JPH11281785A - 制御棒駆動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】耐圧シール部の信頼性を向上した制御棒駆動機
構を提供する。 【解決手段】上部分割部フランジを小径化し、スプール
ピース内に格納する。上部分割部と制御棒駆動機構ハウ
ジングの間に回り止め機構を持つ。上部分割部と制御棒
駆動機構ハウジングの間の回り止め機構はスプールピー
スを取り付けることにより自動解除する。上部分割部と
スプールピースの間に回り止め機構を持つ。上部分割部
とスプールピースがネジによって結合されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は原子炉の制御棒駆動
機構の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術による制御棒駆動機構の構成
例を図６に示す。制御棒駆動機構は上部分割部５，スプ
ールピース６、及びモータユニット７から構成されてお
り、これらが１つのユニットを構成し原子炉底部の制御
棒駆動機構ハウジング４に取り付けられている。

【０００３】上部分割部５はアウターチューブ２１，ガ
イドチューブ２２，中空ピストン２３，ボールネジ２
４、及びボールナット２５から構成され、ボールネジ２
４はモータユニット７からスプールピース６を介して伝
達される回転駆動力を、ガイドチューブ２２により周方
向の回転を拘束されつつ軸方向に移動可能なボールナッ
ト２５の上下運動に変換する。

【０００４】中空ピストン２３は自重によりボールナッ
ト２５上面に着座し、ボールナット２５の上下動により
中空ピストン２３上端で接続された制御棒１を炉内に挿
入、あるいは炉内から引き抜く。制御棒の位置はモータ
ユニット７内に設けられた位置検出器（図示せず）で軸
の回転量を計測することにより検出される。

【０００５】以上は制御棒１の原子炉内への挿入位置を
調整する際の駆動方法である。原子炉を緊急停止する際
はスクラム配管１００より高圧水を注入し、その圧力に
より中空ピストン２３を瞬時に上方へ駆動することによ
り制御棒１を原子炉内に挿入する。

【０００６】制御棒駆動機構は原子炉運転時に制御棒１
を挿入，引抜駆動する機能と同時に原子炉の圧力バウン
ダリとしての機能が要求される。そのため制御棒駆動機
構には炉水をシールするため、上部分割部５と制御棒駆
動機構ハウジング４の間、及び上部分割部５とスプール
ピース６の間の２ヶ所にシール部が設けられている。こ
のうち上部分割部５と制御棒駆動機構ハウジング４の間
のシールには中空メタルＯリング２６が、上部分割部５
とスプールピース６の間のシールにはゴムＯリング２７
が使用されている。

【０００７】制御棒駆動機構ハウジング４への取り付け
手順を図７に示す。制御棒駆動機構ハウジング４への取
り付けは、上部分割部５を制御棒駆動機構ハウジング４
内に挿入し（ｍ）、所定角度回転させて制御棒案内管２
に係合させた後に、制御棒駆動機構ハウジング４のフラ
ンジにボルト１１で固定し（ｎ）、その後にスプールピ
ース６を取り付けて（ｏ）ボルト１２で固定し（ｐ）、
さらにその後モータユニット７をスプールピース６下に
取り付けて（ｑ）、ボルト１３で固定する(ｒ)という手
順で行う。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上説明の制御棒駆動
機構には、上部分割部５と制御棒駆動機構ハウジング４
の間、及び上部分割部５とスプールピース６の間に２ヶ
所のシールがある。制御棒駆動機構の圧力バウンダリの
信頼性向上の面からはシール部は極力少なくすることが
望ましい。

【０００９】また、上部分割部５とスプールピース６の
間のシールに用いられているゴムＯリング２７は上部分
割部５と制御棒駆動機構ハウジング４の間のシールに用
いられている中空メタルＯリング２６に比べて頻繁なメ
ンテナンスが必要である。

【００１０】本発明の目的は、上記の点を鑑み、シール
部を削減することにより、制御棒駆動機構の信頼性と保
守性の向上を図ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、上部分割部５フランジ部を小径化して中空
メタルＯリング２６の内側に格納し、中空メタルＯリン
グ２６をスプールピース６上面に移設して制御棒駆動機
構ハウジング４とスプールピース６が直接取り合う構造
とすることにより上部分割部５とスプールピース６の間
のシールに用いられているゴムＯリング２７を削除した
構成とする。

【００１２】即ち、本発明によれば、上部分割部５とス
プールピース６の間のシールに用いられているゴムＯリ
ング２７を削除することにより耐圧シール部の信頼性向
上とシール部のメンテナンス頻度の低減を図ることがで
きる。

