JPS59114490A - 原子炉炉心部の同一の燃料集合体内部において垂直移動可能な２つの制御棒のクラスタ−用の作動装置 - 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】 オイて垂匝に移動可能な制御棒の２つのクラスターのだ
めの作動装置に関する。

加圧水型原子炉の性能を特に燃料利用につａて改轡する
ために、原子炉の作動サイクルの間に炉心部の中性子の
エネルギー分布を変更することを含む原子炉の操業方法
が提案されている。例えば、フランス特許願ざコーｌｇ
Ｏｌｌ号　（出願人ソシエテ・フラマトム、出願日／９
１２年ｌθ月２７日）に記載された方法によれば、原子
炉作動サイクルの第１部分の間に、中性子吸収材料製の
鈴のクラスタ−（複数）が炉心部内に導入される。この
上う忙、炉心内の減速材の容積を減少させると共に低エ
ネルギーの中性子を吸収することによって、中性子のエ
ネルギー分布即ち中性子スペクトルの硬化（ｈａｒｄｅ
ｎｉｎｇ）が行なわれる。原子炉作動サイクルのＭ２・
部分においては、炉心部から、中性子吸収住棟のクラス
ターを引上け、第１相の間に生成した核分裂性物質を消
費させる。上記棒は、好ましくけ、中性子衝撃によって
核分裂性物質に変化し得る親物質とする。

フラｙｙ、特許ｍｔ　／　−ｉｇｏｉ、ｚ号（出ｍ日、
１９１２年７０月２７日）には、原子炉作動サイクル中
に中性子スペクトルを変化させるために親物質製の棒の
クラスター集合体を特に用いて、効率改善した原子炉が
記載されている。

この形式の原子炉においては、中性子吸収材料製の棒の
クラスターからなる制御棒が載物ＳＩｆ、製の棒のクラ
スターと共に使用され、この場合中性子吸収材料製の棒
のクラスターは原子炉の炉心部を形成する燃料集合体内
にその稼動のために幾分挿入され、また親物質製の棒の
クラスターは、原子炉作動サイクルの第１部分間におい
て、原子炉の炉心部を形成する燃料集合体内に完全に挿
入される。特に、原子炉の稼動を行なう中性子吸収性の
棒のクラスターと親物質製の棒のクラスターとは、原子
炉の炉心部の同一の燃料集合体と組合せることができる
。

実際に１原子炉の炉心部を形成する燃料集合体は、加圧
水で満たされた原子炉容器内に並べて垂直に配設された
長い燃料棒の束により形成されている。

この束の成る燃料棒は、案内管によって代えられ、これ
らの案内管の内部には、制御棒を形成するその集合物又
は載物！１！製の棒の集合物が垂直に移動することがで
きる。炉心部内の２つの集合体のグちの一方には、中性
子吸収性制御棒のクラスターと親物質製の棒のクラスタ
ーとが同時に与えられる。他方の集合体には、中性子吸
収性の棒も初、物質製の棒も受入れられることはなく、
プラグのクラスターが入れられ、これにより炉心部にお
いて案内管でもってパイｉ！スされないようにされる。

中性子吸収性の棒は、集合体の第１群の案内管中に進入
し、親物質燃料棒は、この集合体の第２群の案内雪中に
進入する。

原子炉の稼動のために使用される中性子吸収性の棒のク
ラスターは、長い作動棒に連結されておシ、この作動棒
は上記クラスターの上方延長部分を形成しており、原子
炉の炉心部の内部空所に連通した密封囲いの内部におい
て移動する。この密封囲いの内部には、作ｉＩｈ棒と、
中性子吸収性の棒のクラスター（下部に固着されている
）との保持のための、首たそれらの制御された垂直移動
のだめの機構が配設されている。この機構は、電磁コイ
ルによって作動する保持爪と移動爪との集合体として一
般に形成される。作動棒の外面には溝が切削形成され、
これらの溝には、作動棒を保持し又は移動するための上
記型の歯部が収容される。

中性子吸収性の捧の集合物の作動棒の下部には、作動棒
とクラスターとの間に解除可能な連結装置があシ、その
分離は、例えば、炉心部の燃料装架作業を行うだめの減
圧後に炉心部を開放した際紀行なわれる。

燃料集合体に２つのクラスターを組合せる場合には、第
２のクラスターも同様にこのクラスターの取外し可能な
作動棒によって、上方に延長させられる。

制御権のクラスターは、多数の互に平行な棒により形成
され、これら棒はその移動用の案内管の配列形式と同一
の配列形式に従って配列され、その上部は、上記作動棒
に連結するための単一のヘッドを備えた固定片に連結さ
れている。

