JP7399044B2 - Control rod drives and reactors - Google Patents
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Description
本開示は、制御棒駆動装置および原子炉に関する。 The present disclosure relates to control rod drives and nuclear reactors.
加圧水型原子炉(PWR:Pressurized Water Reactor)は、炉心内で生成される中性子を制御棒により吸収することで、その中性子数を調整し、原子炉出力を制御している。制御棒は、制御棒駆動装置(CRDM:control rod drive mechanism)により炉心に対して出し入れされる。 A pressurized water reactor (PWR) uses control rods to absorb neutrons generated within the reactor core, thereby adjusting the number of neutrons and controlling the reactor output. Control rods are moved in and out of the reactor core by a control rod drive mechanism (CRDM).
加圧水型原子炉用の制御棒駆動装置としては、例えば、特許文献1に示された磁気式ジャッキが一般に適用される。磁気式ジャッキは、制御棒駆動軸(以降、単に駆動軸という)を間欠的に把持するラッチを、電磁力を利用して動かして駆動軸を軸方向に駆動するもので、円筒状の制御棒駆動装置ハウジング内に収納されている。制御棒駆動装置ハウジングは、駆動軸を内装する駆動軸ハウジング、および外部に電磁コイルを支持し内部にラッチを内装するラッチハウジングで構成されている。ラッチハウジングは、その下端が原子炉容器蓋の内外に貫通して溶接された管台に連結されている。
As a control rod drive device for a pressurized water reactor, for example, a magnetic jack shown in
また、例えば、特許文献2には、炉心、上部炉内構造物、蒸気発生器、加圧器、一次ループ循環ポンプの注入口および排出口が、同じ原子炉容器内に格納されるモジュール式の原子炉が示されている。この原子炉では、制御棒駆動装置全体が、原子炉容器の内部で冷却材に浸かって配置されている。
For example,
ところで、原子炉容器の外部に配置される制御棒駆動装置においては、蓋に貫通する管台に連結されているため、管台の溶接部で一次冷却材の圧力バウンダリを形成している。従って、溶接部の健全性を常に確保しなければならない。万一、溶接部が破断した場合、一次冷却材が漏えいするおそれや、原子炉容器内外の圧力差を推力として制御棒と駆動軸が原子炉容器の外部に飛び出すおそれがある。従って、これらの事故を想定した設計をしなければならない。 By the way, in a control rod drive device disposed outside the reactor vessel, since it is connected to a nozzle stub that penetrates the lid, a pressure boundary for the primary coolant is formed at the welded part of the nozzle stub. Therefore, the integrity of the welded area must be ensured at all times. In the unlikely event that the weld breaks, there is a risk that the primary coolant will leak, and the control rod and drive shaft may fly out of the reactor vessel due to the pressure difference between the inside and outside of the reactor vessel. Therefore, it is necessary to design with these accidents in mind.
本開示は、上述した課題を解決するものであり、一次冷却材の漏えい事故や制御棒と駆動軸が飛び出す事故を想定する設計をすることなく、原子炉容器の安全性を向上することのできる制御棒駆動装置および原子炉を提供することを目的とする。 The present disclosure solves the above-mentioned problems, and makes it possible to improve the safety of a nuclear reactor vessel without having to design a system that takes into account accidents such as primary coolant leakage or control rods and drive shafts popping out. The purpose is to provide control rod drives and nuclear reactors.
上述の目的を達成するために、本開示の一態様に係る制御棒駆動装置は、駆動モータと、前記駆動モータにより駆動される歯車と、前記歯車の駆動により昇降移動が可能に設けられ炉心に出し入れ可能な制御棒が連結される駆動軸と、前記駆動モータから前記駆動軸への駆動力の伝達を接続または切断する電磁クラッチと、を備え、全ての前記構成が原子炉容器の内部に配置されている。 In order to achieve the above object, a control rod drive device according to one aspect of the present disclosure includes a drive motor, a gear driven by the drive motor, and a control rod drive device that is provided to be movable up and down by the drive of the gear and installed in a reactor core. A drive shaft to which a control rod that can be taken in and out is connected, and an electromagnetic clutch that connects or disconnects transmission of driving force from the drive motor to the drive shaft, and all of the above components are arranged inside the reactor vessel. has been done.
