JPH03158794A - 制御棒駆動機構取扱装置 - 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） 本発明は沸騰水型原子炉等における制御棒を駆動する制
御棒駆動機構の定期点検時等に、その分解組立を容易な
らしめることができる制御棒駆動機構取扱装置に係る。

（従来の技術） 一般に沸騰水型原子炉においては、原子炉圧力容器底面
外部に設けた制御棒駆動機構によって制御棒を炉心に対
して挿抜し、原子炉出力を制御するようにしている。

第６図は沸騰水型原子炉の制御棒駆動機構の配置および
その概略を示している。この図において。

原子炉圧力容器１の底面外部には多数の制御棒駆動機構
２が設けられており、各制御棒駆動機構２の頂部にはそ
れぞれ制御棒３が連結されている。

各制御棒３は前記制御棒駆動機構２の作動によって、そ
れぞれ炉心４に対して挿抜されるようになっている。

第７図は従来の制御棒駆動機構２の詳細を示す縦断面図
である。この図において、原子炉圧力容器１の底面には
、長大な制御棒駆動機構ハウジング５が貫通、固着され
ている。上記制御棒駆動機構ハウジング５の下端には、
取付ボルト６によって制御棒駆動機構２が着脱自在に取
り付けられている。前記制御棒駆動機構ハウジング５内
には。

アウターチューブ７ａとその内部に位置するガイドチュ
ーブ７ｂとが同心的に配置され、それ等の相対的位置は
固定されている。前記アウターチューブ７ａの下端には
、下部円筒部８およびモータブラケット９を介して電動
機１０が取り付けられている。

前記電動１ｉｏは制御棒３を挿抜駆動するものである。

すなわち、その出力軸１１は歯車機構１２を介して回転
伝達軸１３に連結され、この回転伝達軸の上端は駆動ね
じ１４にキーおよびキー溝（図示されない）によって連
結されている。前記駆動ねじ１４は制御棒駆動機構ハウ
ジング５のほぼ全長におよぶ長さとしである。

駆動ねじ１４には、上面の一側に設けたボール１６ａを
ガイドチューブ７ｂ内面の軸方向溝１７に係合させて回
転方向に拘束したナツト１５が螺合されている。このナ
ツト上面には、前記駆動ねじ１４を同心的に覆う長尺の
中空ピストン１８の下部開口端が接離自在に載置されて
いる。前記中空ピストン１８の長さはナツト１５が最下
位置にある場合に、制御棒３と前記中空ピストン１８上
端とを連結するカップリングスパッド１９が原子炉圧力
容器１内に丁度突出するように選定されている。

中空ピストン１８はその下端−側に前記軸方向の溝１７
に係合するボール１６ｂを有しており、回転方向には拘
束されている。さらに、中空ピストン１８にはガイドチ
ューブ７ｂに設けた図示しない窓孔と協働して、不時の
落下を防止するランチ２０が設けられている。制御棒駆
動機構ハウジング５内には、その下部フランジ、アウタ
ーチューブ７ａ、ガイドチューブ７ｂを貫通して設けた
導入口２１を通じて常に水（パージ水）が充填されてお
り、この水は中空ピストン１８と制御棒駆動ｆｉ！ハウ
ジング５内上部のラビリンスシール２２とのギャップを
通じて原子炉圧力容器内の炉水と連通している。

上記構成の制御棒駆動機構２において、原子炉通常運転
時の制御棒３の挿抜は次のようにして行われる。すなわ
ち、電動機１０を正転または逆転させれば、これに連結
された駆動ねじ１４も正転または逆転され、前記駆動ね
じ１４に螺合され回転方向には拘束されたナツト１５は
上昇または下降する。すると、このナット１５上面に自
重で載置された中空ピストン１８もナツト１５の上昇ま
たは下降に伴い上昇または下降を行い、これにカップリ
ングスパッド１９を介して連結された制御棒３は炉心４
に対して挿抜される。

一方、緊急事態が発生し制御棒の急速挿入が要求される
場合の作動は次の通りである。緊急事態発生に際しては
、導入口２１から制御棒駆動機構ハウジングＳ内の中空
ピストン１８下方に高圧水が供給される。中空ピストン
１８は自重によってナツト１５上に載置されているだけ
であるから。

