JPH10274688A

JPH10274688A - 制御棒駆動機構

Info

Publication number: JPH10274688A
Application number: JP9080431A
Authority: JP
Inventors: Tatsutoshi Tokuyama; 龍俊徳山; Tomohiko Masuda; 智彦増田; Akira Okada; 明岡田; Shinichi Ishisato; 新一石里
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1997-03-31
Publication date: 1998-10-13
Anticipated expiration: 2017-03-31
Also published as: JP3919872B2

Abstract

(57)【要約】【課題】減速機の外径を縮少し、磁束漏洩を低減して保
守性の向上を図るとともに、より信頼性の高い制御棒駆
動機構を提供することにある。【解決手段】制御棒の駆動源として電動機が用いられ、
この電動機の回転を変速して回転軸に伝達する変速機を
有する電動型制御棒駆動機構において、その下部機構に
モータアセンブリ部ケーシング50とスプールピース部ケ
ーシング51を設ける。これらのケーシング50，51の外側
を磁性材料からなる容器46で包囲する。モータアセンブ
リ部ケーシング50内には制動用ブレーキ37，誘導電動機
36，サイクロ減速機45，シンクロ位置検出器14および保
持用ブレーキ40を積層配置する。サイクロ減速機45は従
来の変速機の代りに使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、沸騰水型原子炉
（ＢＷＲ）の原子炉圧力容器下部に設けられて制御棒
（ＣＲ）を昇降駆動する制御棒駆動機構（ＣＲＤ）に関
する。

【０００２】

【従来の技術】制御棒駆動機構は制御棒と一体となり、
原子炉の反応度を制御するものであり、プラントの運転
および安全上特に重要なものである。図４および図５に
より従来の電動型制御棒駆動機構を説明する。

【０００３】図４は電動型制御棒駆動機構を示す縦断面
図である。この制御棒駆動機構は下端部に電動機１を備
え、電動機１の垂直な回転軸２がギアカップリング３を
介して上方の垂直な駆動軸４に連結されている。駆動軸
４にはボールねじ５が一体回転可能に連結され、このボ
ールねじ５にボールナット６が螺合してボールねじ５の
回転により昇降駆動されるようになっている。現在建設
されている改良型沸騰水型原子炉（ＡＢＷＲ）における
電動型制御棒駆動機構では、電動機１としてステップモ
ータが採用されている。

【０００４】ボールナット６の外周部には上下配置で対
をなすローラ７が設けられ、これらのローラ７は、ガイ
ドチューブ８の内周面に形成された軸方向の取付板９を
挾持するように取り付けられている。ボールナット６の
上部には、ボールねじ５を囲んで上方に伸びる中空ピス
トン10が設けられ、この中空ピストン10の上端に、カッ
プリング11を介して制御棒（部分的に示す）12が連結さ
れている。

【０００５】電動機１には電磁ブレーキ13が取り付けら
れ、この電磁ブレーキ13を作動させることにより、電動
機１を停止できるようになっている。電磁ブレーキ13の
下端にはシンクロ位置検出器14が設けられ、このシンク
ロ位置検出器14により制御棒12の位置を検出することが
できるようになっている。

【０００６】電動機１，電磁ブレーキ13およびシンクロ
位置検出器14は、ギアカップリング３の周囲に配設した
筒状のモータブラケット15でスプールピース21に連結さ
れている。モータブラケット15の上方位置で駆動軸４の
貫通部位には、シール部材としてグランドパッキン16が
使用されている。それ以外の静止シール部には、ゴム製
のＯリング17，18が使用されている。

【０００７】ボールねじ５，中空ピストン10およびガイ
ドチューブ８を囲む配置で炉壁を貫通する制御棒駆動機
構ハウジング（以下、ＣＲＤハウジング）19と、このＣ
ＲＤハウジング19下部に設けられたアウタチューブ20
と、このアウタチューブ20の下部に設けられたスプール
ピース21とが、互いに３部材とも同一のボルト22で固定
されている。

【０００８】スプールピース21内にはコイルスプリング
23およびコイルスプリング23に支持され、分離検出用マ
グネット24を内蔵したマグネットハウジング25が設置さ
れている。中空ピストン10がボールナット６から分離し
た場合等、コイルスプリング23にかかる荷重が減少する
と、コイルスプリング23は伸び、これに伴い分離検出マ
グネット24が上方へ移動する構造となっている。

【０００９】スプールピース21外側には、磁気により作
動するリードスイッチを内蔵した分離検出プローブ26が
設置され、分離検出マグネット24の移動を検知できるよ
うになっている。中空ピストン10内にはスクラム位置検
出マグネット27が内蔵されている。