上述の目的を達成するために、本開示の一態様に係る原子炉は、上記制御棒駆動装置と、前記制御棒駆動装置により制御される炉心と、前記制御棒駆動装置および前記炉心を内部に配置する原子炉容器と、を備える。 In order to achieve the above object, a nuclear reactor according to one aspect of the present disclosure includes the control rod drive device, a reactor core controlled by the control rod drive device, and a reactor core controlled by the control rod drive device and the core. A reactor vessel to be placed.
本開示によれば、原子炉容器の安全性を向上できる。 According to the present disclosure, the safety of a nuclear reactor vessel can be improved.
以下に、本開示に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。 Embodiments according to the present disclosure will be described in detail below based on the drawings. Note that the present invention is not limited to this embodiment. Furthermore, the constituent elements in the embodiments described below include those that can be easily replaced by those skilled in the art, or those that are substantially the same.
図1は、実施形態の原子炉を示す概略図である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing a nuclear reactor according to an embodiment.
図1に示す原子炉100は、加圧水型の原子力発電プラントに用いられる加圧水型原子炉である。加圧水型の原子力発電プラントは、原子炉100において、一次冷却材である軽水を加熱した後、高温となった一次冷却材を図示しない蒸気発生器に送る。そして、原子力発電プラントは、蒸気発生器において、高温となった一次冷却材を、二次冷却材と熱交換させることにより二次冷却材を蒸発させ、蒸発した二次冷却材の蒸気をタービンに送って発電機を駆動させることにより、発電を行っている。また、蒸気発生器に流入した高温の一次冷却材は、二次冷却材と熱交換を行うことにより冷却され、原子炉100に戻され再び高温に加熱される。一方、タービンで発電に用いられた二次冷却材の蒸気は、復水器で冷却されて液体に戻され復給水管を介して蒸気発生器に戻され一次冷却材との熱交換により再び蒸気となる。
A
原子炉100は、圧力容器である原子炉容器101を有する。原子炉容器101は、原子炉容器本体101Aに原子炉容器蓋101Bが複数のスタッドボルトおよびナットにより固定されている。原子炉容器本体101Aは、一次冷却材を蒸気発生器に送る出口管台101Aaと、蒸気発生器で二次冷却材と熱交換して冷却された一次冷却材が戻される入口管台101Abとが設けられている。この原子炉容器101の内部に、制御棒駆動装置1、および燃料集合体102が収容される。制御棒駆動装置1の詳細は後述するが、原子炉容器101の内部の上側に配置される。燃料集合体102は、核燃料物質であり、原子炉容器101の内部の下側に設けられた炉心103に配置される。燃料集合体102は、図示しないが、多数の燃料棒が支持格子により格子状に束ねられて上下に長尺に構成されている。この燃料集合体102は、炉心103に対し、上端部を上側に向け、下端部を下側に向けて立てられた状態で多数配置される。また、炉心103は、内部に制御棒104が配置される。制御棒104は、多数の燃料集合体102の内部に上側から挿入され抜き挿し可能となっている。制御棒104は、中性子を吸収する制御材で形成され、燃料集合体102の内部に挿入されることで、燃料集合体102の核燃料物質の核分裂反応に伴う中性子を吸収して臨界状態にならないように制御することができる。一方、制御棒104は、燃料集合体102の内部から抜かれることで、原子炉100内の中性子数を増加させ、臨界から定格出力になるまで反応を上げることができる。また、原子炉容器101の内部であって、炉心103と制御棒駆動装置1との間には、制御棒104の昇降を案内する制御棒案内管105が多数配置されている。
The
図2は、実施形態の制御棒駆動装置を示す概略側面図である。図3は、実施形態の制御棒駆動装置を示す一部拡大断面図である。図4は、実施形態の制御棒駆動装置における電磁コイルのケーブルを示す概略斜視図である。図5は、実施形態の制御棒駆動装置を示す斜視図である。図6は、実施形態の制御棒駆動装置を示す底面図である。 FIG. 2 is a schematic side view showing the control rod drive device of the embodiment. FIG. 3 is a partially enlarged sectional view showing the control rod drive device of the embodiment. FIG. 4 is a schematic perspective view showing a cable of an electromagnetic coil in the control rod drive device of the embodiment. FIG. 5 is a perspective view showing the control rod drive device of the embodiment. FIG. 6 is a bottom view showing the control rod drive device of the embodiment.
