JP2015021945A - Control rod drive mechanism - Google Patents

Control rod drive mechanism Download PDF

Info

Publication number
JP2015021945A
JP2015021945A JP2013152882A JP2013152882A JP2015021945A JP 2015021945 A JP2015021945 A JP 2015021945A JP 2013152882 A JP2013152882 A JP 2013152882A JP 2013152882 A JP2013152882 A JP 2013152882A JP 2015021945 A JP2015021945 A JP 2015021945A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piston
guide
control rod
ball nut
guide rail
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.)
Pending
Application number
JP2013152882A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
内 勝 範 河
Katsunori Kawauchi
内 勝 範 河
越 和 浩 川
Kazuhiro Kawagoe
越 和 浩 川
一 生 長谷川
Kazuo Hasegawa
一 生 長谷川
木 裕 司 青
Yuji Aoki
木 裕 司 青
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
Original Assignee
Toshiba Corp
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 filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2013152882A priority Critical patent/JP2015021945A/en
Publication of JP2015021945A publication Critical patent/JP2015021945A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

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

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control rod drive mechanism including a ball nut guide mechanism of which the replacement work and maintenance work are easy.SOLUTION: A control rod drive mechanism 50 includes a piston elevation mechanism 14 for raising and lowering a piston 19 to drive a control rod 5 and a drive unit 10 for driving the piston elevation mechanism, and inserts or extracts the control rod into or from a reactor core 3. The piston elevation mechanism includes a ball screw shaft 14a driven by the drive unit, a ball nut 15 engaged with the ball screw shaft to raise or lower the piston, a plurality of first rollers 16 attached to the peripheral edge of the ball nut, and a plurality of guide rails 55 which extend along a vertical direction and are engaged with corresponding first rollers to guide the first rollers. Each of the guide rails is held by a plurality of guide rings 54 surrounding the plurality of guide rails, and each of the guide rings is arranged along the guide rails in the vertical direction.

Description

本発明の実施形態は、軽水炉としての沸騰水型原子炉(以下、BWRという。)に使用される制御棒駆動機構(以下、CRDという。)に関する。   Embodiments of the present invention relate to a control rod drive mechanism (hereinafter referred to as CRD) used in a boiling water reactor (hereinafter referred to as BWR) as a light water reactor.

先ず、沸騰水型原子炉(BWR)について、図6を参照して説明する。図6は、沸騰水型原子炉の構成の一例を示す概略縦断面図である。図6に示すように、原子炉圧力容器1内には、減速材を兼ねる冷却材2が収容され、また、原子炉圧力容器1の中央下部には炉心3が配置され、この炉心3は、炉心シュラウド4により囲まれている。また、炉心3には多数の燃料集合体(図示せず)が装荷され、4体一組の燃料集合体間に、制御棒5が下方から出し入れ自在に収容される。   First, a boiling water reactor (BWR) will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic longitudinal sectional view showing an example of the configuration of a boiling water reactor. As shown in FIG. 6, a coolant 2 that also serves as a moderator is accommodated in the reactor pressure vessel 1, and a core 3 is disposed at the center lower portion of the reactor pressure vessel 1. Surrounded by the core shroud 4. In addition, a large number of fuel assemblies (not shown) are loaded in the core 3, and control rods 5 are accommodated between the four fuel assemblies so that they can be inserted and removed from below.

このBWRにおいて、冷却材2は、炉心3内を上方に向かって流れる間に、炉心3から核分裂連鎖反応により発生する熱を伝達され加熱される。この加熱された冷却材2は、水と蒸気の気液二相流となって上方へ移動し、炉心3から気水分離器6に案内される。   In this BWR, while the coolant 2 flows upward in the core 3, heat generated by the fission chain reaction is transmitted from the core 3 to be heated. The heated coolant 2 moves upward as a gas-liquid two-phase flow of water and steam, and is guided from the core 3 to the steam-water separator 6.

そして、気液二相の冷却材は、気水分離器6で水と蒸気に分離される。このうち、蒸気は、不図示の蒸気乾燥器を経て、主蒸気配管から蒸気タービン系に送られて、蒸気タービンを駆動させる。さらに、蒸気タービンを駆動させた蒸気は、復水器で凝縮されて復水となった後、原子炉復水系及び給水系を経て、原子炉圧力容器1に給水として再び戻される。   The gas-liquid two-phase coolant is separated into water and steam by the steam separator 6. Among these, the steam passes through a steam dryer (not shown) and is sent from the main steam pipe to the steam turbine system to drive the steam turbine. Further, the steam that has driven the steam turbine is condensed in the condenser to become condensate, and then returned to the reactor pressure vessel 1 as feed water through the reactor condensate system and the feed water system.

一方、気水分離器6で分離された水は、ダウンカマ部7を流下し、原子炉復水系及び給水系を通って送られてくる給水と混合した状態で炉心3下部に案内され、再び炉心3に導かれる。   On the other hand, the water separated by the steam separator 6 flows down the downcomer section 7 and is guided to the lower part of the core 3 in a state of being mixed with the feed water sent through the reactor condensate system and the feed water system. Led to 3.

また、原子炉圧力容器1の炉心3には、原子炉の起動乃至停止や炉出力調整のため、制御棒5が原子炉圧力容器1の底部1aを貫通して設けられたCRDハウジング9の下部フランジ9aに接続されたCRD8により出し入れされる。   Further, in the core 3 of the reactor pressure vessel 1, a control rod 5 is provided at the bottom of the CRD housing 9 provided through the bottom 1 a of the reactor pressure vessel 1 for starting and stopping the reactor and adjusting the reactor output. The CRD 8 connected to the flange 9a is taken in and out.

このCRD8の構成の一例として、電動駆動型式のCRDを図7に示す。図7に示すように、CRD8は、下方に設けられた駆動部10により駆動されるボールねじ軸14aと、ボールねじ軸14aに螺合されたボールナット15と、を備えている。ボールナット15の上面には、制御棒5に連結された中空状のピストン19が載置されている。   As an example of the configuration of the CRD 8, an electrically driven CRD is shown in FIG. As shown in FIG. 7, the CRD 8 includes a ball screw shaft 14 a that is driven by a drive unit 10 provided below, and a ball nut 15 that is screwed to the ball screw shaft 14 a. A hollow piston 19 connected to the control rod 5 is placed on the upper surface of the ball nut 15.

駆動部10によってボールねじ軸14aが回転駆動すると、ボールねじ軸14aに螺合されたボールナット15が摺動して、ボールねじ軸14aの軸方向、すなわち上下方向に移動する。このボールナット15の上下移動に伴い、ピストン19を介して制御棒5が上下移動する。これにより、制御棒5の炉心3への挿入・引き抜き量が調整され、炉出力がコントロールされる。   When the ball screw shaft 14a is rotationally driven by the drive unit 10, the ball nut 15 screwed to the ball screw shaft 14a slides and moves in the axial direction of the ball screw shaft 14a, that is, in the vertical direction. As the ball nut 15 moves up and down, the control rod 5 moves up and down via the piston 19. Thereby, the amount of insertion / extraction of the control rod 5 into the core 3 is adjusted, and the reactor output is controlled.

ここで、前述したボールナット15について図8を参照して更に詳述する。図8は、水平面に沿ったボールナット15の断面図を拡大して示す。ボールナット15の周縁には、図8に示すように、複数のローラ16がピン16aを介して取り付けられている。複数のローラ16は、ボールねじ軸14aの周方向に並べて配置されている。また、複数のローラ16のうちの隣り合う2つのローラ16の間に、上下方向に延びる取付板18が設置されている。この取付板18が隣り合う2つのローラ16に当接することにより、ボールナット15の回動が規制される。   Here, the above-described ball nut 15 will be further described in detail with reference to FIG. FIG. 8 shows an enlarged cross-sectional view of the ball nut 15 along the horizontal plane. As shown in FIG. 8, a plurality of rollers 16 are attached to the periphery of the ball nut 15 via pins 16a. The plurality of rollers 16 are arranged side by side in the circumferential direction of the ball screw shaft 14a. A mounting plate 18 extending in the vertical direction is installed between two adjacent rollers 16 among the plurality of rollers 16. When the mounting plate 18 contacts two adjacent rollers 16, the rotation of the ball nut 15 is restricted.

