JPH10111376A - 制御棒案内装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 炉内への設置作業を迅速、安全、且つ的確に
行うことができる制御棒案内装置を提供する。 【解決手段】 上端及び下端に束ね板２９及び嵌合部材
２８を有し、制御棒１５の昇降動作を案内する制御棒案
内管２１と、束ね板を内包して制御棒案内管を支持する
下部スリーブ３１を有する駆動装置支持枠３０とを備え
ている。下方に向けて拡開する雌側テーパ部３５を有す
るガイド溝３３を束ね板の周縁部に設ける。雌側テーパ
部に嵌合しうる雄側テーパ部３６を有するガイドキー３
２を下部スリーブに設ける。制御棒案内管が駆動装置支
持枠によって炉心上面から吊り上げられている状態にお
いては雌側テーパ部と雄側テーパ部とが係合し、一方、
制御棒案内管が炉心上面に載置されている状態において
は雌側テーパ部と雄側テーパ部との係合が解かれるよう
にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス冷却型原子炉
の制御棒案内装置に係わり、特に、炉内への設置作業を
迅速、安全、且つ的確に行うことができる制御棒案内装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来の高温ガス冷却型原子炉を示
し、この高温ガス冷却型原子炉は炉容器１を備えてい
る。炉容器１の内部には炉心２が収納されており、この
炉心２は炉心支持部材３によって支持されている。炉容
器１の上部には複数のスタンドパイプ４が立設されてお
り、これらのスタンドパイプ４の内部には制御棒駆動装
置５が内蔵されている。

【０００３】炉容器１の内部には、外管６を経由して炉
内に流入したヘリウムガス（冷却材）が数十気圧の高圧
状態で充満している。ヘリウムガスは、外管６を通って
下部プレナム７に流入し、間隙部８及び上部プレナム９
を経由して炉心２に達し、この炉心２において加熱され
た後に高温プレナム１０及び内管１１を経由して炉外に
流出するようになっている。

【０００４】また、図７に示したように、炉容器１内の
制御棒カラム上部中性子遮蔽体２２及び制御棒カラム黒
煙ブロック１８には一対の制御棒挿入孔２０が鉛直方向
に形成されており、これらの制御棒挿入孔２０に整列す
るようにして一対の制御棒案内管２１が設けられてい
る。これらの制御棒案内管２１は、上端に設けられた束
ね板２９及び下端に設けられた嵌合部材２８によって相
互に固定されて一体化されている。ここで、嵌合部材２
８は多角形構造を備えている。

【０００５】スタンドパイプ４の内部には制御棒駆動装
置５が設けられており、制御棒駆動装置５は駆動装置支
持枠３０を備えている。駆動装置支持枠３０の内側上方
には電動機１７が設けられ、さらにによって駆動される
巻取ドラム１２が回動可能に設けられている。この巻取
ドラム１２には一対のワイヤロープ１３が巻装されてい
る。駆動装置支持枠３０の内部であって巻取ドラム１２
の下方には、炉心２からの放射線及び熱を遮蔽するため
の遮蔽体２４が固設されている。この遮蔽体２４には、
前記制御棒案内管２１に整列するようにして一対の貫通
孔２４ａが鉛直方向に形成されている。また、これらの
貫通孔２４ａに整列するようにして前記束ね板２９にも
一対の貫通孔２９ａが形成されている。駆動装置支持枠
３０の下部には下部スリーブ３１が形成されており、こ
の下部スリーブ３１によって制御棒案内管２１が支持さ
れている。

【０００６】各制御棒案内管２１及び各制御棒挿入孔２
０の内部には制御棒１５がそれぞれ設けられており、各
制御棒１５は、貫通孔２４ａ、２９ａ内に挿通されたワ
イヤロープ１３の下端に取り付けられている。これらの
制御棒１５は、嵌合部材２８に形成された貫通孔２８ａ
を介して制御棒挿入孔２０に挿脱自在となっている。

【０００７】そして、上記構成を備えた従来の高温ガス
冷却型原子炉においては、電動機１７によってドラム１
２を回動させてワイヤロープ１３を巻き取り又は繰り出
し、これによって制御棒１５を昇降駆動させて炉心２に
おける核分裂反応（反応度）を制御するようになってい
る。

