JP5171498B2 - 制御棒駆動機構 - Google Patents

Description

本発明は、原子炉圧力容器の炉心内に制御棒を挿入または引き抜いて炉心の反応度を制御する制御棒駆動機構に関する。

一般に、図６に示すような沸騰水型原子炉３０が知られている。このような沸騰水型原子炉３０は、原子炉圧力容器３１と、この原子炉圧力容器３１内に設けられたシュラウド３２と、このシュラウド３２内に収納され、格子状に配列された多数の燃料集合体３３を有する炉心３４とを備えている。また、原子炉圧力容器３１の下部に、十字形の断面を有する制御棒３５（図７（ａ）、（ｂ）参照）を燃料集合体３３の間隙内に下方から挿入または引き抜くための制御棒駆動機構４１が設けられている（例えば、特許文献１参照）。

この制御棒駆動機構４１は、通常時には、制御棒３５に連結された電動モータ（図示せず）を駆動して、制御棒３５の位置を調整して炉心３４の反応度を制御するように構成されている。一方、不測の事態が生じて原子炉３０を緊急停止（スクラム）させる場合には、制御棒３５を水圧駆動によって炉心３４内に急速挿入させるように構成されている。

次に、図７（ａ）、（ｂ）および図８を用いて、従来の制御棒駆動機構４１の詳細構造について述べる。図７（ａ）、（ｂ）に示すように、原子炉圧力容器３１の底部にハウジング３６が垂直方向に貫通して固定されており、このハウジング３６内に、ラッチ穴４３（図８参照）を有する円筒状のガイドチューブ４２が固定されている。また、ハウジング３６の下部に、ガイドチューブ４２内部にスクラム用高圧水を供給するスクラム配管３７が設けられている。さらに、ガイドチューブ４２内に、ガイドチューブ４２内を昇降自在であるとともに、スクラム時にはスクラム用高圧水の圧力を受けて急速上昇する中空ピストン４５が設けられている。この中空ピストン４５は、内部に、後述するボールねじ５３が貫通可能に形成され、下部に位置して他の部分よりも大きい直径を有するドライブピストン部４６を含んでいる。この中空ピストン４５の上端に、炉心３４内に配設されている制御棒３５が連結されている。

また、図８に示すように、中空ピストン４５のドライブピストン部４６に、ガイドチューブ４２のラッチ穴４３に係脱自在な一対のラッチ４７が揺動自在に設けられ、このラッチ４７は、後述するボールナット５１のラッチガイド５０に係合自在な垂下部４７ａを有している。また、ドライブピストン部４６と各ラッチ４７との間に、ガイドチューブ４２のラッチ穴４３にラッチ４７を係止させるばね４９が連結されている。

また、ガイドチューブ４２内を昇降自在であるとともに、ドライブピストン部４６の下面に当接自在なボールナット５１が設けられている。このボールナット５１は、ガイドチューブ４２に対して回り止めがなされるとともに、各ラッチ４７に対して当接可能な一対のラッチガイド５０を有している。

また、ガイドチュ−ブ４２内に、ボールナット５１に螺合するボールねじ５３が回転自在に設けられており、このボールねじ５３の下端に電動モータが連結され、この電動モータがボールねじ５３を正逆両方向に回転駆動することにより、このボールねじ５３の回転を介してボールナット５１を昇降させるように構成されている。

このように構成された制御棒駆動機構４１を用いて原子炉をスクラムさせる場合、まず、スクラム配管３７を介してガイドチューブ４２内にスクラム用高圧水が供給される。次に、このスクラム用高圧水の圧力を受けて、中空ピストン４５がボールナット５１から離れて急速上昇し、制御棒３５が炉心３４内に急速挿入する。その後、中空ピストン４５のドライブピストン部４６に設けられたラッチ７が、ガイドチューブ４２のラッチ穴４３に係止されて中空ピストン５が保持され、スクラムが完了する。

次に、炉心３４内に挿入された制御棒３５を炉心３４内から引き抜く（フォローアップする）場合、電動モータによりボールねじ５３の回転を介してボールナット５１を上昇させ、ラッチ４７の垂下部４７ａにラッチガイド５０が係合し、ラッチ４７を、ばね４９のばね力に対向して閉方向（ガイドチューブ４２の中心側）に回動させて、ラッチ４７をガイドチューブ４２のラッチ穴４３から外す。このことにより、中空ピストン４５が、重力の影響を受けてボールナット５１の上面に載置される。その後、ボールナット５１を下降させることにより、中空ピストン４５を下降させて炉心３４内から制御棒３５を引き抜くことができる。
特開２００７−１３２８３５号公報

