JP2015197413A - 制御棒位置検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡便な構成で圧力容器下部スペースから据え付け、取り外し作業が可能であり、圧力容器の耐震裕度の向上に寄与する制御棒位置検出装置を提供する。
【解決手段】沸騰水型原子力発電所において制御棒位置検出プローブ案内管に収納され、制御棒６の位置を検出する制御棒位置検出プローブを有する制御棒位置検出装置であって、制御棒位置検出プローブは、制御棒と連動するマグネットが近接すると導通状態となる少なくとも一つのリードスイッチと、リードスイッチを支持するリードスイッチ支持部材と、リードスイッチ支持部材を収納する制御棒位置検出プローブ管とを有し、制御棒位置検出プローブ管が、少なくとも２つに分割された構造を備え、リードスイッチに接続された信号線が、少なくとも２つに分割された制御棒位置検出プローブ管の間でコネクタにより接続されることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、制御棒位置検出装置に関する。

沸騰水型原子炉（以下、ＢＷＲと称する）の下部には、長尺物である制御棒駆動機構本体及び制御棒位置検出プローブ等が設けられており、これらは原子炉圧力容器の下部スペースで据え付け、取り外し作業が行われる。

ところで近年、耐震裕度のより一層の向上等の観点から、原子炉圧力容器を、原子炉建屋のより下部に設置する沸騰水型原子炉が検討されている。このような原子炉では、原子炉圧力容器の下部スペースの制約により、原子炉圧力容器の下方からの制御棒駆動機構の据え付け及び取り外し作業を行うことはできなかった。同様に、長尺物である制御棒位置検出プローブも、原子炉圧力容器の下方からの据え付け及び取り外し作業を行うことができなかった。

特開２０００−２１４２８８号公報

上述したように、原子炉圧力容器を原子炉建屋の上部に設置した場合は、制御棒位置検出プローブを圧力容器下部からの据え付け、取り外し作業を行うことが可能であった。しかし、特許文献１に記載されたように、原子炉圧力容器を原子炉建屋の下部に設置し、制御棒駆動機構を圧力容器上部から据え付け、取り外しを行うようにした場合は、下部スペースが制約されて、制御棒駆動機構と同様の長尺物である制御棒位置検出装置の据え付け、取り外し作業を圧力容器下部から行うことはできなかった。

本発明は上記事情に鑑み、従来と同等の機能を維持する制御棒位置検出装置を、簡便な構成により、圧力容器の限られた下部スペースにおいても据え付け、取り外し作業を可能とし、圧力容器の耐震裕度の向上に寄与し得る制御棒位置検出装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施の形態による制御棒位置検出装置は、
沸騰水型原子力発電所において制御棒位置検出プローブ案内管に収納され、制御棒の位置を検出する制御棒位置検出プローブを有する制御棒位置検出装置であって、
前記制御棒位置検出プローブは、
前記制御棒と連動するマグネットが近接すると導通状態となる少なくとも一つのリードスイッチと、
前記リードスイッチを支持するリードスイッチ支持部材と、
前記リードスイッチ支持部材を収納する制御棒位置検出プローブ管とを有し、
前記制御棒位置検出プローブ管が、少なくとも２つに分割された構造を備えることを特徴とする。

また、本発明の一実施の形態による制御棒位置検出装置は、
沸騰水型原子力発電所において制御棒位置検出プローブ案内管に収納され、制御棒の位置を検出する制御棒位置検出プローブを備えた制御棒位置検出装置であって、
前記制御棒位置検出プローブは、
前記制御棒と連動するマグネットが近接すると導通状態となる少なくとも一つのリードスイッチと、
前記リードスイッチを支持するリードスイッチ支持部材と、
前記リードスイッチ支持部材を収納する制御棒位置検出プローブ管とを有し、
前記制御棒位置検出プローブ管が、変形可能なフレキシブルチューブ構造を有することを特徴とする。

本発明の制御棒位置検出装置によれば、従来と同等の機能を維持する制御棒位置検出装置を、簡便な構成により、作業に必要なスペースを従来よりも小さくすることが可能である。

本発明の実施形態におけるＢＷＲの構成を示す縦断面図である。 同ＢＷＲにおける電動駆動式ＣＲＤにおいて、スクラム時における制御棒の位置検出を行う制御棒位置検出プローブが制御棒位置検出プローブ管に収納された状態を示す縦断面図である。 同ＢＷＲにおける制御棒位置検出プローブの構成を示す縦断面図及び横断面図である。 同ＢＷＲにおける参考例による制御棒位置検出プローブの外観形状を示す平面図である。 同制御棒位置検出プローブにおけるリードスイッチの構成を示す縦断面図及び横断面図である。 同制御棒位置検出プローブをモータブラケット等に固定した状態を示す縦断面図及び横断面図である。 本発明の実施の形態１による制御棒位置検出装置における制御棒位置検出プローブ管の結合部付近の構造を示す縦断面図、横断面図及び斜視図である。 同実施の形態１による制御棒位置検出装置を組み込んだ電動駆動式ＣＲＤの構成を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態２による制御棒位置検出装置における制御棒位置検出プローブ管の結合部付近の構造を示す縦断面図、横断面図及び斜視図である。 本発明の実施の形態３による制御棒位置検出装置における制御棒位置検出プローブ管の結合部付近の構造を示す縦断面図、横断面図及び部分拡大図である。 本発明の実施の形態４による制御棒位置検出装置における制御棒位置検出プローブ管の結合部付近の構造を示す縦断面図及び横断面図である。 本発明の実施の形態５による制御棒位置検出装置における制御棒位置検出プローブ管の結合部付近の構造を示す縦断面図及び横断面図である。 本発明の実施の形態６による制御棒位置検出装置における制御棒位置検出プローブ管の結合部付近の構造を示す縦断面図及び横断面図である。 本発明の実施の形態７による制御棒位置検出装置における制御棒位置検出プローブ管の結合部付近の構造を示す縦断面図及び横断面図である。 本発明の実施の形態８による制御棒位置検出装置の制御棒位置検出プローブ管の外観形状を示す縦断面図である。