制御棒駆動装置1は、上述したように原子炉容器101の内部に収容されている。制御棒駆動装置1は、制御棒104を上下方向に移動させることで、制御棒104を燃料集合体102の内部に抜き挿しする制御を行う。制御棒駆動装置1は、駆動モータ2と、電磁クラッチ3と、歯車群4と、駆動軸5と、付勢手段6と、を有する。
The control
駆動モータ2は、図2に示すように、制御棒駆動装置1において上側に配置されている。駆動モータ2は、図3に示すように、ロータ(回転子)2Aと、ステータ(固定子)2Bと、を有する。
The
ロータ2Aは、上下方向に延びる中心軸CL上で上下方向に延びて設けられている。中心軸CLが延びる上下方向を軸方向ともいう。ロータ2Aは、駆動モータ2と、電磁クラッチ3と、歯車群4とを収容するケース7に対して中心軸CLの周りに回転可能に設けられている。ロータ2Aは、磁性材で形成されている。ロータ2Aは、突極2Aaを有する。突極2Aaは、ロータ2Aにおいて中心軸CLから離れる径方向内側に延びた突起であり、中心軸CLの周りの周方向に間隔をおいて複数設けられている。また、ロータ2Aは、中心軸CL上で軸方向に貫通する貫通孔からなる中空部2Abが形成されている。
The
ステータ2Bは、ロータ2Aの周りを囲むように中心軸CLを中心とした筒状に形成されている。ステータ2Bは、磁性材で形成されている。ステータ2Bは、中心軸CLに向く径方向内側に延びてロータ2Aに向き、中心軸CLの周りの周方向に間隔をおいて複数設けられた芯部2Baを有している。ステータ2Bは、各芯部2Baに電磁コイル2Cが絶縁材(図示せず)を介して巻き付けられている。また、ステータ2Bは、電磁コイル2Cが、図4に示す無機絶縁ケーブル8で構成されている。
The
無機絶縁ケーブル8は、心線8aの周りを金属シース8bで囲み、心線8aと金属シース8bとの間に例えば酸化マグネシウムなどの無機絶縁物8cを充填したもので、MIケーブル(Mineral Insulated Cable)ともいう。本実施形態において、無機絶縁ケーブル8は、金属シース8bが耐熱性・耐蝕性に優れる耐熱・耐蝕合金である、例えばインコネル690(登録商標)で形成されている。
The inorganic
この駆動モータ2は、ステータ2Bの電磁コイル2Cへ電流を流すことにより発生する磁界の吸引力によりロータ2Aの突極2Aaが引き付けられロータ2Aが中心軸CLの周りに回転する。即ち、駆動モータ2は、永久磁石を用いず、磁性材からなるロータ2Aを、ステータ2Bの電磁コイル2Cに生じる磁界の吸引力により回転させるリラクタンスモータを構成する。
In this
電磁クラッチ3は、図3に示すように、第一磁極3Aと、第二磁極3Bと、電磁コイル3Cと、を有する。
As shown in FIG. 3, the
第一磁極3Aは、磁性材からなり、駆動モータ2のロータ2Aに固定されている。従って、第一磁極3Aは、駆動モータ2のロータ2Aの回転に伴って回転する。第一磁極3Aは、軸方向の下端に径方向外側に突出し下端面が平坦な吸着部3Aaが形成されている。
The first
第二磁極3Bは、磁性材からなり、第一磁極3Aに磁着することが可能であり、ケース7に対して軸方向に移動可能に設けられている。また、第二磁極3Bは、ケース7に対して中心軸CLの周りに回転可能に設けられている。第二磁極3Bは、軸方向の上端に径方向外側に突出し上端面が平坦な吸着部3Baが形成されている。吸着部3Baは、その上端面が第一磁極3Aの吸着部3Aaの下端面に対向して設けられている。第二磁極3Bは、その下端が歯車群4に接続されている。
The second
第一磁極3Aおよび第二磁極3Bは、中心軸CL上で軸方向に貫通する貫通孔からなる中空部3Dが形成されている。中空部3Dは、駆動モータ2のロータ2Aに形成された中空部2Abと同等の内径に形成され中空部2Abに連通する。
The first
電磁コイル3Cは、ケース7に固定され、第一磁極3Aと第二磁極3Bとに軸方向に磁界を発生するように設けられている。電磁コイル3Cは、図4に示す無機絶縁ケーブル8で構成されている。
The