【００１０】ガイドチューブ８内にはスクラム時のバッ
ファ28の圧縮に伴い移動するフルイン検出マグネット29
が設置されている。制御棒駆動機構ハウジング19の外側
には磁気により作動するリードスイッチを内蔵したスク
ラム位置検出プローブ30が設置され、スクラム位置検出
マグネット27およびフルイン検出マグネット29の移動を
検知できるようになっている。

【００１１】制御棒駆動機構ハウジング19およびスプー
ルピース21の材質は非磁性金属であり、一方、電動機１
のケーシングおよび電磁ブレーキ13のケーシングは磁性
金属で構成されている。

【００１２】このように構成された制御棒駆動機構にお
いて、電動機１を回転駆動させることにより、回転軸２
および駆動軸４を介してボールねじ５が回転し、このボ
ールねじ５の回転によりボールナット６が上下動する。
その際、ボールナット６はローラ７を介して取付板９に
より回転が規制されて上下動する。ボールナット６の上
下動に連動して、中空ピストン10および制御棒12が上下
動し、この制御棒12の上下動により炉心への挿入および
引き抜き量が調整され、炉出力がコントロールされる。

【００１３】スクラム時は、制御棒12とカップリング11
を介して結合した中空ピストン10が、水圧により急速に
押し上げられボールナット６から分離し、急速に制御棒
12を炉心へ挿入する。このとき、中空ピストン10のボー
ルナット６からの分離は分離検出プローブ26により検出
される。また、スクラム中、およびスクラム後の制御棒
12の位置は、スクラム位置検出プローブ30により検出さ
れる。

【００１４】ところで、上記のように構成した従来の制
御棒駆動機構では、グランドパッキン16部がスプールピ
ース21の一次冷却水バウンダリの貫通部となっており、
この貫通部から軸潤滑のための少量の水の排出がある。
そこで、この水を排出するためのリークオフライン31を
設置するとともに、グランドパッキン16は駆動軸４と擦
れ合う状態にあるため、原子力発電所の定期点検時に定
期的に交換する必要があった。

【００１５】このような事情から、これまで軸シール構
成の改良が勧められ、例えば図５に示すように、電動機
の回転軸２から駆動軸４へのトルク伝達機構をマグネッ
トカップリングとする電動型制御棒駆動機構が開発され
ている。図５は、この制御棒駆動機構のスプールピース
部分の構造のみを拡大して示す断面図である。

【００１６】この図５の例では、スプールピース21の下
部の隔壁21ａを挟む位置で、マグネットカップリングと
してアウタカップリング32およびインナカップリング33
が対峙して設けられている。アウタカップリング32には
アウタ磁石34が設けられ、インナカップリング33にはイ
ンナ磁石35が設けられている。そして、これらアウタ磁
石34とインナ磁石35との磁力相互作用により、一方の磁
石の周方向の回転を、他方の磁石へ伝達する構成となっ
ている。

【００１７】このように構成された制御棒駆動機構にお
いて、電動機１を回転駆動させることにより、回転軸２
およびアウタカップリング32が回転し、このアウタカッ
プリング32の回転に追従して、これと非接触の状態でイ
ンナカップリング33およびそれに連結した駆動軸４が回
転し、図４と同様に制御棒12の上下動を行うことができ
る。

【００１８】また、海外においては、例えば図６に概略
的に示すように、電動機として誘導電動機36を使用し、
電動機の回転を減速機により減速して軸へ伝達する電動
式制御棒駆動機構が知られている。図６はこの制御棒駆
動機構のモータアセンブリ部の構造のみを拡大して示す
断面図である。この図６の例では、誘導電動機36の下部
に誘導電動機36を制御するための制動用ブレーキ37が設
置されている。誘導電動機36の上部には平歯車を用いた
減速機構38が設置され、この減速機構38の一部にスリッ
プクラッチ39が設置されている。減速機構38の上部には
制御棒の位置保持を目的とした保持用ブレーキ40が設置
されている。

【００１９】このように構成された制御棒駆動機構は、
誘導電動機36の回転を減速機構38およびスリップクラッ
チ39を介して回転軸２へ伝達し、さらに回転軸２の回転
はスプールピース21側の駆動軸４へ伝達され、図４に示
す制御棒駆動機構の動作と同様に、制御棒12を上下に駆
動可能である。

【００２０】一方、特願平８−285550号で提案されてい
るように、図５に示すアウタカップリング32とインナカ
ップリング33からなるマグネットカップリングと、図６
に示す誘導電動機36の両者を採用した電動型制御棒駆動
機構が検討されてきている。図７は、この種の電動型制
御棒駆動機構のモータアセンブリ部とスプールピース部
近傍を示す縦断面図である。図７は制御棒駆動機構から
漏洩する磁束等を表す模式的に示している。

