JPS59128485A - 制御棒摺動部の損傷防止構造 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明はＦＢＲ用の制御棒の緩衝部構造に係わるもので
、特忙液体ナトリウム中にて作用するダッシュポットと
ダッシュポットに挿入されるダッシュラムの端部構造に
関する。

〔従来技術〕

第１図に微調整用の制御棒とその駆動部が連結された状
況を模式的に示した説明図である・。

制御棒１は下部ダッシュボット２を有する下部案内管３
に収納されており、制御棒１はラッチ機構部４を介して
ラッチ軸５に連結されている。ラッチ軸５は駆動延長軸
６、ダッシュラム７及びガイドスリーブの内側を貫通し
延長、管９に連結されている。延長管９はラッチベロー
ズ１０及びストロークベローズ１１の内側に収納されて
おシ、ラッチ軸保持機構１２を介し、ラッチ棹１３に連
結されている。ダッシュラム７、ラッチベローズ１０及
びストロークベローズ１１等は上部案内管１４の中に収
納されておシ、上部案内管１４にはナトリウム１５に沿
するダッシュラム７の下部にダッシュポット１６、及び
ナトリウム１５とカッく一ガス１７の両相にまたがるガ
スシール機構１８が接合されている。なお１９はしやへ
いプラグであシ、２０は駆動ロンドである。

第１図は原子炉を停止するために制御棒１を全挿入した
状態を示すもので、ダッシュポット１６にダッシュラム
７が挿入されている。原子炉の定常運転時には制御棒１
は本図よシ上部にあシ、ダッシュラム７はダッシュポッ
ト１６より抜き出した上部に位置する。そして、制御棒
１は駆動延長管９等と共に駆動ロンド２ｏにょｐ微量上
下動され、炉出力が調整される。

一方炉出力を緊急に降下させる場合すなわちスクラム時
には、上記の制御棒１を含む各部は定常時の位置から図
の状態まで高速で落下させられる。

原壓炉゛°もんじゆ″の場合、その落差は約１ｍで、こ
の距離を約１．４秒で下降する。この下降する部分の重
量はおよそ２００に９＄υ、これを停止させる制動機構
がダッシュポット１６である。下降ダッシュポット２も
同じ作用をなす。これは、ダッシュポット１６内のナト
リウムをダッシュラム７が押し込み圧縮するその反力で
下降速度を減速させるものである。したかって、ダッシ
ュポット１６からナトリウムが逃げ出し難くする必要が
あシ、そのためダッシュポット１６とダッシュラム７の
間の上部隙間２１及びダッシュポット１６と駆動延長軸
６との下部隙間２２はいずれも１ｍ以下に小さくできて
いる。ダッシュポット１６よシ下部の部分では制御棒１
、ラッチ機構部４、駆動延長軸はいずれも横振れを支え
るものではなく、それらは長いので熱変形も生じやすい
ので制御棒駆動時には隙間２１及び２２においてダッシ
ュポット１６はダッシュラム７及び駆動延長軸と接触摺
動する。すなわち、このダッシュポットより下部の制御
棒構成物は約５ｍ近くあり、それの横振れに対する支点
は本ダッシュポットが最下端となる。そのため第２図の
如く、接触摺動しやすい部分には表面硬化加工がなされ
ている。第２図はダッシュポット１６とダッシュラム７
の部分の拡大断面図である。ダッシュラム７の外表面、
駆動延長軸６の外表面及びダッシュポット１６の上、下
降間部２１．２２部分の内表面にそれぞれ表面硬化材（
インコネル、マルモノイ、ステライト等）３１．３２，
３３．３４が接合されている。ダッシュポット１６の一
部にはオリフィス３５用小孔があけられている。

スクラム時にはダッシュラム７は前記の如く高速で落下
し、ダッシュポット１６の下部では駆動延長軸６の摺動
、上部では上面でダッシュラム７の下面と激しい衝突の
後に摺動しつつ図の２点鎖線の位置まで下がる。ダッシ
ュラム７、駆動延長軸６の下降速度が減速されるのは、
ダッシュラム７がダッシュポット１６の中に幾分挿入さ
れナトリウム３６を圧縮し始めてからである。したがっ
て、ダッシュラム７の下面とダッシュポット１６の上面
との衝突は、減速が始まる前であるからその衝撃は非常
に大きなものとなる。

オリフィス３５は、ダッシュラム７によシ圧縮されたナ
トリウムを適当な速度でダッシュポット１６の外に逃が
すことにより、制御棒がダッシュポットの上部から下部
の停止に到る間の速度を適当に減速するものである。

