JPH07159576A - Control rod driving mechanism - Google Patents

Control rod driving mechanism

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JPH07159576A
JPH07159576A JP5308815A JP30881593A JPH07159576A JP H07159576 A JPH07159576 A JP H07159576A JP 5308815 A JP5308815 A JP 5308815A JP 30881593 A JP30881593 A JP 30881593A JP H07159576 A JPH07159576 A JP H07159576A
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JP
Japan
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piston
control rod
stop
guide ribbon
magnet
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Application number
JP5308815A
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Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Sosa
豊 曽佐
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

PURPOSE:To mitigate the load applied to a guide ribbon and a roller and improve reliability. CONSTITUTION:This control rod driving mechanism is provided with a stop piston 33 for surrounding a hollow piston 19 in an outer tube 46, a guide ribbon 39 kept in contact with the lower face of the stop piston 33 at its upper end, a spring 43 to follow the stop pin 33 on the guide ribbon 39, and a magnet at the lower section of the guide ribbon 39. The control rod driving mechanism can be smoothly operated while no impact force is applied to the guide ribbon 39 at the time of a scram and no eccentric reaction force is applied to the stop pin 33.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は軽水炉としての沸騰水型
原子炉(以下、BWRと記す)に使用される制御棒駆動
機構(以下、CRDと記す)に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control rod drive mechanism (hereinafter referred to as CRD) used in a boiling water reactor (hereinafter referred to as BWR) as a light water reactor.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3は、従来のBWRの概略構成を示す
もので、原子炉圧力容器1内に減速材を兼ねる冷却材2
が収容される一方、中央下部には炉心3が配置され、炉
心シュラウド4により囲まれている。炉心3には多数の
燃料集合体(図示せず)が装荷され、4体一組の燃料集
合体間に制御棒5が出し入れ自在に収容される。
2. Description of the Related Art FIG. 3 shows a schematic structure of a conventional BWR, in which a coolant 2 also serving as a moderator is provided in a reactor pressure vessel 1.
While the core 3 is housed therein, the core 3 is arranged in the lower central part and is surrounded by the core shroud 4. A large number of fuel assemblies (not shown) are loaded in the core 3, and the control rods 5 are housed so as to be freely inserted and removed between a set of four fuel assemblies.

【0003】このBWRにおいて、冷却材2は炉心3内
を上方に向かって流れ、その間に炉心3から核分裂連鎖
反応により発生する熱を冷却材2に伝達し、冷却材2を
加熱している。加熱された冷却材2は水と蒸気の気液二
相流となって炉心3上方へ移動し、炉心3から気水分離
器6に案内される。
In this BWR, the coolant 2 flows upward in the core 3, while heat generated by the fission chain reaction from the core 3 is transferred to the coolant 2 to heat the coolant 2. The heated coolant 2 becomes a gas-liquid two-phase flow of water and steam, moves above the core 3, and is guided from the core 3 to the steam separator 6.

【0004】気液二層の冷却材は気水分離器6で水と蒸
気に分離された後、蒸気は図示しない蒸気乾燥器を経て
主蒸気配管から蒸気タービン系に送られて蒸気タービン
を駆動させる。蒸気タービン系で仕事をした蒸気は、復
水器で凝縮されて復水となった後、原子炉復水系および
給水系を経て原子炉圧力容器1に給水として再び戻され
る。
After the gas-liquid two-layer coolant is separated into water and steam by a steam separator 6, the steam is sent from a main steam pipe to a steam turbine system through a steam dryer (not shown) to drive a steam turbine. Let The steam that has worked in the steam turbine system is condensed in the condenser to be condensed water, and then returns to the reactor pressure vessel 1 again as supply water through the reactor condensate system and the water supply system.

【0005】一方、気水分離器6で分離された水は、ダ
ウンカマ部7を流化し、原子炉復水系および給水系を通
って送られてくる給水と混合した状態で炉心下部に案内
され、再び炉心3に導かれる。
On the other hand, the water separated by the steam-water separator 6 is guided to the lower part of the core in a state where the downcomer section 7 is flown and mixed with the feed water sent through the reactor condensate system and the feed water system. It is guided to the core 3 again.

【0006】また、原子炉圧力容器1の炉心3には原子
炉の起動・停止や炉出力調整のため制御棒5がCRD8
により出し入れされる。CRD8は原子炉圧力容器1の
底部1aから下方に延びるCRDハウジング9内に収容
される一体構造物(アッセンブリ)であり、CRDハウ
ジング9の下部フランジ9aにボルト接合により固定さ
れる。
Further, a control rod 5 is provided in the core 3 of the reactor pressure vessel 1 for controlling the start and stop of the reactor and adjusting the reactor power.
It is taken in and out by. The CRD 8 is an integral structure (assembly) housed in a CRD housing 9 extending downward from the bottom portion 1a of the reactor pressure vessel 1, and is fixed to a lower flange 9a of the CRD housing 9 by bolting.