この電磁クラッチ3は、電磁コイル3Cに電流を流すことで、軸方向に磁界が発生し、第一磁極3Aの吸着部3Aaおよび第二磁極3Bの吸着部3Baに作用する。磁界が吸着部3Aaおよび吸着部3Baに作用すると、これらが相互に吸着する吸着力が発生し、第一磁極3Aに第二磁極3Bが引き付けられ吸着する。第一磁極3Aに第二磁極3Bが吸着すると、第一磁極3Aおよび第二磁極3Bを介して駆動モータ2の回転が歯車群4に伝達される。一方、電磁クラッチ3は、電磁コイル3Cに電流を流さないと、第一磁極3Aの吸着部3Aaおよび第二磁極3Bの吸着部3Baへの磁界の作用がなく、第一磁極3Aと第二磁極3Bとの吸着が解除される。第一磁極3Aと第二磁極3Bとの吸着が解除されると、駆動モータ2の回転が歯車群4に伝達されなくなり、歯車群4が自由な状態になる。
In this
歯車群4は、電磁クラッチ3が吸着した状態において、駆動モータ2により駆動され、駆動軸5を昇降させる。歯車群4は、図5および図6に示すように、第一歯車4Aと、第二歯車4Bと、第三歯車4Cと、第四歯車4Dと、第五歯車4Eと、ラック歯4Fと、を有する。
The
第一歯車4Aは、第一回転軸4Gに形成されている。第一回転軸4Gは、中心軸CL上で軸方向に延びて設けられ、電磁クラッチ3の第二磁極3Bの下端に固定されている。従って、第一回転軸4Gは、駆動モータ2の中心軸CLの周りの回転が伝達される。第一回転軸4Gは、中心軸CL上で軸方向に貫通する貫通孔からなる中空部4Hが形成されている。中空部4Hは、電磁クラッチ3の第一磁極3Aおよび第二磁極3Bに形成された中空部3Dと同等の内径に形成され中空部3Dに連通する。第一歯車4Aは、この第一回転軸4Gの外周部において、周方向に所定ピッチで噛合歯が複数配置されて形成されている。
The
第二歯車4Bは、第二回転軸4Iに形成されている。第二回転軸4Iは、中心軸CLと平行に軸方向に延びて設けられ、ケース7に対して中心軸CLと平行な中心軸の周りに回転可能に配置されている。第二歯車4Bは、この第二回転軸4Iの上端部の外周部において、周方向に所定ピッチで噛合歯が複数配置されて形成されている。第二歯車4Bは、第一歯車4Aに噛み合って設けられている。従って、第二回転軸4Iは、第一歯車4Aと第二歯車4Bとの噛み合いにより、第一回転軸4Gの中心軸CLの周りの回転が伝達される。
The
第三歯車4Cは、第二回転軸4Iの下端部の外周部において、周方向に所定ピッチで噛合歯が複数配置されて形成されている。従って、第三歯車4Cは、第二回転軸4Iの回転に伴って回転する。
The
第四歯車4Dは、第三回転軸4Jに形成されている。第三回転軸4Jは、中心軸CLに対して直角な方向に延びて設けられ、ケース7に対して中心軸CLに直角方向の中心軸の周りに回転可能に配置されている。第三回転軸4Jは、その一端側に自身の中心軸を中心とした円板状の円板部4Jaが固定されている、第四歯車4Dは、この円板部4Jaの一方の面の外周縁に沿って円板部4Jaの周方向に所定ピッチで噛合歯が複数配置されて形成されている。第四歯車4Dは、第三歯車4Cに噛み合って設けられている。従って、第三回転軸4Jは、第三歯車4Cと第四歯車4Dとの噛み合いにより、第二回転軸4Iの回転が伝達される。
The
第五歯車4Eは、第三回転軸4Jに形成されている。第五歯車4Eは、第三回転軸4Jの他端側の外周部において、第三回転軸4Jの周方向に所定ピッチで噛合歯が複数配置されて形成されている。従って、第五歯車4Eは、第三回転軸4Jの回転に伴って回転する。
The
ラック歯4Fは、駆動軸5に形成されている。駆動軸5は、ケース7に対して中心軸CL上に軸方向に昇降移動が可能に設けられている。駆動軸5は、昇降移動において、第一回転軸に形成された中空部4H、電磁クラッチ3の第一磁極3Aおよび第二磁極3Bに形成された中空部3D、ロータ2Aに形成された中空部2Abに挿通される。また、駆動軸5は、制御棒案内管105にも挿通される。ラック歯4Fは、この駆動軸5の外周部において、軸方向に所定ピッチで噛合歯が複数配置されて形成されている。ラック歯4Fは、第五歯車4Eに噛み合って設けられている。第五歯車4Eは、ラック歯4Fに噛み合うピニオン歯を構成する。従って、駆動軸5は、第五歯車4Eとラック歯4Fとの噛み合いにより、第三回転軸4Jの回転が伝達される。駆動軸5は、第五歯車4Eとラック歯4Fとの噛み合いにより、第三回転軸4Jの回転する方向に基づいて、昇降移動する。駆動軸5は、その下端に制御棒104が連結される。
