JPH0480694A - 制御棒駆動機構 - 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、高速増殖炉の制御棒駆動機構に係り、特に除
熱性とメンテナンス性を向上させることのできる制御棒
駆動機構に関する。

（従来の技術） 第３図は高速増殖炉１の断面図である。炉容器２の上部
は遮蔽プラグ３で密封され、炉容器２の内部には炉心４
が設置される。炉心４にはその出力を制御するため、複
数本の制御棒５が挿脱されるが、制御棒５は遮蔽プラグ
３を貫通する制御棒駆動機構６によって駆動され、炉容
器２内を昇降する。なお制御棒駆動機構６は、遮蔽プラ
グ３の上方において耐震サポート７によって支持される
。

第４図は、制御棒駆動機構６の軸方向断面図である。制
御棒駆動機構６は下方に開口したハウジング８とこのハ
ウジング８の下端に連結する上部案内管９を有する。そ
してハウジング８内部の上方には、駆動モータ１０が納
められる。駆動モータ１０は減速機能も有する複数個の
伝動歯車１１を介して複数個（図では２個）のボールネ
ジ１２と連絡する。これらのボールネジ１２にはそれぞ
れボールナット１３が螺合し、ボールナツト１３には支
持パイプ１４を介して電磁石１５が懸吊される。

電磁石１５は、励磁状態においてラッチプレト１６を引
付けるが、このラッチプレート１６は上方においてピス
トン１７と接続しており、ピストン１７はハウジング８
内に設けられた加速シリンダ１８内を摺動する。なお、
加速シリンダ１８にはハウジング８外に設けられたガス
貯蔵タンク１９から加圧ガスが供給される。

ところで、ラッチプレート１６からは、ラッチ機構２０
によって、上部案内管９内を昇降する延長管２１が吊下
げられ、この延長管２１の下端部においては、さらにラ
ッチフィンガ２２とハンドリングヘッド２３を介して制
御棒２４が懸架される。なお延長管２１と上部案内管９
の間にはベローズ２５が設置され、ハウジング８および
上部案内管９上方の気密を保つ。

駆動モータ１０を作動させると、その回転力は伝動歯車
１１で適当に減速されながらボールネジ１２に伝えられ
る。すると、ボールネジ１２の回転によって、これに螺
合するボールナット１３がボールネジ１２に沿って上下
する。

ここで電磁石１５が励磁状態にあると、ボールナット１
３の動きは電磁石１５とラッチプレート１６を介して延
長管２１および制御棒２４に伝わり、制御棒２４が上下
して炉心４に挿脱される。

また、ラッチプレート１６に接続するピストン１７も、
加速シリンダ１８内を上下動するが、このときピストン
１７は、ガス貯蔵タンク１９から送られる加圧ガスによ
って絶えず下方に押圧力を受ける。

そこで平常時には、制御棒駆動機構６の電磁石１５を励
磁状態にし、上述の機構で制御棒２４を適当な速度で上
下動させ、炉心に挿脱してその出力を調節する（挿入時
には出力が低下し、抜出時には出力が上昇する）。

ところで、炉心に何らかの異常が生じて原子炉を緊急停
止するときは、制御棒２４を急速に炉心に挿入する必要
がある。そこでこのときは電磁石１５のスイッチを切る
。するとラッチプレート１６が電磁石１５から離れ、ラ
ッチプレート１６、ピストン１７、延長管２１および制
御棒２４の自重によって制御棒２４が落下するが、この
ときさらにピストン１７に加圧ガスの押圧力が加わるた
め、制御棒２４は単に自重による自由落下以上の速度で
落下し、炉心の緊急停止の目的を果たす。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上述の制御棒駆動機構６は、電磁石１５で延
長管２１および制御棒２４を吊下げているため、強力な
電磁力を必要とし、電磁石１５が大型化する。このため
、電磁石１５からの発熱量が増大するが、−万雷磁石１
５が大型のため電磁石１５を納めるハウジング８も大径
となる。よって発熱量の増大とハウジング８の大径化と
いう二重の作用によって制御棒駆動機構６の除熱性が劣
化する。

さらに、上述の理由でハウジングか太径化すると、各制
御棒駆動機構６間のスペースが挟まり、メンテナンス時
に空間的制約条件が増して支障が生じる。

また、ハウジング８内において加圧ガスを封入するため
の機構を加速シリンダ１８として別に設けるため、ハウ
ジングが長尺となり、第３図に示したように、制御棒駆
動機構６の自立が難しくなり、耐震性を付与するための
耐震サポート７が必要になる。このため、上述の除熱性
とメンテナンス性がさらに悪化するという欠点があった
。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、、高速
増殖炉の制御棒駆動機構において、特に除熱性とメンテ
ナンス性を向上させることのできる制御棒駆動機構を提
供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決するために、下方に開口するハ
ウジングと、ハウジングの下端に連結する上部案内管と
、ハウジング内に加圧ガスを供給するガス貯蔵タンクと
、ハウジング内に納められる駆動モータと、この駆動モ
ータと電磁クラッチを介して連結するボールネジと、こ
のボールネジと螺合するボールナットを介してハウジン
グおよび上部案内管内を昇降し、かつ制御棒を懸吊する
延長管と、この延長管を包囲しながらハウジングの気密
を保つシール機構とを有する制御棒駆動機構を提供する
。

本発明はまた、下方に開口するハウジングと、ハウジン
グの下端に連結する上部案内管と、ハウジング内に加圧
ガスを供給するガス貯蔵タンクと、ハウジング内に納め
られる駆動モータと、この駆動モータと電磁クラッチを
介して連結するピニオンと、このピニオンと噛合うラッ
クを介してノ＼ウジングおよび上部案内管内を昇降し、
かつ制御棒を懸吊する延長管と、この延長管を包囲しな
がらハウジングの気密を保つシール機構とを有する制御
棒駆動機構を提供する。

