 2a esittämällä tavalla magneetit A, magneetit C, ikeet Aja ikeet C on kulloinkin järjestetty kaksin kappalein ja järjestetty myös pistesymmetrisesti keskenään magneet-tikytkimen keskiakselin suhteen. Lisäksi magneetti Aja magneetti C on jäljestetty vastakkaissuuntaisiksi.2a, the magnets A, the magnets C, the yokes and the yokes C, respectively, are arranged in two pieces and also arranged dot-symmetrically with respect to the central axis of the magnet switch. In addition, magnet A and magnet C are imaged in opposite directions.

10 Magneettien B ja C toiminnasta riippumatta magneettikytkin varmistaa ydinreaktorin normaalin toiminnan aikana säätösauvan aseman säilyttämiseksi tarvittavan vääntömo-mentin, joka ruuviakselilta 4 välitettynä on yli 2,9 J, pelkästään magneetin Aja magneetin C välillä vaikuttavan magneettisen vetovoiman avulla. Kuten edellä mainittiin, magneettikytkimen muodostavien magneettien pinnat on peitetty holkeilla 57 ja 58, ja 15 lisäksi kahden navan magneetit (magneetit A) ja magneetit 50 (magneetit C) on erikseen peitetty ulkokuorin 59, ja lisäksi magneettikytkin on suunniteltu niin, että se tuottaa vääntömomentin säätösauvan aseman säilyttämiseksi normaalin käytön aikana, riippumatta muiden magneettien 49 (magneetit B) ja 51 (magneetit D) toiminnasta. Vaikka holkit 57, 58 ovat niin vaurioituneet, että vesi yms. tunkeutuu magneettikytkimeen ja 20 aiheuttaa magneettien 49 (magneetit B ja 51 (magneetit D) toimintakyvyn menetyksen, niin rakenne pystyy tämän vuoksi säilyttämään varmasti säätösauvan asennon paremmin suojattujen magneettien 48 (magneetit A) ja 50 (magneetit C) tällä tavalla varmistetun toiminnan takia. Näin ollen voidaan aikaansaada säätösauvan käyttömekanismi, joka on erittäin luotettava.Regardless of the operation of the magnets B and C, the magnetic coupling provides the torque required to maintain the position of the control rod during normal operation of the nuclear reactor, which is greater than 2.9 J, transmitted from the screw axis 4, solely by magnetic attraction between magnet A and magnet C. As mentioned above, the surfaces of the magnets forming the magnetic coupling are covered by the sleeves 57 and 58, and in addition, the two pole magnets (magnets A) and magnets 50 (magnets C) are separately covered by the outer casing 59, and the magnet coupling is designed to provide a torque control rod. to maintain position during normal operation, regardless of the operation of other magnets 49 (magnets B) and 51 (magnets D). Although the sleeves 57, 58 are so damaged that water, etc., penetrates the magnetic switch and 20 causes the magnets 49 (magnets B and 51 (magnets D) to lose their function), the structure can therefore safely maintain the position of the control rods better protected by magnets 48 (magnets A) and 50 (magnets C) because of the operation assured in this manner, thus providing a very reliable control mechanism for the control rod.

25 On huomattava, että jos tämä magneettikytkentä irrottaisi, se voidaan ilmaista seuraa-villa menetelmillä 1) ja 2).Note that if this magnetic coupling was disconnected it could be detected by the following methods 1) and 2).

1) Ensiksi selitetään ensimmäistä menetelmää. Normaalitilassa magneettikytkimessä pienikokoiset magneetit Aja magneetit C on jäljestetty niin, että ne ovat vastakkaissuuntaiset sisemmissä/ulommissa magneettikytkinelementeissä 31, 32. Jos magneetti-30 kytkin irrottaisi, niin pienikokoiset magneetit A ja magneetit C vastustavat suurikokoisia magneetteja D ja vastaavasti magneetteja B. Koska pienikokoiset magneetit A, C1) First, the first method will be explained. In the normal mode of the magnetic switch, the small magnets A and magnets C are sequenced so that they are opposite to the inner / outer magnetic switch elements 31, 32. If the magnet 30 were detached, then the small magnets A and , C

16 nojaavat pienikokoisiin ikeisiin A ja vastaavasti C, niin kun pienikokoiset magneetit A, C vastustavat suurikokoisia magneetteja D ja B edellä kuvatulla tavalla, jäijestely mahdollistaa magneettisten voima viivojen 52 lukittumisen ikeisiin, niin että magneettivii-vat kulkevat magneettikytkimen ympäri muuttaen ympäröivää magneettikenttää. Koska 5 sellainen magneettikentän muutos ilmaistaan magneettikytkimen irrotuksen ilmaisevalla kielireleellä 39 irrotuksen ilmaisevassa anturissa 27, voidaan ilmaista magneettikytkimen irrottaminen. On huomattava, että vaikka magneettikytkimen sisätilassa on tässä suoritusmuodossa pienikokoiset magneetit, samanlainen toiminta voitaisiin aikaansaada järjestelyllä, jossa magneettikytkimeen on järjestetty magneetteja, joilla on erilaiset 10 magneettiset ominaisuudet (esim. magneettivuon tiheys).16 rely on the compact yokes A and C, respectively, while the compact magnets A, C resist the large magnets D and B as described above, the stiffening allows the magnetic force lines 52 to lock into the yokes so that the magnetic lines pass around the magnetic switch. Since such a change in the magnetic field 5 is detected by the magnetic switch disconnecting tongue relay 39 in the detecting detector 27, the magnetic switch disconnection can be detected. It should be noted that although the magnet coupler has small magnets in the interior of this embodiment, similar operation could be achieved by an arrangement in which the magnet coupler is provided with magnets having different magnetic properties (e.g., magnetic flux density).

2) Seuraavaksi selitetään toista menetelmää. Jos magneettikytkimessä esiintyy irrotus, niin sisempien magneettikytkinelementtien 31 ja ulompien magneettikytkinelementtien 32 välinen kytkentä muuttuu niin, että asennon ilmaisevan yksikön lähdön, joka sisältää ulompaan magneettikytkinelementtiin 32 liittyvän akselin (eli pyörivän akselin 1) 15 asento-tiedon, ja pikasulun ilmaisevan anturin 30 lähdön, jolla ilmaistaan sisempään magneettikytkinelementtiin 31 liittyvän onton männän 9 asento-tieto, välinen suhde muuttuu verrattuna samaan suhteeseen normaalitilassa.2) Next, another method will be explained. If there is a disconnection in the magnetic switch, the coupling between the inner magnetic switch elements 31 and the outer magnetic switch elements 32 is changed such that the position indicating unit output includes the axis (i.e., rotor shaft 1) the position information of the hollow piston 9 associated with the inner magnetic coupling element 31 is changed relative to the same ratio in the normal state.

Tämän vuoksi asennon ilmaisuyksikön 20 lähdön vertaaminen pikasulkuasennon ilmaisevan anturin 30 lähtöön, ja sen jälkeen arvio siitä, onko näiden lähtöjen välille muo-20 dostunut ennalta määrätty suhde, tekee mahdolliseksi vahvistaa magneettikytkimessä tapahtuvan irrotuksen.Therefore, comparing the output of the position detecting unit 20 with the output of the short-circuit position detecting sensor 30, and subsequently evaluating whether a predetermined ratio has formed between these outputs 20, allows to confirm the removal in the magnetic switch.

