JPH0820538B2 - 原子炉の制御棒駆動機構 - Google Patents
原子炉の制御棒駆動機構Info
- Publication number
- JPH0820538B2 JPH0820538B2 JP62064013A JP6401387A JPH0820538B2 JP H0820538 B2 JPH0820538 B2 JP H0820538B2 JP 62064013 A JP62064013 A JP 62064013A JP 6401387 A JP6401387 A JP 6401387A JP H0820538 B2 JPH0820538 B2 JP H0820538B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control rod
- piston
- rod drive
- reactor
- drive mechanism
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は原子炉の制御棒駆動機構の改良に関する。
（従来の技術） 従来の原子炉の制御棒駆動機構を第３図を参照して説
明する。同図において、原子炉圧力容器の底壁１には多
数本の制御棒駆動装置５が設けられており、この制御棒
駆動装置５によりハウジング２を介して制御棒11の炉心
内への出入りが調整され、これにより原子炉の出力が制
御される。
明する。同図において、原子炉圧力容器の底壁１には多
数本の制御棒駆動装置５が設けられており、この制御棒
駆動装置５によりハウジング２を介して制御棒11の炉心
内への出入りが調整され、これにより原子炉の出力が制
御される。
第４図は第３図の制御棒駆動機構の詳細図である。同
図に示すように、ハウジング２は長尺円筒型で、その上
端は原子炉圧力容器の底壁１に鉛直に固着垂下されてい
る。また、ハウジング２の下端には円環状のブラケット
３が複数本のボルト４により締着されている。このブラ
ケット３の下端面には制御棒駆動装置５が装着されてい
る。
図に示すように、ハウジング２は長尺円筒型で、その上
端は原子炉圧力容器の底壁１に鉛直に固着垂下されてい
る。また、ハウジング２の下端には円環状のブラケット
３が複数本のボルト４により締着されている。このブラ
ケット３の下端面には制御棒駆動装置５が装着されてい
る。
一方、ハウジング２内の長尺のねじ軸７は、その下端
において制御棒駆動装置５に連結されており、その上端
には円板状のガイド部材８がねじ軸７と同心にねじ軸７
の回転に対し自由で上下方向には分離しないよう設けら
れている。ピストン９はガイド部材８に沿って上下に摺
動する。
において制御棒駆動装置５に連結されており、その上端
には円板状のガイド部材８がねじ軸７と同心にねじ軸７
の回転に対し自由で上下方向には分離しないよう設けら
れている。ピストン９はガイド部材８に沿って上下に摺
動する。
また、ナット部材10はねじ軸７にネジ結合され、ねじ
軸７の回転に伴ない上下方向には移動できるように設け
られている。このナット部材10の上にはピストン９が制
御棒11の重量により載置（機械的に連結はされていな
い）されており、ピストン９の上端は制御棒11の下端と
結合されている。
軸７の回転に伴ない上下方向には移動できるように設け
られている。このナット部材10の上にはピストン９が制
御棒11の重量により載置（機械的に連結はされていな
い）されており、ピストン９の上端は制御棒11の下端と
結合されている。
しかして、前記の如く構成された制御棒駆動機構によ
る通常の制御棒11の炉心内への挿入／引抜動作は、制御
棒駆動装置５を正／逆回転することによりねじ軸７を回
転させ、ナット部材10を上下させることによりナット部
材10の上面に載っているピストン９を上下させ、ピスト
ン９と結合されている制御棒11を炉心に挿入／引抜して
核反応を制御している。
る通常の制御棒11の炉心内への挿入／引抜動作は、制御
棒駆動装置５を正／逆回転することによりねじ軸７を回
転させ、ナット部材10を上下させることによりナット部
材10の上面に載っているピストン９を上下させ、ピスト
ン９と結合されている制御棒11を炉心に挿入／引抜して
核反応を制御している。
ところで、原子炉の緊急停止時には制御棒駆動水圧装
置６より配管12を経てピストン９の下面に高圧水が供給
され、ピストン９の上下面に大きな差圧が生じる。この
ためピストン９はナット部材10と離れ（ナット部材10は
そのままそこに残る）、制御棒11は緊急に炉心内に挿入
される。
置６より配管12を経てピストン９の下面に高圧水が供給
され、ピストン９の上下面に大きな差圧が生じる。この
ためピストン９はナット部材10と離れ（ナット部材10は
そのままそこに残る）、制御棒11は緊急に炉心内に挿入
される。
この制御棒の挿入の終段では、ピストン９の下端面91
が緩衝機構13に衝突し減速され、ピストン９は停止す
る。
が緩衝機構13に衝突し減速され、ピストン９は停止す
る。
（発明が解決しようとする問題点） 上記の如く構成された制御棒駆動機構においては、緩
衝機構13だけで高速駆動するピストン９を停止させるた