従来この機構の信頼性をモデルを作って水中試験及びナ
トリウム中試験をした結果が報告されているが、ダッシ
ュラム７のハード７エーシング材３１やダッシュポット
１６のハードフェーシング材３３が傷つき、互にカミ込
みがあって、拍動が困難になることも経験されている。

その主な原因は上記した駆動延長軸６及びダッシュラム
７とダソシュボットの軸芯のずれや駆動延長軸のゆがみ
によるものとされている。実際の炉では制御棒１以外の
構成物はおよそ１０年程度の寿命を有するよう設計され
るので、前記のようなトラブルは是非共排除せねばなら
ない。炉のスクラムはひんばんに生ずる事はないにして
も、緊急炉停止という異状事態に、その機能が損なわれ
ることは安全上極めて重大である。したがって、ダッシ
ュポット１６におけるダッシュラム７との相互損傷、摺
動性の阻害をなくす構造とすることが要求されている。

またダッシュポット１６にダッシュラム７が衝突する時
に発生する振動で、制御棒のラッチベローズ１０やスト
ロークベローズ１１等が破損することも経験されている
し、他の炉心構造物や計装機器に対してもその振動は悪
影響することが考えられるので衝撃的な現象を極力防止
することが必要である。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、ダッシュポットにダッシュラムが挿入
する際に両者が衝突する個所の衝撃を和らげ、衝撃によ
る損傷を防止して、制御棒の正常な作動を確保できる信
頼性の高い制御棒要素の構造を提供することにある。

〔発明の概要〕

制御棒のスクラム時の落下速度は高速であシ、この速度
を効果的に減速するためのダッシュポット部は挿入部（
ダッシュラム）と収容部（ダッシュポット）が、その機
能を保有させるために両者隙間が極めて小さくできてお
り挿入の頭初に衝撃的に衝突する。

その面は互にハードフェーシング加工されているが衝突
力が大きいため損傷しやすい。この問題解決には制御棒
落下速度を緩めないで衝突力を緩和することが必要とな
る。

衝突の生ずる面を軸方向に複数段としその一部を回転さ
せることにより損傷力となる軸方向エネルギを分散させ
、集中荷重をかけないようにする方法を考案した。すな
わち初期あいたいするリングを磁力による反発力を利用
して回軸させることができるダッシュポットの構造とし
た。

〔発明の実施例〕

第３図に本発明の構造を示す一実施例を示す。

ダッシュボッ１−１６の上部のしぼり部にリング４１、
これを変えるスペーサ４２、リング４１の下部には反発
体４３が組み込まれている。また、ダッシュラム７にも
同様にリング４４が組み込まれている。リング４１は永
久磁石であり、高速炉の場合ナトリウムが高温となるの
でキューリーポイントの高い材質（＠造磁石、コバルト
、鉄等）でできている。その表面は表面硬化層（ハード
フェーシング）４６加工されている。

反発体４３はやはシ永久磁石であｌフグ４１の下面と磁
極が逆になるように、つまり反発しあうように組み込ま
れている。スペーサ４２はリング４１が反発体４３との
作用で外れないように上方の動きを制限するものである
。ダッシュラム７側のリング４４もリング４１と同様に
永久磁石でできており、表面はハードフェーシング加工
されている。ダッシュラム７から外れないように磁性体
４５との作用で吸引されている。

反発体４３と磁性体４５はダッシュポット１６とダッシ
ュラム７の本体にリング状に組み込むのは製作上困難な
点があるので、複数個の分割体を組み入れる方法によシ
施工できる。

このような構造にすると、ダッシュラム７がダッシュポ
ット１６に挿入される場合、リング４１にリング４２が
まず接触するが、リング４１は下部に移動可能なため衝
撃力は弱められる。リング４１がダッシュラム７と一体
となってさらに下に下が９、リング４１がダッシュポッ
ト１６と接触する場合、反発体４３とリング４１が互に
反発しあい、両者が近づくほどその反発力は強まる。し
たがってリング４１はその反発力で横方向、すなわち回
転力が加わりダッシュポット１６に接する直前でスリッ
プすることになる。したがってダッシュラム７の落下に
よるエネルギの一部はリング４１の回転力に費されるた
め、接触時の衝撃力はその分緩和されることになる。ま
たこの反磁力によシ落下速度が制動される。リング４１
に対しリング４４が反発するように磁石の向きを設置し
ておけば、リング４１は反発体４３及びリング４４の両
件用で一層回転しやすくなる。また、リング４１の効果
は、上記の回転エネルギによる衝撃力吸収のほかクツシ
ュンによるエネルギ吸収効果もアル。リング４４はダッ
シュラム７と一体物、つまりリングを設けなくとも良い
が本発明のように分割すると、リング４１と同様にクッ
ション効果を有することになり好都合である。この他に
つぎのように寸法加工することによシ一層衝撃力を和げ
ることができる。その１つは、リング４１の外径とダッ
シュポット１６の内径を、ダッシュポット１６とダッシ
ュラム７のそれと同じように、近づけて隙間の少ないよ
うにしかつリング４１とダッシュポット１６との間のナ
トリウム容積５０の部分を大きくとることによυ、落下
時のナトリウム５０の圧縮力による制動効果が生み出さ
れる。

