JPS5860295A - 制御棒駆動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明Ｆ１制御棒が原子炉の炉心内に確実に挿入された
こ−と全検出できる音響検出器を設けた制御棒駆動機構
に関する。

従来、原子炉の制御棒駆動機構においては、スクラム時
など、原子炉を急に停止させることが必要な場合には、
制御棒の停止機構ｔ−開放し、加速スプリングによって
加速管を加速し、この加速管によって制御棒を下向きに
押し下げて、この制御棒を炉心内に急速に挿入するとｂ
う手段がとられている。この時、下方に進行する加速管
は前記制御−に十分力を与えた後、この加速管と一体に
設けられ九加速管ダッシュラムが、前記加速管の外側に
設置された案内管に設けられた案内管ダッシュポットに
突入するととＫよって、所定の位置において停止するよ
うになって−る。そして、従来から加速管の下降を演出
する誘導コイルが案内管に設けられ、マグネットが加速
管に設置されているので、−加速管が下降したことは検
出できるが、加速管ダッシュラムが案内管ダッシュポッ
ト底部にまで達したかどうかということは確認できなか
ツ７’（。従ッて、加速管が加速スプリングによって加
速され、制御棒を押し下げた後、所定の位ＷｔＫまで到
達したか否かを検出し、もって原子炉の安全件を確認す
る有効な手段は従来はとられていなかった。

本発明の目的は、制御棒が確実に炉心内に挿入されたこ
とを確認することの可能な制御棒駆動機構を提供するこ
とＫある、 本発明におｈては、音響検出器を案内管Ｋｔ＆置し、こ
の音響信号器の出力信号を周波数分析器に入力させ、加
速管の一部に設けられた加速管ダッシュラムが、案内管
の一部に設けられたダッシュボットに突入し、このダッ
シュポットの底部に衝突する時に発生する案内管の固有
振動を検出し、加速管が所定の位置まで到達し、よって
制御−が確実に炉心内に挿入されたことを確認できるよ
うにする。

以下、本発明の一実施例について第１図ないし＄３図を
参照して説明する。第１図は本実施例の縦断面図であり
、第２図は１８１図の要部拡大縦断面図であり、第３図
は＄２図の要部をさらに拡大した縦断面図である。

この制御棒駆動機ｌｌＩは上部駆動部ＩＱとＦ部組動部
１１とを有し、原子炉容器の上蓋１２に複数本植設され
ている。このうち、上部駆動部１０は上ｉ１２に立設さ
れた細長い筒状ハウジング１４を有する一方、上記ハウ
ジング１４内の頂部には駆動モータ１５が収納されてい
る。上記駆動モータ１５の出力軸はカップリング１６を
介してリードスクリュ１７［連結されるとともに、上配
り一ドスクリュ１７は軸受１３に支えられ垂直方向下方
に延び、その下端がフィンガ支持筒体１８内に挿入され
ている。

一方、前記リードスクリュ１７には、スクリュナツト１
９が螺合されており、このスクリュナツト１９には電磁
石２０が一体的Ｋｌｌ付けられている。上記電磁石２０
は駆動モータ１５の回転駆動によって、上下動するよう
になっておシ、その電磁石２０の上下動祉スクリュナツ
ト１９の案内用突起がハウジング１４の内周壁の案内溝
と係合することによシ、回転することなく案内される。

また、前記ハウジング１４の下部には膨張部２１が形成
されてお夛、その膨張部２１内にラッチ機構２２が組み
込まれている。上記ラッチ機構２２はフィンガ支持筒体
１８を有する。上記フィンガ支持筒体１８Ｆｉ上端にア
ーマチュア２３を載置する一方、上記フィンガ支持筒体
１８の下端部はラッチシリンダ２４内を摺動するピスト
ンとして形成される。上記フィンガ支持筒体１８の下端
には複数のラッチフィンガ２５が開閉自在に片持支持さ
れている。上記ラッチフィンガ２５は拡開方向に常にば
ね荷重されるとともに１ラツチフインガ、２５がラッチ
シリンダ２４の内周壁と係合するととにより、その開閉
が規制される。上記ラッチシリンダ２４の−Ｆ端とフィ
ンガ支持筒体１８の鍔部との間にはラッチロック用ばね
２６が介在され、上記ラッチロック用ばね２６はラッチ
シリンダ２４をばね荷重し、ラッチフィンガ２５の拡開
を規制して−る。

前記ラッチシリンダ２４は、ワイヤロープ５１によシ吊
シ下げられた操作筒５２の鍔部に載置される一方、前記
操作筒５２はハウジング１４の内ＰＲ螢の案内溝とロー
ラーによシ係合し、上下方向の動きを円滑にしている。

