JPH022987A - 原子炉停止装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は制御棒をその駆動機構から切り離して炉心に落
下させ、これにより核反応を停止させる方式の原子炉停
止装置に係る。

（従来の技術） 高速増殖炉に使用される制御棒駆動機構の原子炉緊急停
止（以下スクラムと呼ぶ）方式には、ガス加圧方式とス
プリング加速方式とがある。ガス加圧方式においては、
制御棒に駆動源から加速力および上下動を伝達する延長
棒に常時ガス圧を作用させておき、スクラム時にこのガ
ス圧により制御棒を炉心内に緊急挿入するようにしてい
る。また、スプリング加速方式においては、制御棒に加
速力を加える手段として圧縮したスプリングを使用し、
このスプリングのばね力を利用してスクラム時に緊急挿
入するようにしている。

第２図はスプリング加速方式を採用した制御棒駆動機構
の従来例を示す縦断面図である。この図において１図示
しない原子炉容器の上部開口を閉鎖する遮蔽体２を貫通
する案内管１内には、下端部に拡径自在のラッチフィン
ガ３を具えた外側延長管／ｌが上端部を延長管ラッチフ
ィンガ５に保持させて設置されている。

延長管ラッチフィンガ５は、案内管１内に設けられ内部
に電磁石６を組み込まれたマグネットホルダ７下端に一
体化して設けられており、前記マグネットホルダ７とと
もに案内管１内を上下動可能とされている。また、案内
管１の上端近傍にはＩＩ駆動モータが設置され、この駆
動モータは前記電磁石ホルダ７に連結部材１０を介して
取り付けたナラ１−１１に螺合するボールねじ９を駆動
し、前記電磁石ホルダ７およびラッチフィンガ５を上下
動させるようにしである。

前記外側延長管４内には内側延長管１２が同心的且つ可
摺動に配置され、この内側延長管１２の下端には前記縮
径自在のラッチフィンガ３内に係合するフィンガロッド
１３が設けられている。前記ラッチフィンガ３は、制御
棒１４の上端部に設置したハンドリングヘッド１５上端
の内フランジ付空洞１５ａに係合されている。

また、前記内側延長管１２の上端部は前記マグネットホ
ルダ７内に導入され、その上端をリンク機構１６によっ
て支持されている。このリンク機構の端末は電磁石６に
吸着保持される吸着部材１７と連結されており、電磁石
６の減勢時には吸着部材１７の電磁石６からの離脱によ
り内側延長管１２を開放するようにしである。

さらに、前記外側延長管４の下部外周には加速管１８が
係合されている。この加速管の下端は前記ハンドリング
ヘッド１５の上端面に当接されている。案内管１内には
ばね受部１９が設けられ、このばね受部と前記加速管１
８の上端面との間には、圧縮した状態の加速ばね２０が
介在されてい。

る。なお、加速ばね２０の上端はばね受部１９に固定さ
れ、下端は自由端とされている。このばね２０は加速管
１８を介して制御棒１４に加速力を付与するものである
。また、前記加速管１８の上端部は大径としてストッパ
１８ａを構成させてあり、このス１−ツバは前記案内管
１に設けた環状のダッシュボット２１と協働して加速管
１８の移動量を規制する。

なお、図中２２．２３は外側延長管４、内側延長管１２
の移動量を規制するストッパ、２４は加速管１８内に組
み込まれた永久磁石、２５は案内管１外周に設けられ前
記永久磁石２４と協働して前記加速管１８の位置検出を
行うコイルをそれぞれ示している。

上′記構成の従来の制御棒駆動機構の作動を以下に説明
する。先ず、原子炉運転中の制御棒駆動は駆動モータ８
によって行われる。すなわち、駆動モータ８の回転によ
りボールねじ９が回転される。

このボールねじの回転方向により、ナツト１１、マグネ
ットホルダ７、延長管ラッチフィンガ５が案内管１内を
上昇または下降し、制御棒１４を保持する外側延長管４
　内側延長管１１が昇降され、制御棒１４が昇降される
。このようにして制御棒１４の図示しない炉心に対する
挿入、抜去が行われ、原子炉出力制御がなされる。

