JP2001099974A - 制御棒駆動装置、その運転方法、その試験方法及びその試験装置、その点検装置、その保管方法及びその保管装置並びにトルク伝達装置及びその試験方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 原子炉運転時および点検時等に制御棒を最適
な速度で駆動する。 【解決手段】 電動機として誘導電動機３５を用いる。
この誘導電動機３５に電力供給を行う電源として、６０
Ｈｚの固定周波数電源４４と可変周波数電源４５とを個
別に設ける。原子炉運転中は固定周波数電源４４に接続
する。原子炉停止中は可変周波数電源４５に接続し、点
検時には高い周波数の電力により制御棒を高速で駆動し
て点検時間の短縮を図り、制御棒摩擦試験を行う際には
低い周波数の電力により制御棒を低速で駆動して試験を
精度よく行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、制御棒駆動装置、
その運転方法、その試験方法及びその試験装置、その点
検装置、その保管方法及びその保管装置並びにトルク伝
達装置及びその試験方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】制御棒駆動機構は制御棒と一体となり、
原子炉の反応度を制御するものであり、プラントの運転
および安全上特に重要なものである。図７に従来の電動
制御棒駆動機構を示す。

【０００３】図７は、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）の原子
炉圧力容器下部に設けられて制御棒（ＣＲ）を昇降駆動
する電動型の制御棒駆動機構（ＣＲＤ）を示す縦断面図
である。この制御棒駆動機構は下端部に電動機アセンブ
リを備え、電動機アセンブリの垂直な回転軸１がギアカ
ップリング２を介して、上方の垂直な駆動軸３に接続さ
れている。駆動軸３にはボールねじ４が一体回転可能に
連結され、このボールねじ４にボールナット５が螺合し
てボールねじ４の回転により昇降駆動されるようになっ
ている。

【０００４】ボールナット５の外周部には上下配置で対
をなすローラ６が設けられ、これらのローラ６はガイド
チューブ７の内周面に形成された軸方向の取付板８を狭
持するように取り付けられている。ボールナット５の上
部には、ボールねじ４を囲んで上方に伸びる中空ピスト
ン９が設けられ、この中空ピストン９の上端に、カップ
リング１０を介して制御棒１１が連結されている。

【０００５】ＣＲＤハウジング１２内にはアウターチュ
ーブ１３が設置され、ＣＲＤハウジング１２、アウター
チューブ１３、スプールピース１４はボルト１５で締結
されている。

【０００６】ボールねじ４下部にはばね１６が設けら
れ、制御棒全引き抜き位置を超えてボールナット５を下
方へ移動した場合、ボールナット５が前記ばね１６を圧
縮する。このようにボールナット５が前記ばね１６を圧
縮している状態を、本明細書においては「機械的最下限
状態」と呼ぶ。

【０００７】またアウターチューブ１３上部にはバッフ
ァ１７が設けられ、制御棒全挿入状態をこえてボールナ
ット５を上方へ移動した場合、ボールナット５上部に設
置された中空ピストン９により前記バッファ１７を圧縮
する。このように中空ピストン９が前記バッファ１７を
圧縮している状態を、本明細書においては「機械的最上
限状態」と呼ぶ。

【０００８】電動機アセンブリは電動機１８、電磁ブレ
ーキ１９、位置検出装置２０より構成されており、電動
機１８により制御棒駆動、電磁ブレーキ１９により制御
棒位置保持、位置検出装置２０により制御棒位置を確認
している。現在既設の改良型沸騰水型原子炉（ＡＢＷ
Ｒ）における電動型制御棒駆動機構では、電動機１８と
してステップモータが採用されており、電動機電源２１
としてはインバータ電源が用いられている。

【０００９】電動機アセンブリは電動機ブラケット２２
を介してスプールピース１４に連結されている。

【００１０】スプールピース１４において、駆動軸３の
貫通部にはグランドパッキン２３を使用している。スプ
ールピース１４内には、コイルスプリング２４及びコイ
ルスプリング２４に支持され、分離検出マグネット２５
を内蔵したマグネットハウジング２６が設置されてい
る。中空ピストン９がボールナット５から分離した場合
等、コイルスプリング２４にかかる荷重が減少すると、
コイルスプリング２４は伸び、これに伴い分離検出マグ
ネット２５が上方へ移動する構造となっている。スプー
ルピース１４外側には磁気により作動するリードスイッ
チを内蔵した分離検出プローブ２７が設置され、分離検
出マグネット２５の移動を検知できるようになってい
る。

【００１１】中空ピストン９内にはスクラム位置検出マ
グネット２８が内蔵されている。ガイドチューブ７内に
はスクラム時のバッファ１７の圧縮に伴い移動するフル
イン検出マグネット２９が設置されている。制御棒駆動
機構ハウジング１２の外側には磁気により作動するリー
ドスイッチを内蔵したスクラム位置検出プローブ３０が
設けられ、スクラム位置検出マグネット２８及びフルイ
ン検出マグネット２９の移動を検知できるようになって
いる。

【００１２】このように構成された制御棒駆動機構にお
いて、電動機１８を回転駆動させることにより、回転軸
１及び駆動軸３を介してボールねじ４が回転し、このボ
ールねじ４の回転によりボールナット５が上下動する。
その際、ボールナット５はローラ６を介して取付板７に
より回転が規制されて上下動する。ボールナット５の上
下動に連動して、中空ピストン９及び制御棒１１が上下
動し、この制御棒１１の上下動により炉心への挿入及び
引抜き量が調整され、炉出力がコントロールされる。

【００１３】スクラム時は制御棒１１とカップリング１
０を介して結合した中空ピストン９が、水圧制御ユニッ
トから供給される水圧により急速に押し上げられボール
ナット５から分離し、急速に制御棒１１を炉心に挿入す
る。このとき、中空ピストン９のボールナット５からの
分離は分離検出プローブ２７により検出される。また、
スクラム中、及びスクラム後の制御棒１１の位置はスク
ラム位置検出プローブ３０により検出される。

【００１４】また、定検時に実施する制御棒摩擦測定試
験の際は、水圧制御ユニットに制御棒摩擦測定試験装置
を接続し、前記試験装置を介して制御棒駆動装置に水圧
を供給することにより、制御棒を炉心に挿入する。この
時の制御棒駆動機構の動作は挿入速度が遅いことを除
き、スクラム時の動作と同様である。制御棒摩擦測定試
験においては、前記挿入時の水圧の変動を測定すること
により、制御棒と周囲機器との摩擦状態を確証する。

【００１５】以上に示す制御棒駆動機構ではスプールピ
ース１４の軸封部としてグランドパッキン２３を有し、
また電動機１８としてインバータ電源を用いるステップ
モータを採用しているが、近年、制御棒駆動機構につい
て、（１）磁気継手（マグネットカップリング）採用に
よるスプールピース軸封部の削除、および、（２）電動
機型式の変更（誘導電動機化）等の改良が検討されてお
り、これについては例えば特開平１０−１３２９９７号
及び特開平１０−２７４６８８号に開示されている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところが前述の制御棒
駆動機構においては、下記の点において技術の確立ある
いは改良の余地があった。

【００１７】図７に示すように従来の電動制御棒駆動機
構は電動機としてステップモータを採用しており、電動
機電源としてインバータ電源を採用していたが、システ
ムが複雑であり、また電源物量も多かった。そこで現在
検討が進められている、誘導電動機を採用した制御棒駆
動機構においては、電源システムの簡素化が求められて
いた。そこで誘導電動機の適用については近年検討が進
められてきたが、誘導電動機を適用した場合の電源装
置、制御装置、駆動性能健全性を確認する手段等につい
ては確立されていない。

【００１８】また、磁気継手を採用した制御棒駆動機構
において、磁気継手自体の構造、仕様検討がなされてき
てはいるが、保守、試験手段については確立されていな
い。また、磁気継手部が万一脱調した場合、制御棒の実
際の位置が不明となる可能性がある。このため、この問
題を解決するためのいくつかの手段が近年提案されてい
るが、システムが複雑であり現実的でなく、合理的な検
知手段の確立が求められている。

【００１９】また、磁気継手部を水中で使用するにあた
り、万一磁気継手を覆う外被が損傷した場合、内蔵する
磁石と水が接触し、発錆等により磁気継手性能が劣化す
る可能性がある。このため、前記事象が発生した場合で
も磁気継手の機能を確保する手段の確立が望まれてい
る。

【００２０】また、従来の制御棒摩擦測定試験において
は、個々の水圧制御ユニットへ制御棒摩擦測定試験装置
を現場で順次接続しながら実施する必要があり、工程へ
のインパクトが大きく、また前記接続作業は放射線管理
区域内の作業であり、作業性向上、被ばく低減の観点か
ら、より簡易な試験方法の確立が望まれている。

【００２１】本発明は上述した事情を鑑みてなされたも
ので、制御棒駆動機構及び、電源装置及び制御装置とい
った関連系の確立、保守、試験手段の確立を行いつつ、
信頼性の高い制御棒駆動機構を提供することを目的とす
る。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては特許請求の範囲に記載した発明を
提供する。

【００２３】請求項１記載の発明は、原子炉の制御棒を
昇降駆動する制御棒駆動装置において、誘導電動機を有
し、前記誘導電動機が発生した駆動力を制御棒に伝達し
て、制御棒を昇降させる駆動機構と、前記誘導電動機に
電力を供給する電源と、前記電源と前記誘導電動機との
間に設けられ、電力の供給及び供給停止の切り替えを行
う直列に配置された複数のスイッチと、前記複数のスイ
ッチのうち少なくとも２つを互いに独立して開閉制御可
能な制御装置と、を備えたことを特徴としている。

【００２４】請求項１の発明によれば、従来のＦＭＣＲ
Ｄで用いていたインバータ電源に代わり、誘導電動機を
用い、電源及び制御装置の簡素化、最適化を図ることが
可能である。またスイッチを多重化していることによ
り、誤作動等による制御棒駆動を防止し、信頼性向上を
図ることが可能である。スイッチとしては、好適には接
点あるいは半導体素子等が用いられる。

【００２５】請求項２記載の発明は、原子炉の制御棒を
昇降駆動する制御棒駆動装置において、誘導電動機を有
し、前記誘導電動機が発生した駆動力を前記制御棒に伝
達して、前記制御棒を昇降させる駆動機構と、制御棒駆
動時に制御棒停止を行う際、制御棒の停止目標位置の手
前側の所定の位置に制御棒が到達した場合に、前記誘導
電動機への電力供給を停止する制御装置と、を備えたこ
とを特徴としている。請求項２の発明によれば、制御系
から制御棒停止指令発生から、実際に制御棒停止にいた
るまでの遅れ等による、停止位置のずれを補正すること
により、精度の高い制御棒駆動が可能となる。

【００２６】請求項３に記載の発明は、原子炉の制御棒
を昇降駆動する制御棒駆動装置において、電動機と磁気
継手とを有し、前記電動機が発生した駆動力を前記磁気
継手を介して制御棒に伝達して制御棒を昇降させる駆動
機構と、前記電動機へ供給される電流、電圧または電力
を測定する測定手段と、前記測定手段により測定された
電流値、電圧値または電力値が、前記磁気継手が脱調す
る限界値よりも小さい所定値に到達した場合に、前記電
動機への電力供給の停止、前記所定値に到達した旨の表
示、および警報の発生のうち少なくとも１つを実行する
制御装置と、を備えたことを特徴としている。

【００２７】請求項４に記載の発明は、原子炉の制御棒
を昇降駆動する制御棒駆動装置において、電動機と磁気
継手とを有し、前記電動機が発生した駆動力を前記磁気
継手を介して制御棒に伝達して制御棒を昇降させる駆動
機構と、前記電動機に電力を供給する電源と、前記電源
と前記誘導電動機との間に設けられた保護継電器と、前
記保護継電器の状態が、前記磁気継手が脱調する限界よ
り手前の所定状態に到達した場合に、前記電動機への電
力供給の停止、前記所定値に到達した旨の表示、および
警報の発生のうち少なくとも１つを実行する制御装置
と、を備えたことを特徴としている。

【００２８】請求項３及び４の発明によれば、制御棒駆
動機構電動機の電源状態を監視することにより、負荷変
動等の制御棒駆動機構の状態を確認可能である。これに
より状態に応じて、状態表示、警報、駆動停止といった
適切な対応をとることが可能となる。

【００２９】請求項５に記載の発明は、原子炉の制御棒
を昇降駆動する制御棒駆動装置において、誘導電動機を
有し、前記誘導電動機が発生した駆動力を前記制御棒に
伝達して、前記制御棒を昇降させる駆動機構と、制御棒
の位置を検出する位置検出装置と、前記位置検出装置の
出力に基づいて制御棒の速度を算出し、制御棒の速度が
所定の値となった場合に、前記電動機への電力供給の停
止、前記所定値となった旨の表示および警報の発生のう
ち少なくとも１つを実行する制御装置と、を備えたこと
を特徴としている。

【００３０】誘導電動機は負荷に応じて回転速度が変動
する。そこで請求項５の発明によれば、制御棒駆動速度
を測定することにより、負荷変動等の制御棒駆動機構の
状態を確認可能である。これにより状態に応じて、状態
表示、警報、駆動停止といった適切な対応をとることが
可能となる。

【００３１】請求項６に記載の発明は、原子炉の制御棒
を昇降駆動する制御棒駆動装置において、電動機を有
し、前記電動機が発生した駆動力を前記制御棒に伝達し
て、前記制御棒を昇降させる駆動機構と、制御棒の位置
を検出する位置検出装置と、制御棒の駆動停止後の実際
の停止位置と、目標停止位置または駆動停止指令発生時
の制御棒位置とを比較し、実際の停止位置と、目標停止
位置または駆動停止指令発生時の制御棒位置との差が所
定の範囲を逸脱した場合に、前記所定の範囲を逸脱した
旨の表示および警報の発生のうち少なくとも１つを実行
する制御装置と、を備えたことを特徴としている。

【００３２】請求項７に記載の発明は、原子炉の制御棒
を昇降駆動する制御棒駆動装置において、電動機を有
し、前記電動機が発生した駆動力を前記制御棒に伝達し
て、前記制御棒を昇降させる駆動機構と、制御棒の位置
を検出する位置検出装置と、制御棒の駆動停止後の停止
位置と制御棒の駆動開始前の初期位置とを比較し、停止
位置と初期位置との差が所定の範囲を逸脱した場合に、
前記所定の範囲を逸脱した旨の表示および警報の発生の
うち少なくとも１つを実行する制御装置と、を備えたこ
とを特徴としている。

【００３３】請求項６及び７の発明によれば、制御棒の
停止位置あるいは制御棒駆動距離を測定し、想定される
制御棒の停止位置あるいは制御棒駆動距離と比較するこ
とにより、制御棒駆動機構の負荷変動、劣化等を考慮し
て制御棒駆動機構が健全な駆動性能を有しているか確認
可能である。これにより状態に応じて、状態表示、警報
といった適切な対応をとることが可能となる。

