JPH0422232B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は制御棒駆動装置に係り、特に沸騰水形
原子炉の制御棒駆動装置に関するものである。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般的原子炉における機器配置は第１図に示す
通りであり、原子炉圧力容器１１内には多数本の
燃料集合体１３が配置されており、これらの燃料
集合体１３は上部が上部格子板１４によつて支持
され、下端部が炉心支持板１５を貫通して配置さ
れた燃料支持金具１６によつて支持されている。
これらの燃料集合体１３の間には、中性子計装管
１７が配され、また燃料支持金具１６には制御棒
案内管１８が連結されている。そして、各制御棒
案内管１８に連結した制御棒駆動ハウジング１９
と中性子計装管１７の下半部とは夫々原子炉圧力
容器１１の座部１２を貫通して配設されている。

更に、第２図に示すように筒状に形成した前記
制御棒駆動ハウジング１９内部に、制御棒２０を
昇降駆動させる制御棒駆動装置１００が組込まれ
ており、この従来の制御棒駆動装置１００は次の
ように構成されている。すなわち、ハウジング１
９の内側にはサーマルチユーブ１１１が嵌合さ
れ、更にその内側にはアウターチユーブ１１２が
配設されており、またアウターチユーブ１１２の
中心部には、上方に制御棒２０を連結すること
で、ピストンチユーブ１０３に摺動自在に外装し
た中空のインデツクスチユーブ１０１が配設さ
れ、アウターチユーブ１１２の上端部にはコレツ
トピストン１１３が昇降自在に装着されている。
このコレツトピストン１１３は、上端にコレツト
フインガ１１４を有し、かつコレツトスプリング
１１５により常時下方向へ付勢され、インデツク
スチユーブ１０１の外周に設けられた任意のノツ
チ１１６にコレツトフインガ１１４を係合させて
インデツクスチユーブ１０１を任意の高さ位置に
保持するようにしてある。また、アウターチユー
ブ１１２にはコレツトフインガ１１４より上方位
置にガイドキヤツプ１１７が設けられ、前記コレ
ツトピストン１１３が上昇するとき、コレツトフ
インガ１１４をこのガイドキヤツプ１１７に摺合
させてインデツクスチユーブ１０１のノツチ１１
６より外すように形成されている。

また、インデツクスチユーブ１０１の上端に
は、カツプリングスパツド１１８が取着けられて
おり、このカツプリングスパツド１１８の上面周
縁部には柔軟な弾性力を有するスプリングフイン
ガ１１９が上方に向つて設けられて、制御棒２０
下端に連結されている。アウターチユーブ１１２
は下端にフランジ部１２０を有し、このフランジ
部１２０を、ハウジング１９の下端に設けられた
フランジ部１２１の下面側にボルト等の固定具１
２２により固定されている。

インデツクスチユーブ１０１の下端には、アウ
ターチユーブ１１２とピストンチユーブ１０３と
の間の環状空間部を昇降動作するドライブピスト
ン１０２が取着けられている。

そして、前記ハウジング１９のフランジ部１２
１には加圧水供給口１２３，１２４が設けられ、
これらの供給口１２３，１２４は図示しない制御
棒駆動水圧装置に接続されている。一方の供給口
１２３は、アウターチユーブ１１２の下端に設け
られたフランジ部１２０内を通してドライブピス
トン１０２の下面側に連通し、他方の供給口１２
４は、フランジ部１２０内を通して前記コレツト
ピストン１１３の下面側に連通すると共に、前記
ピストンチユーブ１０３内にもその下端側を経て
連通している。また、ピストンチユーブ１０３の
上端部には、インデツクスチユーブ１０１の上昇
終了時における停止に伴なう衝撃を緩和するため
のバツフア機構１２５が設けられている。

このバツフア機構１２５は、第３図に示す通
り、制御棒２０を上昇させるべく上方へ移動した
ときのインデツクスチユーブ１０１のドライブピ
ストン１０２を、ピストンチユーブ１０３上端に
ある段状のバツフアシヤフト１０４に外装したバ
ツフアピストン１０６に衝接させると共に、この
バツフアピストン１０６のバツフアシヤフト１０
４上部にナツト１１０止めされて外嵌固定したス
トツプピストン１０８との間に、バツフアピスト
ン１０６を下方付勢するバツフアスプリング１０
７を介在して成るものである。図中１０５は、バ
ツフアシヤフト１０４に設けられたバツフアオリ
フイスである。したがつて、制御棒駆動装置１０
０によつて制御棒２０の緊急挿入を行なう場合に
は、供給された加圧水にて上昇するドライブピス
トン１０２がバツフアピストン１０６を押上げる
もので、このとき、バツフアシヤフト１０４周囲
に存在する水を押しのける抵抗を受けるため、
除々に減速されて停止する。

