JPS6151750B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は可動コイル型原子炉制御棒駆動装置
に関する。

可動コイル型原子炉制御棒駆動装置は通常原子
炉一次系の圧力バウンダリであつて、原子炉炉心
と同じ一次冷却水を内包する非磁性材製の薄肉の
管からなるプランジヤ案内管を有し、先端の中性
子吸収体およびフオロワなどからなる制御棒と連
結した駆動軸の可動部としての電磁プランジヤが
上記プランジヤ案内管内に挿通され、案内管外部
に配設された送り機構により運動する可動コイル
アセンブリによつて上記プランジヤを案内管を介
して磁気結合力によつて支持して追従運転させる
ものである。

第１図はこの種の制御棒駆動装置の概要を略示
した縦断面説明図である。すなわち第１図におい
て１は原子炉容器に連らなる挿入管の下端であ
り、上部に図示しない制御棒を連結した駆動軸２
は上端位置にて全出力、下端位置にて炉の停止を
各々与える。上記管１の下部には駆動軸を上下動
させるためのプランジヤアセンブリ３を内挿した
プランジヤ案内管４が連らなり、プランジヤ案内
管４の下端は管栓５を介して外部配管系に接続さ
れている。負荷反力に抗して制御棒先端の中性子
吸収体の位置決め動作を行なうアクチユエータ構
成は、上記プランジヤアセンブリ３と非磁性材製
の薄肉の案内管４を介して配設された可動コイル
アセンブリ６と、該可動コイルアセンブリ６を吊
持して送りネジ７の回動によつて可動コイルアセ
ンブリ６を上下動させる送り機構８と、さらにプ
ランジヤアセンブリ３の上端および可動コイルア
センブリ６の下端にて相対位置検出をする差動ト
ランス９と、スクラム時に急速落下する管内駆動
部のスクラムエネルギーを吸収するスナツバ用ピ
ストン１０およびスナツバシリンダ１１とを含ん
でなる。

上記構成においてスナツバ部のスナツバシリン
ダ１１、案内管４、下部管栓５およびそれらの付
属品がいわゆる原子炉一次系水の圧力バウンダリ
を成し、原子炉容器或いはそれに連設している不
動構造部分に配設支持される。これら固定部分の
内部には、一次冷却水が満され、その中でプラン
ジヤアセンブリ３と、カーボンベアリング２０
と、スナツバピストン１０と駆動軸２などから一
体に構成された管内駆動部が軸方向に連動する。
通常運転時は圧力管外部の可動コイルプランジヤ
が励磁され、従つてプランジヤアセンブリ３は可
動コイルアセンブリ６に磁気結合力で追従して移
動し、一方スクラム時には可動コイルの励磁が消
勢されて磁気結合力が消去され、上記一体化され
たプランジヤアセンブリやスナツバピストンおよ
び駆動軸さらには制御棒が自重にて急速に落下運
動し、制御棒に取付けられた中性子吸収体が燃料
要素を遮蔽することになる。

可動コイルアセンブリ６の上下動を行なう送り
機構８は、送りネジ７と、それを炉の出力に応じ
て所定量回転させるための電動機１４及びギヤメ
カニズム１２と、送りネジ７に螺合してその回転
により上下動する送りブロツク１５と、該ブロツ
ク１５に可動コイルアセンブリ６を吊持するため
のロツド１６とからなり、送りブロツク１５の上
下動によつて可動コイルアセンブリ６を所定位置
に持ち来たし、以つてプランジヤアセンブリ３を
炉の所定出力が得られる位置に持ち来たすもので
ある。

しかしながら上述のように構成された制御棒駆
動装置に関しては、比較的技術開発の歴史も浅
く、未だ技術確立が十分なされていないことか
ら、本発明者等は実験機により種々の性能評価テ
ストを進めた結果、以下のような問題点の存在、
即ち 管内駆動部は上昇、下降に応じて回転運動を
行なう。

回転運動範囲は、運転開始時で約140゜、１
万ｍ走行後で約20゜程度となり、運転時間の増
加とともに減少する。

上昇、下降によつて回転方向が逆となる。

ことが確認された。

一方、制御棒は炉心内の制御棒チヤネル内でそ
の回転を束縛されているため、第１図の装置のご
とく、管内駆動部と制御棒とを一体に連結する構
造の場合、制御棒が回転力を受け、制御棒チヤネ
ル内面に押し付けられ、摩擦力を受け、制御棒駆
動に際して位置決め精度の低下につながるばかり
でなく、摩耗、かじりつきの原因ともなり、装置
の性能に悪影響を及ぼすことは必至である。

