JPS645278Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案はガス冷却型原子炉等に用いられるワイ
ヤロープ吊下型制御棒駆動装置のスクラム動作時
における制動装置に関する。

〔考案の技術的背景〕

ワイヤロープ吊下型の制御棒駆動装置において
はスクラム動作時即ち原子炉を緊急停止させる時
には制御棒を自由落下させて急速に炉心内に挿入
し、又停止位置で緩やかに停止させるために、落
下する制御棒に制動作用を施す制御棒駆動装置用
制動装置が夫々設けられている。

従来のワイヤロープ吊下型の制御棒駆動装置の
制御棒駆動装置用制動装置は、第１図に示す様に
制御棒１が巻取りドラム３に巻付けられたワイヤ
ロープ４の先端に取付金具５を介して接続され炉
心２内に吊下されており、巻取りドラム３は駆動
モータ６から正逆回転が付与され、ワイヤロープ
４が巻取りドラム３に巻上げ，巻下されることに
より制御棒１が炉心２内へ挿入・引抜される。即
ち、駆動モータ６の回転出力はカツプリング７を
介して減速機８に伝えられ、減速機８で減速され
た回転は歯車９，１０を介して駆動軸１１へ伝え
られ、この駆動軸１１の回転は電磁クラツチ１３
を介して巻取りドラム３の駆動制の軸１２へ伝え
られ、これにより巻取りドラム３が所定回転角だ
け回転され、制御棒１が案内管１５で案内されつ
つ炉心２内の所定位置へ移動せしめられる。

この巻取りドラム３の回転は、同時に巻取りド
ラム３の反駆動側の軸１６に接続された制御棒駆
動装置用制動装置に伝達される。即ち、歯車１８
を介して歯車１９の軸に装着された電磁ブレーキ
１４に連なると共に歯車２０，２１を介して２個
の基板２２ａ，２２ｂ間に軸受２４ａ，２４ｂを
もつて回転自在に支承された回転螺軸２３へ伝え
られる。この回転螺軸２３が回転すると、回転螺
軸２３に螺合している駆動ナツト体２５がガイド
ピン２６に回転を阻止されて回転螺軸２３の軸方
向に移動する。即ち巻取りドラム３が吊下した制
御棒１を炉心２内に挿入する方向に回転するとき
は、回転螺軸２３に沿つて上昇し、逆に巻取りド
ラム３が制御棒１を引抜く方向に回転するとき
は、回転螺軸２３に沿つて下降する。

基板２２ａには制御棒１の炉心２内での定めら
れた最下端位置即ち停止位置に制御棒１が達した
とき、丁度駆動ナツト体２５が接触してそれ以上
制御棒１が挿入されることを阻止するストツパ筒
２７が取り付けられている。また歯車１８に歯車
１７を介して接続された位置検出器２８が設けら
れ、巻取りドラム３の回転角すなわち制御棒１の
炉心２内における位置を検出している。

次に原子炉を緊急停止するスクラム動作時に
は、先ず電磁クラツチ１３を消磁して巻取りドラ
ム３を駆動モータ６から切離し、制御棒１をその
自重により落下させる。このように巻取りドラム
３と駆動モータ６とを切離すのは、駆動モータ６
の慣性モーメントが大きいので落下速度が抑制さ
れるためである。

電磁クラツチ１３が消磁され自由落下を開始し
た制御棒１には電磁ブレーキ１４が作動し、その
落下速度を減速する制動力が付与される。

即ち電磁ブレーキ１４による制動力により制御
棒１の落下エネルギーが吸収され、最後に駆動ナ
ツト体２５がストツパ筒２７に緩やかに衝突して
巻取りドラム３の回転が阻止されるため制御棒１
が停止しスクラム動作が終了する。電磁ブレーキ
１４によつて付与される制動力は、制御棒１の落
下速度を減速させるもので、この制動力のみでは
停止させる能力はなく、前述したように制御棒１
の挿入動作に比例して上昇する駆動ナツト体２５
がストツパ筒２７に十分に減速されて衝突するこ
とによつてはじめて制御棒１は停止する。

