JP6684689B2 - Control rod drive mechanism position indicator - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、沸騰水型原子炉に使用される制御棒駆動機構の位置指示装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to a position indicating device for a control rod drive mechanism used in a boiling water reactor.
図5に従来の沸騰水型原子炉(以下BWRと記す)の縦断面図を示す。原子炉圧力容器(以下RPVと記す)1内には減速材を兼ねる冷却水2が収容される一方、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。炉心3には多数の燃料集合体(図示せず)が装荷され、4体1組の燃料集合体間に制御棒5が出し入れ自在に収容されている。
FIG. 5 shows a vertical sectional view of a conventional boiling water reactor (hereinafter referred to as BWR). A reactor pressure vessel (hereinafter referred to as RPV) 1 contains
このBWRにおいて冷却水2は炉心3内を上方に向かって流れ、その間に炉心3から核分裂連鎖反応により発生する熱を冷却水2に伝達し、冷却水2は加熱される。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上方へ流れ、炉心3から気水分離器6に案内される。
In this BWR, the
気液二相の冷却水2は気水分離器6で水と蒸気に分離された後、蒸気は蒸気乾燥器(図示せず)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復水器で凝縮され復水となった後、原子炉復水系および給水系を経てRPV1に給水として再び戻される。
After the gas-liquid two-
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、原子炉復水系および給水系を介して送られてくる給水と混合した状態で炉心下部に案内され、再び炉心3に導かれる。
On the other hand, the water separated by the
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5が制御棒駆動機構(以下CRDと記す)8により出し入れされる。CRD8はRPV1の底部1aを貫通して延びる制御棒駆動機構ハウジング(以下CRDハウジングと記す)9内に収容される構造物(アセンブリ)であり、CRDハウジング9の下部フランジ9aにボルト接合により固定される。
A control rod drive mechanism (hereinafter referred to as CRD) 8 is used to move the
図6は電動駆動式のCRD8を示しており、下部に電動機10が取り付けられている。電動機10からの回転軸11はギアカップリング機構12を介してCRD8の駆動軸13に連結される。駆動軸13はボールねじ軸14に回転一体に連結され、このボールねじ軸14にはボールナット15が螺合している。
FIG. 6 shows an electric
ボールナット15には、対をなすローラ16がガイドチューブ17の内周面に形成された軸方向の取付板18を挟持するように設置される。ボールナット15の上方にはドライブピストン19aが設置され、このドライブピストン19aは中空ピストン19上端に設置されたカップリング20を介して制御棒5に連結される。そして、電動機10の駆動により回転軸11および駆動軸13を介してボールねじ軸14が回転し、このボールねじ軸14の回転によりボールナット15が上下動するようになっている。その際、ボールナット15は取付板18により回転が規制されて上下動し、このボールナット15の上下動により中空ピストン19を介して制御棒5が上下動する。
A pair of
この制御棒5の上下動により炉心3への挿入・引抜量が調整され、炉出力がコントロールされる。なお、符号21は電磁ブレーキであり、符号22はシンクロ位置検出器、符号23はモータブラケット、符号30はスプールピースである。
By the vertical movement of the
BWRに緊急事態が発生して原子炉をスクラム(緊急停止)させる場合、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からスクラム水入口(注水口)26を介してドライブピストン19a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15上に設置されている中空ピストン19が上方に押上げられ、制御棒5を炉心3内に高速で挿入させることで当該機能を達成する。
When an emergency occurs in the BWR and the reactor is to be scrammed (emergency stop), the
スクラム動作時の制御棒5の挿入量を知るために、ドライブピストン19aにマグネット32を取付けると共に、CRDハウジング9の外側に図7に示す近接センサ37が一定間隔で配設されたスクラム位置検出プローブ(以下PIPと記す)35を設け、中空ピストン19の移動に伴うマグネット32の移動を近接センサ37内のリードスイッチ39の開閉状況により検出してマグネットの移動速度、ひいては制御棒5の移動速度を検知する構成となっている。
In order to know the insertion amount of the
またCRD8には制御棒5が炉心3内にスティック(固定)し、中空ピストン19がボールナット15から分離した場合に分離状態を検出する分離検出プローブ(以下SIPと記す)36を設けている。SIP36は中空ピストン19が分離することにより制御棒5の重量が駆動部より除荷されるため分離マグネット33がスプリング34の力により持ち上がり、この時の分離マグネット33の動きを図8に示す近接センサ38内のリードスイッチ39の開閉状況により検知している。
Further, the