２つのタイプのクラスターを備えた燃料集合体の場合、
一つのヘッドを同軸的に配置することができ、親物質製
の棒の固定片は中性子吸収性の棒の固定片の下方に配設
される。従って、原子炉作動サイクルの第１部分の間の
完全挿入時に親物質製の棒゛と係りなく中性子吸収性の
棒を移動させることができる。

作動棒とクラスターの固定片との間の解除可能な連結装
置は、従来の場合と同様に、クラスターのヘッド内部の
検数の溝中に嵌合される２個の突部を横方向に備えた可
膨張スリーブからなシ、このスリーブの膨張は、作動棒
に中心にしかも軸線方向に配設した操作棒によって行な
われ、操作棒の先端に形成した玉子形状の膨大部によっ
て可膨張スリーブを離開させる。

フランス特許第、２１０６３７３号に記載された別の公
知の原子炉制御装置は、７つの燃料集合体にっいて２つ
のクラスターを同軸的に備えており、一方のクラスター
は炉心部内において制御された仕方で移動可能な、制御
クラスターであシ、他方のクラスターは、原子炉を停止
させるために炉心部内に最大限度まで落下させ得る停止
クラスターである。

この制御装置は、停止クラスターの作用が親物質製の棒
のクラスターの作用と異々つているため、上述した構成
の改良された原子炉の場合に転置できないばかりでなく
、構造が初雑であり、停止棒を上方位置に保つために補
助的な電磁コイルを必要とする。

停止棒は、原子炉の操業中宮に上方位置にあシ、従って
制御棒の上方に位置しておシ、上述の改善された助出を
有する親物質製の棒は、原子炉作動サイクルの第７部分
の間は、燃料集合体内に完全に挿入された位置、即ち下
方位置にある〇従って、一方のクラスターを、燃料集合
体中に完全に挿入された位置にある他方のクラスターと
独立に移動させることができ、構造が簡単で、第１の制
御棒のクラスターの制御された移動にとって必要なもの
以外の駆動手段を必要としないようにした、同一の燃料
集合体に組合された制御棒の２つのクラスターの垂直方
向の位置を制御する装置は、これまでに知られていない
。

従って、本発明の目的は、炉容器内に封じ込めた加圧流
体に、原子炉の炉心部が浸漬され、該炉心部は、垂直に
配向された燃料棒の複数の束から成る複数の集合体によ
って形成され、原子炉の稼動中に上記束ないしはクラス
ターを挿入し、そのうち第１のクラスターはｉν数の中
性子吸収性の棒を有し、これら棒はその挿入度を変える
垂直移動により原子炉の制御を確実にし、第２のクラス
ターは原子炉の作動サイクルの一部分の間においてのみ
上記第１のクラスターの移動と係シなく燃料集合体内に
完全に挿入されておシ、各々の上記クラスターは、互に
平行に配列され１つの固定片に一体化された複数の棒か
ら成る１つの集合物として形成され、機構部分として、
上記第１のクラスター及び第２のり２スターに各別に組
合され、原子炉の内部空所と連通ずる密封囲いの内部に
おいて可動な、長い２本の垂直作動棒と、上記第１のク
ラスターの作動棒を密封囲いの内部において保持し且つ
作動棒に制御された垂直移動を行わせる機構と、各々の
上記り２スターと対応の制御部とを解除可能に連結する
連結装置上を有する、原子炉炉心部の同一の燃料集合体
内部において垂直移動可能なコ個の制御棒のクラスター
の作動装置を提供することにある。

この目的のために、上記第７のクラスターの作動棒即ち
第７の作動棒は、その内部空所内に突入したりその反対
に該内部空所から後退したりするように横方向に可動な
係止用指状片を上部に備えた円筒形ジャケットと、作動
棒の上端部に軸方向に摺動自在に取付けられた、上記指
状片の作動装置とを有し、該作動装置は、それがばねに
より作動棒に対する上方位置に保持される指状片の閉合
位置と指状片の開放位置との間において摺動し、該開放
位置では該作動装置は下方位置に移動し、この移動は、
第１の作動棒の上方への移動の終了時に密封囲いの内面
の一部に支持面が突当ることによって行われ。

上記第２のクラスターの作動棒即ち第一の作動棒は、上
記第１の作動棒の内部にその全長に亘り同軸的に配置さ
れておシ、該第２の作動棒は、両作動棒間の環状スペー
ス内部の加圧流体の通過を制限し且つ第１の作動棒内に
おいてピストンとしての第一の作動棒を確実忙案内する
扇形のシール要素を備えた膨大部と、第７の作＠棒によ
シ支持された指状片の係止用の溝と、第７の作動棒の内
部においての第２の作動棒の上行が終了した時に指状片
の係留位置に第２の作動棒を停止させるスｔツバ−とし
て用いられる突出部分とを備えている。