【００３４】請求項８に記載の発明は、原子炉の制御棒
を昇降駆動する制御棒駆動装置において、誘導電動機を
有し、前記誘導電動機が発生した駆動力を前記制御棒に
伝達して、前記制御棒を昇降させる駆動機構と、前記誘
導電動機の温度を測定する温度測定手段と、前記温度測
定手段により測定された温度が所定値に達した場合に、
前記電動機への電力供給の停止、前記所定値となった旨
の表示および警報の発生のうち少なくとも１つを実行す
る制御装置と、を備えたことを特徴としている。

【００３５】請求項９に記載の発明は、原子炉の制御棒
を昇降駆動する制御棒駆動装置において、電動機と磁気
継手とを有し、前記電動機が発生した駆動力を前記磁気
継手を介して制御棒に伝達して制御棒を昇降させる駆動
機構と、前記磁気継手の温度を測定する温度測定手段
と、前記温度測定手段により測定された温度が所定値に
達した場合に、前記電動機への電力供給の停止、前記所
定値となった旨の表示および警報の発生のうち少なくと
も１つを実行する制御装置と、を備えたことを特徴とし
ている。

【００３６】請求項８及び９の発明によれば、誘導電動
機例えばその巻線部温度あるいは磁気継手部温度を測定
することにより、誘導電動機においては過負荷等による
過度な巻線温度上昇の有無、また磁気継手においては回
転に伴い発生する渦電流による過度な温度上昇の有無を
確認し、制御棒駆動機構が健全な駆動性能を有している
か確認することができる。これにより状態に応じて、状
態表示、警報、駆動停止といった適切な対応をとること
が可能となる。

【００３７】請求項１０に記載の発明は、原子炉の制御
棒を昇降駆動する制御棒駆動装置において、電動機を有
し、前記電動機が発生した駆動力を制御棒に伝達して、
前記制御棒を昇降させる駆動機構と、前記駆動機構に設
けられ、前記駆動機構の駆動力伝達部材に対して制動ま
たは保持動作を行う第１のブレーキおよび第２のブレー
キと、制御棒の駆動停止を行う際、前記第１のブレーキ
により制動または保持動作を実施させ、その後に前記第
２のブレーキにより制動または保持動作を実施させるよ
うに、前記第１および第２のブレーキを制御する制御装
置と、を備えたことを特徴としている。

【００３８】請求項１１に記載の発明は、請求項１０に
記載の発明において、前記制御装置が、前記電動機への
電力供給停止後または制御棒の移動が停止した後に、前
記第２のブレーキにより制動または保持動作を実施する
ことを特徴としている。

【００３９】請求項１２に記載の発明は、原子炉の制御
棒を昇降駆動する制御棒駆動装置であって、電動機を有
し、前記電動機が発生した駆動力を前記制御棒に伝達し
て、前記制御棒を昇降させる駆動機構と、前記駆動機構
に設けられ、前記駆動機構の駆動力伝達部材に対して制
動または保持動作を行う第１のブレーキおよび第２のブ
レーキと、制御棒の駆動開始の際、前記第２のブレーキ
による保持動作を解除し、その後に前記第１のブレーキ
による保持動作を解除するように、前記第１および第２
のブレーキを制御する制御装置と、を備えたことを特徴
としている。

【００４０】請求項１３に記載の発明は、請求項１２に
記載の発明において、前記制御装置が、前記電動機への
電力供給開始前に、前記第２のブレーキによる保持動作
を解除することを特徴としている。

【００４１】請求項１０乃至１３の発明によれば、複数
のブレーキをタイミングをずらして作動させることによ
り、１つのブレーキの負担を低減することができる。特
に、複数のブレーキを、軸回転時に保持または制動動作
を行う制動用、軸回転停止時に制動または保持動作を行
う保持用として使い分けることとすれば、保持用に用い
るブレーキの摩耗等による保持能力低下を防止し、軸回
転停止時の保持能力、すなわち制御棒位置保持能力に関
して信頼性を向上することが可能となる。

【００４２】請求項１４に記載の発明は、原子炉の制御
棒を昇降駆動する制御棒駆動装置において、誘導電動機
を有し、前記誘導電動機が発生した駆動力を前記制御棒
に伝達して、前記制御棒を昇降させる駆動機構と、前記
誘導電動機に電力を供給する電源装置と、を備え、前記
電源装置は、前記誘導電動機に少なくとも２つの異なる
電源周波数を供給する機能および前記誘導電動機に少な
くとも２つの異なる電圧を供給する機能のうち少なくと
も１つの機能を有していることを特徴としている。

【００４３】請求項１５に記載の発明は、原子炉の制御
棒を昇降駆動する制御棒駆動装置において、誘導電動機
を有し、前記誘導電動機が発生した駆動力を前記制御棒
に伝達して、前記制御棒を昇降させる駆動機構と、前記
誘導電動機に電力を供給する第１の電源と、前記誘導電
動機に前記第１の電源が供給する電力と異なる周波数ま
たは異なる電圧の電力を供給する第２の電源と、を備え
たことを特徴としている。

【００４４】請求項１６に記載の発明は、請求項１４ま
たは１５に記載の制御棒駆動装置を用いて制御棒を駆動
する制御棒駆動装置の運転方法において、原子炉運転時
に、第１の周波数または第１の電圧を前記誘導電動機に
供給して第１の速度で制御棒を駆動し、原子炉停止時
に、第１の周波数または第１の電圧より高い第２の周波
数または第２の電圧を前記誘導電動機に供給して前記第
１の速度より高い第２の速度で制御棒を駆動することを
特徴としている。

【００４５】請求項１７に記載の発明は、請求項１４ま
たは１５に記載の制御棒駆動装置を用いて制御棒を駆動
する制御棒駆動装置の運転方法において、原子炉運転時
に、第１の周波数または第１の電圧を前記誘導電動機に
供給して第１の速度で制御棒を駆動し、原子炉停止時
に、第１の周波数または第１の電圧より低い第２の周波
数または第２の電圧を前記誘導電動機に供給して前記第
１の速度より低い第２の速度で制御棒を駆動することを
特徴としている。

【００４６】請求項１８に記載の発明は、誘導電動機を
有するとともに前記誘導電動機が発生した駆動力を前記
制御棒に伝達して前記制御棒を昇降させる駆動機構を備
えた制御棒駆動装置を試験する試験方法において、前記
誘導電動機を駆動して制御棒の駆動を行う際に制御棒の
移動速度を検出して、その絶対値または変動により制御
棒および駆動機構とその周囲の部材との摩擦を測定する
ことを特徴としている。

【００４７】請求項１９に記載の発明は、誘導電動機を
有するとともに前記誘導電動機が発生した駆動力を前記
制御棒に伝達して前記制御棒を昇降させる駆動機構を備
えた制御棒駆動装置を試験する試験方法において、前記
誘導電動機を駆動して制御棒の駆動を行う際に前記誘導
電動機に供給される電流、電圧または電力を検出して、
その絶対値または変動により制御棒および駆動機構とそ
の周囲の部材との摩擦を測定することを特徴としてい
る。

【００４８】誘導電動機は電源周波数及び電源電圧に応
じて、回転速度が変動する。そこで請求項１４乃至１７
の発明によれば、電動機駆動電源として複数の周波数あ
るいは電圧を利用可能とすることにより、多様な駆動速
度を設定することが可能である。具体的には、例えばプ
ラント定検時に高速駆動することにより、定検期間短縮
を図ることが可能となる。また、誘導電動機は負荷に応
じて回転速度が変動する。そこで、例えばプラント定検
時の制御棒摩擦測定試験時等に低速駆動することによ
り、駆動速度変動等を詳細に確認可能となり、請求項１
８及び１９に示す測定が容易に可能となる。また特に請
求項１５の発明によれば、第１の電源と第２の電源を個
別に設けることにより、制御棒駆動速度設定の際、操作
ミス等を防止し、信頼性の高い構成とすることが可能で
ある。また、沸騰水型原子力発電所のプラント定検時に
は制御棒摩擦測定試験を実施しているが、特に請求項１
８及び１９の発明によれば、制御棒駆動速度の絶対値あ
るいは変動を測定することにより、制御棒摩擦等の負荷
変動を確認することができる。これにより電動で制御棒
を駆動し、制御棒駆動速度を測定することにより制御棒
摩擦測定試験が実施可能となる。前記のように電動駆動
により制御棒を駆動することにより、作業が簡易となり
作業工程が短縮できるだけでなく、本作業を中央制御室
等の放射線管理区域外で実施可能となり、作業性向上、
被ばく低減を図ることが可能となる。

【００４９】また、請求項２０に記載の発明は、原子炉
の制御棒を昇降駆動する制御棒駆動装置において、電動
機を有し、前記電動機が発生した駆動力を前記制御棒に
伝達して前記制御棒を昇降させる駆動機構と、前記駆動
機構に設けられ、前記駆動機構の駆動力伝達部材に対し
て制動または保持動作を行う第１のブレーキおよび第２
のブレーキと、前記第１および第２のブレーキそれぞれ
の静止時保持トルクを、原子炉の通常運転時の制御棒の
位置保持に必要なトルク以上としたことを特徴としてい
る。

【００５０】請求項２０の発明によれば、複数のブレー
キの静止時保持トルクを、通常時制御棒位置保持に必要
なトルク以上に設定することにより、万一１個のブレー
キの機能喪失を考慮しても、確実に制御棒位置保持が可
能となり、信頼性の高い構成とすることが可能となる。

【００５１】請求項２１に記載の発明は、原子炉の制御
棒を昇降駆動する制御棒駆動装置において、電動機と磁
気継手とを有し、前記電動機が発生した駆動力を前記磁
気継手を介して制御棒に伝達して制御棒を昇降させる駆
動機構と、制御棒の挿入操作を行う際に、制御棒の目標
停止位置を超えて制御棒を挿入した後、制御棒を引き抜
き方向に後退させて制御棒を目標停止位置に停止させる
ように、前記電動機を制御する制御装置と、を備えたこ
とを特徴としている。

【００５２】請求項２１の発明によれば、挿入操作後、
引抜きを実施することにより、制御棒の摩擦が大きい場
合、引抜き操作時に制御棒分離信号が発生することによ
り異常検知が可能となる。

【００５３】請求項２２に記載の発明は、原子炉の制御
棒を昇降駆動する制御棒駆動装置において、電動機と磁
気継手とを有し、前記電動機が発生した駆動力を前記磁
気継手を介して制御棒に伝達して制御棒を昇降させる駆
動機構と、前記電動機の軸、前記電動機側の前記磁気継
手の継手要素または前記電動機側から前記磁気継手への
駆動力伝達経路に設けられた部材の回転位置を検出する
第１の位置検出装置と、前記制御棒側の前記磁気継手の
継手要素または前記磁気継手から制御棒への駆動力伝達
経路に設けられた部材の位置を検出する第２の位置検出
装置と、前記第１および第２の位置検出装置の出力を比
較し、前記第１の位置検出装置により検出された回転位
置と第２の位置検出装置により検出された位置との関係
が所定の関係から外れた場合に、前記電動機への電力供
給の停止、前記関係が所定の関係から外れた旨の表示、
および警報の発生のうち少なくとも１つを実行する制御
装置と、を備えたことを特徴としている。

【００５４】請求項２２の発明では、万一磁気継手が脱
調した場合でも、両者の信号を比較することにより、磁
気継手脱調検知が可能である。これにより状態に応じ
て、状態表示、警報、駆動停止といった適切な対応をと
ることが可能となる。

【００５５】請求項２３に記載の発明は、電動機を含む
電動機アセンブリと磁気継手とを有するとともに前記電
動機が発生した駆動力を前記磁気継手を介して制御棒に
伝達して制御棒を昇降させる駆動機構を備えた制御棒駆
動装置を試験する方法において、磁気測定装置により前
記磁気継手の周囲または内部の磁気を測定することによ
り前記磁気継手の異常の有無を判断することを特徴とし
ている。

【００５６】請求項２４に記載の発明は、電動機を含む
電動機アセンブリと磁気継手とを有するとともに前記電
動機が発生した駆動力を前記磁気継手を介して制御棒に
伝達して制御棒を昇降させる駆動機構を備えた制御棒駆
動装置を試験する方法において、前記磁気継手の周囲ま
たは内部に誘導起電力測定装置を設けるとともに前記磁
気継手を回転させ、そのときに前記誘導起電力測定装置
により測定された値に基づいて前記磁気継手の異常の有
無を判断することを特徴としている。

【００５７】磁気継手は磁力によりトルクを伝達するた
め、磁気あるいは、磁気にもとづき発生する誘導起電力
を確認することにより、伝達可能トルクを判定すること
が可能である。従って請求項２３または２４の発明によ
れば、磁気継手部の磁気測定あるいは誘導起電力測定す
ることにより、磁気継手の健全性を確認することが可能
である。

【００５８】請求項２５に記載の発明は、請求項２３ま
たは２４に記載の発明において、原子炉停止中に前記磁
気測定装置または前記誘導起電力測定装置を設置して測
定を行い、原子炉運転時に前記磁気測定装置の一部若し
くは全部または前記誘導起電力測定装置の一部若しくは
全部を取り外した状態とすることを特徴としている。請
求項２５の発明によれば、磁気継手部の磁気測定あるい
は誘導起電力測定手段を着脱可能とすることにより、プ
ラント運転時は取外し、プラント停止時に実施する点検
時に取付けすることが可能である。前記情報を常時監視
するためには、前記測定手段を常設とし、格納容器内に
ケーブル等を引き回す必要があるが、本手法では、点検
時に仮設設置することにより、常設機器の物量を低減し
た上で、適切に磁気継手の健全性確認が可能である。ま
た測定手段を放射線環境の厳しい、運転中のプラントの
格納容器内に常設する必要がないため、測定手段の保護
にも寄与する。また測定手段の点検を格納容器外の任意
の時期に実施可能であり、定検時作業量の低減、作業員
の被ばく低減に寄与する。

【００５９】請求項２６に記載の発明は、電動機を含む
電動機アセンブリと、スプールピースと、前記スプール
ピースにより隔てられた一対の継手要素を有する磁気継
手と、を有するとともに、前記電動機が発生した駆動力
を前記磁気継手を介して制御棒に伝達して制御棒を昇降
させる駆動機構を有する制御棒駆動装置の試験装置にお
いて、前記スプールピースを前記駆動機構に取り付けた
状態で、前記磁気継手を構成する前記電動機アセンブリ
側の継手要素またはこの継手要素に接続された軸に対し
てトルクを印加可能なトルク印加手段と、印加されたト
ルクを測定するトルク測定手段と、を備えたことを特徴
としている。

【００６０】請求項２７に記載の発明は、電動機を含む
電動機アセンブリと、スプールピースと、前記スプール
ピースにより隔てられた一対の継手要素を有する磁気継
手と、前記電動機が発生した回転運動を直線運動に変換
するボールナットおよびボールねじとを有するととも
に、前記電動機が発生した駆動力を前記磁気継手、前記
ボールナットおよび前記ボールねじを介して制御棒に伝
達して制御棒を昇降させる駆動機構を有する制御棒駆動
装置を試験する方法において、前記スプールピースを前
記駆動機構に取り付けた状態で、前記ボールねじを構成
するボールナットの位置を機械的最下限状態または機械
的最上限状態とし、前記磁気継手を構成する前記電動機
アセンブリ側の継手要素またはこの継手要素に接続され
た軸に対してトルクを印加して、前記磁気継手の異常の
有無を判断することを特徴としている。