図7に示すように、このボールナット15は、上下方向に沿って延びるガイドチューブ17内に収容され、当該ガイドチューブ17に沿って上下方向に案内される。このガイドチューブ17は、一体に形成された全長4mほどからなる長尺状の中空円筒からなる。   As shown in FIG. 7, the ball nut 15 is accommodated in a guide tube 17 that extends along the vertical direction, and is guided along the guide tube 17 in the vertical direction. This guide tube 17 consists of an elongate hollow cylinder which consists of about 4 m in total length formed integrally.

特開平11−23766号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-23766

上述したCRD8は、メンテナンス作業時にガイドチューブ17を取外すことができる構造になっている。しかしながら、上述したように、ガイドチューブ17は、一体に形成された全長4mほどからなる長尺状の中空円筒からなる。このため、メンテナンス作業を行う際には、巨大なガイドチューブ17を取外した後、当該ガイドチューブ17の内面の点検及び補修を行い、再びガイドチューブ17を装置に取付ける。このため、メンテナンス作業に多大な労力と時間を要していた。   The CRD 8 described above has a structure that allows the guide tube 17 to be removed during maintenance work. However, as described above, the guide tube 17 is formed of a long hollow cylinder having an overall length of about 4 m. For this reason, when performing the maintenance work, after removing the huge guide tube 17, the inner surface of the guide tube 17 is inspected and repaired, and the guide tube 17 is attached to the apparatus again. For this reason, much labor and time are required for the maintenance work.

また、BWRに緊急事態が発生すると原子炉をスクラムさせる場合がある。スクラム時には、ピストン19が、高圧水によってガイドチューブ17内を急速に押し上げられる。このため、ピストン19の外周に設置された構成部品(例えばラッチ部材)とガイドチューブ17の内面とが接触して、ガイドチューブ17に微小且つ局所的な変形が生じる場合がある。この微小且つ局所的な変形はスクラム機能に影響を及ぼさないものの、他の部品を傷つける虞があるため、局所的な変形であってもガイドチューブ17全体を交換しなければならなかった。ガイドチューブ17を交換する場合には、交換作業に多大な労力と時間を要するだけでなく、部品コストも多く掛かってしまう。   In addition, when an emergency occurs in the BWR, the reactor may be scrammed. During the scram, the piston 19 is rapidly pushed up in the guide tube 17 by the high pressure water. For this reason, the component (for example, latch member) installed in the outer periphery of the piston 19 and the inner surface of the guide tube 17 may come into contact with each other, and the guide tube 17 may be deformed minutely and locally. Although this minute and local deformation does not affect the scrum function, there is a risk of damaging other parts. Therefore, even if the deformation is local, the entire guide tube 17 has to be replaced. When exchanging the guide tube 17, not only a great deal of labor and time is required for the exchanging work, but also the parts cost is increased.

本発明が解決しようとする課題は、このようなガイドチューブの代わりに、交換作業及びメンテナンス作業を容易に行うことが可能なボールナットのガイド機構を備えた制御棒駆動機構を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a control rod drive mechanism having a ball nut guide mechanism that can easily perform replacement work and maintenance work instead of such a guide tube. .

実施の形態に係る制御棒駆動機構は、制御棒を駆動するためのピストンを昇降させるピストン昇降機構と、当該ピストン昇降機構を駆動する駆動部とを有し、前記制御棒を炉心内に挿入させまたは前記炉心から引抜くとともに、スクラム時に高圧水を注入して前記ピストンを押し上げて、前記制御棒を前記炉心内に挿入するようになっている。前記ピストン昇降機構は、前記駆動部によって駆動されるボールねじ軸と、当該ボールねじ軸に係合し前記ピストンを昇降させるボールナットと、前記ボールナットの周縁に取付けられた複数の第1ローラと、上下方向に沿って延び、対応する第1ローラと係合してこの第1ローラを案内する複数のガイドレールとを有する。各ガイドレールは、複数のガイドレールの周りを取り囲む複数のガイドリングにより保持され、各ガイドリングは、前記ガイドレールに沿って上下方向に配置されている。   The control rod drive mechanism according to the embodiment includes a piston lifting mechanism that lifts and lowers a piston for driving the control rod, and a drive unit that drives the piston lifting mechanism, and the control rod is inserted into the core. Alternatively, the control rod is inserted into the core by pulling out the core and injecting high-pressure water during scram to push up the piston. The piston lifting mechanism includes a ball screw shaft driven by the drive unit, a ball nut that engages with the ball screw shaft and lifts the piston, and a plurality of first rollers attached to the periphery of the ball nut; And a plurality of guide rails extending along the vertical direction and engaging with the corresponding first roller to guide the first roller. Each guide rail is held by a plurality of guide rings surrounding the plurality of guide rails, and each guide ring is arranged in the vertical direction along the guide rail.

本発明によれば、ボールナットを案内するガイドレール及びガイドリングに対して、交換作業及びメンテナンス作業を容易に行うことができる。   According to the present invention, replacement work and maintenance work can be easily performed on the guide rail and guide ring for guiding the ball nut.

一実施の形態による制御棒駆動機構の構成の一例を示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows an example of a structure of the control-rod drive mechanism by one Embodiment. ボールナットを横断する水平断面における、制御棒駆動機構を示す拡大断面図。The expanded sectional view which shows the control rod drive mechanism in the horizontal cross section which crosses a ball nut. 図1に示す制御棒駆動機構のガイドリング及びガイドレールを示す斜視図。The perspective view which shows the guide ring and guide rail of the control-rod drive mechanism shown in FIG. ガイドリング及びガイドレールの他の例を示す斜視図。The perspective view which shows the other example of a guide ring and a guide rail. ガイドリング及びガイドレールの更に他の例を示す斜視図。The perspective view which shows the further another example of a guide ring and a guide rail. ピストンを横断する水平断面における、制御棒駆動機構を拡大して示す拡大断面図。The expanded sectional view which expands and shows the control-rod drive mechanism in the horizontal cross section which crosses a piston. ラッチ部材の作用を説明するための縦断面図であって、(a)は、ピストンがボールナットに載置されている状態を示し、(b)は、スクラム時に、ラッチ部材がガイドリング側に突出してガイドリングの上端部に当接可能な状態を示す。It is a longitudinal cross-sectional view for demonstrating the effect | action of a latch member, Comprising: (a) shows the state in which the piston is mounted in the ball nut, (b) shows the latch member to the guide ring side at the time of a scram. The state which protrudes and can contact | abut to the upper end part of a guide ring is shown. 沸騰水型原子炉の従来例の構成の一例を示す概略縦断面図。The schematic longitudinal cross-sectional view which shows an example of a structure of the prior art example of a boiling water reactor. 図6に示す制御棒駆動機構を示す縦断面図。FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing the control rod drive mechanism shown in FIG. 6. ボールナットを横断する水平断面における、図7に示す制御棒駆動機構を示す拡大断面図。The expanded sectional view which shows the control-rod drive mechanism shown in FIG. 7 in the horizontal cross section which crosses a ball nut.

以下、図面を参照して、一実施の形態について説明する。図1は、一実施の形態による制御棒駆動機構(CRD)の構成の一例を示す縦断面図である。図1に示すCRD50は、例えば背景技術において図6を用いて説明した沸騰水型原子炉に用いられる。図1に示すように、CRD50は、いわゆる電動駆動型制御棒駆動機構(FMCRD)からなる。このようなCRD50は、制御棒5を駆動するためのピストン19と、当該ピストン19を昇降させるピストン昇降機構14と、当該ピストン昇降機構14を駆動する駆動部10とを備えている。   Hereinafter, an embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of the configuration of a control rod drive mechanism (CRD) according to an embodiment. The CRD 50 shown in FIG. 1 is used, for example, in the boiling water reactor described with reference to FIG. 6 in the background art. As shown in FIG. 1, the CRD 50 includes a so-called electric drive type control rod drive mechanism (FMCRD). Such a CRD 50 includes a piston 19 for driving the control rod 5, a piston lifting mechanism 14 that lifts and lowers the piston 19, and a drive unit 10 that drives the piston lifting mechanism 14.