ところが、このような構成からなる制御棒駆動機構において、スクラム後に制御棒を炉心内から引き抜く場合、何らかの原因により、ラッチとラッチガイドとの間、またはラッチとドライブピストン部との間の摩擦が増大すると、ガイドチューブのラッチ穴からラッチを外すことが困難になる。この場合、中空ピストンを下降させて、制御棒を炉心内から引き抜くことが難しく、プラント運転に支障を来すだけではなく、メンテナンス時において制御棒駆動機構を取り外すことが困難になる可能性がある。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、スクラム後に制御棒を炉心内から円滑かつ確実に引き抜くことができる制御棒駆動機構を提供することを目的とする。

本発明は、原子炉圧力容器の炉心内に制御棒を挿入または引き抜いて炉心の反応度を制御する制御棒駆動機構において、原子炉圧力容器の底部に固定され、ラッチ穴を有するとともに垂直方向に延びる円筒状のガイドチューブと、制御棒に連結され、ガイドチューブ内を昇降自在であるとともに、スクラム時にはスクラム用高圧水の圧力を受けて急速上昇する中空ピストンと、この中空ピストンに揺動自在に設けられ、ガイドチューブのラッチ穴に係脱自在なラッチと、中空ピストンとラッチとの間に連結され、ガイドチューブのラッチ穴にラッチを係止させるばねと、ガイドチューブ内を昇降自在であるとともに中空ピストンの下面に当接自在に設けられ、ラッチに対して当接可能なラッチガイドを有する昇降部材と、この昇降部材を昇降駆動させる駆動部と、を備え、中空ピストンに設けられたラッチは、昇降部材のラッチガイドに当接する案内面を含み、この案内面にラッチガイドが当接することにより、ラッチは、ばねのばね力に対向して回動し、ガイドチューブのラッチ穴から外れるように構成され、ラッチガイドは、ラッチの案内面に当接するガイドローラを含むことを特徴とする制御棒駆動機構である。

本発明は、ラッチの案内面は、水平方向断面が外方へ突出する円弧状に形成され、ラッチガイドのガイドローラの外周面は、その幅方向に渡って、ラッチの案内面に対応して凹状に湾曲していることを特徴とする制御棒駆動機構である。

本発明は、原子炉圧力容器の炉心内に制御棒を挿入または引き抜いて炉心の反応度を制御する制御棒駆動機構において、原子炉圧力容器の底部に固定され、ラッチ穴を有するとともに垂直方向に延びる円筒状のガイドチューブと、制御棒に連結され、ガイドチューブ内を昇降自在であるとともに、スクラム時にはスクラム用高圧水の圧力を受けて急速上昇する中空ピストンと、この中空ピストンに揺動自在に設けられ、ガイドチューブのラッチ穴に係脱自在なラッチと、中空ピストンとラッチとの間に連結され、ガイドチューブのラッチ穴にラッチを係止させるばねと、ガイドチューブ内を昇降自在であるとともに中空ピストンの下面に当接自在に設けられ、ラッチに対して当接可能なラッチガイドを有する昇降部材と、この昇降部材を昇降駆動させる駆動部と、を備え、昇降部材のラッチガイドは、中空ピストンに設けられたラッチに当接し、ばねのばね力に対向してラッチを回動させ、ガイドチューブのラッチ穴からラッチを外す案内面を含み、ラッチは、ラッチガイドの案内面に当接するラッチローラを含むことを特徴とする制御棒駆動機構である。

本発明は、ラッチガイドの案内面は、水平方向断面が外方へ突出する円弧状に形成され、ラッチのラッチローラの外周面は、その幅方向に渡って、ラッチガイドの案内面に対応して凸状に湾曲していることを特徴とする制御棒駆動機構である。