【００６１】請求項２８に記載の発明は、電動機を含む
電動機アセンブリと、スプールピースと、前記スプール
ピースにより隔てられた一対の継手要素を有する磁気継
手と、を有するとともに、前記電動機が発生した駆動力
を前記磁気継手を介して制御棒に伝達して制御棒を昇降
させる駆動機構を備えた制御棒駆動装置の試験装置にお
いて、前記スプールピースを前記駆動機構に取り付けた
状態で、前記磁気継手を構成する前記電動機アセンブリ
側の継手要素またはこの継手要素に接続された軸に対し
てトルクを印加可能なトルク印加手段と、前記トルク印
加手段により印加されるトルクを制限するトルク制限器
と、を備えたことを特徴としている。

【００６２】請求項２９に記載の発明は、電動機を含む
電動機アセンブリと、スプールピースと、前記スプール
ピースにより隔てられた一対の継手要素を有する磁気継
手と、前記電動機が発生した回転運動を直線運動に変換
するボールねじとを有するとともに、前記電動機が発生
した駆動力を前記磁気継手および前記ボールねじを介し
て制御棒に伝達して制御棒を昇降させる駆動機構と、を
有する制御棒駆動装置を試験する方法において、前記ス
プールピースを前記駆動機構に取り付けた状態で、前記
ボールナットの位置を機械的最下限状態または機械的最
上限状態とし、前記磁気継手を構成する前記電動機アセ
ンブリ側の継手要素またはこの継手要素に接続された軸
に対して所定の制限値に設定されたトルク制限器を介し
てトルクを印加して、前記磁気継手の異常の有無を判断
することを特徴としている。

【００６３】請求項３０に記載の発明は、請求項２６ま
たは２８に記載の発明において、前記スプールピースを
前記駆動機構に取り付けた状態で、前記磁気継手を構成
する前記電動機アセンブリ側の継手要素またはこの継手
要素に接続された軸に接続可能な、前記電動機アセンブ
リ側の継手要素またはこの継手要素に接続された軸の回
転角度を測定する回転角測定手段を更に備えたことを特
徴としている。

【００６４】請求項３１に記載の発明は、請求項２７ま
たは２９に記載の発明において、前記電動機アセンブリ
側の継手要素またはこの継手要素に接続された軸に対し
てトルクを印加する際に、前記電動機アセンブリ側の継
手要素またはこの継手要素に接続された軸の回転角度を
トルク値と関連づけて測定し、その測定結果に基づいて
前記磁気継手の異常の有無を判断することを特徴として
いる。

【００６５】請求項３２に記載の発明は、請求項２７、
２９および３１のいずれか一項に記載の発明において、
電動機アセンブリを前記駆動機構から取り外した状態
で、前記電動機アセンブリ側の継手要素またはこの継手
要素に接続された軸に対してトルクを印加することを特
徴としている。

【００６６】請求項３３に記載の発明は、請求項２７、
２９および３１のいずれか一項に記載の発明において、
前記電動機アセンブリを前記駆動機構に取り付けた状態
で、前記電動機アセンブリの下部から前記電動機アセン
ブリの軸を回転させ、前記電動機アセンブリの軸を介し
て前記電動機アセンブリ側の継手要素またはこの継手要
素に接続された軸に対してトルクを印加することを特徴
としている。

【００６７】請求項２６乃至３３の発明によれば、磁気
継手を有するスプールピースを駆動機構に取り付けた状
態のまま、伝達トルク、回転角等を測定し、磁気継手の
健全性確認が可能である。またトルク制限器の設置によ
り過度なトルク印加による磁気継手の脱調防止が可能で
ある。またトルク制限器の設定値を磁気継手健全性確認
のための判定値とし、トルク制限器設定値までトルクを
印可し脱調有無を確認することにより、磁気継手の健全
性確認が可能である。請求項２６乃至３３の発明によれ
ば、スプールピースを駆動機構に取り付けた状態のま
ま、磁気継手の健全性の確認が可能となり、磁気継手の
健全性確認を目的としてスプールピースを取外す必要が
なくなり、プラント定検時の作業量、工程、被ばく量の
低減が可能となる。

【００６８】請求項３４に記載の発明は、電動機を含む
電動機アセンブリと、スプールピースと、前記スプール
ピースにより隔てられた一対の継手要素を有する磁気継
手と、を有するとともに、前記電動機が発生した駆動力
を前記磁気継手を介して制御棒に伝達して制御棒を昇降
させる駆動機構を備えた制御棒駆動装置の試験装置であ
って、前記スプールピースの試験を行う試験装置におい
て、前記磁気継手を構成する制御棒側の継手要素または
この継手要素に接続された軸に接続可能であって、制御
棒側の継手要素またはこの継手要素に接続された軸の回
転を拘束する回転拘束手段と、前記磁気継手を構成する
前記電動機アセンブリ側の継手要素またはこの継手要素
に接続された軸に接続可能であって、前記電動機アセン
ブリ側の継手要素またはこの継手要素に接続された軸に
トルクを印加するトルク印加手段と、を備えたことを特
徴としている。

【００６９】請求項３５に記載の発明は、電動機を含む
電動機アセンブリと、スプールピースと、前記スプール
ピースにより隔てられた一対の継手要素を有する磁気継
手と、を有するとともに、前記電動機が発生した駆動力
を前記磁気継手を介して制御棒に伝達して制御棒を昇降
させる駆動機構と、を有する制御棒駆動装置の試験装置
であって、前記スプールピースの試験を行う試験装置に
おいて、前記磁気継手を構成する制御棒側の継手要素ま
たはこの継手要素に接続された軸に接続可能であって、
制御棒側の継手要素またはこの継手要素に接続された軸
にトルクを印加するトルク印加手段と、前記磁気継手を
構成する前記電動機アセンブリ側の継手要素またはこの
継手要素に接続された軸に接続可能であって、前記電動
機アセンブリ側の継手要素またはこの継手要素に接続さ
れた軸の回転を拘束する回転拘束手段と、を備えたこと
を特徴としている。

【００７０】請求項３６に記載の発明は、請求項３４ま
たは３５に記載の発明において、前記制御棒側の継手要
素若しくはこの継手要素に接続された軸、または前記電
動機アセンブリ側の継手要素若しくはこの継手要素に接
続された軸の一方に接続可能であって、前記トルク印加
手段により印加されるトルクを制限するトルク制限器を
更に備えたことを特徴としている。

【００７１】請求項３７に記載の発明は、請求項３４ま
たは３５に記載の発明において、前記制御棒側の継手要
素若しくはこの継手要素に接続された軸、または前記電
動機アセンブリ側の継手要素若しくはこの継手要素に接
続された軸の一方に接続可能であって、前記制御棒側の
継手要素またはこの継手要素に接続された軸または前記
電動機アセンブリ側の継手要素またはこの継手要素に接
続された軸の回転角度を測定する回転角測定手段を更に
備えたことを特徴としている。

【００７２】請求項３４乃至３７の発明によれば、スプ
ールピースを取外した場合において、磁気継手部の伝達
トルクを測定することにより、磁気継手部の健全性確認
が可能となる。スプールピースを取外す場合は、請求項
３４乃至３７の発明に基づいて磁気継手部の健全性確認
を行うことにより、請求項２６乃至３３の発明に基づく
手法と比較し、格納容器外の作業環境のよい場所で試験
実施可能であり、作業性の改善、被ばく低減が可能とな
る。

【００７３】請求項３８に記載の発明は、請求項３４ま
たは３５に記載の発明において、スプールピースの内部
を加圧する圧力供給手段と、スプールピースの内部の圧
力を測定する圧力測定手段と、を更に備えたことを特徴
としている。

【００７４】請求項３８の発明によれば、スプールピー
スを取外した場合に、スプールピース隔壁内側部を加圧
することにより、耐圧試験を実施することができる。

【００７５】請求項３９に記載の発明は、電動機を含む
電動機アセンブリと磁気継手を内蔵するスプールピース
とを有するとともに前記電動機が発生した駆動力を前記
磁気継手を介して制御棒に伝達して制御棒を昇降させる
駆動機構を備えた制御棒駆動装置の保管装置であって、
前記スプールピースを保管する保管装置において、前記
スプールピースの一部または全部を覆う磁性体の外被を
有することを特徴としている。

【００７６】請求項４０に記載の発明は、電動機を含む
電動機アセンブリと磁気継手を内蔵するスプールピース
とを有するとともに前記電動機が発生した駆動力を前記
磁気継手を介して制御棒に伝達して制御棒を昇降させる
駆動機構を備えた制御棒駆動装置の保管装置であって、
前記磁気継手を保管する保管装置において、前記磁気継
手の一部または全部を覆う磁性体の外被を有することを
特徴としている。

【００７７】請求項３９及び４０の発明によれば、磁気
継手を有するスプールピースの保管あるいは点検作業
時、あるいは磁気継手の保管あるいは点検作業時に、磁
気継手等から漏洩する磁場を磁性体の外被により閉じ込
めることが可能であり、周囲機器への磁気影響を低減可
能である。

【００７８】請求項４１に記載の発明は、電動機を含む
電動機アセンブリと、スプールピースと、前記スプール
ピースにより隔てられた一対の継手要素を有する磁気継
手と、を有するとともに、前記電動機が発生した駆動力
を前記磁気継手を介して制御棒に伝達して制御棒を昇降
させる駆動機構を備えた制御棒駆動装置の点検装置にお
いて、前記磁気継手を構成する一方の継手要素またはこ
の継手要素に接続された軸の位置を径方向に関して固定
する第１の径方向位置固定手段と、前記磁気継手を構成
する他方の継手要素またはこの継手要素に接続された軸
の位置を径方向に関して固定する第２の径方向位置固定
手段と、を備え、前記スプールピース及び前記各継手要
素の軸線を固定した状態で、スプールピースの分解ある
いは組立を実施することを特徴としている。

【００７９】この請求項４１に記載の発明においては、
前記磁気継手の一部または全部を覆う磁性体の外被を更
に備えることが好適である。

【００８０】磁気継手は強力な磁石を内蔵しているた
め、軸線を固定していない状態で分解／組立を行うと、
内側と外側磁気継手あるいは磁気継手と周囲の磁性体の
引き合う力により、磁気継手がスプールピース隔壁部等
にあたり、磁気継手破損等をひきおこす可能性がある。
そこで請求項４１に記載の発明によれば、軸線を固定し
た状態で内側磁気継手と外側磁気継手の分解／組立を行
うことにより、機器の損傷を防止し安全に分解／組立作
業の実施が可能となる。

【００８１】請求項４２に記載の発明は、電動機を含む
電動機アセンブリと、スプールピースと、前記スプール
ピースにより隔てられた一対の継手要素を有する磁気継
手と、を有するとともに、前記電動機が発生した駆動力
を前記磁気継手を介して制御棒に伝達して制御棒を昇降
させる駆動機構を備えた制御棒駆動装置の保管方法にお
いて、前記磁気継手継手の一部または全部を非磁性体の
外被で覆い保管することを特徴としている。

【００８２】スプールピースから磁気継手の取外し、取
付けを行う際及び保管する際には、磁気継手の磁場によ
り、周囲の磁性体等が磁気継手に付着する可能性があ
る。そこで請求項４２の発明によれば、磁気継手の周囲
を非磁性体で覆うことにより、磁気継手表面への磁性体
付着を防止することが可能である。

【００８３】請求項４３に記載の発明は、電動機を含む
電動機アセンブリと、スプールピースと、前記スプール
ピースにより隔てられた一対の継手要素を有する磁気継
手と、を有するとともに、前記電動機が発生した駆動力
を前記磁気継手を介して制御棒に伝達して制御棒を昇降
させる駆動機構を備えた制御棒駆動装置の保管方法にお
いて、前記磁気継手の一部または全部を磁性体の外被に
より覆い保管することを特徴としている。

【００８４】請求項４３の発明によれば、磁気継手を有
するスプールピースの保管時に、磁気継手等から漏洩す
る磁場を磁性体の外被により閉じ込めることが可能であ
り、周囲機器への磁気影響を低減可能である。

【００８５】請求項４４に記載の発明は、電動機を含む
電動機アセンブリと、スプールピースと、前記スプール
ピースにより隔てられた一対の継手要素を有する磁気継
手と、を有するとともに、前記電動機が発生した駆動力
を前記磁気継手を介して制御棒に伝達して制御棒を昇降
させる駆動機構を備えた制御棒駆動装置の点検装置にお
いて、前記スプールピースの分解組立を行う水槽と、永
久磁石あるいは誘導磁石を用いた前記水槽内の磁性体を
収集する手段と、を備えたことを特徴としている。

【００８６】請求項４４の発明によれば、スプールピー
スから磁気継手の取外し、取付けを行う水槽内の磁性粉
等を、永久磁石あるいは誘導磁石により収集することに
より、磁気継手に付着する磁性体の量を低減することが
可能となる。

【００８７】請求項４５に記載の発明は、電動機を含む
電動機アセンブリと、スプールピースと、前記スプール
ピースにより隔てられた一対の継手要素を有する磁気継
手と、を有するとともに、前記電動機が発生した駆動力
を前記磁気継手を介して制御棒に伝達して制御棒を昇降
させる駆動機構を備えた制御棒駆動装置の点検方法にお
いて、点検前または点検後に、加圧流体を前記磁気継手
に噴霧して前記継手要素の表面の異物を除去することを
特徴としている。

【００８８】請求項４５の発明によれば、磁気継手表面
に付着した磁性体等の異物を、加圧流体を噴出すること
により取り除くことが可能となる。

【００８９】請求項４６に記載の発明は、複数の磁石を
内蔵するとともに第１の軸に接続された第１の継手要素
と、複数の磁石を内蔵するとともに第２の軸に接続され
た第２の継手要素と、を含む磁気継手を有するトルク伝
達装置において、前記第１の継手要素の全ての磁石を水
密または気密に覆う第１の外被と、前記第２の継手要素
の全ての磁石を水密または気密に覆う第２の外被と、を
備え、更に、前記第１の外被の内側において前記第１の
継手要素に内蔵された磁石の一部若しくは全部を水密ま
たは気密に覆う第３の外被と、前記第２の外被の内側に
おいて前記第２の継手要素に内蔵された磁石の一部ある
いは全部を水密または気密に覆う第４の外被と、のうち
少なくともいずれか一方を備えたことを特徴としてい
る。

【００９０】水中環境等では磁石と水が接触し、発生に
より磁気特性が変化することを防止するため、磁気継手
表面を外被で覆う構成が用いられるが、請求項４６の発
明によれば、内側／外側磁気継手表面を覆う外被の内側
に、さらに外被で覆った磁石磁石を設置することによ
り、万一内側／外側磁気継手表面を覆う外被が破損した
場合でも、磁石と水の接触を防止し、磁石の健全性を確
保することが可能である。これにより磁気継手の信頼性
が向上する。