Kun edellä olevien menetelmien mukaan ilmaistaan magneettikytkimen irrotus, voidaan ryhtyä erilaisiin sopiviin toimenpiteisiin: annetaan ohjausyksikön 41 lopettaa virransyöttö moottorille 35, jolloin säätösauvan käyttö loppuu; näytetään se tosiasia, että 25 asennon ilmaisuyksikön 20 lähtö ja pikasulun ilmaisuanturin 30 lähtö poikkeavat ennalta määrätystä suhteesta; käynnistetään hälytys; jne. Tämän jälkeen voidaan sopivana toimenpiteenä myös erottaa kyseinen säätösauvan käyttömekanismi muista mekanismeista, niin että siitä tulee ’’käytöstä pois otettu säätösauvamekanismi”. Tällä tavalla voidaan muodostaa säätösauvan käyttömekanismi suurella luotettavuudella.When detaching the magnetic switch according to the above methods is indicated, various suitable measures can be taken: allowing the control unit 41 to stop the power supply to the motor 35, thereby terminating the use of the control rod; displaying the fact that the output of the position detection unit 20 and the output of the short-circuit detection sensor 30 differ from a predetermined ratio; triggering an alarm; etc. Thereafter, as a suitable measure, it may also be possible to separate that control rod drive mechanism from the other mechanisms so that it becomes a "" deactivated control lever mechanism ". In this way, the control mechanism of the control rod can be formed with high reliability.

30 Seuraavaksi selitetään ohjausyksikön 42 toimintaa. Säätöyksiköllä 42 on seuraavat toiminnot.30 The operation of the control unit 42 will now be described. The control unit 42 has the following functions.

17 1) Ohjausyksikkö 42 muodostaa käyttö/pysäytys-käskyn säätösauvaa varten käyttäjän toimenpiteiden mukaan. Tässä tapauksessa ohjausyksikön 42 ohjaamat tehoyksiköt 41, 46 käynnistävät tai lopettavat epätahtimoottorin 35, jarrutusjarrun 34 ja pitojamm 19 sähkötehon syötön.17 1) The control unit 42 generates an on / off command for the control rod according to the user's actions. In this case, the power units 41, 46 controlled by the control unit 42 start or stop the supply of electric power to the asynchronous motor 35, the brake brake 34, and the holding mm 19.

5 2) Säätösauvan käytön aluksi ohjausyksikkö 42 ensin ohjaa tehoyksikön 46 päästämään pitojamm 34. Sen jälkeen ohjausyksikkö 42 ohjaa tehoyksikön 41 syöttämään samanaikaisesti sähköä jarrutusjarrua 34 ja epätahtimoottoria 35 varten. On huomattava, että sähkön syötön alkaessa jarrutusj arm 34 lopettaa pitotoimintansa irrotusasennossa. Tämän vuoksi pyörivä akseli 1 alkaa pyöriä.2) Initially, the control unit 42 first controls the power unit 46 to release the grips 34. The control unit 42 then controls the power unit 41 to simultaneously supply electricity to the brake brake 34 and the asynchronous motor 35. It should be noted that when power is supplied, the braking device 34 will terminate its holding function in the release position. Therefore, the rotating shaft 1 starts to rotate.

10 3) Kun säätösauvan käyttö lopetetaan, ohjausyksikkö 42 ensin ohjaa tehoyksikköä 41 niin, että se samanaikaisesti lopettaa tehon syötön jarrutusjarrulle 34 ja epätahtimootto-rille 35. Tässä on huomattava, että jarrutusjarru 34 suorittaa pitotoimen, kun mitään sähkötehoa ei syötetä. Kun pyörivän akselin 1 pyöriminen on pysäytetty, ohjausyksikkö 42 ohjaa tehoyksikköä 46, niin että pitojarru 19 pitää.3) When the control rod is stopped operating, the control unit 42 first controls the power unit 41 to simultaneously stop the power supply to the brake brake 34 and the asynchronous motor 35. It should be noted that the brake brake 34 performs a holding action when no electrical power is applied. When the rotation of the rotary shaft 1 is stopped, the control unit 42 controls the power unit 46 so that the holding brake 19 holds.

15 Kun näin erotetaan pitojamm 19 ja jarrutusjarrun 34 toiminta-ajat toisistaan, voidaan pienentää pitojamm 19 liukumisesta johtuvaa kitkakulumista, niin että sekä pitojamm 19 käyttöikä että sen luotettavuus kasvavat.Thus, by separating the operating times of the gripper 19 and the brake brake 34, frictional wear due to the sliding of the gripper 19 can be reduced to increase both the service life of the gripper 19 and its reliability.

4) Lisäksi sillä hetkellä, jolloin tällä tavalla ohjattu säätösauva on saapunut lähelle (esim. 4 mm päähän) tavoiteltua pysäytyskohtaa, ohjausyksikkö 42 pystyy toimimaan 20 niin, että se muodostaa käytön pysäytyskäskyn. Eli kun otetaan huomioon sähköväli-tyksen viive, jarrutusjamm 35 ominaisuudet, yms, oletetaan että säätösauva pysähtyy kuljettuaan eteenpäin yli 2 mm siitä, kun pysäytyskäsky on muodostettu ohjausyksikössä 42. Kun tämän vuoksi pysäytyskäsky muodostetaan 4 mm ennen tavoitteena olevaa pysäytyskohtaa, voidaan pysäytystarkkuutta parantaa. Tässä on huomattava, että oh- 25 jausyksikkö 42 saa tietää säätösauvan asennon ilmaisuyksikön 20 lähettämien signaalien perusteella; tästä huolimatta yksikkö 42 lisäksi valvoo irrotuksen ilmaisuanturilta 27 ja pikasulun ilmaisuanturilta 30 tulevia signaaleja.4) In addition, at the point when the control rod so controlled has arrived near the desired stop point (e.g., 4 mm), the control unit 42 is able to operate 20 so as to generate a drive stop command. That is, taking into account the delay in electric transmission, the characteristics of the brake actuator 35, etc., it is assumed that the control rod stops after moving more than 2 mm after the stop command is generated in the control unit 42. It should be noted here that the control unit 42 learns the position of the control rod based on the signals transmitted by the detection unit 20; nevertheless, the unit 42 further monitors the signals from the detector detector 27 and the short circuit detector sensor 30.

5) Ohjausyksikkö 42 suorittaa lisäksi seuraavat toimenpiteet: a) valvoo lämpömittarin 37 ohjausyksikölle 42 lähettämää signaalia, ja näin ollen epätahtimoottorin 35 käämin 30 osan lämpötilaa; b) valvoo lämpömittarin 36 ohjausyksikölle 42 lähettämää signaalia, 18 ja näin ollen magneettikytkimen osan lämpötilaa; ja c) valvoo asennon ilmaisuyksikön 20 lähettämää signaalia, ja näin ollen säätösauvan ajonopeutta. Säätösauvan ajonopeus voidaan saada joko suorittamalla asennon ilmaisuyksikön ilmaiseman asennon vähennyslaskuja ajan suhteen tai laskemalla säätösauvan siirtyminen aikayksikköä kohti.5) The control unit 42 further performs the following operations: a) monitors the signal transmitted by the thermometer 37 to the control unit 42, and thus the temperature of the winding 30 portion of the asynchronous motor 35; b) monitors the signal transmitted by the thermometer 36 to the control unit 42, and thus the temperature of the magnetic coupling part; and c) monitors the signal transmitted by the position detection unit 20, and thus the travel speed of the control rod. The travel speed of the control rod can be obtained either by performing reductions of the position indicated by the position detection unit over time or by calculating the movement of the control rod per unit time.