一方、操作筒５２を吊り下げて＾るワイヤロープ５１は
、ガイドローラ５３によシ案内され、駆動部頂部の棚Ｗ
６を貫通する連結ロッド５４に接続される。前記連結ロ
ッド５４は小型のり一ドスクリ：Ｌ５５に螺合するスク
リュナツト５６に載置される一方、リードスクリュ５５
ＩＩｉ、下方に軸装されたスプロケット５７、およびチ
ェーン５８を介し、ラッチ用モータ５９の出力軸に軸装
されたスプロケット６０と噛み合い、上記ラッチ用モー
タ５９の回転駆動により回転する。また、前記リードス
クリュ５５に螺合したスクリュナツト５６は連結ロッド
５４を載置した状態で連結ロッド５４の上端鍔部に形成
された案内突起がハウジング１４の内周壁の案内溝と係
合することＫよシ回転なく案内され、一体的に上下動す
るようになっている。これＫよシワイヤロープ５１を介
しラッチシリンダ２４がラッチロック用はね２６と、操
作＠５２ｆｔ下方に荷重する引張シばね６１に抗して上
下動されるようＫなって偽る。一方ラッチ用モータ５９
の故障や、テエ−７５８の切断等によ多回転駆動が出来
なくなった場合は、バックアップ操作棒６２を連結ロッ
ド５４の頂部に接続し、手動によシ上下方向に動かすこ
とにより、ワイヤロープ５１を介し、操作筒が上下動す
るようになっている。

また、前記下部駆動部Ｊ　１は原子炉容器の上蓋１２４
Ｃ挿嵌され、上蓋１２から原子炉容器内に垂下された案
内管３５を有し、上記案内管３５の上端鍔部は前記ハウ
ジング１４の膨張部２１に嵌合している。上記案内管３
５は外側エクステンションロッド３６と内側エクステン
ションロッド３７とを上下方向に摺動自在に組み込んで
いる。上記外側エクステンションロッド３６の下端部１
／ＣＦｉ一対のグリッパ３８が揺動自在に支持されてお
シ、上記グリッパ３８は炉心に挿入される制御棒３９全
固定支持するようになっている。上記グリッパ３　ｓｈ
、内側エクステンションロッド３７の下部に一体成形さ
れたグリッパ開閉ロッド４０によって、把持位置と解放
位置との間で揺動されるようになってｈる。！！ｔＩ記
両エクステンションロッド３６．３７は互いに相対的に
摺動可能に二重管構造に構成され、各上端部には膨張部
３６ａ　、　３７ａがそれぞれ形成される。上記膨張部
３６ａ、３７ａが前記ラッチ装置２２のラッチフィンガ
２５によって把持されることによ）、両エクステンショ
ンロッド３６゜３７は固定保持される。なお、第２図に
拡大して示すように前記案内管３５と外側エクステンシ
ョンロッド３６の膨張シリンダ部３６ｂとの関にはペロ
ー４１を設け、前記膨張シリンダ部３６ｂと内側エクス
テンションロッド３７の膨張７ランシ部３７ｂとの関に
はペロー４２が設けられ、放射性を帯びたナトリウムや
カバーガス雰囲気などの流体がハウジング１４内に漏出
するのを防止している。

案内管３５の外側エクステンションロッド膨張シリンダ
部３６ｂ　を収納した部分の下方にスプリング受ケアラ
ンシア１を設け、その下方に案内管ダツ７ユボット６６
を設け、その間に加速管６４に連設した加速管ダッシュ
ラム６５を収納し、上端をスプリング受け７ランジ７１
で支えられた加速スプリング６３により、加速管ダッシ
ュラム６５の上端を下方に押圧させる。案内管ダッシュ
ポット６６の上方シリンダ部７２は加速管ダッシュラム
６５と摺動するようにし、下方の空間を拡げて空気室７
３とする。上方シリンダ部７２の上部はテーパ孔７４に
して加速管ダッシュラム６５が入夛易いようにし、又段
部７５ｆｔ設けて加速管ダッシュラム６５の膨張部７６
が入るようにする。又、上方シリンダ部７２の下端はテ
ーパ孔７７とし、空気室７３内の空気が逃げ易込ように
する。加速管ダッシュラムの膨張部７６の下端のテーパ
部７８も空気が逃げ易いよう圧したものである。加速管
ダッシュラム６５の下端は挿入し易くするためと、空気
室７３０体積を増す念めにテーパ部７９を設ける。また
加速管ダッシュラム６５の内側孔下端はテーパ孔８０に
して外側エクステンションロッドＳ６の挿入を容易にす
る。案内管ダッシュポットの底部８１は細い孔のスカー
ト部８２を設けて加速管６４と摺動させ、空気の抜は出
す抵抗を大きくしである。案内管ダッシュポットの底部
８１の外周側には音曹検出器８４を埋込み、ケーブル８
５１に引出して周波数分析器８６に接続する０次に、こ
の制御棒駆動機構の作用について述べる０ 通常運転時、原子炉の反応度の低下を補償するシム動作
中には、電磁石２０は励磁状１１に維持される。しかし
て、第１図に示すように駆動モータ１５の回転運動はリ
ードスクリュ１７によシミ磁石２０の上下方向の運動に
変換され、さらに上記電磁石２０の上下方向の運動は、
アーマチュア２３、フィンガ支持筒体１Ｂ、ラッチフィ
ンガ２５、外側エフステ／ジョンロッド３６を介して制
御棒３９に伝達され、上記制御棒３９を上下動させる。