前記高圧水の注入によってナツト１５から分離して急速
に上昇する。これにより、制御棒３の急速挿入がなされ
る。前記の中空ピストン１８の上昇の終末において、ラ
ッチ２０の下端部が図示しない窓孔にひっかかり、制御
棒の不時の落下を防止する。

上記の制御棒３の緊急挿入がなされた後、これを通常状
態に復帰させるには、電動機１０を起動してナツト１５
を上昇させて、これと前記中空ピストン１８とを接触さ
せて中空ピストン１８のラッチ２０を元に戻して窓孔と
の係合を解除し、次いで電動機１０を逆転させてナツト
１５を下降させ中空ピストン１８を下降させる。これで
制御棒駆動機構は通常状態に復帰されたこととなる。

制御棒３の炉心に対する挿抜、緊急挿入が確実になされ
ることが原子炉の健全性確保上重要であるため、上記構
成の制御棒駆動機構２は原子炉の１年毎の定期検査に際
し、予め定めた台数宛分解・点検が施される。この際の
取り外しは下方から電動機１０、モータブラケット９、
下部円筒部８、制御棒駆動機構２の順に行われ、点検終
了後の組立は前記とは逆の順に行われる。

而して、前記の分解・点検時にも炉心を未臨界に維持す
るため、制御棒は挿入状態に保持されなければならない
、従って、分解組立時にあっては制御棒が落下し・ない
ようにする必要がある。そこで、従来は駆動ねじ１４の
回転を抑止するストッパを設け、電動機１０が取り外さ
れた時点で前記ストッパが作動するようにして前記落下
を防止するようにしている。すなわち１図中２３は電動
機上端面に設けたアームであり、２４は回転伝達軸１３
基部に設けた溝２５と協働するばね作動のストッパであ
る。この構成において、電動機１０が取り外されアーム
２３が引き抜かれると、前記ばね作動のストッパ２４が
溝２５に入り込み、回転伝達軸１３．従って駆動ねじ１
４の回転を抑止し、制御棒３の落下を防止する。

次に下部円筒部８を取り外す際には１回転伝達軸１３を
はじめ下部円筒部８の内部構造物も同時に取り外す、こ
の時、シール２６とマグネットハウジング２７のカップ
リングを外し、シール２６を下方にすらせアウターチュ
ーブ７ａの下端のスプライン（図示しない）に噛み合せ
る。これによ緬 り、起動ねじ１４は回転を抑止され、制御棒３の落下は
防止される。

組立は上記と逆の手順で行われる。すなわち、制御棒駆
動機構２と下部円筒部８の装着は、シール２６とマグネ
ットハウジング２７とを嵌合し。

シール２６を若干上昇させてなされる。この時、駆動ね
じ１４の回転防止はシール２６によるのではなく、下部
円筒部８のストッパ２４と回転伝達軸１３の溝部２５と
の嵌合によってなされている。

次いで、電動機１０の装着を行う、この装着に際し出力
軸１１と歯車機構１２の嵌合がなされ、電動機１０に具
えられたアーム２３によるストッパ２４の溝部２５から
の離脱がなされる。

（発明が解決しようとする課Ｍ） 上記の制御棒駆動機構２の本体と下部円筒部８の装着時
のシール２６とマグネットハウジング２７との嵌合につ
いて次のような問題がある。すなわち、この場合に下部
円筒部８側の回転伝達軸１３はストッパ２４によって回
転が阻止された状態にあり円周方向に殆ど裕度がなく、
シール２６とマグネットハウジング２７の歯車が噛み合
わないことから、前記の嵌合が不完全となるおそれがあ
る。また、そのためシール２６．マグネットハウジング
２７の損傷を生じるおそれもある。さらに。

前記嵌合が不完全なままシール２６を上昇させて回転伝
達軸１３の回転阻止を解除すると、駆動ねじ１４の回転
阻止が不可能となり、制御棒の落下、炉水の漏洩１機器
の破損等をひき起し、機器、プラントの健全性、安全性
の維持上問題があった。