次に、効率が改嵜された原子炉の同一の燃料集合体内に
おいて移動可能な、制御棒のクラスター及び中性子スペ
クトル変更用の載物Ｊｘ製の棒のクラスターの場合につ
いて本発明の作動装置の好ましい実施例を示す添付図面
を参照して説明する。

第７図に流体密包固体即ち密封囲い１の一部を示し、こ
の密封囲いの下端部（図示しない）は、加圧水を満たし
た原子炉容器の内部空所に密封囲い１の内部空所を連通
させるように１原子炉容器のふたに取付けられている。

制御クラスターの作動ＰＪ２と中性子スペクトル変更ク
ラスターの作動ｔＩＪ３とは、警封囲い１の軸線に沿っ
て、同軸的に取付けられている。

内部の作動棒３の外径は、両作動糊２，３０間に環状空
所４が存在するように定める。

作動棒２の下部に連結スリーブ５が固定してあり、この
連結スリーブは一つの可撓性ブレード５ａ、５ｂを下部
に備えている。ブレード５　ａ　＋５ｂは内面に突出部
分６を有し、これらの突出部分によシ、制御クラスター
のヘッド７の対応する溝中に係合する。ヘッド７は円筒
状ジャケット８によって横ヘッド（図示しない）に連結
され、この横ヘッドには、制御棒が第１図に示した機構
の下方に垂直に配設された集合体の第１案内管組立体内
に挿通可能とするような態様で取付けられている。

スリーブ５にはその外側に向う２個の突起１０が取付け
られ、これら突起には、ロック用のジャケット１２（第
１．１．図に示す）が取付けられている。

スリーブ５と同様に、図の紙面に対して直角な軸方向平
面に関して対称となったロック用のジャケット１２は、
可撓性ブレー。ド５ａ、５ｂを横方向に離脱させるだめ
のコ個の同一の通し孔１３と、突起１０を通過させるだ
めの２１（勾のＵ字形の側部通し孔１４とを備えている
。ロック用のジャケット１２はスリーブ５にゆる＜触撓
取付けしてあり、作動棒２の下部とジャケット１２との
間に介在されたばね１５により下方位置（保持されてい
る。

ロック用のジャケット１２には、ジャケット１２の外方
にわずかに突出した操作用の突起１７が固定されている
。

作動棒３の内部にはその全長に沿って操作棒１８があシ
、操作棒１８は下部にオリーブ形の膨大部１９を有し、
この膨大部は、スリーブ２０を形成する作動＠３の下部
の内部空ＰＪｉＫ係合している。スリーブ２０は、径方
向膨張を許容する複数の可撓性ブレード忙よって形成さ
れる。各々の可撓性ブレードは、中性子スペクトル変更
クラスターのヘッド２３の内部に形成した溝に対応する
突出部分２１を外面に備えている。ヘッド２３は図示し
ない親物質製の棒を支持した横ヘッドに連結されている
。層物質製の棒の同定片は、作動＄２に連結された中性
子吸収性の棒の同定片の下方に配設されている。

操作棒１８は１部に連結片６８を有し、連結片６８は作
ｗＪ棒３の内面の成る部分に支持されたばね６９によシ
下方に付勢されている。膨大部１９は、操作棒１８が第
１図に示す上方位１ｋにある時にスリーブ２０を膨張さ
せヘッド２３を介して親物質製の棒のクラスターを係止
するに足シる直径を有している。スリーブ２０のブレー
ドの離開けばね２４によシ付勢されたローラ２２によっ
ても同様に補助的に確実にされる。

第２図には、密封囲い１の内部の作動棒２，３の上部が
、その軸線に沿って図示されている。

作動棒２はその外面上に形成されだ溝２５を有し７、こ
れらの溝は、クラスター”の長さく従って集合体の高さ
）に対応する作動棒の長さに亘って等間隔に形成されて
いる。

密封囲い１０回りに３個の電気コイル２７゜２８．２９
が配設されている。コイル２７（保持コイルと呼ば扛る
）は、連接棒３１を介して一組の保持爪３０を作動させ
る。連接棒３１の一端はこれらの保持爪に、他端は可動
磁気片３２にそれぞれ枢支されている。コイル２７を励
磁すると、可動磁気片３２は、固定磁気片３３（保持用
固定磁Ｗ１．）に接触した上方位置に吸引保持される。