図１に、本発明の実施形態におけるＢＷＲの縦断面の構成を示す。

原子炉圧力容器（以下、ＲＰＶと称する）１内において、その下部には減速材を兼ねる冷却水２が収容され、さらにその上部には炉心３が配置されて炉心シュラウド４により囲まれている。炉心３には多数の燃料集合体５が装荷され、４体１組の燃料集合体間に制御棒６が出し入れ自在に収容されている。

このようなＲＰＶ１内において、冷却水２は炉心３内を上方に向かって流れる。その間に、炉心３から核分裂連鎖反応により発生した熱が冷却水２に伝達され、冷却水２が加熱される。加熱された冷却水２は、水と蒸気の気液二相流となって炉心３の上方へ移動し、炉心３から気水分離器７に案内される。

気液二相の冷却水２は、気水分離器７で水と蒸気とに分離される。分離された蒸気は、図示されていない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。蒸気タービン系で仕事をした蒸気は、図示されていない復水器で凝縮され復水となった後、原子炉復水系及び給水系を経てＲＰＶ１に給水として再び戻される。

一方、気水分離器７で分離された水は、ダウンカマ部８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の下部に案内され、再び炉心３に導かれる。

また、ＲＰＶ１の炉心３には、原子炉の起動・停止や炉出力調整のため、制御棒６が制御棒駆動機構（以下、ＣＲＤと称する）９により出し入れされる。ＣＲＤ９は、ＲＰＶ１のＲＰＶ下部１ａを貫通して延びるＣＲＤハウジング１０内に収容される構造物（アセンブリ）であり、ＣＲＤハウジング１０のＣＲＤハウジング下部フランジ１０ａにボルト結合により固定される。

図２に、電動駆動式のＣＲＤ９の構成を示す。ＣＲＤ９の下部には、電動機１１が取り付けられている。電動機１１からの回転力は、減速機構１２、位置検出装置１３を介して回転軸１４へ伝達される。

回転軸１４は、マグネットカップリングアウタ側１５と接続されており、回転軸１４が回転することによりマグネットカップリングインナ側１６が回転して駆動軸１７に連結される。駆動軸１７は、ボールねじ軸１８に回転一体に連結されており、このボールねじ軸１８にはボールナット１９が螺合している。

ボールナット１９には、対をなすローラ２０がガイドチューブ２１の内周面に形成された軸方向の図示されていない取付け板を挟持するように設置されている。ボールナット１９の上方にはピストン２２が設置され、このピストン２２は中空状のピストンチューブ２２ａの上端に設置されたカップリング２３を介して制御棒６に連結される。

そして、電動機１１の駆動により、回転軸１４及び駆動軸１７を介してボールねじ軸１８が回転し、このボールねじ軸１８の回転によりボールナット１９が上下動する。その際に、ボールナット１９は取付け板によって回転が規制された状態で上下動する。このボールナット１９の上下動により、ピストン２２を介して制御棒６が上下動する。この制御棒６の上下動により、炉心３への挿入・引抜量が調整されて炉出力が制御される。

ＢＷＲに緊急事態が発生して原子炉を緊急停止（以下、スクラムと称する）させる場合、ＣＲＤハウジング１０のＣＲＤハウジング下部フランジ１０ａに接続されたスクラム挿入配管２５からスクラム水入口サポート（注水口）２６を介してピストン２２の下面側に高圧駆動水が供給される。この高圧駆動水の供給により、ボールナット１９上に設置されているピストン２２が上方に押し上げられ、制御棒６が炉心３内に高速で挿入されることにより、スクラムが達成される。

この場合の制御棒６の位置検出は、ＣＲＤハウジング１０の長手方向に沿って取り付けられている制御棒位置検出プローブ２２７により行われる。制御棒位置検出プローブ２２７は、ＣＲＤハウジング下部フランジ１０ａに取り付けられた制御棒位置検出プローブ案内管２８内に収納されている。また、制御棒位置検出プローブ２２７は、その下端がフランジ形状のモータブラケット３１に固定される。

スクラム時における制御棒６の位置検出を行う構成として、マグネットとリードスイッチとの組合せについて、図３（ａ）に縦断面を示し、図３（ｂ）に図３（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿う横断面を示す。図３（ａ）は、図３（ｂ）におけるＢ−Ｂ線に沿う縦断面図に相当する。

