JPH01112193A - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は原子炉の制御棒駆動装置に関するものである。

［従来の技術］ 第３図に特開昭６１−１７８６９４号で開示された従来
の制御棒駆動装置の一例を示す。

従来の制御棒駆動装置は、原子炉のヘッド１上に設けた
耐圧隔壁４６内に回転自在な回転体４２が内装され、該
回転体４２の軸方向中間には、該回転体４２に対し上下
方向に摺動可能なロータ保持具４１が取り付けられ、そ
の下方は拡大した耐圧隔壁４６下方内側との間に軸受４
５を介してロータ４１ａが装着され、前記耐圧隔壁４６
外周で前記ロータ４１ａと相対する位置にはステータ４
０が取り付けられている。前記回転体４２の軸心には中
空孔を通ってボールねじを外周に刻設した駆動軸４８が
挿通され、プランジャー４７の上下動により分割ボール
ナツト４４のナツト部が前記ボールねじに係脱するよう
になっている。前記プランジャー４７はマグネット４９
の着磁・消磁により上下動するようになっている。

前記駆動軸４８の下端に取り付けた図示しない制御棒を
上下せしめるには、前記マグネット４９を着磁し、前記
プランジャー４７を引き上げ、分割ボールナット４４の
ナツト部を前記駆動軸４８のボールねじに噛合させ、ス
テータ４０に通電してロータ４１ａを正逆に回転させる
。次に、スクラム時に制御棒を急速降下させるには、マ
グネット４９を消磁すると前記ホールねじに噛合した分
割ボールナット４４が解放するので、駆動軸４８が急降
下する。

前記駆動軸４８を除く前記回転体４２、ロータ保持具４
１、プランジャー４７、マグネット４９、ステータ４０
、ロータ４１ａ、及び分割ボールナット４４等は原子炉
のヘッド上に突出した耐圧隔壁４６内にある。

［発明が解決しようとする問題点コ 第３図に示す従来の制御棒駆動装置はストロークが長く
なるとその分上方へ延び、全体をコンパクトに納めなけ
ればならない小型炉、特に船用炉等に適さない。これ等
に適合させるためには据付時の部上部の高さを最小にす
る必要がある。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、分割ボ
ールナット、プランジャー等のラッチ機構部を原子炉容
器内に収納し、原子炉容器外部へはステータ、ロータよ
りなるモータ及びラッチ用のマグネット等の電気品のみ
を突出させることにより、原子炉のコンパクト化を可能
ならしめる制御棒駆動装置を提供するものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の制御棒駆動装置は、原子炉のヘッド上へ突出し
、外周上部にステータを外周下部にマグネットを有する
耐圧隔壁と、該耐圧隔壁下方で原子炉容器内に延設され
た案内管と、前記耐圧隔壁内に回転自在に支持された、
軸心が中空のロータと、該ロータ下方で前記案内管内を
原子炉容器内に延設された中空の回転延長軸と、該回転
延長軸内を、上端の振れ止めをガイドにして軸方向に上
下すると共に、ボールねし溝を刻設した駆動軸と、前記
回転延長軸下端外周に上下方向摺動可能に係合し、前記
案内管内に回転自在に装着された支持回転体と、該支持
回転体下部に上端を軸着し、下端をリンクの一端に軸着
した分割ボールナットと、前記リンクの他端を下端に軸
着し、上面に固着したプルロッドと共に上下動し、前記
リンクを介して前記分割ボールナットのナツト部を前記
駆軸のボールねじ溝に係脱するプランジャーと、上端ア
ーマチャが前記マグネットに対向して設けられ、前記支
持回転体を上下に貫通して上下動可能に配設されたプル
ロッドを具備したことを特徴とする。

［作　用］ 分割ボールナット、プランジャー、支持回転体、回転延
長軸、プルロッド等は原子炉出口の温度にさらされるこ
ととなり、機能維持が難しいという問題が生じる。この
問題に対し案内管と回転延長軸に温度膨張差が生じると
支持回転体を回転自在に支承する軸受又はプルロッドが
損傷する。