従って、歯車群4は、電磁クラッチ3が吸着し駆動モータ2からの駆動力の伝達を接続されるこことで、駆動モータ2により一方向の回転が伝達され、駆動軸5(制御棒104)を上昇させる。また、歯車群4は、電磁クラッチ3が吸着し駆動モータ2からの駆動力の伝達を接続されるこことで、駆動モータ2により他方向の回転が伝達され、駆動軸5(制御棒104)を下降させる。また、電磁クラッチ3が吸着して歯車群4が駆動モータ2と接続されることで、駆動モータ2が駆動されていない状態において、駆動軸5(制御棒104)を上昇または下降した所定の位置にて保持する。また、歯車群4は、電磁クラッチ3が吸着解除した状態で駆動モータ2からの駆動力の伝達を切断されることで、各回転軸4G,4I,4Jの回転が自由となり、駆動軸5の自由な下降を許容し、駆動軸5を伴った制御棒104の自由落下を許容する。従って、電磁クラッチ3を切断状態とすることで、制御棒104が自由落下するスクラム動作を補償し、燃料集合体102の内部に挿入され燃料集合体102の核燃料物質の核分裂反応を抑制し臨界状態にならないように制御する。
Therefore, the
付勢手段6は、図2に示すように、本実施形態では、制御棒案内管105に設けられている。付勢手段6は、制御棒案内管105の内部に設けられ、この制御棒案内管105に挿通される駆動軸5を常に下方の炉心103側に付勢する圧縮バネを構成する。圧縮バネである付勢手段6は、上端が制御棒案内管105の内部の上端の係合部105aに引っ掛かり、下端が制御棒案内管105の内部において駆動軸5の係合部5aに引っ掛かって設けられている。従って、付勢手段6は、電磁クラッチ3が吸着解除した状態で駆動モータ2からの駆動力の伝達を切断されることで、駆動軸5の自由な下降を助勢し、駆動軸5を伴った制御棒104の自由落下を助勢する。電磁クラッチ3が吸着解除した状態では、歯車群4の噛み合いの負荷が生じるが、付勢手段6は、この負荷に抗して駆動軸5の自由な下降を助勢し、駆動軸5を伴った制御棒104の自由落下を助勢する。かかる付勢手段6の作用は、舶用炉向け原子炉を想定した場合に、原子炉(船体)の傾斜・揺動・転覆の事象においても制御棒104を燃料集合体102の内部に確実に挿入する機能を担う。
As shown in FIG. 2, the biasing means 6 is provided in the control
このように、本実施形態の制御棒駆動装置1は、駆動モータ2と、駆動モータ2により駆動される歯車(歯車群4の第五歯車4E)と、歯車の駆動により昇降移動が可能に設けられ炉心103に出し入れ可能な制御棒104が連結される駆動軸5と、駆動モータ2から駆動軸5への駆動力の伝達を接続または切断する電磁クラッチ3と、を備え、全ての前記構成(駆動モータ2、歯車群4、駆動軸5、電磁クラッチ3、炉心103、制御棒104)が原子炉容器101の内部に配置されている。
In this way, the control
この制御棒駆動装置1によれば、駆動モータ2と、歯車(歯車群4の第五歯車4E)と、駆動軸5と、電磁クラッチ3とが、原子炉容器101の内部に配置されているため、原子炉容器101の外部に制御棒104を駆動する構成を有さない。即ち、本実施形態の制御棒駆動装置1は、原子炉容器101の内部から外部に貫通する管台を不要とし、このため、本実施形態の制御棒駆動装置1を適用することで、管台の溶接部の破断事故を想定した設計をする必要がない。この結果、本実施形態の制御棒駆動装置1によれば、原子炉容器101の安全性を向上できる。
According to this control
ここで、図7に例示する一般的な原子炉1000のように、原子炉容器1101の外部に管台1106を介して配置される制御棒駆動装置1001においては、原子炉容器1101の外部から駆動軸により原子炉容器1101の内部の炉心に対して制御棒を出し入れするため、駆動軸の長さがながくなるため、原子炉容器1101の外部に駆動棒が挿通されるケース1009が上部に長く延びて設けられる。この制御棒駆動装置1001およびケース1009を含む原子炉容器1101の全体の高さLaとなる。一方、本実施形態の制御棒駆動装置1を適用すると、駆動モータ2と、歯車(歯車群4の第五歯車4E)と、駆動軸5と、電磁クラッチ3とが、原子炉容器101の内部に配置されているため、上述したケース1009が不要になり、図1に示すように、原子炉1000の内径Daと同等の内径Dbとした場合に、原子炉容器101の全体の高さLbは、原子炉容器1101の全体の高さLaよりも低くなる。この結果、本実施形態の制御棒駆動装置1によれば、原子炉容器101の小型化を図れる。
