JP2008020405A - Control rod driving mechanism - Google Patents

Control rod driving mechanism Download PDF

Info

Publication number
JP2008020405A
JP2008020405A JP2006194340A JP2006194340A JP2008020405A JP 2008020405 A JP2008020405 A JP 2008020405A JP 2006194340 A JP2006194340 A JP 2006194340A JP 2006194340 A JP2006194340 A JP 2006194340A JP 2008020405 A JP2008020405 A JP 2008020405A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
control rod
side magnet
outer cylinder
drive shaft
pressure vessel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2006194340A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5214118B2 (en
Inventor
Takashi Hoshi
志 貴 司 保
Ken Fujimura
村 研 藤
Daiki Maruyama
山 大 樹 丸
Koichi Sekiguchi
口 晃 一 関
Goro Yanase
瀬 悟 郎 柳
Mikihide Nakamaru
丸 幹 英 中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Japan Atomic Power Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Japan Atomic Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Japan Atomic Power Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2006194340A priority Critical patent/JP5214118B2/en
Publication of JP2008020405A publication Critical patent/JP2008020405A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5214118B2 publication Critical patent/JP5214118B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify the lower section of a reactor pressure vessel by installing a control rod driving mechanism above the reactor pressure vessel, and enhance its maintenance characteristics and reliability. <P>SOLUTION: A control rod driving mechanism for inserting a control rod into a core of the reactor pressure vessel downward from the upper side and pulling the control rod upward from the lower side comprises a motor 31 installed above an upper end plate 19 of the reactor pressure vessel, a drive shaft 21 externally threaded and having the bottom end connected with the control rod, a roller nut 35 screwed on the drive shaft 21, a motor side magnet coupling 32 provided on the motor side and an outer cylinder side magnet coupling 33 arranged concentrically with the motor side magnet coupling 32 for transmitting the rotation force to the roller nut 35. The motor 31 turns the roller nut 35 through the motor side magnet coupling 32 and the outer cylinder side magnet coupling 33 for vertically moving the control rod through the drive shaft 21. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、原子炉における制御棒の駆動機構に係り、特に炉心上部から鉛直下方に制御棒が挿入される型式の制御棒駆動機構に関する。   The present invention relates to a control rod drive mechanism in a nuclear reactor, and more particularly to a control rod drive mechanism of a type in which a control rod is inserted vertically downward from an upper part of a core.

沸騰水型原子炉は、一般に図5に示すように構成されている。すなわち、図中符号1は原子炉圧力容器であって、この原子炉圧力容器1内にはシュラウド2が設けられており、このシュラウド2内に炉心3が配置されている。この炉心3は多数の燃料集合体を格子状に配列して構成され、これらの燃料集合体の間の間隙内に下方から断面十字形の制御棒4が挿入され、炉心3の出力を調整するように構成されている。すなわち、原子炉圧力容器1の底部1aにはハウジング5が垂直に貫通垂設されており、そのハウジング5内に制御棒駆動機構が設けられており、上記制御棒4が連結されている作動ピストンを駆動することにより上記制御棒4の挿入・引き抜きを行うように構成されている。   A boiling water reactor is generally configured as shown in FIG. That is, reference numeral 1 in the figure denotes a reactor pressure vessel, and a shroud 2 is provided in the reactor pressure vessel 1, and a core 3 is disposed in the shroud 2. The core 3 is configured by arranging a large number of fuel assemblies in a lattice pattern, and a control rod 4 having a cross-shaped cross section is inserted into the gap between the fuel assemblies from below to adjust the output of the core 3. It is configured as follows. That is, a housing 5 is vertically penetrating through the bottom 1a of the reactor pressure vessel 1, a control rod drive mechanism is provided in the housing 5, and the operating piston to which the control rod 4 is connected. The control rod 4 is inserted and pulled out by driving the.

このように、従来の制御棒駆動機構は、原子炉圧力容器1を貫通して下方に延びるハウジング内に設けられているために、原子炉圧力容器の据付け高さが高くなり、ひいては原子炉格納容器が大きくなり、製造コストが増加する等の問題があり、さらに制御棒駆動機構の取り外しのため原子炉圧力容器の下方に広いスペースが必要である等の問題がある。また、原子炉の設計基準である冷却材喪失事故時の冷却材を収める原子炉格納容器を小さくすることが安全面でも必要である。   As described above, since the conventional control rod drive mechanism is provided in the housing that extends downward through the reactor pressure vessel 1, the installation height of the reactor pressure vessel is increased, and as a result, the reactor is retracted. There are problems such as an increase in the size of the vessel and an increase in manufacturing costs, and a problem that a large space is required below the reactor pressure vessel in order to remove the control rod drive mechanism. It is also necessary for safety reasons to make the reactor containment vessel that contains the coolant in the case of the loss of coolant accident, which is the design standard of the reactor, smaller.

