JPH02194395A - 高速炉用制御棒駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は高速炉用制御棒駆動装置に係り、特に電磁石直
接連結型の制御棒駆動装置に関する。

（従来の技術） 液体ナトリウムを冷却拐とする高速増殖炉では、炉心の
核燃料の出力を制御したり、また炉内で異常事態か発生
した場合に炉内の中性子を吸収して核反応を緊急停止す
る操作が行われ、これらの操作に制御棒か使用されるこ
とは周知のことである。

この制御棒はラッパ管内に植設した複数本の吸収ピンが
格子板でその上下端部が支持されてなるもので、ラッパ
管の上部には掴み部が形成されている。この制御棒を炉
心領域へ挿入したり、引抜いたりして中性子の吸収量を
変化させて原子炉の核反応を制御する。

炉心で異常事態が発生した場合は、炉心内に制御棒を急
速に挿入して核反応を停止させる。急速に挿入させる動
作は、制御棒駆動機構および重力落下により行う。

また原子炉の燃料交換時においては、炉心領域に制御棒
を完全に挿入した状態で制御棒駆動機構を切離して炉上
部機構を移動させる必要がある。

従来、制御棒駆動機構としては種々の形式のものが提案
されている。なかでも制御棒を直接電磁石で磁気的に吸
引することによって連結する形式が、構造上の単純さな
らびに切離操作において機械的動作が不用である点など
で他の形式よりも有利であると考えられている。

第１１図は、従来のこの種の電磁石直接連結型制御棒駆
動機構を示している。第１１図において、図示しない原
子炉容器の上部開口を閉塞するじゃへいプラグ１の貫通
孔２に長尺筒状上部案内管３を挿入し、この上部案内管
３をその途中に設けたフランジ部４を介してプラグ１に
固定している。

」二部案内管３の上部は、ハウジング５に接続・しその
頂部には図示してないがモーターか載置されている。一
方、上部案内管３の下部は原子炉容器の冷却材つまり液
体ナトリウム６内に没入している。また上部案内管３の
内部には延長管７が挿入されており、延長管７の上部に
はナツト８が固定され、ナツト８はモーターの回転によ
って回転するスクリュー軸９にねじ込まれている。

延長管７の下端には電磁石１０が設置されており、炉心
１１内に植設された下部案内管１２内の制御棒１３上部
に設置したアーマチャ］４を吸収して磁気的に連結して
いる。したがって駆動部のモーターを回転するとスクリ
ュー軸９が回転してナツト８、延長管７および制御棒１
３が一体となって上下動する。また緊急に炉停止を行う
場合には、電磁石１０の励磁電流を遮断することによっ
て制御棒１３を切り離して炉心１１内へ挿入する。

なお、上部案内管３の上部に設置された中性子じゃへい
体１５と延長管７とをベローズ１６によってつなぐこと
により原子炉ナトリウム雰囲気と制御棒駆動機構上部機
構との隔離を行なっている。

（発明が解決しようとする課題） このように、電磁石直接連結型制御棒駆動機構では、原
子炉の燃料交換時において前述したように制御棒１３を
炉心領域に完全に挿入した状態で制御棒駆動機構を切離
し、その後炉上部機構が移動される。しかしこの状態の
時、電磁石１０と制御棒１３の吸着面に異物が付着する
ことが考えられる。吸着面に異物が蓄積されると電磁石
１０とアーマチャ１４との吸着面のギャップが広がって
しまい、このことによって制御棒１３の保持力が低下し
て適正な保持力が得られなくなり、制御棒］３の吸着が
不可能となることが考えられる。

本発明の目的は、このような点を考慮してなされたもの
であり、制御棒の連結を行なう電磁石とアーマチャ間の
吸着面に（＝１着した異物を除去して保持力を復帰させ
る信頼性の高い高速炉用制御棒駆動機構を提供すること
にある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明の第１の発明は前記目的を達成する手段として、
延長管の上端に、モータ駆動のスクリュー軸がねじ込ま
れるナツトを固定するとともに、延長管の下端に、制御
棒を磁着保持して上下動させる電磁石を取付け、スクラ
ム時には、延長管から制御棒を切離し、制御棒単体を炉
心に挿入する高速炉用制御棒駆動機構において、前記延
長管内に、炉外での操作により内部圧力が調節される密
閉室を設けるとともに、前記電磁石の中央部に、下端が
吸着面を向いて開口するノズル部を設け、このノズル部
を、前記密閉室に接続するようにしたことを特徴とする
。

また、本発明の第２の発明は、前記目的を達成する手段
として、延長管の上端に、モータ駆動のスクリュー軸が
ねじ込まれるナツトを固定するとともに、延長管の下端
に、制御棒を磁着保持して上下動させる電磁石を設け、
スクラム時には、延長管から制御棒を切離し、制御棒単
体を炉心に挿入する１ぢ速炉用制御棒駆動機構において
、前記延長管の中心部に、軸方向にスライド駆動されて
下端のノズルか前記電磁石の下面から出没するノズル部
祠を設け、このノズル部祠に供給されるガスを、前記ノ
ズルから噴射させて電磁石および制御棒の吸着面に付着
した異物を除去するようにしたことを特徴とする。