複式の歯部を有する保持爪３０は、第２図に閉止位置に
おいて図示され、この閉止位置において作動棒２を垂直
固定位置に保持する。

コイル２８は、磁気片３５上に揺動自在に取付けた移動
爪３４を閉合させる。移動爪３４の閉合は、磁気片３５
に対して可動に取付けた磁気片３７及び連接棒３６によ
って行われる。

コイル２９け、磁気吸引により固定片３８に当接する上
方位置と、下方位置との間において、磁気片３５を移動
させる。磁気片３５はばね３９の付勢下に上記下方位置
にもち来たされる。可動磁気片は一般にばねによって下
方位置にもち来たされる。

３個のコイル２７．２８．２９及び固定可動磁気片の集
合体を含む作動棒移動機構組立体は、既知であり、現在
操業中の加圧水型原子炉に使用されている。

作動棒２の２個の溝を隔だでる距離に等しい運動振幅を
もつ次移動爪３４により、上記溝隔だてる距＋１＃（溝
ピッチ）に尋しい振幅をもった垂直運動に従って、作動
棒２及びパイロットクラスターがこれに組合された制御
クラスターを上下に移動させることができる。作動棒２
け、各々のピッチの後に、保持爪３０によって掴まれ、
移動爪３４はそれによって、コイル２８の作用下に開放
された後、その最初の位置にもち来たされる。作動棒２
は、コイル２７，２８．２９の集合体が次々に励磁され
ることによってステップ状に移動する。

作動棒２は、第コ、２ａ図に示すように、その上部の、
爪−スロット継手４０の内部に、指状片４１を有し、こ
れらの指状片は、水平軸４２上に回動自在に取付けられ
ている。指状片４１は回動によシ作動棒２の内部スペー
スの内部により幾分突入することができる。第コ、コａ
図にはコ個の指状片４１のみ図示したが、実際にはダ個
の指状片４１が、作動棒２を形成する長尺の円筒形ジャ
ケットの外套面の内部の、爪−スロット継手４０内に、
９θ０宛の間隔に配設されているものである。

作動棒２は、わずかに外方に突出する突起４４を指状片
４１の上方に備えている。指状片４１の作動装置を形成
する操作用のジャケット４５は、作動棒２の上端に摺動
自在に取付けてあり、ジャケット４５の上部と作動棒２
の成る部分との間には、ばね４６が介在され、ジャケッ
ト４５を作動棒２に関して上方位置に保持する。突起４
４は、作動棒２上において操作ジャケット４５を回動不
可能にするように、ジャケット４５の壁部の通し孔４７
内に係合している。突起４４は、作動棒２に対する操作
ジャケット４５の上方への運動を制限するストッパーも
５ｉｌａ図に示すように形成している（第２３図ではジ
ャケット４５はその下方位置において図示されている）
。操作用のジャケット４５の下向き行程は、作動棒２の
上部に配設したストツノや−４３によって制限される。

ジャケット４５は、指状片４１の操作カム４８を下部に
有し、操作カム４８は、ジャケット４５の内面の環状の
厚み部分に゛よって形成される。第２ａ図に図示したジ
ャケット４５の下方位置では、カム４８は、指状片４１
に対して作用せず、指状片４１は、水平軸４２に組合せ
たばね１２より開放位置に保持されている。その反対に
、ジャケット４５が、第２図に示すように、ばね４６に
より上方位置に保持されていると、カム４８は指状片４
１上に作用し、指状片４１を閉止位置に保持する（この
閉止位置では指状片４１は、作動棒２の内側スペース内
にわずかに突入する）。

作動棒３は、第１，２図に示すように、作動棒２の内部
にその全長に亘り同軸的に配設されている。作動棒２．
３の間に形成された可変直径の環状通路には、原子炉の
操業−中は与圧された流体が潤たされ、その場合に囲い
の内部中・所は、与圧された流体が満たされた原子炉容
器の内部空所と連通している。この環状空所は、作動棒
２，３の全長の一部に亘シ、その全周に連なっており、
作動棒２の内部空所内において作動棒３の案内レベル２
ａ−３ａのところで不連続になった扇形部分により形成
されている。

また、中心部の作動棒３は、膨大部３ｂｆｒ：有し、こ
の膨大部３ｂには、コ個の扇形のシール要素５０が配設
してあり、これらのシール要素は、加圧された冷却流体
の作動棒２，３間の環状空所内の限定さｎた通過を許容
する。シール要素５０は作動棒２の内部に作動棒袋が軸
方向に案内されることを許容し、作動棒３の膨大部３ｂ
は作動棒２の内部空所内の可動ピストンを形成している
。