【００２１】この制御棒駆動機構はスプールピース21内
に、アウタカップリング32とインナカップリング33とか
らなるマグネットカップリングに内蔵される磁石34，3
5，分離検出マグネット24，スクラム位置検出マグネッ
ト27，フルイン検出マグネット29などを有している。ス
プールピース21の下部には保持用ブレーキ40，シンクロ
14，平歯車による減速機構38，誘導電動機36，制動用ブ
レーキ37等を有しており、これらを内包するケーシング
は磁性材料で構成されている。

【００２２】また、スプールピース21の外部に分離検出
プローブ26，スクラム位置検出プローブ30を有してお
り、これらはそれぞれ磁気で作動するリードスイッチ4
1，42，43を有している。

【００２３】このように構成された制御棒駆動機構にお
いては、マグネットカップリングに内蔵される磁石34，
35，分離検出マグネット24，スクラム位置検出マグネッ
ト27，フルイン検出マグネット29，保持用ブレーキ40，
誘導電動機36，制動用ブレーキ37等，磁束の発生源があ
り、図７に示すように磁束を発している。

【００２４】この時、各磁束発生源から発生した磁束の
一部は制御棒駆動機構外部に漏洩している。このように
して、周囲の制御棒駆動機構から漏洩した磁束の一部が
磁束44に示すように、分離検出プローブ26のリードスイ
ッチ41等に影響を与えている。なお、実線の磁束は当該
制御棒駆動機構から発生する磁束を示している。

【００２５】また、マグネットカップリング32，33から
制御棒駆動機構外部へ漏洩した磁束等も、同様にリード
スイッチ41等へ影響を与えている。このような影響は他
のリードスイッチ42，43についても同様である。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述した図
６に示す制御棒駆動機構では、減速機構38として平歯車
を用いているため、入出力軸と、減速途中の軸をずらす
必要があり、減速機構38の外径が大きくなっていた。こ
のため、狭い作業スペース、放射線被曝等、作業条件の
あまりよくない原子炉圧力容器下部での保守性に改良の
余地があり、また、平歯車は少数の歯でかみ合ってお
り、歯にかかる荷重が大きく、信頼性の点で改良すべき
余地があるなどの課題がある。

【００２７】さらに、図７に示す制御棒駆動機構では、
アウタカップリング32とインナカップリング33からなる
マグネットカップリングの磁石34，35からの磁束のスプ
ールピース外部への漏洩による分離検出プローブ26やス
クラム位置検出プローブ30内に内蔵される磁気センサ4
1，42，43への影響が懸念される課題がある。

【００２８】また、誘導電動機36および電磁ブレーキ3
7，40に内蔵された電磁石等についても、ケーシングを
磁性金属とすることにより外部への磁束漏洩は抑制され
るものの、ゼロではなく、前記磁気センサ41，42，43等
への影響の観点で改良すべき余地のある課題がある。本
発明は、上記課題を解決するためになされたもので、保
守性の向上を図るとともに、より信頼性の高い制御棒駆
動機構を提供することを目的とする。

【００２９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、沸騰
水型原子炉の原子炉圧力容器下部に設けられ、制御棒を
昇降駆動することによって熱出力を制御し、前記制御棒
の駆動源として電動機が用いられ、この電動機の回転を
変速して回転軸に伝達する変速機を有する電動型制御棒
駆動機構において、前記変速機をサイクロ減速機で構成
してなることを特徴とする。

【００３０】請求項２の発明は、沸騰水型原子炉の原子
炉圧力容器下部に設けられ、制御棒を昇降駆動すること
によって熱出力を制御し、前記制御棒の駆動源として電
動機が用いられた制御棒駆動機構において、前記電動機
の周囲の少なくとも一部に磁性材料による覆いを設けて
なることを特徴とする。

【００３１】請求項３の発明は、沸騰水型原子炉の原子
炉圧力容器下部に設けられ、制御棒を昇降駆動すること
によって熱出力を制御し、前記制御棒の駆動源として電
動機を用いる制御棒駆動機構において、電動機内部構造
物を内包するケーシングと電動機内部構造物の間の少な
くとも一部に磁性材料による覆いを設けてなることを特
徴とする。

【００３２】請求項４の発明は、沸騰水型原子炉の原子
炉圧力容器下部に設けられ、制御棒を昇降駆動すること
によって熱出力を制御し、前記制御棒の駆動源として電
動機を用いるとともに、その電動機の回転軸を制御棒側
の駆動軸に伝達する手段としてマグネットカップリング
を設けてなる電動型制御棒駆動機構において、前記マグ
ネットカップリングを内包するケーシングの周囲または
内面の少なくとも一部に磁性材料による覆いを設けてな
ることを特徴とする。