5 Kun nämä arvot ylittävät ennalta määrätyt arvot, annetaan esittämättä olevalta hälytys-yksiköltä hälytys käyttäjälle. On huomattava, että jos ensimmäinen ennalta määrätty asento ohitetaan, hälytyksen muodostaminen voidaan korvata tai sen lisäksi voidaan sopivilla näyttövälineillä käyttäjälle esittää tietoa, joka edustaa sen hetkistä tilannetta.5 When these values exceed predetermined values, an alarm is displayed to the user from the unobserved alarm unit. It is to be noted that if the first predetermined position is bypassed, the alarm generation can be replaced or, in addition, suitable display means may provide the user with information representing the current situation.

Kun edellä olevat arvot kulloinkin ylittävät toiset ennalta määrätyt arvot, jotka ovat lä-10 hellä niiden kriittisiä arvoja ensimmäisiin ennalta määrättyihin arvoihin verrattuna, ohjausyksikkö 42 muodostaa lisäksi käskyn, jolla lopetetaan säätösauvan ajaminen.When the above values in each case exceed second predetermined values close to their critical values relative to the first predetermined values, the control unit 42 further generates a command to stop driving the control rod.

Edellä olevassa selityksessä muodostetaan kulloinkin ensimmäinen ja toinen ennalta määrätty arvo, ja tämän vuoksi ohjausyksikkö 42 suorittaa ennalta määrätyt toimenpiteet, kun kulloinkin ylitetään ensimmäinen ja toinen ennalta määrätty arvo. Kun erässä 15 muunnelmassa muodostetaan ennalta määrätyt toleranssit epätahtimoottorin 35 käämi-osan lämpötilan, magneettikytkimen osan ja säätösauvan käyttönopeuden suhteen, ja kun edellä olevat parametrit menevät toleranssiensa ulkopuolelle, ohjausyksikkö voi ryhtyä sopiviin toimenpiteisiin, esimerkiksi pysäyttää moottorin, muodostaa hälytyksen, jne, samalla tavalla kuin edellä mainitussa suoritusmuodossa.In the foregoing description, the first and second predetermined values are each generated, and therefore, the control unit 42 performs predetermined actions each time the first and second predetermined values are exceeded. When a batch of 15 variants establishes predetermined tolerances for the temperature of the coil portion of the asynchronous motor 35, the solenoid switch portion and the operating speed of the control rod, and when the above parameters go beyond their tolerances, the control unit may take appropriate action in said embodiment.

20 6) Kun lämpörele 43 aktivoituu, ohjausyksikkö 42 saa hälytyksen ja muodostaa sitten käskyn säätösauvan käytön pysäyttämiseksi. Näin ollen voidaan sekä ilmaista säätösauvan epänormaali tila, ja lisäksi estää liian suuren vääntömomentin kohdistuminen mag-neettikytkimeen, jolloin estetään magneettikytkimen irrottaminen.6) When the thermal relay 43 is activated, the control unit 42 receives an alarm and then generates a command to stop the operation of the control rod. Thus, an abnormal state of the control rod can be detected, and in addition, excessive torque is applied to the magnetic coupling, thereby preventing the magnetic coupling from being disengaged.

Tässä on huomattava, että lämpöreleen 43 sijasta voidaan tehoyksikkö 41 varustaa vir-25 tamittarilla, jännitemittarilla tai sähkötehon mittarilla. Tällöin valvotaan epätahtimoot-torille 35 syötetyn virran arvoa (tai jännitteen arvoa tai tehon arvoa) ilmaisemalla näiden mittareiden ohjausyksikölle 42 lähettämiä signaaleja. Kun tällöin valvottu arvo ylittää ensimmäisen ennalta määrätyn arvon, esittämättä oleva hälytysyksikkö muodostaa hälytyksen käyttäjälle. Eräänä muunnelmana tähän, tämä hälytys ensimmäisen en-30 naita määrätyn arvon ylityksen takia voidaan korvata tai siihen voi liittyä tiedon näyttö 19 sopivalla näyttövälineellä tilanteen ilmoittamiseksi käyttäjälle. Kun edellä mainittu arvo ylittää toisen ennalta määrätyn arvon, joka on lähempänä kriittistä arvoa kuin ensimmäinen ennalta määrätty arvo, ohjausyksikkö 42 voi muodostaa käskyn, jolla lopetetaan säätösauvan käyttö.It should be noted here that instead of the thermal relay 43, the power unit 41 may be equipped with a current meter, a voltage meter, or an electric power meter. The value of the current supplied to the asynchronous motor 35 (or voltage or power value) is then monitored by detecting the signals transmitted by these meters to the control unit 42. When the monitored value then exceeds the first predetermined value, the unobserved alarm unit generates an alarm for the user. As a variation of this, this alarm due to the first en-30 exceeding the specified value may be replaced or may be accompanied by a display of information 19 by suitable display means to inform the user. When the above value exceeds a second predetermined value closer to the critical value than the first predetermined value, the control unit 42 may generate an instruction to terminate the use of the control rod.

5 7) Kun säätösauvan käyttö on lopetettu, ohjausyksikkö 42 vertaa varsinaista säätösau van pysäytysasentoa tavoitteena olevaan asentoon, tai säätösauvan asentoon sillä hetkellä, kun muodostettiin käsky säätösauvan käytön lopettamiseksi. Kun varsinaisen py-säytysasennon ja tavoitteena olevan pysähdysasennon tai säätösauvan käskyn antohetkellä omaavan asennon välinen ero poikkeaa ennalta määrätyltä alueelta, ohjausyksik-10 kö 42 joko sallii esittämättä olevan näyttöyksikön esittää tämän seikan, joka edustaa poikkeamaa ennalta määrätyltä alueelta, tai muodostaa käyttäjälle hälytyksen esittämättä olevalla hälytysyksiköllä.7) When the control rod is stopped, the control unit 42 compares the actual stop rod stop position to the target position, or the control rod position at the time the command to stop the control rod was generated. When the difference between the actual stop position and the target stop or control stick command position at the time of departure differs from the predetermined range, the control unit 10 either allows the unmounted display unit to display this fact, representing the .

Vaihtoehtoisesti ohjausyksikkö 42 vertaa säätösauvan pysähdysasentoa sen jälkeen, kun säätösauvan käyttö on lopetettu, säätösauvan alkuasentoon ennen säätösauvan käy-15 tön aloittamista. Kun tällöin pysähdysasennon ja alkuperäisen asennon välinen erotus poikkeaa ennalta määrätyltä alueelta, yksikkö 42 joko sallii esittämättä olevan näyttö-yksikön esittää ennalta määrätyltä alueelta olevaa poikkeamaa edustava seikka, tai muodostaa hälytyksen käyttäjälle esittämättä olevalla hälytysyksiköllä.Alternatively, the control unit 42 compares the stopping position of the control rod after the control rod has been discontinued to the initial position of the control rod before starting the control rod operation. When the difference between the stop position and the original position then deviates from a predetermined area, the unit 42 either allows the unrepresented display unit to represent a deviation from the predetermined area, or generates an alarm with the user not presented.

