JPH0290097A - 原子炉の制御棒保持機構 - 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】 「産業上の利用分野］ 本発明は、正常時には制御棒を電磁石により吊り下げ保
持し、異常発生時に原子炉を緊急停止させるため制ｉｎ
棒を切り離して炉心へ挿入する機構に関し、更に詳しく
は、電ｃｎ石の両鉄芯の吸着面を球面構造にして、冷却
材の流体振動に伴うル制御棒の保持−切り離しの誤動作
を防止できるようにした原子炉の制ｊ７１　ｆ！保持機
構に関するものである。

［従来の技術ｊ 一般に高速炉等では炉停止の信頼性を高めるため異常時
に制ｊＢ棒を炉心に挿入する機構を備えている。この機
構の信頼性を高めるために、外部からの操作や信号に依
存せずに原子炉を安全に停止させることができるように
自己作動型電磁石を組み込んだ構成が提案されている。

この種の制御棒保持機構としては例えば第２図に示すよ
うな構成がある。中性子吸収体を有する制御棒ＩＯは炉
心部の案内管Ｉ２内に位置し炉内冷却材１４　（高速増
殖炉では通常液体ナトリウム）中で保持される。制御棒
保持機構は駆動軸１６と、その下端に位置する自己作動
型電磁石１８等を備え、該電磁石１８の磁気的吸引力に
よって前記制御棒１０を保持する。

自己作動型電磁石１８は、第３図に更に詳細に示すよう
に、第１及び第２の鉄芯２０．２２を組み合わせた二分
割ＩＩ造の鉄芯とコイル２４とを具備し、磁気回路の一
部に感温磁性材２６を組み込んだ構成である。なお符号
２８は非磁性連結部材を示す、また符号２９で示す破線
は吸着時の磁界を表している。

自己作動型ｔｆｆｆ石】８は前述したように炉内冷却材
１４中に置かれている。従って炉内に何らかの異常が生
じて周囲温度が上昇すると、惑ｌＡ磁性材２６はその異
常温度に感応して磁性を失うため鉄芯２０．２２同士の
Ｗ＆着而面、ｎでの磁気的吸引力が低下し、切り離され
て制御棒ｌＯは自重により落下し原子炉を停止させる。

Ｌ発明が解決しようとする課題］ 上記のように制御棒ｌＯは、通常、炉内冷却材１４の中
に吊り下げられており、冷却材流動に伴う振動を受けて
揺れが生じる。制御棒１０や電磁石１８を固定している
駆動軸１６は長いため、その曲げモーメントはかなり大
きくなり、このため電磁石１８を構成している分割構造
の鉄芯２０．２２の吸着面には大きな曲げ応力が発生す
る。この曲げ応力によって吸着面の一端が口を開く、こ
れは磁気的吸引力の急激な低下をもたらし、定常運転中
に制御棒１０が落下するという誤動作が生しることにな
る。

特に感温磁性材２６を組み込んだ自己作動型電磁石では
、温度異常時の制御棒切り離し動作を確実にするため定
常運転時の磁気的吸引力をあまり大きく設定できないの
で流体振動による誤動作の危険性は高い。

本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消し
、流体振動により電磁石の吸着面に発生する曲げ応力を
吸収して定常運転中に制御棒が切り離される誤動作を防
止し、それによって自己作動型炉停止機構の信頼性を大
幅に向」ニさせることができるような制御棒保持Ｎ４＃
を提供することにある。

１課題を解決するための手段１ 上記の目的を達成できる本発明は、駆動軸の下端に二分
割構造の鉄芯とコイルとを組み合わせた電磁石を設け、
該電磁石により制御棒の吊り下げ保持−切り離しをｊテ
う機構において、電磁石の両鉄芯の吸着面を球面構造と
した原子炉の制御棒保持機構である。

ここで両鉄芯は上下二個所に吸着面を有するｔｌｉｉａ
とし、中心軸上の任意の一点を中心として共通の半径で
描いた＃１ｌｆｉｌｉ構造とすることが望ましい。

［作用］ 電磁石によって吊り下げられている制？２］１棒は炉内
冷却材中に位置するから、その流体振動によって横方向
の力を受ける。制御棒は長尺ものであるから大きな曲げ
モーメントが作用する。