【００３３】請求項５の発明は、沸騰水型原子炉の原子
炉圧力容器下部に設けられ、制御棒を昇降駆動すること
によって熱出力を制御し、前記制御棒の駆動源として電
動機を用いるとともに、その電動機の回転軸を制御棒側
の駆動軸に伝達する手段としてマグネットカップリング
を設けてなる電動型制御棒駆動機構において、前記マグ
ネットカップリングを内包するケーシングと前記マグネ
ットカップリングの間の少なくとも一部に磁性材料によ
る覆いを設けてなることを特徴とする。

【００３４】請求項６の発明は、沸騰水型原子炉の原子
炉圧力容器下部に設けられ、制御棒を昇降駆動すること
によって熱出力を制御し、前記制御棒の駆動源として電
動機を用いるとともに、その電動機の回転軸を制御棒側
の駆動軸に伝達する手段としてマグネットカップリング
を設けてなる電動型制御棒駆動機構において、前記マグ
ネットカップリングを内包するケーシングの少なくとも
一部を磁性材料で構成したことを特徴とする。

【００３５】請求項７の発明は、沸騰水型原子炉の原子
炉圧力容器下部に設けられ、制御棒を昇降駆動すること
によって熱出力を制御し、前記制御棒の駆動源として電
動機を用いるとともに、ブレーキを有する電動型制御棒
駆動機構において、前記ブレーキを内包するケーシング
の周囲の少なくとも一部に磁性材料による覆いを設けて
なることを特徴とする。

【００３６】請求項８の発明は、沸騰水型原子炉の原子
炉圧力容器下部に設けられ、制御棒を昇降駆動すること
によって熱出力を制御し、前記制御棒の駆動源として電
動機を用いるとともに、ブレーキを有する電動型制御棒
駆動機構において、前記ブレーキを内包するケーシング
と前記ブレーキの間の少なくとも一部に磁性材料による
覆いを設けてなることを特徴とする。

【００３７】請求項９の発明は、沸騰水型原子炉の原子
炉圧力容器下部に設けられ、制御棒を昇降駆動すること
によって熱出力を制御し、前記原子炉圧力容器バウンダ
リ内に磁石を有する制御棒駆動機構において、前記磁石
の周囲の少なくとも一部に磁性材料による覆いを設けて
なることを特徴とする。

【００３８】請求項10の発明は、前記磁石と磁性材料に
よる層または前記覆いとの間に磁気により作動するセン
サを設けてなることを特徴とする。請求項11の発明は、
沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器下部に設けられ、制御
棒を昇降駆動することによって熱出力を制御し、前記制
御棒の駆動源として電動機を用いる制御棒駆動機構にお
いて、前記原子炉圧力容器バウンダリ外に設置された制
御棒駆動機構部品を内包するケーシングの側面部に開口
部を設け、この開口部にこの開口部を覆う開閉自在の蓋
を設けてなることを特徴とする。請求項12の発明は、前
記蓋は防水性を有することを特徴とする。

【００３９】請求項１の発明においては、変速機をサイ
クロ減速機で構成しているため、減速途中の回転軸を大
きくずらす必要がなく、減速途中の回転軸を偏心させる
のみでよい。また、サイクロ減速機により従来の減速機
構よりその外径を低減し、モータアセンブリの取付，取
外し作業等の保守性を向上することが可能である。さら
に、サイクロ減速機は、遊星歯車の利用により滑らかな
転がり接触であり、多数の歯により荷重を分担するた
め、平歯車等と比べ一般に高効率であり、信頼性も向上
することが可能である。

【００４０】請求項２，３の発明においては電動機から
制御棒駆動機構の外部へ漏洩しようとする磁束の多くは
磁性材料による覆いの内部を通るため、制御棒駆動機構
外部への磁束漏洩を低減できる。これにより漏洩磁束に
よる周囲の制御棒駆動機構の磁気センサや核計装等への
誤作動等の影響を低減することができる。

【００４１】請求項４から請求項６の発明においては、
マグネットカップリングから制御棒駆動機構の外部へ漏
洩しようとする磁束の多くは磁性材料による覆いの内部
を通るため、制御棒駆動機構外部への磁束漏洩を低減で
きる。これにより漏洩磁束による周囲の制御棒駆動機構
の磁気センサや核計装等への誤作動等の影響を低減する
ことができる。

【００４２】請求項７，８の発明においては、ブレーキ
から制御棒駆動機構の外部へ漏洩しようとする磁束の多
くは磁性材料による覆いの内部を通るため、制御棒駆動
機構外部への磁束漏洩を低減できる。これにより漏洩磁
束による周囲の制御棒駆動機構の磁気センサや核計装等
への誤作動等の影響を低減することができる。