8) Vertaamalla asennon ilmaisevan anturin 20 lähtöä pikasulkuasennon ilmaisevan an-20 turin 30 lähtöön ohjausyksikkö 42 hälyttää ja muodostaa lisäksi käskyn säätösauvan käytön pysäyttämiseksi, kun kulloistenkin lähtöjen suhde poikkeaa ennalta määrätystä suhteesta säätösauvan ollessa kokonaan sisään työnnetyssä asennossa, kokonaan ulos vedetyssä asennossa, tai muussa asennossa.8) By comparing the output of the position detecting sensor 20 with the output of the an-20 Turin 30 indicating the short-circuit position, the control unit 42 alarms and further generates a command to stop the control lever when the ratio of the respective outputs is different from a predetermined ratio; .

9) Kun magneettikytkimen irrottamisen ilmaiseva kielirele 39 aktivoituu, ohjausyksik-25 kö 42 hälyttää ja muodostaa käskyn säätösauvan käytön pysäyttämiseksi.9) When the tongue relay 39 detecting the release of the magnetic switch is activated, the control unit 25 rope 42 alarms and generates a command to stop the use of the control rod.

10) Kun lämpörele aktivoituu, ohjausyksikkö 42 hälyttää ja toimii lopettaen tehon syötön moottorille.10) When the thermal relay is activated, control unit 42 alarms and operates to stop power supply to the motor.

11) Kun käyttö toimii säätösauvan työntämiseksi sisään, ohjausyksikkö 42 pystyy suorittamaan käyttömoodin, niin että se kerran työntää sauvan sisään tavoitteena olevan 20 pysäytyskohdan ohi, ja vetää sen jälkeen sauvan ylös tavoitteena olevaan pysäytyskoh-taan automaattisesti.11) When the actuator operates to push the control rod, the control unit 42 is able to execute the actuation mode so that it once pushes the rod past the target stop 20 and then automatically pulls the rod up to the target stop.

Näin ollen ohjausyksikön 42 suorittamien kulloistenkin ohjaustoimenpiteiden avulla voidaan varmistaa mekanismin tarkkuus säätösauvaa käytettäessä, sekä myös ryhtyä 5 toimenpiteisiin hälytyksen muodostamiseksi säätösauvan käyttömekanismin tilan mukaan, sekä myös pysäyttää säätösauvan käyttö, jolloin voidaan parantaa säätösauvan käyttömekanismia.Thus, the respective control actions performed by the control unit 42 can ensure the accuracy of the mechanism when using the control bar, as well as take steps to generate an alarm according to the status of the control bar actuator, and also stop the control bar actuator.

Toinen suoritusmuotoAnother embodiment

Seuraavaksi selitetään toista suoritusmuotoa kuvaan 3 viitaten. Toinen suoritusmuoto 10 liittyy menetelmään ja laitteeseen magneettikytkimen tarkastamiseksi sen ollessa osana säätösauvan käyttömekanismia.A second embodiment will now be described with reference to Figure 3. Another embodiment 10 relates to a method and apparatus for inspecting a magnetic coupling as part of a control rod drive mechanism.

Kuva 3 esittää kuvan 1 mukaisen säätösauvan käyttömekanismin, mutta moottoriko-koonpano poistettuna. Kuvasta puuttuvat myös pikasulkuasennon ilmaiseva anturi 30, irrotuksen ilmaiseva anturi 27, jne.Figure 3 shows the drive mechanism of the control rod of Figure 1 but with the engine assembly removed. Also missing are the sensor 30 for detecting the short-circuit position, sensor 27 for detaching, etc.

15 Kuvan 3 esittämän suoritusmuodon mukaan ulompi magneettikytkinelementti 32 on alapäästään varustettu kulloisiakin magneettien napoja vastaavilla aukoilla 61, joiden avulla magneettianturi 61 voidaan asentaa elementin 32 ja kelakappaleen 14 väliseinän väliin.According to the embodiment shown in Fig. 3, the outer magnetic coupling element 32 is provided at its lower end with apertures 61 corresponding to the respective magnet poles, by means of which the magnetic transducer 61 can be mounted between the element 32 and the partition 14.

Seuraavaksi alla selitetään magneettikytkimen ensimmäistä tarkastusmenetelmää. En-20 sin valmistellaan ensimmäinen koestuslaite, jossa on magneettianturi 62, anturiin 62 ja tallentimeen 64 kytketty kaapeli 63, ja magneettianturi 62 on sijoitettu ulomman mag-neettikytkinelementin 32 ja kelakappaleen 14 väliseinän väliin kun moottorikokoonpa-no on poistettu laitoksen jaksollisen tarkastuksen aikana ydinreaktorin seisokin yhteydessä.Next, the first method of inspecting the magnetic switch is described below. The En-20 sin prepares a first test device having a magnetic sensor 62, a cable 63 connected to the sensor 62 and a recorder 64, and a magnetic sensor 62 disposed between the outer magnetic coupling element 32 and the coil body 14 when the engine assembly is removed during periodic inspection of the plant .

25 Kuten aiemmin mainittiin, magneettikytkin muodostaa vääntömomentin sisemmän magneettikytkinelementin 31 ja ulomman magneettikytkinelementin 32 välisen vuorovaikutuksen johdosta. Tämän vuoksi sisemmän/ulomman magneettikytkinelementin 31, 32 välisen magnetismin (esim. kentänvoimakkuuden) mittauksen avulla voidaan varmistaa vääntömomentin heikkenemistaipumus jne.As previously mentioned, the magnetic coupling generates a torque due to the interaction between the inner magnetic coupling element 31 and the outer magnetic coupling element 32. Therefore, by measuring the magnetism (e.g., field strength) between the inner / outer magnetic coupling element 31, 32, it is possible to confirm the tendency of the torque to diminish, etc.

2121

Magneettianturilla 62 tehdyn magnetismin mittauksen lisäksi voidaan myös varmistaa magneettikytkimen vääntömomentti jäljestämällä ensin kelat jne. ulomman magneetti-kytkinelementin 32 ja kelakappaleen 14 väliseinän väliin tai voimakkaan vuotokenttään kelakappaleen 14 ulkopuolelle, saattamalla sitten magneettikytkin pyörimään, ja lopuk-5 si mittaamalla indusoitu sähkömotorinen voima, joka liittyy magneettikytkimen pyörimisen tuottaman magneettikentän muutokseen.In addition to measuring magnetism by the magnetic sensor 62, torque of the magnetic coupling can also be assured by first tracking the coils, etc., between the outer magnetic coupling element 32 and the partition of the coil body 14 or a strong leakage field outside the coil body 14. a change in the magnetic field produced by the rotation of the magnetic switch.