従来の制御棒駆動機構位置指示装置であるPIP及びSIPは、位置検出用にリードスイッチを決まった形状のフレームに取り付けた後に樹脂でモールド(固定)した近接センサを用いていた。この場合、近接センサの動作範囲は取り付けたリードスイッチの動作特性のみで決まってしまい調節することができない。また、リードスイッチ単体の動作特性から近接センサに要求される動作特性を満足するリードスイッチの歩留まりが悪いものもあった。 PIPs and SIPs, which are conventional control rod drive mechanism position indicating devices, use a proximity sensor in which a reed switch for position detection is mounted on a frame of a fixed shape and then molded (fixed) with resin. In this case, the operating range of the proximity sensor is determined only by the operating characteristics of the attached reed switch and cannot be adjusted. In addition, the yield of reed switches satisfying the operation characteristics required for the proximity sensor is poor in some cases due to the operation characteristics of the reed switch alone.
例えばSIPではON点からセンサ中心までの距離とセンサ中心からOFF点までの距離が規定されているが、リードスイッチのON点距離とOFF点距離の関係がほぼ決まっており、上記の規定を満足するリードスイッチが少ないためである。そのため、近接センサ完成後の検査で要求する動作範囲を満足しないものは廃棄されていた。 For example, in SIP, the distance from the ON point to the center of the sensor and the distance from the center of the sensor to the OFF point are specified, but the relationship between the ON point distance and the OFF point distance of the reed switch is almost fixed, and the above-mentioned requirements are satisfied. This is because there are few reed switches to operate. Therefore, those which do not satisfy the operation range required for the inspection after the completion of the proximity sensor have been discarded.
また、PIPでは要求される動作幅の規定よりもリードスイッチの動作幅が短いか又は長すぎる場合もあった。 In PIP, the reed switch operation width may be shorter or longer than the required operation width regulation.
本発明では、リードスイッチを複数組み合わせることにより完成後の状態においてもリードスイッチの動作位置および動作幅が調整可能であり、これらの調整により近接センサの動作範囲を調整可能な構造を持った歩留りの高い近接センサを有する制御棒駆動機構位置指示装置を得ることを目的とする。 In the present invention, the operation position and the operation width of the reed switch can be adjusted even after the completion by combining a plurality of reed switches, and the yield of the structure having the structure in which the operation range of the proximity sensor can be adjusted by these adjustments An object is to obtain a control rod drive mechanism position pointing device having a high proximity sensor.
本発明は、原子炉の出力を制御する制御棒駆動機構の位置または状態を前記制御棒駆動機構に配置されたマグネットによる磁力により開閉動作をするリードスイッチのON点およびOFF点から検知する制御棒駆動機構位置指示装置であって、前記リードスイッチは動作位置のON点を検知するリードスイッチとOFF点を検知するリードスイッチを個別に、かつ独立して位置を調節可能に設置し、前記動作位置のON点を検知するリードスイッチとOFF点を検知するリードスイッチは、平行にずらして動作領域を異なるように配置されていることを特徴とする。 The present invention is a control rod for detecting the position or state of a control rod drive mechanism for controlling the output of a nuclear reactor from the ON point and the OFF point of a reed switch that is opened and closed by magnetic force of a magnet arranged in the control rod drive mechanism. a drive mechanism pointing device, wherein the reed switch is individually reed switch for detecting the reed switch and the OFF point for detecting the ON point of the operating position and adjustably installed independently position, the operating position The reed switch for detecting the ON point and the reed switch for detecting the OFF point are arranged so as to be shifted in parallel and have different operation regions .