（作　用） 本発明の第１の発明に係る高速炉用制御棒駆動装置にお
いては、密閉室内を低圧にすることにより、液体ナトリ
ウムかノズル部から密閉室内に流入する。この状態で、
電磁石を制御棒に接近させ、密閉室内を高圧にすると、
密閉室内の液体ナトリウムが、電磁石および制御棒の吸
着面間にノズル部から噴射され、前記６吸右面に付着し
ている異物が除去される。

また、本発明の第２の発明に係る高速炉用制御棒駆動装
置においては、通常時は、ノズル部ＪｉＡのノズルは電
磁石内に没入しており、電磁石による制御棒の磁着保持
に支障をきたすことはない。

方、電磁石の吸着面に付着している異物を除去する場合
には、ノズルを電磁石の下面から少し突出させて電磁石
の吸着面に対向させ、この状態でガスを噴射させる。ま
た、制御棒の吸着面に付着している異物を除去する場合
には、ノズルを電磁石の下面から長く突出させて制御棒
の吸着面に対向させ、この状態でガスを噴射させる。こ
れにより、各吸着面にイ」着している異物が除去される
。

（実施例） 以下、本発明の第１実施例を第１図ないし第４図を参照
して説明する。なお、本発明は、延長管下端の電磁石周
りの構造にのみ特徴を有し、その他の点は前記従来のも
のと同一であるので、以下この特徴部分についてのみ図
示説明する。

第１図において、符号７は延長管であり、その下端部に
は、炉心１１の下部案内管１２内に挿入される制御棒］
３上端のアーマチャ１４を磁着保持する電磁石１０が取
付けられている。

前記延長管７内部の電磁石１０上部位置には、第１図に
示すように密閉室１７が設けられており、この密閉室１
７の上端部には、延長管７内に配した管１８の下端部が
接続され、管１８の上端部は、炉外に配した圧力操作ユ
ニット（図示せず）に接続されるようになっている。そ
して前記密閉室１７内は、圧力操作ユニットの操作によ
り、負圧状態あるいは加圧状態に圧力調節できるように
なっている。

一方、前記電磁石１０の中央部には、第１図に示すよう
に上端が前記密閉室１７の下端に連結される管１９が設
けられており、この管１９内には、第４図に示すように
上端か延長管７に固定されるノズル棒２０が配置されて
いる。そして、このノズル棒２０と前記管］９とにより
、下端が電磁石１０の吸着面に向いて開口するノズルが
構成されるようになっている。

このように、前記密閉室１７内を負圧にすることにより
、第２図に示すように液体ナトリウム６が管１９を通っ
て密閉室１７内に流入するとともに、第３図および第４
図に示すように、電磁石］Ｏとアーマチャ１４とを接近
させた状態で、密閉室１７内を加圧することにより、密
閉室１７内の液体ナトリウム６がノズルから噴射され、
電磁石コ０およびアーマチャ１４の吸着面に付着してい
る磁性体異物２１が除去されるようになっている。

次に、本実施例の作用について説明する。

第２図に示すように、制御棒１３を延長管７から切離し
て下部案内管１２に挿入した状態にしておくと、液体ナ
トリウム６中にｌ♀遊する微小な磁性体異物２１が、電
磁石１０およびアーマチャ１４の残留磁気により吸着す
ることになる。そして、磁性体異物２１が付着すると、
電磁石１０およびアーマチャ１４の吸着面間にギャップ
が生じ、制御棒１３を連結することができなくなるおそ
れがある。

そこでこのような場合には、第２図に白矢印で示すよう
に、管１８を介して密閉室１７内を負圧にする。これに
より、第２図に黒矢印で示すように、ノズルを介して液
体ナトリウム６が密閉室１７内に流入する。

次いで、第３図に示すように延長管７を制御棒１３と連
結直前まで下降させ、電磁石１０およびアーマチャ１４
の吸着面間を一定の間隔に保つ。

次いで、第４図に白矢印で示すように、管１８を介して
密閉室１７内を加圧する。すると、密閉室１７内の液体
ナトリウム６が、ノズルから前記両級着面の間に噴射さ
れる。これにより、吸着面に付着している磁性体異物２
１が除去される。

第５図ないし第１０図は、本発明の第２実施例を示すも
ので、以下これについて説明する。

第５図において、延長管７の下部に設置されている電磁
石１０の吸着面には、第５図および第６図に示すように
、円筒状の凹部３１が設けられており、この四部３］に
は、通常はノズル３２が収容されるようになっている。

このノズル３２の上部には、第５図に示すように電磁石
１０を貫通する管３３が連結されており、この管３３の
上端部は、延長管７内に設けたガス室３４内に、レール
材３５を介し軸方向にスライド可能挿入されている。そ
して、前記ノズル３２には、管３６を介しガス室３４に
供給されるガスが、管３３を介して供給されるようにな
っている。

この管３３の中間部には、第５図に示すようにストッパ
３７が設けられており、このストッパ３７と電磁石１０
との間には、ノズル３２を凹部３１内に収容する方向に
常時付勢するコイルスプリング３８が介装されている。