電磁ブレーキ１４は電磁クラツチ１３が消磁さ
れた状態においてのみ作動可能なように条件が与
えられているため、通常運転中に作動して制御棒
１の挿入・引抜き動作に支障を及ぼすことはな
い。

〔背景技術の問題点〕

しかしながら上記の制動装置には次のような欠
点があつた。

即ち原子炉のスクラム動作は、原子炉の信頼性
を確保するうえで、極めて重要な動作であり、制
御棒１がどのような挿入位置（落下開始位置）に
あつても定められた時間、即ち規定時間（例えば
３秒）以内に炉心２内の定められた位置、即ち規
定位置まで到達し、さらに規定位置よりやや下方
に位置する定められた停止位置で停止してスクラ
ムを完了しなければならない。

規定時間，規定位置および停止位置と言うの
は、制御棒１の落下開始位置が変化するごとに変
る値ではなく、定められた数値をもつ。

しかるに従来の制御棒駆動装置における制動装
置においては、落下開始位置が異なることによる
制御棒１の落下エネルギーの大小にかかわらず一
定の制動力が付与されるため、例えば電磁ブレー
キ１４への供給電圧を上げ、制動力を大きく付与
するように設定した場合、比較的高い位置からの
落下に対して減速効果が大きくなり、前述の規定
時間内に炉心２内の規定位置まで到達しない。又
電磁ブレーキ１４への供給電圧を下げ制動力を小
さく設定した場合、高い位置からの落下に対して
は落下エネルギーに比べその吸収能力が小さいた
めに十分な減速作用を与えることができず、かな
りの速い速度で規定位置を通過し、駆動ナツト体
２５がストツパ筒２７に衝突することになる。規
定時間内に規定位置まで制御棒１が到達しない場
合は、原子炉の予期した通りの出力制御ができな
いことになり、又駆動ナツト体２５がストツパ筒
２７にかなりの衝撃力を伴つて衝突した場合に
は、その衝撃力により駆動ナツト体２５、ストツ
パ筒２７が破損する結果を招く。又制御棒１が急
停止し制御棒１を吊持しているワイヤロープ４に
その許容値を越えた引張力が作用してもしワイヤ
ロープ４が破断するようなことがあると制御棒１
が炉心２の炉床部に落下してしまう。このためこ
の制動力の大きさの設定、即ち電磁ブレーキ１４
への供給電圧の設定には微妙な調整を要してい
た。

〔考案の目的〕

本考案は上記事情に鑑みてなされたもので、原
子炉の緊急停止時に、いかなる初期位置からでも
制御棒を規定時間内に規定位置まで到達させ、し
かもワイヤロープに大きな衝撃力を作用させるこ
となく緩やかに停止位置で停止させることができ
る制御棒駆動装置用制動装置を提供することを目
的とする。

〔考案の概要〕

即ち本考案は炉心内に挿入自在とした制御棒
と、この制御棒を吊下するワイヤロープと、この
ワイヤロープを巻装して回転自在に設けられた巻
取りドラムと、この巻取りドラムの回転を制動可
能に設けられた電磁ブレーキとを有する制御棒駆
動装置用制動装置において、上記巻取りドラムの
回転角に比例した低減角度にて回転する回転軸に
装着されたカムの原動節と、上記カムの従動節
と、この従動節の回転軸に連結され上記電磁ブレ
ーキへの供給電圧を制御する電圧調整器とを具備
することを特徴とする制御棒駆動装置用制動装置
である。

〔考案の実施例〕

以下本考案に係わる制御棒駆動装置用制動装置
の一実施例を第２図を用いて説明する。なお第１
図と同一の作用・構造を有する部材には同一符号
を付し重複する部分の説明を省略する。

