JPH0476076B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、制御棒と制御棒駆動機構との着脱
を、相互に所定角度回転させることにより可能と
する沸騰水型原子炉（以下BWRと称する）の改
良に関する。

［発明の技術的背景］ BWRは、第５図に示すように冷却材（軟水）
を収容する原子炉圧力容器１の内部に炉心シユラ
ウド２が設けられ、この炉心シユラウド２内に設
けられた炉心支持板３上に多数の燃料集合体４を
装荷して炉心５が構成されている。上記各燃料集
合体４は角筒状のチヤンネルボツクス内に多数の
燃料棒を収容してなるもので、平面図上において
は炉心シユラウド２内にマトリツクス状になるよ
うに配列されており、原子炉圧力容器１内の底部
より上方へ向つて流通する冷却材を核反応熱で加
熱する。また炉心５には制御棒（以下CRと称す
る）６が配設されている。このCR６は、第６図
および第７図に示す如く中性子吸収物質を内蔵し
た４枚のフインガ６ａを断面が十字形となるよう
に組合せてなるもので、上記４枚のフインガ６ａ
をそれぞれ隣接する燃料集合体４間に介在させ
て、４体の燃料集合体４に対し１体の割合で配置
されている。そして各CR６を上記燃料集合体４
間に下方より挿入することによりその挿入量に応
じて炉心出力が制御され、また各CR６を上記燃
料集合体４間より下方へ引抜くことにより炉心出
力が高められて、原子炉運転時における出力制御
が行なわれる構成となつている。

また第５図中７は上記炉心５の下方に各CR６
ごとに対応して設けられた円筒形状の制御棒案内
管（以下CR案内管と称する）で、このCR案内管
７は第７図に示す如く各CR６を内部に挿通させ、
原子炉通常運転時に昇降動作するCR６の案内を
するものである。そして原子炉圧力容器１の下方
にはCR６を昇降駆動する制御棒駆動機構（以下
CRDと称する）８が設けられている。

前記炉心シユラウド２の上端はシユラウドヘツ
ド９で閉塞されており、そのシユラウドヘツド９
上には気水分離器１０が接続されている。この気
水分離器１０は炉心５で加熱されて蒸発した冷却
材蒸気を気水分離するものであり、さらに気水分
離器１０上には、気水分離された蒸気を乾燥させ
る蒸気乾燥器１１が接続されている。そして蒸気
乾燥器１１を通過した蒸気は、図示しない主蒸気
管を通して原子炉容器１外の発電機駆動用タービ
ンへ送出される。

前記CR案内管７は、第８図に示すように炉心
支持板３を貫通してその上端外周部を炉心支持板
３に支持され、さらにその上端部を炉心支持板３
の上面側に突設されたピン１２に係合させてその
回転が禁止されている。また各CR案内管７の上
端四隅部には、それぞれ燃料集合体４を下方より
支持する燃料サポート１３が形成されている。さ
らにCR案内管７の内周面下端部にはCR６の下端
部を着座させるシート面１４が設けられている。

前記CRD８は第８図に示す如く円筒形状の制
御棒駆動ハウジング（以下CRDハウジングと称
する）１５に収容支持されている。CRDハウジ
ング１５は、原子炉圧力容器１の底部鏡板１ａを
貫通してこの底部鏡板１ａに溶接されているもの
で、CRD８は上記CRDハウジング１５内に収容
されるピストン１６と、このピストン１６を昇降
駆動するモータ部１７とを有し、モータ部１７を
CRDハウジング１５の下方に露出させた状態で、
CRDハウジング１５の下端フランジ部１５ａに
ボルト等により取付けられている。

前記CRD８の上端はCR６の下端に着脱自在に
連結されるが、このような連結機構には種々のも
のがある。第９図ａ，ｂおよび第１０図ａ，ｂに
その一例を示す。すなわち、CRD８のピストン
１６上端には周方向等間隔に配置された４本のた
て長な係合片１８ａよりなるバヨネツト式連結部
１８が設けられ、各係合片１８ａの外面先端部に
は膨出部１８ｂが形成されている。さらに、上記
４本の係合片１８ａの中央には支持棒１８ｃが上
方向へ向つて突設され、この支持棒１８ｃで４本
の係合片１８ａの内方へのたわみ量を制限するよ
うにしている。一方、CR６の下端には上記連結
部１８を収容する凹所１９ａが設けられ、その凹
所１９ａの内周面開口端部には上記各係合片１８
ａに対応するように４つの係合突起１９ｂを周方
向間隔に突出させてバヨネツト式被連結部１９が
構成されている。そして上記連結部１８と被連結
部１９とが連結された状態では凹所１９ａの底面
が支持棒１８ｃに当接し、CR６の重量が支持棒
１８ｃによつて支持されるようになる。