そこで、制御棒駆動機構を炉内に収納して、原子炉圧力容器の下部を簡素化できるようにした装置も提案されている(特許文献1参照)。
特開2002−55189号公報
In view of this, an apparatus has been proposed in which the control rod drive mechanism is housed in the reactor so that the lower part of the reactor pressure vessel can be simplified (see Patent Document 1).
JP 2002-55189 A

ところが、上記特許文献1記載の制御棒駆動機構は原子炉圧力容器内に収納されており、その制御棒駆動機構を作動させるための電気器具がバウンダリ内に設けられたいるため、上記制御棒駆動機構を作動させるための電力を炉外から伝送させる必要があり、電線を原子炉圧力容器を貫通して配設しなければならず、その機構が複雑となるとともに、制御棒駆動機構のメンテナンス性および信頼性が低下する可能性がある等の問題がある。   However, the control rod drive mechanism described in Patent Document 1 is housed in a reactor pressure vessel, and an electric appliance for operating the control rod drive mechanism is required to be provided in the boundary. Electric power for operating the mechanism needs to be transmitted from outside the reactor, and the wires must be arranged through the reactor pressure vessel, making the mechanism complicated and maintainability of the control rod drive mechanism. In addition, there is a problem that reliability may be lowered.

本発明は、このような点に鑑み、制御棒駆動機構を原子炉圧力容器上部鏡板の上方に設置し、原子炉圧力容器の下部を簡素化するとともに、そのメンテナンス性および信頼性を向上し得るようにした制御棒駆動機構を提供することを目的とする。   In view of such a point, the present invention can install a control rod drive mechanism above the reactor pressure vessel upper end plate, simplify the lower portion of the reactor pressure vessel, and improve its maintainability and reliability. An object of the present invention is to provide a control rod drive mechanism.

本発明は、原子炉圧力容器内の炉心に制御棒を上から下方に向けて挿入し、かつ下方から上方に向けて引抜操作を行うようにした制御棒駆動機構において、圧力バウンダリである原子炉圧力容器上部鏡板の上方に設置されたモータと、下端に制御棒が連結され、外周にねじ加工された駆動軸と、その駆動軸に螺合されたローラナットと、前記モータ側に設けられたモータ側マグネットカップリングと、前記モータ側マグネットカップリングと同心状に配設され前記ローラナットに回転力を伝動する外胴側マグネットカップリングとを有し、前記モータにより、モータ側マグネットカップリングおよび外胴側マグネットカップリングを介して前記ローラナットを回転させ、前記駆動軸を介して制御棒の上下動を行わせるようにしたことを特徴とする。   The present invention relates to a reactor that is a pressure boundary in a control rod drive mechanism in which a control rod is inserted into a core in a reactor pressure vessel from the top to the bottom and a pulling operation is performed from the bottom to the top. A motor installed above the upper end plate of the pressure vessel, a control shaft connected to the lower end, a drive shaft threaded on the outer periphery, a roller nut screwed to the drive shaft, and provided on the motor side A motor-side magnet coupling, and an outer-body-side magnet coupling that is disposed concentrically with the motor-side magnet coupling and transmits a rotational force to the roller nut. The roller nut is rotated through an outer body side magnet coupling, and the control rod is moved up and down through the drive shaft. That.

本発明は上述のように構成したので、原子炉圧力容器の下部から制御棒駆動機構が突き出しがなくなり、原子炉圧力容器の下部構造が簡略化され、原子炉圧力容器の高さを低くすることができ、ひいては原子炉圧力容器が小さくなり耐震設計上有利になるとともに、製造コストを低減できる。しかも、全ての電機部品を原子炉圧力容器外に置くことが可能となるため、原子炉圧力容器を貫通する電線も不要となる等の効果を奏する。   Since the present invention is configured as described above, the control rod drive mechanism does not protrude from the lower part of the reactor pressure vessel, the lower structure of the reactor pressure vessel is simplified, and the height of the reactor pressure vessel is reduced. As a result, the reactor pressure vessel becomes smaller, which is advantageous in terms of seismic design, and the manufacturing cost can be reduced. Moreover, since all the electric parts can be placed outside the reactor pressure vessel, there is an effect that an electric wire penetrating the reactor pressure vessel is not required.