上述したCRD50を構成する構成部材のうち、先ず、駆動部10について説明する。駆動部10は、鉛直下方に配置された電動機10aと、この電動機10aからの回転駆動力をピストン昇降機構14に伝達するドライブシャフト機構12と、を有している。このうち、ドライブシャフト機構12は、電動機10aの回転軸11に連結され、電動機10aの回転駆動力を減速して出力するギヤカップリング機構12aと、ギヤカップリング機構12aに連結され、当該ギヤカップリング機構12aによって出力される駆動力をピストン昇降機構14に伝達する駆動軸13と、を含んでいる。   Of the components constituting the CRD 50 described above, first, the drive unit 10 will be described. The drive unit 10 includes an electric motor 10a disposed vertically below, and a drive shaft mechanism 12 that transmits a rotational driving force from the electric motor 10a to the piston lifting mechanism 14. Among these, the drive shaft mechanism 12 is connected to the rotating shaft 11 of the electric motor 10a, and is connected to the gear coupling mechanism 12a that decelerates and outputs the rotational driving force of the electric motor 10a, and the gear coupling mechanism 12a. And a drive shaft 13 that transmits a driving force output by the ring mechanism 12a to the piston lifting mechanism 14.

なお、図1に示すように、電動機10aの下方には電磁ブレーキ21が取り付けられ、この電磁ブレーキ21を作動させることにより電動機10aを停止させることができる。また、この電磁ブレーキ21の下端には、シンクロ位置検出器22が設けられ、このシンクロ位置検出器22により制御棒5の位置を検出することができる。さらに、電動機10aの上方であってギヤカップリング機構12aの周囲には、モータブラケット23が配設され、このモータブラケット23の上部には、一次冷却水の隔壁としてのスプールピース24が固定されている。このスプールピース24内に、上述した駆動部10の駆動軸13が軸支されている。   As shown in FIG. 1, an electromagnetic brake 21 is attached below the electric motor 10a, and the electric motor 10a can be stopped by operating the electromagnetic brake 21. A synchro position detector 22 is provided at the lower end of the electromagnetic brake 21, and the position of the control rod 5 can be detected by the synchro position detector 22. Further, a motor bracket 23 is disposed above the electric motor 10a and around the gear coupling mechanism 12a. A spool piece 24 as a primary cooling water partition is fixed to the upper portion of the motor bracket 23. Yes. In the spool piece 24, the drive shaft 13 of the drive unit 10 described above is supported.

次に、駆動部10の駆動軸13によって駆動されるピストン昇降機構14について説明する。ピストン昇降機構14は、駆動部10の駆動軸13に連結されたボールねじ軸14aと、このボールねじ軸14aに螺合され、ピストン19を昇降させるボールナット15と、を有している。   Next, the piston raising / lowering mechanism 14 driven by the drive shaft 13 of the drive unit 10 will be described. The piston lifting mechanism 14 includes a ball screw shaft 14 a connected to the drive shaft 13 of the drive unit 10, and a ball nut 15 that is screwed to the ball screw shaft 14 a and lifts the piston 19.

図2に、ボールナット15を横断する水平断面における、CRD50を拡大して示す。図2に示すように、ボールナット15の周縁に、複数の第1ローラ16が第1ピン16aを介して取付けられており、各第1ローラ16は、ボールねじ軸14aの周方向に等間隔で並べて配置されている。より詳細には、ボールねじ軸14aの中心を通り互いに直交する2本の直線L1の各々に、一対の第1ローラ16が、ボールねじ軸14aの中心に関して対称に配置されている。また、各第1ローラ16は、前記第1ピン16aにより回転自在に支持され、各第1ローラ16の第1ピン16aの軸方向は、当該第1ローラ16が配置される直線L1と直交している。   FIG. 2 is an enlarged view of the CRD 50 in a horizontal cross section crossing the ball nut 15. As shown in FIG. 2, a plurality of first rollers 16 are attached to the periphery of the ball nut 15 via first pins 16a, and each first roller 16 is equally spaced in the circumferential direction of the ball screw shaft 14a. Are arranged side by side. More specifically, a pair of first rollers 16 are arranged symmetrically with respect to the center of the ball screw shaft 14a on each of two straight lines L1 passing through the center of the ball screw shaft 14a and orthogonal to each other. Each first roller 16 is rotatably supported by the first pin 16a, and the axial direction of the first pin 16a of each first roller 16 is orthogonal to the straight line L1 on which the first roller 16 is arranged. ing.

また、図2に示すように、CRD50は、上下方向に沿って延びる複数のガイドレール55を有し、各ガイドレール55は、対応する第1ローラ16と係合してこの第1ローラ16を案内するようになっている。複数のガイドレール55は、第1ローラ16に対応して、ボールねじ軸14aの周方向に等間隔で並べて配置されている。より詳細には、ボールねじ軸14aの中心を通り互いに直交する2本の直線L1の各々に、一対のガイドレール55が、ボールねじ軸14aの中心に関して対称に配置されている。   Further, as shown in FIG. 2, the CRD 50 has a plurality of guide rails 55 extending in the vertical direction, and each guide rail 55 engages with the corresponding first roller 16 to cause the first roller 16 to move. It is designed to guide you. The plurality of guide rails 55 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the ball screw shaft 14 a corresponding to the first roller 16. More specifically, a pair of guide rails 55 are arranged symmetrically with respect to the center of the ball screw shaft 14a on each of two straight lines L1 passing through the center of the ball screw shaft 14a and orthogonal to each other.

各ガイドレール55には、上下方向に延びる第1溝55aが形成されており、当該第1溝55aに、対応する第1ローラ16が挿入されている。各第1ローラ16が対応するガイドレール55の第1溝55aに挿入されて当該ガイドレール55と係合することにより、ボールナット15の回動が規制されると共に、ボールナット15が上下方向に案内されるようになっている。   Each guide rail 55 is formed with a first groove 55a extending in the vertical direction, and the corresponding first roller 16 is inserted into the first groove 55a. As each first roller 16 is inserted into the first groove 55a of the corresponding guide rail 55 and engaged with the guide rail 55, the rotation of the ball nut 15 is restricted, and the ball nut 15 is moved vertically. Guided.

各ガイドレール55は、複数のガイドレール55の周りを取り囲む複数のガイドリング54により保持される。図3Aに、このガイドレール55及びガイドリング54の斜視図を示す。図3Aに示すように、各ガイドリング54は、ガイドレール55に沿って上下方向に配置されている。図示する例では、隣り合う2つのガイドリング54の間隔は、他の隣り合う2つのガイドリング54の間隔と等しくなっているが、これに限らず異なっていてもよい。   Each guide rail 55 is held by a plurality of guide rings 54 surrounding the plurality of guide rails 55. FIG. 3A shows a perspective view of the guide rail 55 and the guide ring 54. As shown in FIG. 3A, each guide ring 54 is arranged in the vertical direction along the guide rail 55. In the illustrated example, the interval between the two adjacent guide rings 54 is equal to the interval between the other two adjacent guide rings 54, but is not limited thereto and may be different.

また、図3Aに示すように、各ガイドリング54は、その内周面に、上下方向に延びる複数の第2溝54aが形成されており、各第2溝54aに、対応するガイドレール55が挿入されて位置決めされている。本実施の形態では、各ガイドレール55と各ガイドリング54は、小ネジ56によって締結されている。具体的には、各ガイドレール55の外面側に複数の雌ネジが形成されていて、各雌ネジと重なるガイドリング54の部分に貫通孔が形成されている。そして、小ネジ56が、各ガイドレール55の雌ネジに、対応するガイドリング54の貫通孔を介して螺合されている。本実施の形態では、1つのガイドレール55の4つの雌ネジに、対応する小ネジ56が螺合されて、1つのガイドリング54と1つのガイドレール55とが締結されている。もっとも、各ガイドレール55と各ガイドリング54との連結手段は、このような例に限定されず、それ自体既知の種々の連結手段によって、これらが連結されていてもよい。   Further, as shown in FIG. 3A, each guide ring 54 has a plurality of second grooves 54a extending in the vertical direction on the inner peripheral surface thereof, and corresponding guide rails 55 are provided in the respective second grooves 54a. Inserted and positioned. In the present embodiment, each guide rail 55 and each guide ring 54 are fastened by a small screw 56. Specifically, a plurality of female screws are formed on the outer surface side of each guide rail 55, and a through hole is formed in a portion of the guide ring 54 that overlaps with each female screw. The small screw 56 is screwed into the female screw of each guide rail 55 through the corresponding through hole of the guide ring 54. In the present embodiment, corresponding small screws 56 are screwed into four female screws of one guide rail 55, and one guide ring 54 and one guide rail 55 are fastened. But the connection means of each guide rail 55 and each guide ring 54 is not limited to such an example, These may be connected by various known connection means.