中心部の作動棒３は、上方肩部５５を有する突出部分５
４によって限定された溝５３を上部に備えている。やは
り第２８図かられかるように、上方肩部５５は、第２２
．２８図に示した作動棒３の上方位置において、支持面
５６（作動棒２の内面上に形成される）に当接する。内
側の作動棒３のこの位置において、溝５３は、指状片４
１の係留端に向い合いに配置される。

操作用のジャケット４５は、密封囲い１の内部に配した
支持面６１と接触する上方肩部６０も有し、これにより
操作用のジャケット４５は、ジャケット４５を支持する
作動棒２の上向き運動の終了時ばね作用に抗して、第Ｕ
ａ図に示す下方位置にもち来たされる。この位置では指
状片４１は第２３図に示すように離開される。

密封囲い１の上部は、減圧弁６５を設けた配管６４に連
結されている。こげ減圧弁を開弁すると、密封囲い１の
上部特にシール要素５０の上方にある作動棒２，３間の
環状空所の部分の圧力が、非常にすみやかに減少する。

膨大部３ｂの内面は、シール要素５００両側に存在する
流体の圧力差によるスラストを受ける。そのため作動棒
３は、肩部５５が支持面５６に当接するまで上方に移動
する。

操作棒１８は、第２，２５図に示すように、小径部分７
０を上部に有し、小径部分７０は円錐台形の斜面に終端
し、こｎらの斜面は、作動棒３により支持された揺動カ
ム７２を作動させる。これらの揺動カムは、操作棒１８
が第、２ｂ図に示した上方位置にある時にカム７２がわ
ずかに外方に突出し、操作棒１８が第２図に示した下方
位置にある時ＩＣカム７２が後退位置１てなるような、
操作棒１８に対する支持面を備えている。操作棒１８が
下方位置にある時、即ち作動棒３をヘッド２３内にロッ
クする位置にある時、カム７２の突出内部は、操作棒１
８の小径部分７０の高さに位置されるので、後退位置に
復帰することができ、この位置ではカム７２の先端は、
作動棒３の外部に突出しない。

作動棒３は、その上方の側面壁部に、２個の短い溝７３
及び−個の長い溝７４を有し、これらの開ロア３．７４
は、作動棒の上部に開口している。

溝７３．７４は９０°の間隔に配置され、操作棒１８は
２個の突起７５を有し、これらの突起は、溝７３ないし
は溝７４に係合する。そのため、操作棒１８を下方に付
勢するばねは、作動棒３に対する操作棒１８の配向に従
って操作棒１８を突起７５を介し溝７３の底部又は溝７
４の底部に当接させる。

操作棒１８は、作動棒３の外面に形成した撃留溝７８内
に、作動棒３上に固定し得る操作棒の作動工具の掴み要
素と係合するための溝７７を備えている。

次に２回の燃料装荷の間に原子炉を稼動させるために必
要な操作を通じた本発明による作動装置の作用について
説明する。

原子炉の燃料交換がなさｎた時、各々のクラスターは、
対応する燃料集合体に挿入された所定位ｔＰｔ、にあり
、作動棒を制御棒のクラスターに再連結しなければなら
ない。作動棒は、原子炉容器の内部において炉心上部に
配置し７た原子炉の上部の内部機器のクラスターガイド
内に配置される。

作動棒２，３の連結スリーブ５．２０はロック解除位置
にあり、ロック用のジャケット１２は第１ａ図に示すよ
うに配向され、操作棒１８は上方位置にあり、短い溝７
３内に突起７５により保持されている。

最初に原子炉の制御棒のクラスターの作動棒２を再連結
する。このためには、上部の内部機器のクラスターガイ
ド内において作動棒２の上部にもって来た原子炉の装荷
クレーンのウィンチに吊下した工具が使用さ扛る。この
工具は、テレスコープ式の長い管を有し、この管によっ
て作動棒２をヘッド７の上方の所定位置まで下行させ、
行程終了時に作動棒及び工具の重量の下にスリーブ５を
クラスターのヘッド７に結合させる。可撓性ブレード５
ａ、５ｂの突出部分がヘッド７の溝に係合する時点まで
ブレード５ａ、５ｂをわずかに横向きに変形させること
によって、この結合を行わせる。