本発明は上記の事情に基づきなされたもので、上記のよ
うな問題をひき起すことなく、制御棒駆動機構の再組立
をなし得る制御棒駆動機構取扱装置を提供することを目
的としている。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明の制御棒駆動機構取扱装置は、制御棒駆動機構本
体に取り付けられる下部円筒体に係合する円筒状のガイ
ドと、このガイド内底面に設けられ前記下部円筒体との
係合時にその初期において前記下部円筒体下面の歯車機
構と噛合する可動スプラインと、前記内底面に植立され
前記可動スプラインの前記歯車機構との噛合後において
前記下部円筒体底面の前記回転伝達軸に対するストッパ
を押圧解除するアームとを有することを特徴とする。

（作用） 上記構成の本発明の制御棒駆動機構取扱装置においては
、これに下部円筒体を装着することにより装着と同時に
下部円筒体の回転伝達軸の拘束が解除されるから、制御
棒駆動機構本体のシールと下部円筒体のマグネットハウ
ジングとの嵌合は円滑、完全に行われ、シール、マグネ
ットハウジングに損傷を生じることはない。

（実施例） 第７図と同一部分には同一符号を付した第１図は１本発
明−実施例を制御棒駆動機構との関係で示す断面図であ
る。

第１図は制御棒駆動機構２の本体に、下部円筒部８を本
発明装置３０によって装着しようとしている状態を示し
ている。この状態にあっては、駆動ねじ１４の回転、換
言すれば制御棒３の落下は、シール２６とアウタ−チュ
ーブ７ａ下端部の嵌合によって防止されている。下部円
筒部８の装着に先立ち、下部円筒部８に本発明の取扱装
置３０を装着する。

本発明の取扱袋［３０は第１図に示すように。

下部円筒部８に嵌合し得る内径の円筒状ガイド３１と、
このガイドの内底面郊にガイド軸線に並行に突出された
アーム３２と、ガイド３１内周面に設けられガイド半径
を含む断面がＬ字状で、平面形状が前記ガイド３１と同
心の円弧状をなすフード３３に案内される可動スプライ
ン３４と、この可動スプラインと前記ガイド３１内底面
間に介在され可動スプライン３４の運動を容易とするボ
ール３５とを有する。

第２図は本発明取扱装置の全体構成を示す一部切欠斜視
図であり、第３図は前記可動スプライン３４およびフー
ド３３の横断面図、第４図は前記可動スプラインのみを
取り出して示す斜視図である。

これ等の図において、可動スプライン３４は断面円弧状
とされその凸な面の円周方向中央には。

径方向に突出し軸方向に延在する板状突起３６が設けら
れている。この板状突起３６にはその上端外縁に沿って
突出し、前記フード３３およびガイド３１内周面の形成
する空間に嵌入するガイド突起３６ａが設けられている
。

また、可動スプライン３４の内周下部には歯車機構１２
の歯と噛み合い得るスプライン歯３７が形成されている
。さらに、可動スプライン３４の下面には底抜３８が固
着され、前記ボール３５は前記底板３８とガイド３１内
底面との間に介在されている。フード３３は第３図に示
すようにその円周方向両端に径方向に突出し軸方向に延
在する側１３３ａ、３３ａを具え、これ等の側壁と前記
板状突起３６との間には、軸方向に分布して配置された
複数筒のコイルばね３９．３９がそれぞれ弾設されてい
る。

上記構成の本発明取扱装置によって、制御棒駆動機構２
本体への下部円筒部８の装着は次のようにしてなされる
。先ず、前記のように下部円筒部８の装着に先立ち、下
部円筒部８の下方から本発明取扱装置３０を挿入する（
第１図矢符Ａ）、この挿入の初期において、可動スプラ
イン３４が歯車機４ｉ１ｆ１２に接触する。可動スプラ
イン３４はコイルばね３９．３９によってフード３３の
両側壁３３ａ、３３ａに対して可撓に支持されており。

しかも底板３８とガイド３１内底面との間にはボール３
５が介在されているため１円周方向に自由に動くことが
でき、そのスプライン歯３７と歯車機構１２とは、前記
のように挿入するだけで無理なく噛合することができる
。

次いで、ガイド３１内底面から突出したアーム３２がス
トッパ２４と接触し、これと回転伝達軸１３の溝２５と
の係合を解除する。ここで１回転伝達軸１３はその回転
方向拘束を解除され、回動自在となる。