図1は、本発明の制御棒駆動機構の適用対象となる原子炉炉内構造の一例を示す図であり、原子炉圧力容器10内には、バンドルインバスケット11内に設置された燃料集合体12で構成された炉心13が配設されている。上記炉心13は原子炉圧力容器10内に設けられている炉心支持板14により支持されており、その炉心13の外周にはシュラウド15が設けられている。バンドルインバスケット12の上部はシュラウド15に支持された上部格子板16により支持されている。また、シュラウド15の上部に、シュラウドヘッド17が配置されており、上記シュラウドヘッド17からは制御棒案内管18が上方に延びている。上記制御棒案内管18は原子炉圧力容器上部鏡板19の上方に設置された制御棒駆動機構20の下部に結合されている。   FIG. 1 is a view showing an example of a reactor internal structure to which a control rod drive mechanism of the present invention is applied. In a reactor pressure vessel 10, a fuel assembly installed in a bundle-in basket 11 is shown. A core 13 composed of 12 is disposed. The core 13 is supported by a core support plate 14 provided in the reactor pressure vessel 10, and a shroud 15 is provided on the outer periphery of the core 13. The upper part of the bundle-in basket 12 is supported by an upper lattice plate 16 supported by a shroud 15. A shroud head 17 is disposed above the shroud 15, and a control rod guide tube 18 extends upward from the shroud head 17. The control rod guide tube 18 is coupled to a lower portion of a control rod drive mechanism 20 installed above the reactor pressure vessel upper end plate 19.

図2に示すように、制御棒駆動機構20により駆動される後述する駆動軸21は、グリッパ22により延長軸23と、また延長軸23はグリッパ24により制御棒25に結合されており、上記制御棒駆動機構20により駆動軸21を上下させることにより制御棒25の炉心13への挿入・引き抜きが行われる。制御棒25の上下動は、制御棒案内管18が延長軸23、駆動軸21をガイドすることにより滑らかに行われ、制御棒25は炉心においてはバンドルインバスケット11の外周部によってガイドされる。上記駆動軸21、延長軸23、制御棒25の分解・結合は、原子炉圧力容器上部鏡板19の上部から制御棒駆動機構20内の駆動軸21および延長軸23内に治具を挿入することで行うことができる。   As shown in FIG. 2, a later-described drive shaft 21 driven by the control rod drive mechanism 20 is coupled to an extension shaft 23 by a gripper 22, and the extension shaft 23 is coupled to a control rod 25 by a gripper 24. The control shaft 25 is inserted into and extracted from the core 13 by moving the drive shaft 21 up and down by the rod drive mechanism 20. The control rod 25 is moved up and down smoothly by the control rod guide tube 18 guiding the extension shaft 23 and the drive shaft 21, and the control rod 25 is guided by the outer peripheral portion of the bundle-in basket 11 in the core. The drive shaft 21, the extension shaft 23, and the control rod 25 are disassembled and connected by inserting a jig into the drive shaft 21 and the extension shaft 23 in the control rod drive mechanism 20 from above the reactor pressure vessel upper end plate 19. Can be done.

図3は前記制御棒駆動機構20の縦断面図、図4は図3のA−A断面図であり、制御棒駆動機構20のハウジング26が原子炉圧力容器上部鏡板19を貫通装着されており、上記原子炉圧力容器上部鏡板19を貫通しているハウジング26の上部にはハウジング上蓋27が装着されている。上記ハウジング上蓋27が装着されているハウジング26内には、上記ハウジング26と同心状に外胴28がベアリング29、30により軸線周りに回動可能に設けられている。   3 is a longitudinal sectional view of the control rod drive mechanism 20, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 3. A housing 26 of the control rod drive mechanism 20 is mounted through the reactor pressure vessel upper end plate 19. A housing upper lid 27 is mounted on the upper portion of the housing 26 penetrating the reactor pressure vessel upper end plate 19. In the housing 26 to which the housing upper lid 27 is mounted, an outer body 28 is provided concentrically with the housing 26 so as to be rotatable around an axis by bearings 29 and 30.

前記ハウジング上蓋27の上方にはモータ31が設置されており、そのモータ31の回転軸(図示せず)には前記ハウジング上蓋27の上部の外周に沿って回動するモータ側マグネットカップリング32が設けられている。一方、前記外胴28の頂端部外周には、前記ハウジング上蓋27を挟んで上記モータ側マグネットカップリング32と対向するように外胴側マグネットカップリング33が装着されている。しかして、上記モータ31の作動によりモータ側マグネットカップリング32が回転されると、モータ側マグネットカップリング32により外胴側マグネットカップリング33が回転駆動され、上記外胴側マグネットカップリング33を介して外胴28が軸線周りに回転される。   A motor 31 is installed above the housing upper lid 27, and a motor-side magnet coupling 32 that rotates along the outer periphery of the upper portion of the housing upper lid 27 is provided on a rotating shaft (not shown) of the motor 31. Is provided. On the other hand, an outer cylinder side magnet coupling 33 is mounted on the outer periphery of the top end portion of the outer cylinder 28 so as to face the motor side magnet coupling 32 with the housing upper lid 27 interposed therebetween. Thus, when the motor-side magnet coupling 32 is rotated by the operation of the motor 31, the outer-body-side magnet coupling 33 is rotationally driven by the motor-side magnet-coupling 32, and the outer-body-side magnet coupling 33 is interposed. Thus, the outer body 28 is rotated around the axis.