図1に戻って、ボールナット15の上方には、中空状のピストン19が載置されている。図4に、ピストン19の水平断面を拡大して示す。図4に示すように、ピストン19の周縁に、複数の第2ローラ66が第2ピン66aを介して取付けられており、複数の第2ローラ66は、ボールねじ軸14aの周方向に等間隔で並べて配置されている。より詳細には、図4に示すように、ボールねじ軸14aの中心を通り互いに直交する2本の直線L2の各々に、一対の第2ローラ66が、ボールねじ軸14aの中心に関して対称に配置されている。また、各第2ローラ66は、前記第2ピン66aにより回転自在に支持され、各第2ローラ66の第2ピン66aの軸方向は、当該第2ローラ66が配置される直線L2と直交している。   Returning to FIG. 1, a hollow piston 19 is placed above the ball nut 15. FIG. 4 shows an enlarged horizontal section of the piston 19. As shown in FIG. 4, a plurality of second rollers 66 are attached to the periphery of the piston 19 via second pins 66a, and the plurality of second rollers 66 are equally spaced in the circumferential direction of the ball screw shaft 14a. Are arranged side by side. More specifically, as shown in FIG. 4, a pair of second rollers 66 are arranged symmetrically with respect to the center of the ball screw shaft 14a on each of two straight lines L2 that pass through the center of the ball screw shaft 14a and are orthogonal to each other. Has been. Each second roller 66 is rotatably supported by the second pin 66a, and the axial direction of the second pin 66a of each second roller 66 is orthogonal to the straight line L2 on which the second roller 66 is disposed. ing.

また、図4に示すように、各ガイドレール55は、ピストン19の第2ローラ66と係合してこの第2ローラ66も案内する。具体的には、各第2ローラ66は、対応する第1溝55aに挿入されている。各第2ローラ66が対応するガイドレール55の第1溝55aに挿入されて当該ガイドレール55と係合することにより、ピストン19の回動が規制されると共に、ピストン19が上下方向に案内されるようになっている。   Further, as shown in FIG. 4, each guide rail 55 engages with the second roller 66 of the piston 19 to guide the second roller 66 as well. Specifically, each second roller 66 is inserted into the corresponding first groove 55a. As each second roller 66 is inserted into the first groove 55a of the corresponding guide rail 55 and engaged with the guide rail 55, the rotation of the piston 19 is restricted and the piston 19 is guided in the vertical direction. It has become so.

また、ピストン19の下部周縁に、ラッチ機構53が設けられている。このラッチ機構53について、図5(a)(b)を参照して説明する。図5は、ラッチ機構の作用を説明するための縦断面図であって、(a)は、通常時に、ピストン19がボールナット15上に載置されている状態を示し、(b)は、スクラム時に、ラッチ機構53が作動した状態を示す。図5(a)及び図5(b)に示すように、ラッチ機構53は、ピストン19の下部周縁に、ピン58を介して回動可能に取付けられたラッチ部材53aと、当該ラッチ部材53aとピストン19の外周面との間に設けられ、ラッチ部材53aをガイドリング54側に向けて付勢するばね59と、を含んでいる。   A latch mechanism 53 is provided on the lower peripheral edge of the piston 19. The latch mechanism 53 will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a longitudinal sectional view for explaining the operation of the latch mechanism, in which (a) shows a state in which the piston 19 is placed on the ball nut 15 at a normal time, and (b) The state in which the latch mechanism 53 is activated during the scram is shown. As shown in FIGS. 5A and 5B, the latch mechanism 53 includes a latch member 53a rotatably attached to the lower peripheral edge of the piston 19 via a pin 58, and the latch member 53a. A spring 59 provided between the piston 19 and the outer peripheral surface of the piston 19 for biasing the latch member 53a toward the guide ring 54.

このうち、ラッチ部材53aは、棒状の部材から構成されている。ラッチ部材53aは、上端に設けられたピン58を介してピストン19の周縁に回動可能に取付けられ、下方に向かって延びている。ラッチ部材53aの下端部には、下方に突出する突起状のラッチ側係合部53cが形成されている。このラッチ側係合部53cは、下方に位置するボールナット15の上端の周縁に形成された上方に突出する突起状のナット側係合部15cに係合可能になっている。具体的には、ラッチ側係合部53cは、ボールナット15のナット側係合部15cとボールねじ軸14aとの間に形成される上方に開放した空間に収容可能になっている。そして、ラッチ側係合部53cは、ナット側係合部15cとボールねじ軸14aとの間でこれらに係止される。   Among these, the latch member 53a is comprised from the rod-shaped member. The latch member 53a is rotatably attached to the peripheral edge of the piston 19 via a pin 58 provided at the upper end, and extends downward. At the lower end of the latch member 53a, a protruding latch-side engagement portion 53c that protrudes downward is formed. The latch-side engagement portion 53c can be engaged with a protruding nut-side engagement portion 15c that protrudes upward and is formed on the periphery of the upper end of the ball nut 15 positioned below. Specifically, the latch side engaging portion 53c can be accommodated in a space opened upward between the nut side engaging portion 15c of the ball nut 15 and the ball screw shaft 14a. And the latch side engaging part 53c is latched by these between the nut side engaging part 15c and the ball screw shaft 14a.

また、ラッチ部材53aのラッチ側係合部53cよりもピストン19の外周側には、平坦状のラッチ側係止部53bが形成されている。ラッチ側係止部53bは、ラッチ側係合部53cの下端よりも上方に位置している。図5(b)に示すように、ラッチ部材53aの下方側がガイドリング54側に突出するようにラッチ部材53aが回動した際に、ラッチ側係止部53bは、ガイドリング54の上面の平坦状のリング側係止部60と当接可能な状態となる。   Further, a flat latch side locking portion 53b is formed on the outer peripheral side of the piston 19 with respect to the latch side engaging portion 53c of the latch member 53a. The latch side latching part 53b is located above the lower end of the latch side engaging part 53c. As shown in FIG. 5B, when the latch member 53a is rotated so that the lower side of the latch member 53a protrudes toward the guide ring 54, the latch side locking portion 53b is flat on the upper surface of the guide ring 54. It will be in the state which can contact | abut to the ring-shaped latching | locking part 60 of shape.

図5(a)に示すように、通常時において、ピストン19は、ボールナット15上に載置されている。このとき、ピストン19に支持されたラッチ部材53aのラッチ側係合部53cは、ボールナット15のナット側係合部15cに係合している。これにより、ラッチ部材53aは、ガイドリング54内に収容されることとなる。一方、スクラム時には、図5(b)に示すように、高圧水が注入されて当該高圧水によりピストン19がボールナット15から離れて上昇する。このとき、ばね59の付勢によって、ラッチ部材53aの下方側が、ガイドリング54側に向かって外方へ突出し、ガイドリング54の上面にあるリング側係止部60に対向する。その後、なんらかの要因により高圧水が減圧してしまってピストン19が下降してしまったとする。しかしながら、ラッチ部材53aがガイドリング54側に突出しリング側係止部60に対向しているため、ラッチ部材53aのラッチ側係止部53bが、ガイドリング54のリング側係止部60と当接する。このことにより、ピストン19が大きく降下することなく、制御棒5が挿入された状態を維持することができる。   As shown in FIG. 5A, the piston 19 is placed on the ball nut 15 in a normal state. At this time, the latch side engaging portion 53 c of the latch member 53 a supported by the piston 19 is engaged with the nut side engaging portion 15 c of the ball nut 15. Accordingly, the latch member 53a is accommodated in the guide ring 54. On the other hand, at the time of scrum, as shown in FIG. 5B, high-pressure water is injected, and the piston 19 is lifted away from the ball nut 15 by the high-pressure water. At this time, due to the urging of the spring 59, the lower side of the latch member 53a protrudes outward toward the guide ring 54 and faces the ring-side locking portion 60 on the upper surface of the guide ring 54. Thereafter, it is assumed that the high-pressure water is depressurized due to some cause and the piston 19 is lowered. However, since the latch member 53a protrudes toward the guide ring 54 and faces the ring-side locking portion 60, the latch-side locking portion 53b of the latch member 53a contacts the ring-side locking portion 60 of the guide ring 54. . As a result, the state in which the control rod 5 is inserted can be maintained without the piston 19 being greatly lowered.

