JPS60149996A - 制御棒駆動装置 - 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】 本発明は制御棒駆動装置の改良に関するものである。

制御棒駆動装Ｍ、は、原子炉の運転・停止及び出力調整
のために炉心に出入れする制御棒を駆動するためのもの
である。また停電時、緊急時には、制御棒を瞬時に落下
（スクラム）させて、原子炉の安全性を維持する機能を
有している。

従来の制御棒駆動装置を第１．２図により説明する。第
１図において各符号の後に付した（α）は上部クラッチ
機構に属しているものを、（ｈｌは下部クラッチ機構に
属しているものを、（ｃ）はその他の機構に属している
ものを、各符号の後に（α）（ｈ）（ｃ）の付していな
いものは単独部材を、それぞれ示している。

以下（α１（ｈ）（ｃｌを略して説明すると、（ｏｌ）
が駆動軸、（０２）が上部ラッチアーム、（ｏ３）が下
部ラッチアーム、（０２’　）（０３’　）が同ラッチ
アーム（０２ＸＯ３）に設けた爪、（０４）がリンクピ
ン、　（０５）がラッチピン、　（０６）がラッチリン
ク、（０７）が可動ラッチ止めプランジャ、（０８）が
ラッチ支持管、（ｏ９）が固定磁極、（１０）が可動磁
極、αυがつかみコイル、ａりが止めねじ、０９が案内
管、■がラッチ止めプランジャ、αつがはさ　□み板、
　ＱＥ９がラッチハウジング、αηがコイルハウジング
、０８がフラックスリング、α■がノ２ネ、Ｃυが上げ
磁極、（２りが押えバネ、（２階がバネ押え、ｃ！４）
がラッチ止め、（ハ）がねじ、（イ）がコイル、（２η
が駆動軸ハウジングで、制御棒（図示せず）を下部に連
結した駆動軸（０１）の外周に、円周方向溝を設けてい
る。

この溝に、上部ラッチアーム（ｏ２）または下部ラッチ
アーム（０３）を揺動してラッチアーム（ｏ２２または
（０３）の爪（０２’）または（０３’）を係合するこ
とにより、駆動軸（０１）を所定の位置に保持する。ラ
ッチアーム（（１２ＸＯ３）は、同一円周上に６個設け
られている。

上記ラッチアーム（０２ＸＯ３）の揺動は、リンクピン
（０４）とラッチピン（０５）とラッチリンク（ｏ６）
とラッチ止めプランジャｆ１４）とラッチアームとによ
り構成されるリンク機構と、ラッチ支持管（ｏ８）固定
磁極（０９）可動磁極（１０）及びつかみコイル０１）
とにより行なわれる。すなわち、つかみコイル（１υに
通電１−ると、可動ラッチ止めプランジャ（０７α）及
び固定ラッチ止めプランジャθ旬と各磁極（０９）（１
（１）とが電磁力により接合して、ラッチアーム（０２
）（０３）が係合方向に揺動するし、電流を遮断すると
、バネ（１９α）（１９ｂ）の反力により接合面が開い
て、ラッチアーム（ｏ２）（０３）が反対方向に揺動す
る。各磁極（０９）（１（ｌは止めねじ（＋２１により
、案内管（１Ｊまたはラッチ支持管（０８α）に固定さ
れている。なお各磁極には接合面の保護のために、はさ
み板（１つが取り付けている。また各コイル（１１＋＋
２６１は、ラッチハウジングｏｅの外周に固定したコイ
ルハウジング０η内に納められ、各ジイル（１１）［２
６＋の前後位置には、磁場を安定させるためのフラック
スリング（田が取付けられている。この他の構成部材と
して、上部ラッチ機構を軸方向に移動させるための、上
げコイル伽）上げ磁極−磁極固定用ねじ（１２Ｃ）はさ
み板（１５Ｃ）バネ（１９ｃ）およびフラックスリング
（１８Ｃ）があり、ラッチハウジング（１６）の上部に
は、駆動軸ハウジング（２）が結合されている。また下
部ラッチ機構では、コイル０υに通電により、ラッチア
ーム（０３）が係合方向に揺動した後、ラッチアーム（
０３）を約１〜２朋程度上昇させるように調整した押え
バネ（四およびバネ押え（２国が設けられ、ラッチ止め
（２４）が案内管（１３１の下端にねじｃ２ωにより固
定されている。