ところで、上記外胴28内には内胴34が外胴28と同心状に配設されている。上記外胴28の内面には軸線方向に延びるキー28aが設けられており、そのキー28aが内胴34の外面のキー溝に係合され、前記外胴28の回転により内胴34が回転されるとともに、内胴34が外胴28に対して上下動可能としてある。上記内胴34にはローラナット35が或る程度上下動のみ可能に配設されており、上記ローラナット35はローラナット35と内胴34との間に設けられたバネ36により下方に付勢されている。上記ローラナット35には上下方向にのみ移動可能な前記駆動軸21が螺合されており、外胴28を介して内胴34が回転したとき、その内胴34の回転によりローラナット35を介して上記駆動軸21が上下動するようにしてある。しかして、モータ31の回転方向を変えることにより、外胴28、内胴34、ローラナット35の回転方向も変わり、駆動軸21の上下動作方向を変えることができる。   By the way, an inner cylinder 34 is disposed in the outer cylinder 28 concentrically with the outer cylinder 28. A key 28 a extending in the axial direction is provided on the inner surface of the outer cylinder 28. The key 28 a is engaged with a key groove on the outer surface of the inner cylinder 34, and the inner cylinder 34 is rotated by the rotation of the outer cylinder 28. In addition, the inner cylinder 34 is movable up and down with respect to the outer cylinder 28. A roller nut 35 is disposed on the inner cylinder 34 such that the roller nut 35 can only move up and down to some extent. The roller nut 35 is urged downward by a spring 36 provided between the roller nut 35 and the inner cylinder 34. Has been. The drive shaft 21 that can move only in the vertical direction is screwed onto the roller nut 35, and when the inner cylinder 34 rotates through the outer cylinder 28, the inner cylinder 34 rotates through the roller nut 35. Thus, the drive shaft 21 moves up and down. Thus, by changing the rotation direction of the motor 31, the rotation directions of the outer cylinder 28, the inner cylinder 34, and the roller nut 35 are also changed, and the vertical movement direction of the drive shaft 21 can be changed.

外胴28の上部には外胴側マグネット37が設けられるとともに、内胴34の上部には内胴側マグネット38が設けられ、さらにハウジング上蓋27の外周にはコイル39が装着されている。しかして、上記コイル39に通電することにより外胴側マグネット37に対して内胴側マグネット38が吸着され、またコイル39の通電を切ることにより外胴側マグネット37に対する内胴側マグネット38の吸着がなくなり、内胴34が駆動軸21や制御棒25とともに落下し、スクラム動作を行うことができるようにしてある。   An outer cylinder side magnet 37 is provided on the upper part of the outer cylinder 28, an inner cylinder side magnet 38 is provided on the upper part of the inner cylinder 34, and a coil 39 is mounted on the outer periphery of the housing upper lid 27. When the coil 39 is energized, the inner trunk side magnet 38 is attracted to the outer trunk side magnet 37, and when the coil 39 is deenergized, the inner trunk side magnet 38 is attracted to the outer trunk side magnet 37. The inner cylinder 34 falls together with the drive shaft 21 and the control rod 25 so that a scram operation can be performed.

ところで、駆動軸21には当て板40が設けられており、上記スクラム動作時には、上記当て板40がハウジング26の下部に設けられているダンパー41に衝突することにより、スクラム時の荷重を吸収することができる。さらに、スクラム時には前記内胴34とローラナット35の間に設けられているバネ36によりローラナット35にかかる荷重が吸収される。
なお、図3中符号42は、駆動軸21、延長軸23内に挿通され制御棒25の位置を検出する位置検出器である。
By the way, the drive shaft 21 is provided with a contact plate 40. During the scram operation, the contact plate 40 collides with a damper 41 provided at the lower portion of the housing 26 to absorb the load at the time of the scrum. be able to. Further, the load applied to the roller nut 35 is absorbed by the spring 36 provided between the inner cylinder 34 and the roller nut 35 during scram.
3 is a position detector that is inserted into the drive shaft 21 and the extension shaft 23 to detect the position of the control rod 25.