スクラム時の制御棒６の位置検出は、制御棒６とバイオネットカップリングにより結合されているピストン２２の下端に取り付けられているマグネット２９の上下の動きを、ＣＲＤハウジング１０の外部に設けられている制御棒位置検出プローブ２２７内に配列されているリードスイッチ３０の動作にて検出する。リードスイッチ３０は、マグネット２９が近接すると接点が導通状態となり、マグネット２９との距離が増加すると接点が非導通状態となる。

マグネット２９とリードスイッチ３０による位置検出は、マグネット２９の磁力やリードスイッチ３０の感度及び使用する環境、例えば遮蔽物の存在等により、相互間の距離や配置が決定される。リードスイッチ３０は、筒状の制御棒位置検出プローブ２２７内における所定の箇所に固定されている。

図４に、参考例としての制御棒位置検出プローブ２２７の外観形状を示す。制御棒位置検出プローブ２２７は、例えば長さ約３(m)、直径約１６(mm)の寸法を有する。

このような制御棒位置検出プローブ２２７においてリードスイッチ３０を収納している箇所の部分拡大図を図５（ａ）に示し、図５（ｂ）に図５（ａ）のＡ−Ａ線に沿う横断面を示す。図５（ａ）は、図５（ｂ）におけるＢ−Ｂ線に沿う縦断面図に相当する。

図５（ｂ）に示されたように、制御棒位置検出プローブ２２７の内部には、横断面がＨ形状のリードスイッチ支持部材３２、リードスイッチ支持部材３２の隙間３２ａに複数個のリードスイッチ３０、及びリードスイッチホルダ３３が所定箇所に組み込まれている。ここでは、リードスイッチ３０は図４に示されたように、（Ａ）〜（Ｈ）から成る計８個設けられている。これらのリードスイッチ３０には、両端に信号線３４がそれぞれ接続されている。

制御棒位置検出プローブ２２７の下部には、図２を用いて説明したモータブラケット３１に対し、制御棒位置検出プローブ２２７を固定するためのピン３５が両端に設けられている。制御棒位置検出プローブ２２７の下端には、各々のリードスイッチ３０に接続された信号線３４が収納されたケーブル３６が設けられ、その先端にコネクタ３７が接続されており、リードスイッチ３０の接点信号（導通又は非導通）を、図示されていない計測器に伝える構成となっている。

図６（ａ）に、制御棒位置検出プローブ２２７を、フランジの形状をしたモータブラケット３１へ固定した状態を縦断面図として示し、図６（ｂ）に図６（ａ）のＡ−Ａ線に沿う横断面を示す。図６（ａ）は、図６（ｂ）におけるＢ−Ｂ線に沿う縦断面図に相当する。

制御棒位置検出プローブ２２７を組み込む手順として、先ず、制御棒位置検出プローブ２２７の先端をモータブラケット３１の開口部３８に差し込む。さらに、制御棒位置検出プローブ２２７の先端を、スプールピース４０、ＣＲＤ本体フランジ９０ａ、ＣＲＤハウジング１０のＣＲＤハウジング下部フランジ１０ａの貫通部を通過させ、ＣＲＤハウジング１０の長手方向に沿わせた状態で取り付けられる。

制御棒位置検出プローブ２２７の先端を、制御棒位置検出プローブ案内管２８内に挿入した後、制御棒位置検出プローブ２２７の下部に取り付けられているピン３５がモータブラケット３１の上面より上方の位置に達した時点で、制御棒位置検出プローブ２２７を９０度回転させ、モータブラケット３１に固定する。

しかし、このような参考例による制御棒位置検出プローブ２２７は長尺物である。このため、上述したように圧力容器の限られた下部スペースにおいて、制御棒位置検出装置の据え付け、取り外し作業を行うことはできなかった。

以下、本発明の実施の形態による制御棒位置検出装置について、図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１による制御棒位置検出装置について、その構成を示す図７を用いて説明する。図７（ａ）に縦断面構造を示し、図７（ｂ）に図７（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿う横断面を示す。図７（ａ）は、図７（ｂ）におけるＢ−Ｂ線に沿う縦断面図に相当する。さらに、図７（ｃ）に後述する制御棒位置検出プローブ管の結合部付近の構成を拡大した斜視図を示す。

本実施の形態１による制御棒位置検出装置は、制御棒位置検出プローブ２７における制御棒位置検出プローブ管１２７が、上下に二分割された制御棒位置検出プローブ上端部２７ａと、制御棒位置検出プローブ下端部２７ｂとを有する。

それぞれの結合部において、制御棒位置検出プローブ上端部２７ａには円環状の外壁に凸部２７ａ１が４箇所放射状に設けられ、制御棒位置検出プローブ下端部２７ｂには円環状の内壁に凸部２７ｂ１が４箇所放射状に設けられている。これにより、制御棒位置検出プローブ上端部２７ａの先端部を、制御棒位置検出プローブ下端部２７ｂの先端部内に挿入した後回転させ、それぞれの凸部２７ａ１、２７ｂ１が嵌合するようにバイオネットカップリングを行う。