また、前記延長管７のガス室３４下方位置には、第５図
に示すようにシリンダ３９が形成されており、前記管３
３のシリンダ３つに対応する部分には、ピストン４０が
設けられている。そしてこのピストン４０は、導管４１
を介しシリンダ３９内に供給されるガス圧により、前記
コイルスプリング３８の付勢力に抗して図中下方にスラ
イドし、凹部３１内に収容されているノズル３２を電磁
石１０の下面から下方に突出させるようになってい１す る。

なお、その他の点については、前記第１実施例と同一構
成である。

次に、本実施例の作用について説明する。

電磁石１０の吸着面に付着している磁性体異物２１を除
去する場合には、まず導管４１を介してシリンダ３９内
にガス圧を作用させ、コイルスプリング３８の付勢力に
抗しピストン４０をややスライドさせ、ノズル３２を電
磁石１０の下面からやや突出させる。そして、この状態
で、管３６を介しガス室３４内にガスを供給する。この
ガスは、管３３を介してノズル３２から電磁石１０の吸
着面に向かって噴射される。これにより、第７図および
第８図に示すように、電磁石１０に付着している磁性体
異物２１が除去される。

一方、アーマチャ１４の吸着面に付着している磁性体異
物２１を除去する場合には、第９図に示すようにまず延
長管７を制御棒１３の保持位置近くまで挿入する。

次いで、導管４１を介してシリンダ３つ内にガス圧を作
用させ、ピストン４０をスライドさせてノズル３２をア
ーマチャ１４に接触させる。そしてこの状態で、管３６
からガス室３４内に供給されるガスを、管３３を通して
ノズル３２から噴射させる。これにより、第９図および
第１０図に示すように、アーマチャ１４に付着している
磁性体異物２１が除去される。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の第１の発明は、延長管内
に、炉外での操作により内部圧力が調節される密閉室を
設けるとともに、電磁石の中央部に、下端が吸着面を向
いて開口するノズル部を設け、このノズル部を、前記密
閉室に接続するようにしているので、密閉室内に吸引し
た液体ナトリウムをノズル部から噴射させることにより
、電磁石および制御棒の吸着面に付着している異物を同
時に除去することができる。

また、本発明の第２の発明は、電磁石の下面から出没す
るノズルを、電磁石の吸着面および制御棒の吸着面に対
向させ、この状態でガスを噴射さぜることにより、各吸
引５面に（Ｊ石している異物を除去することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る高速炉用制御棒駆動
装置を示す要部断面図、第２図ないし第４図は電磁石お
よびアーマチャの吸着面に付着している磁性体異物を除
去する際の動作を手順に従って順次示す説明図、第５図
は本発明の第２実施例に係る高速炉用制御棒駆動装置を
示す要部断面図、第６図は第５図の■−■線矢視図、第
７図は電磁石の吸着面に付着した異物を除去する際の状
態を示す説明図、第８図は第７図の■−■線矢視図、第
９図はアーマチャの吸着面に付着した異物を除去する際
の状態を示す説明図、第１０図は第９図のＸ−Ｘ線矢視
図、第１１図は従来の高速炉用制御棒駆動装置を示す全
体構成図である。 ６・・・液体すトリウム、７・・・延長管、８・・・ナ
ツト、９・・スクリュー軸、１０・・・電磁石、１１・
・・炉心、］２・・・下部案内管、］３・・・制御棒、
１４・・・アーマチャ、１７・・・密閉室、１８．１９
，３３．３６・・・管、２０・・・ノズル棒、２１・・
・磁性体異物、３１・・・凹部、３２・・・ノズル、３
４・・・ガス室、３７・・・ストッパ、３８・・・コイ
ルスプリング、３９・・・シリンダ、４０・・・ピスト
ン、４１・・・導管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、延長管の上端に、モータ駆動のスクリュー軸がねじ
   込まれるナットを固定するとともに、延長管の下端に、
   制御棒を磁着保持して上下動させる電磁石を取付け、ス
   クラム時には、延長管から制御棒を切離し、制御棒単体
   を炉心に挿入する高速炉用制御棒駆動装置において、前
   記延長管内に、炉外での操作により内部圧力が調節され
   る密閉室を設けるとともに、前記電磁石の中央部に、下
   端が吸着面を向いて開口するノズル部を設け、このノズ
   ル部を、前記密閉室に接続したことを特徴とする高速炉
   用制御棒駆動装置。 ２、延長管の上端に、モータ駆動のスクリュー軸がねじ
   込まれるナットを固定するとともに、延長管の下端に、
   制御棒を磁着保持して上下動させる電磁石を設け、スク
   ラム時には、延長管から制御棒を切離し、制御棒単体を
   炉心に挿入する高速炉用制御棒駆動装置において、前記
   延長管の中心部に、軸方向にスライド駆動されて下端の
   ノズルが前記電磁石の下面から出没するノズル部材を設
   け、このノズル部材に供給されるガスを、前記ノズルか
   ら噴射させて電磁石および制御棒の吸着面に付着した異
   物を除去することを特徴とする高速炉用制御棒駆動装置
   。