そこで、制御棒25を通常運転時の反応度調整のために上昇、下降(引き抜き、挿入)させるためには、外胴側マグネット37と内胴側マグネット38が接触した状態でコイル39へ通電し、外胴側マグネット37に対して内胴側マグネット38を吸着させた状態で、モータ31を回転させる。このモータ31の回転はモータ側マグネットカップリング32と外胴側マグネットカップリング33によりハウジング上蓋27を介して外胴28に伝わり、外胴28の回転はキー28aを介して内胴34に伝えられ、内胴34は外胴28と同位相で回転する。この内胴34の回転によりローラナット35も回転し、このローラナット35に螺合している駆動軸21が上昇或いは下降され、制御棒25の引き抜き・挿入が行われる。   Therefore, in order to raise and lower (pull out and insert) the control rod 25 to adjust the reactivity during normal operation, the coil 39 is energized while the outer trunk side magnet 37 and the inner trunk side magnet 38 are in contact with each other. The motor 31 is rotated in a state where the inner trunk side magnet 38 is attracted to the outer trunk side magnet 37. The rotation of the motor 31 is transmitted to the outer cylinder 28 via the housing upper lid 27 by the motor side magnet coupling 32 and the outer cylinder side magnet coupling 33, and the rotation of the outer cylinder 28 is transmitted to the inner cylinder 34 via the key 28a. The inner cylinder 34 rotates in the same phase as the outer cylinder 28. The roller nut 35 is also rotated by the rotation of the inner cylinder 34, the drive shaft 21 screwed into the roller nut 35 is raised or lowered, and the control rod 25 is pulled out and inserted.

制御棒25をスクラム動作させる場合には、コイル39への通電を切れば、外胴側マグネット37と内胴側マグネット38間の吸着がなくなり、内胴34が外胴28のキー28aに沿って落下する。内胴34に設けられたローラナット35は駆動軸21とネジ部を介して噛み合っているため、内胴34、駆動軸21、延長軸23、制御棒25は一体となって鉛直下方向へ自由落下する。自由落下した制御棒25は、バンドルインバスケット11の間を落下してスクラムが完了する。   When the control rod 25 is scrammed, if the coil 39 is de-energized, the outer cylinder side magnet 37 and the inner cylinder side magnet 38 are not attracted to each other, and the inner cylinder 34 extends along the key 28 a of the outer cylinder 28. Fall. Since the roller nut 35 provided on the inner cylinder 34 is engaged with the drive shaft 21 via the threaded portion, the inner cylinder 34, the drive shaft 21, the extension shaft 23, and the control rod 25 are integrally free to move downward in the vertical direction. Fall. The free-falling control rod 25 falls between the bundle-in baskets 11 to complete the scrum.

上記スクラム時には、前記駆動軸21に取り付けられた当て板40がダンパー41に衝突することにより衝撃が吸収され、その落下時の衝撃荷重はハウジング26を介して原子炉圧力容器上部鏡板19により支持される。   At the time of the above scram, impact is absorbed by the contact plate 40 attached to the drive shaft 21 colliding with the damper 41, and the impact load at the time of dropping is supported by the reactor pressure vessel upper end plate 19 through the housing 26. The

制御棒25のスクラム後、駆動軸21、延長軸23および制御棒25が下方に移動する方向にモータ31を回転させる。このとき駆動軸21、延長軸23および制御棒25はスクラム後、炉心支持板14上に支持されている状態であり、鉛直下方への移動が拘束されているため、駆動軸21、延長軸23および制御棒25に対して相対的に内胴34がキー28aに沿って上昇する。このようにして内胴34に装着されている内胴側マグネット38が外胴側マグネット37に接触するまで内胴34を上昇させた後、コイル39へ通電することにより、外胴側マグネット37に内胴側マグネット38が吸着して内胴34が外胴28に対して保持される。その後、モータ31を駆動軸21、延長軸23および制御棒25が上昇する向きに回転させることで、制御棒25、延長軸23、駆動軸21が上昇し、制御棒25が炉心13に対して引き抜かれ、通常運転が可能となる。   After the scram of the control rod 25, the motor 31 is rotated in a direction in which the drive shaft 21, the extension shaft 23, and the control rod 25 move downward. At this time, the drive shaft 21, the extension shaft 23, and the control rod 25 are supported on the core support plate 14 after scramming and are restricted from moving vertically downward. The inner cylinder 34 is raised along the key 28a relative to the control rod 25. After the inner cylinder 34 is raised until the inner cylinder side magnet 38 attached to the inner cylinder 34 contacts the outer cylinder side magnet 37 in this way, the coil 39 is energized, whereby the outer cylinder side magnet 37 is energized. The inner cylinder side magnet 38 is attracted and the inner cylinder 34 is held against the outer cylinder 28. Thereafter, by rotating the motor 31 in the direction in which the drive shaft 21, the extension shaft 23 and the control rod 25 are raised, the control rod 25, the extension shaft 23 and the drive shaft 21 are raised, and the control rod 25 is moved with respect to the core 13. Withdrawn, normal operation is possible.