この二分割された制御棒位置検出プローブ上端部２７ａ、下端部２７ｂを相互に結合し組み立てる際は、図８に示されたように、制御棒位置検出プローブ上端部２７ａの先端を、モータブラケット３１の開口部、スプールピース４０、ＣＲＤ本体フランジ９０ａ、ＣＲＤハウジング下部フランジ１０ａを順次通過させた後、制御棒位置検出プローブ下端部２７ｂと結合する。

制御棒位置検出プローブ上端部２７ａと下端部２７ｂとの結合部の構造は、上述したようにバイオネットカップリングとなっている。そこで、制御棒位置検出プローブ上端部２７ａの先端部に制御棒位置検出プローブ下端部２７ｂの先端部を挿入し、中心軸に対し４５度回転させることにより結合する。その後、図７（ａ）、（ｂ）に示されたように、止めネジ５１を少なくとも１箇所取り付けて、制御棒位置検出プローブ上端部２７ａと下端部２７ｂとの相互間の回転を阻止する。

以上の作業を分割した数だけ行って全ての制御棒位置検出プローブ管１２７を結合した後、図８に示されたように、制御棒位置検出プローブ下端部２７ｂの下部に取り付けられているピン３５によりモータブラケット３１に固定する。より詳細には、制御棒位置検出プローブ下端部２７ｂの下部に取り付けられているピン３５がモータブラケット３１の上面より上方に達した時点で、制御棒位置検出プローブ下端部２７ｂを９０度回転させる。結合した制御棒位置検出プローブ上端部２７ａ及び下端部２７ｂの結合を解除して取り外す場合は、上述した結合と逆の手順で行う。

本発明の実施の形態１による制御棒位置検出装置によれば、制御棒位置検出プローブにおける制御棒位置検出プローブ管を簡便な構成により二分割することで、圧力容器の限られた下部スペースにおいても据え付け、取り外し作業が可能であり、圧力容器の耐震裕度の向上に寄与することができる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２による制御棒位置検出装置について、その構成を示す図９を用いて説明する。図９（ａ）に縦断面構造を示し、図９（ｂ）に図９（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿う横断面を示す。図９（ａ）は、図９（ｂ）におけるＢ−Ｂ線に沿う縦断面図に相当する。さらに、図９（ｃ）に制御棒位置検出プローブ管の結合部付近の構成を拡大した斜視図を示す。上記実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

本実施の形態２による制御棒位置検出装置は、上下に二分割された制御棒位置検出プローブ上端部２７ａと、制御棒位置検出プローブ下端部２７ｂとが、それぞれの結合部において、図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にそれぞれ示された構造を有する。

それぞれの結合部において、制御棒位置検出プローブ上端部２７ａの端面にはテーパが付いた凸部２７ａ２が設けられている。制御棒位置検出プローブ下端部２７ｂには、凸部２７ａ２と嵌合するように、端面にテーパが付いた凹部２７ｂ２が設けられている。これにより、制御棒位置検出プローブ上端部２７ａのテーパが付いた凸部２７ａ２を、制御棒位置検出プローブ下端部２７ｂのテーパが付いた凹部２７ｂ２内に挿入する。止めネジ５３で相互間を固定し、回転を阻止する。

この二分割された制御棒位置検出プローブ上端部２７ａ、下端部２７ｂを相互に組み立てて圧力容器に取り付ける作業、並びに結合した制御棒位置検出プローブ上端部２７ａ及び下端部２７ｂの結合を解除して取り外す作業は、上記実施の形態１におけるものと同様であり、説明を省略する。

本発明の実施の形態２によれば、制御棒位置検出プローブの制御棒位置検出プローブ管を簡便な構成により二分割することで、圧力容器の限られた下部スペースにおいても据え付け、取り外し作業が可能であり、圧力容器の耐震裕度の向上を実現することができる。

さらに本実施の形態２によれば、制御棒位置検出プローブ上端部２７ａと制御棒位置検出プローブ下端部２７ｂとの結合部において、それぞれ端面にテーパが付いた凸部２７ａ２、凹部２７ｂ２が設けられていることにより、結合作業が容易となる。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３による制御棒位置検出装置について、その構成を示す図１０を用いて説明する。図１０（ａ）に縦断面構造を示し、図１０（ｂ）に図１０（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿う横断面を示す。図１０（ａ）は、図１０（ｂ）におけるＢ−Ｂ線に沿う縦断面図に相当する。上記実施の形態１、２と同一の構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

本実施の形態３による制御棒位置検出装置は、上下に二分割された制御棒位置検出プローブ上端部２７ａと、制御棒位置検出プローブ下端部２７ｂとが、それぞれの結合部において、図１０（ａ）、（ｂ）に示された構造を有する。

本実施の形態３では、制御棒位置検出プローブ下端部２７ｂの側面に、図１０（ａ）に示されたように、外部筒５４が取り付けられている。外部筒５４は、点線１００で囲まれた部分を拡大した図１０（ｃ）に示されたように、円筒状の外部筒部材５４ａと、外部筒部材５４ａの一方の端面にネジ５４ｂ１により取り付けられる円環状の外部筒部材５４ｂとを有する。円環形状の外部筒部材５４ｂは、その内径が外部筒部材５４ａの内径より小さく形成され、図１０（ｃ）に示されたように内側に凸部が存在する。この外部筒部材５４ｂの凸部が、制御棒位置検出プローブ下端部２７ｂの外周面に凹状に形成された外部筒摺動部５６内に嵌合する。これにより、外部筒部材５４ｂが制御棒位置検出プローブ下端部２７ｂから離脱することなく外周面上を長手方向に沿って摺動可能となる。