【０００８】また、制御棒案内管２１を炉容器１内に装
荷する際には、図８に示したように、駆動装置支持枠３
０の下部スリーブ３１によって束ね板２９及び制御棒案
内管２１を釣支し、この状態で駆動装置支持枠３０と共
に制御棒案内管２１をスタンドパイプ４内に吊り下げ
る。そして、駆動装置支持枠３０及び制御棒案内管２１
を徐々に降下させ、制御棒案内管２１の下端に設けられ
た嵌合部材２８を炉心２の上面に形成された凹部２７に
嵌合させる。ここで、凹部２７を構成する段差部２５に
は炉心側テーパ部２６が形成されており、一方、嵌合部
材２８の下方周縁部には前記炉心側テーパ部２６に対応
するようにして案内管側テーパ部３７が形成されてい
る。このため、嵌合部材２８を凹部２７に接続する際に
は、案内管側テーパ部３７と炉心側テーパ部２６との間
でセルフオリエンテーション機構が機能し、これによっ
て正規の位置への接続が達成される。なお、束ね板２９
は接続の際に回転方向に移動できるように下部スリーブ
３１によって支持されており、このため、製作時の誤差
や据え付け時の誤差によって嵌合部材２８と凹部２７と
の間に相対的なズレが存在する場合でも、嵌合部材２８
が回転することによってズレを吸収することができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の高温ガス冷却型原子炉においては、制御棒案内管２
１の下端に設けられた嵌合部材２８が多角形構造である
ために、嵌合部材２８を炉心２上面の凹部２７に嵌合す
る際に嵌合部材２８が過度に回転してしまうと、炉心側
テーパ部２６及び案内管側テーパ部３７によるセルフオ
リエンテーション機能が働かなくなり、凹部２７への嵌
合部材２８の接続が不可能になってしまう可能性があっ
た。また、束ね板２９は駆動装置支持枠３０の下部スリ
ーブ３１によって回転可能に支持するようにしているの
で、嵌合部材２８及び制御棒案内管２１の位置決めを自
動的に行うことが本来的に不可能であり、接続作業を行
う度に嵌合部材２８及び制御棒案内管２１の位置を調整
する必要があり据え付け作業の効率が悪いという問題も
あった。さらに、最悪の場合には、接続作業に失敗して
制御棒カラム上部中性子遮蔽体２２等を破損してしまう
恐れがあった。

【００１０】そこで、本発明の目的は、上述した種々の
問題点を解消し、炉内への設置作業を迅速、安全、且つ
的確に行うことができる制御棒案内装置を提供すること
にある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明によ
る制御棒案内装置は、制御棒の昇降動作を案内する制御
棒案内管と、前記制御棒案内管の上端に設けられた束ね
板と、前記制御棒案内管の下端に設けられた嵌合部材
と、前記束ね板を内包して前記制御棒案内管を支持する
下部スリーブを有する駆動装置支持枠とを備えた制御棒
案内装置において、下方に向けて拡開する雌側テーパ部
を有するガイド溝を前記束ね板の周縁部に設け、前記雌
側テーパ部に嵌合しうる雄側テーパ部を有するガイドキ
ーを前記下部スリーブに設け、前記制御棒案内管が前記
駆動装置支持枠によって炉心上面から吊り上げられてい
る状態においては前記雌側テーパ部と前記雄側テーパ部
とが係合し、前記制御棒案内管が炉心上面に載置されて
いる状態においては前記雌側テーパ部と前記雄側テーパ
部との係合が解かれるようにしたことを特徴とする。

【００１２】請求項２記載の発明による制御棒案内装置
は、制御棒の昇降動作を案内する制御棒案内管と、前記
制御棒案内管の上端に設けられた束ね板と、前記制御棒
案内管の下端に設けられた嵌合部材と、前記束ね板を内
包して前記制御棒案内管を支持する下部スリーブを有す
る駆動装置支持枠とを備えた制御棒案内装置において、
上方に向けて拡開する雌側テーパ部を有するガイド溝を
前記下部スリーブに設け、前記雌側テーパ部に嵌合しう
る雄側テーパ部を有するガイドキーを前記束ね板の周縁
部に設け、前記制御棒案内管が前記駆動装置支持枠によ
って炉心上面から吊り上げられている状態においては前
記雌側テーパ部と前記雄側テーパ部とが係合し、前記制
御棒案内管が炉心上面に載置されている状態においては
前記雌側テーパ部と前記雄側テーパ部との係合が解かれ
るようにしたことを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】第１実施形態 以下、本発明による制御棒案内装置の第１実施形態につ
いて図１及び図２を参照して説明する。なお、本実施形
態による制御棒案内装置は高温ガス冷却型原子炉に適用
するものであり、以下の説明においては、上述した従来
の高温ガス冷却型原子炉と同一部材には同一符号を付し
て詳細な説明は省略する。