テレスコープ式の管の下部は、１字形の溝を有し、この
溝には突起１７が係合し、工具のテレスコープ式の管と
ロック用のジャケット１２とをペヨネット式に連結する
。工具を回動及び並進運動させることにより、ジャケッ
ト１２を移動させ、Ｕ字形の通し孔１４の一方の分岐部
分から他の分岐部分に突起１０を移行させる。これによ
りロック用ジャケット１２の中実部分をブレード５ａ。

５ｂの前方に位置させて、グレード５ａ、５ｂをロック
する。次に工具の１字形の溝から突起１７を離脱させる
ようにテレスコープ式の管を操作する。次に工具を後退
させ、工具をもち上げる時に作動棒とそのクラスターと
が同時に作動していることを秤により確認して、連結ス
リーブのロックを確認する。

制御クラスターを含む各々の・集合体について操作を再
開する。

次ニ、中性子スペクトル変更クラスターのヘラＰ２３に
ついて作動棒３を再結合する。このためＫは、撃留溝７
８を用いて、作動棒３の上部に撃留した原子炉の装荷ク
レーンのウィンチに吊下された第２の工具を使用する。

作動棒３は実際には作動棒２の内部に係合しており、中
性子スペクトル変更クラスターのヘッド２３にスリーブ
２０が係合するまで工具を利用して作動ｓ３を下行させ
るだけでよい。次に操作棒１８を工具により上行させ、
半回転させて、突起７５を長い溝７４内に係合させるこ
とにより、スリーブ２０を係止ないしはロックする。操
作棒１８はその際にばね作用の下に下行するので、玉子
形の膨大部１９は、第１図ＩＣ示すように、可膨張のス
リーブ２０の離間位置に到達する。

制御クラスターと中性子スペクトル変更クラスターとの
両者を有する各々の集合体について操作を実行する。

各々の操作後に、工具の上動を制御し、両方の作動棒と
両方のクラスターとの組立体を上行させていることを、
秤によって確認する。

両方の作動棒の組立体が再連結されたら、原子炉の稼動
前に、作動棒２の移動機構を支持した密封囲い１を担持
している原子炉容器のふたを所定位置に取付ける。

原子炉の作動サイクルの第１部分の間に、親物質製の棒
により形成された中性子ス被りトル変更クラスターは、
集合体中に最大限度挿入した位置におかれ、制御クラス
ターは、原子炉の操業のために使用される。実際に、作
動棒２，３は、互に全く独立しており、作動棒２の移動
は、作動棒３及び中性子スペクトル変更クラスターの移
動をひき起こさない。他方では、原子炉の制御を確実に
する制御棒の落下時間は、中性子スペクトル変更クラス
ターを延長させる作動棒３が存在するにも拘らず、中性
子スペクトル変更クラスターを有さない原子炉において
記録される時間に等しい。

原子炉の作動サイクルの第１部分（原子炉の操業期間の
ほぼｑりに相当する）の終了時に、中性子スペクトル変
更クラスターを徐々に引出すことが必要になり、そのた
めには、原子炉の制御を乱すことを回避するために、既
に上方位置にある制御棒に組合さ扛たクラスターから開
始する。この上方位置から、作動ｖａ２のわずかな過行
程があり、この過行程によってジャケット４５の支持面
６０が密封囲い１の支持面６１上ＶＣｄ接する。この過
行程Ｚてよって、ジャケット４５と作動＠１２とが相対
的に移動し、ばね４６けその時に圧縮され、指状片４１
をカム４８から引離す。指状片４１はこの時に開放位置
になる。次に減圧弁６５を開放する。そ、れにより、密
封囲いｌの上部内及びシール要素５０の上方の作動棒２
．３間の環状空所内に非常にすみやかにココ、ダに９／
　ａｎ２（，２０パール）のオーダーの減圧が設定され
る。次に作動棒３が作動棒２の内部において上方に駆動
され、上方に向う運動の間に集合体から取出された中性
子スペクトル変更クラスターを駆動する。

作動棒３の上方に向う運動は、肩部５５が支持面５６に
突当るまで続けられる。その際に溝５３は指状片４１の
係止端と向い合いに位置される。

次に、作動棒２に制御された移動を行わせるための電磁
装置を利用して、２〜３ピッチ作動棒２を下行させる。

指状片４１はこれにより厚み部分４８と向い合いに位置
され、溝５３中に収容される。作動棒２．３はこの時に
互に連結される。

そのため、作動棒２を移動させると、制御棒のクラスタ
ーと中性子スペクトル変更棒のクラスターとが共に駆動
される。従って、爪機構により移動する質量は、加圧水
型原子炉の実際の稼動の場合よりも大きく邊るため、爪
がより早期に摩耗する。しかし全サイクル時間の／／Ｓ
に相当するこのサイクル部分の間ｌ（原子炉は基底中心
ｌ【おいて作動し、クラスターの運動は非常に制限され
ているため、爪の摩耗の増大はわずかである。