本発明は、中空ピストンの下部に、ラッチを案内するガイド溝が設けられ、このガイド溝の側面に、凹部が設けられていることを特徴とする制御棒駆動機構である。

本発明によれば、スクラム後に制御棒を炉心内から引き抜く場合、駆動部により昇降部材を上昇させ、中空ピストンに設けられたラッチの案内面にラッチガイドのガイドローラを当接させて、ガイドチューブのラッチ穴に係止していたラッチを閉方向に回動させ、ラッチをガイドチューブのラッチ穴から外すことができる。この間、ラッチの案内面にラッチガイドのガイドローラが当接しているため、ラッチとラッチガイドとの間に生じる摩擦を低減させることができる。このことにより、ラッチをガイドチューブのラッチ穴からスムースに外して、制御棒を炉心内から円滑かつ確実に引き抜くことができる。

第１の実施の形態
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。ここで、図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態における制御棒駆動機構の詳細構造を示す断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

まず、本発明による制御棒駆動機構について、図１（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。ここで制御棒駆動機構は、原子炉圧力容器の炉心内に制御棒を挿入または引き抜いて炉心の反応度を制御するためのものである。

図１（ａ）に示すように制御棒駆動機構１は、原子炉圧力容器３１（図６、図７（ａ）、（ｂ）参照）の底部に、ハウジング３６（図７（ａ）、（ｂ）参照）を介して固定され、ラッチ穴３を有するとともに垂直方向に延びる円筒状のガイドチューブ２と、上端が制御棒３５（図７（ａ）、（ｂ）参照）に連結され、ガイドチューブ２内を昇降自在であるとともに、スクラム時にはスクラム用高圧水の圧力を下面に受けて急速上昇する中空ピストン５とを備えている。このうち中空ピストン５は、内部に、後述するボールねじ１３が貫通可能な貫通穴５ａと、下部に位置して他の部分よりも大きい直径を有するドライブピストン部６とを含んでいる。このドライブピストン部６は、後述するボールナット１１の上面１１ａに当接可能な下面６ａを含んでいる。

また、図１（ａ）に示すように、この中空ピストン５の下部、すなわちドライブピストン部６に、ガイドチューブ２のラッチ穴３に係脱自在な一対のラッチ７が揺動自在に設けられている。また、ドライブピストン部６と各ラッチ７との間に、ガイドチューブ２のラッチ穴３にラッチ７を係止させる２つのばね９が連結されている。さらに、図１（ｂ）に示すように、ドライブピストン部６に、各ラッチ７に対応して、回動するラッチ７を案内するガイド溝１７が設けられている。

また、図１（ａ）に示すように、ガイドチューブ２内を昇降自在であるとともに、中空ピストン５のドライブピストン部６の下面６ａに当接自在にボールナット（昇降部材）１１が設けられている。このボールナット１１は、ドライブピストン部６の下面６ａに当接自在な上面１１ａと、各ラッチ７に対して当接可能な一対のラッチガイド１０とを有している。なお、このボールナット１１は、ガイドチューブ２に対して回り止めがなされ、上下方向のみに移動可能、すなわち昇降可能に構成されている。

さらに、ガイドチューブ２内に、ボールナット１１に螺合するボールねじ１３が回転自在に設けられている。このボールねじ１３は、ガイドチューブ２に同芯状に位置し、ボールねじ１３の外周にボールねじ溝１２が形成されている。このボールねじ１３の下端に電動モータ（駆動部）１４が連結され、この電動モータ１４が正逆両方向にボールねじ１３を回転駆動することにより、このボールねじ１３の回転を介してボールナット１１を昇降させるように構成されている。

また、図１（ａ）に示すように、中空ピストン５に設けられたラッチ７は、ボールナット１１のラッチガイド１０に当接する案内面７ａを含み、この案内面７ａにラッチガイド１０が当接することにより、ラッチ７は、ばね９のばね力に対向して閉方向（ガイドチューブ２の中心側）に回動し、ガイドチューブ２のラッチ穴３から外れるように構成されている。また、このラッチ７の案内面７ａは、下方（ボールナット１１側）に向かうにしたがってガイドチューブ２の中心側に向くように傾斜している。

また、この案内面７ａから上方に、ガイドチューブ２の軸線方向に平行に形成された保持面７ｂが延びている。この保持面７ｂにラッチガイド１０が当接することにより、ばね９のばね力に対向してラッチ７を閉状態に保持することができる。