め、減速時の衝撃荷重がピストン９および制御棒11とピ
ストン９の連結部に作用し、これらの部材に高い応力を
発生させる原因となっていた。
衝機構13だけで高速駆動するピストン９を停止させるた
め、減速時の衝撃荷重がピストン９および制御棒11とピ
ストン９の連結部に作用し、これらの部材に高い応力を
発生させる原因となっていた。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、ピストンの減速時に制御棒とピストンの連結部に作
用する衝撃荷重を軽減し、原子炉プラントの緊急停止時
の信頼性を向上させることができる原子炉の制御棒駆動
機構を提供することにある。
は、ピストンの減速時に制御棒とピストンの連結部に作
用する衝撃荷重を軽減し、原子炉プラントの緊急停止時
の信頼性を向上させることができる原子炉の制御棒駆動
機構を提供することにある。
［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明は、原子炉圧力容
器の底壁の貫通孔に設けられた制御棒駆動機構ハウジン
グと、このハウジング内を貫通するように配置されかつ
制御棒に連結されたピストンと、前記ピストンの一方の
側に高圧水を供給する制御棒駆動水圧装置とからなり、
この制御棒駆動水圧装置からの高圧水を前記ピストン内
部に注入して当該ピストンを駆動することにより制御棒
を緊急挿入する原子炉の制御棒駆動機構において、前記
ピストンの側壁にオリフィスを，また前記ハウジングの
内側端部にフィンを設け、前記オリフィスから噴出した
高圧水を前記フィンに当てて前記ピストンを減速させる
ようにしたことを特徴とするものである。
器の底壁の貫通孔に設けられた制御棒駆動機構ハウジン
グと、このハウジング内を貫通するように配置されかつ
制御棒に連結されたピストンと、前記ピストンの一方の
側に高圧水を供給する制御棒駆動水圧装置とからなり、
この制御棒駆動水圧装置からの高圧水を前記ピストン内
部に注入して当該ピストンを駆動することにより制御棒
を緊急挿入する原子炉の制御棒駆動機構において、前記
ピストンの側壁にオリフィスを，また前記ハウジングの
内側端部にフィンを設け、前記オリフィスから噴出した
高圧水を前記フィンに当てて前記ピストンを減速させる
ようにしたことを特徴とするものである。
（作 用） したがって、本発明の原子炉の制御棒駆動機構によれ
ば、制御棒駆動水圧装置からの高圧水をピストン内部に
注入してピストンを駆動することにより、制御棒の緊急
挿入時にオリフィスから噴出した高圧水をフィンに当て
てピストンを減速させることができる。
ば、制御棒駆動水圧装置からの高圧水をピストン内部に
注入してピストンを駆動することにより、制御棒の緊急
挿入時にオリフィスから噴出した高圧水をフィンに当て
てピストンを減速させることができる。
（実施例） 本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例の構成図であり、その一部
を縦断面図で表している。第２図は第１図の要部拡大図
である。
を縦断面図で表している。第２図は第１図の要部拡大図
である。
これら第１図および第２図において、原子炉圧力容器
の底壁１に多数設置されている中空円筒状のハウジング
２内には制御棒駆動部14が、ハウジング２の各本につき
１本ずつ挿入されている。
の底壁１に多数設置されている中空円筒状のハウジング
２内には制御棒駆動部14が、ハウジング２の各本につき
１本ずつ挿入されている。
次に、上記制御棒駆動部について詳細に述べる。
ブラケット３はハウジング２にボルト４により固着さ
れている。このブラケット３の下端面には制御棒駆動装
置５が装着されている。ハウジング２内の長尺のねじ軸
７はその下端において制御棒駆動装置５に連結されてお
り、また、その上端には円板状のガイド部材８がねじ軸
７と同心にねじ軸７の回転に対し自由で上下方向には分
離しないよう設けられている。
れている。このブラケット３の下端面には制御棒駆動装
置５が装着されている。ハウジング２内の長尺のねじ軸
７はその下端において制御棒駆動装置５に連結されてお
り、また、その上端には円板状のガイド部材８がねじ軸
７と同心にねじ軸７の回転に対し自由で上下方向には分
離しないよう設けられている。
ナット部材10はねじ軸７にネジ結合され、ねじ軸７の
回転に伴ない上下方向には移動できるように設けられて
いる。このナット部材10の上にはピストン９が制御棒11
の重量により載置（機械的に連結されていない）されて
おり、ピストン９の上端は制御棒11の下端と結合されて
いる。
回転に伴ない上下方向には移動できるように設けられて
いる。このナット部材10の上にはピストン９が制御棒11
の重量により載置（機械的に連結されていない）されて
おり、ピストン９の上端は制御棒11の下端と結合されて
いる。
ブラケット３には中空円筒状のアウタチューブ20の下
端が一体的に固定されており、アウタチューブ20の上端
には緩衝機構13が取付けられている。緩衝機構13の内面
にはラビリンス18が加工されている。このラビリンス18
の内径と同心で、アウタチューブ20内にピストン９が配