Here, in a control
また、本実施形態の制御棒駆動装置1において、歯車(歯車群4の第五歯車4E)と駆動軸5との連結は、ピニオン歯である第五歯車4Eが駆動軸5のラック歯4Fとの噛み合いによる。本実施形態の制御棒駆動装置1は、このようなラックピニオンの簡素な噛み合いにより、駆動軸5の昇降を駆動している。この結果、本実施形態の制御棒駆動装置1によれば、高温および水中の環境において、故障の少ない簡素な構成において制御棒104の駆動を確実に行うことができる。
In the control
また、本実施形態の制御棒駆動装置1において、電磁クラッチ3は、駆動モータ2から駆動軸5への駆動力の伝達を接続または切断するもので、駆動モータ2から駆動軸5への駆動力の伝達を切断することで、歯車を介し駆動軸5の自由な下降を許容でき、駆動軸5を伴った制御棒104の自由落下を許容する。従って、本実施形態の制御棒駆動装置1によれば、電磁クラッチ3を切断状態とすることで、制御棒104が自由落下し、燃料集合体102の内部に挿入されるため、燃料集合体102の核燃料物質の核分裂反応を抑制し臨界状態にならないように制御できる。
Further, in the control
また、本実施形態の制御棒駆動装置1では、駆動モータ2は、磁性材からなるロータ2Aを、ステータ2Bの電磁コイル2Cに生じる磁界の吸引力により回転させる。
Moreover, in the control
この制御棒駆動装置1によれば、駆動モータ2は、永久磁石を用いないリラクタンスモータを構成できる。永久磁石は、耐熱性が低く、350℃以上の高温となる原子炉容器101の内部において使用が難しい。この結果、本実施形態の制御棒駆動装置1によれば、高温の原子炉容器101の内部への配置を実現できる。
According to this control
また、本実施形態の制御棒駆動装置1では、駆動モータ2および電磁クラッチ3は、電磁コイル2C,3Cのケーブルが無機絶縁ケーブル8からなる。
Further, in the control
この制御棒駆動装置1によれば、無機絶縁ケーブル8を用いることで、ステータ2Bの内部への浸水時において電磁コイル2C,3Cの機能を維持できる。
According to this control
また、本実施形態の制御棒駆動装置1では、無機絶縁ケーブル8は、金属シース8bが耐熱・耐蝕合金からなる。
Furthermore, in the control
この制御棒駆動装置1によれば、無機絶縁ケーブル8の金属シース8bに耐熱・耐蝕合金を用いることで、耐熱性を向上し、高温での環境において電磁コイル2C,3Cの機能を維持できる。
According to this control
また、本実施形態の制御棒駆動装置1では、駆動モータ2のロータ2Aの中心軸CL上で軸方向に貫通する中空部2Ab,3D,4Hが形成され、中空部2Ab,3D,4Hに駆動軸5が挿通される。
In addition, in the control
この制御棒駆動装置1によれば、駆動モータ2のロータ2Aの中心軸CL上に駆動軸5を配置でき、装置の小型化を図れる。
According to this control
また、本実施形態の制御棒駆動装置1では、駆動軸5を常に炉心103側に付勢する付勢手段6を有する。
Furthermore, the control
この制御棒駆動装置1によれば、電磁クラッチ3が吸着解除した状態では、歯車の噛み合いの負荷が生じるが、付勢手段6は、この負荷に抗して駆動軸5の自由な下降を助勢し、駆動軸5を伴った制御棒104の自由落下を助勢できる。この結果、本実施形態の制御棒駆動装置1によれば、燃料集合体102の核燃料物質の核分裂反応を確実に抑制し臨界状態にならないように安全に制御できる。かかる付勢手段6の作用は、舶用炉向け原子炉を想定した場合に、原子炉(船体)の傾斜・揺動・転覆の事象においても制御棒104を燃料集合体102の内部に確実に挿入する機能を担う。