さらに、図１（ａ）に示すように、ラッチガイド１０は、ラッチ７の案内面７ａに当接するガイドローラ１５を含んでいる。図１（ｂ）に示すように、本実施の形態においては、ラッチガイド１０は、各ラッチ７に対応して２つのガイドローラ１５を含んでいるが、各ラッチ７に対応して設けられるガイドローラ１５の個数は２つに限られることはない。

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。

図１（ａ）、（ｂ）に示す制御棒駆動機構１において原子炉をスクラムさせる場合、まず、ガイドチューブ２内にスクラム配管３７（図７（ａ）、（ｂ）参照）を介して高圧のスクラム用高圧水が供給される。このことにより、中空ピストン５が、スクラム用高圧水の圧力を受けてボールナット１１から離れて急速上昇し、中空ピストン５に連結された制御棒が炉心（図６参照）内に急速挿入する。

次に、上昇している中空ピストン５が、中空ピストン５のドライブピストン部６に設けられたラッチ７がガイドチューブ２のラッチ穴３に対応する位置に達し、ラッチ７は、ラッチ７と中空ピストン５との間に連結されたばね９のばね力を受けて開方向（ガイドチューブ２の外周側）へ回動し、ラッチ７は、ガイドチューブ２のラッチ穴３に係止される。このことにより、中空ピストン５が当該位置に保持されて、スクラムが完了する。

次に、炉心内に挿入された制御棒を炉心内から引き抜く（フォローアップする）場合、まず、電動モータ１４によりボールねじ１３の回転を介してボールナット１１を上昇させる。その後、このボールナット１１が上昇して、ボールナット１１の上面１１ａがドライブピストン部６の下面６ａに近づくと、ラッチ７の案内面７ａに、ラッチガイド１０のガイドローラ１５が当接する。

ここで、図１（ａ）に示すように、ラッチ７の案内面７ａは、下方に向かうにしたがって、ガイドチューブ２の中心側に向くように傾斜している。このことにより、ラッチ７は、上昇を続けるガイドローラ１５からの力を受けて、ばね９のばね力に対向して閉方向（ガイドチューブ２の中心側）に回動し、ラッチ７がガイドチューブ２のラッチ穴３から外れる。

次に、中空ピストン５が重力の影響を受けてボールナット１１の上面１１ａに載置され、中空ピストン５のドライブピストン部６の下面６ａに、ボールナット１１の上面１１ａが当接する。この間、ラッチ７の案内面７ａに当接していたガイドローラ１５が、ラッチ７の案内面７ａから保持面７ｂに転がりながら移動し、この保持面７ｂに当接する。このことにより、ラッチ７が開方向に回動することを防止してラッチ７を閉状態に保持し、中空ピストン５をガイドチューブ２に対して昇降自由にすることができる。

次に、電動モータ１４によりボールねじ１３の回転を逆転させ、このボールねじ１３の回転を介してボールナット１１を下降させる。この間、中空ピストン５はボールナット１１の上面１１ａに載置されているため、ボールナット１１とともに下降する。このことにより、制御棒を下降させて炉心内から引き抜くことができる。

なお、原子炉の運転を行う場合、電動モータ１４により、炉心の反応度に応じて制御棒を炉心内の所望の位置に移動させて保持する。このことにより、所望の反応度で原子炉の運転を行うことができる。

このように本実施の形態によれば、スクラム後に制御棒を炉心内から引き抜く際、電動モータ１４によりボールナット１１を上昇させ、中空ピストン５のドライブピストン部６に設けられたラッチ７の案内面７ａにラッチガイド１０のガイドローラ１５を当接させて、ガイドチューブ２のラッチ穴３に係止していたラッチ７を閉方向に回動させ、ラッチ７がガイドチューブ２のラッチ穴３から外される。この間、ラッチ７の案内面７ａにラッチガイド１０のガイドローラ１５が当接してこの案内面７ａ上を転動している。このことにより、ラッチ７とラッチガイド１０との間に生じる摩擦を低減させることができる。このため、ラッチ７をガイドチューブ２のラッチ穴３からスムースに外して、制御棒を炉心内から円滑かつ確実に引き抜くことができる。

第２の実施の形態
次に、図２（ａ）、（ｂ）により、本発明の第２の実施の形態における制御棒駆動機構について説明する。ここで図２（ａ）は、本発明の第２の実施の形態における制御棒駆動機構の詳細構造を示す断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