【0007】このCRD8は図4に示すように電動駆動
型式のCRDであり、下部に電動機10が取り付けられる
電動機10からの回転軸11は、ギヤカップリング機構12を
介してCRD8の駆動軸13に連結される。駆動軸13はボ
ールねじ軸14に回転一体に連結され、このボールねじ軸
14にはボールナット15が螺合している。
The CRD 8 is an electric drive type CRD as shown in FIG. 4, and the rotating shaft 11 from the electric motor 10 to which the electric motor 10 is attached at the bottom is connected to a drive shaft 13 of the CRD 8 via a gear coupling mechanism 12. Be connected. The drive shaft 13 is connected to the ball screw shaft 14 so as to rotate integrally therewith.
A ball nut 15 is screwed onto 14.

【0008】ボールナット15には、対をなすローラ16が
ガイドチューブ17の内周面に形成された軸方向の取付板
18を挟持するように設置される。ボールナット15の上方
には中空状のピストン19が設置され、このピストン19は
ピストンチューブ19a上端に設置されたカップリング20
を介して制御棒5に連結される。
A pair of rollers 16 is attached to the ball nut 15 in the axial direction.
It is installed so as to sandwich 18. A hollow piston 19 is installed above the ball nut 15, and the piston 19 is a coupling 20 installed at the upper end of the piston tube 19a.
Is connected to the control rod 5 via.

【0009】そして、電動機10の駆動により回転軸11お
よび駆動軸13を介してボールねじ軸14が回転し、このボ
ールねじ軸14の回転によりボールナット15が上下動する
ようになっている。その際、ボールナット15は取付板18
により回転が規制されて上下動し、このボールナット15
の上下動によりピストン19を介して制御棒5が上下動す
る。
The ball screw shaft 14 is rotated via the rotary shaft 11 and the drive shaft 13 by driving the electric motor 10, and the ball nut 15 is vertically moved by the rotation of the ball screw shaft 14. At that time, the ball nut 15 is attached to the mounting plate 18
The rotation of the ball nut 15 is restricted by the
By the vertical movement of the control rod 5, the control rod 5 moves up and down via the piston 19.

【0010】この制御棒5の上下動により炉心3への挿
入・引き抜き量が調整され、炉出力がコントロールされ
る。なお、符号21は電磁ブレーキであり、符号22はシン
クロ位置検出器、符号23はモータブラケット、符号24は
スピールピースである。
The vertical movement of the control rod 5 adjusts the amount of insertion and withdrawal into and from the core 3 to control the reactor output. Reference numeral 21 is an electromagnetic brake, reference numeral 22 is a synchro position detector, reference numeral 23 is a motor bracket, and reference numeral 24 is a spill piece.

【0011】次に、BWRに緊急事態が発生して原子炉
をスクラムさせる場合を説明する。
Next, a case where an emergency situation occurs in the BWR and the reactor is scrammed will be described.

【0012】原子炉のスクラム時には、CRDハウジン
グ9の下部フランジ9aに接続されたスクラム挿入配管
25から注水口26を介してピストン19の下面側に高圧駆動
水が供給される。この高圧駆動水の供給によりボールナ
ット15上に設置されているピストン19が上方に押し上げ
られ、制御棒5を炉心3内に高速で挿入させるようにな
っており、原子炉はスクラムされる。
At the time of scram of the reactor, the scrum insertion pipe connected to the lower flange 9a of the CRD housing 9
High-pressure drive water is supplied to the lower surface side of the piston 19 from 25 through the water injection port 26. By supplying this high-pressure drive water, the piston 19 installed on the ball nut 15 is pushed upward to insert the control rod 5 into the core 3 at high speed, and the reactor is scrammed.

【0013】このようなCRD8の構成において、炉心
3に挿入される制御棒5の挿入位置の検出は、通常駆動
時は電動機10の回転から検出するシンクロ位置検出器22
により行なう。
In such a CRD 8 structure, the insertion position of the control rod 5 inserted into the core 3 is detected from the rotation of the electric motor 10 during normal driving.
By.

