JPH0320697A

JPH0320697A - 制御棒駆動機構

Info

Publication number: JPH0320697A
Application number: JP1154740A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Inoue; 浩井上; Kazuya Fukui; 和也福井
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-06-19
Filing date: 1989-06-19
Publication date: 1991-01-29

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）本発明は沸騰水型原子炉などに使用される制御棒駆動機
構に関する。

（従来の技術）一般に、沸騰水型原子炉においては、原子炉圧力容器の
下部に設けた制御棒駆動機構によって制御棒を炉心内に
挿脱させて原子炉の出力を制御している。

すなわち、第３図に示すように沸騰水型原子炉圧力容器
１の下部に多数の制御棒駆動機構２を設け、この制御棒
駆動機構２の頂部に連結された制御棒３を炉心４内へ挿
入または引き抜きしていた。

第４図はこの従来の制御棒駆動機構２の縦断面を示して
いる。同図において一部分のみ示した原子炉圧力容器１
の下端には長尺な制御棒駆動機構ハウジング５が貫通し
て固着されている。

この制御棒駆動機構ハウジング５には取付ボルト６によ
って制御棒駆動機構２が固着されており、前記ハウジン
グ５の内側にはアウターチューブ７とガイドチューブ８
とが同心的に配置され順に固着されている。このアウタ
ーチューブ７の下端には下部円筒部８およびモータブラ
ケット９を介して電動機１０が取付けられている。この
電動機１０は制御棒３を挿脱駆動するものであり、その
回転起動軸１１の回転は歯車装置Ｉ２を介して回転伝達
軸Ｉ３に伝達される。この回転伝達軸１３の上端はキー
付溝によって駆動ねじ１４に結合されている。この駆動
ねじ１４は制御棒駆動機構ハウジング５の下端から上端
まで達する長さに形威されており、この駆動ねじ１４に
はナット１５が螺合されている。このナット１５はその
外周部に取付けたローラ１６をガイドチューブ８の内面
に刻設した溝１７に係合させることにより回り止めされ
ており、駆動ねじ１４の正逆回転によって上昇または下
降させられる。ナット１５の上には駆動ねじＩ４の外側
に被せられている長尺な中空ピストンｌ８が接離自在に
載置されている。

この中空ピストン１８はナット１５が最下位置にある場
合に制御棒を連結する上端のカップリングスパッド１９
が原子炉圧力容器１内に頂度突出する長さに形或されて
いる。中空ピストンＩ８はその下端部に取付けたローラ
１６を溝１７に係合することにより回り止めされており
、更にガイドチューブ８に開設した窓（図示せず）に係
合して中空ピストン１８の落下を防止するラッチ２０が
設けられている。制御棒駆動機構ハウジング５内にはそ
の下部フランジ、アウターチューブ７およびガイドチュ
ーブ８の順に設けた導入口２１によって、常に水（パー
ジ水）が充填されており、この水は中空ピストン１８と
ラビリンスシール２２との隙間を通過して原子炉圧力容
器ｌ内に流入している。

このようにして形成された制御棒駆動機構２による通常
の制御棒の挿入、引き抜きは、次のようにして行なわれ
る。

すなわち、電動機１０を正逆回転させることにより駆動
ねじＩ４を正逆回転させ、ナットＩ５を上昇または下降
させる。すると、ナットｌ５上に自重により載置されて
いる中空ピストン１８が一緒に上下動し、この中空ピス
トンｌ８の上端にカップリンスパッド１９を介して連結
されている制御棒が炉心４内へ挿入、引き抜きされる。

一方、制御棒の急速挿入が要求されると、導入口２１か
ら高圧水が制御棒駆動機構ハウジング５内の中空ピスン
ト１８の下方へ供給され、ナットｌ５上に自重によって
のみ乗っているだけの中空ピストン１８がナット１５か
ら分離し、上方へ急速に移動し、制御棒を炉心４内へ急
速挿入する。その後ラッチ２０の下端部が窓（図示せず
）の下縁に係合して、中空ピストンｌ８の下降を防止す
る。