【００１３】

【発明の実施の形態】（実施例１）本発明の一実施例を
図１により説明する。図１は上部分割部５フランジを小
径化し、スプールピース６内に格納した本発明による制
御棒駆動機構の構造を示している。本実施例ではフラン
ジ部を小径化された上部分割部５は自重によりスプール
ピース６上に着座する。制御棒駆動機構ハウジング４は
スプールピース６と直接取り合い、スプールピース６上
面に中空メタルＯリング２６が設けられる。上部分割部
５フランジは小径化されてスプールピース６の中空メタ
ルＯリング２６内周より内側に格納される。

【００１４】炉水のシールはスプールピース６上面の中
空メタルＯリング２６によって行われ、上部分割部５と
スプールピース６の間には耐圧用のシール材を設けな
い。スプールピース６にはキー１５が設けられており、
キー１５はアウターチューブ２１に設けられた溝と組合
せられ、アウターチューブ２１の回り止めの機能を果た
す。アウターチューブ２１にはアウターチューブ２１が
制御棒駆動機構ハウジング４に対して回転を防止するた
めに回り止め機構１４が設けられる。回り止め機構１４
の具体例を図３に示す。

【００１５】回り止め機構１４はアウターチューブ２１
のフランジ部に埋め込まれている。回り止め機構はアウ
ターチューブ２１の溝５２，５４に沿って上下するピン
４４，４５、ピン４４，４５を押すバネ４１，４３、ピ
ン４４，４５に対し回転自在に軸５０，５１により取り
付けられる軸４６，４７、軸４６，４７を指示するホル
ダ４８、軸４６，４７を押すバネ４９により構成され
る。軸４６，４７はホルダ４８に摺動可能な様にとり蹴
られる。

【００１６】回り止め機構１４は上部分割部５を制御棒
案内管２と係合した位置でピン４４と制御棒駆動機構ハ
ウジング４フランジ下面の穴５３が一致するように設け
られる。この様な回り止め機構１４において、スプール
ピース６が下方から取り付けられることによりアウター
チューブ２１フランジ下面のピン４５が押し上げられ、
このピン４５とリンクを構成する回り止めピン４４が制
御棒駆動機構ハウジング４の穴５３から引き抜かれ、回
り止め機構１４は解除した状態となる。スプールピース
６がアウターチューブ２１フランジ面から離れるとピン
４５はバネ４１より押し出され、ピン４４は制御棒駆動
機構ハウジング４の穴５３に差込まれ、回り止め機構１
４が働いた状態となる。

【００１７】本実施例による制御棒駆動機構を制御棒駆
動機構ハウジング４に取り付ける際の手順を図２により
説明する。先ず上部分割部５を制御棒駆動機構ハウジン
グ４内に挿入し（ａ）、所定角度回転させて制御棒案内
管２に係合させる（ｂ）。この状態で何等かの理由で上
部分割部５が回転すると制御棒案内管２との結合が外れ
るため上部分割部５は落下してしまう。

【００１８】しかし、この（ｂ）の状態では図３の
（ｕ）の状態となり、穴５３とピン４４の位置が一致
し、回り止め機構１４が働いた状態となり、落下を防ぐ
ことができる。その後にスプールピース６を取り付け
（ｃ）、ボルト１２で固定し（ｄ）、さらにその後モー
タユニット７をスプールピース６下に取り付けて
（ｅ）、ボルト１３で固定する（ｆ）という手順で取り
付けは行われる。

【００１９】ここで（ｃ）以降の状態では回り止め機構
１４は図３の（ｔ）の状態となり、働いていない。この
状態で制御棒駆動機構を駆動するとボールネジ２４の回
転の反力で上部分割部５が回転してしまい、制御棒案内
管２との係合が外れてしまう恐れがある。

【００２０】上部分割部５のアウターチューブ２１は制
御棒案内管２と係合して制御棒駆動機構ハウジング４の
落下防止サポートを兼ねており、機能上、制御棒案内管
２との係合が外れることが合ってはならない。しかし、
本発明ではスプールピース６を取り付けて回り止め機構
１４が解除された状態では図１に示すキー１５により上
部分割部５の回転を防止する構造としている。

【００２１】（実施例２）本発明の第二の実施例を図４
により説明する。本実施例では上部分割部５とスプール
ピース６の結合は上部分割部５の下端に切られたネジ６
１によって行われる。上部分割部５フランジは小径化さ
れて外周部にはネジ６１が切られ、中空メタルＯリング
２６内周より内側に切られたスプールピース６側のメネ
ジと結合する。