第２図において、軸受３２によつて支承された
歯車１７の軸２９には、カム板３０がキー３１を
用いて取付けられている。また電磁ブレーキ１４
への供給電圧を制御する電圧調整器３５が設けら
れ、その回転軸３６にはレバー３４が取付けら
れ、その先端に設けられたローラ３３がカム板３
０のカム輪郭３０ａに接するように配置されてい
る。レバー３４の腕の中間部には、ローラ３３が
カム輪郭３０ａに追随するように張力を与えるス
プリング３７が設けられている。回転軸２９は、
制御棒１の挿入引抜の全行程に対応する巻取りド
ラム３の回転角に対して360度以内の回転角、例
えば180度回転するように歯車１８，１７によつ
て減速されている。このときカム板３０は制御棒
１の全行程に対応して180度回転し、そのカム輪
郭３０ａは、例えば制御棒１の引抜終端に対応す
る位置ではローラ３３の接点における半径が最も
小さく、その後カム板３０の回転に伴つて制御棒
１の最大挿入端に対応する位置、即ち前記の停止
位置に向つて次第に増加する如く定めてある。

しかしてスクラム動作時に制御棒１が落下する
とき、カム板３０はその回転に伴つてその従動節
をなすレバー３４を駆動し、その支軸となつてい
る電圧調整器３５の回転軸３６を回転させる。電
圧調整器３５によつて電磁ブレーキ１４に与えら
れる電圧は、例えばカム板３０の半径に比例して
増加する如くなしてあるので、電磁ブレーキ１４
の制動力は制御棒１が引抜終端に位置するときは
最も小さく、最大挿入端即ち停止位置に向つて次
第に増加する。即ちスクラム動作時に制御棒１が
比較的高い位置にあつた場合、規定時間内に到達
しなければならない規定位置までの落下距離が長
くなるため、落下開始点では電磁ブレーキによる
制動力は小さな値から出発して短時間に長い距離
を移動させ、規定位置に制御棒が近ずくにつれて
徐々に制動力を大きくして減速効果を増し、規定
位置に達したときは十分減速され、次の停止位置
ではストツパ筒２７に対する衝撃力も十分に緩和
されて停止する。又スクラム動作時に制御棒１が
比較的低い位置にあつた場合、規定位置までの距
離が短いため、到達時間には余裕があり、落下開
始点から既に比較的大きい制動力を与えてゆつく
り落下させても規定時間内に規定位置まで達す
る。即ち規定位置までの落下距離の長短にかかわ
らず、規定時間は一定であるため、落下開始位置
が低くなるほど制動力を大きくすることによつて
落下開始点の高低にかゝわらず規定時間内に規定
位置まで到達することが可能となる。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案によれば制御棒の
挿入位置に対応した制動力を与えることによつ
て、スクラム動作時における制御棒の落下開始点
の差異にかゝわらず、規程時間内に制御棒を全挿
入し、且つ制御棒停止時における機構部材に対す
る衝撃力を緩和することが、特に微妙な調節を要
することなく行なえるので、原子炉の信頼性を向
上する上で顕著な効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の制御棒駆動装置用制動装置の一
部を切欠いて示す側面図、第２図は本考案に係わ
る制御棒駆動装置用制動装置の一実施例を示す斜
視図である。 １……制御棒、２……炉心、３……巻取りドラ
ム、４……ワイヤロープ、１４……電磁ブレー
キ、２９……軸、３０……カム板、３３……ロー
ラ、３４……レバー、３５……電圧調整器、３６
……回転軸、３７……スプリング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 制御棒を炉心の上方より炉心内に挿入自在とな
   るようにこの制御棒を吊下するワイヤロープと、
   このワイヤロープを巻装して回転自在に設けられ
   た巻取りドラムと、この巻取りドラムの回転を制
   動可能に設けられた電磁ブレーキとを有する制御
   棒駆動装置用制動装置において、上記制御棒の挿
   入の全行程に対応する巻取りドラムの回転角を一
   回転以内の回転角に減速して伝達する減速器と、
   この減速された回転角で回転する回転軸と、この
   回転軸に装着されたカムの原動節と、上記カムの
   従動節と、この従動節の回転軸に連結され上記電
   磁ブレーキへの供給電圧を制御することにより電
   磁ブレーキの制動力を制御する電圧調整器とを具
   備し、上記カムの原動節と従動節とは、制御棒が
   下方にあるほど電磁ブレーキの制動力が大きくな
   るように電圧調整器を操作するように構成されて
   いることを特徴とする制御棒駆動装置用制動装
   置。