その後、電動機１０により中空ピストン１８を再び下降
させる場合には、駆動ねじ１４を挿入方向に回転させ、
ナットｌ５と中空ピストン１８とを接触させることによ
りラッチ２０を内側に戻して窓との係合を解き、次に駆
動ねじ１４を引き抜き方向に回転させて中空ピストン１
８を下降させる。

制御棒３の急速挿入の終了時には加熱された中空ピスト
ン１８および制御棒３を減速する必要がある。

このため、制御棒駆動機構２には上方にバッファ機構と
しての皿バネ２３が設けてある。加熱された中空ピスト
ンＩ８はスロットル２４に衝突してスロットル２４は皿
バネ２３を押し縮め減速がなされる。

その後、前述のように中空ピストン１８のラッチ２０が
窓（図示せず）の下縁に係合して中空ピストン１８の下
降を防止するが、原子炉の運転管理上、中空ピストンｌ
８および制御棒３が炉心に挿入されていることを監視す
る必要がある。このため第５図に示したようにスロット
ル２４の前段にはストップピストン２５が設けてあり、
中空ピストン１８がラッチ位置にある場合若干量上方に
持ち上げた状態となるよう構成されている。

なお、第４図中符号２６は制御棒ガイドチューブベース
を、２７はアウターチューブ上部ガイドを、２８はコイ
ルバネを示している。

この詳細部分を第５図に、また、概略の構或を第６図に
示すヶ第６図に示したようにストップピストン２５には
鋼製のりポン２９が接続されており、さらにリボン２９
の先端にはマグネット３０が接続されている。ここで中
空ピストン１８によりストップピン２５が持ち上げられ
ると、それにしたがってマグネット３０が持ち上げられ
る。このマグネット３０が持ち上げられた位置の外側に
はリードスイッチ３１が配設されており、マグネット３
０によりスイッチ３１がＯＮとなる。このように構成さ
れた装置（制御棒完全挿入位置連続検出装置）により、
制御棒の完全挿入が監視できるようになっている。

（発明が解決しようとする課題）ところで、加熱された中空ピストンｌ８の減速時に皿バ
ネ２３あるいはスロットル２４が不完全であるような事
態を想定すると、減速時には中空ピストン１８には過犬
な応力が発生するものと予想され、機器の健全性を損な
う課題がある。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、パ
ッファ機構としての皿バネの故障を従来設置されている
機構を利用しながら検知し、構造部材の健全性を損なう
ことのない制御棒駆動機構を提供することにある。

［発明の構或］（課題を解決するための手段）本発明は電動機の回転によってハウジング内に設けられ
た駆動ねじが上下動し、この駆動ねじによって制御棒を
連結する中空ピストンが駆動され、前記ハウジング内に
アウターチューブ，ガイドチューブおよび中空ピストン
が同心円状に配置され前記中空ピストンとアウターチュ
ーブとの間にスロットルおよびストップピストンが挿入
され、前記制御棒を炉心内に挿脱して原子炉の出力を制
御するように構或した制御棒駆動機構において、前記ス
トップピストンの外面にラビリンスシールを設けるかま
たは前記スロットルの下端面に前記ストップピスントの
係止部材を設けてなることを特徴とする。

（作　用）ストップピストンにラビリンスシールを設けることによ
ってスロットルとストップピストンの間の水が逃げるの
を少なくし圧力を一杯に満たせることによって減速手段
とすることができる。

また、スロットルの下端面に爪などの係止部材を設ける
ことによってバッファ機構としての皿バネの故障時にス
ロットルと同時にストップピストンが引上げられた場合
、フルイン検出機構を用いてバッファ故障を検知するこ
とができる。

（実施例）第１図を参照しながら本発明に係る制御棒駆動機構の第
１の実施例を説明する。

なお、従来例で示した第３図から第６図までの説明と重
複する部分を省略して、本実施例の要点のみ説明する。

第１図は本発明の第１の実施例における制御棒駆動機構
のストップピストン部分の拡大図である。

同図に示すように、ストップピストン２５のローラリテ
ーナ３３の部分を外側と内側で貫通しないよう構成し、
さらにストップピストン２７の外周面に上向きの歯でラ
ビリンスシール３２を形成する。このラビリンスシール
３２により制御棒急速挿入の減速時に中空ピストン１８
が最初にストップピストン２５に当った際に、ストップ
ピストン２５とスロットル２４の間にはさまれた水の逃
げ場はラビリンスシール２２とストップピストン２５の
ラビリンスシール３２の間しかなく、ここに圧力がこも
り、減速力が得られる。