制御棒25の位置検出は、駆動軸21内に設置された位置検出器42により行う。すなわち、制御棒25の動きは延長軸23を介して駆動軸21に伝えられるので、駆動軸21の位置を位置検出器42により検出することにより、制御棒25の位置を確認することができる。   The position of the control rod 25 is detected by a position detector 42 installed in the drive shaft 21. That is, since the movement of the control rod 25 is transmitted to the drive shaft 21 through the extension shaft 23, the position of the control rod 25 can be confirmed by detecting the position of the drive shaft 21 by the position detector 42.

また、制御棒駆動機構20を取り外す場合には、以下の手順で行う。すなわち、駆動軸21の中心に設置された位置検出器42を取り外した後、駆動軸21の中心孔に治具を挿入し、駆動軸21と延長軸23間のグリッパ22を切り離す。そこで治具を引っ張り上げ、駆動軸21と内胴34を最上部まで引き上げて治具を固定する。その後ハウジング上蓋27を取り外し、外胴28、内胴34ごとハウジング26を原子炉圧力容器10外に取り出す。   Moreover, when removing the control-rod drive mechanism 20, it carries out in the following procedures. That is, after the position detector 42 installed at the center of the drive shaft 21 is removed, a jig is inserted into the center hole of the drive shaft 21 to separate the gripper 22 between the drive shaft 21 and the extension shaft 23. Therefore, the jig is pulled up, and the driving shaft 21 and the inner cylinder 34 are pulled up to the uppermost part to fix the jig. Thereafter, the housing upper lid 27 is removed, and the housing 26 is taken out of the reactor pressure vessel 10 together with the outer cylinder 28 and the inner cylinder 34.

ところで、上記実施の形態においてはハウジング26にダンパー41を設置したものを示したが、炉心支持板14にダンパーを設置してスクラム時の荷重を吸収することもできる。また、外胴28の内面に加工されたキー28aを螺旋状にすることにより、スクラム時の制御棒25の落下速度を調整することもできる。   By the way, although the thing which installed the damper 41 in the housing 26 was shown in the said embodiment, a damper can also be installed in the core support plate 14 and the load at the time of a scram can also be absorbed. In addition, by making the key 28a machined on the inner surface of the outer body 28 into a spiral shape, the dropping speed of the control rod 25 during scram can be adjusted.

本発明の制御棒駆動機構の適用対象となる原子炉炉内構造の一例を示す図。The figure which shows an example of the reactor internal structure used as the application object of the control-rod drive mechanism of this invention. 本発明の制御棒駆動機構を説明するための全体図。The whole figure for demonstrating the control-rod drive mechanism of this invention. 制御棒駆動機構の縦断面図。The longitudinal cross-sectional view of a control-rod drive mechanism. 図3のA−A断面図。AA sectional drawing of FIG. 従来の沸騰水型原子炉の概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of a conventional boiling water reactor.

符号の説明Explanation of symbols

10 原子炉圧力容器
11 バンドルインバスケット
12 燃料集合体
13 炉心
14 炉心支持板
15 シュラウド
16 上部格子板
17 シュラウドヘッド
18 制御棒案内管
19 原子炉圧力容器上部鏡板
20 制御棒駆動機構
21 駆動軸
22、24 グリッパ
23 延長軸
25 制御棒
26 ハウジング
27 ハウジング上蓋
28 外胴
29、30 ベアリング
31 モータ
32 モータ側マグネットカップリング
33 外胴側マグネットカップリング
34 内胴
35 ローラナット
36 バネ
37 外胴側マグネット
38 内胴側マグネット
39 コイル
40 当て板
41 ダンパー
42 位置検出器
10 reactor pressure vessel 11 bundle-in basket 12 fuel assembly 13 core 14 core support plate 15 shroud 16 upper lattice plate 17 shroud head 18 control rod guide tube 19 reactor pressure vessel upper end plate 20 control rod drive mechanism 21 drive shaft 22, 24 Gripper 23 Extension shaft 25 Control rod 26 Housing 27 Housing upper cover 28 Outer cylinder 29, 30 Bearing 31 Motor 32 Motor side magnet coupling 33 Outer cylinder side magnet coupling 34 Inner cylinder 35 Roller nut 36 Spring 37 Outer cylinder magnet 38 Inside Body side magnet 39 Coil 40 Bump plate 41 Damper 42 Position detector

Claims (7)