本発明の実施形態は、リードスイッチを複数組み合わせることによりリードスイッチの動作位置および動作幅を容易に調整することができる。 In the embodiment of the present invention, the operation position and the operation width of the reed switch can be easily adjusted by combining a plurality of reed switches.
以下、本発明に係る制御棒駆動機構位置指示装置の実施形態について、図を用いて説明する。 An embodiment of a control rod drive mechanism position pointing device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施例1)
以下、図1を参照して実施例1を説明する。なお、実施例1において図5から図8と同一部分には同一符号を付してその構成の説明は省略する。
(Example 1)
Hereinafter,
図1は分離検出プローブ(SIP)用近接センサ40の構成を示した説明図である。SIP用近接センサ40に要求される仕様は図1中左側から分離マグネット33が移動する場合のON点位置と図1中右側から分離マグネット33が移動する場合のOFF点位置である。基盤には動作領域の異なるリードスイッチA41、リードスイッチB42が、平行にずらして配置されており(リードスイッチA41の動作領域<リードスイッチB42の動作領域)、並列に接続されている。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a
図1の左側からマグネット移動方向Cのように分離マグネット33が移動する場合、リードスイッチA41の動作領域は動作領域51となり、またリードスイッチB42の動作領域は動作領域52となり、動作領域51のON点がSIP用近接センサ40のON点53となる。
When the separating magnet 33 moves from the left side of FIG. 1 in the magnet moving direction C, the operation area of the reed switch A41 becomes the
また図1の右側からマグネット移動方向Dのように分離マグネット33が移動する場合、リードスイッチA41の動作領域は動作領域54となり、またリードスイッチB42の動作領域は動作領域55となり、リードスイッチB42のOFF点がSIP用近接センサ40のOFF点56となる。
When the separating magnet 33 moves from the right side of FIG. 1 in the magnet moving direction D, the operation area of the reed switch A41 becomes the
それぞれのリードスイッチA41、リードスイッチB42は位置の調節が可能である。本構成ではON点とOFF点をそれぞれ独立したリードスイッチA41、リードスイッチB42に受け持たせており調整が容易である。 The position of each reed switch A41 and reed switch B42 can be adjusted. In this configuration, the ON point and the OFF point are assigned to the independent reed switch A41 and reed switch B42, respectively, and adjustment is easy.
なお、リードスイッチA41とリードスイッチB42のずらし量はリードスイッチ中心からON点およびOFF点の距離の違いを考慮して設定することができる。 The amount of shift between the reed switch A41 and the reed switch B42 can be set in consideration of the difference in the distance between the ON point and the OFF point from the center of the reed switch.
よって、SIP用近接センサ40で要求される動作幅の規定値に応じてリードスイッチA41とリードスイッチB42を設定できるので、分離マグネット33の動きを確実に検出することができ、かつ歩留りの高い近接センサを有する制御棒駆動機構位置指示装置を得ることができる。
Therefore, since the reed switch A41 and the reed switch B42 can be set according to the specified value of the operation width required by the
(実施例2)
以下、図2を参照して実施例2を説明する。なお、実施例2において図1、図5から図8と同一部分には同一符号を付してその構成の説明は省略する。
(Example 2)
The second embodiment will be described below with reference to FIG. In the second embodiment, the same parts as those in FIGS. 1 and 5 to 8 are designated by the same reference numerals, and the description of the configuration will be omitted.