【００９１】請求項４７に記載の発明は、複数の磁石を
内蔵するとともに第１の軸に接続された第１の継手要素
と、複数の磁石を内蔵するとともに第２の軸に接続され
た第２の継手要素と、を含む磁気継手を有するトルク伝
達装置において、前記第１の継手要素を構成する複数の
磁石は第１の磁力若しくは第１の寸法を有する第１の磁
石と、第２の磁力若しくは第２の寸法を有する第２の磁
石とを含み、前記第２の継手要素を構成する複数の磁石
は第３の磁力若しくは第３の寸法を有する第３の磁石
と、第４の磁力若しくは第４の寸法を有する第４の磁石
を含むことを特徴としている。

【００９２】請求項４８に記載の発明は、請求項４８に
記載の発明において、前記第１の継手要素に内蔵された
前記第１の磁石と、前記第２の継手要素に内蔵された前
記第３の磁石とが互いに対向し、かつ、前記第１の継手
要素に内蔵された前記第２の磁石と、前記第２の継手要
素に内蔵された前記第４の磁石とが互いに対向するよう
に、各磁石を配置したことを特徴としている。

【００９３】請求項４９に記載の発明は、請求項４７ま
たは４８に記載の発明において、前記第１の磁石に直接
若しくは非磁性体を介して接する第１の磁性体と、前記
第２の磁石に直接若しくは非磁性体を介して接する第２
の磁性体と、を更に備え、前記第１の磁性体の透磁率若
しくは寸法が、前記第２の磁性体の透磁率若しくは寸法
と異なることを特徴としている。

【００９４】請求項５０に記載の発明は、請求項４７ま
たは４８に記載の発明において、前記第３の磁石に直接
若しくは非磁性体を介して接する第３の磁性体と、前記
第４の磁石に直接若しくは非磁性体を介して接する第４
の磁性体と、を更に備え、前記第３の磁性体の透磁率若
しくは寸法が、前記第４の磁性体の透磁率若しくは寸法
と異なることを特徴としている。

【００９５】請求項５１に記載の発明は、請求項４７乃
至５１のいずれか一項に記載のトルク伝達装置を試験す
る方法であって、磁気測定装置により前記磁気継手の周
囲または内部の磁気を測定することにより前記磁気継手
の異常の有無を判断することを特徴としている。

【００９６】請求項５１に記載の発明においては、前記
磁気測定装置としてリードスイッチを用いることが好適
である。

【００９７】請求項５２に記載の発明は、請求項４６乃
至５０のいずれか一項に記載のトルク伝達装置を試験す
る方法において、前記磁気継手の周囲または内部に誘導
起電力測定装置を設けるとともに前記磁気継手を回転さ
せ、そのときに前記誘導起電力測定装置により測定され
た値に基づいて前記磁気継手の異常の有無を判断するこ
とを特徴としている。

【００９８】請求項５３に記載の発明は、前記第１の継
手要素の第１の軸または第２の継手要素の第２の軸に接
続された電動機と、前記電動機に電力を供給する電源装
置と、前記磁気継手の周囲または内部の磁気を測定する
磁気測定装置、または前記磁気継手の周囲または内部に
配置された誘導起電力測定装置と、前記電動機の運転中
に、前記磁気測定装置による磁気測定結果が所定値に達
した場合、または前記誘導起電力測定装置による誘導起
電力測定結果が所定値に達した場合に、前記電動機への
電力供給を停止する制御装置と、を更に備えたことを特
徴としている。磁気継手の磁気回路にアンバランスがな
い場合、万一磁気継手が脱調しても、脱調後の磁場状態
は脱調前と同じであり、検出が困難である。請求項４７
乃至５０の発明においては、磁気継手の磁気回路にアン
バランスを意図的につくることにより、万一磁気継手が
脱調した場合、磁場状態の変動を生じさせ、検出を容易
な構成としている。これにより請求項５１及び５２の発
明のように、磁気継手脱調を検知し、状態表示、警報、
駆動停止といった適切な対応をとることが可能となる。

【００９９】請求項５４に記載の発明は、原子炉の制御
棒を昇降駆動する制御棒駆動装置でにおいて、電動機
と、請求項４６乃至５０のいずれか一項に記載のトルク
伝達装置と、を有し、前記電動機が発生した駆動力を前
記トルク伝達装置を介して制御棒に伝達して制御棒を昇
降させる駆動機構と、前記電動機に電力を供給する電源
装置と、備えたことを特徴としている。

【０１００】請求項５５に記載の発明は、原子炉の制御
棒を昇降駆動する制御棒駆動装置において、電動機と、
請求項４６乃至５０のいずれか一項に記載のトルク伝達
装置とを有し、前記電動機が発生した駆動力を前記トル
ク伝達装置および前記ボールねじを介して制御棒に伝達
して制御棒を昇降させる駆動機構を備え、スプールピー
ス隔壁内部に前記トルク伝達装置の第１の継手要素が設
置され、スプールピース隔壁外部に前記トルク伝達装置
の第２の継手要素が設置され、前記第１の継手要素のう
ち第３の外被に覆われた磁石が機能し、前記第１の継手
要素の第３の外被に覆われていない磁石が機能しない状
態において、原子炉の通常運転時の制御棒位置保持に必
要なトルク以上の最大伝達トルクを前記トルク伝達装置
が有していることを特徴としている。

【０１０１】請求項５４及び５５に記載の発明によれ
ば、請求項４６乃至５０のいずれか一項に記載のトルク
伝達装置が制御棒駆動機構に組み込まれているため、磁
気継手を用いた信頼性の高い制御棒駆動機構を構築する
ことが可能である。

【０１０２】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の好
適な実施形態について説明する。

【０１０３】［第１の実施形態］まず、図１及び図２を
参照して第１の実施形態について説明する。図１には、
第１の実施形態に係る制御棒駆動機構の下部構造、すな
わちスプールピース部と電動機アセンブリ部の構造が模
式的に表わされている。なお、スプールピース１４より
上部の構造は、図７を参照して説明した従来技術のもの
と同一であり、当該部分を構成する部材については図７
と同一の符号を付し、重複説明は省略する。また、下部
構造についても、図７で説明した部材と同一または類似
の部材については、図７と同一の符号を付し、重複説明
は省略する。

【０１０４】まず、本実施形態に係る制御棒駆動機構の
構成を以下に説明する。

【０１０５】図１に示す制御棒駆動機構は、スプールピ
ース１４隔壁により隔てられた内側磁気継手要素３１と
外側磁気継手要素３２とから構成される磁気継手、分離
検出マグネット２５、駆動軸３等を有している。

【０１０６】また制御棒駆動機構の上部構造内には、ボ
ールねじ４、ボールナット５、中空ピストン９、スクラ
ム位置検出マグネット２８、フルイン検出マグネット２
９等が設けられている。

【０１０７】スプールピース１４下部には電動機アセン
ブリが設けられており、スプールピース１４側の外側磁
気継手３２と電動機アセンブリ側の回転軸１はカップリ
ング２を介して結合されている。

【０１０８】電動機アセンブリは保持用ブレーキ１９
と、位置検出装置（シンクロ位置レゾルバ）２０と、変
速機３３と、制動用ブレーキ３４が付属した誘導電動機
３５と、から構成されている。保持用ブレーキ１９及び
制動用ブレーキ３４は原子炉の通常時における制御棒位
置保持に必要なトルクとして、両者ともそれぞれ単独で
ボールねじ４軸に換算して０．３ｋｇｆｍ以上の静止時
保持トルクを有している。

【０１０９】このように保持用ブレーキ１９及び制動用
ブレーキ３４両者ともに、静止時保持トルクを通常運転
時の制御棒位置保持に必要なトルクに設定していること
により、万一の一方のブレーキ機能喪失を考慮しても、
確実に制御棒位置保持が可能であり、信頼性の高い制御
棒駆動機構を構築できる。

【０１１０】また外側磁気継手要素３２とスプールピー
ス１４の隔壁との間と、誘導電動機３５巻線部には、そ
れぞれ温度計３６、３７が設置されている。なお、温度
計３６は外側磁気継手要素３２の外周面近傍に配置して
もよいし、また、温度計３７は、誘導電動機３５巻線部
の近傍位置やケーシング内の適当な位置に配置してもよ
い。

【０１１１】スプールピース１４外部には、分離検出プ
ローブ２７及びスクラム位置検出プローブ３０が設けら
れており、これらプローブ２７、３０は、それぞれ磁気
で作動するリードスイッチを有している。

【０１１２】スクラム位置検出プローブ３０のリードス
イッチ（図示せず）は上下方向に関して複数配設され、
制御棒のフルストロークに対し、０，１０，４０，６
０，１００％（０％が全引き抜き、１００％が全挿入状
態を意味する）相当位置を検出することが可能である。
また分離検出プローブ２７は、分離検出マグネット２５
の位置を検知する分離検出リードスイッチ３８と、磁気
継手近傍の磁場状態を検知する磁気継手脱調検知用リー
ドスイッチ３９を有している。

【０１１３】誘導電動機３５は電動機電源装置４１が接
続されている。電動機電源装置４１には例えば６０Ｈｚ
の固定周波数電源４４が接続されている。また、固定周
波数電源４４とは別に可変周波数電源４５も設けられて
おり、固定周波数電源４４および可変周波数電源４５
は、いずれか一方を選択的に電動機電源装置４１に接続
することができる。可変周波数電源４５は、ステップ式
に周波数を変更できるものであってもよく、連続的に周
波数を変更できるものであってもよい。

【０１１４】誘導電動機３５は、同期回転数が電源周波
数に比例し、また負荷によっても回転数が変動する。本
実施例では電動機電源として複数の周波数を選択可能と
しており、原子炉運転中において中速駆動、原子炉停止
中においては駆動時間短縮のため高速駆動、原子炉停止
時におけるプラント点検時に実施する制御棒摩擦測定試
験時においては低速駆動といった、状況に応じてフレキ
シビリティの高い運用が可能となっている。

【０１１５】特に制御棒摩擦測定試験時においては、制
御棒を全引き抜き状態から全挿入状態へ低速駆動し、駆
動速度を測定することにより摩擦等の負荷変動を検出す
ることができる。制御棒摩擦測定試験等においては、低
速で駆動するほうが短期間の負荷変動等まで明確に検出
することが可能であり、信頼性の高い試験となる。もち
ろん原子炉運転中と同様に中速駆動において問題なく短
期間の負荷変動等を確認可能な場合は、中速駆動にて試
験を制御棒摩擦測定試験を実施することも可能である。

【０１１６】また、誘導電動機３５の負荷が変動した場
合には、誘導電動機３５への電気エネルギーの供給が変
化するため、電源装置４１に電流計、電圧計または電力
計等を設置し、これら電流計等の検出値を確認すること
によっても、制御棒摩擦測定試験を実施することが可能
である。

【０１１７】また、本実施形態においては、６０Ｈｚの
固定周波数電源４４と可変周波数電源４５を個別に設け
ているため、原子炉運転中は固定周波数電源４４に接
続、原子炉停止中は必要に応じ可変周波数電源４５に接
続するように運用することにより、原子炉運転中に誤っ
た電源に接続する可能性を排除し、信頼性の高い運用が
可能である。

【０１１８】なお、本実施形態では複数種の周波数を選
択可能としているが、互いに異なる複数種の電圧を選択
可能としても駆動速度をかえて駆動することが可能であ
る。この場合には、固定周波数電源４４および可変周波
数電源４５に代えて、固定電圧電源４４および可変電圧
電源４５を設ければよい。

【０１１９】再度図１を参照すると、電動機電源装置４
１は、直列に接続された２つのスイッチ４０を有してい
る。各スイッチ４０は、制御装置４２から互いに別系統
の指令信号伝達経路を介して送信される信号により、そ
れぞれを独立して制御可能である。また電動機電源装置
４１には保護継電器としてサーマルリレー４３が付設さ
れている。誘導電動機３５の負荷トルクが増大した場合
には、誘導電動機３５に供給される駆動電流値が増大
し、サーマルリレー４３が作動するようになっている。
なお、保護継電器はサーマルリレー４３に限定されるも
のではなく、他の保護継電器を用いてもよい。

【０１２０】また、保持用ブレーキ１９にも、保持用ブ
レーキ電源装置４６が接続されている。電源装置４６に
は、図示しない固定周波数電源が接続されている。保持
用ブレーキ電源装置４６も、直列に接続された２つのス
イッチ４７を有している。各スイッチ４０も、制御装置
４２から互いに別系統の指令信号伝達経路を介して送信
される信号により、それぞれを独立して制御可能であ
る。

【０１２１】このように電動機電源装置４１及び保持用
ブレーキ電源装置４６にそれぞれ直列に２つのスイッチ
４０、４７を設置することにより、単一故障等による制
御棒の誤駆動動作を防止可能であり、信頼性が向上す
る。

【０１２２】なお、上記のスイッチ４０、４７は、接点
であってもよいし、半導体スイッチであってもよい。

【０１２３】次に、図２を参照して磁気継手部の構成に
ついて詳細に説明する。磁気継手を構成する内側磁気継
手要素３１は８極の磁石５０、５１を内蔵しており、ま
た、磁気継手を構成する外側磁気継手要素３２も同様
に、８極の磁石４８、４９を内蔵している。また、磁石
４８、４９、５０、５１はそれぞれ、磁気回路５２を構
成するための磁性体からなるヨーク５３、５４、５５、
５６を有している。

【０１２４】外側磁気継手要素３２の磁石４８、４９の
内表面は、スリーブ５７により覆われ密閉されており、
内側磁気継手要素３１の磁石５０、５１の外表面は、ス
リーブ５７により覆われ密閉されている。内側及び外側
磁気継手要素３１、３２は、各磁石４８、４９、５０、
５１の磁力により磁気的に結合している。このため、ス
プールピース１４の隔壁部を介して非接触で内側および
外側磁気継手要素３１、３２間で動力を伝達可能であ
る。

【０１２５】図２（ａ）に示すように、外側磁気継手要
素３２の符号Ａを付した磁石５１（以下「磁石Ａ」とい
う）は、符号Ｂを付した他の磁石４９（以下「磁石Ｂ」
という）より小型の磁石となっている。また、内側磁気
継手要素３１の符号Ｃを付した磁石５０（以下「磁石
Ｃ」という）は、符号Ｄを付した他の磁石５１（以下
「磁石Ｄ」という）より小型の磁石となっている。

【０１２６】また、外側磁気継手要素３２の磁石Ａに接
する符号Ａを付したヨーク（以下「ヨークＡ」という）
は、符号Ｂを付したヨーク（以下「ヨークＢ」という）
と比較して小型となっている。また。内側磁気継手要素
３１の符号Ｃを付した磁石に接する符号Ｃを付したヨー
ク（以下「ヨークＣ」という）は、符号Ｄを付したヨー
ク（以下「ヨークＤ」という）と比較して小型となって
いる。ただし、ヨークＡとヨークＢとを一体成形とし、
ヨークＣとヨークＤとを一体成形としても構わない。