原子炉圧力容器内の炉心に制御棒を上から下方に向けて挿入し、かつ下方から上方に向けて引抜操作を行うようにした制御棒駆動機構において、圧力バウンダリである原子炉圧力容器上部鏡板の上方に設置されたモータと、下端に制御棒が連結され、外周にねじ加工された駆動軸と、その駆動軸に螺合されたローラナットと、前記モータ側に設けられたモータ側マグネットカップリングと、前記モータ側マグネットカップリングと同心状に配設され前記ローラナットに回転力を伝動する外胴側マグネットカップリングとを有し、前記モータにより、モータ側マグネットカップリングおよび外胴側マグネットカップリングを介して前記ローラナットを回転させ、前記駆動軸を介して制御棒の上下動を行わせるようにしたことを特徴とする制御棒駆動機構。   In the control rod drive mechanism in which the control rod is inserted into the core in the reactor pressure vessel from the top to the bottom and the pulling operation is performed from the bottom to the top, the reactor pressure vessel upper end plate which is the pressure boundary , A drive shaft having a control rod connected to the lower end and threaded on the outer periphery, a roller nut screwed to the drive shaft, and a motor-side magnet cup provided on the motor side A ring, and an outer trunk side magnet coupling that is arranged concentrically with the motor side magnet coupling and transmits a rotational force to the roller nut. The motor side magnet coupling and the outer trunk side magnet are provided by the motor. A control rod characterized in that the roller nut is rotated via a coupling and the control rod is moved up and down via the drive shaft. Dynamic mechanism. 原子炉圧力容器上部鏡板を貫通するように配設されたハウジング内に、前記外胴側マグネットカップリングが設けられた外胴が回転可能に設けられ、その外胴内に前記外胴によって回転されるとともにその外胴に対して上下方向に移動可能な内胴が配設され、前記内胴に前記ローラナットが装着されていることを特徴とする、請求項1記載の制御棒駆動機構。   An outer cylinder provided with the outer cylinder side magnet coupling is rotatably provided in a housing disposed so as to penetrate the reactor pressure vessel upper end plate, and is rotated by the outer cylinder in the outer cylinder. The control rod drive mechanism according to claim 1, wherein an inner cylinder movable in the vertical direction with respect to the outer cylinder is disposed, and the roller nut is mounted on the inner cylinder. 前記外胴の上部に外胴側マグネットを設けるとともに、前記内胴の上部に内胴側マグネットを設け、前記外胴の外周に配設されたコイルに通電することにより、前記内胴側マグネットを外胴側マグネットに吸着させるとともに、前記コイルへの通電を切ることにより前記内胴側マグネットの外胴側マグネットへの吸着力がなくなり、前記駆動軸および制御棒とともに内胴が落下するようにしたことを特徴とする、請求項2記載の制御棒駆動機構。   An outer cylinder side magnet is provided at the upper part of the outer cylinder, an inner cylinder side magnet is provided at the upper part of the inner cylinder, and the coil disposed on the outer periphery of the outer cylinder is energized, thereby Attach to the outer cylinder side magnet and turn off the power to the coil to eliminate the attractive force of the inner cylinder side magnet to the outer cylinder side magnet so that the inner cylinder falls with the drive shaft and control rod. The control rod drive mechanism according to claim 2, wherein: 前記外胴の上部外周を被覆するハウジング上蓋の外周に前記コイルが卷装されていることを特徴とする、請求項3記載の制御棒駆動機構。   4. The control rod drive mechanism according to claim 3, wherein the coil is mounted on the outer periphery of a housing upper lid that covers the upper outer periphery of the outer body. 前記ハウジング内の下端部にダンパーを設置するとともに、前記駆動軸に当て板を取付け、スクラム動作時に前記当て板が前記ダンパーに衝突し、その衝撃が吸収されるようにしたことを特徴とする、請求項2乃至4のいずれかに記載の制御棒駆動機構。   A damper is installed at a lower end portion in the housing, and a contact plate is attached to the drive shaft, so that the contact plate collides with the damper during a scram operation, and the impact is absorbed. The control rod drive mechanism according to any one of claims 2 to 4. 前記駆動軸にはグリッパを介して延長軸が連結され、さらにその延長軸にグリッパを介して制御棒が連結されていることを特徴とする、請求項1乃至5のいずれかに記載の制御棒駆動機構。   6. The control rod according to claim 1, wherein an extension shaft is connected to the drive shaft via a gripper, and a control rod is further connected to the extension shaft via a gripper. Drive mechanism. 前記ローラナットと内胴との間には、前記ローラナットを下方に付勢しスクラム時にローラナットにかかる荷重を吸収するバネが介装されていることを特徴とする、請求項1乃至6のいずれかに記載の制御棒駆動機構。   The spring according to claim 1, wherein a spring for biasing the roller nut downward and absorbing a load applied to the roller nut during scram is interposed between the roller nut and the inner cylinder. The control rod drive mechanism according to any one of the above.
JP2006194340A 2006-07-14 2006-07-14 Control rod drive mechanism Active JP5214118B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006194340A JP5214118B2 (en) 2006-07-14 2006-07-14 Control rod drive mechanism

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006194340A JP5214118B2 (en) 2006-07-14 2006-07-14 Control rod drive mechanism

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008020405A true JP2008020405A (en) 2008-01-31
JP5214118B2 JP5214118B2 (en) 2013-06-19

Family

ID=39076444

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006194340A Active JP5214118B2 (en) 2006-07-14 2006-07-14 Control rod drive mechanism