すなわち、このような従来の制御棒駆動装置１
００によると、緊急挿入（以下、スクラムとい
う）する際には、供給口１２３から加圧水を供給
し、ドライブピストン１０２下面に高い圧力を加
えてドライブピストン１０２を高速上昇させる。
そして、スクラム終了時には高速上昇中のドライ
ブピストン１０２を徐々に減速させた後、バツフ
ア機構１２５にて停止させるものであり、ドライ
ブピストン１０２によつて押し上げられるバツフ
アピストン１０６が水を排しながら、更には、バ
ツフアスプリング１０７を押圧しながら停止され
る。ところが、塵埃その他の噛み込み等によつて
バツフアピストン１０６がストツプピストン１０
８に固着したバツフアスプリング１０７が非動作
である場合（以下、ノーバツフア時という）に
は、バツフアスプリング１０７による緩衝作用が
働かずに瞬時に機械的な停止を行なうことになる
ので、ドライブピストン１０２やピストンチユー
ブ１０３に高い応力が生ずる。したがつて、その
応力発生を考慮しなければならないから、制御棒
駆動装置１００自体及び他機器の設計が非常に厳
しいものとなるのであつた。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情にもとづいてなされた
もので、その目的は、ノーバツフア時に生ずる高
応力を低く押えることができ、他機器の設計に余
裕をもたせることができる制御棒駆動装置を提供
することにある。

〔発明の概要〕

上述した目的を達成するため、本発明は、ドラ
イブピストンを一体に連成したインデツクスチユ
ーブを上下動させてこのインデツクスチユーブに
連結された制御棒に挿入および引抜動作を行なわ
せるようにした制御棒駆動装置において、上記イ
ンデツクチユーブに摺動自在に挿嵌されたピスト
ンチユーブにストツプピストンを弾性支持させる
と共に、このストツプピストンにバツフアピスト
ンを弾性支持せしめ、上記ドライブピストンを上
記バツフアピストンに係止させて上記インデツク
スチユーブの上昇を強制的に停止するように構成
される。

〔発明の実施例〕

以下、第４図ないし第７図を参照して本発明の
一実施例を説明する。

図において本発明装置の要部が示されており、
原子炉圧力容器の底部に設けた筒状の制御棒駆動
ハウジング内に配されたインデツクスチユーブ１
を上下動させることで、このインデツクスチユー
ブ１に連結した制御棒を昇降駆動させるように、
ピストンチユーブ３に摺動自在に外装したインデ
ツクスチユーブ１を、供給された加圧水にてイン
デツクスチユーブ１下端にあるドライブピストン
２にて上下動させることは、従来と変わりはな
い。

また、上昇したドライブピストン２は、ピスト
ンチユーブ３上端において順次小径となるよう段
状に形成したバツフアシヤフト４に外装させてあ
るバツフアピストン６に衝接されるようになつて
いる。このバツフアピストン６とバツフアシヤフ
ト４上部に外嵌したストツプピストン８との間
に、バツフアピストン６を下方付勢しているコイ
ル状のバツフアスプリング７をバツフアシヤフト
４を囲繞するようにして介在させてある。

そして、ストツプピストン８とストツプピスト
ン８上方でバツフアシヤフト４に固定したナツト
１０との間に、ストツプピストン８を下方付勢し
ているストツプスプリング９が介在され、このス
トツプスプリング９は、バツフアシヤフト４を囲
繞するようにしてコイル状、蛇腹状に形成されて
いる。

なお図中５はバツフアシヤフト４に設けたバツ
フアオリフイスである。

次に、上述の実施例の作用を説明するに、スク
ラム時に供給された加圧水にてドライブピストン
２を介してインデツクスチユーブ１が上方に移動
して制御棒を上昇させるとき、ドライブピストン
２もともに上昇し、スクラム最終端においてバツ
フアピストン６に衝接する。このとき、第４図及
び第５図に示すように、バツフアピストン６がス
トツプピストン８に固着したバツフアスプリング
７の非動作状態では、ドライブピストン２がバツ
フアピストン６とストツプピストン８とを押し上
げ、ストツプピストン８上方に配置介在されたス
トツプスプリング９を圧縮しながら除々に減速し
てゆき、ストツプスプリング９が縮み切つた位置
で停止する。一方、第６図乃び第７図に示すよう
に、バツフアピストン６とストツプピストン８と
の間に介在したバツフアスプリング７が正常に機
能する状態では、スクラム終端でバツフアピスト
ン６を押し上げながら減速され、更にバツフアピ
ストン６とストツプピストン８とを一体で押し上
げ、圧縮されるストツプスプリング９によつて減
速されながら停止する。