図2はスクラム位置検出プローブ(PIP)用近接センサ43の構成を示したものである。基盤には2つのリードスイッチA44、リードスイッチB45が、平行にずらして配置されており、並列に接続されている。
FIG. 2 shows the configuration of the
PIP用近接センサ43は合成動作領域57の動作幅を有する。図2の左側からマグネット移動方向Cのように分離マグネット33が移動する場合、リードスイッチA44およびリードスイッチB45のON動作範囲51,52を合わせたものがPIP用近接センサ43としてのON動作範囲となる。
The
それぞれのリードスイッチA44、リードスイッチB45は位置を調節可能であり、ON点、OFF点の位置を容易に調整可能である。また、リードスイッチA44、リードスイッチB45のずらし量を変えることにより動作幅の調整も可能であり、リードスイッチ単体の動作幅よりも広い動作幅が必要な場合に対応が出来る。 The positions of the respective reed switches A44 and B45 can be adjusted, and the positions of the ON point and the OFF point can be easily adjusted. Further, the operation width can be adjusted by changing the shift amount of the reed switch A44 and the reed switch B45, and it is possible to cope with the case where the operation width wider than the operation width of the reed switch alone is required.
よって、PIP用近接センサ43で要求される動作幅の規定値に応じてリードスイッチA44とリードスイッチB45を設定できるので、マグネット32の移動を確実に検出することができ、かつ歩留りの高い近接センサを有する制御棒駆動機構位置指示装置を得ることができる。
Therefore, since the reed switch A44 and the reed switch B45 can be set according to the specified value of the operation width required by the
(実施例3)
図3を用いて実施例3を説明する。なお、実施例3において図2、図5から図8と同一部分には同一符号を付してその構成の説明は省略する。
(Example 3)
Example 3 will be described with reference to FIG. In the third embodiment, the same parts as those in FIGS. 2 and 5 to 8 are designated by the same reference numerals, and the description of the configuration will be omitted.
図3はスクラム位置検出プローブ(PIP)用近接センサ46の構成を示したものである。基盤には2つのリードスイッチA44、リードスイッチB45が、平行にずらして配置されており、直列に接続されている。PIP用近接センサ46は合成動作領域58の動作幅を有す。リードスイッチA44がON動作し、かつリードスイッチB45がON動作している範囲、すなわち図3の左側からマグネット移動方向Cのようにマグネット32が移動する場合、リードスイッチB45のON点からリードスイッチA44のOFF点までがPIP用近接センサとしての動作範囲となる。
FIG. 3 shows the configuration of the
それぞれのリードスイッチA44、リードスイッチB45は位置を調節可能であり、ON点、OFF点の位置を容易に調整可能である。また、リードスイッチA44、リードスイッチB45のずらし量を変えることにより動作幅の調整も可能であり、リードスイッチ単体の動作幅よりも狭い動作幅が必要な場合に対応が出来る。 The positions of the respective reed switches A44 and B45 can be adjusted, and the positions of the ON point and the OFF point can be easily adjusted. Further, the operation width can be adjusted by changing the shift amount of the reed switch A44 and the reed switch B45, and it is possible to cope with the case where the operation width narrower than the operation width of the reed switch alone is required.
よって、PIP用近接センサ46で要求される動作幅の規定値に応じてリードスイッチA44とリードスイッチB45を設定できるので、マグネット32の移動を確実に検出することができ、かつ歩留りの高い近接センサを有する制御棒駆動機構位置指示装置を得ることができる。
Therefore, since the reed switch A44 and the reed switch B45 can be set according to the specified value of the operation width required by the
(実施例4)
図4を用いて実施例4を説明する。なお、実施例4において図3、図5から図8と同一部分には同一符号を付してその構成の説明は省略する。
(Example 4)
Example 4 will be described with reference to FIG. In the fourth embodiment, the same parts as those in FIGS. 3 and 5 to 8 are designated by the same reference numerals, and the description of the configuration will be omitted.