一方、制御棒位置検出プローブ上端部２７ａの結合部付近の外周面には、ネジ部２７ａ３が形成されている。また、外部筒５４の内周面には、ネジ部５４ａ１が形成されている。

制御棒位置検出プローブ上端部２７ａと制御棒位置検出プローブ下端部２７ｂとを結合する際は、両者の端面を接触した状態で、制御棒位置検出プローブ下端部２７ｂに取り付けられている外部筒５４を回転させながら制御棒位置検出プローブ上端部２７ａとネジ止めで相互間を固定し回転を阻止する。

この二分割された制御棒位置検出プローブ上端部２７ａ、下端部２７ｂを相互に組み立てて圧力容器に取り付ける作業、並びに結合した制御棒位置検出プローブ上端部２７ａ及び下端部２７ｂの結合を解除して取り外す作業は、上記実施の形態１におけるものと同様であり、説明を省略する。

本発明の実施の形態３によれば、制御棒位置検出プローブの制御棒位置検出プローブ管を簡便な構成により二分割することで、圧力容器の限られた下部スペースにおいても据え付け、取り外し作業が可能であり、圧力容器の耐震裕度の向上を実現することができる。

さらに本実施の形態３によれば、制御棒位置検出プローブ上端部２７ａと制御棒位置検出プローブ下端部２７ｂとを結合する際に、予め制御棒位置検出プローブ下端部２７ｂに摺動可能に取り付けられた外部筒５４により相互間をネジ止めする。これにより、ネジ部材の離脱がなく作業性に優れている。

（実施の形態４）
本発明の実施の形態４による制御棒位置検出装置について、その構成を示す図１１を用いて説明する。図１１（ａ）に縦断面構造を示し、図１１（ｂ）に図１１（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿う横断面を示す。図１１（ａ）は、図１１（ｂ）におけるＢ−Ｂ線に沿う縦断面図に相当する。尚、上記実施の形態１〜３と同一の構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

本実施の形態４は、上記実施の形態３の構成において、制御棒位置検出プローブ上端部２７ａの結合部の端面にテーパが付いた凸部２７ａ４が形成され、このテーパが付いた凸部２７ａ４と凹凸が嵌合するように、制御棒位置検出プローブ下端部２７ｂの結合部の端面にテーパが付いた凹部２７ｂ４が形成された点に特徴がある。他の構成は、上記実施の形態３と同等であり説明を省略する。

また、制御棒位置検出プローブ上端部２７ａ、下端部２７ｂを相互に組み立てて圧力容器に取り付ける作業、並びに結合した制御棒位置検出プローブ上端部２７ａ及び下端部２７ｂの結合を解除して取り外す作業は、上記実施の形態１におけるものと同様であり、説明を省略する。

本発明の実施の形態４によれば、制御棒位置検出プローブの制御棒位置検出プローブ管を簡便な構成により二分割することで、圧力容器の限られた下部スペースにおいても据え付け、取り外し作業が可能であり、圧力容器の耐震裕度の向上を実現することができる。

また本実施の形態４によれば、上記実施の形態３と同様に、制御棒位置検出プローブ上端部２７ａと制御棒位置検出プローブ下端部２７ｂとを結合する際に、予め制御棒位置検出プローブ下端部２７ｂに摺動可能に取り付けられた外部筒５４により相互間をネジ止めする。これにより、ネジ部材の離脱がなく作業性に優れている。

さらに本実施の形態４によれば、制御棒位置検出プローブ上端部２７ａと下端部２７ｂとの結合部に、それぞれ端面にテーパが付いた凸部２７ａ４、凹部２７ｂ４が形成されたことにより結合作業が容易となる。

（実施の形態５）
本発明の実施の形態５による制御棒位置検出装置について、その構成を示す図１２を用いて説明する。図１２（ａ）に縦断面構造を示し、図１２（ｂ）に図１２（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿う横断面を示す。図１２（ａ）は、図１２（ｂ）におけるＢ−Ｂ線に沿う縦断面図に相当する。上記実施の形態１〜４と同一の構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

本実施の形態５は、上記実施の形態３の構成において、制御棒位置検出プローブ下端部２７ｂの結合部端面にガイドピン５８ｂが少なくとも二箇所設けられており、このガイドピン５８ｂと凹凸が嵌合するように、制御棒位置検出プローブ上端部２７ａの結合部端面に凹部５８ａが形成された点に特徴がある。他の構成は、上記実施の形態３と同等であり説明を省略する。

制御棒位置検出プローブ上端部２７ａ、下端部２７ｂを相互に組み立てて圧力容器に取り付ける作業、並びに結合した制御棒位置検出プローブ上端部２７ａ及び下端部２７ｂの結合を解除して取り外す作業は、上記実施の形態１におけるものと同様であり、説明を省略する。