このようにしてシム動作が行なわれる。

また、スクラム時には電磁石２Ｇが消磁される。

上記電磁石２０の消磁により、アーマチュア２３が電磁
石２０から切）離され、これＫよりフィンガ支持筒体１
８、ラッチフィンガ２５、両エクステンションロッド３
６．３７および制御棒３９が一体的に落下され、スクラ
ム動作が行なわれる。この時、加速スプリング６３によ
り加速管６４が下向きに押し出され、その勢いが制御棒
３９に伝えられ、スクラム時間の短縮がはかれる。加速
管６４は加速管ダッシュラム６５が案内管ダッシュポッ
ト６６に突入して下降し、加速管ダッシュラム６５の下
端が、案内管ダッシュポット６６の底部８１に衝突して
停止する。この加速管ダッシュラム６５が案内管ダッシ
ュポット６６に入ってゆく初期においては約４ｍ／ｓｅ
ｃの速度であり、加速管ダッシュラム６５が案内管ダッ
シュポット６６の底部８１に達するとき迄には空気圧に
よる抵抗で十分減速され、例えば０．６ｍ／ｓｅｅ位で
衝突するように設計が試みられている。このような条件
の下に発生する振動は、加速管６４、案内管３５、加速
スプリング６３等が合わさった達成系のものと考えられ
、簡単な解析的手段では求めることは難かしいが、固有
振動と強さのスペクトルを前もって調査しておけば、実
際のスクラム時に検出され、ケーブル８５によ・夛炉外
へ導びかれた信号を周波数分析４８６で分析することに
より、その信号が加速管ダッシュラム６５０案内管ダツ
シユポツト６６の底部８１への衝突を意味するものか否
か判定できるものである。ここにおいて、案内管３５に
設けた誘導コイル（図示せず）と加速管６４に設けたマ
グネット（図示せず）とから従来得て込た情報と、前記
音響検出器８４からの信号とのコインシデンスをとるこ
とにすれば、振動の情報が実際期待したものを意味する
かどうかの判定の信頼性を一層高めることができる。し
かして音響検出器８４の堆付部は、案内管ダッシュポッ
ト６６の底部８１の外周側としたことＫよ秒、加速管ダ
ッシュラム６５が前記底部８１＃Ｃｌ１ｌｉ突した時の
信号を最も強く受けることが出来、しかもここは、衝撃
に耐えるように案内管３５の他の部分よりはるかに肉厚
となってＡるので、ピックアップやマイクロフォン様の
小さな音響検出器８４は埋設容易で、制御棒駆動機構の
形状に変化を与えないので、この制御棒駆動機構にトラ
ブルを生ずる恐れがない。

原子炉には上記のような制御棒駆動機構を複数−設置す
るが、各々の音響検出器８４と周波数分析器８６により
、スクラム時に各々の制御棒が炉心内に確実に挿入され
たか否かを判定することができる。

同、本発明はと記し、かつ図面に示した実施例のみに限
定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で、
種々変形して実施できることは勿論である。　　　　　
　　　　　　　　−以上説明したように１本発明によれ
ば、案内管に音響検出器を設置し、この音響検出器の出
力信号を周波数分析器に人力させたことによシ、スクラ
ム時において制御棒に十分な加速を与え確実（炉心内へ
制御棒を挿入するための、加速スプリングと加速管の動
作が確実に行なわれたか否かを検出することので傘る簡
単で確実な制御棒駆動機構を提供することが可能である
。

【図面の簡単な説明】

＠１図は本発明の制御棒駆動機構の一実施例を示す縦断
面図、第２図は第１図の要部を拡大して示す縦断面図、
第３図は第２図の要部を拡大して示す縦断面図である。 ３５−・・案内管　　　　　　３９・・制御棒６３　　
加速スプリング　　６４ＤＯ速管６５・・・加速管ダッ
シュラム　ω・案内管ダッシュポット８１　案内管ダッ
シュポットの底部 ８　音響検出器　　　　８５　　ケーブルあ・−周波数
分析器 代理人　弁通士　　井　上　−男 第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）制御棒を原子炉の炉心に挿入する時の挿入速度を
   増加する加速管と、この加速管の外側に設置する案内管
   とを有する制御棒駆動機構において、音響検出器を案内
   管に設置し、この音響検出器の出力信１号を周波数分析
   器に入力させたことを特徴とする制御棒駆動機構。
2. （２）　　音響検出器の取付部は、加速管のＥ方に設け
   た加速管ダッシュラムが案内管に設けた案内管ダッシュ
   ポットの底部に衝突するように構成しておき、その案内
   管ダッシュポットの底部外周側としたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の制御棒駆動機構。