また、上述したように、スクラム時には、ピストン19が上昇して、ラッチ部材53aの下方側がガイドリング54側に向かって外方へ突出する。この際、ラッチ部材53aがガイドリング54下面と接触してピストン19の上昇を妨げることがないよう、図5(a)(b)に示す縦断面において、ガイドリング54の下方部は、半径方向外側から内側に向かって上方に傾斜する傾斜面57になっている。   Further, as described above, at the time of scram, the piston 19 rises and the lower side of the latch member 53a protrudes outward toward the guide ring 54 side. At this time, in order to prevent the latch member 53a from coming into contact with the lower surface of the guide ring 54 to prevent the piston 19 from being lifted, the lower portion of the guide ring 54 in the longitudinal section shown in FIGS. The inclined surface 57 is inclined upward from the outside toward the inside.

なお、図1に示すように、ピストン19の上部には、上下方向に延びる中空のピストンチューブ19aが連接され、ピストン19は、ピストンチューブ19aの上端に設置されたバヨネット結合によるカップリング20を介して、制御棒5に接続されている。また、ピストン19の中空空間及びピストンチューブ19aの中空空間に、ボールねじ軸14aが延びている。   As shown in FIG. 1, a hollow piston tube 19a extending in the vertical direction is connected to the upper part of the piston 19, and the piston 19 is connected via a coupling 20 by bayonet coupling installed at the upper end of the piston tube 19a. And connected to the control rod 5. A ball screw shaft 14a extends into the hollow space of the piston 19 and the hollow space of the piston tube 19a.

以上のような構成からなる本実施の形態の作用について図を参照しながら説明する。   The operation of the present embodiment configured as described above will be described with reference to the drawings.

先ず、通常時の作用について述べる。電動機10aが駆動されて、回転軸11及び駆動軸13を介してボールねじ軸14aが回転する。このようにボールねじ軸14aが回転すると、ボールねじ軸14aに螺合されたボールナット15がボールねじ軸14aの外周上を摺動して、ボールねじ軸14aの軸方向、すなわち上下方向に移動する。具体的には、図2に示すように、ボールねじ軸14aが回転されてボールナット15がボールねじ軸14a上を摺動すると、各第1ローラ16が、対応するガイドレール55に係合することによって、ボールナット15の回動が規制されて、ボールナット15が上下方向に案内される。   First, the normal operation will be described. When the electric motor 10 a is driven, the ball screw shaft 14 a rotates via the rotating shaft 11 and the driving shaft 13. When the ball screw shaft 14a rotates in this way, the ball nut 15 screwed to the ball screw shaft 14a slides on the outer periphery of the ball screw shaft 14a and moves in the axial direction of the ball screw shaft 14a, that is, in the vertical direction. To do. Specifically, as shown in FIG. 2, when the ball screw shaft 14 a is rotated and the ball nut 15 slides on the ball screw shaft 14 a, each first roller 16 engages with the corresponding guide rail 55. As a result, the rotation of the ball nut 15 is restricted, and the ball nut 15 is guided in the vertical direction.

ボールナット15が上下方向に移動されると、ボールナット15上に載置されたピストン19も、ボールナット15に連動して上下方向に移動する。具体的には、ピストン19の各第2ローラ66が対応するガイドレール55に係合して、回動を規制されながら上下方向に移動される。   When the ball nut 15 is moved in the vertical direction, the piston 19 placed on the ball nut 15 is also moved in the vertical direction in conjunction with the ball nut 15. Specifically, each second roller 66 of the piston 19 engages with the corresponding guide rail 55 and is moved in the vertical direction while being restricted from rotating.

ボールナット15が上下方向に移動されると、ピストンチューブ19a及びカップリング20を介してピストン19に接続された制御棒5も、ピストン19に連動して上下方向に移動する。制御棒5が上下方向に移動することにより、制御棒5の炉心3への挿入量または引抜量が調整され、炉出力がコントロールされる。   When the ball nut 15 is moved in the vertical direction, the control rod 5 connected to the piston 19 via the piston tube 19 a and the coupling 20 also moves in the vertical direction in conjunction with the piston 19. As the control rod 5 moves in the vertical direction, the amount of insertion or withdrawal of the control rod 5 into the core 3 is adjusted, and the furnace output is controlled.

次に、BWRに緊急事態が発生し原子炉をスクラムさせる場合について説明する。原子炉のスクラム時には、CRDハウジング9の下部フランジ9aに接続されたスクラム挿入配管25から注水口26を介して、ピストン19下方のシリンダー31内に高圧駆動水が急速に供給される。シリンダー31内に高圧駆動水が急速に充填されていくと、ピストン19がボールナット15から離間して上方に急速に押し上げられて、制御棒5が炉心3内に高速で挿入される。このとき、ピストン19がボールナット15から離間し、図5(b)に示すように、ラッチ部材53aのラッチ側係合部53cとボールナット15のナット側係合部15cとの係合が解除されて、ラッチ部材53aが、ばね59の付勢によって、ガイドリング54側に向かって外方へ突出しガイドリング54の上端部に当接可能な状態になる。その後、なんらかの要因により高圧水が減圧してしまってピストン19が下降しても、ラッチ部材53aがガイドリング54側に突出しているため、ラッチ部材53aのラッチ側係止部53bが、ガイドリング54のリング側係止部60と当接する。このことにより、ピストン19が大きく降下することなく、制御棒5が挿入された状態を維持することができる。   Next, a case where an emergency situation occurs in the BWR and the reactor is scrammed will be described. During scram of the nuclear reactor, high-pressure drive water is rapidly supplied from the scram insertion pipe 25 connected to the lower flange 9 a of the CRD housing 9 into the cylinder 31 below the piston 19 through the water injection port 26. When the high pressure driving water is rapidly filled in the cylinder 31, the piston 19 is separated from the ball nut 15 and rapidly pushed upward, and the control rod 5 is inserted into the core 3 at a high speed. At this time, the piston 19 is separated from the ball nut 15 and the engagement between the latch side engaging portion 53c of the latch member 53a and the nut side engaging portion 15c of the ball nut 15 is released as shown in FIG. Thus, the latch member 53 a protrudes outward toward the guide ring 54 side by the urging force of the spring 59, and comes into a state in which the latch member 53 a can contact the upper end portion of the guide ring 54. Thereafter, even if the high pressure water is depressurized for some reason and the piston 19 descends, the latch member 53a protrudes toward the guide ring 54, so that the latch side latching portion 53b of the latch member 53a is connected to the guide ring 54. The ring side latching part 60 contacts. As a result, the state in which the control rod 5 is inserted can be maintained without the piston 19 being greatly lowered.

以上のように、本実施の形態によれば、上下方向に沿って延びる複数のガイドレール55が、ボールナット15の対応する第1ローラ16と係合してこの第1ローラ16を案内する。また、各ガイドレール55は、複数のガイドレール55の周りを取り囲む複数のガイドリング54によって保持されている。このため、ボールナット15のガイド機構を構成するガイドリング54またはガイドレール55の保守点検時において、対象となる一部のガイドリング54またはガイドレール55を取外して、これらの部品54、55の点検及び補修を行った後、再びこれらの部品54、55を取付けることができる。このように、ガイドリング54またはガイドレール55の保守点検時に、ガイドリング54及びガイドレール55の一部を取外して、保守点検作業を行うことができるため、当該保守点検作業を容易に行うことができる。また、ガイド機構を構成する部品54、55の交換にあたっては、交換対象となるガイドリング54またはガイドレール55のみを交換すればよいため、部品コストを節約することができる。   As described above, according to the present embodiment, the plurality of guide rails 55 extending in the vertical direction engage with the corresponding first roller 16 of the ball nut 15 to guide the first roller 16. Each guide rail 55 is held by a plurality of guide rings 54 surrounding the plurality of guide rails 55. For this reason, at the time of maintenance and inspection of the guide ring 54 or the guide rail 55 constituting the guide mechanism of the ball nut 15, a part of the target guide ring 54 or the guide rail 55 is removed and the inspection of these parts 54 and 55 is performed. And after performing repairs, these parts 54 and 55 can be attached again. As described above, when the guide ring 54 or the guide rail 55 is maintained and inspected, a part of the guide ring 54 and the guide rail 55 can be removed and the maintenance and inspection work can be performed. Therefore, the maintenance and inspection work can be easily performed. it can. Further, when replacing the parts 54 and 55 constituting the guide mechanism, only the guide ring 54 or the guide rail 55 to be replaced needs to be replaced, so that the part cost can be saved.

