JPH0341393A - 制御棒のカップリング検知装置 - 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） 本発明は沸騰水型原子炉などに使用される制御棒のカッ
プリング検知装置に関する。

（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２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３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には取付ポルト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の下端にはスプールピース８ａ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１３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ねじ軸１４に結合されている。この
ねじ軸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成されており、このねじ軸１４に
はナツト１５が螺合されている。このナツト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って回り止めさ
れており、ねじ軸１４の正逆回転によって上昇または加
工させられる。ナツト１５の上にはねじ軸１４の外側に
被せられている長尺な中空ピスト□１８が接離自在に載
置されている。

この中空ピストン１８はナツト１５が最下位置にある場
合に制御棒３を連結する上端のカップリングスパッド１
９が原子炉圧力容器１内に丁度突出する長さに形成され
ている。中空ピストン１８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
係合して中空ピスント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１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、次のようにして行われる
。

すなわち、電動機１０を正逆回転させることによりねじ
軸１４を正逆回転させ、ナツト１５を上昇または下降さ
せる。すると、ナツト１５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１８の上端にカップリングスパッド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内の中空ピスト
ン１８の下方へ供給され、ナツト１５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がナツト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１８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、ねじ軸１４を挿入方向に回転させ、ナ
ツト１５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保合を解き、次にねじ
軸１４を引き抜き方向に回転させて中空ピストン１８を
下降させる。

制御棒３の急速挿入終了時には加熱された中空ピストン
１８および制御棒３を減衰する必要がある。

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が設けである。加熱された中空ピスト
ン１８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、前述した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
１８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。

ところで、定期的な検査に際して、上記構成の制御棒駆
動機構２は取外しおよび再取付けが行われる。

制御棒駆動機構２は、最初に電動機１０を回転伝達軸１
３から取外し、次に円板２９を設けたスプールピース８
ａを取外す。そして、最後に第４図および第５図に示し
た中空ピストン１８の先端に設けた４本フィンガ３０と
制御棒３に設けたソケット３１のバイオネットカップリ
ングを中空ピストン１８を４５０回転させることによっ
てアンカップリング状態にして制御棒駆動機構２をハウ
ジング５内から取外す。

なお、第４図および第５図に示したカップリングスパッ
ド１９は次のように構成されている。すなわち、制御棒
３の下部に設けられたソケット３１内に中空ピストン１
８の先端部に設けられた４本のフィンガ３０が挿入され
て結合、つまりカップリングするものである。ソケット
３１の内面には等間隔に４個の突起３２が設けられてお
り、この突起３２には前記フィンガ３０の外面に設けら
れた膨出部３３が挿入されるくぼみ３４が形成されてい
る。ソケット３１内の突起３２のくぼみ３４にフィンガ
３０の膨出部３３が挿入されると結合状態になり、４５
°回転してくぼみ３４から膨出部３３がはずれると結合
は解除され、アンカップリング状態になる。

これらの動作はすべて遠隔駆動によ制御室から操作員が
制御盤の押ボタンを操作することによって行われる。

（発明が解決しようとする課題） 制御棒駆動機構２の定期点検時に、ハウジング５の内側
から制御棒駆動機構を取外す作業において、カップリン
グ状態からアンカップリング状態に移動を行った場合、
何らかの原因でアンカップリングが不完全になると中空
ピストン１８が制御棒３に取付いた状態となり、制御棒
駆動機構２をハウジング５内から取外すことができなく
なる。また、制御棒３に取付けられた状態で制御棒駆動
機構２を引き抜くと、中空ピストン１８とナツト１５が
分離し、かなり引き抜いた状態で振動等でアンカップリ
ング状態になる。この場合、中空ピストン１８が落下し
、中空ピストン１８を受は止めるナツト１５に大きな衝
撃荷重が加わり、ナツト１５を破損する可能性がある。

よって、中空ピストン１８と制御棒３が完全にアンカッ
プリングされたことを確認する必要がある。

従来の制御棒駆動機構２の取外し時では図示しない取扱
装置に荷重計を取付け、中空ピストンの重量がアンカッ
プリング状態で小さくなることを監視してアンカップリ
ング状態を検知していた。

しかしながら、荷重計の値が大きく変動するため、中空
ピストン１８の重量検出は困難となる課題があった。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、ピ
ストンと制御棒とのアンカップリング状態を制御棒駆動
機構をわずかに移動させるだけでそのカップリング状態
が検知することができる制御棒のカップリング検知装置
を提供することにある。

［発明の構成］ （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
たねじ軸が上下動し、このねじ軸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、ガイドチュブおよび前記中空ピストンが
同心円状に配置され、前記中空ピスントとアウターチュ
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からなり、前記中
空ピストンの下端に磁石を設け、かつ前記ねじ軸内にコ
イルを設けるとともに、該コイルの起電流を測定する信
号処理装置を設けてなることを特徴とする。