【００４３】請求項９，10の発明においては制御棒駆動
機構の原子炉圧力容器内に有する磁石から制御棒駆動機
構の外部へ漏洩しようとする磁束の多くは磁性材料によ
る覆いの内部を通るため、制御棒駆動機構外部への磁束
漏洩を低減できる。これにより漏洩磁束による周囲の制
御棒駆動機構の磁気センサや核計装等への誤作動等の影
響を低減することができる。

【００４４】また、請求項２〜10の発明のおいては、さ
らに当該制御棒駆動機構と磁性体による覆いの間に磁気
センサを配置することにより当該制御棒駆動機構から発
生する磁気信号を磁気センサにより良好に検知し、かつ
近隣の制御棒駆動機構等から漏洩した磁束を磁性体によ
る覆いで遮蔽し、当該制御棒駆動機構の磁気センサの誤
動作等への影響を低減できる。

【００４５】さらに、制御棒駆動機構から意図せず漏洩
する磁束を低減するのみならず、磁気センサに対する隣
接した制御棒駆動機構等からの漏洩磁束の影響も効果的
に抑制できるため、より磁気センサ等の信頼性を向上す
ることが可能である。

【００４６】請求項11，12の発明においては、原子炉圧
力容器バウンダリ外に設置された制御棒駆動機構部品に
外部から容易にアクセス可能となり、保守性が向上す
る。請求項12の発明においては、モータアセンブリ部ケ
ーシング内に設置された電気品等を含む制御棒駆動機構
部品へのメンテナンス時等に水が降り懸かるのを防止す
るとともに、水の侵入を防止することが可能である。

【００４７】

【発明の実施の形態】図１および図２により本発明に係
る制御棒駆動機構の第１の実施の形態を説明する。図１
は本発明に係る第１の実施の形態における制御棒駆動機
構の下部構造のスプールピース部とモータアセンブリ部
を模式的に表す縦断面図である。制御棒駆動機構の上部
構造は図４に示す制御棒駆動機構と同様であるので省略
する。

【００４８】本実施の形態に係る制御棒駆動機構は図１
に示すようにスプールピース21内外にアウタカップリン
グ32とインナカップリング33に内蔵される磁石34，35，
分離検出マグネット24，スクラム位置検出マグネット2
7，フルイン検出マグネット29等を有している。また、
スプールピース21の下方にはモータアセンブリ部ケーシ
ング50が設けられ、このモータアセンブリ部ケーシング
50内に保持用ブレーキ40，シンクロ位置検出器14，サイ
クロ減速機45，誘導電動機36，制動用ブレーキ37等を有
している。

【００４９】ここで、誘導電動機36と制動用ブレーキ37
とは一体となっており、誘導電動機36側が負荷側、制動
用ブレーキ37が反負荷側となっている。サイクロ減速機
45は電動機36の回転を減速するためのものなので電動機
36より負荷側に設置する。

【００５０】保持用ブレーキ40，シンクロ位置検出器14
は万一サイクロ減速機45等が破損してもその機能を果す
ようにサイクロ減速機45より負荷側に設置する。保持用
ブレーキ40は制御棒を支持する重要な機器であり、でき
るだけ負荷側に設置することが望ましい。

【００５１】制動用ブレーキ37はモータ電源遮断時等の
慣性による回転を低減するためのもので、一方保持用ブ
レーキ40は誘導電動機36の停止時であっても制御棒重量
等負荷荷重を支持するためのものである。両者とも制御
方法は異なるものの、制御棒停止時はＯＮ，制御棒駆動
時はＯＦＦとする。

【００５２】なお、アウタカップリング32と保持用ブレ
ーキ40との間、シンクロ位置検出器14とサイクロ減速機
45との間、サイクロ減速機45と誘導電動機36との間に位
置する回転軸２には、図示してないがカップリング等が
設けられて連結している。

【００５３】モータアセンブリ部ケーシング50の上方に
はスプールピース24との間にモータアセンブリ接続フラ
ンジ52を介してスプールピース部ケーシング51が設けら
れている。このスプールピース部ケーシング51に分離検
出プローブ26とスクラム位置検出プローブ30が立設して
いる。モータアセンブリ部ケーシング50と前記各プロー
ブ26，30を取り囲むようにして磁性材料で構成された容
器46が設けられている。モータアセンブリ接続フランジ
52はモータアセンブリ部ケーシング50をスプールピース
部ケーシング51に接続するためのフランジである。