更にまた、各ガイドリング54は、ガイドレール55に沿って上下方向に配置されているため、ガイドリング54またはガイドレール55の保守点検に際し、これらガイドリング54及びガイドレール55を取外す必要がない場合には、隣り合うガイドリング54の間の空間を利用して、ガイドリング54の内面やガイドレール55の内面を点検することができる。このため、ガイドリング54やガイドレール55の保守点検作業を容易に行うことができる。   Furthermore, since each guide ring 54 is arranged vertically along the guide rail 55, it is not necessary to remove the guide ring 54 and the guide rail 55 at the time of maintenance and inspection of the guide ring 54 or the guide rail 55. In this case, the inner surface of the guide ring 54 and the inner surface of the guide rail 55 can be inspected using the space between the adjacent guide rings 54. For this reason, the maintenance and inspection work of the guide ring 54 and the guide rail 55 can be easily performed.

また、ボールナット15のガイド機構が、複数のガイドリング54と複数のガイドレール55とから構成されることにより、ボールナット15のガイド機構を構成する部品を中空円筒チューブ内に一体に組込む場合に比べて、ガイド機構の必要強度を維持しつつ、材料コストを大幅に削減することが可能である。   Further, when the guide mechanism of the ball nut 15 is composed of a plurality of guide rings 54 and a plurality of guide rails 55, when the parts constituting the guide mechanism of the ball nut 15 are integrally incorporated in the hollow cylindrical tube. In comparison, the material cost can be greatly reduced while maintaining the required strength of the guide mechanism.

また、本実施の形態によれば、ピストン19は、各第2ローラ66を介して対応するガイドレール55に沿って案内され、ピストン19の下部周縁に、ガイドリング54側に向けて付勢されたラッチ部材53aが回動可能に取付けられている。ラッチ部材53aは、通常時に、ボールナット15により係合され、スクラム時に、ピストン19がボールナット15から離れて上昇した際、ラッチ部材53aが、ガイドリング54側に突出してガイドリング54の上端部に当接可能になっている。従って、スクラム時に、なんらかの要因により高圧水が減圧してしまってピストン19が下降しても、ラッチ部材53aが、ガイドリング54の上端部に当接し得る。これにより、ピストン19が大きく降下することなく、制御棒5が挿入された状態を維持することができる。   Further, according to the present embodiment, the piston 19 is guided along the corresponding guide rail 55 via each second roller 66 and is urged toward the guide ring 54 side by the lower peripheral edge of the piston 19. A latch member 53a is rotatably attached. The latch member 53a is engaged by the ball nut 15 at normal times, and when the piston 19 is lifted away from the ball nut 15 at the time of scram, the latch member 53a protrudes toward the guide ring 54 and protrudes to the upper end of the guide ring 54. It is possible to abut. Therefore, even when the high pressure water is depressurized for some reason and the piston 19 is lowered during the scram, the latch member 53a can come into contact with the upper end portion of the guide ring 54. As a result, the state in which the control rod 5 is inserted can be maintained without the piston 19 being greatly lowered.

なお、上述した実施の形態において、スクラム時は、制御棒5及びピストン19がボールナット15から分離される。この場合、シンクロ位置検出器22では制御棒5の位置を検出できない。この場合、ピストン19の下端に取り付けられたマグネット27と、磁力により作動するリードスイッチ28を内蔵した位置検出器29とにより、制御棒5の位置を検出する。但し、CRD50を構成する部品の一部が原子炉圧力容器1の内部に設けられており、位置検出器29がCRD50の外部に設置されていて、その上端が原子炉圧力容器1の底部1aよりも下方に位置することから、制御棒5の全ストロークを検出することができない。   In the above-described embodiment, the control rod 5 and the piston 19 are separated from the ball nut 15 during scram. In this case, the sync position detector 22 cannot detect the position of the control rod 5. In this case, the position of the control rod 5 is detected by a magnet 27 attached to the lower end of the piston 19 and a position detector 29 having a built-in reed switch 28 operated by magnetic force. However, some of the components constituting the CRD 50 are provided inside the reactor pressure vessel 1, the position detector 29 is installed outside the CRD 50, and the upper end thereof is from the bottom 1 a of the reactor pressure vessel 1. Is located below, the entire stroke of the control rod 5 cannot be detected.

位置検出器29は、スクラム時の挿入時間の仕様値で決められている0%、10%、40%、及び60%の制御棒5の位置を検出することができるように構成されている。さらに、100%の制御棒5の位置についても、スクラム時の挿入時間の仕様値で決められており、これは別の機構により検出している。   The position detector 29 is configured to be able to detect 0%, 10%, 40%, and 60% of the position of the control rod 5 determined by the specification value of the insertion time during scrum. Further, the position of 100% of the control rod 5 is determined by the specification value of the insertion time at the time of the scrum, and this is detected by another mechanism.

すなわち、図5に示すように、スクラム時に、制御棒5及びピストン19を制動するための皿ばね機構30の下部に、ピストン19がその内部を上下移動するシリンダー31が配置されている。当該シリンダー31内の上方に、コイルばね32とストップピストン33とが設けられている。このストップピストン33には、図2に示すように、上下方向に延びる長尺のガイドリボン39が接続され、当該ガイドリボン39の下方に、図1に示すマグネット34が取り付けられている。このガイドリボン39は、ガイドリング54の外周面に形成された溝に収納されている。このガイドリボン39は、対応するガイドリング54の溝を覆うように取り付けられた各バンド42により、上下方向に沿って案内される。   That is, as shown in FIG. 5, a cylinder 31 in which the piston 19 moves up and down is disposed below the disc spring mechanism 30 for braking the control rod 5 and the piston 19 during scram. A coil spring 32 and a stop piston 33 are provided above the cylinder 31. As shown in FIG. 2, a long guide ribbon 39 extending in the vertical direction is connected to the stop piston 33, and a magnet 34 shown in FIG. 1 is attached below the guide ribbon 39. The guide ribbon 39 is accommodated in a groove formed on the outer peripheral surface of the guide ring 54. The guide ribbon 39 is guided along the vertical direction by each band 42 attached so as to cover the groove of the corresponding guide ring 54.

このような機構により、制御棒5が100%の位置に到達すると、ピストン19がストップピストン33を幾分押し上げることにより、ガイドリボン39を介してマグネット34が幾分押し上げられ、位置検出器29に内蔵されたリードスイッチ28により100%の位置が検出される。   By such a mechanism, when the control rod 5 reaches the 100% position, the piston 19 pushes up the stop piston 33 somewhat, whereby the magnet 34 is pushed up somewhat via the guide ribbon 39, and the position detector 29 is moved. The 100% position is detected by the built-in reed switch 28.

次に、CRD50の異常を検知する方法の一例について述べる。CRD50には、更に、制御棒5の落下事故を未然に防止するために、制御棒5及びピストン19がボールナット15の上から分離したことを検出する分離検出機構が設けられている。   Next, an example of a method for detecting abnormality of the CRD 50 will be described. The CRD 50 is further provided with a separation detection mechanism for detecting that the control rod 5 and the piston 19 are separated from the ball nut 15 in order to prevent the control rod 5 from being dropped.