【0014】また、スクラム時は制御棒5及びピストン
19がボールナット15の上から分離して駆動されるため、
上記のシンクロ位置検出器22では制御棒5の位置を検出
できず、この場合はピストン19の下端に取り付けたマグ
ネット27と、磁力により作動するリードスイッチ28を内
蔵した位置検出器29とにより制御棒5の位置を検出す
る。
Also, during scram, the control rod 5 and piston are
Since 19 is driven separately from above the ball nut 15,
The position of the control rod 5 cannot be detected by the synchro position detector 22 described above. In this case, the position of the control rod 5 is controlled by a magnet 27 attached to the lower end of the piston 19 and a position detector 29 having a reed switch 28 that operates by magnetic force. The position of 5 is detected.

【0015】但し、CRD8の上部が原子炉圧力容器1
の内部にある事と、位置検出器29がCRDの外部に設置
されていて上端が原子炉圧力容器1の底部1aにより制
約を受ける為、制御棒5の全ストロークを検出できな
い。
However, the upper part of the CRD 8 is the reactor pressure vessel 1
Since the position detector 29 is installed outside the CRD and the upper end is restricted by the bottom 1a of the reactor pressure vessel 1, the entire stroke of the control rod 5 cannot be detected.

【0016】従来の位置検出器29は、スクラム時の挿入
時間の仕様値が決められている0%,10%,40%,及び
60%の制御棒5の位置を検出出来るようにしている。更
にスクラム時の挿入時間の仕様値が決められている100
%に付いても検出する必要があり、これは別の機構によ
り検出している。
The conventional position detector 29 has 0%, 10%, 40%, and
The position of the control rod 5 of 60% can be detected. Furthermore, the specification value of the insertion time at the time of scrum is determined 100
It is necessary to detect even with%, and this is detected by another mechanism.

【0017】つまり、図5に示すようにスクラム時に制
御棒5及びピストン19を制動する為の皿バネ機構30の下
部のシリンダー31内にコイルバネ32とストップスピン33
を設け、ストップスピン33には長尺のガイドリボン39を
介して図4に示すマグネット34を取り付けてある。
That is, as shown in FIG. 5, a coil spring 32 and a stop spin 33 are provided in a cylinder 31 below the disc spring mechanism 30 for braking the control rod 5 and the piston 19 during scram.
The magnet 34 shown in FIG. 4 is attached to the stop spin 33 through a long guide ribbon 39.

【0018】このような機構により、制御棒5及びピス
トン19が全挿入されるとピストン19によりストップピス
トン33とマグネット34が少し押し上げられ、位置検出器
29に内蔵されたリードスイッチ28により100 %の位置を
検出する。
With such a mechanism, when the control rod 5 and the piston 19 are fully inserted, the stop piston 33 and the magnet 34 are slightly pushed up by the piston 19, and the position detector
Reed switch 28 built in 29 detects 100% position.

【0019】CRD8にはこれ以外に、制御棒5の落下
事故を未然に防止する為に制御棒5及びピストン19がボ
ールナット15の上から分離した事を検出する分離検出機
構を設けている。
In addition to the above, the CRD 8 is provided with a separation detecting mechanism for detecting that the control rod 5 and the piston 19 are separated from above the ball nut 15 in order to prevent the control rod 5 from falling accidentally.

【0020】すなわち、スプールピース24内には、マグ
ネット35を内蔵したマグネットホルダー36を駆動軸13に
しゅう動自在に勘合し、マグネットホルダー36の下部に
コイルバネ37を設けている。また、リードスイッチを内
蔵した分離検出器38をCRD8の外部に設置している。
That is, in the spool piece 24, a magnet holder 36 having a magnet 35 built therein is slidably fitted to the drive shaft 13, and a coil spring 37 is provided below the magnet holder 36. Further, a separation detector 38 having a built-in reed switch is installed outside the CRD 8.

【0021】この様な構造により、制御棒5の引抜き駆
動中に制御棒5と燃料集合体との間の摩擦抵抗などによ
り制御棒5及びピストン19がぶら下がった状態となる。
With such a structure, the control rod 5 and the piston 19 are in a hanging state due to frictional resistance between the control rod 5 and the fuel assembly while the control rod 5 is being pulled out.

【0022】制御棒5及びピストン19がボールナット15
の上から分離した場合は、マグネットホルダー36に作用
していた制御棒5及びピストン19の荷重が解除されるた
め、コイルスプリング37が伸びてマグネット35が押し上
げられて分離検出器38のリードスイッチが作動し、制御
棒5及びピストン19がボールナット15の上から分離した
事が検出される。
The control rod 5 and piston 19 are ball nuts 15.
When separated from above, the load of the control rod 5 and the piston 19 acting on the magnet holder 36 is released, so that the coil spring 37 extends and the magnet 35 is pushed up, and the reed switch of the separation detector 38 operates. It operates, and it is detected that the control rod 5 and the piston 19 are separated from the ball nut 15.