【００１４】図１は、本実施形態による制御棒案内装置
の制御棒案内管２１が炉心２の上面に接続された状態を
示している。図１に示したように、一対の制御棒案内管
２１は、それらの上端及び下端に設けられた束ね板２９
及び嵌合部材２８によって相互に固定されて一体化され
ている。炉心２の上面には凹部２７が形成されており、
この凹部２７を構成する段差部２５には炉心側テーパ部
２６が形成されている。一方、嵌合部材２８の下方周縁
部には前記炉心側テーパ部２６に対応するようにして案
内管側テーパ部３７が形成されている。

【００１５】そして、本実施形態においては、束ね板２
９の周縁部にガイド溝３３が形成されており、このガイ
ド溝３３は下方に向けて拡開する雌側テーパ部３５を備
えている。一方、駆動装置支持枠３０の下部スリーブ３
１の内側にはガイドキー３２が設けられており、このガ
イドキー３２は、前記雌側テーパ部３５と同一の傾斜よ
りなる雄側テーパ部３６を備えている。また、ガイド溝
３３の内壁面３３ａとガイドキー３２の外面３２ａとの
間はギャップｄだけ離間している。

【００１６】また、図２は制御棒案内管２１を駆動装置
支持枠３０の下部スリーブ３１によって吊り上げた状態
を示しており、この状態においては雄側テーパ部３６が
雌側テーパ部３５に密着係合して嵌合している。

【００１７】次に、本実施形態の作用について説明す
る。制御棒案内管２１を炉容器１内に装荷する際には、
図２に示したように、駆動装置支持枠３０の下部スリー
ブ３１によって束ね板２９及び制御棒案内管２１を釣支
し、この状態で駆動装置支持枠３０と共に制御棒案内管
２１をスタンドパイプ４（図６参照）内に吊り下げる。
このように制御棒案内管２１が吊り下げられた状態にお
いては、ガイド溝３３の雌側テーパ部３５にガイドキー
３２の雄側テーパ部３６が嵌合することによって、下部
スリーブ３１に対する束ね板２９及び制御棒案内管２１
の位置決めが自動的になされており、しかも、この状態
においては束ね板２９及び制御棒案内管２１は雌側テー
パ部３５及び雄側テーパ部３６によるロック機能によっ
て回転できないようになっている。

【００１８】この状態で駆動装置支持枠３０及び制御棒
案内管２１を徐々に降下させ、制御棒案内管２１の下端
に設けられた嵌合部材２８を炉心２の上面に形成された
凹部２７に嵌合させる。ここで、凹部２７を構成する段
差部２５には炉心側テーパ部２６が形成されており、一
方、嵌合部材２８の下方周縁部には前記炉心側テーパ部
２６に対応するようにして案内管側テーパ部３７が形成
されている。このため、嵌合部材２８を凹部２７に接続
する際には、案内管側テーパ部３７と炉心側テーパ部２
６との間でセルフオリエンテーション機構が機能し、こ
れによって正規の位置への接続が達成される。

【００１９】ここで、本実施形態においては、嵌合部材
２８が炉心２の上面に達してセルフオリエンテーション
機能が働く直前まで雌側テーパ部３５及び雄側テーパ部
３６によるロック機能が働いているので、嵌合部材２８
と凹部２７との相対的な位置関係が良好に保持され、案
内管側テーパ部３７及び炉心側テーパ部２６によるセル
フオリエンテーション機能を確実に機能させることがで
きる。

【００２０】また、本実施形態においては、嵌合部材２
８が炉心２の上面に達すると束ね板２９が下部スリーブ
３１に対して相対的に持ち上げられ、雌側テーパ部３５
と雄側テーパ部３６との間の係合が解かれてロックが解
除される。そして、ガイド溝３３の内壁面３３ａとガイ
ドキー３２の外面３２ａとの間にはギャップｄが存在す
るので、案内管側テーパ部３７及び炉心側テーパ部２６
によるセルフオリエンテーション機構が機能する際に嵌
合部材２８の回転が許容され、制御棒案内管２１は正規
の位置にスムーズに接続される。