すなわち、図1に示すように、スプールピース24内には、マグネット35を内蔵したマグネットホルダー36が駆動軸13に摺動自在に嵌合され、このマグネットホルダー36の下部にコイルスプリング37が設けられている。また、リードスイッチを内蔵した分離検出器38が、CRD50の外部に設置されている。   That is, as shown in FIG. 1, a magnet holder 36 containing a magnet 35 is slidably fitted to the drive shaft 13 in the spool piece 24, and a coil spring 37 is provided below the magnet holder 36. ing. A separation detector 38 incorporating a reed switch is installed outside the CRD 50.

このような構造により、制御棒5の引抜き動作中に制御棒5と燃料集合体との間の摩擦抵抗などにより、制御棒5及びピストン19が吊り下がった状態となり、ピストン19がボールナット15の上から分離した場合に、マグネットホルダー36に作用していた制御棒5及びピストン19の荷重が解除される。このため、コイルスプリング37が伸びてマグネット35が押し上げられ、分離検出器38のリードスイッチが作動する。これにより、制御棒5及びピストン19がボールナット15の上から分離したことが検出される。   With such a structure, the control rod 5 and the piston 19 are suspended due to frictional resistance between the control rod 5 and the fuel assembly during the pulling operation of the control rod 5. When separated from above, the load on the control rod 5 and the piston 19 acting on the magnet holder 36 is released. For this reason, the coil spring 37 extends and the magnet 35 is pushed up, and the reed switch of the separation detector 38 is activated. Thereby, it is detected that the control rod 5 and the piston 19 are separated from the ball nut 15.

≪変形例≫
なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、図面を参照しながら、変形の一例について説明する。以下の説明及び以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。
≪Modification≫
Note that various modifications can be made to the above-described embodiment. Hereinafter, an example of modification will be described with reference to the drawings. In the following description and the drawings used in the following description, the same reference numerals as those used for the corresponding parts in the above embodiment are used for the parts that can be configured in the same manner as the above embodiment, A duplicate description is omitted.

上述した実施の形態では、図3Aに示すように、各ガイドリング54が一体に形成されている例を示したが、ガイドリング54の構成は、上述した構成に限定されない。図3Bに、ガイドリングの他の構成例を示す。図3Bに示す例では、複数のガイドリングのうちの一部のガイドリング61が、円周方向に設けられた複数の部分61a、61bに分割可能になっている。具体的には、ガイドリング61は、一対で構成されており、その境界領域において、一方の部分61aは、ガイドリング61の周方向に延びる帯状の凸部64aを有し、他方の部分61bは、周方向に延びる帯状の凸部64aに係合する凹部64bを有している。   In the above-described embodiment, as shown in FIG. 3A, an example in which the guide rings 54 are integrally formed has been described. However, the configuration of the guide rings 54 is not limited to the above-described configuration. FIG. 3B shows another configuration example of the guide ring. In the example illustrated in FIG. 3B, some of the guide rings 61 among the plurality of guide rings can be divided into a plurality of portions 61 a and 61 b provided in the circumferential direction. Specifically, the guide ring 61 is configured as a pair, and in the boundary region, one portion 61a has a belt-like convex portion 64a extending in the circumferential direction of the guide ring 61, and the other portion 61b is And a recess 64b that engages with a belt-like protrusion 64a extending in the circumferential direction.

このような変形例によれば、ガイドリング61を部分的に取外して、メンテナンス作業や交換作業を行うことができるため、当該作業を更に効率よく行うことができる。   According to such a modification, the guide ring 61 can be partly removed to perform maintenance work or replacement work, so that the work can be performed more efficiently.

上述した実施の形態では、図3Aに示すように、各ガイドレール55が一体に形成されている例を示したが、ガイドレール55の構成は、上述した構成に限定されない。図3Cに、ガイドレールの他の構成例を示す。図3Cに示す例では、複数のガイドレールのうちの一部のガイドレール62が、上下方向に設けられた複数の部分62a、62bに分割可能になっている。具体的には、ガイドレール62の境界領域において、一方の部分62aは、上方から下方に向かうにつれて先細りする凸部65aを有し、他方の部分62bは、当該凸部に係合する凹部65bを有している。   In the above-described embodiment, as shown in FIG. 3A, an example in which the guide rails 55 are integrally formed has been described. However, the configuration of the guide rails 55 is not limited to the above-described configuration. FIG. 3C shows another configuration example of the guide rail. In the example illustrated in FIG. 3C, some of the guide rails 62 among the plurality of guide rails can be divided into a plurality of portions 62a and 62b provided in the vertical direction. Specifically, in the boundary region of the guide rail 62, one portion 62a has a convex portion 65a that tapers downward from above, and the other portion 62b has a concave portion 65b that engages with the convex portion. Have.

このような変形例によれば、ガイドレール62を部分的に取外して、メンテナンス作業や交換作業を行うことができるため、当該作業を更に効率よく行うことができる。   According to such a modification, the guide rail 62 can be partly removed and maintenance work and replacement work can be performed, so that the work can be performed more efficiently.

上述した実施の形態では、具体的には言及されなかったが、図4に示すように、水平面に沿った断面において、ピストン19の各第2ローラ66の輪郭のうち当該第2ローラ66の回転軸から最も外方に離間した縁部66bとガイドレール55とが接触している。しかしながら、このような例に限定されない。水平面に沿った断面において、ピストン19の各第2ローラ66の輪郭のうち当該第2ローラ66の回転軸から最も外方に離間した縁部とガイドレール55との間に隙間が設けられていてもよい。このような形態によれば、ピストン19が上下方向に移動する際に、ガイドレール55の第1溝55aに挿入されるピストン19の第2ローラ66が、ガイドレール55から抵抗を必要以上に受けなくなり、ガイドレール55によって必要以上に拘束されることを抑制することができる。   Although not specifically mentioned in the above-described embodiment, as shown in FIG. 4, the rotation of the second roller 66 in the contour of each second roller 66 of the piston 19 in the cross section along the horizontal plane. The edge 66b farthest outward from the shaft is in contact with the guide rail 55. However, it is not limited to such an example. In the cross section along the horizontal plane, a gap is provided between the edge of the second roller 66 of the piston 19 that is farthest outward from the rotation axis of the second roller 66 and the guide rail 55. Also good. According to such a configuration, when the piston 19 moves in the vertical direction, the second roller 66 of the piston 19 inserted into the first groove 55a of the guide rail 55 receives resistance from the guide rail 55 more than necessary. It is possible to prevent the guide rail 55 from being restrained more than necessary.

なお、実施の形態は例示であり、発明の範囲はそれに限定されず、例えば図3Bと図3Cを組み合わせた変形例とすることもできる。   In addition, embodiment is an illustration and the range of invention is not limited to it, For example, it can also be set as the modification which combined FIG. 3B and FIG. 3C.