本発明の実施の形態５によれば、制御棒位置検出プローブの制御棒位置検出プローブ管を簡便な構成により二分割することで、圧力容器の限られた下部スペースにおいても据え付け、取り外し作業が可能であり、圧力容器の耐震裕度の向上を実現することができる。

また本実施の形態５によれば、上記実施の形態３と同様に、制御棒位置検出プローブ上端部２７ａと制御棒位置検出プローブ下端部２７ｂとを結合する際に、予め制御棒位置検出プローブ下端部２７ｂに摺動可能に取り付けられた外部筒５４により相互間をネジ止めする。これにより、ネジ部材の離脱がなく作業性に優れている。

さらに本実施の形態５によれば、制御棒位置検出プローブ上端部２７ａと下端部２７ｂとの結合部にガイドピン５８ｂと凹部５８ａとを設けたことにより、結合作業が容易となる。

（実施の形態６）
本発明の実施の形態６による制御棒位置検出装置について、その構成を示す図１３を用いて説明する。図１３（ａ）に縦断面構造を示し、図１３（ｂ）に図１３（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿う横断面を示す。図１３（ａ）は、図１３（ｂ）におけるＢ−Ｂ線に沿う縦断面図に相当する。上記実施の形態１〜５と同一の構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

本実施の形態６は、上記実施の形態３の構成において、制御棒位置検出プローブ上端部２７ａと制御棒位置検出プローブ下端部２７ｂとの結合部端面にオーリング５９が組み込まれており、このオーリング５９と隙間無く嵌合するように、制御棒位置検出プローブ上端部２７ａと制御棒位置検出プローブ下端部２７ｂのそれぞれの結合部端面に凹部が形成されている。他の構成は、上記実施の形態３と同等であり説明を省略する。

制御棒位置検出プローブ上端部２７ａ、下端部２７ｂを相互に組み立てて圧力容器に取り付ける作業、並びに結合した制御棒位置検出プローブ上端部２７ａ及び下端部２７ｂの結合を解除して取り外す作業は、上記実施の形態１におけるものと同様であり、説明を省略する。

本発明の実施の形態６によれば、制御棒位置検出プローブの制御棒位置検出プローブ管を簡便な構成により二分割することで、圧力容器の限られた下部スペースにおいても据え付け、取り外し作業が可能であり、圧力容器の耐震裕度の向上を実現することができる。

また本実施の形態５によれば、上記実施の形態３と同様に、制御棒位置検出プローブ上端部２７ａと制御棒位置検出プローブ下端部２７ｂとを結合する際に、予め制御棒位置検出プローブ下端部２７ｂに摺動可能に取り付けられた外部筒５４により相互間をネジ止めする。これにより、ネジ部材の離脱がなく作業性に優れている。

さらに、制御棒位置検出プローブ上端部２７ａと下端部２７ｂとの結合部分にオーリング５９が設けられていることにより気密性が高まる。制御棒位置検出プローブ上端部２７ａ、下端部２７ｂ内にはリードスイッチ、信号線等の電気部品が内蔵される。よって、機密性が高まることでこれらの電気部品の腐食が防止されるので、品質の向上に寄与することができる。

（実施の形態７）
本発明の実施の形態７による制御棒位置検出装置について、その構成を示す図１４を用いて説明する。図１４（ａ）に縦断面構造を示し、図１４（ｂ）に図１４（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿う横断面を示す。図１４（ａ）は、図１４（ｂ）におけるＢ−Ｂ線に沿う縦断面図に相当する。上記実施の形態１〜６と同一の構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

本実施の形態７では、制御棒位置検出プローブ上端部２７ａと制御棒位置検出プローブ下端部２７ｂとの結合部において、それぞれ半円状の結合ピン支持部２７ａ５、２７ｂ５が対向するように２箇所ずつ設けられている。制御棒位置検出プローブ上端部２７ａの２箇所の結合ピン支持部２７ａ５と、制御棒位置検出プローブ下端部２７ｂの２箇所の結合ピン支持部２７ｂ５とは、結合ピン６０により結合されている。これにより、結合ピン６０を支点として制御棒位置検出プローブ上端部２７ａと制御棒位置検出プローブ下端部２７ｂとが、相互に直線状に連結された状態から、矢印Ｒで示されるように相対的に一方向あるいはこれと逆方向に約９０度をなすまで回動することができる。

この結合ピン６０を支点として回動可能な制御棒位置検出プローブ上端部２７ａ及び下端部２７ｂを据え付ける作業は、以下のようである。

制御棒位置検出プローブ上端部２７ａの先端を、モータブラケット３１の開口部、スプールピース４０、ＣＲＤ本体フランジ９０ａ、ＣＲＤハウジング下部フランジ１０ａを順次通過させた後、制御棒位置検出プローブ下端部２７ｂの角度を調整しながら組み込んでいく。制御棒位置検出プローブ上端部２７ａ及び下端部２７ｂが制御棒位置検出プローブ案内管２８に収納されていくに従い、結合部の角度が修正されていく。

制御棒位置検出プローブ下端部２７ｂの下部に取り付けられているピン３５によりモータブラケット３１に固定する。より詳細には、制御棒位置検出プローブ下端部２７ｂの下部に取り付けられているピン３５がモータブラケット３１の上面より上方に達した時点で、制御棒位置検出プローブ下端部２７ｂを９０度回動させる。結合した制御棒位置検出プローブ上端部２７ａ及び下端部２７ｂの結合を解除して取り外す場合は、上述した結合と逆の手順で行う。