そこでCR６とCRD８との着脱は、CR６を原
子炉運転時における動作範囲よりさらに下降さ
せ、CR６の下端部をCR案内管７のシート面１４
上に着座させた状態で行われる。すなわち、CR
６とCRD８との連結は、まずCR６をCR案内管
７のシート面１４に着座させ、CRD８のピスト
ン１６を上昇させていく。このときCRD８側の
係合片１８ａが第９図ａ，ｂの如く係合突起１９
ｂ間を通過するようにし、支持棒１８ｃが凹所１
９ａの底面に当接したところでCRD８を約45°回
転させて、第１０図ａ，ｂの如く各係合片１８ａ
の膨出部１８ｂと凹所１９ａ内の係合突起１９ｂ
とを係合させる。また、CR６とCRD８との連結
解除は、まずCR６をCR案内管７のシート面１４
に着座させ、第１０図ａ，ｂの状態からCRD８
を約45回転させて第９図ａ，ｂの如く各係合片１
８ａの膨出部１８ｂを凹所１９ａ内の係合突起１
９ｂより外し、係合片１８ａが係合突起１９ｂを
通過するようにして係合ピストン１６を下降させ
ていく。

［背景技術の問題点］ CRとCRDとの着脱を、相互に所定角度回転さ
せることにより可能とするBWRにおいては、CR
をCR案内管のシート面上に着座する位置まで下
降させた状態では、CRのフインガ上端部はそれ
ぞれ隣接する燃料集合体間に介在しているため、
それらの燃料集合体により回転が禁止されるが、
各フインガは薄く、しかも長さが長い（約４ｍ）
ため、CRDとの着脱の際に下端部に回転力が作
用すると、ねじれを生じ易く、着脱時における作
業性および健全性に問題があつた。

［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、CRとCRDとの着脱を、相
互に所定角度回転させることにより可能とする
BWRにおいて、CRとCRDとを着脱する際にCR
の下端部に回転力が作用しても、CRにねじれが
生じることのないようにし、着脱時における作業
性およびCRの健全性を向上させることにある。

［発明の概要］ 本発明は、以上の目的達成のため、炉心に対し
挿入・引抜動作して原子炉運転時の出力制御を行
なうCRと、このCRを内部に挿通させて原子炉運
転時に昇降動作するCRに対する案内機能を有す
るとともに下端部にCRを着座させるシート面を
有するCR案内管と、前記CRの下端に連結して原
子炉運転時にはそのCRをCR案内管の内部で昇降
させ、CRの着脱はCRを前記CR案内管のシート
面に着座させた状態でCRに対し所定角度回転す
ることによつて行なうCRDと、前記CRの下端部
と前記CR案内管の下端部とに互いに上下方向よ
り凹凸嵌合可能に設けられてCRとCRDとの着脱
時におけるCRの回転を禁止する係合部および被
係合部とを具備して構成される。

［発明の実施例］ 第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示す
もので、第１図はBWRの概略構成を示す。すな
わち、冷却材（軟水）を収容する原子炉圧力容器
１０１の内部に炉心シユラウド１０２が設けら
れ、この炉心シユラウド１０２内に設けられた炉
心支持板１０３上に多数の燃料集合体１０４を装
荷して炉心１０５が構成されている。上記各燃料
集合体１０４は角筒状のチヤンネルボツクス内に
多数の燃料棒を収容してなるもので、平面図上に
おいては炉心シユラウド１０２内にマトリツクス
状になるように配列されており、原子炉圧力容器
１０１内の底部より上方へ向つて流通する冷却材
を核反応熱で加熱する。また炉心１０５には制御
棒にはCR１０６が配設されている。このCR１０
６は中性子吸収物質を内臓した４枚のフインガを
断面が十字形となるように組合せてなるもので、
上記４枚のフインガをそれぞれ隣接する燃料集合
体１０４間に介在させて、４体の燃料集合体１０
４に対し１体の割合で配置されている。そして各
CR１０６を上記燃料集合体１０４間に下方より
挿入することによりその挿入量に応じて炉心出力
が制御され、また各CR１０６を上記燃料集合体
１０４間より下方へ引抜くことにより炉心出力が
高められて、原子炉運転時における出力制御が行
なわれる構成となつている。