According to this control
また、本実施形態の原子炉100は、上述した本実施形態の制御棒駆動装置1と、制御棒駆動装置1により制御される炉心103と、制御棒駆動装置1および炉心103を内部に配置する原子炉容器101と、を備える。
Moreover, the
この原子炉容器101によれば、原子炉容器101の安全性を向上でき、原子炉容器101の小型化を図れ、高温および水中の環境において制御棒104の駆動を確実に行うことができ、安全な制御ができる。
According to this
1 制御棒駆動装置
2 駆動モータ
2A ロータ
2Ab 中空部
2B ステータ
2C 電磁コイル
3 電磁クラッチ
3C 電磁コイル
3D 中空部
4 歯車群
4E 第五歯車
4F ラック歯
5 駆動軸
6 付勢手段
8 無機絶縁ケーブル
8b 金属シース
100 原子炉
101 原子炉容器
103 炉心
104 制御棒
1 Control
Claims (7)
前記駆動モータにより駆動される歯車と、
前記歯車の駆動により昇降移動が可能に設けられ炉心に出し入れ可能な制御棒が連結される駆動軸と、
前記駆動モータから前記駆動軸への駆動力の伝達を接続または切断する電磁クラッチと、
を備え、前記駆動モータ、前記歯車、前記駆動軸、および前記電磁クラッチが原子炉容器の内部に配置されており、前記原子炉容器が原子炉容器本体の上部に原子炉容器蓋が設けられて前記原子炉容器蓋を前記原子炉容器本体から外した場合に、その一部が前記原子炉容器本体から表れる、制御棒駆動装置。 a drive motor;
a gear driven by the drive motor;
a drive shaft that is connected to a control rod that can be moved up and down by the drive of the gear and that can be taken in and out of the reactor core;
an electromagnetic clutch that connects or disconnects transmission of driving force from the drive motor to the drive shaft;
The drive motor, the gear, the drive shaft, and the electromagnetic clutch are arranged inside a reactor vessel, and the reactor vessel is provided with a reactor vessel lid on an upper part of the reactor vessel body. A control rod drive device in which a portion of the reactor vessel lid is exposed from the reactor vessel body when the reactor vessel lid is removed from the reactor vessel body .
前記制御棒駆動装置により制御される炉心と、
前記制御棒駆動装置および前記炉心を内部に配置する原子炉容器と、
を備える、原子炉。 A control rod drive device according to any one of claims 1 to 6,
a reactor core controlled by the control rod drive device;
a nuclear reactor vessel disposed inside the control rod drive device and the reactor core;
A nuclear reactor equipped with
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