【００２２】制御棒駆動機構ハウジング４はスプールピ
ース６と直接取り合い、スプールピース６上面に中空メ
タルＯリング２６が設けられる。炉水のシールはスプー
ルピース６上面の中空メタルＯリング２６によって行わ
れ、上部分割部５とスプールピース６の間にはシール材
を設けない。上部分割部５のアウターチューブ４フラン
ジネジ部とスプールピース６ネジ部には回り止め用のキ
ー６２が設けられている。

【００２３】本実施例ではネジ６１は上部分割部５の下
端に切られているが、このネジ部は上部分割部５の下端
に限定されるものではなく、制御棒駆動機構ハウジング
４のフランジ面より上であっても良い。

【００２４】本実施例における制御棒駆動機構を制御棒
駆動機構ハウジング４に取り付ける際の手順を図５によ
り説明する。先ず補修室等で予め組立てられた上部分割
部／スプールピース連結体７１を制御棒駆動機構ハウジ
ング４内に挿入し（ｈ）、所定角度回転させて制御棒案
内管２に係合させてボルト１２で固定し（ｉ）、さらに
その後モータユニット７を上部分割部／スプールピース
連結体７１下に取り付けて（ｊ）、ボルト１３で固定す
る（ｋ）という手順で行う。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、従来技術より、制御棒
駆動機構のシール部を削減し、圧力バウンダリの信頼性
向上、及びメンテナンス頻度を低減させた制御棒駆動機
構を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例である原子炉の制御棒駆
動機構の一部断面図。

【図２】（ａ）ないし（ｇ）は図１を取り付け手順を示
す手順図。

【図３】本発明の上部分割部／制御棒駆動機構ハウジン
グ間回り止め機構の構造概略図。

【図４】本発明の第二の実施例である制御棒駆動機構の
一部断面図。

【図５】（ｈ）ないし（ｉ）は図４の取り付け手順を示
す図。

【図６】本発明の制御棒駆動機構構造概略図。

【図７】（ｍ）ないし（ｓ）は本発明の制御棒駆動機構
の取り付け手順を示す図。

【符号の説明】

１…制御棒、２…制御棒案内管、３…原子炉圧力容器、
４…制御棒駆動機構ハウジング、５…上部分割部、６…
スプールピース、７…モータユニット、１１…上部分割
部取り付けボルト、１２…スプールピース取り付けボル
ト、１３…モータユニット取り付けボルト、１４…上部
分割部／制御棒駆動機構ハウジング間回り止め機構、１
５…上部分割部／スプールピース間回り止め機構、２１
…アウターチューブ、２２…ガイドチューブ、２３…中
空ピストン、２４…ボールネジ、２５…ボールナット、
２６…中空メタルＯリング、２７…ゴムＯリング、４
１，４２，４３…バネ、４４，４５，４６，４７，５
０，５１…ピン、４８…バネカバー、５２…ピン取り付
け穴、５３…回り止め穴、６１…上部分割部／スプール
ピース間締結ネジ部、６２…キー、７１…上部分割部／
スプールピース連結体、１００…スクラム配管。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原子炉圧力容器３の底壁貫通孔に設けられ
   た制御棒駆動機構ハウジングと、このハウジング内に配
   置され、且つ制御棒と連結された中空ピストンと、前記
   中空ピストンを挿入・引抜駆動するボールネジを収めた
   上部分割部と、前記ボールネジを回転駆動する電動駆動
   装置と、前記中空ピストンを挿入駆動する水圧駆動装
   置、及びこの電動駆動装置と前記上部分割部との間に配
   置され、回転駆動力を伝達するスプールピースを有する
   原子炉制御棒駆動装置において、上部分割部フランジを
   小径化し、スプールピース内に格納したことを特徴とす
   る制御棒駆動機構。
2. 【請求項２】上部分割部と制御棒駆動機構ハウジングの
   間に回り止め機構を持つことを特徴とする請求項１項記
   載の制御棒駆動機構。
3. 【請求項３】上部分割部と制御棒駆動機構ハウジングの
   間の回り止め機構はスプールピースを取り付けることに
   より自動解除することを特徴とする請求項２項記載の制
   御棒駆動機構。
4. 【請求項４】上部分割部とスプールピースの間に回り止
   め機構を持つことを特徴とする請求項１項記載の制御棒
   駆動機構。
5. 【請求項５】上部分割部とスプールピースがネジによっ
   て結合されていることを特徴とする請求項１ないし５の
   いずれか１項記載の制御棒駆動機構。