Huomataan, että magneettianturi 62, kaapeli 63 ja tallennin 64 on kiinnitetty magneetti-kytkimeen tätä tarkastusta suoritettaessa, kun taas ne irrotetaan magneettikytkimestä ydinreaktorin normaalin käytön ajaksi. Vaikka magneettianturi 62, kaapeli 63 ja tallen-10 nin 64 aina voi olla pysyvästi kytkettynä magneettikytkimeen sen tilan valvomiseksi, edellä oleva tilapäinen kytkentä tekee luonnollisesti tarpeettomaksi kaapeloinnin, ohjausyksikön tai vastaavaan, joita tarvittaisiin säännöllistä tarkastusta varten. Kun lisäksi ensimmäinen testeri säilytetään kotelon ulkopuolella laitosta käytettäessä, tällä vähennetään testerin radioaktiivisuutta tarkastustyössä. Kun magneettianturi 62 jne. pidetään 15 tallessa kotelon ulkopuolella laitosta käytettäessä, voidaan myös vähentää magneettian-turin 62 jne. saamaa radioaktiivista säteilyä, jolloin voidaan varmistaa kunnossa oleva instrumentti.It is noted that the magnetic sensor 62, the cable 63, and the recorder 64 are attached to the magnetic switch during this inspection, while being detached from the magnetic switch during normal operation of the nuclear reactor. Although the magnetic sensor 62, the cable 63 and the storage 10 may always be permanently connected to the magnetic switch to monitor its status, the above temporary connection naturally makes it unnecessary for the cabling, control unit or the like to be regularly inspected. In addition, storing the first tester outside the enclosure while operating the plant will reduce the radioactivity of the tester during inspection. Keeping the magnetic sensor 62, etc., outside the housing when operating the plant can also reduce the amount of radioactive radiation received by the magnetic Turin 62, etc., thereby ensuring that the instrument is in good condition.

Seuraavaksi selitetään toista tarkastusmenetelmää. Toista tarkastusmenetelmää suoritettaessa käytetään toista testeriä. Toinen testeri sisältää vääntömomentin mittarin 65, 20 vääntömomentin rajoittimen 66, pyörimiskulman ilmaisimen 67 ja akselin 69, joka on liitetty käsikäyttöiseen varteen 68.The second method of verification is explained below. A second tester is used to perform the second test method. The second tester includes a torque gauge 65, a torque limiter 66, a rotation angle detector 67, and a shaft 69 coupled to the manual arm 68.

Toisen tarkastuksen suorittamiseksi kytketään ensin toisen testerin akseli kytkimeen 2 kelakappaleen 14 alapuolelle, edellyttäen että moottorikokoonpano on irrotettu magneettikytkimestä.To perform the second inspection, the shaft of the second tester is first coupled to the switch 2 below the coil piece 14, provided that the motor assembly is disconnected from the magnetic switch.

25 Seuraavaksi saatetaan mutteri 5 mekaanisesti alimpaan asentoonsa (määritelmän osalta: katso keksinnön taustan selitys) ja kytketään mutteri toiseen testeriin. Tässä tilassa varteen 68 kohdistetaan vääntömomenttia sellaisessa suunnassa, jossa vedetään säätösau-vaa. Säätösauvaa ei kuitenkaan voi vetää pidemmälle, koska mutteri 5 on mekaanisesti alimmassa asennossa, niin ettei sisempi magneettikytkinelementti 31 voi pyöriä sellai-30 seen suuntaan, jossa se vetää säätösauvaa.Next, the nut 5 is mechanically lowered to its lowest position (for definition: see explanation of the background of the invention) and the nut is connected to another tester. In this state, the arm 68 is subjected to a torque in the direction in which the adjusting rod is pulled. However, the adjusting rod cannot be pulled further because the nut 5 is mechanically in the lowest position so that the inner magnetic coupling element 31 cannot rotate in the direction in which it pulls the adjusting rod.

22 Näin ollen ulompi magneettikytkinelementti 32 pyörii sisemmän magneettikytkinele-mentin 31 suhteen vastaten kohdistetun vääntömomentin suuruutta, niin että elementtien 31 ja 32 välille muodostuu vaihe-ero.Thus, the outer magnetic coupling element 32 rotates with respect to the magnitude of the applied torque relative to the inner magnetic coupling element 31, so that a phase difference is formed between the elements 31 and 32.

Kuvassa 2 esitetyssä magneettikytkimessä, joka sisältää kahdeksannapaiset magneetit, 5 saadaan vääntömomentin maksimi vaihe-erokulmassa, joka on noin 22,5 astetta, kuten kuvassa 4 on esitetty. Kun varteen 68 kohdistettua vääntömomenttia asteittain lisätään, magneettikytkimellä esiintyy maksimi vääntömomentti noin 22.5 asteen vääntökulman läheisyydessä. Jos vartta 68 väännetään tämän kulman yli, vääntömomentti pienenee ja magneettikytkin irrottaa.The magnetic coupling shown in Fig. 2, containing the eight-pole magnets, provides a maximum torque at a phase difference of about 22.5 degrees, as shown in Fig. 4. As the torque applied to the arm 68 is gradually increased, the maximum torque on the magnetic coupling occurs in the vicinity of a torque angle of about 22.5 degrees. If the arm 68 is twisted over this angle, the torque will be reduced and the magnetic clutch disengaged.

10 Tätä ominaisuutta käyttäen voidaan seuraavin toimin varmistaa, että magneettikytki-men vääntömomentti on ennalta määrättyä raja-arvoa suurempi.10 Using this feature, the following steps can be used to ensure that the torque on the solenoid switch is greater than a predetermined limit.

1) Kohdistetaan varteen 68 vääntömomentti, ja varmistetaan vääntömomentin maksimi vääntömomentin mittarilla 65. Tämän jälkeen tallennetaan pyörimiskulman ilmaisimen 67 arvot ja vääntömomentin mittarin 65 arvot, jolloin saadaan edullisesti käsitys mag- 15 neettikytkimen pyörimiskulman ja vääntömomentin välisestä suhteesta. Tätä menetelmää sovellettaessa on huomattava, ettei vääntömomentin rajoitinta 66 aina tarvita: kuitenkin vääntömomentin rajoittimen 66 käyttäminen on toivottavaa, jotta estettäisiin magneettikytkimen irrottaminen kesken tarkastusta.1) Apply torque to shaft 68, and ensure maximum torque with torque gauge 65. The values of the rotation angle detector 67 and the torque gauge 65 are then stored, preferably to obtain an understanding of the ratio between the rotation angle and the torque of the magnetic coupling. When applying this method, it should be noted that a torque limiter 66 is not always required: however, the use of a torque limiter 66 is desirable to prevent the magnetic coupling from being removed during inspection.

2) Asetetaan vääntömomentin rajaksi vääntömomentin rajoittimella 66 ennalta määrät-20 ty raja-arvo. Sitten varteen 68 kohdistetaan vääntömomentti, ja varmistetaan ettei magneettikytkin irrota, vaikka vääntömomenttia lisätään määriteltyyn raja-arvoon saakka. Vaikka vääntömomentin mittari 65 ja pyörimiskulman ilmaisin 67 eivät aina ole välttämättömiä, pidetään edullisena sellaista koetta, jossa käytetään vääntömomentin mittaria 65 ja pyörimiskulman anturia 67.2) Set the torque limit with a predetermined limit value of 20 using the torque limiter 66. The arm 68 is then subjected to a torque, and it is ensured that the magnetic coupling is not disengaged, even if the torque is increased to the specified limit. Although a torque gauge 65 and a rotation angle detector 67 are not always necessary, a test using a torque gauge 65 and a rotation angle sensor 67 is preferred.