次に、地震発生等の非常事態に際して原子炉をスクラム
させる場合の作動を説明する。先ず、上記のような場合
には図示しない手段によりスクラム信号が発生される。

このスクラム信号により電磁石６が減勢され吸着部材１
７が電磁石６から離脱し、内側延長管１２の上端を保持
していたリンク１６が開放される。これにより内側延長
管１２は落下し、その下端のフィンガロッド１３をラッ
チフィンガ３下端より下方に突出させる。ラッチフィン
ガ３はフィンガロッド１３の拘束がなくなるので、縮径
してハンドリングヘッド１５との結合が解除され、制御
棒１４は炉心内に落下しスクラムがなされる。なお、こ
の時加速ばね２０により加速力を付与されていた加速管
１８は、前記制御棒１４の落下を加速し炉心内への急速
挿入を可能としている。

なお、落下の初期は加速管１８、制御棒１４は一体とな
って落下するが、加速管１８は間もなく環状ダッシュポ
ット２１に減速されなから当接、停止する。その後、制
御棒１４は前記の加速管１８の減速、停止とは無関係に
急速落下を継続する。

上記のスクラム時の制御棒炉心内挿入の確認は次のよう
にして行われる。すなわち、加速管１８に組み込まれた
永久磁石２４がコイル２５を通過する時に、コイル２５
に発生する正弦波状の電磁誘導起電力を取り出し、ビジ
コーダ等で記録するようにしたもので、加速管１８の位
置から制御棒１４の位置を間接的に求めるようにしてい
る。コイル２５を設置する位置によって、前記電磁誘導
起電力が制御棒１４のどの挿入深さにおいて発生される
かが定められる。なお、前記ビジコーダの記録から、ス
クラム信号発生〜前記コイル設置位置により定まる制御
棒挿入深さまでの挿入に要した時間、制御棒落下速度等
を求めることができる。

（発明が解決しようとする課題） 前記説明した従来の制御棒駆動機構には次のような問題
がある。すなわち、できるだけ制御棒全挿入に近い位置
で位置検出を行うには、加速管１８の停止位置に近い部
位にコイル２５を設ける必要があるが、加速管１８はダ
ッシュポット２１により減速されながら停止するもので
あるから、前記のコイル設は位置は減速領域にあること
となり、大きな電磁誘導起電力を得ることはできない（
電磁誘導起電力の大きさは時速の変化の大きさに比例）
。この場合、制御棒落下速度は小さく検出されるだけで
なく、記録された電磁誘導起電力の判読精度は低下する
。また、永久磁石２４．コイル２５の機能が喪失された
場合には、原子炉を停止させて原子炉停止装置の交換を
行う必要がある。

本発明は上記の事情に基づきなされたもので、スクラム
時の制御棒炉心内挿入検知機能の信頼性を向」ニさせた
原子炉停止装置を得ることを目的としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の原子炉停止装置は、案内管と、この案内管内に
設けられたｙＪＡ！ｆｌＪモータと、この駆動モータに
よって駆動され前記案内管内で昇降されるマグネットホ
ルダと、このマグネットホルダ内に保持されスクラム信
号によって威勢される電磁石と、この電磁石の付勢時に
はこれに上端を保持された内側延長管と、この内側延長
管を同心的に包囲し上端を延長管ラッチフィンガに支持
された外側延長管と、この外側延長管下端に設けられ縮
径自在で前記内側延長管下端のフィンガロンド係合時に
は拡開して制御棒上端のハンドリングヘッド上端空洞内
面に係合し前記制御棒を保持するラッチフィンガと、前
記外側延長管に係合して設けられ下端面を前記ハンドリ
ングヘッド上端面に当接され制御棒下降方向のばね圧を
印加された加速管と。

この加速管に設けた永久磁石と、前記案内管に設けられ
前記永久磁石と協働するコイルを有するものにおいて、
前記案内管の原子炉遮蔽体外の部位に音響センサを設け
たことを特徴とする。

（作用） 上記構成の本発明原子炉停止装置においては、従来の原
子炉停止装置におけるのと同様に加速管上の永久磁石お
よび案内管に設けたコイルの協働による制御棒の位置検
出もなされるが、それに加え音響センサが外側延長管の
ストッパが案内管隔壁と衝突して発する第１の音響、加
速管がダッシュポットにより減速されながらそれに衝突
する第２の音響、制御棒下端が炉心底面に到達接触する
第３の音響をそれぞれ検出するので、従来の永久磁石お
よびコイルによる電磁誘導起電力のみによった位置検出
よりも高精度で制御棒の位１面検出を行うことができる
。