【0023】[0023]

【発明が解決しようとする課題】上記従来のCRD8に
はスクラム時の位置検出器29,分離検出器38及びシンク
ロ位置検出器22の3つの検出器を設けているほか、検出
器を動作させるために複雑な構造をした全挿入位置検出
機構と分離検出機構をCRD8の内部に設けている。
The above-mentioned conventional CRD 8 is provided with three detectors, that is, the position detector 29, the separation detector 38, and the synchro position detector 22 at the time of scram, in order to operate the detectors. An all insertion position detection mechanism and a separation detection mechanism having a complicated structure are provided inside the CRD 8.

【0024】このうちの全挿入位置検出機構は、図5に
示すよう、スクラム時にはピストン19が高速で上方へ挿
入され、下部シリンダ31内に取付けられたストップピス
トン33に衝突し、ストップピストン33を通常時は押し下
げているコイルばね33及び皿ばね機構30により衝撃を吸
収された後に停止する。ストップピストン33にはストッ
プピストン33の移動を下方のマグネット34へ伝達するた
めにリボン39が嵌合されている。
In the full insertion position detecting mechanism, as shown in FIG. 5, the piston 19 is inserted at a high speed at the time of scram and collides with the stop piston 33 mounted in the lower cylinder 31 to cause the stop piston 33 to move. Normally, the coil spring 33 and the disc spring mechanism 30, which are normally pushed down, absorb the shock and then stop. A ribbon 39 is fitted to the stop piston 33 in order to transmit the movement of the stop piston 33 to the lower magnet 34.

【0025】このガイドリボン39はガイドチューブ17の
外面に設けたキー溝状の空間を通して下方のマグネット
34と接合された長尺のうすい帯状の板であり、ピストン
19がストップピストン33に衝突する際および皿ばね機構
30が作動し停止する際に衝撃荷重が作用する。この衝撃
荷重に十分に耐えるためにはガイドリボン39の板厚を増
加することが望ましいが、空間的な制約で困難であっ
た。
The guide ribbon 39 passes through a key groove-shaped space provided on the outer surface of the guide tube 17 and is a magnet located below.
It is a long thin strip-shaped plate joined with 34, and the piston
When 19 collides with stop piston 33 and disc spring mechanism
Impact load acts when 30 starts and stops. It is desirable to increase the plate thickness of the guide ribbon 39 in order to sufficiently withstand this impact load, but it was difficult due to space constraints.

【0026】また、ストップピストン33にピストン19が
衝突した際に、ストップピストン33はストップピストン
に取付けたローラ40により下部シリンダ31内を上方へ移
動するが、前述のガイドリボン39による反力で傾きなが
ら下部シリンダ31内を移動することにより、一部のロー
ラ40に大きな荷重が作用しそのローラの摩耗が大きくな
る課題があった。なお、符号41はカバー42はバンドであ
る。
When the piston 19 collides with the stop piston 33, the stop piston 33 moves upward in the lower cylinder 31 by the roller 40 attached to the stop piston, but is inclined by the reaction force of the guide ribbon 39 described above. However, moving in the lower cylinder 31 causes a large load to be applied to some of the rollers 40, which causes a problem of increased wear of the rollers. Reference numeral 41 is a cover 42 and a band.

【0027】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、ストップピストンとそのストップピストンの
動きを下方のマグネットへ伝達するガイドリボンとの機
械的な結合を不要とすることにより、ガイドリボンおよ
びローラ等に作用する荷重を緩和し、信頼性が向上した
制御棒駆動機構を提供することにある。
The present invention has been made to solve the above problems, and eliminates the need for mechanical connection between the stop piston and the guide ribbon for transmitting the movement of the stop piston to the magnet below, thereby eliminating the need for a guide ribbon. Another object of the present invention is to provide a control rod drive mechanism that reduces the load acting on rollers and the like and has improved reliability.

【0028】[0028]

【課題を解決するための手段】本発明に係る制御棒駆動
機構は、上述した課題を解決するために、電動機の回転
をドライブシャフト機構を介してピストン昇降機構に伝
達してピストンを昇降させ、制御棒を炉心内に挿入・引
抜きさせると共に、スクラム時には高圧水を注入してピ
ストンを押し上げることにより制御棒を炉心内に急速に
挿入する様に構成した制御棒駆動機構において、ストッ
プピストンの下端面にガイドリボン上端をばねで押しつ
けることによりストップピストンの動きに追従して作動
する全挿入位置機構を設置することにより、ストップピ
ストンとガイドリボンの結合を不要としたことを特徴と
する。
In order to solve the above-mentioned problems, a control rod drive mechanism according to the present invention transmits the rotation of an electric motor to a piston elevating mechanism via a drive shaft mechanism to elevate a piston, The lower end surface of the stop piston in the control rod drive mechanism configured to insert and pull out the control rod into the core and to rapidly insert the control rod into the core by injecting high pressure water during scram and pushing up the piston. By installing a full insertion position mechanism that operates following the movement of the stop piston by pressing the upper end of the guide ribbon with a spring, it is not necessary to connect the stop piston and the guide ribbon.

