JPH0412296A - 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） 本発明は高速増殖炉等において過大な地震等が発生した
異常時に動作して原子炉の出力を停止させる原子炉停止
装置に関する。

（従来の技術） 原子炉は中性子吸収材を内蔵した制御棒を炉心内に挿脱
して出力制御を行うようになっている。

事故時等の緊急時にはこの制御棒を炉心内に全挿入して
原子炉の出力を停止させるようになっている。しかして
、このような緊急時には原子炉の運転を確実に停止させ
る必要があるため、構造が簡単で確実に作動し得る原子
炉停止装置を必要とする。

（発明が解決しようとする課題） この種装置は原子炉の異常時に出力されるスクラム信号
にもとづいて制御棒駆動機構等の外部機器を用いて作動
する原子炉停止系と、このような外部機器を用いること
なく独立して動作する単独落下式原子炉停止系とを並用
して２重・３重の安全対策を構しなければならない課題
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、構
造が簡単で確実に作動し得るとともに、駆動機構等を用
いた他の原子炉停止系とは独立して単独に作動できる信
頼性の高い原子炉停止装置を提供することにある。

［発明の目的］ （課題を解決するための手段） 本発明は炉内に立設された案内管と、この案内管内に昇
降自在に挿入される制御棒と、前記案内管の上方に位置
し炉外に設けた駆動部により二重管構造の内側および外
側延長管を介して前記制御棒の挿入・引抜き操作を行う
とともにこれら延長管の上部の止部を把持するラッチ機
構の吸着材を電磁石で支持する制御棒駆動機構と、前記
電磁石の電源の入・切を行う前記駆動部の上端付近に設
けた地震検知器とからなり、前記地震検知器は筐体の中
心に位置する鋼球を中心が下がった円錐状受は部で常時
保持し、しかも前記鋼球が前記受は部の中心にある場合
には、前記受は部の中心に設けた穴に位置するリミット
スイッチのスイッチノブを押し込み状態にして前記スイ
ッチを１入」とし、前記鋼球が中心を外れ前記スイッチ
ノブの押込みが解除された場合に前記スイッチが１切」
となるように構成したことを特徴とする。

（作　用） 通常時には電磁石を励磁しておき、制御棒駆動機構によ
って制御棒を炉心内に挿入し、あるいは引抜き、出力制
御を行う。

スクラム時にはスクラム信号によってスクラム遮断スイ
ッチが作動して電磁石を消磁し、制御棒を炉心内に落下
させてスクラムを行う。地震時にスクラム信号を出力す
る回路に故障が生じ、スクラムがなされなかった場合に
は駆動部頂部の近くに設置された地震検知器に内蔵され
たリミットスイッチのノブを押している鋼球が移動して
ノブの押込みが解除されリミットスイッチか切”となっ
て電磁石を消磁してスクラム動作を行うことができる。

この様なスクラムは、過大な地震時にスクラム信号等の
電気的信号とは無関係に単独で行われるから、他の原子
炉停止系たとえばスクラム信号に基づいてスクラムさせ
る原子炉停止系が万一正常に作動しない場合でも確実に
制御棒を落下してスクラムでき安全な原子炉停止系が得
られる。

（実施例） 第１図から第３図を参照しながら本発明に係る原子炉停
止装置の一実施例を説明する。

一般に高速増殖炉で使用される制御棒駆動機構のスクラ
ム方式にはガス圧加速方式とスプリング加速方式とがあ
る。ガス圧加速方式とは制御棒に加速力及び上下動作を
伝達する延長棒に常時ガス圧を働かせておき、このガス
圧により制御棒をスクラム時に炉心内へ急速挿入させる
ようにしたものである。また、スプリング加速方式とは
制御棒に加速力を与える手段として圧縮したスプリング
を使用し、このスプリングのバネ力を利用して制御棒を
スクラム時に炉心内へ急速挿入させるようにしたもので
ある。

第１図はスプリング加速方式を用いた原子炉停止装置に
おける制御棒駆動機構を示す断面図でこの第１図で説明
を代表させる。図中符号１は原子炉容器（図示せず）の
上蓋２を貫通して原子炉容器内に挿入された案内管であ
る。この案内管１内には下端に拡径自在のラッチフィン
ガ３を有する外側延長管４が上端部を延長管ラッチフィ
ンガ５に保持されて設けられている。この延長管ラッチ
フィンガ５は内部に電磁石６を組込んだマグネットホル
ダ７の下端に一体となって設けられており、このマグネ
ットホルダ７と共に案内管１内を上下動するようになっ
ている。案内管１内の最上部には駆動モータ８が設けら
れ、ボールネジ９を回転させるようになっている。この
ボールネジ９にはマグネットホルダ７の上端部と連結部
材１０を介して連結したナツト１１が螺合されており、
ボールネジ９の回転により上下動するようになっている
。

