JPS6318713B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、原子炉制御棒駆動装置に係り、詳し
くは該装置を構成するコレツトピストンの改良に
関する。

原子炉制御棒駆動装置は、原子炉の出力を制御
するために、原子炉の炉心に対して挿入・引抜き
自在に制御棒を駆動する装置であつて、駆動源と
して純水又は炉水などの流体の供給圧力が用いら
れる。原子炉の緊急停止させるために制御棒を急
速挿入（スクラム）させなければならないことが
あり、本装置は原子炉運転上極めて重要な装置で
あつて、高度の信頼性が要求される。

従来の原子炉制御棒駆動装置の主要部の構成・
作用について第１図及び第２図を参照しつつ説明
する。

制御棒１はその端部のみ示され、インデツクス
チユーブ３に固定的に係合されている。インデツ
クスチユーブ３は内径部はピストンチユーブ１５
に摺動自在に密嵌されており、外径部の下部は第
１のシリンダたるシリンダチユーブ２２（以下第
１シリンダと記す）の内径部と摺動自在である。

またインデツクスチユーブ３の外径部は前記下
部の摺動部分より若干細く形成されていて、軸方
向に沿い適宜間隔をおいてノツチ２４が形成され
ている。

第１シリンダ２２と同軸で、その外側に配置さ
れた第２のシリンダたるコレツトリテイナチユー
ブ２１（以下第２シリンダと記す）は、第１シリ
ンダ２２と実質的に一体に形成され装置本体に固
着されている。この二つのシリンダ２１，２２の
間に密嵌されて軸方向に沿つて移動自在のコレツ
トピストン１２は、円筒状に形成されていて、こ
のピストン上部には前記インデツクスチユーブ３
のノツチ２４に係合・離脱自在のコレツトフイン
ガ１３が複数個円周方向に沿つて設けられてい
る。コレツトピストン１２とコレツトフインガ１
３とを総称してコレツト手段と称する。そしてコ
レツトフインガ１３は、図中上方に移動する場合
はインデツクスチユーブ３を係合して共に移動さ
せ、逆にインデツクスチユーブ３が図中上方に移
動するときはコレツトフインガ１３との係合は解
除されるようになつている。また、コレツトフイ
ンガ１３が図中上方に移動を続けて所定の位置に
達すると、前記第２シリンダ２１の頭部２１ａに
衝接して、インデツクスチユーブノツチ２４との
係合が解除されるようになつている。第２シリン
ダ頭部２１ａとコレツトピストン１２との間に、
コイルスプリング１４が介装されていて、コレツ
トピストン１２は常時図中下向きに移動するよう
に付勢されている。

さて、スクラム時に制御棒を挿入（図中上方移
動）させるときには、圧力水が水路２によつて供
給され、この圧力水の圧力がインデツクスチユー
ブ３の下端面に作用する。その際、ピストンチユ
ーブ１５とインデツクスチユーブ３との間の空間
４に充満されている水は、ピストンチユーブ１５
内部の流路５を通り、大気に開放された流路１１
を経て排出される。インデツクスチユーブ１５と
第１シリンダ２２との間の空間６の水は、第２シ
リンダ２１の上部に穿設された穴２０を通つて、
第２シリンダ２１の外側の空間１０に溢出すると
共に、その一部は両シリンダ２１，２２の間の空
間９が大気に連通して大気圧と同等になるため、
隙間７又はシール部８を経て前記空間９へ侵入す
る。スクラム時に、水路２を通る圧力水の水圧が
低下したり又は圧力水供給不可能な場合には、第
２図に示すように、駆動圧力水は空間１０よりフ
イルタ１６を介して流路１７を通りチエツクボー
ル１８を押上げてインデツクスチユーブ３の下部
へ供給される。