25 Edellä mainitun ensimmäisen ja toisen menetelmän mukaan voidaan varmistaa magneettikytkimen vääntömomentti poistamatta kelakappaletta 14 säätösauvan käyttöme-kanismista, joka vähentää työmäärää, toimenpiteiden lukumäärää ja vastaanotetun radioaktiivisen säteilyn määrää.According to the first and second methods mentioned above, the torque of the magnetic coupling can be ensured without removing the coil piece 14 from the control mechanism of the control rod, which reduces the amount of work, the number of operations and the amount of received radioactive radiation.

2323

Koska erityisesti toisessa tarkastusmenetelmässä ei ilmaista magnetismia, vaan suoraan vääntömomentti, se voidaan mitata suurella tarkkuudella ensimmäiseen verrattuna.Since, in particular, the second inspection method does not detect magnetism, but directly torque, it can be measured with high accuracy compared to the first.

Kuten edellä mainittiin, suoritusmuodon mukaan voidaan muodostaa tehokas menetelmä, jolla varmistetaan magneettikytkimen kunto. Soveltamalla edellä olevaa menetel-5 mää voidaan muodostaa säätösauvan magneettikytkintä käyttävä käyttömekanismi suurella luotettavuudella.As mentioned above, according to the embodiment, an effective method can be provided to ensure the condition of the magnetic switch. By applying the above method, a drive mechanism using a magnetic switch of the control rod can be formed with high reliability.

Edellä olevaa menetelmää soveltaen on myös mahdollista suorittaa edellä mainitun kokeen tapainen koe irrottamatta moottorikokoonpanoa mekanismista. Tämä menetelmä voidaan toteuttaa antamalla moottorikokoonpanon pyörivän akselin 1 ulottua kotelon 10 läpi jarruttavan jarrun 34 alasivun läpi, niin että siitä tulee jarrusta ulkoneva, ja liittämällä sen jälkeen toinen koestuslaite tällä tavalla ulkonevan pyörivän akselin 1 päähän.Applying the above method, it is also possible to perform a test similar to the above test without removing the engine assembly from the mechanism. This method can be accomplished by allowing the rotary shaft 1 of the motor assembly to pass through the housing 10 through the underside of the braking brake 34 to become protruding from the brake, and then to connect another test device to the end of the rotating shaft 1 so protruding.

Kolmas suoritusmuotoThird Embodiment

Seuraavaksi selitetään kolmatta suoritusmuotoa kuvaan 5 viitaten. Kolmas suoritusmuoto liittyy menetelmään ja laitteeseen kelakappaleen ja magneettikytkimen tarkasta-15 miseksi säätösauvan käyttömekanismin osina.The third embodiment will now be described with reference to Figure 5. A third embodiment relates to a method and apparatus for inspecting a coil member and a magnetic coupling as parts of a control rod drive mechanism.

Kuva 5 esittää suoritusmuodon kelakappaleen koestuslaitteen, johon on asennettu säätösauvan käyttömekanismista poistettu kelakappale 14.Figure 5 illustrates an embodiment of a coil body testing apparatus having a coil body 14 removed from the control rod drive mechanism.

Ensin selitetään kelakappaleen koestuslaitteen rakennetta. Kelakappaleen koestuslaite on varustettu yläkannella 71, joka sulkee kelakappaleen 14 yläaukon. Yläkanteen 71 on 20 kiinnitetty akseli 72 kiinnittimen 73 avulla. Akselin 72 alapää on varustettu kytkennällä 70a, joka voidaan liittää sisempään magneettikytkinelementtiin 31. Yläkanteen 71 liittyy painepumppu 76 kelakappaleen 14 sisätilan paineistamiseksi, sekä painemittari 77 kelakappaleen 14 sisätilan paineen mittaamiseksi.First, the construction of the coil body testing apparatus will be explained. The coil body testing device is provided with a top cover 71 which closes the top opening of the coil body 14. The upper cover 71 has a shaft 72 fixed by means of a clamp 73. The lower end of the shaft 72 is provided with a coupling 70a which can be connected to an inner magnetic coupling element 31. The upper cover 71 is provided with a pressure pump 76 for pressurizing the interior of the coil 14 and a pressure gauge 77 for measuring the internal pressure of the coil.

Seuraavaksi selitetään menetelmää, jolla tarkastetaan kelakappale ja magneettikytkin 25 käyttäen edellä olevaa kelakappaleen koestuslaitetta.Next, a method for inspecting the coil body and magnetic coupling 25 using the above coil body tester will be described.

Ensin irrotetaan moottorikokoonpano ja kelakappale 14 säätösauvan käyttömekanismista ja asennetaan ne kelakappaleen koestuslaitteeseen. Seuraavaksi liitetään kytkentä 70a elimen akseliin, jossa on irrotuksen ilmaisevat magneetit 25. Koska akseli 72 ei voi 24 pyöriä, sisempään magneettikytkinelementtiin 31 kytketty käyttöakseli 3 ei voi pyöriä. Seuraavaksi kiinnitetään yläkansi 71 kelakappaleseen 14 pulttien 74 avulla. Sitten järjestetään O-rengas 50 tiivistämään yläkannen 71 ja kelakappaleen välinen rako.First, remove the motor assembly and the coil member 14 from the control rod drive mechanism and install them on the coil body tester. Next, the coupling 70a is coupled to the shaft of the member having the release magnets 25. Since the shaft 72 cannot rotate 24, the drive shaft 3 coupled to the inner magnetic coupling element 31 cannot rotate. Next, the top cover 71 is secured to the coil piece 14 by bolts 74. An O-ring 50 is then provided to seal the gap between the top cover 71 and the coil body.

Lisäksi kytketään toisen suoritusmuodon toinen koestuslaite liitännän 2 avulla, joka 5 liittyy kelakappaleen alapuolella olevan ulomman magneettikytkinelementin 32 akseliin.In addition, a second testing device of the second embodiment is coupled via a connection 2 which engages the axis of the outer magnetic coupling element 32 located below the coil body.

Koska käyttöakseli 3 ei tässä tilassa pysty pyörimään, sisempi magneettikytkinelement-ti 31 ei pysty pyörimään, vaikka varteen 68 kohdistetaan vääntömomentti. Kohdistettuun vääntömomenttiin verrannollisesti ulompi magneettikytkinelementti 32 kiertyy tä-10 män vuoksi sisemmän magneettikytkinelementin 31 suhteen, niin että niiden välille syntyy vaihe-ero. Kim sitten mitataan vääntömomentti, voidaan mitata suurin magneet-tikytkimeen kohdistuva vääntömomentti, samaan tapaan kuin toisessa suoritusmuodossa.Since the drive shaft 3 cannot rotate in this state, the inner magnetic coupling element 31 cannot rotate even when the arm 68 is subjected to a torque. Proportionally to the applied torque, the outer magnetic coupling element 32 rotates with respect to the inner magnetic coupling element 31 so that a phase difference occurs between them. Kim then measures the torque, the maximum torque applied to the magnet coupler can be measured, in the same manner as in the second embodiment.