【００５４】図２はサイクロ減速機45を概略的に示す平
面図で、図１に示す回転軸２に相当する軸Ｊ１、すなわ
ち偏心輪ａは、それにはまっている歯車ｂを固定された
ピン歯車ｃと噛み合わせているので、歯車ｂは差動回転
する。歯車ｂは偏心しているので、その中の穴面ｂ″と
ローラｄ′との噛み合いによって軸Ｊ２と同心でローラ
ｄ′の取り付いている円板ｄすなわち軸Ｊ２に減速回転
させるものである（機械設計便覧編集委員会編第３版、
機械設計便覧P845丸善参照）。

【００５５】また、スプールピース21外部に分離検出プ
ローブ26，スクラム位置検出プローブ30を有しており、
これらはそれぞれ磁気で作動するリードスイッチ41，4
2，43を有している。また、分離検出プローブ26，スク
ラム位置検出プローブ30を含む制御棒駆動機構の周囲を
磁性材料による円筒形の容器46で覆っている。この容器
46は制御棒駆動機構から取外し可能であり、定期点検時
は取外し後、制御棒駆動機構へアクセスする。

【００５６】このように構成された制御棒駆動機構にお
いては、従来の変速機の代りにモータケーシング内にサ
イクロ減速機45を組み込むことにより、サイクロ減速機
45は入力軸と減速途中の軸をわずかに偏心させるのみで
あるため、平歯車等による減速機構と比べ、減速機の外
径を縮小することが可能であり、減速機の取付、取外し
等保守性の向上を図ることが可能である。また、サイク
ロ減速機45は多数の歯で荷重を支持する構造であるた
め、信頼性を向上することが可能である。

【００５７】本実施の形態に係る制御棒駆動機構におい
ては、マグネットカップリング32，33に内蔵される磁石
34，35，分離検出マグネット24，スクラム位置検出マグ
ネット27，フルイン検出マグネット29，保持用ブレーキ
40，誘導電動機36，制動用ブレーキ37，磁束の発生源が
あり、図１に示すように磁束を発している。

【００５８】この場合、各磁束発生源から発生した磁束
の一部は制御棒駆動機構外部に漏洩しているものの、周
囲に設置された磁性材料で構成された容器46で遮蔽さ
れ、容器46外部への漏洩を低減している。また、周囲の
制御棒駆動機構から漏洩した磁束44も、磁性材料による
容器46で遮蔽され、容器46内部への磁束侵入を低減して
いる。

【００５９】これにより、分離検出プローブ26やスクラ
ム位置検出プローブ30に内蔵されるリードスイッチ41，
42，43の誤動作の可能性を低減し、信頼性を向上するこ
とができる。なお、磁性材料としては例えば炭素鋼を使
用することができ、またその形状としては板状，円筒
状，網状，綿状等を使用できるが、そのいずれを使用す
るかはその設置場所により任意に選択できる。

【００６０】つぎに図１と同一部分には同一符号を付し
た図３により本発明に係る制御棒駆動機構の第２の実施
の形態を説明する。図３は本発明に係る第２の実施の形
態における制御棒駆動機構の下部構造を概略的に示す縦
断面図で、制御棒駆動機構の上部構造は図４に示す従来
の電動型制御棒駆動機構と同様であるので省略する。

【００６１】本実施の形態が第１の実施の形態と異なる
部分は磁性材料で構成された容器47をモータアセンブリ
部ケーシング50には設けないで、スプールピース部ケー
シング51の下端に設けた板52から上方にのみ設け、その
代りに誘導電動機36と制動用ブレーキ37および保持用ブ
レーキ40に覆い48を設けたことにある。また、シンクロ
位置検出器14が位置する部分のモータアセンブリ部ケー
シング50に開口部53を設け、この開口部53に防水性また
は防滴性の蓋49を設けたことにある。

【００６２】この第２の実施の形態に係る制御棒駆動機
構は、第１の実施の形態と同様に、スプールピース21内
に、マグネットカップリング22，23に内蔵される磁石3
4，35，分離検出マグネット24，スクラム位置検出マグ
ネット27，フルイン検出マグネット29等を有している。
また、スプールピース21の下部には保持用ブレーキ40，
シンクロ14，変速機としてサイクロ減速機45，誘導電動
機36，制動用ブレーキ37等を有しており、これらを内包
するモータケーシング50は磁性材料で構成されている。

【００６３】スプールピース21の外部に分離検出プロー
ブ26，スクラム位置検出プローブ30を有しており、これ
らはそれぞれ磁気で作動するリードスイッチ41，42，43
を有している。

【００６４】分離検出プローブ26，スクラム位置検出プ
ローブ30を含むスプールピース21の周囲を磁性材料によ
る円筒形容器47で覆っている。保持用ブレーキ40モータ
ケーシング50との間、および誘導電動機36とモータケー
シング50の間、制動用ブレーキ37とモータケーシング50
の間にも磁性材料による覆い48を設置している。