（作　用） アンカップリングが不完全で制御棒駆動機構を引抜いた
場合、中空ピストンは動かず、ねじ軸が下方へ動くため
、中空ピストンとねじ軸に相対的な動きが発生する。中
空ピストンに設けられた磁石とねじ軸に設けられたコイ
ルとの相対的な動きによってコイルに起電流が流れる。

この起電流を信号処理装置で検知する。起電流が流れた
場合にはアシカップリング不完全状態を表示し、起電流
が流れない場合にはアンカップリング完全状態を表示す
る。

（実施例） 第１図を参照しながら本発明に係る制御棒のラッチ機構
検知装置の一実施例を説明する。

なお、第１図は本発明の要部のみを示しており、第３図
と同一部分には同一符号で示し重複する部分の説明を省
略する。

第工図において、ガイドチューブ８の内面に設けられた
ローラ１６に沿って上下動する中空ピストン１８および
ナツト１５の内面にねじ軸１４が設けられている。この
ねじ軸１４は中空部３５を有し、この中空部３５内にコ
イル３６が挿入されている。このコイル３６から導出さ
れたケーブル３７は信号処理装置３８０ に接続されている。また、中空ピストン１８の下端部内
には磁石３９が設けられている。ガイドチューブ８の下
端に設けられたレンチ装置４０の内部にはケーブル３７
を支持する固定部材４１が設けられている。ねじ軸１４
の下端には接続部材４２が接続されている。

ここで、制御棒駆動装置を引抜く場合には第３図に示し
た電動機１０とスプールピース８ａを取外し、レンチ装
置４０に設けられた固定部材４１および接続部材４２の
上面に設けたコイル３５をねじ軸１４の中空部３５内に
挿入する。

制御棒駆動装置を引抜く場合にはカップリングスパッド
１９と制御棒のアンカップルが不完全な場合、レンチ装
置４０．ガイドチューブ８．接続部材４２に固定された
ねじ軸１４．ナツト１５．　　レンチ装置４０に取付け
られた固定部材４１．固定部材４１に取付けられたコル
３６は下方へ引抜かれるが、中空ピストン１８のみが引
抜かれないで残る。この場合、コイル３６と中空ピスト
ン１８との間に相対的な動きが発生し、中空ピストン１
８内に埋め込まれた磁石３９１ とコイル３６の相対的な動きによってコイル３６に電流
が発生する。この電流を信号処理装置３８で測定しアン
カップリング状態を表示し、アラームを発生する。

したがって、制御棒駆動機構２を微少量移動させるだけ
で、アンカップリング状態を検知することができ、もっ
て、作業の信頼性が向上し、かつナツト１５の破損など
の不具合が解消できる。

［発明の効果］ 本発明によれば、制御棒とカップリング状態を高精度で
検知することができ、アンカップリング状態に対してた
だちに対応処置ができ、もって作業効率の向上、取扱作
業の信頼性向上および機器破損防止に寄与する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る制御棒のカップリング検知装置の
一実施例の要部を一部ブロックで示す縦断面図、第２図
は従来の沸騰水型原子炉の部分断面図、第３図は従来の
制御棒駆動機構の概略断面図、第４図は第３図における
制御棒のカップリン２ グを示す縦断面図、第５図は第４図のＡ沿って切断して
示す横断面図である。 Ａ線に １・・・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 ８ａ・・・スプールピース ９・・・モータブラケット ０・・・電動機 １・・・回転起動軸 ２・・・歯車装置 ３・・・回転伝達軸 ４・・・ねじ軸 ５・・・ナツト ６・・・ローラ ３ １７・・・溝 １８・・・中空ピストン １９・・・カップリングスパッド ２０・・・ラッチ ２１・・・導入口 ２２・・・ラビリンスシール ２３・・・皿バネ ２４・・・スロットル ｚ５・・・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・・・円板 ３０・・・フィンガ ３１・・・ソケット ３２・・・突起 ３３・・・膨山部 ３４・・・くぼみ ３５・・・中空部 ３６・・・コイル ４ ３７・・・ケーブル ３８・・・信号処理装置 ３９・・・磁石 ４０・・・レンチ装置 ４１・・・固定部材 ４２・・・接続部材 （８７３３）代理人　弁理士　猪　股　祥　晃（ほか　
１名） ５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　電動機の回転によってハウジング内に設けられ、たね
   じ軸が上下動し、このねじ軸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前記中空ピストンが同
   心円状に配置され、前記中空ピスントとアウターチュー
   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からなり、前記中空
   ピストンの下端に磁石を設け、かつ前記ねじ軸内にコイ
   ルを設けるとともに、該コイルの起電流を測定する信号
   処理装置を設けてなることを特徴とする制御棒のカップ
   リング検知装置。