また図中１０７は上記炉心１０５の下方に各
CR１０６ごとに対応して設けられた円筒形状の
CR案内管で、このCR案内管１０７は各CR１０
６を内部に挿通させ、原子炉通常運転時に昇降動
作するCR１０６の案内をするものである。そし
て原子炉圧力容器１０１の下方にはCR１０６を
昇降駆動するCRD１０８が設けられている。

前記炉心シユラウド１０２の上端はシユラウド
ヘツド１０９で閉塞されており、このシユラウド
ヘツド１０９上には気水分離器１１０が接続され
ている。この気水分離器１１０は炉心１０５で加
熱されて蒸発した冷却材蒸気を気水分離するもの
であり、さらに気水分離器１１０上には、気水分
離された蒸気を乾燥させる蒸気乾燥器１１１が接
続されている。そして蒸気乾燥器１１１を通過し
た蒸気は、図示しない主蒸気管を通して原子炉容
器１０１外の発電機駆動用タービンへ送出され
る。

前記CR案内管１０７は、炉心支持板１０３を
貫通しその上端外周部を炉心支持板１０３に懸架
され、さらにその上端部を炉心支持板１０３の上
面側に突設されたピンに係合させてその回転が禁
止されている。また各CR案内管１０７の上端四
隅部には、それぞれ燃料集合体１０４を下方より
支持する燃料サポートが形成されている。さらに
CR案内管１０７の内周面下端部には第２図に示
す如くCR１０６の下端部を着座させるシート面
１１２が設けられている。また、CR案内管１０
７の下端部には係止部１１３が設けられている。

前記CRD１０８は原子炉圧力容器１０１の底
部鏡板１０１ａを貫通してこの底部鏡板１０１ａ
に溶接された円筒形状のCRDハウジング１１４
に収容支持されている。そしてこのCRDハウジ
ング１１４内に、前記CR案内管１０７の係止部
１１３を上方より導入させている。

CRD１０８は前記CRDハウジング１１４の内
周に嵌合すアウターチユーブ１１５の上端に被係
止部１１６を有し、この被係止部１１６６前記
CR案内管１０７の係止部１１３とで互いに係脱
自在なバヨネツト連結機構が構成されている。そ
してさらにCRD１０８は上記アウターチユーブ
１１５内を昇降動作するピストン１１７、このピ
ストン１１７を昇降駆動するモータ部１１８（第
１図参照）を有し、モータ１１８をCRDハウジ
ング１１４の下方に露出させた状態で、CRDハ
ウジング１１４の下端フランジ部にボルト等によ
り取りつけられている。

前記CRD１０８のピストン１１７上端には、
周方向等間隔に配置された４本のたて長な係合片
１１９ａよりなるバヨネツト式連結部１１９が設
けられ、各係合片１１９ａの外面先端部には膨出
部１１９ｂが形成されている。さらに、上記４本
の係合片１１９ａの中央には支持棒１１９ｃが上
方向へ向つて突設され、この支持棒１１９ｃで４
本の係合片１１９ａの内方へのたわみ量を制限す
るようにしている。一方、CR１０６の下端には
上記連結部１１９を収容する凹所１２０ａが設け
られ、その凹所１２０ａの内周面開口端部には上
記各係合片１１９ａに対応するように４つの係合
突起１２０ｂを周方向間隔に突出させてバヨネツ
ト式被連結部１２０が構成されている。そして上
記連結部１１９と被連結部１２０とが連結された
状態では凹所１２０ａの底面が支持棒１１９ｃに
当接し、CR１０６の重量が支持棒１１９ｃによ
つて支持されるようになる。

前記CR１０６の下端外周部には、第２図ない
し第４図に示す如く、１または複数の凸部（図で
は２つの凸部を設けた例を示す）よりなる係合部
１２１が突設されている。一方、前記CR密内管
１０７の下部には、CR１０６の上記係合部１２
１が設けられている箇所を囲む位置に円筒部１２
２が設けられ、この円筒部１２２の内周面には上
記係合部１２１の各凸部と対応する、凸部と同数
の凹部よりなる被係合部１２３が設けられてい
る。そしてこれら係合部１２１と被係合部１２３
とは、第２図の如くCR１０６をCR案内管１０７
のシート面１１２に着座する位置まで下降させる
とき互いに上下方向より凹凸嵌合する関係にあ
る。