【００６５】アウタカップリング32とインナカップリン
グ33を内蔵するスプールピース部ケーシング51には磁性
材料を使用する。シンクロ位置検出器14を内蔵するモー
タアセンブリ部ケーシング50には開口部53を設けるとと
もに、その開口部53を覆うように防水性で開閉自在の蓋
49が設置されている。この防水性の蓋49は例えば蛇腹型
式の防水ラバー等で構成されており、メンテナンス時等
においてモータアセンブリ部ケーシング50内の電気品に
水が降り懸かるのを防止したり、水が侵入したりするこ
とを防止する。

【００６６】このように構成された制御棒駆動機構にお
いては、アウタカップリング32とインナカップリング33
に内蔵される磁石34，35，分離検出マグネット24，スク
ラム位置検出マグネット27，フルイン検出マグネット2
9，保持用ブレーキ40，誘導電動機26，制動用ブレーキ3
7等，磁束の発生源があり、図３に示すように磁束を発
生ている。

【００６７】この時、各磁束発生源から発生した磁束の
一部は制御棒駆動機構外部に漏洩しているものの、周囲
に設置された磁性材料による容器47あるいは覆い48等で
遮蔽され、外部への漏洩を低減している。

【００６８】また、周囲の制御棒駆動機構から漏洩した
磁束も、磁性材料による容器47等で遮蔽され、容器47内
部への磁束侵入を低減している。これにより、分離検出
プローブ26やスクラム位置検出プローブ30に内蔵される
リードスイッチ41，42，43の誤動作の可能性を低減し、
信頼性を向上することができる。

【００６９】さらに、第１の実施の形態と異なり、アウ
タカップリング32とインナカップリング33を内蔵するス
プールピース部ケーシング51を磁性材料で構成している
ことにより、アウタカップリング32とインナカップリン
グ33が発生する磁束による分離検出プローブ26に内蔵す
るリードスイッチ41等への影響も低減している。この影
響低減効果はスクラム位置検出プローブ30に内蔵するリ
ードスイッチ41，42，43においても同様である。

【００７０】また、シンクロ位置検出器14のメンテナン
ス・取替をするときは、モータアセンブリ部ケーシング
50に設けられた蓋49を開けることにより、開口部53から
容易にアクセス可能であり、保守が容易となる。本実施
の形態は第１の実施の形態と同様にサイクロ減速機45を
組み込むことによる保守性の向上、信頼性の向上を図る
ことが可能である。

【００７１】また、本実施の形態において、磁性材料と
して円筒型の容器46，47や覆い48等の例で説明したが、
網状に構成したり、コーティング処理を施す等により同
様の効果を得ることができる。駆動源として誘導電動機
36を用いたが、その代りにステッピングモータを用いた
場合等にも同様の効果を得ることができる。

【００７２】

【発明の効果】本発明による制御棒駆動機構において
は、各々の実施の形態で説明したとおりの減速機の外径
を縮少し、磁束漏洩を低減する効果を奏するとともに、
保守性の向上したより信頼性の高い制御棒駆動機構を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る制御棒駆動機構の第１の実施形態
の要部を示す縦断面図。