1… 原子炉圧力容器、 1a… 底部、 2… 冷却材、 3… 炉心、 4… 炉心シュラウド、 5… 制御棒、 6… 気水分離器、 7… ダウンカマ部、 8… 制御棒駆動装置(CRD)、 9… CRDハウジング、 9a… 下部フランジ、 10… 駆動部、 10a… 電動機、 11… 回転軸、 12… ドライブシャフト機構、 12a… ギヤカップリング機構、13… 駆動軸、 14… ピストン昇降機構、 14a… ボールねじ軸、 15… ボールナット、 15c… ナット側係合部、 16… 第1ローラ、 16a… 第1ピン、 17… ガイドチューブ、 18… 取付板、 19… ピストン、 19a… ピストンチューブ、 20… カップリング、 21… 電磁ブレーキ、 22… シンクロ位置検出器、 23… モータブラケット、 24… スプールピース、 24a… 取付フランジ、 25… スクラム挿入配管、 26… 注入口、 27… マグネット、 28… リードスイッチ、 29… 位置検出器、 30… 皿ばね機構、 31… シリンダー、 32… コイルばね、 33… ストップピストン、 34… マグネット、 35… マグネット、 36… マグネットホルダー、 37… コイルスプリング、 38… 分離検出器、 39… ガイドリボン、 40… 小ねじ、41… ピン、 42… バンド、 50… 制御棒駆動機構(CRD)、 53… ラッチ機構、53a… ラッチ部材、 53b… ラッチ側係止部、 53c… ラッチ側係合部、 54… ガイドリング、 54a… 第2溝、 55… ガイドレール、 55a… 第1溝、 56… 小ねじ、 57… 傾斜面、 58… ピン、 59… ばね、 60… リング側係止部、 61… ガイドリング、 62… ガイドレール、 66… 第2ローラ、 66a… 第2ピン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Reactor pressure vessel, 1a ... Bottom part, 2 ... Coolant, 3 ... Reactor core, 4 ... Core shroud, 5 ... Control rod, 6 ... Steam separator, 7 ... Downcomer part, 8 ... Control rod drive device (CRD) 9) CRD housing, 9a ... Lower flange, 10 ... Drive unit, 10a ... Electric motor, 11 ... Rotating shaft, 12 ... Drive shaft mechanism, 12a ... Gear coupling mechanism, 13 ... Drive shaft, 14 ... Piston lifting mechanism, 14a ... Ball screw shaft, 15 ... Ball nut, 15c ... Nut side engaging part, 16 ... First roller, 16a ... First pin, 17 ... Guide tube, 18 ... Mounting plate, 19 ... Piston, 19a ... Piston tube, 20 ... Coupling, 21 ... Electromagnetic brake, 22 ... Synchro position detector, 23 ... Motor Racket 24 ... Spool piece 24a ... Mounting flange 25 ... Scram insertion pipe 26 ... Inlet 27 ... Magnet 28 ... Reed switch 29 ... Position detector 30 ... Belleville spring mechanism 31 ... Cylinder 32 ... Coil spring, 33 ... Stop piston, 34 ... Magnet, 35 ... Magnet, 36 ... Magnet holder, 37 ... Coil spring, 38 ... Separation detector, 39 ... Guide ribbon, 40 ... Machine screw, 41 ... Pin, 42 ... Band, 50 ... Control rod drive mechanism (CRD), 53 ... Latch mechanism, 53a ... Latch member, 53b ... Latch side locking part, 53c ... Latch side engagement part, 54 ... Guide ring, 54a ... Second groove, 55 ... Guide Rail, 55a ... 1st groove, 56 ... Screw, 57 ... inclined surface 58 ... pin 59 ... spring, 60 ... ring side locking portion, 61 ... guide ring, 62 ... guide rail, 66 ... second roller, 66a ... second pin

Claims (5)

制御棒を駆動するためのピストンを昇降させるピストン昇降機構と、当該ピストン昇降機構を駆動する駆動部とを有し、前記制御棒を炉心内に挿入させまたは前記炉心から引抜くとともに、スクラム時に高圧水を注入して前記ピストンを押し上げて、前記制御棒を前記炉心内に挿入する制御棒駆動機構において、
前記ピストン昇降機構は、前記駆動部によって駆動されるボールねじ軸と、当該ボールねじ軸に係合し前記ピストンを昇降させるボールナットと、
前記ボールナットの周縁に取付けられた複数の第1ローラと、
上下方向に沿って延び、対応する第1ローラと係合してこの第1ローラを案内する複数のガイドレールとを有し、
各ガイドレールは、複数のガイドレールの周りを取り囲む複数のガイドリングにより保持され、
各ガイドリングは、前記ガイドレールに沿って上下方向に配置されていることを特徴とする制御棒駆動機構。
A piston elevating mechanism that elevates and lowers a piston for driving the control rod; and a drive unit that drives the piston elevating mechanism. The control rod is inserted into or extracted from the core, and a high pressure is applied during scram. In a control rod drive mechanism that injects water and pushes up the piston to insert the control rod into the core,
The piston lifting mechanism includes a ball screw shaft driven by the driving unit, a ball nut that engages with the ball screw shaft and lifts the piston,
A plurality of first rollers attached to the periphery of the ball nut;
A plurality of guide rails extending along the vertical direction and engaging with the corresponding first roller to guide the first roller;
Each guide rail is held by a plurality of guide rings surrounding the plurality of guide rails,
Each guide ring is arranged in the up-and-down direction along the guide rail, The control rod drive mechanism characterized by things.
前記ピストンは、複数の第2ローラを介して前記ガイドレールに沿って案内され、
前記ピストンの下部周縁に、前記ガイドリング側に向けて付勢されたラッチ部材が回動可能に取付けられており、
通常時に、前記ラッチ部材は、前記ボールナットにより係合されてガイドリング内に収まり、
スクラム時に、前記ピストンが前記ボールナットから離れて上昇した際、前記ラッチ部材が、前記ガイドリング側に向かって外側へ突出して前記ガイドリングの上端部に当接可能になっ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。
The piston is guided along the guide rail via a plurality of second rollers,
A latch member biased toward the guide ring side is rotatably attached to the lower peripheral edge of the piston,
During normal times, the latch member is engaged by the ball nut and fits within the guide ring,
When the piston is lifted away from the ball nut at the time of scram, the latch member protrudes outward toward the guide ring side and can come into contact with the upper end portion of the guide ring. The control rod drive mechanism according to claim 1.
水平断面において、前記ピストンの各第2ローラの輪郭のうち当該第2ローラの回転軸から最も外方に離間した縁部と前記ガイドレールとの間に隙間が設けられていることを特徴とする請求項2記載の制御棒駆動機構。   In the horizontal section, a gap is provided between the edge of the contour of each second roller of the piston that is farthest outward from the rotation axis of the second roller and the guide rail. The control rod drive mechanism according to claim 2. 前記ガイドリングは、円周方向に設けられた複数の部分に分割可能になっていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の制御棒駆動機構。   4. The control rod drive mechanism according to claim 1, wherein the guide ring can be divided into a plurality of portions provided in a circumferential direction. 5. 前記ガイドレールは、上下方向に設けられた複数の部分に分割可能になっていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の制御棒駆動機構。   5. The control rod drive mechanism according to claim 1, wherein the guide rail can be divided into a plurality of portions provided in a vertical direction.
JP2013152882A 2013-07-23 2013-07-23 Control rod drive mechanism Pending JP2015021945A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013152882A JP2015021945A (en) 2013-07-23 2013-07-23 Control rod drive mechanism

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013152882A JP2015021945A (en) 2013-07-23 2013-07-23 Control rod drive mechanism

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015021945A true JP2015021945A (en) 2015-02-02

Family

ID=52486499

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013152882A Pending JP2015021945A (en) 2013-07-23 2013-07-23 Control rod drive mechanism

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2015021945A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016151525A (en) * 2015-02-18 2016-08-22 株式会社東芝 Control rod drive mechanism

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016151525A (en) * 2015-02-18 2016-08-22 株式会社東芝 Control rod drive mechanism

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6023042B2 (en) Control rod drive mechanism and device for nuclear reactor
JP5886312B2 (en) Hydraulic control rod drive mechanism for reactor internals
JP5746158B2 (en) Control rod drive mechanism for nuclear reactors
JP6334562B2 (en) Reactor having instrumentation cable through flange and fuel refueling method thereof
US10468143B2 (en) In-vessel control rod drive mechanism and nuclear reactor with the same
EP2682946A1 (en) Guide device for neutron flux detector
WO2014115812A1 (en) Water jet peening device and method for executing water jet peening
US10020080B2 (en) Nuclear reactor nozzle repair method
US10242759B2 (en) Control rod drive mechanism
US4019954A (en) Safety device for a nuclear reactor and especially a fast reactor
JP2015021945A (en) Control rod drive mechanism
KR102367661B1 (en) Method for in-core instrumentation withdrawal from the core of a pressurized water reactor
EP2949420A1 (en) Water jet peening device
CN106941014B (en) Passive triggering safety device for nuclear reactor equipped with damper
JP2010066215A (en) Control rod drive mechanism
US9355748B2 (en) Rotary actuator
CN109478432B (en) Nuclear reactor with shut-down lever with intervention by means of a float
JP6498958B2 (en) Control rod drive mechanism
US20230132308A1 (en) An assembly for controlling disengagement between a control cluster and a drive rod of a device for controlling the reactivity of a nuclear reactor
KR102152186B1 (en) Hydraulic nuclear reactor control rod drive and nuclear reactor using the same
JPH1123766A (en) Control rod drive mechanism
JP2018066594A (en) Control rod drive mechanism position instruction device
JP2015114171A (en) Control rod drive mechanism
Rajan Babu et al. Design and Qualification of Control and Safety Rod and Its Drive Mechanism of Fast Breeder Reactor
JP2013061294A (en) Apparatus support jig, and device and method for mounting apparatus support jig