緊急停止の場合には、コイルの給電は遮断され、爪３０
．３４は開放される。そのため両方のクラスター全体は
自重により最大挿入位置に落下する。

原子炉の作動サイクルの終了時に、親物質製の棒のクラ
スターの作動棒３をひと先ず離脱させる。

そのために作動棒２を再び上方の過行程にもってゆき、
指状片４１の操作用のジャケット４５を下行させること
により、指状片４１を開放させる。

作動棒３はこれによりクラスターと共に最大挿入位置に
落下する。作動棒３の落下の際に排除された加圧水が第
２ａ図に示すように作動棒２の上部と支持面６１上方の
密封囲い１の内孔との間の非常に狭いスペース内におい
て圧縮されるため、この落下は非常にゆるやかに行われ
る。

原子炉制御用の制御棒に対する操作は、燃料交換前にお
いて、従来の加圧水型原子炉の場合と同様である。

原子炉容器の内部を減圧し、ふたを取外した後、制御棒
を対応のクラスターに連結しロックするために用いたも
のと同一の工具を用いて、作動棒のロック及び連結を解
除する。

操作棒１８をロック解除位置にした時に、突起７５は短
い溝７３内に挿入されており、カム７２の先端は、作動
棒３の外面に対しわずかに突出した位置にある。作動棒
全体のロックを解除してから、上方の内部装置を引上げ
、それと共に、その内部装置上に載置された作動棒２を
引上げ、それと同時に、カム７２を介し作動棒２の上端
に載置された作動棒３を引上げる。

上述したように、本発明の作動装置によれば、従来の加
圧水型原子炉に使用されたもの以外に補助的な駆動装置
を使用する必要がなくなり、制御クラスター及び中性子
スペクトル変更クラスターの挿入及び取出し並びにこれ
らのクラスターの作動棒の取付は及び取外しに関連した
全ての問題が解決される。

特に原子炉作動サイクルの最終部分において、中性子ス
ペクトル変更クラスターの作動棒をその上方位置におい
て係止するための補助的な保持電磁コイルを使用する必
要はなくなり、また中性子スペクトル変更クラスターを
取出すための別の駆動装置も不要になる。

