JPH03289597A - 電動式制御棒駆動装置 - 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） 本発明は原子力発電所に用いられる電動式制御棒駆動装
置に関する。

（従来の技術） 沸騰水型原子炉に計画されている電動式制御棒駆動装置
（以下ＦＭＣＲＤと略す。）は、原子炉の反応度をゆっ
くりと制御するための制御棒挿入・引抜をモータ駆動に
て操作できる機能及び原子炉の反応度を急激に制御する
ための緊急挿入機能を有している。

原子炉の反応度を制御する制御棒は、安全解析上ある規
定された速度に調整されなければならない。この時、原
子炉内にて制御棒と原子炉内の干渉あるいは、こすり等
が生ずると制御棒の速度が変化するのは明白であるが、
現状の装置ではその検知方法は外部より仮設の計測装置
を取付けて実施する以外になかった。

第３図により従来の構成及び機能について以下に示す６ 制御棒（図中下部のみを示す）１は、ポールナツト２の
上部に支持されポールナツト２は駆動電動機３により駆
動軸４及びボールねじ５を介して上下に駆動される。制
御棒１とポールナツト２の連結部分は機械的に取り外し
可能なラッチ機構となっており分離により補修可能とな
る。この制御棒１とポールナツト２の結合状態は、コイ
ルスプリング６と駆動軸４に取り付けられた分離検出磁
石７により検出される。

すなわち、制御棒１が何らかの理由により、ポールナツ
ト２と分離した時、コイルスプリング６にかかる制御棒
１の荷重用だけばねの力により分離検出磁石７が上方向
へ移動し、この時駆動機構外部に設置されている分離検
出プローブ８が制御棒１の離脱を検出する。なお、この
ＦＭＣＨＤにおいて、制御棒１と原子炉内構造物との干
渉を検出する機能は設置されていない。

（発明が解決しようとする課題） 制御棒と原子炉内構造物との干渉は、制御棒速度の変化
を伴うものであり、原子炉の反応度を抑制するためには
その時間遅れは原子炉に損傷を与える可能性がある。ま
た、干渉による機械的な接触も同様に原子炉構造物、す
なわち燃料に対して損傷を与える可能性がある。

本発明は簡易な構成で、制御棒の原子炉内干渉を制御棒
操作時、常に監視することのできるＦＭＣＲＤを得るこ
とを目的とする。

〔発明の構成〕 （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明においては、原子炉
に用いられるＦＭＣＲＤにおいて、制御棒の荷重を計測
する重量測定器により原子炉内制御棒の干渉及び制御棒
駆動機構と制御棒の結合状態を監視することを特徴とし
たＦＭＣＲＤを提供する。

（作用） 制御棒が駆動される際、駆動機構には、制御棒の自重と
、原子炉内の水力学的抵抗によって作用される荷重を受
ける。この時、原子炉内構造物と制御棒が機械的に接触
している場合、上記荷重に加えて摩擦力による荷重を受
けることになる。

本発明は、制御棒駆動時の荷重を連続計測することによ
り、原子炉内制御棒の状態を確認することが可能となる
。

（実施例） 本発明のＦＭＣＲＤの構成を第１図および第２図を参照
して説明する。第１図に示すＦＭＣＨＤは、原子炉圧力
容器９に設置され、原子炉内へ制御棒１を制御棒駆動機
構最下部に配置される駆動電動機３の回転力を駆動軸４
を介して挿入、引抜きできるような構造となっている。

すなわち駆動軸４の回転は、制御棒１を支えるポールナ
ツト２を上下させる構造となる。この駆動電動機３内に
配設された回転軸１０下部にベアリング１１を介して制
御棒１、駆動軸４、電動機回転軸１０等の垂直方向の荷
重を受けるスラスト受け１２を設置している。このスラ
スト受け１２は重さを電気量に変換する計測器であり、
一般にロードセルと称するものである。この電気的構成
について以下第２図を参照して説明する。

スラスト受け１２（ロードセル）により重さを電気的に
変換した信号は、一定重量を検知する荷重スイッチ１３
と、時間的変化を計測できる記録計１４に接続されてい
る。

以上の構成において第１図に示す様に、制御棒２はポー
ルナツト５の上に直接設置されポールナツト５の上下動
作により制御棒２が原子炉内へ挿入、引き抜きされる。

ポールナツト５、駆動軸４および駆動電動機３は制御棒
２の挿入、引き抜きに対して同一方向、直列に配置され
ており、駆動電動機３の回転軸６には、制御棒２、駆動
軸４等の自重を全て受けることになる。

駆動電動機３下部に設置した電気ばかり（ロードセル）
であるスラスト受け８は、制御棒２が操作されない状態
においては、軸上に加わる一定荷重を指示し、制御棒２
が挿入又は引き抜かれる時には原子炉内の水の抵抗及び
制御棒２が原子炉内構造物とこすれ合う摩擦力が荷重と
して指示されることになる。従って、制御棒２が原子炉
内にて挿入時は通常の荷重以上、引き抜き時はそれ以下
の指示を示した場合、原子炉内構造物との接触が正常で
ないことを示す。又、引き抜き時、制御棒２が原子炉内
にて接触し、駆動軸４との連結が外れ制御棒２が引き抜
かれない場合には、その荷重は制御棒２の自重がかから
ないため、荷重スイッチ９にて検知することができる。

これより、制御棒の正常な挿入、引き抜きと異なる荷重
変化を検知することにより原子炉内での異常な接触によ
る制御棒挿入、引き抜き時間の変化及び原子炉内構造物
への損傷の検知をすることができる。また制御棒が原子
炉内に残ったまま不慮にその自重によって引き抜かれる
制御棒落下事故に対してもその前段階で制御棒と駆動機
構の連結状態を検知し、未然に防止することが可能とな
る。また、本実施例の計測部は、電動機内に設置するも
のであり、その保守性において制御棒駆動機構を分解す
ることの必要はないため、原子炉圧力容器近傍での作業
は極力短くでき、作業者の放射線被ばく量を減少させる
ことができる。

〔発明の効果〕

本発明の電動式制御棒駆動装置は、制御棒の原子炉内干
渉の有無が、制御棒操作の毎に確認できることから、原
子炉の反応度を抑制することに重要な要因となる制御棒
駆動時間の変化を絶えず確認し、原子炉の安全上の監視
を強化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る電動式制御棒駆動機構
の概略断面図、第２図は本発明に用いられる制御棒フリ
クション確認装置の計測系の構成図、第３図は従来の電
動式制御棒駆動機構の概略断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　原子炉圧力容器の下方に配設され制御棒を上下動させ
   る電動式制御棒駆動機構において、この電動式制御棒駆
   動機構に原子炉内制御棒の干渉及び制御棒駆動機構と制
   御棒の結合状態を電動式制御棒駆動機構に加わる制御棒
   の荷重を測定して監視する重量測定器を配設して成るこ
   とを特徴とした電動式制御棒駆動装置。