図２（ａ）、（ｂ）に示す第２の実施の形態における制御棒駆動機構において、ラッチガイドのガイドローラは、その幅方向に渡って、ラッチの案内面に対応して凹状に湾曲している点が異なるのみであり、他の構成は、図１に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図２（ａ）、（ｂ）において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図２（ａ）、（ｂ）に示すように、ラッチ７の案内面７ａは、水平方向断面が外方へ突出する円弧状に形成されている。また、ラッチガイド１０のガイドローラ１５の外周面１５ａは、その幅方向に渡って、ラッチ７の案内面７ａに対応して凹状に湾曲している。

このように本実施の形態によれば、ラッチ７の案内面７ａにラッチガイド１０のガイドローラ１５が当接している間、ガイドローラ１５が案内面７ａに対して片当たりすることを防止して、ラッチ７の案内面７ａに対するガイドローラ１５の当接を安定させることができる。このため、ガイドローラ１５をラッチ７の案内面７ａに確実に当接させて、ラッチ７をガイドチューブ２のラッチ穴３からより一層円滑かつ確実に外すことができる。

第３の実施の形態
次に、図３（ａ）、（ｂ）により、本発明の第３の実施の形態における制御棒駆動機構について説明する。ここで図３（ａ）は、本発明の第３の実施の形態における制御棒駆動機構の詳細構造を示す断面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

図３（ａ）、（ｂ）に示す第３の実施の形態における制御棒駆動機構において、ラッチがラッチガイドの案内面に当接するラッチローラを含む点が異なるのみであり、他の構成は、図１に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図３（ａ）、（ｂ）において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、ボールナット１１のラッチガイド１０は、中空ピストン５のドライブピストン部６に設けられたラッチ７に当接し、ばね９のばね力に対向してラッチ７を回動させ、ガイドチューブ２のラッチ穴３からラッチ７を外す案内面１０ａを含んでいる。このラッチガイド１０の案内面１０ａは、下方に向かうにしたがってガイドチューブ２の中心側に向くように傾斜している。

また、この案内面１０ａから下方に、ガイドチューブ２の軸線方向に平行に形成された保持面１０ｂが延びている。この保持面１０ｂにラッチ７が当接することにより、ばね９のばね力に対向してラッチ７を閉状態に保持することができる。

また、ラッチ７は、ラッチガイド１０の案内面１０ａに当接するラッチローラ１６を含んでいる。図３（ｂ）に示すように、本実施の形態においては、ラッチ７は、各ラッチガイド１０に対応して１つのラッチローラ１６を含んでいる。

図３（ａ）、（ｂ）に示す制御棒駆動機構１において、電動モータ１４によりボールナット１１が上昇して、ボールナット１１の上面１１ａがドライブピストン部６の下面６ａに近づくと、ラッチガイド１０の案内面１０ａに、ラッチ７のラッチローラ１６が当接する。

ここで、図３（ａ）に示すように、ラッチガイド１０の案内面１０ａは、下方に向かうにしたがって、ガイドチューブ２の中心側に向くように傾斜している。このことにより、ラッチ７は、上昇を続けるラッチガイド１０からの力を受けて、ばね９のばね力に対向して閉方向（ガイドチューブ２の中心側）に回動し、ラッチ７がガイドチューブ２のラッチ穴３から外れる。

次に、中空ピストン５が重力の影響を受けてボールナット１１の上面１１ａに載置され、中空ピストン５のドライブピストン部６の下面６ａに、ボールナット１１の上面１１ａが当接する。この間、ラッチガイド１０の案内面１０ａに当接していたラッチローラ１６が、ラッチガイド１０の案内面１０ａから保持面１０ｂに転がりながら移動し、この保持面１０ｂに当接する。このことにより、ラッチ７が開方向に回動することを防止してラッチ７を閉状態に保持し、中空ピストン５をガイドチューブ２に対して昇降自由にすることができる。