【0029】[0029]

【作用】このCRDは、ストップピストンの下端面にガ
イドリボン上端をばねの力で押し当てており、スクラム
時に中空ピストンがストップピストンに衝突して上方へ
移動する際には、まずストップピストンがピストンによ
り押し上げられた後、ガイドリボンはばねによりストッ
プピストン下端面まで上昇し、下方のマグネットが上昇
し全挿入されたことが検出される。ガイドリボンはスト
ップピストンに嵌合されていない。
With this CRD, the upper end of the guide ribbon is pressed against the lower end face of the stop piston by the force of the spring, and when the hollow piston collides with the stop piston and moves upward during scram, the stop piston first moves the piston. After being pushed up by, the guide ribbon is raised by the spring to the lower end face of the stop piston, and the lower magnet is raised to detect that the guide ribbon is fully inserted. The guide ribbon is not fitted on the stop piston.

【0030】このため、ピストンがストップピストンに
衝突した際の衝撃力はガイドリボンへは伝達されない。
また、停止時もストップピストンが停止した後、ばねの
力で押し上げられるため、ガイドリボンにはばねの長さ
と力を適切に設定することにより停止時の衝撃力も十分
に低減できる。
Therefore, the impact force when the piston collides with the stop piston is not transmitted to the guide ribbon.
Further, even when stopped, the stop piston is pushed up by the force of the spring after stopping, so that the impact force at the time of stop can be sufficiently reduced by appropriately setting the length and force of the spring in the guide ribbon.

【0031】さらに、ガイドリボンとストップピストン
はばね力で押し当てられているのみでピストンがストッ
プピストンに衝突し上方へ急速移動中はガイドリボンと
ストップピストンは分離しているため、ストップピスト
ンへガイドリボンの反力が伝達されることはなくストッ
プピストンは傾くことなく、下部シリンダ内を移動する
ためローラへの荷重も均一なものとなる。
Further, since the guide ribbon and the stop piston are only pressed by the spring force, the piston collides with the stop piston and the guide ribbon and the stop piston are separated during the rapid upward movement. The reaction force of the ribbon is not transmitted, the stop piston does not tilt, and it moves in the lower cylinder, so that the load on the roller becomes uniform.

【0032】[0032]

【実施例】つぎに、本発明に係る制御棒駆動機構の一実
施例について図1から図2を参照して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, an embodiment of the control rod drive mechanism according to the present invention will be described with reference to FIGS.

【0033】この制御棒駆動機構(CRD)は図1に示
すように構成された電動駆動型制御棒駆動機構(FMC
RD)である。このCRDは原子炉圧力容器1の底部
(下部鏡)1aから下方に延びるように延設されたCR
Dハウジング9の下部フランジ9aにボルト締め等で固
定され、全体の構成は図4に示すCRDと実質的に等し
いので、同じ符号を付して説明する。
This control rod drive mechanism (CRD) is an electric drive type control rod drive mechanism (FMC) constructed as shown in FIG.
RD). This CRD is a CR that extends downward from the bottom (lower mirror) 1a of the reactor pressure vessel 1.
Since it is fixed to the lower flange 9a of the D housing 9 by bolting or the like, and the entire configuration is substantially the same as that of the CRD shown in FIG. 4, the same reference numerals are given and described.

【0034】CRDは下部に電動機10が取り付けられ、
この電動機10からの回転駆動力はドライブシャフト機構
を介してピストン昇降機構に伝達される。ドライブシャ
フト機構は電動機10の回転軸11と、この回転軸11にギア
カップリング機構12を介して連結される駆動軸13とを有
し、この駆動軸13にピストン昇降機構のボールねじ軸14
が連結される。
The electric motor 10 is attached to the lower part of the CRD,
The rotational driving force from the electric motor 10 is transmitted to the piston lifting mechanism via the drive shaft mechanism. The drive shaft mechanism has a rotary shaft 11 of the electric motor 10 and a drive shaft 13 connected to the rotary shaft 11 via a gear coupling mechanism 12, and the drive shaft 13 has a ball screw shaft 14 of a piston lifting mechanism.
Are connected.