この発明は、このような現状に鑑み創案された
もので、その目的は管内駆動部の上下動に伴つて
発生する回転運動が制御棒に伝達しないようにな
し、制御棒と制御棒チヤネル内面との接触による
摩耗、かじりつきを皆無とすることのできる制御
棒駆動装置を提供することにある。

以下添付図面を参照して本発明を詳述する。即
ち本発明はプランジヤアセンブリ３と、カーボン
ベアリング２０と、スナツバピストン１０と、駆
動軸２などから構成される管内駆動部の回動運動
が駆動軸２の上部に配置される制御棒に伝達しな
いようにするため駆動軸２の適宜位置に第３図乃
至第７図に例示したような回転自在継手２１を設
けたものである。第３図は回転自在継手をピスト
ン−シリンダ機構により構成したもので、駆動軸
２の下端側上端部をシリンダ部２′に形成し、該
シリンダ部２′内に駆動軸２の上端側下端部に形
成したピストン部２″を着脱自在にかつ回転自在
に挿入せしめたもので、運転中に引抜き力が作用
しない場合、有効に使用できる。

第４図は回転自在継手の他の例を示すもので、
これは第３図のシリンダ部の中空部内壁所定位置
に板バネ２５を装着すると共に該板バネ２５に対
応するピストン部２″周壁所定位置に該板バネ２
５に係脱自在に嵌合する係合溝２６を設けたもの
で引抜き力に対して抵抗を付与したものである。
勿論第４図において、板バネをシリンダ部２′に
設ける代りにピストン部に設け、又係合溝をシリ
ンダ部に設けるようにしてもよいことは云うまで
もない。

又第５図は制御棒と駆動軸２との着脱を行なう
必要がない場合、或いは着脱機構を他の箇所に設
けた場合に使用される回転継手を示すもので、こ
れは、第３図に示すシリンダ部２′所定位置にセ
ツトビス２７螺合用ネジ部を設けると共に該ネジ
部に対応するピストン部２″部周壁所定位置にセ
ツトビス嵌入用の円周溝２８を設け、ピストン嵌
入状態においてセツトビス２７を該溝２８内に該
ピストンの回転運動を阻止しない程度にねじ込み
嵌入させることにより引抜き不能でかつ回転自在
となしたものである。

さらに第６図のものは駆動軸２の下端側上端周
面に袋ナツト螺合用ネジ部３０を設け、また該上
端中央部にピストン部２″の下端拡径部３１嵌入
用切欠き３２を形成せしめ、上記ピストン部２″
の下端拡径部３１を切欠き３２に嵌入したうえ、
ピストン部２″に嵌挿した袋ナツト３３を駆動軸
２のネジ部３０にねじ込むことにより両者を回転
自在に連結せしめたものである。

また第７図は第３図乃至第６図に示すピストン
部２″の端面にスラストベアリング３５を装着
し、これによつて回転が一層スムーズに行なえる
ようにしたものである。

勿論、上記実施例に示す構造以外にも、例えば
ピストン部周面に円周溝を設け、それをシリンダ
部内に設けた凸部に嵌め合せることによつて制御
棒と駆動軸が抜けないようにするなど種々の構造
がとりうることは云うまでもない。

この発明は上述のごとく管内駆動部と制御棒と
を回転自在に連結するようにしたので、構造上頗
る簡単かつ安価であると共に管内駆動部が上下動
に伴つて回転しても、該回転力が制御棒に伝達さ
れることがないので、制御棒と制御棒チヤネル内
面との接触による摩耗やかじりつき等も皆無とな
り制御棒駆動装置の安定駆動および性能向上に大
きく寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の制御棒駆動装置を示す縦断面説
明図、第２図は本発明装置を例示する要部縦断面
図、第３図、第４図、第５図、第６図及び第７図
はそれぞれ本発明で使用できる自在回転継手を例
示する概略図である。 ２：駆動軸、２′：シリンダ部、２″：ピストン
部、３：プランジヤアセンブリ、４：プランジヤ
案内管、６：可動コイルアセンブリ、１０：スナ
ツバピストン、２０：カーボンベアリング、２
５：板バネ、２６，２８：溝、２７：セツトビ
ス、３３：袋ナツト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 原子炉一次系水と外部を遮断するプランジヤ
   案内管と、該案内管の外周に昇降自在に配設され
   た可動コイルと、前記案内管内に摺移動自在に挿
   入され上部は制御棒に接続され前記可動コイルに
   対応する所定位置にプランジヤを装着した駆動軸
   を有する原子炉制御棒駆動装置において、前記駆
   動軸の適宜位置に管内駆動部の回転運動が制御棒
   に伝達しないように回転自在継手を設けたことを
   特徴とする原子炉制御棒駆動装置。