本発明の実施の形態７による制御棒位置検出装置によれば、制御棒位置検出プローブの制御棒位置検出プローブ管を簡便な構成により二分割した結合部を支点として回動可能としたことにより、圧力容器の限られた下部スペースにおいても据え付け、取り外し作業が可能であり、圧力容器の耐震裕度の向上に寄与することができる。

さらに本実施の形態７によれば、二分割した制御棒位置検出プローブ上端部と下端部とが分離することなく結合ピンにより結合された状態にあり、またネジ等による固定作業を必要としないため、据え付け作業及び取り外し作業が極めて容易である。

（実施の形態８）
本発明の実施の形態８による制御棒位置検出装置について、その構成を示す図１５を用いて説明する。図１５に、本実施の形態８による制御棒位置検出装置が有する制御棒位置検出プローブ６１並びにこの制御棒位置検出プローブ６１を収納するＣＲＤハウジング１０等の縦断面構造を示す。上記実施の形態１〜７と同一の構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

本実施の形態８による制御棒位置検出プローブ６１は、制御棒位置検出プローブ管６１ａ、制御棒位置検出プローブ管６１ａの内部に収納されたケーブル３６、端部に固定されたコネクタ３７、固定用のピン３５を有する。そして制御棒位置検出プローブ管６１ａが、フレキシブルチューブ、フレキシブルホース等の名称で用いられている自在に変形可能な管で構成されている。

このような自在に変形可能な本実施の形態８による制御棒位置検出プローブ６１を据え付る作業は、以下のようである。

制御棒位置検出プローブ６１の先端を、モータブラケット３１の開口部、スプールピース４０、ＣＲＤ本体フランジ９０ａ、ＣＲＤハウジング下部フランジ１０ａを順次通過させる。このときに、制御棒位置検出プローブ６１の曲げを適宜調整しながら組み込んでいく。制御棒位置検出プローブ６１が制御棒位置検出プローブ案内管２８に収納されていくに従い、制御棒位置検出プローブ６１の曲げが修正されていく。

このような制御棒位置検出プローブ６１の曲げを調整しながら組み込む作業を行っていき、制御棒位置検出プローブ６１の下部に取り付けられているピン３５によりモータブラケット３１に固定する。結合した制御棒位置検出プローブ６１を制御棒位置検出プローブ案内管２８から取り外す場合は、上述した結合と逆の手順で行う。

本発明の実施の形態８による制御棒位置検出装置によれば、制御棒位置検出プローブに自在に変形可能な管を用いたことにより、圧力容器の限られた下部スペースにおいても据え付け、取り外し作業が可能であり、圧力容器の耐震裕度の向上に寄与することができる。

さらに本実施の形態８によれば、制御棒位置検出プローブが上端部、下端部に分離することなく一体に形成されており、またネジ等を用いた固定作業を必要としないため、据え付け作業及び取り外し作業が極めて容易である。

以上説明したように、本発明の実施の形態１〜８によれば、制御棒位置検出プローブを分割構造とし、又は分割した部材を回転可能に支持した構造とし、あるいはまた自在に変形可能な管を用いた構造とすることにより、簡便な構造で制御棒の位置検出機能を維持しつつ、限られたスペースにおける据え付け、取り外し作業が可能となり、耐震性の向上に寄与することができる。

なお、上記実施の形態１〜６において、制御棒位置検出プローブ１２７が制御棒位置検出プローブ上端部２７ａと制御棒位置検出プローブ上端部２７ｂとに分割され、あるいは実施の形態７において、制御棒位置検出プローブ上端部２７ａと制御棒位置検出プローブ上端部２７ｂとが分割されて結合ピン６０を支点として回動し、あるいはまた実施の形態８において制御棒位置検出プローブ６１がフレキシブルチューブ等の変形可能な管で構成されている。

制御棒位置検出プローブ１２７が制御棒位置検出プローブ上端部２７ａと制御棒位置検出プローブ上端部２７ｂとに分割されている場合、制御棒位置検出プローブ１２７、６１の内部に収納されるリードスイッチガイド部材は、例えば図５（ｂ）に示されたリードスイッチガイド部材３２と同様に断面形状を有し、制御棒位置検出プローブ１２７、６１の内部に接着等により固定され一体として扱われる。そして、内部のリードスイッチガイド部材も分割され、リードスイッチに接続された信号線は分割部分でコネクタにより接続される。

一方、制御棒位置検出プローブ６１がフレキシブルチューブ等の変形可能な管で構成されている場合、内部のリードスイッチガイド部材も同様に曲げが可能なフレキシブルな材料で形成される。

本発明の幾つかの実施の形態について説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものであり、発明の技術的範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態やその変形は、発明の技術的範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、上記実施の形態１〜７では制御棒位置検出プローブを上端部と下端部とから成る二分割構成としている。しかし二分割には限定されず、制御棒位置検出プローブを三分割以上で構成してもよい。