これを回避するため、回転延長軸に支持回転体を上下方
向摺動自在に係合し、回転力のみ伝達するようにする。

また、駆動軸は回転延長軸内を軸方向に引き上げられる
が、引き上げた状態で片持ち状態になり、自身に振動が
生じたり、スクラム時分割ボールナツトに当り損傷事故
を起こしたりする可能性があるので、駆動軸上端の振れ
止めが回転延長軸内壁をガイドに上下してこれを防止す
る。

［実施例］ 以下、添付図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明
する。

第１図（ａ）に本発明の一実施例を示す制御棒駆動装置
の縦断面図を示す。本発明は図に示すように分割ボール
ナツト１４付近を原子炉容器内に配置し、原子炉容器外
部へはモータとステータよりなるモータ及びラッチ機構
用のマグネット等の電気品のみを突出させるにとどめ、
原子炉のコンパクト化を図ったものである。

図において、１が原子炉容器のヘッド、２が耐圧隔壁で
ある。３はモータのステータで、耐圧隔壁２の外側に位
置し、その内側にはこれを隔てて、ロータ４がある。こ
のロータ４の下端は延設して回転延長軸５に接合されて
いる。回転延長軸５はその内側に駆動軸１０が上下する
ように中空になっている。６はラッチ用のマグネットで
、７がボール、８ガアーマチヤである。すなわち、マグ
ネット６に電源を投入すると、アーマチャ８はボール７
に引寄せられる。アーマチャ８には３本のプルロッド９
が取り付けられ、支持回転体３０を貫通している。１２
はストッパである。分割ボールナット１４付近の構造は
先に従来例として引用した公知の制御棒駆動装置（特開
昭６１−１７８６９４号）と基本的には同じであるが、
回転延長軸５及び支持回転体３０は一体構造ではなく、
機械的に切り離されており、１３のスプライン構造で長
手方向に自由に動き、回転力のみを伝達するよう改良さ
れている。この構造により過渡運転時、案内管２０と回
転延長軸５との温度差による回転軸受１７．１８又は１
９が損傷するのを回避できる。

又、分割ボールナツト１４をリンク１５を介して作動さ
せるためのプランジャー１６はリング状でアーマチャ８
から延びたプルロッド９に固定される。そして、マグネ
ット６を作動させアーマチャ８を引き上げることにより
分割ボールナット１４は駆動軸１０のボールねじ溝に係
合されるが、この状態でもボール７とアーマチャ８の間
にδなる隙間を有するようセットされる。案内管２０と
プルロッド９に相対変位が生じると、プランジャ１６を
作動させたり（９に圧縮力が加わった場合）、アーマチ
ャ８を引き降ろしたり（９に引張力が加わった場合）す
る。この場合は分割ボールナット１４を作動せしめるた
め、誤スクラムを起こす危険性が生じる。これに対して
はボール７とアマ−チャ８の間に隙間δを設け、相対変
位が生じても機械的荷重が発生しないようにしている。

尚、６分マグネット６の容量は増加している。Ｓは分割
ボールナット１４を駆動軸１０から離すに必要なストロ
ークである。１７．１８はそれぞれ１１の回転軸受、１
９はロータ４のの回転軸受で、外輪はそれぞれ案内管２
０及び耐圧隔壁２に固定されている。２１はスクラム時
駆動軸１０を加速挿入することとスクラム後駆動軸１０
が飛び出さないよう押えるためのばねである。

尚、駆動軸１０の上端には振れ止め２２が設けられてお
り、この振れ止め２２は第１図（ｂ）に示すように、ボ
ールブツシュ２３及び回転軸受２４．２５等で構成し、
駆動軸１０の上下動に対し振れ止め機能を果す。２６は
駆動軸１０の上下位置を検出する位置検出棒で駆動軸１
０の内側に挿入される。又、２７は回転検出器で耐圧隔
壁２を隔ててギヤー２８のピッチをカウントする。