Kun lisäksi paineistetaan kelakappaleen 14 sisätila painepumpulla 76, voidaan suorittaa 15 kelakappaleen painekoe.Further, when the interior of the coil body 14 is pressurized by a pressure pump 76, a pressure test of the coil body 15 can be performed.

Tässä on huomattava, että tämän suoritusmuodon jäijestelyssä, jossa kelakappale 14 on poistettu säätösauvan käyttömekanismista, magneettikytkimen vääntömomentin maksimi voidaan saada kiertämällä sisempää magneettikytkinelementtiä 31, kun toinen koestuslaite on kytketty kytkentään 70a, samalla kun ulompi magneettikytkinelementti 32 20 on paikallaan.It should be noted here that in the rigid arrangement of this embodiment where the coil member 14 is removed from the control rod drive mechanism, the maximum torque of the magnetic coupling can be obtained by rotating the inner magnet coupling element 31 while the second test device is coupled to the coupling 70a.

Kuten edellä mainittiin, irrottamalla kelakappale 14 säätösauvan käyttömekanismista tarkastettaessa kelakappaletta 14 ja lisäksi varmistamalla magneettikytkimeen kohdistuva vääntömomentti käyttämällä suoritusmuodon koestuslaitetta, joka on jäljestetty kotelon ulkopuolelle, voidaan tarkastustoimintaa yksinkertaistaa verrattuna edellä mai-25 nittuun toisen suoritusmuodon menetelmään, joka edesauttaa vastaanotetun radioaktiivisen säteilyn määrän pienentämisessä.As mentioned above, by detaching the coil member 14 from the actuator control mechanism while inspecting the coil member 14 and further securing the torque applied to the magnetic switch using an embodiment tester that is mimicked outside the housing, the inspection operation can be simplified compared to the

Siinä tapauksessa, ettei kelakappaletta 14 irroteta, toisen suoritusmuodon menetelmä on vastaavasti tehokas vahvistettaessa magneettikytkimen vääntömomenttia. Siinä ta 25 pauksessa, että kelakappale 14 irrotetaan, edellä mainittu kolmannen suoritusmuodon menetelmä on tehokas vahvistettaessa magneettikytkimen vääntömomenttia.In the event that the coil member 14 is not removed, the method of the second embodiment is correspondingly effective in amplifying the torque of the magnetic coupling. In the event that the coil member 14 is detached, the above-mentioned method of the third embodiment is effective in amplifying the torque of the magnetic coupling.

Neljäs suoritusmuotoFourth embodiment

Seuraavaksi selitetään keksinnön neljättä suoritusmuotoa kuvaan 6 viitaten. Neljäs suo-5 ritusmuoto liittyy menetelmään ja laitteeseen, jolla suoritetaan kelakappaleen 14 ja magneettikytkimen purkaminen, tarkastus jne, jotka molemmat muodostavat osia sää-tösauvan käyttömekanismista.The fourth embodiment of the invention will now be described with reference to Figure 6. A fourth embodiment relates to a method and apparatus for disassembling, inspecting, etc., the coil member 14 and the magnetic coupling, both of which form parts of the actuator control mechanism.

Kuva 6 esittää tilanteen suoritusmuodon kelakappaleen 14 purkamiseksi/kokoamiseksi, kun se on järjestetty säätösauvan käyttömekanismin tarkastuslaitteeseen.Fig. 6 shows an embodiment of a situation for disassembling / assembling the coil piece 14 when it is arranged in a control device for controlling the actuator of the control rod.

10 Kuvan 6 esittämällä tavalla tarkastuslaitteessa on vesikylpy 78, jossa on tilaa kelakap-paleelle 14 ja magneettikytkimelle. Vesikylpyyn on järjestetty asennustuet 79 kelakappaleen 14 sijoittamiseksi niiden päälle.As shown in Fig. 6, the inspection device is provided with a water bath 78 having space for a coil piece 14 and a magnetic switch. The water bath is provided with mounting brackets 79 for positioning the coil piece 14 thereon.

Lisäksi vesikylpyyn 78 on sovitettu asennustukien 79 varassa olevan kelakappaleen 14 akselin suuntaiset kiskot 90,91. Näiden kiskojen 90, 91 varaan on järjestetty alustat 84, 15 85, niin että ne voivat liikkua kiskoja 90, 91 pitkin. Alustat 84, 85 on järjestetty sisem pää magneettikytkinelementtiä 31 ja vastaavasti ulompaa magneettikytkinelementtiä 32 vastaten.In addition, the water bath 78 is provided with axial rails 90,91 on the coil body 14 on the mounting brackets 79. On these rails 90, 91, supports 84, 15 85 are arranged so that they can move along rails 90, 91. The bases 84, 85 are provided with an inner end corresponding to the magnetic coupling element 31 and the outer magnetic coupling element 32, respectively.

Alustaan 84 on pyörivästi kiinnitetty akseli 83, joka on järjestetty linjaan asennustukien 79 varassa olevan kelakappaleen 14 akselin kanssa. Akseli 83 on varustettu sen etu-20 päässä olevalla kytkennällä 81, joka voi liittää akselin 83 sisempään magneettikytkin-elementtiin 31 liittyvään akseliin. Samaten on alustaan 85 pyörivästi kiinnitetty akseli 82, joka on linjassa asennustukien 79 varassa olevan kelakappaleen 14 akselin kanssa. Akselin 82 etupää on varustettu kytkennällä 80, joka voi liittää akselin 82 ulompaan magneettikytkinelementtiin 32 liittyvään akseliin.A shaft 83 is rotatably attached to the base 84, which is aligned with the axis of the coil member 14 on which the mounting brackets 79 are mounted. The shaft 83 is provided with a coupling 81 at its front end 20 which can connect the shaft 83 to the shaft associated with the inner magnetic coupling element 31. Likewise, a shaft 82 is rotatably attached to the base 85, which is aligned with the axis of the coil member 14 supported by the mounting brackets 79. The front end of the shaft 82 is provided with a coupling 80 which can connect the shaft 82 to the shaft connected to the outer magnetic coupling element 32.

25 Lisäksi kiskoille 90, 91 on kulloinkin järjestetty alustat 88, 89, jotka voivat liikkua asennustukien 79 varassa olevan kelakappaleen 14 akselin suunnassa. Alusta 88 on varustettu magneettisella ulkokuorella 86 sisemmän magneettikytkinelementin 31 erottamiseksi ympäristöstä. Samaten on alusta 89 varustettu magneettisella ulkokuorella 87 ulomman magneettikytkinelementin 32 erottamiseksi ympäristöstä.Furthermore, the rails 90, 91 are each provided with supports 88, 89 which can move in the axial direction of the reel body 14 on the mounting brackets 79. The base 88 is provided with a magnetic outer shell 86 to separate the inner magnetic switch element 31 from the surroundings. Likewise, the base 89 is provided with a magnetic outer shell 87 to separate the outer magnetic coupling element 32 from the surroundings.

26 !26!