１ 原子炉圧力容器
６ 制御棒
９ 制御棒駆動機構（ＣＲＤ）
１０ 制御棒駆動機構（ＣＲＤ）ハウジング
１０ａ 制御棒駆動機構（ＣＲＤ）ハウジング下部フランジ
１１ 電動機
２７、６１ 制御棒位置検出プローブ
２７ａ 制御棒位置検出プローブ上端部
２７ｂ 制御棒位置検出プローブ下端部
２７ａ１、２７ｂ１ 凸部
２７ａ２、２７ａ４ テーパが付いた凸部
２７ｂ２、２７ｂ４ テーパが付いた凹部
２７ａ３、５４ａ１ ネジ部
２８ 制御棒位置検出プローブ案内管
２９ マグネット
３０ リードスイッチ
３２ リードスイッチ支持部材
３２ａ 隙間
３３ リードスイッチホルダ
４０ スプールピース
５１、５３ 止めネジ
５４ 外部筒
５６ 外部筒摺動部
５８ａ 凹部
５８ｂ ガイドピン
５９ オーリング
６０ 結合ピン
６１ａ 制御棒位置検出プローブ管
９０ａ ＣＲＤ本体フランジ
１２７ 制御棒位置検出プローブ管

Claims (9)

1. 沸騰水型原子力発電所において制御棒位置検出プローブ案内管に収納され、制御棒の位置を検出する制御棒位置検出プローブを有する制御棒位置検出装置であって、
   前記制御棒位置検出プローブは、
   前記制御棒と連動するマグネットが近接すると導通状態となる少なくとも一つのリードスイッチと、
   前記リードスイッチを支持するリードスイッチ支持部材と、
   前記リードスイッチ支持部材を収納する制御棒位置検出プローブ管とを有し、
   前記制御棒位置検出プローブ管が、少なくとも２つに分割された構造を備え、
   前記リードスイッチに接続された信号線が、少なくとも２つに分割された前記制御棒位置検出プローブ管の間でコネクタにより接続されることを特徴とする制御棒位置検出装置。
2. 少なくとも２箇所分割された前記制御棒位置検出プローブ管は、
   分割された一方の端部及び他方の端部が、バイオネットカップリングにより結合される結合構造を有し、止めネジにより相互間の回転が阻止されることを特徴とする請求項１に記載の制御棒位置検出装置。
3. 少なくとも２箇所分割された前記制御棒位置検出プローブ管は、
   分割された一方の端部が端面にテーパが形成された凸部を有し、前記凸部と嵌合するように他方の端部が端面にテーパが形成された凹部を有し、
   前記一方の端部と前記他方の端部とを嵌合させた状態で、止めネジにより相互間の回転が阻止されることを特徴とする請求項１記載の制御棒位置検出装置。
4. 少なくとも２箇所分割された前記制御棒位置検出プローブ管は、
   分割された一方の端部と他方の端部とを結合する円環形状の外部筒を有し、
   前記外部筒は前記円環形状の内周面にネジが形成され、前記一方の端部の外周面にネジが形成され、前記外部筒と前記一方の端部とがネジ止めされることにより、前記一方の端部と前記他方の端部との相互間の回転が阻止されることを特徴とする請求項１記載の制御棒位置検出装置。
5. 前記一方の端部が、端面にテーパが形成された凸部を有し、前記凸部と嵌合するように、前記他方の端部が、端面にテーパが形成された凹部を有することを特徴とする請求項４記載の制御棒位置検出装置。
6. 前記一方の端部の端面に少なくとも２箇所ガイドピンが設けられ、前記他方の端部の端面に、前記一方の端面に設けられた前記ガイドピンと嵌合するように凹部が形成されたことを特徴とする請求項４記載の制御棒位置検出装置。
7. 前記一方の端部の端面と前記他方の端部の端面との間にオーリングが設けられたことを特徴とする請求項４記載の制御棒位置検出装置。
8. 少なくとも２箇所分割された前記制御棒位置検出プローブ管は、
   分割された一方の端部に、結合ピンの一方の端部を支持する第１の結合ピン支持部と、前記結合ピンの他方の端部を支持する第２の結合ピン支持部とが対向するように設けられ、他方の端部に、前記第１の結合ピン支持部と接触しつつ前記結合ピンの前記一方の端部を支持する第３の結合ピン支持部と、前記第２の結合ピン支持部と接触しつつ前記結合ピンの他方の端部を支持する第４の結合ピン支持部とが対向するように設けられ、
   前記結合ピンを支点として、前記一方の端部と前記他方の端部とが相対的に回動可能であることを特徴とする請求項１記載の制御棒位置検出装置。
9. 沸騰水型原子力発電所において制御棒位置検出プローブ案内管に収納され、制御棒の位置を検出する制御棒位置検出プローブを備えた制御棒位置検出装置であって、
   前記制御棒位置検出プローブは、
   前記制御棒と連動するマグネットが近接すると導通状態となる少なくとも一つのリードスイッチと、
   前記リードスイッチを支持するリードスイッチ支持部材と、
   前記リードスイッチ支持部材を収納する制御棒位置検出プローブ管とを有し、
   前記制御棒位置検出プローブ管が、変形可能なフレキシブルチューブ構造を有することを特徴とする制御棒位置検出装置。

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