ヘッド１及び耐圧隔壁２の内側は、高温高圧の一時冷却
材が満たされ、シール溶接２９等にて密封される。従っ
て、−時冷却部材に接する材料は耐蝕材を用いる。すな
わち、構造材はステンレス鋼、軸受及び摺動面材料はセ
ラミックスを用いる。但し、ロータ材は希土類マグネッ
ト材に適当な防蝕処理をしたものを使用する。

制御棒を上下させるには、マグネット６を着磁すると、
第１図の右半分の状態からアマ−チャ８がボール７に引
寄せられ、プルロッド９が上昇してプランジャー１６が
引き上げられ、第１図の左半分の状態となり、リンク１
５のプランジャー１６に軸支された側（図面でリンク１
５の左側）が上昇し、分割ボールナツト１４下方のナツ
ト部が駆動軸１０のボールねじ溝に噛合するので、ステ
ータ３に通電してロータ４を正逆に回転させると、支持
回転体３０と共に分割ボールナットが噛合状態で正逆に
回転し、下端に図示しない制御棒を取り付けた駆動軸１
０が上下動する。

スクラム時に制御棒を急速降下させるには、マグネット
６を消磁すると、分割ボールナット］４が開放するので
駆動軸１ｏと共に制御棒が急降下する。

第２図（ａ）は従来の制御棒駆動装置を用いた船用原子
炉の縦断面図、第２図（ｂ）は本発明の制御棒駆動装置
を採用した舶用原子炉の縦断面図で、本発明の制御棒駆
動装置は従来のものよりも大巾に高さが低くなっている
。

［発明の効果］ 以上詳細に説明した本発明の制御棒駆動装置によれば、
原子炉の軸長が大巾に短縮され、例えば球形格納容器を
使う場合を想定すれば、格納容器径を入着に短縮するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の一実施例を示す制御棒駆動装置
の縦断面図、第１図（ｂ）は振れ止めの縦断面図、第２
図（ａ）は従来の制御棒駆動装置を用いた船用原子炉の
縦断面図、第２図（ｂ）は本発明の制御棒駆動装置を採
用した船用原子炉の縦断面図、第３１区は従来の制御棒
駆動装置の縦断面である。 １・・・ヘッド、２・・・耐圧隔壁、３・・・ステータ
、４・・・ロータ、５・・・回転延長軸、６・・・マグ
ネット、７・・・ポール、８・・・アーマチャ、９・・
・プルロッド、１ｏ・・・駆動軸、１４・・・分割ボー
ルナット、１５・・・リンク、１６・・・プランジャー
、１７．１．８．１９・・・回転軸受、 ２１・・・バネ、２２・・・振れ止め、３０・・・支持
回転体。 特許出願人　　三菱原子カニ業株式会社代理人　弁理士
　　佐　藤　英　昭 渠３０ ４乙 ４２４ノ ア φａ ダ７ ／′ ｆＡ ＩＩＩ’塚シ　閉Ｗし／−゛−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 原子炉のヘッド上へ突出し、外周上部にステータを外周
   下部にマグネットを有する耐圧隔壁と、該耐圧隔壁下方
   で原子炉容器内に延設された案内管と、 前記耐圧隔壁内に回転自在に支持された、軸心が中空の
   ロータと、 該ロータ下方で前記案内管内を原子炉容器内に延設され
   た中空の回転延長軸と、 該回転延長軸内を、上端の振れ止めをガイドにして軸方
   向に上下すると共に、ボールねじ溝を刻設した駆動軸と
   、 前記回転延長軸下端外周に上下方向摺動可能に係合し、
   前記案内管内に回転自在に装着された支持回転体と、 該支持回転体下部に上端を軸着し、下端をリンクの一端
   に軸着した分割ボールナットと、 前記リンクの他端を下端に軸着し、上面に固着したプル
   ロッドと共に上下動し、前記リンクを介して前記分割ボ
   ールナットのナット部を前記駆動軸のボールねじ溝に係
   脱するプランジャーと、上端アーマチャが前記マグネッ
   トに対向して設けられ、前記支持回転体を上下に貫通し
   て上下動可能に配設されたプルロッドを具備したことを
   特徴とする制御棒駆動装置。