【０１２７】また、図２（ｂ）に示すように、小型の磁
石すなわち磁石Ａ及び磁石Ｃは、個別に外被５９で覆わ
れており、その上部にスペーサ６０を有している。な
お、図２（ｂ）には、磁石Ｃおよびその周囲の構成のみ
が記載されているが、磁石Ａおよびその周囲の構成も、
ヨークが磁石の外周側に位置している点を除いて磁石Ｃ
およびその周囲の構成と同一である（図２（ａ）参
照）。

【０１２８】図２（ａ）に示すように、磁石Ａ、Ｃ、ヨ
ークＡ、Ｃ、はそれぞれ２個づつ設けられるとともに、
軸線に対して点対称の位置に配置されており、磁石Ａと
磁石Ｃ５０とは互いに対向するように配置されている。

【０１２９】この磁気継手は、磁石Ｂ、Ｄの機能を期待
せず、磁石Ａ、Ｃ間に働く磁気的吸引力のみにより、原
子炉通常運転時の制御棒位置保持に必要なトルクとし
て、ボールねじ４軸に換算して０．３ｋｇｆｍ以上の最
大伝達トルクを確保している。

【０１３０】なお、前述したように、磁気継手を構成す
る磁石の表面をスリーブ５７,５８で覆うだけでなく、
２極分の磁石４８（磁石Ａ）、磁石５０（磁石Ｃ）を個
別に外被５９を覆い、また他の磁石４９（磁石Ｂ）、磁
石５１（磁石Ｄ）の機能を期待せずに通常運転時の制御
棒位置保持トルクを発揮できる構成としているため、万
一スリーブ５７、５８が破損して磁気継手内部に水等が
浸入し、磁石４９（磁石Ｂ）、５１（磁石Ｄ）が発錆等
により機能喪失しても、より強固に保護された磁石４８
（磁石Ａ）、磁石５０（磁石Ｃ）の機能は喪失しないた
め、確実に制御棒の位置保持が可能である。このため信
頼性の高い制御棒駆動機構を構築できる。

【０１３１】なお、万一、この磁気継手が脱調した場合
には以下の手法（１）〜（２）により検出することがで
きる。

【０１３２】（１）まず、第１の手法について説明す
る。この磁気継手は、正常時には、内側／外側磁気継手
３１、３２間で、小型の磁石Ａと小型の磁石Ｃとが対向
している。しかし磁気継手が脱調した場合は小型の磁石
Ａ、Ｃとより大きい磁石Ｂ、Ｄが対向する。また小型磁
石Ａ、Ｃには小型のヨークＡ，Ｃが接しており、小型磁
石Ａ、Ｃが大きい磁石Ｂ、Ｄと対向した場合磁力線５２
をヨーク内に閉じ込めることができなくなり、磁気継手
周囲に磁力線を放出し、周囲磁場が変化する。このよう
な磁場状態の変化を分離検出プローブ２７内に設けた磁
気継手脱調検知用リードスイッチ３９により検知するこ
とにより、磁気継手の脱調を検出することができる。な
お本実施形態では、磁気継手内部に一部小型の磁石を組
み込んでいるが、磁気特性（例えば磁束密度）の異なる
磁石を組み込む等した場合においても同様の効果が期待
できる。

【０１３３】（２）次に、第２の手法について説明す
る。磁気継手が脱調した場合には、内側／外側磁気継手
要素３１、３２間の結合位相が変化するため、外側磁気
継手要素３２に接続された軸（回転軸１）から位置情報
を検知する位置検出装置２０の出力と、内側磁気継手要
素３１に接続された中空ピストン９から位置情報を検知
するスクラム位置検出プローブ３０の出力の関係が正常
時に対して異なってくる。

【０１３４】従って、位置検出装置２０の出力とスクラ
ム位置検出プローブ３０の出力を比較して、両者間に所
定の関係が成立しているか否かにより、磁気継手の脱調
の有無を確認することができる。

【０１３５】以上の手法により、磁気継手の脱調を検知
した場合には、制御装置４２により、電動機３５への電
力供給を停止して制御棒の駆動を停止したり、位置検出
装置２０の出力とスクラム位置検出プローブ３０の出力
とが所定の関係から外れている旨を表示したり、警報を
発生したり等の適切な対応が可能となる。更にその後の
処置としては、当該制御棒駆動機構を動作不能の制御棒
として隔離する等の適切な対応を実施することが可能で
あり、信頼性の高い制御棒駆動機構を構築することがで
きる。

【０１３６】次に、制御装置４２の作用について説明す
る。制御装置４２は下記の機能を有する。

【０１３７】（１）制御装置４２は、運転員の操作に基
づき、制御棒駆動／停止指令を発する。この場合、制御
装置４２により制御される電源装置４１、４６が誘導電
動機３５、制御用ブレーキ３４、保持用ブレーキ１９へ
の電力供給を開始若しくは停止する。

【０１３８】（２）制御棒駆動開始時には、制御装置４
２は、まず電源装置４６を制御し、最初に保持用ブレー
キ１９を開放する。次いで、制御装置４２は電源装置４
１を制御し、制動用ブレーキ３４および誘導電動機３５
を同時に通電する。なお、制動用ブレーキ３４は、通電
されると保持動作をやめ開放状態になる。これにより回
転軸１が回転を始める。

【０１３９】（３）制御棒の駆動を停止する際には、制
御装置４２はまず電源装置４１を制御し、最初に制動用
ブレーキ３４および誘導電動機３５への通電を同時に停
止する。なお、制動用ブレーキ３４は、非通電時には保
持動作を実施する。そして回転軸１の回転が停止した
後、制御装置４２は電源装置４６を制御し、保持用ブレ
ーキ１９を保持状態とする。

【０１４０】このように保持用ブレーキ１９と制動用ブ
レーキ３４の作動時期をずらすことにより、保持用ブレ
ーキ１９の摺動による摩耗を低減し、保持用ブレーキ１
９の使用寿命、信頼性を向上することが可能である。

【０１４１】（４）また、制御装置４２は、制御棒駆動
時に停止目標位置の手前例えば４mm手前に達した時点
で、駆動停止指令を発するような制御を行うことが可能
である。すなわち、電送遅れ、また制動用ブレーキ３５
の能力等を考慮すると制御装置４２から制御棒停止指令
発信後、制御棒は２mm以上進んで停止すると考えられ
る。そこで停止目標位置の４mm手前で停止指令を発する
ことにより、停止位置の精度を高めているわけである。
なお、制御装置は位置検出装置２０から送信される信号
に基づいて制御棒の位置を把握しているが、分離検出プ
ローブ２７及びスクラム位置検出プローブ３０からの信
号も併せてモニタしている。

【０１４２】（５）更に、制御装置４２は、（ａ）温度
計３７から制御装置４２に送信される信号を監視するこ
とにより誘導電動機３５の巻線部温度を監視し、（ｂ）
温度計３６から制御装置４２に送信される信号を監視す
ることにより磁気継手部温度を監視し、（ｃ）そして位
置検出装置２０から送信される信号を監視することによ
り制御棒駆動速度を監視する。制御棒駆動速度は、位置
検出装置２０により検出された制御棒位置を時間に関し
て微分することにより、または制御棒位置の単位時間あ
たりの変化量から算出することができる。

【０１４３】そして、これらの値が第１の所定値を超え
た場合、図示しない警報発生装置によりオペレータに向
けて警報を発する。なお、第１の所定値を超えた場合に
は、警報の発生に代えて若しくは警報の発生に加えて、
その旨を表す情報を適当な表示手段により表示してオペ
レータに伝えるようにしてもよい。

【０１４４】また、上記の値が第１の所定値と比較して
より臨界値に近いまた第２の所定値を超えた場合、制御
装置４２は制御棒の駆動停止指令を発する。

【０１４５】なお、上記の説明では、第１の所定値と第
２の所定値を設定して、各所定値を超えた場合に制御装
置４２が所定の処置をとるようにしているが、これに限
定されるものではなく、誘導電動機３５の巻線部温度、
磁気継手部温度、制御棒駆動速度に対して所定の範囲の
許容値を設定し、各パラメータが許容される所定の範囲
を逸脱した場合に、上記と同様に電動機停止、警報の発
生等の処置をとるようにしてもよい。

【０１４６】（６）制御装置４２はサーマルリレー４３
が作動した場合には、警報を発し、さらに制御棒駆動停
止指令を発する。これにより、制御棒の異常検知を迅速
に行えるだけでなく、磁気継手への過大トルクが負荷さ
れることを防止することができ、磁気継手の脱調防止を
図ることも可能である。

【０１４７】なお、サーマルリレー４３を設けることに
代えて、電源装置４１に電流計、電圧計または電力計を
設け、この電流計等から制御装置４２に送信される信号
を監視することにより誘導電動機３５に供給される電流
値（電圧値、電力値でもよい）を監視し、その値が第１
の所定値を超えた場合、図示しない警報発生装置により
オペレータに向けて警報を発するようにしてもよい。更
に、第１の所定値を超えた場合には、警報の発生に代え
て若しくは警報の発生に加えて、その旨を表す情報を適
当な表示手段により表示してオペレータに伝えるように
してもよい。また、上記の値が第１の所定値と比較して
より臨界値に近いまた第２の所定値を超えた場合、制御
装置４２は制御棒の駆動停止指令を発するようにしても
よい。

【０１４８】（７）制御装置４２は、制御棒の駆動停止
後の実際の停止位置と目標停止位置または駆動停止指令
発生時の制御棒位置とを比較し、実際の停止位置と目標
停止位置または駆動停止指令発生時の制御棒位置との差
が所定の範囲を逸脱した場合に、前記所定の範囲を逸脱
した旨を図示しない表示装置により表示するか、図示し
ない警報発生装置によりオペレータに向けて警報を発す
る。

【０１４９】あるいは、制御装置４２は、制御棒の駆動
停止後の停止位置と制御棒の駆動開始前の初期位置とを
比較し、停止位置と初期位置との差が所定の範囲を逸脱
した場合に、前記所定の範囲を逸脱した旨を図示しない
表示装置により表示するか、図示しない警報発生装置に
よりオペレータに向けて警報を発する。

【０１５０】（８）制御装置４２は、位置検出装置２０
の出力とスクラム位置検出プローブ３０の出力を比較
し、制御棒全挿入位置、制御棒全引き抜き位置またはそ
の他の位置において、両者の関係が所定の関係から外れ
た場合に、警報を発し、さらに制御棒駆動停止指令を発
する。

【０１５１】（９）制御装置４２は、磁気継手脱調検知
用リードスイッチ３９が作動した際、警報を発し、制御
棒の駆動停止指令を発する。

【０１５２】（１０）制御装置４２は、サーマルリレー
が作動した場合、警報を発し、電動機への電力供給を停
止する。

【０１５３】（１１）制御装置４２は、制御棒挿入操作
時に、一旦目標停止位置を超えて制御棒を挿入し、その
後、自動的に制御棒を目標停止位置まで引き抜く駆動モ
ードを実行することができる。

【０１５４】上述のように制御装置４２により実施され
る各制御により、制御棒駆動の正確性が担保され、ま
た、制御棒駆動機構の状態に基づいた警報の発生や、制
御棒駆動停止といった対応が可能であり、制御棒駆動機
構の信頼性が向上する。

【０１５５】［第２の実施形態］次に、図３を参照して
第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、
制御棒駆動機構の一部をなす磁気継手の点検を行う方法
および装置に関する。

【０１５６】図３は、図１に示す制御棒駆動機構から電
動機アセンブリを取り外した状態を示している。なお、
この場合、スクラム位置検出プローブ３０、分離検出プ
ローブ２７等も取外されている。

【０１５７】本実施形態では、図３に示すように、外側
磁気継手要素３２は、その下部の各磁石の極に対応した
位置に開口部６１を有する構成となっており、外側磁気
継手要素３２とスプールピース１４隔壁部との間に磁気
センサ６２を挿入可能な構成としている。

【０１５８】次に磁気継手の第１の検査方法について説
明する。まず、磁気センサ６２と、磁気センサ６２に接
続したケーブル６３及び記録計６４を有する第１の試験
装置を準備し、原子炉停止時のプラント定検時に電動機
アセンブリを取外した際、磁気センサ６２を前記外側磁
気継手３２とスプールピース１４隔壁部との間に挿入す
る。

【０１５９】前述したように、磁気継手は内側／外側磁
気継手要素３１、３２間の磁気的相互作用により伝達ト
ルクを発生している。そこで内側／外側磁気継手要素３
１、３２間の磁気（例えば磁場強度）を測定することに
より、伝達トルクの劣化傾向等を確認することができ
る。

【０１６０】なお磁気センサ６２により磁気測定を実施
することに代えて、外側磁気継手３２とスプールピース
１４隔壁部間、あるいはスプールピース１４外側の漏洩
磁場の強い場所にコイル等を設置し、磁気継手を回転さ
せ、その際に生じる磁場変動に伴う誘導起電力を測定す
ることによっても、同様に磁気継手の伝達トルクを確認
することが可能である。

【０１６１】なお、磁気センサ６２、ケーブル６３及び
記録計６４は当該検査を実施する際に取付け、原子炉運
転時は取外しておく。もちろん磁気センサ６２、ケーブ
ル６３及び記録計６４を常時接続し、磁気継手の状態を
監視することも可能であるが、仮設接続することによ
り、常時監視のために必要となるケーブル配線、制御装
置等が不要となる。また第１の試験装置をプラント運転
中は格納容器外に保管、点検することにより点検作業時
の被ばく低減にも寄与する。また磁気センサ６２等をプ
ラント運転中は格納容器外に保管することにより、磁気
センサ６２等への放射線照射条件等が緩和され、機器健
全性確保の点でも有効である。

【０１６２】次に磁気継手の第２の検査方法について説
明する。第２の検査方法を実施する際には、第２の試験
装置を用いる。第２の試験装置は、トルクメータ６５、
トルク制限器６６、回転角測定器６７及び手回し可能な
アーム６８が結合された軸６９により構成されている。

【０１６３】第２の検査を実施する際には、まず、電動
機アセンブリを取外した状態で、第２の試験装置の軸６
９を、スプールピース１４下部のカップリング２に結合
する。

【０１６４】次に、ボールナット５位置を機械的最下限
状態（「機械的最下限状態」の定義は［従来の技術］の
項を参照）とし、第２の試験装置を接続する。この状態
において、アーム６８に制御棒引抜き方向にトルクを印
可する。しかし、このときボールナット５は機械的最下
限状態にありそれ以上引抜きを行うことができないた
め、内側磁気継手要素３１も引抜き方向に回転すること
はできない。

【０１６５】従って、外側磁気継手要素３２は、印可さ
れたトルクの大きさに応じて、内側磁気継手３１に対し
て回転し、両者の間には位相差が生じる。

【０１６６】図２に示すような８極の磁石を有する磁気
継手においては、図４に示すように位相差が約２２.５
度において最大伝達トルクを発生する。そこでアーム６
８に印可するトルクを徐々に増していくと、約２２.５
度のねじれ角近傍で最大伝達トルクを発揮する。これ以
上アーム６８を回すと、トルクが低下するとともに磁気
継手が脱調する。