図4はスクラム位置検出プローブ(PIP)用近接センサ47の構成を示したものである。基盤には2つのリードスイッチA44、リードスイッチB48が、平行にずらして配置されており、直列に接続されている。リードスイッチA44はマグネットの磁力によりONする動作領域51で示すリードスイッチ(ノーマルオープン型)であり、リードスイッチB48はマグネット磁力によりOFFする動作領域59で示すリードスイッチ(ノーマルクローズ型)である。図4の左側からマグネット移動方向Cのように分離マグネット33が移動する場合、このリードスイッチA44の動作領域51とリードスイッチB48の動作領域59の合成動作領域60がPIP用近接センサ47の動作幅となる。リードスイッチA44のON点61からリードスイッチB48のOFF点62までの範囲がPIP用近接センサとしての動作範囲となる。
FIG. 4 shows the configuration of the
それぞれのリードスイッチA44、リードスイッチB48は位置を調節可能であり、ON点、OFF点の位置を容易に調整可能である。また、リードスイッチA44、リードスイッチB48のずらし量を変えることにより動作幅の調整も可能であり、リードスイッチ単体の動作幅より狭い動作幅で実施例3のようにリードスイッチ同士のずらし量が大きく取れない場合に対応が出来る。 The positions of the respective reed switches A44 and B48 can be adjusted, and the positions of the ON point and the OFF point can be easily adjusted. In addition, the operation width can be adjusted by changing the displacement amount of the reed switch A44 and the reed switch B48, and the displacement amount between the reed switches is large as in the third embodiment when the operation width is narrower than the operation width of the reed switch alone. If you can not get it, you can handle it.
よって、PIP用近接センサ47で要求される動作幅の規定値に応じてリードスイッチA44とリードスイッチB48を設定できるので、マグネット32の移動を確実に検出することができ、かつ歩留りの高い近接センサを有する制御棒駆動機構位置指示装置を得ることができる。
Therefore, since the reed switch A44 and the reed switch B48 can be set in accordance with the specified value of the operation width required by the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention.
これら実施形態は、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、組み合わせを行うことができる。 These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, changes, and combinations can be made without departing from the spirit of the invention.
これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものである。 These embodiments and their modifications are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof as well as included in the scope and the gist of the invention.
1…原子炉圧力容器(RPV)
8…制御棒駆動機構(CRD)
9…制御棒駆動機構(CRD)ハウジング
32…マグネット
33…分離マグネット
35…スクラム位置検出プローブ(PIP)
36…分離検出プローブ(SIP)
37…近接センサ
38…近接センサ
39…リードスイッチ
40…分離検出プローブ(SIP)用近接センサ
41、44…リードスイッチA
42、45、48…リードスイッチB
43、46、47…スクラム位置検出プローブ(PIP)用近接センサ
51、52、54、55、59…動作領域
53、61…ON点
56、62…OFF点
57、58、60…合成動作領域
1 ... Reactor pressure vessel (RPV)
8 ... Control rod drive mechanism (CRD)
9 ... Control rod drive mechanism (CRD)
36 ... Separation detection probe (SIP)
37 ...
42, 45, 48 ... Reed switch B
43, 46, 47 ...
Claims (4)
前記リードスイッチは動作位置のON点を検知するリードスイッチとOFF点を検知するリードスイッチを個別に、かつ独立して位置を調節可能に設置し、
前記動作位置のON点を検知するリードスイッチとOFF点を検知するリードスイッチは、平行にずらして動作領域を異なるように配置されていることを特徴とする制御棒駆動機構位置指示装置。 Control rod drive mechanism position indication for detecting the position or state of the control rod drive mechanism for controlling the output of the nuclear reactor from the ON point and the OFF point of the reed switch which is opened and closed by the magnetic force of the magnet arranged in the control rod drive mechanism A device,
As for the reed switch, a reed switch for detecting an ON point of an operating position and a reed switch for detecting an OFF point are individually and independently installed so that their positions can be adjusted
The control rod drive mechanism position pointing device, wherein the reed switch for detecting the ON point of the operation position and the reed switch for detecting the OFF point are arranged so as to be shifted in parallel so as to have different operation regions .
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