【００２１】一方、炉心２の上面に既に接続されている
制御棒案内管２１を取り外す際には、駆動装置支持枠３
０を引き上げ、制御棒案内管２１上端の束ね板２９を下
部スリーブ３１によって吊り上げる。このとき、下部ス
リーブ３１に設けられたガイドキー３２の雄側テーパ部
３６が束ね板２９に形成されたガイド溝３３の雌側テー
パ部３５に嵌合することによって、下部スリーブ３１に
対する束ね板２９及び制御棒案内管２１の位置決めが自
動的に行われ、しかも、束ね板２９及び制御棒案内管２
１は下部スリーブ３１に対してロックされて回転が防止
される。したがって、取り外した制御棒案内管２１を再
び接続する際には既に位置決めがなされているので、従
来行われていた再度の位置調整は全く不要である。

【００２２】以上述べたように本実施形態によれば、制
御棒案内管２１を炉心２の上面に接続する際には、案内
管側テーパ部３７及び炉心側テーパ部２６によるセルフ
オリエンテーション機構が機能する直前まで、ガイド溝
３３の雌側テーパ部３５及びガイドキー３２の雄側テー
パ部３６による位置決め機能及びロック機能が働くよう
にしたので、セルフオリエンテーション機構を確実に機
能させることができる。また、セルフオリエンテーショ
ン機構が機能し始めたら雌側テーパ部３５と雄側テーパ
部３６との係合が解かれるようにし、しかも、ガイド溝
３３の内壁面３３ａとガイドキー３２の外面３２ａとの
間にギャップｄを設けたので、嵌合部材２８の回転が許
容されてセルフオリエンテーション機構を確実に機能さ
せることができる。さらに、炉心２の上面から制御棒案
内管２１を取り外す際には、ガイド溝３３の雌側テーパ
部３５及びガイドキー３２の雄側テーパ部３６による位
置決め機能及びロック機能が働くので、取り外した制御
棒案内管２１を再び接続する際に再度の位置調整を行う
必要がなく、簡単且つ確実に再接続することができる。

【００２３】なお、本実施形態においては一組のガイド
溝３３及びガイドキー３２が設けられているが、複数組
のガイド溝３３及びガイドキー３２を複数箇所に設置し
ても良いことは言うまでもない。

【００２４】変形例 本実施形態の変形例として、図３に示したようにガイド
溝３３を雌側テーパ部３５のみによって形成し、一方、
ガイドキー３２を雄側テーパ部３６のみによって形成す
ることができる。このような構成を備えた本変形例にお
いても、上記実施形態と同様に、雌側テーパ部３５及び
雄側テーパ部３６による位置決め機能及びロック機能が
得られるので、上記実施形態と同様の効果を得ることが
できる。

【００２５】第２実施形態 次に、本発明による制御棒案内装置の第２実施形態につ
いて図４を参照して説明する。なお、本実施形態による
制御棒案内装置は、上記第１実施形態と同様に高温ガス
冷却型原子炉に適用するものであり、以下の説明におい
ては、第１実施形態及び従来の高温ガス冷却型原子炉と
同一部材には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

【００２６】図４に示したように、本実施形態において
は駆動装置支持枠３０の下部スリーブ３１にガイド溝１
３３が形成されており、このガイド溝１３３は上方に向
けて拡開する雌側テーパ部１３５を備えている。一方、
束ね板２９の周縁部にはガイドキー１３２が設けられて
おり、このガイドキー１３２は、前記雌側テーパ部１３
５と同一の傾斜よりなる雄側テーパ部１３６を備えてい
る。また、ガイド溝１３３の内壁面１３３ａとガイドキ
ー１３２の外面１３２ａとの間はギャップｄだけ離間し
ている。

【００２７】このような構成を備えた本実施形態におい
ても、上記第１実施形態と同様に、ガイド溝１３３の雌
側テーパ部１３５及びガイドキー１３２の雄側テーパ部
１３６による位置決め機能及びロック機能が得られるの
で、制御棒案内管２１の据え付け作業や、一旦取り外し
た制御棒案内管２１の再接続作業を迅速、安全、且つ的
確に行うことができる。

【００２８】なお、本実施形態においては一組のガイド
溝３３及びガイドキー３２が設けられているが、複数組
のガイド溝３３及びガイドキー３２を複数箇所に設置し
ても良いことは言うまでもない。