【０１６７】この特性を利用して以下の手法により、磁
気継手の伝達トルクが所定の規格値以上であることを確
認することができる。

【０１６８】（１）アーム６８にトルクを印加し、トル
クメータ６５により最大トルクを確認する。なお、この
際には、回転角測定器６７の検出値とトルクメータ６５
の検出値を関連づけて記録することにより、磁気継手の
回転角−トルクの関係を把握することがより好ましい。
なお、この手法をとる場合には、トルク制限器６６は必
ずしも必要ではないが、検査中に磁気継手が脱調してし
まうことを防止する観点からは、トルク制限器６６を用
いた方が好ましい。

【０１６９】（２）トルク制限器６６による制限トルク
を所定の規格値に設定する。そしてアーム６８にトルク
を印加し、トルク制限値までトルクを印加しても磁気継
手が脱調しないことを確認する。トルクメータ６５およ
び回転角測定器６７は必ずしも必要ではないが、トルク
メータ６５により回転角測定器６７によ測定を行いなが
ら試験を行うこともまた好ましい。

【０１７０】上記第１および第２の試験方法によれば、
スプールピース１４を制御棒駆動機構から取外すことな
く、磁気継手の伝達トルク確認可能であり、定検時の作
業量／工程／被ばく量の低減を図ることが可能である。
また、スプールピース１４を制御棒駆動機構から取外す
ことなく、磁気継手の伝達トルクを確認することが可能
であり、定検時の作業量／工程／被ばく量の低減を図る
ことが可能である。

【０１７１】また、特に、第２の検査方法においては、
磁気を測定するのではなく直接伝達トルクを測定するた
め、第１の検査方法と比較し、より精度の高い伝達トル
ク測定が可能となる。

【０１７２】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、磁気継手の健全性を確認する有効な手法を確立する
ことができ、そして上記手法を用いることにより、より
信頼性の高い、磁気継手を用いた制御棒駆動機構を構築
することができる。

【０１７３】なお、上記と同様の試験を電動機アセンブ
リを取り外すことなく実施することもできる。この方法
は、電動機アセンブリの回転軸１を制動用ブレーキ３４
の下方からケーシングを貫通させて突出するよう構成
し、突出した回転軸１の先端に上記第２の試験装置を接
続することにより可能となる。

【０１７４】［第３の実施形態］次に、図５を参照して
第３の実施形態について説明する。第２の実施形態は、
制御棒駆動機構の一部をなすスプールピースおよび磁気
継手の点検を行う方法および装置に関する。

【０１７５】図５には、本実施形態に係るスプールピー
ス試験装置に、制御棒駆動機構から取外したスプールピ
ース１４を設置した状態を示している。

【０１７６】まず、スプールピース試験装置の構成につ
いて説明する。スプールピース試験装置は、スプールピ
ース１４の上部開口を塞ぐ上蓋７１を有する。上蓋７１
には、固定治具７３を介して軸７２が固定されており、
軸７２の下端には内側磁気継手要素３１に接続できるカ
ップリング７０ａが設けられている。上蓋７１には、ス
プールピース１４内部を加圧するための加圧ポンプ７６
及び圧力測定のための圧力計７７が接続されている。

【０１７７】次に、上記のスプールピース試験装置を用
いてスプールピースおよび磁気継手の点検を行う方法に
ついて説明する。

【０１７８】まず、制御棒駆動機構から電動機アセンブ
リおよびスプールピース１４を取り外し、スプールピー
ス試験装置の架台７０上に載置する。次にカップリング
７０ａを分離検出マグネット２５を支持する部材の軸に
結合する。すると、軸７２は回転不能であるため、内側
磁気継手要素３１に結合された駆動軸３も回転できない
状態となる。次いで、上蓋７１をボルト７４によりスプ
ールピース１４に取り付ける。なお、このとき、上蓋７
１とスプールピース１４との間をＯリング７５によりシ
ールする。

【０１７９】また、スプールピース１４下部に位置する
外側磁気継手４２の軸に結合されたカップリング２に
は、第２の実施形態で説明した第２の検査装置を接続す
る。

【０１８０】この状態では、駆動軸３が回転不能である
ため、アーム６８にトルクを印可しても、内側磁気継手
要素３１は回転することができない。従って、外側磁気
継手要素３２は、それに印可されたトルクの大きさに応
じて、内側磁気継手要素３１に対して回転し、両者の間
に位相差が生じる。このときの伝達トルクを測定するこ
とにより、第２の実施形態と同様に磁気継手の最大伝達
トルクを測定することが可能となる。

【０１８１】更に、加圧ポンプ７６からスプールピース
１４内部を加圧することにより、スプールピース１４の
耐圧試験を実施することができる。

【０１８２】なお、本実施形態のようにスプールピース
１４が制御棒駆動機構から取り外されている場合には、
外側磁気継手要素３２側を固定し、カップリング７０ａ
に第２の検査装置を接続して内側磁気継手要素３１側を
回転させても磁気継手の最大伝達トルクを測定すること
が可能である。

【０１８３】以上説明したように、スプールピース１４
を点検する際に制御棒駆動機構からスプールピース１４
を取外し、格納容器外に設置された本実施形態に係る試
験装置にて磁気継手のトルク確認を行うことにより、第
２の実施形態で説明した方法に比べて容易に作業を行う
ことが可能であり、被ばく低減にも寄与する。

【０１８４】従って、スプールピース１４を取外さない
場合は第２の実施形態に記載の手法で、スプールピース
１４を取外す場合は第３の実施形態に記載された手法で
磁気継手のトルク確認を実施するのが有効である。

【０１８５】［第４の実施形態］次に、図６を参照して
第４の実施形態について説明する。第４の実施形態は、
制御棒駆動機構の一部をなすスプールピース１４および
磁気継手の分解、点検等を行う方法および装置に関す
る。

【０１８６】図６は、本実施形態に係る制御棒駆動機構
点検装置内にスプールピース１４を設置し、スプールピ
ース１４の分解／組立を実施している状態を示してい
る。

【０１８７】図６に示すように、点検装置は、スプール
ピース１４および磁気継手を収容可能な水槽７８を有す
る。水槽７８内には、スプールピース１４を載置するた
めの台７９が設けられている。

【０１８８】更に、水槽７８内には、レール９０、９１
が台７９に載置されたスプールピース１４の軸線方向に
沿って敷設されている。これらレール９０、９１上に
は、台車８４、８５が、レール９０、９１にそれぞれ沿
って移動可能に設けられている。台車８４、８５は、内
側磁気継手要素３１および外側磁気継手要素３２にそれ
ぞれ対応している。

【０１８９】台車８４には、軸８１が回転可能に取り付
けられており、軸８１は台７９に載置されたスプールピ
ース１４の軸線と同一線上に位置している。軸８３の先
端には、カップリング８１が設けられている。カップリ
ング８１は、内側磁気継手要素３１に結合された軸に結
合することができる。同様に、台車８５には、軸８２が
回転可能に取り付けられており、軸８２は台７９に載置
されたスプールピース１４の軸線と同一線上に位置して
いる。軸８２の先端には、カップリング８０が設けられ
ている。カップリング８０は、外側磁気継手要素３２に
接続された軸に結合することができる。

【０１９０】更に、レール９０、９１上には、台車８
８、８９が、レール９０、９１にそれぞれ沿って台７９
に載置されたスプールピース１４の軸線方向に移動可能
に設けられている。台車８８には、内側磁気継手要素３
１の周囲を覆う磁性体の外被８６が設けられている。ま
た台車８９には、外側磁気継手要素３２の周囲を覆う磁
性体の外被８７が設けられている。

【０１９１】また、水槽７８内には、超音波発振設備９
２が設けられており、水で満たされた水槽７８内部に入
れたスプールピース１４等を超音波洗浄可能な構成とし
ている。また水槽７８内には移動可能な磁石９３が設置
されている。更に、この点検装置は、加圧空気を供給す
るホース９４を有している。

【０１９２】次に、作用について説明する。内側磁気継
手要素３１および外側磁気継手要素３２が組合わせた状
態では、磁力線が磁気継手内に大部分閉じ込められるた
め特に問題ないものの、内側磁気継手要素３１と外側磁
気継手要素３２とを分離した状態では、周囲に磁力線が
放散されるため、周囲機器への磁気影響、及び周囲の磁
性体が吸引されることにより接触事故等が起きる可能性
がある。

【０１９３】一方、上記のような点検装置を用いた場合
には、内側磁気継手要素３１および外側磁気継手要素３
２の軸をスプールピース１４の軸線上に固定した状態で
内側磁気継手要素３１および外側磁気継手要素３２の分
離・結合が可能であるため、磁気継手が他機器と接触す
ることにより損傷することを防止できる。

【０１９４】また内側及び外側磁気継手要素３１、３２
の周囲を、それぞれ磁性体の外被８６、８７で覆うこと
により、周囲への磁場漏洩を低減し、周囲機器への影響
を低減することができる。

【０１９５】更に、水槽７８内の磁石９３を水槽７８内
で移動させることにより、水槽７８内の磁性粉等を回収
可能であり、内側磁気継手要素３１と外側磁気継手要素
３２の表面に磁性粉等が付着すること低減することがで
きる。

【０１９６】本実施形態では、水槽７８内において内側
及び外側磁気継手要素３１、３２の周囲を覆う磁性体の
外被８６、８７を設けているが、スプールピース１４の
周囲も磁性体の外被で覆うようにしてもよい。また、内
側及び外側磁気継手要素３１、３２及びスプールピース
１４の保管、運搬の際にも周囲を磁性体の外被で覆うこ
とにより、周囲機器への磁気影響を低減することができ
る。

【０１９７】また、内側及び外側磁気継手要素３１、３
２の点検、保管、運搬の際、内側及び外側磁気継手要素
３１、３２の周囲を非磁性体例えばビニール等により覆
うことにより、磁性体等の異物付着を防止することが可
能である。

【０１９８】また内側及び外側磁気継手要素３１、３２
に磁性粉等の異物が付着した場合、あるいはその他の機
器に異物が付着している場合等は、ホース９４から加圧
空気を該当機器へむけて噴出することにより、磁性粉あ
るいはその他の異物を除去することが可能である。

【０１９９】

【発明の効果】以上で説明したように本発明によれば、
制御棒駆動機構及び、電源装置及び制御装置といった関
連系の確立、保守、試験手段の確立を行いつつ、信頼性
の高い制御棒駆動機構を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を説明する図であっ
て、本発明による制御棒駆動装置の一実施形態を概略的
に示す軸線方向に沿った断面図。

【図２】図１に示す磁気継手の構成を説明する概念図。

【図３】本発明の第２の実施形態を説明する図であっ
て、磁気継手の検査方法およびそのための装置を説明す
る概略図。

【図４】磁気継手のトルク特性の一例を説明するグラ
フ。

【図５】本発明の第３の実施形態を説明する図であっ
て、スプールピース試験装置を示す概略図。

【図６】本発明の第４の実施形態を説明する図であっ
て、スプールピース点検装置を示す概略図。

【図７】従来の制御棒駆動装置を概略的に示す軸線方向
に沿った断面図。

【符号の説明】

４ ボールねじ ５ ボールナット １１ 制御棒 １４ スプールピース １９ 電磁ブレーキ（第２のブレーキ） ２０ 位置検出装置（第１の位置検出装置） ３０ スクラム位置検出プローブ（第２の位置検出装
置） ３１ 内側磁気継手要素（第１の継手要素） ３２ 外側磁気継手要素（第２の継手要素） ３４ 制動用ブレーキ（第１のブレーキ） ３５ （誘導）電動機 ３６ 温度計（磁気継手用の温度測定手段） ３７ 温度計（誘導電動機用の温度測定手段） ３９ 磁気継手脱調検知用リードスイッチ（磁気測定装
置） ４０ 接点（スイッチ） ４１ 電源装置 ４２ 制御装置 ４３ サーマルリレー（保護継電器） ４４ ６０Ｈｚ固定周波数電源（第１の電源） ４５ 可変周波数電源（第２の電源） ４８ 磁石Ａ（第１の磁石） ４９ 磁石Ｂ（第２の磁石） ５０ 磁石Ｃ（第３の磁石） ５１ 磁石Ｄ（第４の磁石） ５３ ヨークＡ（第１の磁性体） ５４ ヨークＢ（第２の磁性体） ５５ ヨークＣ（第３の磁性体） ５６ ヨークＤ（第４の磁性体） ５７ スリーブ（第１の外被） ５８ スリーブ（第２の外被） ５９ 外被（第３、第４の外被） ６２ 磁気センサ（磁気測定装置） ６５ トルクメータ（トルク測定手段） ６６ トルク制限器 ６７ 回転角測定器（回転角測定手段） ６８ アーム（トルク印加手段） ７３ 固定治具（回転拘束手段） ７６ 加圧ポンプ（圧力供給手段） ７７ 圧力計（圧力測定手段） ７８ 水槽 ８４、８８、９０ 台車およびレール（第１の径方向位
置固定手段） ８５、８９、９１ 台車およびレール（第２の径方向位
置固定手段） ８６、８７ 磁性体の外被 ９３ 磁石（水槽内の磁性体を収集する手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石 里 新 一 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 前 川 治 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 曽 佐 豊 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 Ｆターム(参考） 2G075 AA04 BA16 CA25 DA18 EA01 FA11 FB09 FC14 GA02 GA09