ところで、第３図及び第４図は、第１図，第２
図に示された第１及び第２シリンダ２２，２１と
コレツトピストン１２との拡大図であるが、多少
形状が異なつている。

第３図はスクラム時の各部の状態を示してお
り、インデツクスチユーブ３が図中において上昇
し、空間６の水は、コレツトピストン１２の上部
に穿設された穴１９及び第２シリンダ２１に穿設
された孔２０を通つて空間１０へ流出すると共
に、流路９が大気圧と連通するため、隙間７及び
シール部８を通つて流路９へ流れる。このときに
コレツトピストン内周及び外周側の空間６，２３
に浮遊する鉄粉等の異物が隙間７に侵入する。

一方、制御棒（図示しない）はインデツクスチ
ユーブ３に固着されているから、コレツトフイン
ガ１３に係合されるノツチ２４を介してインデツ
クスチユーブ３を保持することによつて位置を固
定されている。

第４図は制御棒引抜き時の状態を示す。流路９
に圧力水を供給し、コレツトピストン１２、コレ
ツトフインガ１３を図中において上昇させると、
コレツトフインガ１３は第２シリンダ頭部２１ａ
に衝接して外側へ押し拡げられ、ノツチ２４との
係合を解放してインデツクスチユーブ３の引抜き
（図中下降）が自由になされる。そしてインデツ
クスチユーブ３の引抜き作動完了時には、コレツ
トピストン１２、コレツトフインガ１３は、コイ
ルスプリング１４により戻されて、インデツクス
チユーブ３はノツチ２４を介してセツト位置に固
定されるようになつている。

しかしながら、隙間７に入りこんだ異物は、隙
間７にカジリ現象を起して、コイルスプリング１
４の弾撥力ではコレツトピストン１２、コレツト
フインガ１３が元の位置に戻らなくなつて、第４
図に示す位置のままになり、インデツクスチユー
ブ３の下部に作用する水圧を抜くと、制御棒が落
下してしまうという危険性を内蔵する欠点があつ
た。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を解
決し、コレツトピストンの摺動面におけるカジリ
現象を防止し、信頼性のすぐれた原子炉制御棒駆
動装置を提供することにある。

本発明の特徴は、コレツト手段のコレツトピス
トンに、内側及び外側にそれぞれ突出された内側
及び外側環状突起部を設け、第１シリンダは内側
環状突起部が当接される上端面を有し、第２シリ
ンダは外側環状突起部が当接される段部及びこの
段部を最下縁とする開口を側壁に有していること
にある。

以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明す
る。第５図は本発明による好適な一実施例を示
す。同図において、インデツクスチユーブ３と同
軸で、かつ外方に向つてそれぞれ第１シリンダ２
２、コレツト手段３１及び第２シリンダ２１が配
置されている。コレツト手段３１は、コレツトピ
ストン１２と、このピストンの上部に一体に形成
されていて、インデツクスチユーブ３の外周に形
成したノツチ２４に係合可能なコレツトフインガ
１３とからなつていて、コイルスプリング１４に
より常時図中下方に押下げられる習性を与えられ
ている。コレツトピストン１２は、第１シリンダ
２２の外径部及び第２シリンダ２１の内径部と
に、それぞれシール部８を介して摺動自在に支持
されている。そしてコレツトピストン１２の上部
には内周及び外周側にそれぞれ突出する環状舌様
体たるフランジ部２６が一体に形成されている。
このフランジ部２６は、第１シリンダ２２の上端
面２７ａ及び第２シリンダ２１に形成された段部
２７ｂにそれぞれ当接されるようになつている。

また、コレツトピストン１２のフランジ部２６
の上位には、複数の孔１９が穿設され、第２シリ
ンダ２１の前記段部２７ｂ近傍には、段部２７ｂ
を最下縁とする複数の穴２８が穿設されている。

従つて、スクラム時において、流路９が大気圧
に等しくなること、および空間６，２３の圧力に
より、コイルスプリング１４の弾撥作用と共に、
コレツトピストン１２のフランジ２６が、第１シ
リンダ端面２７ａ、第２シリンダ段部２７ｂに押
圧され密着されるので、空間６，２３に浮遊する
鉄粉等の異物は隙間７に侵入することはない。し
かも、段部２７ｂを最下縁とする穴２８を設けた
ので空間２３の下部に堆積する異物は、スクラム
時に空間６の水が穴１９，２８を通つて空間１０
に流出される際に一緒に搬出されることができ
る。