【0035】ピストン昇降機構はボールねじ軸14とこの
ボールねじ軸14に螺装されるボールナット15とを有し、
ボールナット15は、ガイドチューブ17内に軸方向に内設
された取付板18にローラ16が挟持されて回り止めされ
る。
The piston lifting mechanism has a ball screw shaft 14 and a ball nut 15 screwed onto the ball screw shaft 14,
The ball nut 15 is prevented from rotating by the roller 16 being sandwiched by a mounting plate 18 axially provided inside a guide tube 17.

【0036】ボールナット15上にはピストン19が載置さ
れ、ボールナット15の昇降に伴ってピストン19が一体的
に昇降せしめられるようになっている。ピストン19から
ピストンチューブ19aがガイドチューブ17内を上方に一
体に延びており、このピストンチューブ19aの上端に図
示しない制御棒に係合可能なカップリングが設けられ
る。
A piston 19 is placed on the ball nut 15, and the piston 19 is integrally lifted as the ball nut 15 moves up and down. A piston tube 19a extends integrally upward in the guide tube 17 from the piston 19, and a coupling capable of engaging with a control rod (not shown) is provided at the upper end of the piston tube 19a.

【0037】このCRD40は上述したように構成されて
おり、電動機10の回転駆動によりドライブシャフト機構
を介してピストン昇降機構のボールねじ軸14を回転さ
せ、ボールナット15を昇降させる。
The CRD 40 is constructed as described above, and the ball screw shaft 14 of the piston elevating mechanism is rotated by the rotational drive of the electric motor 10 via the drive shaft mechanism to elevate the ball nut 15.

【0038】このボールナット15の昇降に伴ってピスト
ン19が昇降し、ピストンチューブ19aを介して図示しな
い制御棒を昇降させる。この制御棒の昇降により、制御
棒は炉心に挿入あるいは引き抜かれ、炉出力の調整が行
なわれる。
As the ball nut 15 moves up and down, the piston 19 moves up and down, and the control rod (not shown) moves up and down via the piston tube 19a. By raising and lowering the control rod, the control rod is inserted into or pulled out from the core, and the power of the furnace is adjusted.

【0039】制御棒の挿入位置への保持は、電動機10自
身の保持トルクによってボールねじ軸14の回転を規制す
ることにより行なわれる。
The control rod is held at the insertion position by restricting the rotation of the ball screw shaft 14 by the holding torque of the electric motor 10 itself.

【0040】原子炉をスクラムさせる場合には、CRD
ハウジング9の下部フランジ9aに接続されたスクラム
挿入配管25および注入口26を介して高圧駆動水をピスト
ン19の下面側に供給する。この供給によりボールナット
15上に載置されているピストン19は上方に押し上げられ
て、制御棒を炉心に急速に挿入して原子炉をスクラムさ
せる。
When scramming the reactor, CRD
High-pressure drive water is supplied to the lower surface side of the piston 19 via the scrum insertion pipe 25 connected to the lower flange 9a of the housing 9 and the inlet 26. Ball nut by this supply
The piston 19 mounted on 15 is pushed upwards to rapidly insert the control rods into the core and scram the reactor.

【0041】電動機10による駆動の場合も、スクラムの
駆動の場合も、ピストン19が全挿入位置まで上昇してく
ると、中空ピストン19がストップピストン33に接触し、
ストップピストン33の上方に設置されたコイルスプリン
グ32を圧縮する。
When the piston 19 rises to the full insertion position both when driven by the electric motor 10 and when driving the scrum, the hollow piston 19 contacts the stop piston 33,
The coil spring 32 installed above the stop piston 33 is compressed.

【0042】ストップピストン33とコイルスプリングは
同心状に下部シリンダ31内に設置されており、下部シリ
ンダ31の上端部にはピストンチューブ19aをガイドする
ためのローラを取付けた蓋状のリングが設置され、その
上方にスクラム時の衝撃を緩和する皿ばね機構30が複数
枚設置されている。
The stop piston 33 and the coil spring are concentrically installed in the lower cylinder 31, and a lid-shaped ring having a roller for guiding the piston tube 19a is installed at the upper end of the lower cylinder 31. A plurality of disc spring mechanisms 30 are installed above the disc spring mechanism 30 to reduce the impact during scrum.