しかし本発明では７Ｆ！、磁石の両鉄芯の吸着面を球面
構造にしであるため、制御棒に曲げモーメントが加わっ
たとしても吸着面が滑ることで曲げ応力が吸収され、そ
のとき吸着面のギャップは変わらず、磁気的吸引力は低
下しない、従って水平方向の曲げ応力では切り離され難
くなる。

このため定常運転中に電！ｆｆ石が切り離される危険性
が無くなると共に、電磁石に発生させる磁気的吸引力は
従来技術に比べて少なく済む。

［実施例］ 第１図は本発明に係る制御棒保持機構で用いる電＋１１
石の一実施例を示す断面図である。電磁石以外の制御棒
保持機構の基本構成は、第２図に示す従来技術と同様で
あってよいから、説明が重複するのを避けるため記載を
省略する。

電磁石３Ｂは、第１支び第２の鉄芯４０゜４２を組み合
わせた２分割構造の鉄芯とコイル４４とを具備し、磁気
回路の一部に感温磁性材４６を組み込んだ構成である。

なお符号４８は非磁性連結部材を示す。

ここで本発明が従来技術と顕著に相ｉＰｉする点は電磁
石における鉄芯構造である。即ち第１図からも分かるよ
うに、本発明では？ｌｉ石３８の両鉄芯４０．４２の吸
着面を球面構造にしている点である。

第１図に示す実施例では、電磁石の両鉄芯４０．４２は
上下２個所に吸着面１．ｎを有し、それらは第１の鉄芯
４０の中心軸上の一点０を中心とした半径Ｒの球面にな
っている。

このような構成にすると、炉内冷却材中に位置する制御
棒に流体振動等による曲げモーメントが加わったとして
も、球面状の吸着面１．　　ＩＩで滑りが生じて曲げ応
力が吸収され、しかもそのとき吸着面のギヤノブは変化
しないため６ｎ気的吸引力が低下することはない、従っ
て正常状態においては、鉛直下向きに過大な力が加わら
ない限り制ａｌｌ　ｊＩＪは電磁石３８で切り離される
ことはない。また吸着面に発生する曲げ応力が吸収され
るため、磁気的吸引力を従来よりも小さく設定すること
が可能となる。

［発明の効果〕 本発明は上記のよ・）に電磁石の百鉄芯の吸着面を球面
構造とした原子炉の制御棒保持機構であるから、冷却（
オの流動等によって制御棒に曲げモーメントが加わって
も、吸着面の滑りによって曲げ応力を吸収でき、また吸
着面のギヤノブが変化せず、従って磁気的吸引力が低下
することもない、そのため定常運転中に電磁石が切り翻
されて制御棒が落下するといった誤動作の発生を防止で
きる効果がある。

また上記の理由で定常運転中の電磁石による＆ｆ磁気的
吸引力低く設定できるため、炉内温度が異常上昇した時
の制御捧切り離しが一層容易になり、自己作動型炉停止
機構の信較性は大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る制御棒保持機構で用いる電磁石の
一実施例を示す断面図、第２図は従来技術の一例を示す
説明図、第３図はそれに用いる電磁石の断面図である。 ＩＯ・・・制御棒、１２・・・案内管、１４・・・炉内
冷却材、１６・・・駆動軸、１８．３８・・・電磁石、
２０．２２，４０．４２・・・鉄芯、２４．４４・・・
コイル、２６．４６・・・感温磁性材。 特許出願人　動力炉・核燃料開発事業間代　　理　　人
　　　　　茂　　見　　　　　穣第１図 第２図 ２　　　Ｕ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、駆動軸の下端に二分割構造の鉄芯とコイルとを組み
   合わせた電磁石を設け、該電磁石により制御棒の吊り下
   げ保持−切り離しを行う機構において、電磁石の両鉄芯
   の吸着面を球面構造としたことを特徴とする原子炉の制
   御棒保持機構。