JPS5950957B2 - 制御棒位置検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はスクラム時における制御棒位置を検出する装置
に関する。

一般に沸騰水形原子炉では水圧により作動する制御棒駆
動機構が備えられておりこの制御棒駆動機構内には制御
棒の位置を検出する制御棒位置検出装置が設けられてい
る。

この制御棒位置検出装置は制御棒駆動機構のインデック
スチューブ内に複数のリードスイッチを配列したもので
あって、インデックスチューブの下端部に取付けた磁石
がこれらリードスイッチに近接するとそのリードスイッ
チが閉成され、これによりインデックスチューブの位置
すなわち制御棒の位置を検出する。

しかし、このようなものは制御棒駆動機構内つまり原子
炉格納容器内に設けられているので原子炉運転時には保
守をなすことができず、また高温雰囲気にあるので信頼
性を高めるのに限界があった。

特にスクラム時には制御棒の位置検出が重要となるが、
従来の制御棒位置検出装置だけではその信頼性が必らず
しも充分ではなかった。

本発明は以上の事情にもとづいてなされたもので、その
目的とするところはスクラム時において従来の制御棒位
置検出装置のバックアップ用として使用でき、制御棒の
位置検出の信頼性をより高めることができる制御棒位置
検出装置を得ることにある。

以下本発明を図面に示す一実施例にしたがって説明する
。

図中２は原子炉圧力容器であって、この原子炉圧力容器
２を貫通して制御棒駆動機構のＣＲＤハウジング１が設
けられている。

そしてこのＣＲＤハウジング１内にはシリンダ３が設け
られ、このシリンダ３にはインデックスチューブ６が挿
入されている。

そして、このインデックスチューブ６の下端部にはピス
トン部６ａが形成されている。

またこのインデックスチューブ６内にはピストンチュー
ブ７が挿入され、このピストンチューブ７内にはさらに
制御棒位置検出装置１８が挿入されている。

そして、この制御棒位置検出装置±μ内には複数のリー
ドスイッチ１９・・・が配置されている。

そして上記インデックスチューブ６のピストン部６ａに
は磁石１７が取り付けられ、上記リードスイッチ１９・
・・でこの磁石１７の位置を検出し、インデックスチュ
ーブ６の上端に連結された制御棒５の位置を検出するよ
うに構成されている。

そして、上記シリンダ３内には原子炉格納容器９外に設
けられた水圧制御ユニツＩ・↓立から圧力水が供給され
制御棒５の挿入、引抜をなすように構成されている。

またインデックスチューブ６の外周には複数のノツチ４
・・・が設けられこれらノツチ４・・・にはコレットフ
ィンガ２６が係合してロックをなすように構成されてい
る。

そして、上記水圧制御ユニット１０にはスクラム時にシ
リンダ３内に高圧のスクラム水を供給する機構が設けら
れている。

この機構はスクラム用アキュムレータ１１と高圧ガス容
器１５から構成され、スクラム用アキュムレータ１１内
にはこの内部を２室に区画するピストン１４が摺動自在
に設けられている。

そして、このスクラム用アキュムレータ１１内の一方の
室にはスクラム水が貯溜され、また他方の室には高圧ガ
ス容器１５から高圧ガスが供給され、常時スクラム水を
加圧している。

そして、このスクラム用アキュムレータ１１内の一方の
室はスクラム弁］２およびスクラム水供給管１３を介し
て制御棒駆動機構の挿入・スクラムポート８に接続され
、スクラム時にはスクラム弁１２を開弁して高圧のスク
ラム水を制御棒駆動機構に送り、制御棒５を炉心内に挿
入するように構成されている。

そしてこのスクラム用アキュムレータ１１の近傍にはピ
ストン位置検出機構２０が設けられている。

このピストン位置検出機構２０は導波管２５とこの中心
に張設された導線２１と、この導線２１にパルス電圧を
印加するパルス発生回路２２と、導波管２５の下端に設
けられた検出コイル２３とから構成されたいわゆる磁気
−音響位置検出器である。

また上記ピストン１４には磁石１６が取付けられている
。

そして、上記パルス発生回路２２から導線２１にパルス
状の電圧が印加されると磁石１６の作る磁界の影響でこ
の磁石１６の位置に対応した箇所の導波管２５に磁歪超
音波が発生する。

そしてこの超音波は導波管２５を伝わってその下端に達
し検出コイル２３に電圧が発生する。

したがってこの超音波の発生すなわち導線２１に電圧を
印加した時から検出コイル２３がこの超音波を検出する
までの時間からこの超音波の発生した箇所すなわち磁石
１６の位置が検出でき、よってピストン１４の位置か゛
検出できる。