【図２】図１におけるサイクロ減速機を一部断面で示す
平面図。

【図３】本発明に係る制御棒駆動機構の第２の実施形態
の要部を示す縦断面図。

【図４】従来の制御棒駆動機構を示す縦断面図。

【図５】従来の制御棒駆動機構のスプールピース部を示
す縦断面図。

【図６】従来の制御棒駆動機構のモータアセンブリ部を
示す縦断面図。

【図７】図６および図７を合体した下部構造の作用を説
明するための概略縦断面図。

【符号の説明】

１…電動機、２…回転軸、３…ギアカップリング、４…
駆動軸、５…ボールねじ、６…ボールナット、７…ロー
ラ、８…ガイドチューブ、９…取付盤、10…中空ピスト
ン、11…カップリング、12…制御棒、13…電磁ブレー
キ、14…シンクロ位置検出器、15…モータブラケット、
16…グランドパッキン、17，18…Ｏリング、19…ＣＲＤ
ハウジング、20…アウタチューブ、21…スプールピー
ス、21ａ…隔壁、22…ボルト、23…コイルスプリング、
24…分離検出マグネット、25…マグネットハウジング、
26…分離検出プローブ、27…スクラム位置検出マグネッ
ト、28…バッファ、29…フルイン検出マグネット、30…
スクラム位置検出プローブ、31…リークオフライン、32
…アウタカップリング、33…インナカップリング、34…
アウタ磁石、35…インナ磁石、36…誘導電動機、37…制
動用ブレーキ、38…減速機構、39…スリップクラッチ、
40…保持用ブレーキ、41，42，43…リードスイッチ、44
…磁束、45…サイクロ減速機、46，47…容器、48…覆
い、49…蓋、50…モータアセンブリ部ケーシング、51…
スプールピース部ケーシング、52…モータアセンブリ接
続フランジ、53…開口部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石里新一神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器下部に
設けられ、制御棒を昇降駆動することによって熱出力を
制御し、前記制御棒の駆動源として電動機が用いられ、
この電動機の回転を変速して回転軸に伝達する変速機を
有する電動型制御棒駆動機構において、前記変速機をサ
イクロ減速機で構成してなることを特徴とする制御棒駆
動機構。
【請求項２】沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器下部に
設けられ、制御棒を昇降駆動することによって熱出力を
制御し、前記制御棒の駆動源として電動機が用いられた
制御棒駆動機構において、前記電動機の周囲の少なくと
も一部に磁性材料による覆いを設けてなることを特徴と
する制御棒駆動機構。
【請求項３】沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器下部に
設けられ、制御棒を昇降駆動することによって熱出力を
制御し、前記制御棒の駆動源として電動機を用いる制御
棒駆動機構において、前記電動機の内部構造物を内包す
るケーシングと前記電動機の内部構造物の間の少なくと
も一部に磁性材料による覆いを設けてなることを特徴と
する制御棒駆動機構。
【請求項４】沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器下部に
設けられ、制御棒を昇降駆動することによって熱出力を
制御し、前記制御棒の駆動源として電動機を用いるとと
もに、その電動機の回転軸を前記制御棒側の駆動軸に伝
達する手段としてマグネットカップリングを設けてなる
電動型制御棒駆動機構において、前記マグネットカップ
リングを内包するケーシングの周囲または内面の少なく
とも一部に磁性材料による覆いを設けてなることを特徴
とする制御棒駆動機構。
【請求項５】沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器下部に
設けられ、制御棒を昇降駆動することによって熱出力を
制御し、前記制御棒の駆動源として電動機を用いるとと
もに、その電動機の回転軸を前記制御棒側の駆動軸に伝
達する手段としてマグネットカップリングを設けてなる
電動型制御棒駆動機構において、前記マグネットカップ
リングを内包するケーシングと前記マグネットカップリ
ングの間の少なくとも一部に磁性材料による覆いを設け
てなることを特徴とする制御棒駆動機構。
【請求項６】沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器下部に
設けられ、制御棒を昇降駆動することによって熱出力を
制御し、前記制御棒の駆動源として電動機を用いるとと
もに、その電動機の回転軸を前記制御棒側の駆動軸に伝
達する手段としてマグネットカップリングを設けてなる
電動型制御棒駆動機構において、前記マグネットカップ
リングを内包するケーシングの少なくとも一部を磁性材
料で構成したことを特徴とする制御棒駆動機構。
【請求項７】沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器下部に
設けられ、制御棒を昇降駆動することによって熱出力を
制御し、前記制御棒の駆動源として電動機を用いるとと
もに、ブレーキを有する電動型制御棒駆動機構におい
て、前記ブレーキを内包するケーシングの周囲の少なく
とも一部に磁性材料による覆いを設けてなることを特徴
とする制御棒駆動機構。
【請求項８】沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器下部に
設けられ、制御棒を昇降駆動することによって熱出力を
制御し、前記制御棒の駆動源として電動機を用いるとと
もに、ブレーキを有する電動型制御棒駆動機構におい
て、前記ブレーキを内包するケーシングと前記ブレーキ
の間の少なくとも一部に磁性材料による覆いを設けてな
ることを特徴とする制御棒駆動機構。
【請求項９】沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器下部に
設けられ、制御棒を昇降駆動することによって熱出力を
制御し、前記原子炉圧力容器バウンダリ内に磁石を有す
る制御棒駆動機構において、前記磁石の周囲の少なくと
も一部に磁性材料による覆いを設けてなることを特徴と
する制御棒駆動機構。
【請求項１０】前記磁石と磁性材料による層または前
記覆いとの間に磁気により作動するセンサを設けてなる
ことを特徴とする請求項９記載の制御棒駆動機構。
【請求項１１】沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器下部
に設けられ、制御棒を昇降駆動することによって熱出力
を制御し、前記制御棒の駆動源として電動機を用いる制
御棒駆動機構において、前記原子炉圧力容器バウンダリ
外に設置された制御棒駆動機構部品を内包するケーシン
グの側面部に開口部を設け、この開口部に蓋を設けてな
ることを特徴とする制御棒駆動機構。
【請求項１２】前記開口部を覆う蓋は防水性を有する
ことを特徴とする請求項11記載の制御棒駆動機構。