また、厳重な寸法管理をすることにストップビストン２
５とそれを包むスロットル２４の隙間をできるだけ小さ
くすることによっても同様の効果を得ることも可能であ
る。さらに、ストップピストン２５には常に下向きの力
を与える弱いコイルバネ２８が設けてあり、これを強く
することによっても減速力とすることができる。

なお、第１図中符号３４はローラリテーナ３３内のロー
ラを示している。複数の減速手段を有することができ、
たとえいずれか一つが機能不能となった場合にも十分な
減速能力を提供でき、信頼性の向上に寄与する。

第２図は本発明の第２の実施例の制御棒駆動機構のスト
ップピストン２５およびスロットル２４の要部を拡大し
て示す断面図である。同図に示すようにスロットル２４
の下端面に内側に突出した係止部材たとえば爪３５を設
ける構造とし、ストップピストン２５を内包して完全挿
入位置連続検出装置を形成する。

こうすることにより何らかの異常な原因によって制御棒
引き抜き後にもバッファ機構のスロットル２４が通常位
置に戻らない場合には爪３５によって引掛けられている
ストップピストン２５も同様に通常位置へ戻らない。従
って、制御棒急挿入後、制御棒を引き抜いて原子炉を再
起動させる場合前述の制御棒完全挿入位置検出装置は、
依然として制御棒の挿入状態を示したままとなる。この
信号によって再起動時にはバッファ機構の不具合の検知
が可能である。

また、爪３５の形状については、スロットル２４の底部
に円環状に全周に渡るものを示したが、ストップピスト
ン２５を引掛ける能力を有する小片の突起物でも本実施
例の効果を有することはいうまでもない。

［発明の効果］本発明によれば、バッファ機構の故障を未然に防止する
ことができ、もって制御棒駆動機構の信頼性を向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ本発明に係る制御棒駆動
機構の実施例を示す部分拡大図、第３図は従来の沸勝水
型原子炉の部分断面図、第４図は従来の制御棒駆動機構
の概路断面図、第５図は第４図に示した制御棒駆動機構
の部分拡大図、第６図は従来の制御棒駆動１＊構の動作
例を示ずＮ’Ｊ）断面図である。 ■・・・原子炉圧力容器２・・・制御棒駆動機構３−・・制御棒４・・・炉心５・・・制御棒駆動ハウジング６・・・取付ボルト７・・・アウターチューブ８・・・ガイドチューブ９・・・モータブラヶッ１・１０・・・電動機１１・・・回転起動軸１２・・・歯車装置１３・・・回転伝達軸１４・・・駆動ねじ１５・・・ナット１６・・・ローラ１７・・・溝ｌト・・中空ピストンｌ９・・・カップリンスパッド２０・・・ラッチ２ｌ・・・導入口２２・・・ラビリンスシール２３・・・皿バネ２４・・・スロットル２５・・・ストップピストン２６・・・制御棒ガイドチューブベース２７・・・アウ
ターチューブ上部ガイド２８・・・コイルバネ２９・・・リボン３０・・・マグネット３１・・・リードスイッチ３２・・・ラビリンスシール３３・・・ローラリテーナ３４・・・ローラ３５・・・係止部材（爪）卒　　　　　ブ　　　　　　Ｂｚ１華４町

Claims

【特許請求の範囲】

電動機の回転によってハウジング内に設けられた駆動ね
じが上下動し、この駆動ねじによって制御棒を連結する
中空ピストンが駆動され、前記ハウジング内にアウター
チューブ、ガイドチューブおよび中空ピストンが同心円
状に配置され前記中空ピストンとアウターチューブとの
間にスロットルおよびストップピストンが挿入され、前
記制御棒を炉心内に挿脱して原子炉の出力を制御するよ
うに構成した制御棒駆動機構において、前記ストップピ
ストンの外面にラビリンスシールを設けるかまたは前記
スロットルの下端面に前記ストップピスントの係止部材
を設けてなることを特徴とする制御棒駆動機構。