置され、ピストン９の上端は制御棒11が接続されてい
る。
端が一体的に固定されており、アウタチューブ20の上端
には緩衝機構13が取付けられている。緩衝機構13の内面
にはラビリンス18が加工されている。このラビリンス18
の内径と同心で、アウタチューブ20内にピストン９が配
置され、ピストン９の上端は制御棒11が接続されてい
る。
前記ピストン９の中心にはねじ軸７が配置され、その
下端はブラケット３の下面に固定された駆動電動機５と
接続され、その上端は円筒状のガイド部材８と回転自由
に接続されている。ガイド部材８の外面はローラを介し
てピストン９の内面に回転方向がガイドされているが、
ピストン９の上下方向の移動は自由となっている。
下端はブラケット３の下面に固定された駆動電動機５と
接続され、その上端は円筒状のガイド部材８と回転自由
に接続されている。ガイド部材８の外面はローラを介し
てピストン９の内面に回転方向がガイドされているが、
ピストン９の上下方向の移動は自由となっている。
ナット部材10の内径部は前記ねじ軸７とねじ結合され
ており、その外面はローラを介して前記アウタチューブ
20の内面に回転方向がガイドされている。ピストン９の
下端の外面はナット部材10と同様にローラを介してアウ
タチューブ20の内面に回転方向をガイドされ、端面はナ
ット部材10の上面に載置される構成（機械的に連結され
ていない）となっている。
ており、その外面はローラを介して前記アウタチューブ
20の内面に回転方向がガイドされている。ピストン９の
下端の外面はナット部材10と同様にローラを介してアウ
タチューブ20の内面に回転方向をガイドされ、端面はナ
ット部材10の上面に載置される構成（機械的に連結され
ていない）となっている。
前記ピストン９は制御棒11を原子炉内の燃料集合体の
長さ分の距離だけ移動させるに充分なストロークを持っ
ており、これを100％とすると、沸騰水型原子炉の場
合、原子炉緊急時に核反応を抑制するためには制御棒11
を60％ストローク分だけ急速に挿入すれば充分であり、
その後はゆっくり挿入されても安全上の問題はない。
長さ分の距離だけ移動させるに充分なストロークを持っ
ており、これを100％とすると、沸騰水型原子炉の場
合、原子炉緊急時に核反応を抑制するためには制御棒11
を60％ストローク分だけ急速に挿入すれば充分であり、
その後はゆっくり挿入されても安全上の問題はない。
そこで、ピストン９が全引抜位置から60％ストローク
以上挿入された時にラビリンス18部を通過し、上面に出
る位置のピストン９に内面から外面に向けて上向きのオ
リフィス15を設け、一方、アウタチューブ20の上端部に
はフィン19を設けた構成としている。
以上挿入された時にラビリンス18部を通過し、上面に出
る位置のピストン９に内面から外面に向けて上向きのオ
リフィス15を設け、一方、アウタチューブ20の上端部に
はフィン19を設けた構成としている。
次に、本実施例の作用について説明する。
通常の制御棒11の炉心内への挿入／引抜動作は制御棒
駆動装置５を正／逆回転することによりねじ軸７を回転
させ、ナット部材10を上下させることによりナット部材
10の上面に載っているピストン９を上下させ、ピストン
９と結合されている制御棒11を炉心に挿入／引抜して核
反応を制御している。
駆動装置５を正／逆回転することによりねじ軸７を回転
させ、ナット部材10を上下させることによりナット部材
10の上面に載っているピストン９を上下させ、ピストン
９と結合されている制御棒11を炉心に挿入／引抜して核
反応を制御している。
しかして、原子炉緊急時には、制御棒駆動水圧装置６
からの高圧水が配管12を介してピストン９内に下面から
供給され、ピストン９上部のラビリンス18から上の原子
炉圧力との差圧により、ピストン９がナット部材10から
離れて急速に上方へ挿入される。ピストン９が60％スト
ローク以上急速挿入され、ピストン９に設けたオリフィ
ス15がラビリンス18の上面以上になると、ピストン９内
の高圧水はオリフィス15を通り原子炉側に逃げて減圧さ
れピストン９の上向きの力を減少させる。同時にオリフ
ィス15から噴出した水はフィン19に当りピストン９に下
向きの力を与えるため、ピストン９は徐々に減速する。
したがって、ピストン９は最終的には緩衝機構13に衝突
して100％挿入されスクラム動作が完了する。
からの高圧水が配管12を介してピストン９内に下面から
供給され、ピストン９上部のラビリンス18から上の原子
炉圧力との差圧により、ピストン９がナット部材10から
離れて急速に上方へ挿入される。ピストン９が60％スト
ローク以上急速挿入され、ピストン９に設けたオリフィ
ス15がラビリンス18の上面以上になると、ピストン９内
の高圧水はオリフィス15を通り原子炉側に逃げて減圧さ
れピストン９の上向きの力を減少させる。同時にオリフ
ィス15から噴出した水はフィン19に当りピストン９に下
向きの力を与えるため、ピストン９は徐々に減速する。
したがって、ピストン９は最終的には緩衝機構13に衝突
して100％挿入されスクラム動作が完了する。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の制御棒駆動機構によれ