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5214118B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011117902A (en) * 2009-12-07 2011-06-16 Toshiba Corp Control rod driving mechanism
KR101372642B1 (en) * 2012-08-17 2014-03-11 한국원자력연구원 Control rod drive mechanism

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61178694A (en) * 1985-02-05 1986-08-11 三菱原子力工業株式会社 Driving mechanism of control rod
JPS6330782A (en) * 1986-07-25 1988-02-09 株式会社日立製作所 Control rod for nuclear reactor
JPH01112193A (en) * 1987-10-26 1989-04-28 Mitsubishi Atom Power Ind Inc Control rod drive device
JPH02221894A (en) * 1989-02-21 1990-09-04 Mitsubishi Atom Power Ind Inc Control rod driving device
JPH05215882A (en) * 1992-02-06 1993-08-27 Mitsubishi Atom Power Ind Inc Control rod for fast breeder reactor
JPH06288458A (en) * 1993-03-31 1994-10-11 Tsubakimoto Seiko:Kk Ball screw with removable screw shaft, and reactor control rod driving device utilizing this ball screw
JPH08304576A (en) * 1995-05-12 1996-11-22 Japan Atom Energy Res Inst Control rod driving device
JP2000227490A (en) * 1999-02-05 2000-08-15 Hitachi Ltd Control rod drive mechanism
JP2003270375A (en) * 2002-03-13 2003-09-25 Japan Atom Energy Res Inst Passive reactor shutdown mechanism

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61178694A (en) * 1985-02-05 1986-08-11 三菱原子力工業株式会社 Driving mechanism of control rod
JPS6330782A (en) * 1986-07-25 1988-02-09 株式会社日立製作所 Control rod for nuclear reactor
JPH01112193A (en) * 1987-10-26 1989-04-28 Mitsubishi Atom Power Ind Inc Control rod drive device
JPH02221894A (en) * 1989-02-21 1990-09-04 Mitsubishi Atom Power Ind Inc Control rod driving device
JPH05215882A (en) * 1992-02-06 1993-08-27 Mitsubishi Atom Power Ind Inc Control rod for fast breeder reactor
JPH06288458A (en) * 1993-03-31 1994-10-11 Tsubakimoto Seiko:Kk Ball screw with removable screw shaft, and reactor control rod driving device utilizing this ball screw
JPH08304576A (en) * 1995-05-12 1996-11-22 Japan Atom Energy Res Inst Control rod driving device
JP2000227490A (en) * 1999-02-05 2000-08-15 Hitachi Ltd Control rod drive mechanism
JP2003270375A (en) * 2002-03-13 2003-09-25 Japan Atom Energy Res Inst Passive reactor shutdown mechanism

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011117902A (en) * 2009-12-07 2011-06-16 Toshiba Corp Control rod driving mechanism
KR101372642B1 (en) * 2012-08-17 2014-03-11 한국원자력연구원 Control rod drive mechanism

Also Published As

Publication number Publication date
JP5214118B2 (en) 2013-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2441074B1 (en) Control rod drive mechanism for nuclear reactor
CA2792231C (en) Control rod drive mechanism for nuclear reactor
KR101934128B1 (en) Nuclear reactor internal electric control rod drive mechanism assembly
JP5214118B2 (en) Control rod drive mechanism
RU2016113141A (en) A device for moving an absorbing control rod of a nuclear reactor
CN205751537U (en) A kind of have the CRDM that can separate nut driving
JP5658454B2 (en) Control rod drive mechanism
CN108922638A (en) A kind of control rod drive mechanism with auxiliary scram device
US20150348653A1 (en) Magnetic jack type in-vessel control element drive mechanism
CN111547277B (en) Automatic locking and releasing mechanism with limiting function and locking and releasing operation method
KR20150131347A (en) Crdm with separate scram latch engagement and locking
JP2007114096A (en) Control rod drive mechanism
JP5963311B2 (en) Drive screw clearance expanding method and control rod drive mechanism using these drive screws
JP4908012B2 (en) Boiling water reactor
RU2563890C2 (en) Nuclear reactor control drive
JP3919872B2 (en) Control rod drive mechanism
CN111937087B (en) Integrated nuclear reactor architecture that limits stresses applied to integrated mechanisms
JP6095249B2 (en) Drive screw clearance expanding method and control rod drive mechanism using these drive screws
CN101958613A (en) Stator-rotator assembly device for outer-rotor permanent magnet motor
JP2012167929A (en) Installation structure of detection probe of control rod drive mechanism
JPH0572369A (en) Nuclear reactor
JP2015114171A (en) Control rod drive mechanism

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090414

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120330

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120528

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121102

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121226

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130205

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130227

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5214118

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160308

Year of fee payment: 3

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350