次に駆動軸（０１）の動きを説明する。通常は駆動軸（
０１）の保持を、下部ラッチアーム（０３）のみにより
行なっている。第１図がその状態を示している。

駆動軸（０１）を上昇させるには、まず上部ラッチアー
ム（０２）Ｙ係合方向に揺動させる。このとき、下部ラ
ッチアーム（０３）により駆動軸（０１）が１〜２朋程
度持上げられた状態にあるため、上部ラッチアーム（０
２）と駆動軸（０１）の溝と係合しない。次いで下部ラ
ッチアーム（０３）を反係合方向に揺動する。

そうすると、駆動軸（０１肋″−１〜２朋程度下降して
、駆動軸系の荷重が上部う゛′ラッチアーム０２ンにか
かる（この作用を以下荷重移動と呼ぶ）。ここで上げコ
イル（２６）に通電すると、駆動軸（０１）が約１５朋
（上げ磁極（２＋）と可動磁極ＯＱとの隙間）上昇する
。

その後、下部ラッチアーム（０３）を係合方向に揺動し
て同下部ラッチアーム（０３）への荷重移動を行ない、
次いで上部ラッチアーム（０２）を反係合方向に揺動し
、上げコイル（２６）への電流ケ遮断して、−サイクル
の上昇運動を完了する。このような動作、または逆の動
作をくり返して、駆動軸（ＯＩ）の上昇、または下降を
行なうように、また緊急時には、全てのコイルの電流を
遮断し、ラッチアームを反係合方向に揺動して、駆動軸
（０１，１落下させるようになっている。なお荷重移動
を行なう理由は、ラッチアームの揺動に際し、爪（０２
’）（０３’）と軸（０１）とのすべり接触を防ぐため
である。

現在の原子炉発電所は、ば−スロート運転で、電力需要
が変化しても、定出力運転を行なっている。その場合に
は、制御棒駆動装置の使用頻度が少ないが、電力需要の
増減に合せて出力を調整する負荷追従運転を行なおうと
すると、制御棒駆動装置の使用頻度が急増し、ラッチア
ーム（０２ＸＯ３）の摩耗量が増大して、ラッチアーム
（０２）（０３）が早期に損耗する惧れがある。

本発明は前記の問題点に対処するもので、外周面に円周
方向溝を隣接して形成した駆動軸を軸方向に駆動して、
同駆動軸に連結した制御棒を上下方向に移動させる制御
棒駆動装置において、前記駆動軸の６溝に選択的に係合
する主爪と同主爪よりも高さの高い副爪とを同一アーム
に軸方向に並んで前記駆動軸の６溝の間の溝山な抱くよ
うに配設したことを特徴とする制御棒駆動装置に係り、
その目的とする処は、制御棒駆動装置の使用頻度が増大
しても、アームの損耗を可及的に防止できる改良された
制御棒駆動装置を供する点にある。

次に本発明の制御棒駆動装置を第６図に示す−実施例に
より説２明すると、（Ｏｌ）が駆動軸、（０１’）が同
駆動軸（Ｏｌ）の外周面に隣接して形成した複数の円周
方向溝、（ＯＩＡ）が６溝（０１’）の軸線に平行な溝
底部、（０５）がラッチピン、（０６）がラッチリンク
、（０７）が可動止めプランジャ、（３（２）がラッチ
アーム、（３ＯＡ）が同ラッチアーム（７）に設けた主
爪、（３０Ｂ）が同ラッチアームαηに設けた副型で、
第１．２図のラッチアーム（０２）（０３）を下方に延
長してラッチアーム（廊とし、そこに駆動軸（Ｏｌ）の
溝山に係合して荷重を受けている主爪（３０Ａ）と副型
（押し爪）（３０Ｂ）とを設け、ラッチアーム（力の係
合方向への揺動時には、副型（３０Ｂ）が、・主爪（３
０Ａ　）と係合する溝の次の溝（さらに離れた溝でもよ
い）に押し付けられるようになっており、そのとき、溝
との間に間隙（Ｂ）を保つようになっている。同訓型（
Ｂ）の高さは、完全にラッチしたとき、生爪（３０Ａ）
の先端が駆動軸（０１）の溝を叩かぬように高くなって
おり、主爪（３０Ａ）と溝底部との間に僅かの間隙（７
！が形成される。副型（３０Ｂ）の頂部は、駆動軸（０
１）の溝底部（ＯＩＡ）に接触させるため、平らになっ
ている。この平行部は、ラッチアーム（廊の揺動時に駆
動軸（０１）の溝に対して干渉しなければ形成する範囲
は限定されない。またラッチアーム側の延長部には、他
のリンク機構の部品に対して干渉しないように逃げを設
けている。以上は追加した副型（押し爪Ｘ３０Ｂ）が１
個の場合であるが、他の部品に干渉しなげれば幾ら追加
してもよい。