このように本実施の形態によれば、スクラム後に制御棒を炉心内から引き抜く際、電動モータ１５によりボールナット１１を上昇させ、中空ピストン５のドライブピストン部６に設けられたラッチ７のラッチローラ１６にラッチガイド１０の案内面１０ａを当接させて、ガイドチューブ２のラッチ穴３に係止していたラッチ７を閉方向に回動させ、ラッチ７がガイドチューブ２のラッチ穴３から外される。この間、ラッチガイド１０の案内面１０ａにラッチ７のラッチローラ１６が当接してこの案内面１０ａ上を転動している。このことにより、ラッチ７とラッチガイド１０との間に生じる摩擦を低減させることができる。このため、ラッチ７をガイドチューブ２のラッチ穴３からスムースに外して、制御棒を炉心内から円滑かつ確実に引き抜くことができる。

第４の実施の形態
次に、図４（ａ）、（ｂ）により、本発明の第４の実施の形態における制御棒駆動機構について説明する。ここで図４（ａ）は、本発明の第４の実施の形態における制御棒駆動機構の詳細構造を示す断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

図４（ａ）、（ｂ）に示す第４の実施の形態における制御棒駆動機構において、ラッチのラッチローラは、その幅方向に渡って、ラッチガイドの案内面に対応して凸状に湾曲している点が異なるのみであり、他の構成は、図３に示す第３の実施の形態と略同一である。なお、図４（ａ）、（ｂ）において、図３に示す第３の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図４（ａ）、（ｂ）に示すように、ラッチガイド１０の案内面１０ａは、水平方向断面が外方へ突出する円弧状に形成されている。また、ラッチ７のラッチローラ１６の外周面１６ａは、その幅方向に渡って、ラッチガイド１０の案内面１０ａに対応して凸状に湾曲している。

このように本実施の形態によれば、ラッチガイド１０の案内面１０ａにラッチ７のラッチローラ１６が当接している間、ラッチローラ１６が案内面１０ａに対して片当たりすることを防止し、ラッチガイド１０の案内面１０ａに対するラッチローラ１６の当接を安定させることができる。このため、ラッチローラ１６をラッチガイド１０の案内面１０ａに確実に当接させて、ラッチ７をガイドチューブ２のラッチ穴３からより一層円滑かつ確実に外すことができる。

第５の実施の形態
次に、図５により、本発明の第５の実施の形態における制御棒駆動機構について説明する。ここで図５は、本発明の第５の実施の形態における制御棒駆動機構において、ガイド溝を示す図である。

図５に示す第５の実施の形態における制御棒駆動機構において、ドライブピストン部に、回動するラッチを案内するガイド溝が設けられ、このガイド溝の側面に凹部が設けられている点が異なるのみであり、他の構成は、図１に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図５において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図５に示すように、中空ピストン５の下部、すなわちドライブピストン部６に、各ラッチ７に対応して、回動するラッチ７を案内するガイド溝１７が設けられている。このガイド溝１７の両側面１７ａに、４対の凹部１８が設けられている。なお、この凹部１８の個数は、４対に限られることはなく、任意の対の凹部１８を設けても良い。

このように本実施の形態によれば、ラッチ７を案内するガイド溝１７の両側面１７ａに凹部１８が設けられているため、ラッチ７とガイド溝１７との間の接触面積を低減させることができる。このことにより、ラッチ７の案内面７ａにラッチガイド１０のガイドローラ１５が当接してラッチ７が閉方向に回動する間、ラッチ７とドライブピストン部１０との間に生じる摩擦を低減させることができる。このため、ラッチ７をガイドチューブ２のラッチ穴３からスムースに外して、制御棒を炉心内から円滑かつ確実に引き抜くことができる。

図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態における制御棒駆動機構の詳細構造を示す断面図。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図。 図２（ａ）は、本発明の第２の実施の形態における制御棒駆動機構の詳細構造を示す断面図。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図。 図３（ａ）は、本発明の第３の実施の形態における制御棒駆動機構の詳細構造を示す断面図。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ線断面図。 図４（ａ）は、本発明の第４の実施の形態における制御棒駆動機構の詳細構造を示す断面図。図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ線断面図。 図５は、本発明の第５の実施の形態における制御棒駆動機構において、ガイド溝を示す図。 図６は、沸騰水型原子炉の全体構成を示す図。 図７（ａ）は、従来の制御棒駆動機構において電動駆動時を示す図。図７（ｂ）は、水圧駆動時を示す図。 図８は、従来の制御棒駆動機構の詳細構造を示す断面図。