そこでCR１０６とCRD１０８との着脱は、
CR１０６を原子炉運転時における動作範囲より
さらに下降させ、CR１０６の下端部をCRD案内
管１０７のシート面１１２上に着座させた状態で
行われる。すなわち、CR１０６とCRD１０８と
の連結は、まずCR１０６をCR案内管１０７のシ
ート面１１２に着座させ、CRD１０８のピスト
ン１１７を上昇させていく。このときCRD１０
８側の係合片１１９ａが係合突起１２０ｂ間を通
過するようにし、支持棒１１９ｃが凹所１２０ａ
の底面に当接したところでCRD１０８を約45°回
転させて、各係合片１１９ａの膨出部１１９ｂと
凹所１２０ａ内の係合突起１２０ｂとを係合させ
る。また、CR１０６とCRD１０８との連結解除
は、まずCR１０６をCR案内管１０７のシート面
１１２に着座させ、CRD１０８を約45℃回転さ
せて各係合片１１９ａの膨出部１１９ｂを凹所１
２０ａ内の係合突起１２０ｂより外し、係合片１
１９ａが係合突起１２０ｂ間を通過するようにし
て係合ピストン１１７を下降させていく。

そしてこのようにしてCR１０６とCRD１０８
との着脱を行なう際、CR１０６の下端部は係合
部１２１と被係合部１２３との係合により回転を
禁止されているので、CRD１０８をCR１０６に
対して回転させた場合でもCR１０６の下端部が
CRD１０８に追随して回転することはなく、ね
じれ等を生じることはない。したがつて、CR１
０６とCRD１０８との着脱時における作業性が
改善され、CR１０６の健全性も向上することに
なる。

なお、上記実施例ではCR１０６側の係合部１
２１を凸部とし、CRD１０８側の被係合部１２
３を凹部としたが、凸部と凹部とを逆の関係にし
てもよい。また、それら凸部および凹部の数も任
意に設定可能である。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明のBWRによれ
ば、CRの下端部とCR案内管の上端部とに互いに
上下方向より凹凸嵌合可能に設けられてCRと
CRDとの着脱時におけるCRの回転を禁止する係
合部および被係合部とを設けたことにより、CR
とCRDとを着脱する際にCRの下端部に回転力が
作用しても、CRにねじれが生じることがなく、
着脱時における作業性およびCRの健全性の向上
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示す
もので、第１図はBWRの概略構成を示す断面
図、第２図はCR案内管とCRDとの接続部周辺の
断面図、第３図は第２図の−断面図、第４図
はCRの係合部とCR案内管の被係合部との関係を
示す斜視図、第５図ないし第１０図は背景技術を
説明するもので、第５図はBWRの概略構成を示
す断面図、第６図は第８図の−断面図、第７
図は第８図の−断面図、第９図ａはCRと
CRDとの連結解除状態を示す断面図、同図ｂは
同図ａの−断面図、第１０図ａはCRとCRD
との連結状態を示す断面図、同図ｂは同図ａの
−断面図である。 １０５……炉心、１０６……CR（制御棒）、１
０７……CR案内管（制御棒）、１０８……CRD
（制御棒駆動機構）、１１２……シート面、１２１
……係合部、１２３……被係合部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 炉心に対し挿入・引抜動作して原子炉運転時
   の出力制御を行なう制御棒と、この制御棒を内部
   に挿通させて原子炉運転時に昇降動作する制御棒
   に対する案内機能を有するとともに下端部に制御
   棒を着座させるシート面を有する制御棒案内管
   と、前記制御棒の下端に連結して原子炉運転時に
   はその制御棒を制御棒案内管の内部で昇降させ、
   制御棒に対する着脱は制御棒を前記制御棒案内管
   のシート面に着座させた状態で制御棒に対し所定
   角度回転することによつて行なう制御棒駆動機構
   と、前記制御棒の下端部と前記制御棒案内管の下
   端部とに互いに上下方向より凹凸嵌合可能に設け
   られて制御棒と制御棒駆動機構との着脱時におけ
   る制御棒の回転を禁止する係合部および被係合部
   とを具備したことを特徴とする沸騰水型原子炉。 ２ 前記制御棒の外周下端部に凸部を設けて前記
   係合部とし、前記制御棒案内管の上端部に凹部を
   設けて前記被係合部とした特許請求の範囲第１項
   記載の沸騰水型原子炉。