Claims (55)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原子炉の制御棒を昇降駆動する制御棒駆動
   装置であって、 誘導電動機を有し、前記誘導電動機が発生した駆動力を
   制御棒に伝達して、制御棒を昇降させる駆動機構と、 前記誘導電動機に電力を供給する電源と、 前記電源と前記誘導電動機との間に設けられ、電力の供
   給及び供給停止の切り替えを行う直列に配置された複数
   のスイッチと、 前記複数のスイッチのうち少なくとも２つを互いに独立
   して開閉制御可能な制御装置と、を備えたことを特徴と
   する制御棒駆動装置。
2. 【請求項２】原子炉の制御棒を昇降駆動する制御棒駆動
   装置であって、 誘導電動機を有し、前記誘導電動機が発生した駆動力を
   前記制御棒に伝達して、前記制御棒を昇降させる駆動機
   構と、 制御棒駆動時に制御棒停止を行う際、制御棒の停止目標
   位置の手前側の所定の位置に制御棒が到達した場合に、
   前記誘導電動機への電力供給を停止する制御装置と、を
   備えたことを特徴とする制御棒駆動装置。
3. 【請求項３】原子炉の制御棒を昇降駆動する制御棒駆動
   装置であって、 電動機と磁気継手とを有し、前記電動機が発生した駆動
   力を前記磁気継手を介して制御棒に伝達して制御棒を昇
   降させる駆動機構と、 前記電動機へ供給される電流、電圧または電力を測定す
   る測定手段と、 前記測定手段により測定された電流値、電圧値または電
   力値が、前記磁気継手が脱調する限界値よりも小さい所
   定値に到達した場合に、前記電動機への電力供給の停
   止、前記所定値に到達した旨の表示、および警報の発生
   のうち少なくとも１つを実行する制御装置と、を備えた
   ことを特徴とする制御棒駆動装置。
4. 【請求項４】原子炉の制御棒を昇降駆動する制御棒駆動
   装置であって、 電動機と磁気継手とを有し、前記電動機が発生した駆動
   力を前記磁気継手を介して制御棒に伝達して制御棒を昇
   降させる駆動機構と、 前記電動機に電力を供給する電源と、 前記電源と前記誘導電動機との間に設けられた保護継電
   器と、 前記保護継電器の状態が、前記磁気継手が脱調する限界
   より手前の所定状態に到達した場合に、前記電動機への
   電力供給の停止、前記所定値に到達した旨の表示、およ
   び警報の発生のうち少なくとも１つを実行する制御装置
   と、を備えたことを特徴とする制御棒駆動装置。
5. 【請求項５】原子炉の制御棒を昇降駆動する制御棒駆動
   装置であって、 誘導電動機を有し、前記誘導電動機が発生した駆動力を
   前記制御棒に伝達して、前記制御棒を昇降させる駆動機
   構と、 制御棒の位置を検出する位置検出装置と、 前記位置検出装置の出力に基づいて制御棒の速度を算出
   し、制御棒の速度が所定の値となった場合に、前記電動
   機への電力供給の停止、前記所定値となった旨の表示お
   よび警報の発生のうち少なくとも１つを実行する制御装
   置と、を備えたことを特徴とする制御棒駆動装置。
6. 【請求項６】原子炉の制御棒を昇降駆動する制御棒駆動
   装置であって、 電動機を有し、前記電動機が発生した駆動力を前記制御
   棒に伝達して、前記制御棒を昇降させる駆動機構と、 制御棒の位置を検出する位置検出装置と、 制御棒の駆動停止後の実際の停止位置と、目標停止位置
   または駆動停止指令発生時の制御棒位置とを比較し、実
   際の停止位置と、目標停止位置または駆動停止指令発生
   時の制御棒位置との差が所定の範囲を逸脱した場合に、
   前記所定の範囲を逸脱した旨の表示および警報の発生の
   うち少なくとも１つを実行する制御装置と、を備えたこ
   とを特徴とする制御棒駆動装置。
7. 【請求項７】原子炉の制御棒を昇降駆動する制御棒駆動
   装置であって、 電動機を有し、前記電動機が発生した駆動力を前記制御
   棒に伝達して、前記制御棒を昇降させる駆動機構と、 制御棒の位置を検出する位置検出装置と、 制御棒の駆動停止後の停止位置と制御棒の駆動開始前の
   初期位置とを比較し、停止位置と初期位置との差が所定
   の範囲を逸脱した場合に、前記所定の範囲を逸脱した旨
   の表示および警報の発生のうち少なくとも１つを実行す
   る制御装置と、を備えたことを特徴とする制御棒駆動装
   置。
8. 【請求項８】原子炉の制御棒を昇降駆動する制御棒駆動
   装置であって、 誘導電動機を有し、前記誘導電動機が発生した駆動力を
   前記制御棒に伝達して、前記制御棒を昇降させる駆動機
   構と、 前記誘導電動機の温度を測定する温度測定手段と、 前記温度測定手段により測定された温度が所定値に達し
   た場合に、前記電動機への電力供給の停止、前記所定値
   となった旨の表示および警報の発生のうち少なくとも１
   つを実行する制御装置と、を備えたことを特徴とする制
   御棒駆動装置。
9. 【請求項９】原子炉の制御棒を昇降駆動する制御棒駆動
   装置であって、 電動機と磁気継手とを有し、前記電動機が発生した駆動
   力を前記磁気継手を介して制御棒に伝達して制御棒を昇
   降させる駆動機構と、 前記磁気継手の温度を測定する温度測定手段と、 前記温度測定手段により測定された温度が所定値に達し
   た場合に、前記電動機への電力供給の停止、前記所定値
   となった旨の表示および警報の発生のうち少なくとも１
   つを実行する制御装置と、を備えたことを特徴とする制
   御棒駆動装置。
10. 【請求項１０】原子炉の制御棒を昇降駆動する制御棒駆
    動装置であって、 電動機を有し、前記電動機が発生した駆動力を制御棒に
    伝達して、前記制御棒を昇降させる駆動機構と、 前記駆動機構に設けられ、前記駆動機構の駆動力伝達部
    材に対して制動または保持動作を行う第１のブレーキお
    よび第２のブレーキと、 制御棒の駆動停止を行う際、前記第１のブレーキにより
    制動または保持動作を実施させ、その後に前記第２のブ
    レーキにより制動または保持動作を実施させるように、
    前記第１および第２のブレーキを制御する制御装置と、
    を備えたことを特徴とする制御棒駆動装置。
11. 【請求項１１】前記制御装置は、前記電動機への電力供
    給停止後または制御棒の移動が停止した後に、前記第２
    のブレーキにより制動または保持動作を実施することを
    特徴とする、請求項１０に記載の制御棒駆動装置。
12. 【請求項１２】原子炉の制御棒を昇降駆動する制御棒駆
    動装置であって、 電動機を有し、前記電動機が発生した駆動力を前記制御
    棒に伝達して、前記制御棒を昇降させる駆動機構と、 前記駆動機構に設けられ、前記駆動機構の駆動力伝達部
    材に対して制動または保持動作を行う第１のブレーキお
    よび第２のブレーキと、 制御棒の駆動開始の際、前記第２のブレーキによる保持
    動作を解除し、その後に前記第１のブレーキによる保持
    動作を解除するように、前記第１および第２のブレーキ
    を制御する制御装置と、を備えたことを特徴とする制御
    棒駆動装置。
13. 【請求項１３】前記制御装置は、前記電動機への電力供
    給開始前に、前記第２のブレーキによる保持動作を解除
    することを特徴とする、請求項１２に記載の制御棒駆動
    装置。
14. 【請求項１４】原子炉の制御棒を昇降駆動する制御棒駆
    動装置であって、 誘導電動機を有し、前記誘導電動機が発生した駆動力を
    前記制御棒に伝達して、前記制御棒を昇降させる駆動機
    構と、 前記誘導電動機に電力を供給する電源装置と、を備え、 前記電源装置は、前記誘導電動機に少なくとも２つの異
    なる電源周波数を供給する機能および前記誘導電動機に
    少なくとも２つの異なる電圧を供給する機能のうち少な
    くとも１つの機能を有していることを特徴とする制御棒
    駆動装置。
15. 【請求項１５】原子炉の制御棒を昇降駆動する制御棒駆
    動装置であって、 誘導電動機を有し、前記誘導電動機が発生した駆動力を
    前記制御棒に伝達して、前記制御棒を昇降させる駆動機
    構と、 前記誘導電動機に電力を供給する第１の電源と、 前記誘導電動機に前記第１の電源が供給する電力と異な
    る周波数または異なる電圧の電力を供給する第２の電源
    と、を備えたことを特徴とする制御棒駆動装置。
16. 【請求項１６】請求項１４または１５に記載の制御棒駆
    動装置を用いて制御棒を駆動する制御棒駆動装置の運転
    方法において、 原子炉運転時に、第１の周波数または第１の電圧を前記
    誘導電動機に供給して第１の速度で制御棒を駆動し、 原子炉停止時に、第１の周波数または第１の電圧より高
    い第２の周波数または第２の電圧を前記誘導電動機に供
    給して前記第１の速度より高い第２の速度で制御棒を駆
    動することを特徴とする制御棒駆動装置の運転方法。
17. 【請求項１７】請求項１４または１５に記載の制御棒駆
    動装置を用いて制御棒を駆動する制御棒駆動装置の運転
    方法において、 原子炉運転時に、第１の周波数または第１の電圧を前記
    誘導電動機に供給して第１の速度で制御棒を駆動し、 原子炉停止時に、第１の周波数または第１の電圧より低
    い第２の周波数または第２の電圧を前記誘導電動機に供
    給して前記第１の速度より低い第２の速度で制御棒を駆
    動することを特徴とする制御棒駆動装置の運転方法。
18. 【請求項１８】誘導電動機を有するとともに前記誘導電
    動機が発生した駆動力を前記制御棒に伝達して前記制御
    棒を昇降させる駆動機構を備えた制御棒駆動装置を試験
    する試験方法であって、 前記誘導電動機を駆動して制御棒の駆動を行う際に制御
    棒の移動速度を検出して、その絶対値または変動により
    制御棒および駆動機構とその周囲の部材との摩擦を測定
    することを特徴とする制御棒駆動装置の試験方法。
19. 【請求項１９】誘導電動機を有するとともに前記誘導電
    動機が発生した駆動力を前記制御棒に伝達して前記制御
    棒を昇降させる駆動機構を備えた制御棒駆動装置を試験
    する試験方法であって、 前記誘導電動機を駆動して制御棒の駆動を行う際に前記
    誘導電動機に供給される電流、電圧または電力を検出し
    て、その絶対値または変動により制御棒および駆動機構
    とその周囲の部材との摩擦を測定することを特徴とする
    制御棒駆動装置の試験方法。
20. 【請求項２０】原子炉の制御棒を昇降駆動する制御棒駆
    動装置であって、 電動機を有し、前記電動機が発生した駆動力を前記制御
    棒に伝達して、前記制御棒を昇降させる駆動機構と、 前記駆動機構に設けられ、前記駆動機構の駆動力伝達部
    材に対して制動または保持動作を行う第１のブレーキお
    よび第２のブレーキと、 前記第１および第２のブレーキそれぞれの静止時保持ト
    ルクを、原子炉の通常運転時の制御棒の位置保持に必要
    なトルク以上としたことを特徴とする、制御棒駆動装
    置。
21. 【請求項２１】原子炉の制御棒を昇降駆動する制御棒駆
    動装置であって、 電動機と磁気継手とを有し、前記電動機が発生した駆動
    力を前記磁気継手を介して制御棒に伝達して制御棒を昇
    降させる駆動機構と、 制御棒の挿入操作を行う際に、制御棒の目標停止位置を
    超えて制御棒を挿入した後、制御棒を引き抜き方向に後
    退させて制御棒を目標停止位置に停止させるように、前
    記電動機を制御する制御装置と、を備えたことを特徴と
    する制御棒駆動装置。
22. 【請求項２２】原子炉の制御棒を昇降駆動する制御棒駆
    動装置であって、 電動機と磁気継手とを有し、前記電動機が発生した駆動
    力を前記磁気継手を介して制御棒に伝達して制御棒を昇
    降させる駆動機構と、 前記電動機の軸、前記電動機側の前記磁気継手の継手要
    素または前記電動機側から前記磁気継手への駆動力伝達
    経路に設けられた部材の回転位置を検出する第１の位置
    検出装置と、 前記制御棒側の前記磁気継手の継手要素または前記磁気
    継手から制御棒への駆動力伝達経路に設けられた部材の
    位置を検出する第２の位置検出装置と、 前記第１および第２の位置検出装置の出力を比較し、前
    記第１の位置検出装置により検出された回転位置と第２
    の位置検出装置により検出された位置との関係が所定の
    関係から外れた場合に、前記電動機への電力供給の停
    止、前記関係が所定の関係から外れた旨の表示、および
    警報の発生のうち少なくとも１つを実行する制御装置
    と、を備えたことを特徴とする制御棒駆動装置。
23. 【請求項２３】電動機を含む電動機アセンブリと磁気継
    手とを有するとともに前記電動機が発生した駆動力を前
    記磁気継手を介して制御棒に伝達して制御棒を昇降させ
    る駆動機構を備えた制御棒駆動装置を試験する方法であ
    って、 磁気測定装置により前記磁気継手の周囲または内部の磁
    気を測定することにより前記磁気継手の異常の有無を判
    断することを特徴とする制御棒駆動装置の試験方法。
24. 【請求項２４】電動機を含む電動機アセンブリと磁気継
    手とを有するとともに前記電動機が発生した駆動力を前
    記磁気継手を介して制御棒に伝達して制御棒を昇降させ
    る駆動機構を備えた制御棒駆動装置を試験する方法であ
    って、 前記磁気継手の周囲または内部に誘導起電力測定装置を
    設けるとともに前記磁気継手を回転させ、そのときに前
    記誘導起電力測定装置により測定された値に基づいて前
    記磁気継手の異常の有無を判断することを特徴とする制
    御棒駆動装置の試験方法。
25. 【請求項２５】原子炉停止中に前記磁気測定装置または
    前記誘導起電力測定装置を設置して測定を行い、原子炉
    運転時に前記磁気測定装置の一部若しくは全部または前
    記誘導起電力測定装置の一部若しくは全部を取り外した
    状態とすることを特徴とする、請求項２３または２４に
    記載の制御棒駆動装置の試験方法。
26. 【請求項２６】電動機を含む電動機アセンブリと、スプ
    ールピースと、前記スプールピースにより隔てられた一
    対の継手要素を有する磁気継手と、を有するとともに、
    前記電動機が発生した駆動力を前記磁気継手を介して制
    御棒に伝達して制御棒を昇降させる駆動機構を備えた制
    御棒駆動装置の試験装置であって、 前記スプールピースを前記駆動機構に取り付けた状態
    で、前記磁気継手を構成する前記電動機アセンブリ側の
    継手要素またはこの継手要素に接続された軸に対してト
    ルクを印加可能なトルク印加手段と、 印加されたトルクを測定するトルク測定手段と、を備え
    たことを特徴とする制御棒駆動装置の試験装置。
27. 【請求項２７】電動機を含む電動機アセンブリと、スプ
    ールピースと、前記スプールピースにより隔てられた一
    対の継手要素を有する磁気継手と、前記電動機が発生し
    た回転運動を直線運動に変換するボールナットおよびボ
    ールねじと、を有するとともに、前記電動機が発生した
    駆動力を前記磁気継手および前記ボールナットおよびボ
    ールねじを介して制御棒に伝達して制御棒を昇降させる
    駆動機構を備えた制御棒駆動装置を試験する方法であっ
    て、 前記スプールピースを前記駆動機構に取り付けた状態
    で、前記ボールナットの位置を機械的最下限状態または
    機械的最上限状態とし、前記磁気継手を構成する前記電
    動機アセンブリ側の継手要素またはこの継手要素に接続
    された軸に対してトルクを印加して、前記磁気継手の異
    常の有無を判断することを特徴とする制御棒駆動装置の
    試験方法。
28. 【請求項２８】電動機を含む電動機アセンブリと、スプ
    ールピースと、前記スプールピースにより隔てられた一
    対の継手要素を有する磁気継手と、を有するとともに、
    前記電動機が発生した駆動力を前記磁気継手を介して制