符号の説明

１ 制御棒駆動機構
２ ガイドチューブ
３ ラッチ穴
５ 中空ピストン
６ ドライブピストン部
７ ラッチ
７ａ 案内面
７ｂ 保持面
９ ばね
１０ ラッチガイド
１０ａ 案内面
１０ｂ 保持面
１１ ボールナット
１１ａ 上面
１２ ボールねじ溝
１３ ボールねじ
１４ 電動モータ
１５ ガイドローラ
１５ａ 外周面
１６ ラッチローラ
１６ａ 外周面
１７ ガイド溝
１７ａ 側面
１８ 凹部
３０ 沸騰水型原子炉
３１ 原子炉圧力容器
３２ シュラウド
３３ 燃料集合体
３４ 炉心
３５ 制御棒
３６ ハウジング
３７ スクラム配管
４１ 制御棒駆動機構
４２ ガイドチューブ
４３ ラッチ穴
４５ 中空ピストン
４６ ドライブピストン部
４７ ラッチ
４７ａ 垂下部
４９ ばね
５０ ラッチガイド
５１ ボールナット
５３ ボールねじ

Claims (5)

1. 原子炉圧力容器の炉心内に制御棒を挿入または引き抜いて炉心の反応度を制御する制御棒駆動機構において、
   原子炉圧力容器の底部に固定され、ラッチ穴を有するとともに垂直方向に延びる円筒状のガイドチューブと、
   制御棒に連結され、ガイドチューブ内を昇降自在であるとともに、スクラム時にはスクラム用高圧水の圧力を受けて急速上昇する中空ピストンと、
   この中空ピストンに揺動自在に設けられ、ガイドチューブのラッチ穴に係脱自在なラッチと、
   中空ピストンとラッチとの間に連結され、ガイドチューブのラッチ穴にラッチを係止させるばねと、
   ガイドチューブ内を昇降自在であるとともに中空ピストンの下面に当接自在に設けられ、ラッチに対して当接可能なラッチガイドを有する昇降部材と、
   この昇降部材を昇降駆動させる駆動部と、を備え、
   中空ピストンに設けられたラッチは、昇降部材のラッチガイドに当接する案内面を含み、この案内面にラッチガイドが当接することにより、ラッチは、ばねのばね力に対向して回動し、ガイドチューブのラッチ穴から外れるように構成され、
   ラッチガイドは、ラッチの案内面に当接するガイドローラを含むことを特徴とする制御棒駆動機構。
2. ラッチの案内面は、水平方向断面が外方へ突出する円弧状に形成され、
   ラッチガイドのガイドローラの外周面は、その幅方向に渡って、ラッチの案内面に対応して凹状に湾曲していることを特徴とする請求項１に記載の制御棒駆動機構。
3. 原子炉圧力容器の炉心内に制御棒を挿入または引き抜いて炉心の反応度を制御する制御棒駆動機構において、
   原子炉圧力容器の底部に固定され、ラッチ穴を有するとともに垂直方向に延びる円筒状のガイドチューブと、
   制御棒に連結され、ガイドチューブ内を昇降自在であるとともに、スクラム時にはスクラム用高圧水の圧力を受けて急速上昇する中空ピストンと、
   この中空ピストンに揺動自在に設けられ、ガイドチューブのラッチ穴に係脱自在なラッチと、
   中空ピストンとラッチとの間に連結され、ガイドチューブのラッチ穴にラッチを係止させるばねと、
   ガイドチューブ内を昇降自在であるとともに中空ピストンの下面に当接自在に設けられ、ラッチに対して当接可能なラッチガイドを有する昇降部材と、
   この昇降部材を昇降駆動させる駆動部と、を備え、
   昇降部材のラッチガイドは、中空ピストンに設けられたラッチに当接し、ばねのばね力に対向してラッチを回動させ、ガイドチューブのラッチ穴からラッチを外す案内面を含み、
   ラッチは、ラッチガイドの案内面に当接するラッチローラを含むことを特徴とする制御棒駆動機構。
4. ラッチガイドの案内面は、水平方向断面が外方へ突出する円弧状に形成され、
   ラッチのラッチローラの外周面は、その幅方向に渡って、ラッチガイドの案内面に対応して凸状に湾曲していることを特徴とする請求項３に記載の制御棒駆動機構。
5. 中空ピストンの下部に、ラッチを案内するガイド溝が設けられ、
   このガイド溝の側面に、凹部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の制御棒駆動機構。

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