【0043】さて、ストップピストン33が中空ピストン
19に接触しながら一体で下部シリンダ31内を上昇する
と、ストップピストン33下端にバネ43で押し付けられて
いたガイドリボン39がストップピストン33の移動に追従
し上方へ移動し、ガイドリボン39の下端に取付けたマグ
ネット34を移動させ位置検出器29内の全挿入検出リード
スイッチ45の動作により、制御棒5が全挿入されたこと
を検知する。
The stop piston 33 is a hollow piston.
When the inside of the lower cylinder 31 is lifted up integrally while contacting with 19, the guide ribbon 39 pressed against the lower end of the stop piston 33 by the spring 43 moves upward following the movement of the stop piston 33 to reach the lower end of the guide ribbon 39. It is detected that the control rod 5 is fully inserted by moving the attached magnet 34 and operating the full insertion detection reed switch 45 in the position detector 29.

【0044】引抜き時には、電動機10により中空ピスト
ン19が下方に引き抜かれ中空ピストン19に接触した状態
でストップピストン33も中空ピストン19と一体で下部シ
リンダ31内をコイルバネ32の復元力で移動するそれに追
従し、ストップピストン33の下端面にバネ43で押し当て
られているガイドリボン39も下方へ移動し、ガイドリボ
ン39の下端に取付けた、マグネット34が移動し全挿入状
態が解除されたことが検知される。
At the time of withdrawal, the stop piston 33 moves integrally with the hollow piston 19 in the lower cylinder 31 by the restoring force of the coil spring 32 in the state where the hollow piston 19 is pulled out downward by the electric motor 10 and is in contact with the hollow piston 19, so that the stop piston 33 follows it. Then, the guide ribbon 39 pressed against the lower end surface of the stop piston 33 by the spring 43 also moves downward, and it is detected that the magnet 34 attached to the lower end of the guide ribbon 39 has moved and the fully inserted state has been released. To be done.

【0045】従来例では帯状の板であったためガイドリ
ボンと呼称していた。本発明ではスペース的に棒状の方
が合理的でありガイドロッドと称する方が適切であるが
用語の混乱を避けるためにガイドリボンに統一する。な
お帯状の板を使用しても問題ない。
In the conventional example, since it was a strip-shaped plate, it was called a guide ribbon. In the present invention, the rod shape is more rational in space and it is more appropriate to call it a guide rod, but in order to avoid confusion of terms, the guide ribbon is unified. There is no problem even if a strip-shaped plate is used.

【0046】なお、上記実施例では、ストップピストン
にガイドリボンを押し当てるバネの取付場所をガイドリ
ボン上端近傍として説明したが、当然ながら下端側のマ
グネット近傍に取付けてもよい。
In the above embodiment, the spring for pressing the guide ribbon against the stop piston was installed near the upper end of the guide ribbon. However, it may be installed near the magnet on the lower end.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明によれば、全挿入位置検出機構の
うちのストップピストンとガイドリボンを機械的に締結
することなく、ガイドリボンをストップピストン下端面
にばねを用いて押し当てた状態にし、ストップピストン
の上下動をガイドリボンを介してガイドリボン下端のマ
グネットに伝達し全挿入位置にあるか否かを検知可能と
する。
According to the present invention, the guide ribbon is pressed against the lower end surface of the stop piston using a spring without mechanically fastening the stop piston and the guide ribbon of the full insertion position detecting mechanism. By transmitting the vertical movement of the stop piston to the magnet at the lower end of the guide ribbon via the guide ribbon, it is possible to detect whether or not the stop piston is at the full insertion position.

【0048】これにより、スクラム時のピストンがスト
ップピストンに衝突する際の衝撃荷重がガイドリボンに
作用することを回避し、同時にストップピストンが傾い
た状態で下部シリンダ内を移動することが防止でき、構
造強度上余裕のある信頼性が向上した制御棒駆動機構を
得ることができる。
As a result, it is possible to prevent the impact load when the piston collides with the stop piston during the scrum from acting on the guide ribbon, and at the same time to prevent the stop piston from moving in the lower cylinder in a tilted state. It is possible to obtain a control rod drive mechanism having a structural strength and improved reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る制御棒駆動機構の一実施例を示す
縦断面図。
FIG. 1 is a vertical sectional view showing an embodiment of a control rod drive mechanism according to the present invention.

【図2】図1におけるB部を拡大して示す縦断面図。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view showing an enlarged part B in FIG.

【図3】沸騰水型原子炉の一般的な概略を示す縦断面
図。
FIG. 3 is a vertical sectional view showing a general outline of a boiling water reactor.

【図4】図3における従来の制御棒駆動機構を示す縦断
面図。
4 is a longitudinal sectional view showing a conventional control rod drive mechanism in FIG.

【図5】図4におけるA部を拡大して示す縦断面図。5 is a vertical cross-sectional view showing an enlarged part A in FIG.