そしてこの検出コイル２３の信号は信号処理器２４に送
られ、このピストン１４の位置から制御棒５の位置か゛
測定される。

すなわち、スクラム用アキュムレータ１１内のスクラム
水はスクラム時には制御棒駆動機構のシリンダ３内に送
られるのであるから、ピストン１４の面積をＡ１、その
位置をｙｌとし、またインデックスチューブ６のピスト
ン部６ａの有効面積をＡ２、制御棒５の位置すなわちイ
ンデックスチューブ６の位置をｙｌとすれは゛、 Ａ１・ｙ１＝Ａ２・ｙｌ ・・・
・・・（１）となる。

したがってＡ“ ・・・・・・（２）ｙ
ｌ−読ｙ１ となり、この（２）式から制御棒５の位置が求められる
。

そして制御棒５の位置は信号処理器２４に設けられた表
示器に表示される。

以上の如く構成された本発明の一実施例は、通常運転時
には制御棒位置検出装置１８によって制御棒５の位置が
検出される。

そして、スクラム時にはスクラム弁１２が開弁されたス
クラム用アキュムレータ１１内のスクラム水はスクラム
水供給管１３を介して制御棒駆動機構のシリンダ３内に
供給され、制御棒５が炉心内に挿入される。

そして、この場合には制御棒位置検出装置１８によって
も制御棒５の位置が検出されるが、前述した如くスクラ
ム用アキュムレータ１１のピストン１４の位置からも制
御棒５の位置が検出される。

したがって、万一制御棒位置検出装置１８が故障した場
合でもこのピストン１４の位置から制御棒５の位置を検
出でき、制御棒５の位置検出の信頼性がきわめて大とな
る。

また、水圧制御ユニット１０は原子炉格納容器９外に設
けられており、ピストン１４の位置を検出するピストン
位置検出機構２０等も原子炉格納容器９外に設置される
ので設置されるので原子炉運転中においても保守点検を
おこなうことができ、さらにこの原子炉格納容器９外は
常温の雰囲気であるためこのピストン位置検出機構２０
等自体も信頼性の高い状態に維持できる。

なお、本発明は上記の一実施例には限定されない。

たとえばピストン位置検出機構は必らずしも磁気−音響
位置検出器を用いる必要はない。

上述の如く本発明は制御棒駆動機構をスクラム作動させ
るスクラム水を貯溜するとともに高圧ガスが供給されか
つ内部に上気スクラム水と高圧ガスを区画するピストン
を有するスクラム用アキュムレータと、このスクラム用
アキュムレータのビス１ヘンの位置を検出するピストン
位置検出機構と、このピストン位置検出機構からの信号
を受けこのピストンの位置から制御棒の位置を検出する
信号処理器とを具備したものである。

したがってスクラム時において制御棒駆動機構内に設け
られている制御棒位置検出装置のバックアップとして利
用でき、スクラム時における制御棒の位置検出の信頼性
を大幅に向上することができる。

しかもこの制御棒位置検出装置は水圧制御ユニット内す
なわち原子炉格納容器外に設置されるので原子炉運転中
にも保守点検ができ、しかもこの原子炉格納容器外は常
温雰囲気であるのでこの制御棒位置検出装置自体の信頼
性も高い状態に維持できる等その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例の概略構成図である。 １・・・・・・ＣＲＤハウジング、２・・・・・・原子
炉圧力容器、５・・・・・・制御棒、６・・・・・・イ
ンデックスチューブ、９・・・・・・原子炉格納容器、
１０・・・水圧制御ユニット、１１・・・・・・スクラ
ム用アキュムレータ、１４・・・・・・ピストン、１５
・・・・・・高圧ガス容器、１６・・・・・・磁石、２
０・・・・・・ピストン位置検出機構、２２・・・・・
・パルス発生回路、２３・・・・・・検出コイル、２４
・・・・・・信号処理器、２５・・・・・・導波管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 制御棒駆動機構をスクラム作動させるスクラム水を
   貯溜するとともに高圧ガスが供給されかつ内部に上記ス
   クラム水と高圧ガスを区画するピストンを有するスクラ
   ム用アキュムレータと、このスクラム用アキュムレータ
   のピストンの位置を検出するピストン位置検出機構と、
   このピストン位置検出機構からの信号を受けこのピスト
   ンの位置から制御棒の位置を検出する信号処理器とを具
   備したことを特徴とする制御棒位置検出装置。 ２ 前記ピストン位置検出機構は前記ピストンに取付け
   られた磁石と、この磁石の位置を前記アキュムレータ外
   から検出する磁気−音響形位置検出機構とから構成され
   ていることを特徴とする特許置。