すなわち、延長管ラッチフィンガ５及びマグネットホル
ダ７はナツト１１の移動により案内管１内を上下動する
ようになっている。

外側延長管４内には内側延長管１２が摺動自在に挿入さ
れている。この内側延長管１２の下端には外側延長管４
のラッチフィンガ３を拡径するフィンガロッド１３が設
けられており、ラッチフィンガ３を制御棒１４の上端部
に設けられたハンドリングヘッド１５の内面に係合させ
るようになっている。内側延長管１２の上端部はマグネ
ットホルダ７内に導入され、このマグネットホルダ７内
に設けられたリンク機構１６にて保持されている。この
リンク機構１６の一端は電磁石６に吸着保持される吸着
部材１７と連結しており、この吸着部材１７が電磁石６
から離脱することにより内側延長管１２を開放するよう
になっている。

外側延長管４の下部外周には加速管１８が設けられてい
る。この加速管１８の下端はハンドリングヘッド１５の
上端面に当接しており、制御棒１４に加速力を与えるよ
うになっている。すなわち、加速管１８と案内管１の内
周面に突設されたバネ受は部１９との間には複数の加速
スプリング２０が圧縮された状態で組込まれており、加
速管１８はこれら加速スプリング２０のバネ力を利用し
て制御棒１４に加速力を与えるようになっている。加速
スプリング２０の上端部はバネ受部１９に固定されて下
端部のみが自由端となっている。加速管１８の上端部は
大径のストッパ部１８ａとなっており、このストッパ部
１８ａは案内管１の内周面に設けられた環状のダッシュ
ポット部２２に当接して加速管１８の移動量を規制する
ようになっている。なお、図中２３．２４は外側延長管
４及び内側延長管１２の移動量をそれぞれ規制するスト
ッパ部である。駆動モータ８の上端付近には下記構成の
地震検知器３２が設けられている。

すなわち、第２図および第３図に示すように地震検知器
３２は鋼球２５．リミットスイッチ２６および、これら
を包囲する筐体２７からなっている。リミットスイッチ
２６には電磁石６に給電するケーブル２８が接続されて
、電磁石６に対する通断電を行う。

リミットスイッチ２６を動作させるスイッチノブ２９は
通常時、中心部が下がった円錐状受は部３０を持つ筐体
２７の中央部で下方に貫通した穴３Ｉに下方から挿し込
まれている。また、このスイッチノブ２９は受は部３０
上に載せられた鋼球２５によって下方に押込まれてスイ
ッチを１切」の状態にしている。

鋼球２５はスイッチノブ２９を十分に下方へ押し下げる
重さを有している。リミットスイッチ２６は鋼球２５が
受は部３０の中央から移動することでスイッチが「入」
となるように構成されている。鋼球２５は受は部３０か
ら外れて、スイッチノブ２９の解除を行った後も受は部
３０から完全に外れることがなく、受は部３０の中央に
復帰するような幾何学的寸法に形成されている。また、
地震の大きさによる動作感度は受は部３０の傾斜角度お
よび鋼球２５の大きさ等を適当に調整することで可能で
ある。

上記構成の地震検知器３２を有する原子炉停止装置にお
いて、原子炉の通常運転時における制御棒１４の上下動
作は駆動モータ８により行われる。すなわち、駆動モー
タ８を駆動してボールネジ９を回転させると、ナツト１
１かボールネジ９の回転方向に応じて上下動し、これと
共に延長管ラッチフィンガ５及びマグネットホルダ７が
案内管１内を上下動する。この延長管ラッチフィンガ５
及びマグネットホルダ７の上下動により制御棒１４を保
持した外側延長管４及び内側延長管１１が上下動し、制
御棒１４を上下動させる。そして、これにより制御棒１
４は炉心（図示せず）内への挿入量が変化し、原子炉の
出力が制御されることになる。