【００２９】変形例 本実施形態の変形例として、図５に示したようにガイド
溝１３３を雌側テーパ部１３５のみによって形成し、一
方、ガイドキー１３２を雄側テーパ部１３６のみによっ
て形成することができる。このような構成を備えた本変
形例においても、上記実施形態と同様に、雌側テーパ部
１３５及び雄側テーパ部１３６による位置決め機能及び
ロック機能が得られるので、上記実施形態と同様の効果
を得ることができる。

【００３０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、制御
棒案内管が前記駆動装置支持枠によって炉心上面から吊
り上げられている状態においては雌側テーパ部と雄側テ
ーパ部とが係合し、制御棒案内管が炉心上面に載置され
ている状態においては雌側テーパ部と雄側テーパ部との
係合が解かれるようにしたので、制御棒案内管の据え付
け作業や、一旦取り外した制御棒案内管の再接続作業を
迅速、安全、且つ的確に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による制御棒案内装置の第１実施形態を
示し、（ａ）は制御棒案内管が炉心上面に接続された状
態を示した側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図。

【図２】本発明による制御棒案内装置の第１実施形態を
示し、（ａ）は制御棒案内管が炉心上面から吊り上げら
れた状態を示した側面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視
図。

【図３】本発明による制御棒案内装置の第１実施形態の
変形例の要部を示し、制御棒案内管が炉心上面に接続さ
れた場合のガイド溝及びガイドキーを示した図。

【図４】本発明による制御棒案内装置の第２実施形態を
示し、（ａ）は制御棒案内管が炉心上面に接続された状
態を示した側面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ矢視図。

【図５】本発明による制御棒案内装置の第２実施形態の
変形例の要部を示し、制御棒案内管が炉心上面に接続さ
れた場合のガイド溝及びガイドキーを示した図。

【図６】従来の高温ガス冷却型原子炉の概略構成を示し
た図。

【図７】図６に示した従来の高温ガス冷却型原子炉の要
部を示した縦断面図。

【図８】図６に示した従来の高温ガス冷却型原子炉にお
ける制御棒案内管の据え付け作業を示した説明図。

【符号の説明】

１５ 制御棒 ２１ 制御棒案内管 ２８ 嵌合部材 ２９ 束ね板 ３０ 駆動装置支持枠 ３１ 下部スリーブ ３２、１３２ ガイドキー ３３、１３３ ガイド溝 ３５、１３５ 雌側テーパ部 ３６、１３６ 雄側テーパ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松 本 浩 一 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】制御棒の昇降動作を案内する制御棒案内管
   と、前記制御棒案内管の上端に設けられた束ね板と、前
   記制御棒案内管の下端に設けられた嵌合部材と、前記束
   ね板を内包して前記制御棒案内管を支持する下部スリー
   ブを有する駆動装置支持枠とを備えた制御棒案内装置に
   おいて、 下方に向けて拡開する雌側テーパ部を有するガイド溝を
   前記束ね板の周縁部に設け、前記雌側テーパ部に嵌合し
   うる雄側テーパ部を有するガイドキーを前記下部スリー
   ブに設け、 前記制御棒案内管が前記駆動装置支持枠によって炉心上
   面から吊り上げられている状態においては前記雌側テー
   パ部と前記雄側テーパ部とが係合し、一方、前記制御棒
   案内管が炉心上面に載置されている状態においては前記
   雌側テーパ部と前記雄側テーパ部との係合が解かれるよ
   うにしたことを特徴とする制御棒案内装置。
2. 【請求項２】制御棒の昇降動作を案内する制御棒案内管
   と、前記制御棒案内管の上端に設けられた束ね板と、前
   記制御棒案内管の下端に設けられた嵌合部材と、前記束
   ね板を内包して前記制御棒案内管を支持する下部スリー
   ブを有する駆動装置支持枠とを備えた制御棒案内装置に
   おいて、 上方に向けて拡開する雌側テーパ部を有するガイド溝を
   前記下部スリーブに設け、前記雌側テーパ部に嵌合しう
   る雄側テーパ部を有するガイドキーを前記束ね板の周縁
   部に設け、 前記制御棒案内管が前記駆動装置支持枠によって炉心上
   面から吊り上げられている状態においては前記雌側テー
   パ部と前記雄側テーパ部とが係合し、前記制御棒案内管
   が炉心上面に載置されている状態においては前記雌側テ
   ーパ部と前記雄側テーパ部との係合が解かれるようにし
   たことを特徴とする制御棒案内装置。