上記のように下部円筒体８に本発明の取扱装置３ｏを装
着することによって回転伝達軸１３を自由とした上で、
シール２６とマグネットハウジング２７とを嵌合させれ
ば、それ等に無理な力が作用することなく、シかも円滑
且つ完全な嵌合を得ることができる。

上記のようにして下部円筒部８を制御棒駆動機構２１の
本体に装着し、これを取付ボルト６によって前記本体に
固定する。

なお、上記のようにして下部円筒部８の取付を終了した
後、本発明の取扱袋［３０はガイド３１を単に下部円筒
部８から引き抜くことによって取り外される。前記引き
抜きの初期にアーム３３が先ずストッパ２４から外れ、
ストッパ２４を回転伝達軸１３の溝２５に係合させ、前
記回転伝達軸１３の回転を抑止する０次に、引き続くガ
イド３１の引き抜きによって可動スプライン３４が歯車
機構１２から離脱する。このようにして本発明の取扱装
置は取り外される。

本発明は上記実施例のみに限定されない、上記実施例は
既存の制御棒駆動機構に５何等の改変を加えることなく
使用し得るように構成されたものであるが、制御棒駆動
機構に改変が許容される場合には第５図に示すような取
扱装置を使用することができる。第５図はこの第２の実
施例の要部を下部円筒部８の底面外方より見た平面図で
ある。

この実施例では、回転伝達軸１３には下部円筒体８から
突出した軸端の歯車機構１２と下部円筒体８底面との間
に１台形の複数の切欠４３ａを具えた溝付円板４３が固
着されている。また、前記底板下面には前記溝付円板４
３の切欠４３ａに係合する先端を具えたストッパ４４が
、その基端を支持枠４５に支持させて設けたある。而し
て、前記支持枠４５とストッパ４４基端後面との間には
コイルばね４６が弾設され、前記ストッパ４４にその先
端を前記溝付円板４３に向けて突出抑圧するばね力が加
えられている。さらに、前記ストッパ４４基端両側面と
支持枠４５側壁との間には、それぞれコイルばね４７．
４７が弾設され、ストッパ４４は前記支持枠４５に対し
成る範囲内で首振り可能に支持されている。

上記のようにすれば、回転伝達軸１３は前記ストッパ４
４の首振り可能の範囲内で回動が可能である。従って、
下部円筒体８の制御棒駆動機構２本体への装着に際して
、前記回転伝達軸１３は円周方向に若干の裕度を持つこ
ととなり、シール２６とマグネットハウジング２７の歯
車が噛み合いが得られ、前記のシール２６とマグネット
ハウジング２７との嵌合が不完全となることはない。

［発明の効果］ 上記から明らかなように本発明の制御棒駆動機構取扱装
置に下部円筒体を装着すれば、その装着と同時に下部円
筒体の回転伝達軸の拘束が解除されるから、制御棒駆動
機構本体のシールと下部円筒体のマグネットハウジング
との嵌合は円滑、完全に行われ、シール、マグネットハ
ウジングに損傷を生じることはない、さらに、前記嵌合
が完全になされたところでシールを上昇させて回転伝達
軸の回転阻止を解除するから、駆動ねじの回転阻止が不
可能となることはなく、制御棒の落下、炉水の漏洩、機
器の破損等をひき起すことはない。

従って、機器、プラントの健全性、安全性はこれを完全
に維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例を制御棒駆動機構との関係で示
す断面図、第２図は本発明取扱装置の全体構成を示す一
部切欠斜視図、第３図は前記可動スプラインおよびフー
ドの横断面図、第４図は前記可動スプラインのみを取り
出して示す斜視図。 第５図は本発明の第２の実施例の要部を下部円筒部８の
底面外方より見た平面図、第６図は沸騰水型原子炉の制
御棒駆動機構の配置およびその概略図、第７図は従来の
制御棒駆動機構２の詳細を示す縦断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 制御棒駆動機構本体に取り付けられる下部円筒体に係合
   する円筒状のガイドと、このガイド内底面に設けられ前
   記下部円筒体との係合時にその初期において前記下部円
   筒体下面の歯車機構と噛合する可動スプラインと、前記
   内底面に植立され前記可動スプラインの前記歯車機構と
   の噛合後において前記下部円筒体底面の前記回転伝達軸
   に対するストッパを押圧解除するアームとを有すること
   を特徴とする制御棒駆動機構取扱装置。