〔発明の効果〕

したがつて、従来バツフアスプリング１０７が
通常の機能を発揮しない場合は、ドライブピスト
ン１０２がバツフアピストン１０６に衝突して停
止するため、一定のストロークを使用して除々に
減速してゆく場合に比べ、制御棒駆動装置１００
自体を構成する各部品には高い応力が生じていた
のを、著しく緩和することができる。すなわち、
ストツプスプリング９をストツプピストン８とナ
ツト１０との間に介在させることによつて、ドラ
イブピストン２がバツフアピストン６と衝突した
後も、ストツプスプリング９が圧縮されることに
より減速され、衝撃力を大きく減じることができ
るからである。また、パツフアスプリング７が正
常に動作した場合には、第７図に示すように、バ
ツフアピストン６がストツプピストン８に衝突し
ても、まだストツプスプリング９の縮み代だけ減
速のためのストロークが延長されるので、一層滑
らかに停止させることができる。

以上説明したように、バツフアピストンとスト
ツプピストンとの間にはバツフアスプリングを、
ストツプピストンとナツトとの間にはストツプス
プリングを夫々介在したことによつて、ノーバツ
フア時に生ずる衝撃を吸収し、装置自体に生じる
高い応力を低く押えることができるため、装置自
体及び他機器の設計裕度を増大できる優れた効果
を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な原子炉における機器配置を説
明するための断面図、第２図は従来の制御棒駆動
装置を示す断面図、第３図はその要部断面図であ
り、第４図乃至第７図は本発明の一実施例を示す
もので、第４図は要部断面図、第５図はバツフア
スプリングの非動作状態での要部断面図、第６図
及び第７図は通常のスクラム時での要部断面図で
ある。 １……インデツクスチユーブ、２……ドライブ
ピストン、３……ピストンチユーブ、４……バツ
フアシヤフト、５……オリフイス、６……バツフ
アピストン、７……バツフアスプリング、８……
ストツプピストン、９……ストツプスプリング、
１０……ナツト、１１……原子炉圧力容器、１２
……底部、１３……燃料集合体、１４……上部格
子板、１５……炉心支持板、１６……燃料支持金
具、１７……中性子計装管、１８……制御棒案内
管、１９……制御棒駆動ハウジング、２０……制
御棒、１００……制御棒駆動装置、１０１……イ
ンデツクスチユーブ、１０２……ドライブピスト
ン、１０３……ピストンチユーブ、１０４……バ
ツフアシヤフト、１０５……オリフイス、１０６
……バツフアピストン、１０７……バツフアスプ
リング、１０８……ストツプピストン、１１０…
…ナツト、１１１……サーマルチユーブ、１１２
……アウターチユーブ、１１３……コレツトピス
トン、１１４……コレツトフインガ、１１５……
コレツトスプリング、１１６……ノツチ、１１７
……ガイドキヤツプ、１１８……カツプリングス
パツド、１１９……スプリングフインガ、１２０
……フランジ部、１２１……フランジ部、１２２
……固定具、１２３，１２４……供給口、１２５
……バツフア機構。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ドライブピストンを一体に連成したインデツ
   クスチユーブを上下動させてこのインデツクスチ
   ユーブに連結された制御棒に挿入および引抜動作
   を行なわせるようにした制御棒駆動装置におい
   て、上記インデツクスチユーブに摺動自在に嵌挿
   されたピストンチユーブにストツプピストンを弾
   性支持させると共に、このストツプピストンにバ
   ツフアピストンを弾性支持せしめ、上記ドライブ
   ピストンを上記バツフアピストンに係止させてイ
   ンデツクスチユーブの上昇を強制的に停止するよ
   うにした制御棒駆動装置。 ２ ストツプピストンはバツフアピストンとの間
   にバツフアスプリングを介在させると共に、ピス
   トンチユーブに固着されたナツトとの間にストツ
   プスプリングを介在させてなる特許請求の範囲第
   １項に記載の制御棒駆動装置。