本発明の別の実施例を第６図に示す。すなわち
前述の実施例は内側及び外側の環状舌様体をコレ
ツトピストン１２と一体に形成しているが、本実
施例は外側の環状舌様体を別の構造材にて構成し
たものである。内側の環状舌様体であるフランジ
２９ａは、コレツトピストン１２の内側に設けら
れコレツトピストン１２と一体構成になつてい
る。コレツトピストン１２の外周側には、外縁が
下に垂れ下がつた形状をしているフランジ２９ｂ
が設けられている。フランジ２９ｂは、コレツト
ピストン１２と一体に形成される。可撓性の環状
舌様体であるスプリングシール３０が、フランジ
２９ｂの下面に取付けられている。スプリングシ
ール３０も、外縁が垂れ下がつた形状をなしてい
る。コレツトピストン１２が最下位の位置に下つ
た状態で、フランジ２９ａの下面が第１シリンダ
２２の上端面２７ａに当接されると共にスプリン
グシール３０の下端面が第２シリンダ２１の段部
２７ｂに当接される。スプリングシール３０は可
撓性を有しているから、上下方向に若干の自由度
があり、前記実施例に示される２面同時接触構造
は、位置精度を保つために精密加工を要したが、
本実施例はその点精密加工を要せず原価低減効果
が得られる。

本発明によれば、極めて簡単な構成により、コ
レツトピストンの摺動面でのカジリ現象を防止
し、原子炉運転上重要な制御棒駆動装置の信頼性
が大幅に向上できた。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は従来の原子炉制御棒駆動装置
を示す断面図、第３図及び第４図は従来のコレツ
トピストンまわりの構成を示す拡大断面図、第５
図は本発明の一実施例を示す断面図、第６図は本
発明の別の実施例を示す断面図である。 １……制御棒、３……インデツクスチユーブ、
６，９，１０……空間、１２……コレツトピスト
ン、１３……コレツトフインガ、１４……コイル
スプリング、１９……孔、２１……コレツトリテ
イナチユーブ（第２シリンダ）、２２……シリン
ダチユーブ（第１シリンダ）、２６，２９ａ……
フランジ、２７ａ……第１シリンダ端面、２７ｂ
……第２シリンダ段部、２８……穴、３０……ス
プリングシール。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 炉心への挿入及び炉心からの引抜きが自在な
   制御棒に係合されたインデツクスチユーブと、こ
   のインデツクスチユーブと同軸であつて前記イン
   デツクスチユーブを取囲んでその外側に配置され
   た第１のシリンダと、前記インデツクスチユーブ
   と同軸であつて前記第１シリンダを取囲んでその
   外側に配置された第２のシリンダと、前記第１及
   び第２の両シリンダ間に配置されて軸方向に摺動
   自在であるコレツトピストンを有すると共に前記
   コレツトピストンに設けられて前記インデツクス
   チユーブと係合するコレツトフインガを有し、内
   側及び外側にそれぞれ突出された内側及び外側環
   状突起部が前記コレツトピストンに設けられ、前
   記コレツトピストンを貫通する第１の開口が前記
   突起部より上方の位置で前記コレツトピストンに
   設けられ、しかも常時前記制御棒を引抜く方向の
   習性が与えられかつ前記両シリンダ間に圧力流体
   が供給されたときに前記制御棒を挿入する方向に
   移動されるコレツト手段とを備えており、前記第
   １シリンダは前記内側環状突起部が当接される上
   端面を有し、前記第２シリンダは前記外側環状突
   起部が当接される段部及びこの段部を最下縁とす
   る第２開口を側壁に有していることを特徴とする
   原子炉制御棒駆動装置。