（実施例） 第２図と同一部分には同一符号を付した第１図は本発明
一実施例の縦断面図である。なお、この図中第２図と同
一の部分については説明を省略する。この実施例におい
ては、永久磁石２４およびこれと協働するコイル２５に
よる位置検出手段に加えて、案内管１内の適所で高温液
体ナトリウムに接触しない部位に音振動を電気信号に変
換する音響センサ２６を設置する。第１図においては、
駆動モータ８の設置された案内管１横断方向の隔壁土に
設置されている。

上記の本願制御棒駆動機構の構成は、第２図に示した従
来の制御棒駆動機構の構成に前記音響センサ２６を付加
したのみであるから、原子炉の通常運転時には従来のも
のと同様にして原子炉出力の制御を行うことができ、非
常事態発生時にも従来のものと同様にして制御棒１４の
急速挿入をなし得ることは勿論である。

而して、原子炉スクラム時にあっては、非常事態の発生
によって発せられるアラーム信号により。

電磁石６の威勢、吸着部材１７の電磁石６から離脱、内
側延長管１２の上端を保持していたリンク１６の開放、
内側延長管１２の落下、その下端のフィンガロットＬ：
３のラッチフィンガ３下端下方への突出、ラッチフィン
ガ３のフィンガロッド１３離脱による縮径、ハンドリン
グヘッド１５のランチフィンガからの離脱等の一連の動
きがあり、制御棒１４が炉心内に落下しスクラムがなさ
れることは第２図に示した従来の制御棒駆動機構と全く
同様である。また、加速管１８、環状ダッシュボット２
１の作動も前記説明した従来の制御棒駆動機構における
のと同様である。また、加速管１８に設置した永久磁石
２４、案内管１に設置したコイル２５による位置検出も
従来の制御棒駆動機構におけるのと同様に行われている
。

而して、本発明においては前記従来例における位置検出
と音響センサ２６による位置検出とを並用する。

すなわち、音響センサ２６による位置検出は次のように
してなされる。先ず、スクラム信号によって電磁石６が
威勢され、内側延長管１２が落下をしフィンガロッド１
３がラッチフィンガ３下方に押し出される。この時、外
側延長管４に設けたストッパ２２が案内管１に設けた隔
壁と衝突して第１の音響を発生する。次に、加速管１８
がダッシュポット２１による減速下にダッシュボット２
１に当接、停止し第２の音響を発生する。制御棒１４は
さらに落下を継続し、その下端が炉心底部に到達接触し
て第３の音響を発生する。音響センサ２６は前記第１〜
第３の音響を検出し、電気信号に変換する。

ビジコーダ等の記録計には、スクラム信号、前記各音響
に対応する信号、前記永久磁石２４およびコイル２５に
よる検出信号が共に時刻歴で記録される。これ等の記録
から、スクラム信号発生以降の制御棒挿入状態を正確に
知ることができる。

［発明の効果］ 上記のように本発明の制御棒駆動機構においては、加速
管１８に設置した永久磁石２４およびこれと協働するコ
イル２５からなる電磁誘導起電力による制御棒位置検出
手段に加え、音響センサを設置している。この音響検出
センサ２６は、制御棒１４の実際の状態に１：１で対応
する出力を発生するものであるから、前記加速管１８の
減速領域での位置検出の精度が低下する電磁誘導起電力
による位置検出手段のバックアップとして作用し、制御
棒炉心内挿入検知機能の精度の向上を図ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の縦断面図、第２図は従来の制
御棒駆動機構の縦断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 案内管と、この案内管内に設けられた駆動モータと、こ
   の駆動モータによって駆動され前記案内管内で昇降され
   るマグネットホルダと、このマグネットホルダ内に保持
   されスクラム信号によって減勢される電磁石と、この電
   磁石の付勢時にはこれに上端を保持された内側延長管と
   、この内側延長管を同心的に包囲し上端を延長管ラッチ
   フィンガに支持された外側延長管と、この外側延長管下
   端に設けられ縮径自在で前記内側延長管下端のフィンガ
   ロッド係合時には拡開して制御棒上端のハンドリングヘ
   ッド上端空洞内面に係合し前記制御棒を保持するラッチ
   フィンガと、前記外側延長管に係合して設けられ下端面
   を前記ハンドリングヘッド上端面に当接され制御棒下降
   方向のばね圧を印加された加速管と、この加速管に設け
   た永久磁石と、前記案内管に設けられ前記永久磁石と協
   働するコイルを有するものにおいて、前記案内管の原子
   炉遮蔽体外の部位に音響センサを設けたことを特徴とす
   る原子炉停止装置。