他の１つは、上記と逆にリング４１の外径とその部分の
ダッシュラム１６の内径を隙間を大きく（直径差で２〜
３叫）とることにより、ダッシュラム７との軸芯のずれ
をリング４１で調整し、リング４１が下がってダッシュ
ポット１６面に接する際の回転の他、径方向への摺動に
よって衝撃力を緩和できる。

以上のように、従来はダッシュポット１６とダッシュラ
ム７が互に相対する端面で直接、すなわち静止体に落下
物が直衝する方式であったものを、本発明では回転可能
な中間体を設けて直撃を回避し衝撃力の一部を効果的に
吸収することにより、全体の衝撃力を緩和するものであ
る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、制御棒が炉のスクラム時に高速で落下
しダッシュポット部でダッシュラムと衝撃を生ずる際、
その速度と衝撃力を両者の中間に設けた回転可能なリン
グとその反磁力により落下速度の制動及び衝撃エネルギ
の吸収がおこり、ダッシュポット部でのカジリ、割れ等
、機能を損う損傷を防止できる。

損傷防止によシ、制御棒の平常時の円滑な制御駆動及び
炉スクラム時の緊急動作が確実に保証される。

衝撃が緩和されると、ダッシュラム上部に内蔵されてい
る特に機械的に弱い構造物であるベローズ（ラッチベロ
ーズ、ストロークベローズ等）の損傷防止にも効果があ
り、また、炉構造物の振動防止にも役立つ。したがって
、制御棒の信頼性を高めることの他に、炉心構造物への
振動による悪影響を及ぼすことを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＦＢＲ用制御棒の駆動部を含めた構成図、第２
図はそのダッシュポット部の構造を示す断面図、第３図
はダッシュポット部の構造について本発明の一実施例を
示す断面図である。 １・・・制御棒、２・・・下部ダッシュポット、３・・
・下部案内管、４・・・ラッチ機構部、５・・・ラッチ
軸、６・・・駆動延長軸、７・・・ダッシュジム、８・
・・ガイドスリーブ、９・・・延長管、１０・・・ラッ
チベローズ、１１・・・ストロークベローズ、１２・・
・ラッチ軸保持機構、１３・・・ラッチ棹、１４・・・
上記案内管、１５・・・ナトリウム、１６・・・ダッシ
ュポット、１７・・・カバーガス、１８・・・ガスシー
ル機構、１９・・・しやへいプラグ、２０・・・、駆動
ロッド、２１・・・上部隙間、２２・・・下部隙間、３
１，３２，３３，３４・・・表面硬化層、３５・・・オ
リフィス、３６・・・ナトリウム、４１・・・リング、
４２・・・スペーサ、４３・・・反発体、４４・・・リ
ング、４５・・・磁性体、４６・・・表面硬化層、５ｏ
・・・第１図 ／−’Ｒ 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、静止体及び該静止体の一部に接して摺動する動体か
   ら成シ、さらに静止体と動体が動体を静止させるための
   接触面を有する構成体において、上記接触面に面する該
   静止体及び該動体は少なくとも一方のその一部が本体と
   分割されてお９１分割体が本体と動きを異にすることが
   可能な組み込みとしたことを特徴とする制御棒摺動部の
   損傷防止構造。 ２、前記静止体及び動体の各々と、各々の分割体は磁力
   作用により合体されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項の制御棒摺動部の損傷防止構造。 ３、少なくとも前記静止体とその分割体は磁力作用によ
   り、前記動体の移動方向に空間を有するように構成され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項の制御棒
   摺動部の損傷防止構造。 ４、前記静止体の分割体と動体の分割体はその接触面が
   磁極を異にするよう構成されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項の制御棒摺動部の損傷防止構造。 ５、静止体であるダッシュポット及び動体であるダッシ
   ュラムの少なくとも一方が両者の接触面側に分割体を有
   し、本体と分割体は磁力作用によシ吸引または逆に離反
   するように組み入れた構成としたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項の制御棒摺動部の損傷防止構造。