本発明は上述した特定の構成に制限されず、当業者にと
って自明なその全ての変更は、本発明の範囲（で包含さ
れる。

例えば制御クラスターの作動棒を移動させるために、電
磁コイル及び爪移動機構の代り１（、ねじ−ナット機構
又は磁気結合機構のような任意の機構を使用してもよい
。

また作動棒の下端部をクラスターのヘッドに固定するた
めの、他の形式の装着、又は作動棒２の上部に取付けた
指状片４１の他の制御原理を使用してもよい。

更（（、本発明による作動装置は、制御クラスターのほ
かに中性子スペクトル変更クラスターを使用した効率が
改善された加圧水型原子炉だけでなく、原子炉の作動サ
イクルの一部分の間完全に挿入されているクラスターを
制御された移ｔｌｂを行う制御クラスターのほかに使用
する全ての形式の原子炉にも適用される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による作動装置の内部を示す垂直断面図
、第１ａ図は第１図の矢印Ｆの方向に見た側面図、第２
図は第１図に示した作動装置の上部の垂直断面図、第、
２ａ図は特に揺動指状片及びその作動機構を示すための
第２図の一部の拡大図、第２ｂ図は特に第２の作動棒の
上部を示すための第一図の一部の拡大図である。 符号の説明 １・・・・・・・・・密封囲い、　２，３・・・・・・
・・・作動棒、２７〜２９・・・・・・・・・コイル、
　　３０・・・・・・・・・保持爪、３４・・・・・・
・・・移動爪、　４１・・・・・・・・・指状片、４５
・・・・・・・・・　ジャケット、　４６・・・・・・
・・・ばね、５０・・・・・・・・・シール要素、　５
３・・川・・・・溝、５５・・・・・・・・・上方肩部
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ／）炉容器内に封じ込めた加圧流体に、原子炉の炉心部
   が浸漬され、該炉心部は、垂直に配向された燃料ピンの
   複数の束から成る検数の集合体によって形成され、原子
   炉の稼動中に上記束ないしはクラスターを挿入し、その
   うちｉ／のクラスターは中性子吸収性の複数の棒を有し
   、これら棒はその挿入度を変える垂直移動にょシ原子炉
   の稼動を確実にし、第２のクラスターは原子炉の作動サ
   イクルの一部分の間においてのみ上記第７のクラスター
   の移動と係シなく燃料集合体内に完全に挿入されておシ
   、各々の上記クラスターは、互に平行に配列され７つの
   固定片に−。体化された検数の棒から成る７つの集合物
   として形成され、機構部分として、上記第１のクラスタ
   ー及び第２のり２スターに各別に組合され、原子炉容器
   の内部空所と連通ずる密封囲い（１）の内部において可
   動な、長い２本の垂直作動棒（２，３）と、上記第１の
   クラスターの作動５（２）を密封囲い（１）の内部にお
   いて保持し且つ作動棒（２）Ｋ制御された垂直移動を行
   わせる機構（２７，２８、２９，３０，３４）　　と、
   各々の上記クラスターに対応する作動棒（２，３）とを
   解除可能に連結する連結装置とを有する、原子炉炉心部
   の同一の燃料集合体内部において垂直移動可能な一個の
   制御棒のクラスターの作動装置において、 上記第１のクラスターの作動棒（２）即ち第１の作動棒
   は、作動棒（２）の内部空所内に突入したりその反射は
   該内部空所から後退したシするように横方向に可動な係
   止用指状片（４１）を上部に備えた、円筒形ソヤケット
   と、作動＃（２）の上端部に軸方向に摺動自在に取付け
   られた、上記指状片の作動装置（４５）とを有し、作動
   装置（４５）は、作動装置（４５）かばね（４６）によ
   り作動棒（２）Ｋ対する上方位置に保持される指状片（
   ４１）の閉合位置と指状片（４１）の開放位置との間に
   おいて摺動し、該開放位置では作動装置（４５）は下方
   位置に移動し、この移動は、第７の作動棒（２）の上方
   への移動の終了時に密封囲い（１）の内面の一部（６１
   ）　　Ｋ支持面（６０）が突当ることによって行われ、 上記第一のクラスターの作動棒（３）即ち第一の作動棒
   は、上記第１．の作動＠（２）の内部にその全長に亘シ
   同軸的に配置されておシ、該第２の作動棒は、制御軸（
   ２，３）の間の環状スペース内部の加圧流体の通過を制
   限し且つ第１の作動棒（２）内においてピストンとして
   の第一の作動棒（３）を確実に案内する扇形のシール賛
   素（５０）を備えた膨大部（３ｂ）と、第１の作動棒（
   ２）によシ支持された指状片（４１）の係止用の溝（５
   ３）と、第１の作動棒（２）の内部においての第一の作
   動棒（３）の上行が終了した時に指状片（４１）の係留
   位置に第一の作動棒（３）を停止させるストン・や−と
   して用いられる突出部分（５５）とを有して成ることを
   特徴とする作動装置。 コ）第１の作動棒（２）が、横方向に再膨張のスリーブ
   （５）を下方端に有し、スリーブ（５）は内面に係止用
   の突出部分（６）を有し、これらの突出部分は、第１の
   クラスターの固定片の外面は形成した溝（７）と共働す
   るようになっており、クラスター係止位置にあるスリー
   ブ（５）のロック用のジャケット（１２）がスリーブ（
   ５）の回υに、作動棒（２）の先端上に、回動及び軸方
   向並進運動するように取付けてあシ、第一のクラスター
   の作動棒（３）は、それ自体として既知のクラスター係
   止装置を備えており、該クラスター係止装置は、り°ラ
   スター固定用ピースの対応の開口中に仙人されるようＫ
   なった外向き突出部分（２１）と、スリーブ（２０）を
   係止するだめのオリーブ状の膨大部（１９）を先端に備
   えた中心軸（３）とを有することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の作動装置。 ３）第７の作動５（２）と一体の再膨張スリーブ（５）
   のロック用のスリーブ（１２）　　が、再膨張スリーブ
   （５）を形成する可撓性ブレード（５ａ、５ｂ）を開放
   位置に移行させるための２個の通し孔（１３）と、第１
   の作動棒（２）と一体のロック用指状片（１０）の保合
   用の一個のＵ字状の通し孔（１４）とを有し、ロック用
   ジャケット（１２）は、作動棒（２）とロック用スリー
   ブ（１２）との間に介在されたばね（１５）によシ下方
   に付勢されることを特徴とする特許請求の範囲第コ項記
   載の作動装置。 リ　効率が改善された原子炉の燃料集合体の一部に制御
   クラスター及び中性子スペクトル変更クラスターを設け
   たものに対する特許請求の範囲第７〜３項のいずれか７
   項記載の作動装置の適用。