Vesikylpyyn 92 on jäljestetty ultraäänigeneraattori 92, kelakappaleen 14 jne. puhdistamiseksi ultraääniaalloilla vedellä täytetyssä altaassa 78. Lisäksi vesikylpyyn 92 on myös jäljestetty liikkuva magneetti 93. Lisäksi tämä tarkastuslaite sisältää letkun 94, jolla syötetään paineilmaa.The water bath 92 is provided with an ultrasonic generator 92 to clean the coil body 14, etc. with ultrasonic waves in a water-filled basin 78. In addition, the water bath 92 is also equipped with a movable magnet 93. In addition, this inspection device includes a hose 94 for supplying compressed air.

5 Seuraavaksi selitetään laitteen toimintaa. Kun sisempi magneettikytkinelementti 31 on kytketty ulompaan magneettikytkinelementtiin 32, tässä ei synny mitään ongelmia, erityisesti koska magneettiset voimaviivat enimmäkseen on suljettu magneettikytkimessä. Toisaalta siinä tilassa, jossa sisempi magneettikytkinelementti 31 on erillään ulommasta magneettikytkinelementistä 32, esiintyy mahdollisuus, että ympäristöön hajautuvien 10 magneetti viivojen takia ympärillä oleviin instrumentteihin syntyy magneettista vaiku tusta ja puoleensa vedettyjen magneettisten elementtien välillä esiintyy tahattomia kosketuksia yms.5 The operation of the machine is explained below. When the inner magnetic coupling element 31 is coupled to the outer magnetic coupling element 32, no problem arises here, especially since the magnetic force lines are mostly closed in the magnetic coupling. On the other hand, in the state where the inner magnetic coupling element 31 is separated from the outer magnetic coupling element 32, there is a possibility that magnetic instruments are dispersed around the environment and there is an unintended contact between the attracted magnetic elements and the like.

Kun sitä vastoin sovelletaan edellä olevaa tarkastuslaitetta, voidaan sisempi magneettikytkinelementti 31 erottaa ulommasta magneettikytkinelementistä 32, ja sekä myös liit-15 tää elementti 31 elementtiin 32, kun elementtien 31, 32 akselit on kiinnitetty kelakappaleen 14 akseliin, jolloin estetään magneettikytkimen vahingoittuminen sen koskettaessa muita instrumentteja.In contrast, when the above inspection device is applied, the inner solenoid switch element 31 can be separated from the outer solenoid switch element 32, and also connected to the element 31 when the axes of the elements 31, 32 are fixed to the axis of the coil body 14, thereby preventing damage to the magnet switch.

Koska sisemmän ja ulomman magneettikytkinelementin 31, 32 kehät on kulloinkin peitetty magneettisilla ulkokuorilla 86, 87, voidaan magneettikentän vuotamista ympäris-20 töön pienentää, jolloin ympärillä oleviin instrumentteihin kohdistuva vaikutus käy kohtuullisemmaksi.Since the periphery of the inner and outer magnetic coupling elements 31, 32 are each covered by magnetic exterior shells 86, 87, the leakage of the magnetic field into the surroundings can be reduced, thus providing a more moderate effect on the surrounding instruments.

Jälleen magneetin 93 liike vesikylvyssä 73 mahdollistaa magneettitehon jne. kokoamisen samaan kylpyyn, jolloin voidaan estää magneettisen jauheen yms. tarttuminen sisemmän ja ulomman magneettikytkinelementin 31, 32 pintoihin.Again, the movement of the magnet 93 in the water bath 73 allows the magnetic power, etc., to be assembled in the same bath, thereby preventing magnetic powder, etc., from adhering to the surfaces of the inner and outer magnetic coupling elements 31, 32.

25 Tässä suoritusmuodossa vesikylpyyn 78 on järjestetty magneettiset ulkokuoret 86, 87 peittämään sisemmän ja ulomman magneettikytkinelementin 31, 32 kehät. Eräässä muunnelmassa kelakappaleen 14 kehä voidaan peittää magneettisella kuorella. Tässä yhteydessä, kun sisempää ja ulompaa magneettikytkinelementtiä 31, 32 sekä kelakap-paletta 14 varastoidaan ja kuljetetaan, niiden kehien peittäminen magneettisilla kuorilla 30 pienentää magneettista vaikutusta ympärillä oleviin instrumentteihin.In this embodiment, the water bath 78 is provided with magnetic outer shells 86, 87 to cover the periphery of the inner and outer magnetic coupling elements 31, 32. In one variation, the periphery of the coil body 14 may be covered by a magnetic envelope. In this connection, when the inner and outer magnetic coupling elements 31, 32 and the coil piece 14 are stored and transported, covering their periphery with magnetic shells 30 reduces the magnetic impact on the surrounding instruments.

2727

Sisempää ja ulompaa magneettikytkinelementtiä 31, 32 tarkastettaessa, säilytettäessä ja kuljetettaessa, niiden kehien peittäminen epämagneettisella materiaalilla, kuten vinyylillä, estää vieraiden aineiden, kuten magneettisen materiaalin, tarttumisen elementteihin 31, 32.When inspecting, storing and transporting the inner and outer magnetic coupling elements 31, 32, covering their periphery with a non-magnetic material such as vinyl prevents foreign matter such as magnetic material from adhering to the elements 31, 32.

5 Jos kuitenkin vieraita aineita, kuten magneettista jauhetta, tarttuu sisempään ja ulompaan magneettikytkinelementtiin 31, 32 tai muihin instrumentteihin, niin magneettinen jauhe tai muut vieraat aineet voidaan poistaa päästämällä paineilmaa kyseisiin instrumentteihin letkun 94 kautta.However, if foreign matter, such as magnetic powder, adheres to the inner and outer magnetic coupling element 31, 32, or other instruments, the magnetic powder or other foreign matter may be removed by passing compressed air through said hose 94.

Claims

A control rod actuator for moving up and down a nuclear reactor control rod, the control rod actuator having: - a motor (35); A drive mechanism for transmitting propulsion from the motor (35) to the control rod by means of a torque transmitting device, thereby moving the control rod up and down, wherein the torque transmitting device comprises a magnetic coupling having a first coupling element (31) provided with a plurality of a first shaft (3) and a second coupling element (32) provided with a plurality of built-in magnets (A, B) and also coupled to a second shaft (1); characterized in that the torque transmitting device further comprises: - a first housing (58) for covering the first magnet element (C, D) with water or airtight sealing of all magnets (C, D); A second casing (57) for watertight or airtight sealing of all magnets (A, B) of the second coupling element (32); and - at least one of the following: - a third housing (59) for covering all the magnets or part (C) 20 of the first coupling element (31) inside the first housing; and - a fourth casing (59) for covering all the magnets or part (A) of the second coupling element (32) inside the second casing.

A control rod actuator for moving up and down a nuclear reactor control rod according to claim 1, characterized in that said first coupling element (31) is disposed inside the coil partition wall, while the second coupling element (32) is disposed outside the coil partition wall; and - the maximum torque of the torque transmitting device is greater than the torque required to maintain the position of the control rod during normal operation of the nuclear reactor 30, provided that the magnets (C) of the first coupling element (31) covered by the third housing (59) the magnets (D) of the first coupling element (31) not covered by the housing (59) do not generate a predetermined magnetic force.

5 Patent claims