ば、通常の制御棒挿入／引抜動作は従来と同様に行うこ
とができる。一方、緊急時におけるスクラム動作は核反
応抑制上必要なストロークは従来と同様の速度で急速挿
入することができるとともにスクラム動作の完了前には
ピストンを徐々に減速した状態で緩衝機構により停止す
るため停止時の衝撃荷重を小さくすることができる。こ
れによりピストン及び制御棒とピストンの連結部材に生
じる応力を軽減することができるので、制御棒駆動機構
の健全性向上及びプラントの信頼性向上に大きく寄与す
ることができる。
ば、通常の制御棒挿入／引抜動作は従来と同様に行うこ
とができる。一方、緊急時におけるスクラム動作は核反
応抑制上必要なストロークは従来と同様の速度で急速挿
入することができるとともにスクラム動作の完了前には
ピストンを徐々に減速した状態で緩衝機構により停止す
るため停止時の衝撃荷重を小さくすることができる。こ
れによりピストン及び制御棒とピストンの連結部材に生
じる応力を軽減することができるので、制御棒駆動機構
の健全性向上及びプラントの信頼性向上に大きく寄与す
ることができる。
第１図は一部を縦断面図で表した本発明の一実施例の構
成図、第２図は第１図の要部拡大図、第３図は従来の原
子炉の制御棒駆動機構の概略図、第４図は第３図の制御
棒駆動機構の詳細図である。 １……原子炉圧力容器の底壁 ２……ハウジング、３……ブラケット ４……ボルト、５……制御棒駆動装置 ６……制御棒駆動水圧装置 ７……ねじ軸、８……ガイド部 ９……ピストン、10……ナット部材 11……制御棒、12……配管 13……緩衝機構 14……制御棒駆動部 15……オリフィス、18……ラビリンス 19……フィン、20……アウタチューブ
成図、第２図は第１図の要部拡大図、第３図は従来の原
子炉の制御棒駆動機構の概略図、第４図は第３図の制御
棒駆動機構の詳細図である。 １……原子炉圧力容器の底壁 ２……ハウジング、３……ブラケット ４……ボルト、５……制御棒駆動装置 ６……制御棒駆動水圧装置 ７……ねじ軸、８……ガイド部 ９……ピストン、10……ナット部材 11……制御棒、12……配管 13……緩衝機構 14……制御棒駆動部 15……オリフィス、18……ラビリンス 19……フィン、20……アウタチューブ
Claims (1)
- 【請求項１】原子炉圧力容器の底壁の貫通孔に設けられ
た制御棒駆動機構ハウジングと、このハウジング内を貫
通するように配置されかつ制御棒に連結されたピストン
と、前記ピストンの一方の側に高圧水を供給する制御棒
駆動水圧装置とからなり、この制御棒駆動水圧装置から
の高圧水を前記ピストン内部に注入して当該ピストンを
駆動することにより制御棒を緊急挿入する原子炉の制御
棒駆動機構において、前記ピストンの側壁にオリフィス
を，また前記ハウジングの内側端部にフィンを設け、前
記オリフィスから噴出した高圧水を前記フィンに当てて
前記ピストンを減速させるようにしたことを特徴とする
原子炉の制御棒駆動機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62064013A JPH0820538B2 (ja) | 1987-03-20 | 1987-03-20 | 原子炉の制御棒駆動機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62064013A JPH0820538B2 (ja) | 1987-03-20 | 1987-03-20 | 原子炉の制御棒駆動機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63231294A JPS63231294A (ja) | 1988-09-27 |
| JPH0820538B2 true JPH0820538B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=13245865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62064013A Expired - Lifetime JPH0820538B2 (ja) | 1987-03-20 | 1987-03-20 | 原子炉の制御棒駆動機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0820538B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2741974B2 (ja) * | 1990-09-14 | 1998-04-22 | 株式会社日立製作所 | 制御棒 |
-
1987
- 1987-03-20 JP JP62064013A patent/JPH0820538B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63231294A (ja) | 1988-09-27 |
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