一方、地震発生等により原子炉の運転を緊急停止させる
場合にはスクラム信号により電磁石６を消磁する。電磁
石６がスクラム信号により消磁されると、吸着部材１７
が電磁石６から離脱し、内側延長管１１を保持していた
リンク機構１６を開放させる。このリンク機構１６の開
放により内側延長管１１が落下し、フィンガロッド１３
を下方へ押出す。これによりラッチフィンガ３は縮径し
てハンドリングヘッド１５との係合状態か解除され、制
御棒１４を炉心内に落下させることになる。また、この
場合、加速管１８には圧縮された加速スプリング２０の
バネ力が下方に働いているので、制御棒１４の落下速度
は加速管１８によって加速される。その結果、制御棒１
４は炉心内に急速挿入されることになる。

通常時には電磁石６を励磁しておき、制御棒駆動機構に
よって制御棒１４を炉心内に挿入し、あるいは引抜き、
出力制御を行う。スクラム時にはスクラム信号によって
スクラム遮断スイッチが作動して電磁石６を消磁し、制
御棒１４を炉心内に落下させてスクラムを行う。地震時
にスクラム信号を出力する回路に故障が生じ、スクラム
がなされなかった場合には駆動部頂部の近くに設置され
た地震検知器３２内蔵されたリミットスイッチ２６のノ
ブ２９を押している鋼球２５が移動してノブ２９の押込
みが解除されリミットスイッチ２Ｇが“切”となって電
磁石６を消磁してスクラム動作を行うことができる。こ
の様なスクラムは、過大な地震時にスクラム信号等の電
気的信号と無関係に単独で行なわれるから、他の原子′
炉停止系たとえばスクラム信号に基づいてスクラムさせ
る原子炉停止系が万一正常に作動しない場合であっても
確実に制御棒を落下してスクラムでき安全な原子炉停止
系が得られる。

しかも本実施例の原子炉停止装置に使用される地震検知
器３２はリミットスイッチ２６、鋼球２５および筐体２
７とで構成されるものであって、これらは構造が簡単で
確実に作動し得る利点がある。したがって、他の原子炉
停止系のバックアップとしてきわめて有効であり、原子
炉の安全性を格段に向上させることができる。なお、本
発明は駆動部によって制御棒の上下位置を任意に調節し
て出力調整を行う出力調整棒に適用できることはもちろ
んのこと、このような出力調整機能を持たずに単に原子
炉停止機能のみを持たせるようにした安全棒としても同
様に適用可能である。

［発明の効果］ 本発明によれば、スクラム信号によってスクラムしゃ断
スイッチが作動して電磁石を消磁してスクラムする原子
炉停止系において、とくに地震時にスクラム信号を出力
する回路に故障が生じてスクラムがなされなかった場合
、駆動部近くに設置した鋼球の移動でリミットスイッチ
が作動して自動的に電磁石の通電を断つようにしたもの
である。

したがって、他の原子炉停止系とは独立した単独落下式
の原子炉停止系として作動でき、多重の安全装置として
高い安全性と信頼性を得ることができる。また、検知器
はリミットスイッチと鋼球からなるものであるから構造
が簡単で作動も確実であり、かつスクラム後の復帰を容
易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る原子炉停止装置の一実施例を示す
縦断面図、第２図は第１図における地震検知器の通常状
態を一部側面で示す縦断面図、第３図は同じく地震検知
器の地震時の鋼球の移動状態を示す縦断面図である。 ２９・・・スイッチノブ ３０・・・円錐形受は部 ３１・・・穴 ３２・・・地震検知器 （８７３３）代理人　弁理士　猪　股　祥　晃（ほか　
１名） ６・・・電磁石 １２・・・内側延長管 １６・・・リンク機構 １７・・吸着部材 ２５・・・鋼球 ２６・・・リミットスイッチ ２７・・筐体 ２８・・・ケーブル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 炉内に立設された案内管と、この案内管内に昇降自在に
   挿入される制御棒と、前記案内管の上方に位置し炉外に
   設けた駆動部により二重管構造の内側および外側延長管
   を介して前記制御棒の挿入・引抜き操作を行うとともに
   これら延長管上部の止部を把持するラッチ機構の吸着部
   材を電磁石で支持する制御棒駆動機構に前記電磁石の電
   源の入・切を行う前記駆動部の上端付近に設けた地震検
   知器とからなり、前記地震検知器は筐体の中心に位置す
   る鋼球を中心が下がった円錐状受け部で常時保持し、し
   かも前記鋼球が前記受け部の中心にある場合には前記受
   け部の中心に設けた穴に位置するリミットスイッチのス
   イッチノブのを埋込みの状態にして前記スイッチを「入
   」とし、前記鋼球が中心を外れ前記スイッチノブの埋込
   みが解除された場合に前記スイッチが「切」となるよう
   に構成したことを特徴とする原子炉停止装置。