次に前記制御棒駆動装置の作用を説明する。ラッチアー
ム（７）が係合方向及び反係合方向に揺動し、主爪（３
０Ａ）が駆動軸（０１）上の溝に係合して、駆動系の荷
重を支える要領は、従来のラッチアームと同じである。

ラッチアーム（７）の係合方向への揺動により、副型（
３０Ｂ）の頂部が駆動軸（０１）の溝底部（ＯＩＡ）に
押し付けられると、溝間の溝山が主爪（３０Ａ）及び副
型（：１Ｓｏ１３　）により抱きかかえられるため、そ
の押し付は力に応じた摩擦抗力が軸方向に発生し、この
摩擦抗力分だけ副型（３０Ｂ〕が駆動系の荷重を分担し
、主爪（３０Ａ）にかかる荷重が低減されて、主爪（３
０Ａ）の摩耗寿命が延長される。また間隙（Ａｌの存在
により、主爪（３０Ａ　）の頂部が溝底部（ＯＩＡ）を
叩くことがないので、生爪（３（ＩＡ）の頂部にも摩耗
が牛じフ、仁い。長期間の運転により、副型（３０Ｂ）
の頂部が摩耗して、押し付は力がなくなった場合には、
主爪（３０Ａ）が駆動系の荷爪乞全て受ける。しかし、
主爪（３０Ａ）の爪先が摩耗して、爪先の軸方向の厚み
が減少してくると、副型（３０Ｂ）でも駆動系の荷重を
分担するようになり、やがて荷重欠均等に分担する。即
ち、ラッチアーム（３０１により駆動系の荷重を保持す
るとき、ラッチアーム１３１１１の働きは、運転期間中
、次の通り変化する。（１１運転初期には、主爪（３０
Ａ　）に加わる駆動系の軸方向荷重な副型（３０Ｂ）の
押し付は力による摩擦抗力により低減する。（Ｉｌｌ運
転中期には、主爪（３０Ａ）のみで駆動系の荷重を保持
する。＋１）運転末期には、生爪（３０Ａ）と副型（３
０Ｂ）とで駆動系の荷重を均等に分担する。

本発明は前記のように外周面に円周方向溝を隣接して形
成した駆動軸を軸方向に駆動して、同駆動軸に連結した
制御棒を上下方向に移動させる制御棒駆動装置において
、前記駆動軸の６溝に゛選択的に係合する主爪と同生爪
よりも高さの高い副型と７同一アームに軸方向に並んで
前記駆動軸の６溝の間の溝山を抱くように配設していて
、前記作用が行なわれるので、制御棒駆動装置の使用頻
度が増大しても、ラッチアームの損耗を可及的に防止で
きる効果がある。

以上本発明を実施例について説明したが、勿論本発明は
このような実施例にだけ局限されるものではなく、本発
明の精神を逸脱しない範囲内で種々の設計の改変を施し
うるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の制御棒、駆動装置の縦断側面図、第２図
はそのラッチアーム部を拡大して示す側面図、第６図は
本発明に係る制御棒駆動装置の一実施例を示す縦断側面
図である。 （０１）・・・駆動軸、（０１’）・−・円周方向溝、
（３ＣｊＪ・・・アーム、（３０Ａ）・・・主爪、　（
３０Ｂ）・・・副型。 復代理人　弁理士　岡　本　重　文 外３名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 外周面に円周方向溝を隣接して形成した駆動軸を軸方向
   に駆動して、同駆動軸に連結した制御棒を上下方向に移
   動させる制御棒駆動装置において、前記駆動軸の谷溝に
   選択的に係合する生爪と同主爪よりも高さの高い副爪と
   を同一アームに軸方向に並んで前記駆動軸の谷溝の間の
   溝山な抱くように配設したことを特徴とする制御棒駆動
   装置。