    御棒に伝達して制御棒を昇降させる駆動機構を備えた制
    御棒駆動装置の試験装置であって、 前記スプールピースを前記駆動機構に取り付けた状態
    で、前記磁気継手を構成する前記電動機アセンブリ側の
    継手要素またはこの継手要素に接続された軸に対してト
    ルクを印加可能なトルク印加手段と、 前記トルク印加手段により印加されるトルクを制限する
    トルク制限器と、を備えたことを特徴とする制御棒駆動
    装置の試験装置。
29. 【請求項２９】電動機を含む電動機アセンブリと、スプ
    ールピースと、前記スプールピースにより隔てられた一
    対の継手要素を有する磁気継手と、前記電動機が発生し
    た回転運動を直線運動に変換するボールナットおよびボ
    ールねじと、を有するとともに、前記電動機が発生した
    駆動力を前記磁気継手および前記ボールナットおよびボ
    ールねじを介して制御棒に伝達して制御棒を昇降させる
    駆動機構を備えた制御棒駆動装置を試験する方法であっ
    て、 前記スプールピースを前記駆動機構に取り付けた状態
    で、前記ボールナットの位置を機械的最下限状態または
    機械的最上限状態とし、前記磁気継手を構成する前記電
    動機アセンブリ側の継手要素またはこの継手要素に接続
    された軸に対して所定の制限値に設定されたトルク制限
    器を介してトルクを印加して、前記磁気継手の異常の有
    無を判断することを特徴とする制御棒駆動装置の試験方
    法。
30. 【請求項３０】前記スプールピースを前記駆動機構に取
    り付けた状態で、前記磁気継手を構成する前記電動機ア
    センブリ側の継手要素またはこの継手要素に接続された
    軸に接続可能な、前記電動機アセンブリ側の継手要素ま
    たはこの継手要素に接続された軸の回転角度を測定する
    回転角測定手段を更に備えたことを特徴とする、請求項
    ２６または２８に記載の制御棒駆動装置の試験装置。
31. 【請求項３１】前記電動機アセンブリ側の継手要素また
    はこの継手要素に接続された軸に対してトルクを印加す
    る際に、前記電動機アセンブリ側の継手要素またはこの
    継手要素に接続された軸の回転角度をトルク値と関連づ
    けて測定し、その測定結果に基づいて前記磁気継手の異
    常の有無を判断することを特徴とする、請求項２７また
    は２９に記載の制御棒駆動装置の試験方法。
32. 【請求項３２】電動機アセンブリを前記駆動機構から取
    り外した状態で、前記電動機アセンブリ側の継手要素ま
    たはこの継手要素に接続された軸に対してトルクを印加
    することを特徴とする、請求項２７、２９および３１の
    いずれか一項に記載の制御棒駆動装置の試験方法。
33. 【請求項３３】前記電動機アセンブリを前記駆動機構に
    取り付けた状態で、前記電動機アセンブリの下部から前
    記電動機アセンブリの軸を回転させ、前記電動機アセン
    ブリの軸を介して前記電動機アセンブリ側の継手要素ま
    たはこの継手要素に接続された軸に対してトルクを印加
    することを特徴とする、請求項２７、２９および３１の
    いずれか一項に記載の制御棒駆動装置の試験方法。
34. 【請求項３４】電動機を含む電動機アセンブリと、スプ
    ールピースと、前記スプールピースにより隔てられた一
    対の継手要素を有する磁気継手と、を有するとともに、
    前記電動機が発生した駆動力を前記磁気継手を介して制
    御棒に伝達して制御棒を昇降させる駆動機構を備えた制
    御棒駆動装置の試験装置であって、前記スプールピース
    の試験を行う試験装置において、 前記スプールピースを前記駆動機構から取り外した状態
    で、前記磁気継手を構成する制御棒側の継手要素または
    この継手要素に接続された軸に接続可能であって、制御
    棒側の継手要素またはこの継手要素に接続された軸の回
    転を拘束する回転拘束手段と、 前記磁気継手を構成する前記電動機アセンブリ側の継手
    要素またはこの継手要素に接続された軸に接続可能であ
    って、前記電動機アセンブリ側の継手要素またはこの継
    手要素に接続された軸にトルクを印加するトルク印加手
    段と、を備えたことを特徴とする制御棒駆動装置の試験
    装置。
35. 【請求項３５】電動機を含む電動機アセンブリと、スプ
    ールピースと、前記スプールピースにより隔てられた一
    対の継手要素を有する磁気継手と、を有するとともに、
    前記電動機が発生した駆動力を前記磁気継手を介して制
    御棒に伝達して制御棒を昇降させる駆動機構を備えた制
    御棒駆動装置の試験装置であって、前記スプールピース
    の試験を行う試験装置において、 前記磁気継手を構成する制御棒側の継手要素またはこの
    継手要素に接続された軸に接続可能であって、制御棒側
    の継手要素またはこの継手要素に接続された軸にトルク
    を印加するトルク印加手段と、 前記磁気継手を構成する前記電動機アセンブリ側の継手
    要素またはこの継手要素に接続された軸に接続可能であ
    って、前記電動機アセンブリ側の継手要素またはこの継
    手要素に接続された軸の回転を拘束する回転拘束手段
    と、を備えたことを特徴とする制御棒駆動装置の試験装
    置。
36. 【請求項３６】前記制御棒側の継手要素若しくはこの継
    手要素に接続された軸、または前記電動機アセンブリ側
    の継手要素若しくはこの継手要素に接続された軸の一方
    に接続可能であって、前記トルク印加手段により印加さ
    れるトルクを制限するトルク制限器を更に備えたことを
    特徴とする、請求項３４または３５に記載の制御棒駆動
    装置の試験装置。
37. 【請求項３７】前記制御棒側の継手要素若しくはこの継
    手要素に接続された軸、または前記電動機アセンブリ側
    の継手要素若しくはこの継手要素に接続された軸の一方
    に接続可能であって、前記制御棒側の継手要素若しくは
    この継手要素に接続された軸、または前記電動機アセン
    ブリ側の継手要素若しくはこの継手要素に接続された軸
    の回転角度を測定する回転角測定手段を更に備えたこと
    を特徴とする、請求項３４または３５に記載の制御棒駆
    動装置の試験装置。
38. 【請求項３８】スプールピースの内部を加圧する圧力供
    給手段と、スプールピースの内部の圧力を測定する圧力
    測定手段と、を更に備えたことを特徴とする、請求項３
    ４または３５に記載の制御棒駆動装置の試験装置。
39. 【請求項３９】電動機を含む電動機アセンブリと磁気継
    手を内蔵するスプールピースとを有するとともに前記電
    動機が発生した駆動力を前記磁気継手を介して制御棒に
    伝達して制御棒を昇降させる駆動機構を備えた制御棒駆
    動装置の保管装置であって、前記スプールピースを保管
    する保管装置において、 前記スプールピースの一部または全部を覆う磁性体の外
    被を有することを特徴とする制御棒駆動装置の保管装
    置。
40. 【請求項４０】電動機を含む電動機アセンブリと磁気継
    手を内蔵するスプールピースとを有するとともに前記電
    動機が発生した駆動力を前記磁気継手を介して制御棒に
    伝達して制御棒を昇降させる駆動機構を備えた制御棒駆
    動装置の保管装置であって、前記磁気継手を保管する保
    管装置において、 前記磁気継手の一部または全部を覆う磁性体の外被を有
    することを特徴とする制御棒駆動装置の保管装置。
41. 【請求項４１】電動機を含む電動機アセンブリと、スプ
    ールピースと、前記スプールピースにより隔てられた一
    対の継手要素を有する磁気継手と、を有するとともに、
    前記電動機が発生した駆動力を前記磁気継手を介して制
    御棒に伝達して制御棒を昇降させる駆動機構を備えた制
    御棒駆動装置の点検装置であって、 前記磁気継手を構成する一方の継手要素またはこの継手
    要素に接続された軸の位置を径方向に関して固定する第
    １の径方向位置固定手段と、 前記磁気継手を構成する他方の継手要素またはこの継手
    要素に接続された軸の位置を径方向に関して固定する第
    ２の径方向位置固定手段と、を備え、 前記スプールピース及び前記各継手要素の軸線を固定し
    た状態で、スプールピースの分解あるいは組立を実施す
    ることを特徴とする制御棒駆動装置の点検装置。
42. 【請求項４２】電動機を含む電動機アセンブリと、スプ
    ールピースと、前記スプールピースにより隔てられた一
    対の継手要素を有する磁気継手と、を有するとともに、
    前記電動機が発生した駆動力を前記磁気継手を介して制
    御棒に伝達して制御棒を昇降させる駆動機構を備えた制
    御棒駆動装置の保管方法であって、 前記磁気継手の一部または全部を非磁性体の外被により
    覆い保管することを特徴とする、制御棒駆動装置の保管
    方法。
43. 【請求項４３】電動機を含む電動機アセンブリと、スプ
    ールピースと、前記スプールピースにより隔てられた一
    対の継手要素を有する磁気継手と、を有するとともに、
    前記電動機が発生した駆動力を前記磁気継手を介して制
    御棒に伝達して制御棒を昇降させる駆動機構を備えた制
    御棒駆動装置の保管方法であって、 前記磁気継手の一部または全部を磁性体の外被により覆
    い保管することを特徴とする制御棒駆動装置の保管方
    法。
44. 【請求項４４】電動機を含む電動機アセンブリと、スプ
    ールピースと、前記スプールピースにより隔てられた一
    対の継手要素を有する磁気継手と、を有するとともに、
    前記電動機が発生した駆動力を前記磁気継手を介して制
    御棒に伝達して制御棒を昇降させる駆動機構を備えた制
    御棒駆動装置の点検装置であって、 前記スプールピースの分解組立を行う水槽と、 永久磁石または誘導磁石を用いた前記水槽内の磁性体を
    収集する手段と、を備えたことを特徴とする制御棒駆動
    装置の点検装置。
45. 【請求項４５】電動機を含む電動機アセンブリと、スプ
    ールピースと、前記スプールピースにより隔てられた一
    対の継手要素を有する磁気継手と、を有するとともに、
    前記電動機が発生した駆動力を前記磁気継手を介して制
    御棒に伝達して制御棒を昇降させる駆動機構を備えた制
    御棒駆動装置の点検方法であって、 点検前または点検後に、加圧流体を前記磁気継手に噴霧
    して前記継手要素の表面の異物を除去することを特徴と
    する制御棒駆動装置の点検方法。
46. 【請求項４６】複数の磁石を内蔵するとともに第１の軸
    に接続された第１の継手要素と、複数の磁石を内蔵する
    とともに第２の軸に接続された第２の継手要素と、を含
    む磁気継手を有するトルク伝達装置において、 前記第１の継手要素の全ての磁石を水密または気密に覆
    う第１の外被と、前記第２の継手要素の全ての磁石を水
    密または気密に覆う第２の外被と、を備え、 更に、前記第１の外被の内側において前記第１の継手要
    素に内蔵された磁石の一部若しくは全部を水密または気
    密に覆う第３の外被と、前記第２の外被の内側において
    前記第２の継手要素に内蔵された磁石の一部あるいは全
    部を水密または気密に覆う第４の外被と、のうち少なく
    ともいずれか一方を備えたことを特徴とする、磁気継手
    を有するトルク伝達装置。
47. 【請求項４７】複数の磁石を内蔵するとともに第１の軸
    に接続された第１の継手要素と、複数の磁石を内蔵する
    とともに第２の軸に接続された第２の継手要素と、を含
    む磁気継手を有するトルク伝達装置において、 前記第１の継手要素を構成する複数の磁石は第１の磁力
    若しくは第１の寸法を有する第１の磁石と、第２の磁力
    若しくは第２の寸法を有する第２の磁石とを含み、 前記第２の継手要素を構成する複数の磁石は第３の磁力
    若しくは第３の寸法を有する第３の磁石と、第４の磁力
    若しくは第４の寸法を有する第４の磁石を含むことを特
    徴とするトルク伝達装置。
48. 【請求項４８】前記第１の継手要素に内蔵された前記第
    １の磁石と、前記第２の継手要素に内蔵された前記第３
    の磁石とが互いに対向し、かつ、前記第１の継手要素に
    内蔵された前記第２の磁石と、前記第２の継手要素に内
    蔵された前記第４の磁石とが互いに対向するように、各
    磁石を配置したことを特徴とする、請求項４７に記載の
    トルク伝達装置。
49. 【請求項４９】前記第１の磁石に直接若しくは非磁性体
    を介して接する第１の磁性体と、 前記第２の磁石に直接若しくは非磁性体を介して接する
    第２の磁性体と、を更に備え、 前記第１の磁性体の透磁率若しくは寸法が、前記第２の
    磁性体の透磁率若しくは寸法と異なることを特徴とす
    る、請求項４７または４８に記載のトルク伝達装置。
50. 【請求項５０】前記第３の磁石に直接若しくは非磁性体
    を介して接する第３の磁性体と、 前記第４の磁石に直接若しくは非磁性体を介して接する
    第４の磁性体と、を更に備え、 前記第３の磁性体の透磁率若しくは寸法が、前記第４の
    磁性体の透磁率若しくは寸法と異なることを特徴とす
    る、請求項４７または４８に記載のトルク伝達装置。
51. 【請求項５１】請求項４６乃至５０のいずれか一項に記
    載のトルク伝達装置を試験する方法であって、 磁気測定装置により前記磁気継手の周囲または内部の磁
    気を測定することにより前記磁気継手の異常の有無を判
    断することを特徴とするトルク伝達装置の試験方法。
52. 【請求項５２】請求項４６乃至５０のいずれか一項に記
    載のトルク伝達装置を試験する方法であって、 前記磁気継手の周囲または内部に誘導起電力測定装置を
    設けるとともに前記磁気継手を回転させ、そのときに前
    記誘導起電力測定装置により測定された値に基づいて前
    記磁気継手の異常の有無を判断することを特徴とするト
    ルク伝達装置の試験方法。
53. 【請求項５３】前記第１の継手要素の第１の軸または第
    ２の継手要素の第２の軸に接続された電動機と、 前記電動機に電力を供給する電源装置と、 前記磁気継手の周囲または内部の磁気を測定する磁気測
    定装置、または前記磁気継手の周囲または内部に配置さ
    れた誘導起電力測定装置と、 前記電動機の運転中に、前記磁気測定装置による磁気測
    定結果が所定値に達した場合、または前記誘導起電力測
    定装置による誘導起電力測定結果が所定値に達した場合
    に、前記電動機への電力供給を停止する制御装置と、を
    更に備えたことを特徴とするトルク伝達装置。
54. 【請求項５４】原子炉の制御棒を昇降駆動する制御棒駆
    動装置であって、 電動機と、請求項４６乃至５０のいずれか一項に記載の
    トルク伝達装置と、を有し、前記電動機が発生した駆動
    力を前記トルク伝達装置を介して制御棒に伝達して制御
    棒を昇降させる駆動機構と、 前記電動機に電力を供給する電源装置と、を備えたこと
    を特徴とする制御棒駆動装置。
55. 【請求項５５】原子炉の制御棒を昇降駆動する制御棒駆
    動装置であって、 電動機と、請求項４６乃至５０のいずれか一項に記載の
    トルク伝達装置とを有し、前記電動機が発生した駆動力
    を前記トルク伝達装置を介して制御棒に伝達して制御棒
    を昇降させる駆動機構を備え、 スプールピース隔壁内部に前記トルク伝達装置の第１の
    継手要素が設置され、スプールピース隔壁外部に前記ト
    ルク伝達装置の第２の継手要素が設置され、前記第１の
    継手要素のうち第３の外被に覆われた磁石が機能し、前
    記第１の継手要素の第３の外被に覆われていない磁石が
    機能しない状態において、原子炉の通常運転時の制御棒
    位置保持に必要なトルク以上の最大伝達トルクを前記ト
    ルク伝達装置が有していることを特徴とする制御棒駆動
    装置。