【符号の説明】 1…原子炉圧力容器、1a…底部、2…冷却材、3…炉
心、4…炉心シュラウド、5…制御棒、6…気水分離
器、7…ダウンカマ部、8…CRD、9…CRDハウジ
ング、9a…下部フランジ、10…電動機、11…回転軸、
12…ギアカップリング機構、13…駆動軸、14…ボールね
じ軸、15…ボールナット、16…ローラ、17…ガイドチュ
ーブ、18…取付板、19…ピストン、19a…ピストンチュ
ーブ、20…カップリング、21…電磁ブレーキ、22…シン
クロ位置検出器、23…モーターブラケット、24…スプー
ルピース、25…スクラム挿入配管、26…注入口、27…マ
グネット、28…リードスイッチ、29…位置検出器、30…
皿ばね機構、31…シリンダー、32…コイルばね、33…ス
トップピストン、34…マグネット、35…マグネット、36
…マグネットホルダー、37…コイルスプリング、38…分
離検出器、39…ガイドリボン、40…ローラー、41…カバ
ー、42…バンド、43…ばね、44…ストッパ、45…全挿入
検出リードスイッチ、46…アウタチューブ。
[Explanation of Codes] 1 ... Reactor pressure vessel, 1a ... Bottom part, 2 ... Coolant, 3 ... Core, 4 ... Core shroud, 5 ... Control rod, 6 ... Steam separator, 7 ... Downcomer section, 8 ... CRD , 9 ... CRD housing, 9a ... lower flange, 10 ... electric motor, 11 ... rotating shaft,
12 ... Gear coupling mechanism, 13 ... Drive shaft, 14 ... Ball screw shaft, 15 ... Ball nut, 16 ... Roller, 17 ... Guide tube, 18 ... Mounting plate, 19 ... Piston, 19a ... Piston tube, 20 ... Coupling , 21 ... Electromagnetic brake, 22 ... Synchro position detector, 23 ... Motor bracket, 24 ... Spool piece, 25 ... Scrum insertion pipe, 26 ... Inlet port, 27 ... Magnet, 28 ... Reed switch, 29 ... Position detector, 30 …
Disc spring mechanism, 31 ... Cylinder, 32 ... Coil spring, 33 ... Stop piston, 34 ... Magnet, 35 ... Magnet, 36
… Magnet holder, 37… Coil spring, 38… Separation detector, 39… Guide ribbon, 40… Roller, 41… Cover, 42… Band, 43… Spring, 44… Stopper, 45… Full insertion detection reed switch, 46… Outer tube.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電動機の回転をドライブシャフト機構を
介してピストン昇降機構に伝達して中空ピストンを昇降
させ、制御棒を炉心内に挿入・引抜きさせると共に、ス
クラム時には高圧水を注入してピストンを押し上げるこ
とにより制御棒を炉心内に急速に挿入する様に構成した
制御棒駆動機構において、前記中空ピストンを包囲して
ストップピストンを設け、このストップピストンの下面
に上端が接触するようにしてガイドリボンを設け、この
ガイドリボンに前記ストップピストンに追従するように
ばねを設けるとともにその下部にマグネットを設けるこ
とを特徴とする制御棒駆動機構。
1. The rotation of an electric motor is transmitted to a piston elevating mechanism via a drive shaft mechanism to elevate and lower a hollow piston so that a control rod is inserted into and withdrawn from a core, and at the time of scram, high pressure water is injected to move the piston. In a control rod drive mechanism configured to rapidly insert the control rod into the core by pushing it up, a stop piston is provided so as to surround the hollow piston, and the lower end of the stop piston comes into contact with the upper end of the guide ribbon. The control rod drive mechanism is characterized in that a spring is provided on the guide ribbon so as to follow the stop piston, and a magnet is provided under the spring.
【請求項2】 前記ガイドリボンを前記ストップピスト
ンに押し当てるための前記ばねを下方のマグネット側に
設けたことを特徴とする請求項1記載の制御棒駆動機
構。
2. The control rod drive mechanism according to claim 1, wherein the spring for pressing the guide ribbon against the stop piston is provided on the lower magnet side.
【請求項3】 前記マグネットの位置検出は位置検出器
内に設けた全挿入検出リードスイッチにより検出するこ
とを特徴とする請求項1記載の制御棒駆動機構。
3. The control rod drive mechanism according to claim 1, wherein the position of the magnet is detected by an all-insertion detection reed switch provided in the position detector.
JP5308815A 1993-12-09 1993-12-09 Control rod driving mechanism Pending JPH07159576A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015049113A (en) * 2013-08-30 2015-03-16 株式会社東芝 Control rod drive mechanism

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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