（作用） 本発明の制御棒駆動機構は、駆動モータから電磁クラッ
チを介して、制御棒を吊下げるボールナットとボールネ
ジまたはラックとピニオンの組合せを懸架するため、ラ
ッチプレートを懸吊する電磁石を用いなくてもよくなり
、ノ１ウジングの細径化が可能になる。また本発明の制
御棒駆動機構は、ハウジングの気密を保つシール機構を
設けたため、加圧ガスをハウジング内に封入することに
よって加速シリンダが不要になり、ハウジングの短尺化
が可能になる。よってこれらの細径化と短尺化を通じて
耐震サポートも必要がなくなり、除熱性とメンテナンス
性を高めることができる。

（実施例） 以下第１図と第２図を参照して本発明の詳細な説明する
。

第１図は本発明の第１実施例に係る制御棒駆動機構３０
の軸方向断面図である。第４図と対応する箇所には同一
の符号を付して説明を省略する。

ハウジング８内部の上方に設けた駆動モータ１０の底部
には、電磁クラッチ３１を介してボールネジ３２を連結
する。ボールネジ３２にはガイドケース３３に取付けら
れたボールナット３４が螺合するが、ガイドケース３３
はハウジング８の内壁に設置されたガイドキー３５に係
合し、ボールナット３４の上下動に連動してハウジング
８内を昇降する。

ガイドケース３３の下端には、ラッチ機構３６を介して
延長管２１が懸吊され、延長管２１の下端には制御棒２
４が吊下げられる。

本実施例においては、上部案内管９と延長管２１の間に
はシール機構３７が介在してハウジング８の気密を保つ
。そしてハウジング８内には、ガス貯蔵タンク１９から
加圧ガスが供給される。

さて、この制御棒駆動機構３０においては、平常時には
、電磁クラッチ３１が励磁状態におかれて連結され、駆
動モータ１００回転は電磁クラッチ３１を介してボール
ネジ３２に伝達される。ポルネジ３２が回転すると、こ
れに螺合するボールナット３４も回転力を受けるが、ボ
ールナット３４が取付けられたガイドケース３３がガイ
ドキー３５に係合しているため、ガイドケース３３とボ
ールナット３４は回転せず、ボールネジ３２に沿って上
下動する。

ガイドケース３３が上下動すると、その下端に懸吊され
る延長管２１はシール機構３７と気密を保って摺動し、
延長管２１に吊下げられる制御棒２４は炉心に挿脱され
て、炉心の出力を調整する。

他方、原子炉の緊急停止時には、電磁クラッチ３１の励
磁が遮断され、電磁クラッチ３１が切り離される。する
とボールネジ３２は電磁クラッチ３１からは回転解放さ
れるが、ボールネジ３２に螺合したボールナット３４に
はガイドケース３３、ラッチ機構３６、延長管２１およ
び制御棒３４の自重が掛かっており、さらにガイドケー
ス３３はガス貯蔵タンク１９から送られる加圧ガスで下
方に押圧されている。

このため、ガイドケース３３は、自身とその下方の懸吊
物の自重および加圧ガスの押圧力のためにガイドキー３
５に沿って加速された落下を始める。このとき、ボール
ネジ３１は、ガイドケース３３に取付けられたボールナ
ット３４の下降に伴って回転する。またラッチ機構３６
は、制御棒２４の炉心底部への着床によりシール機構３
７より上方で下降を停止する。

したがって、本実施例においては、従来のようなラッチ
機構を介して延長管を吊下げる電磁石も、加圧ガスを封
入する専用の加速シリンダも用いないため、ハウジング
を細径化・短尺化できるが、原子炉の平常作動時におけ
る制御棒の挿脱による出力調整およびスクラム時の制御
棒の急速投入の両方とも何ら支障なく行える。よって本
実施例の制御棒駆動機構は、大型の電磁石を装備しない
ため元々発熱量が少ないが、細径化と短尺化によって除
熱性を高めることができ、さらにメンテナンス時の空間
的制約条件も緩和される。そして特に短尺化によって自
立性を高めることかでき、耐震サポートも不要になって
除熱性とメンテナンス性がさらに改善される。

第２図は、本発明の第２実施例に係る制御棒駆動機構４
０の軸方向断面図である。第１図と対応する箇所には同
一の符号を付して説明を省略する。

本実施例の制御棒駆動機構４０においては、電磁クラッ
チ３１に減速機能を有する笠歯車４１とスプロケット４
２およびチェーン４３を介してピニオン４４が接続し、
さらにピニオン４４はハウジング８の軸方向に設けられ
るラック４５と噛合う。ラック４５は下端において、ラ
ッチ機構３６を介して延長管２１を懸吊する。

本実施例においても、延長管２１と上部案内管９の間に
はシール機構３７が設けられてハウジング８内部の気密
を保ち、ハウジング８内にはガス貯蔵タンク１９から加
圧ガスが供給される。

制御棒駆動機構４０は平常時には、第１実施例と同様、
電磁クラッチ３１が励磁状態におかれて連結される。そ
の結果駆動モータ１０の回転は電磁クラッチ３１を介し
て笠歯車４１に伝えられ、さらにスプロケット４２とチ
ェーン４３を介して減速されながらピニオン４４に伝達
される。

ピニオン４４は、駆動モータ１０の回転力を受けると、
ラック４５と噛合いながら回転するため、ラック４５は
ピニオン４４の回転に伴ってハウジング８内を上下動す
る。ラック４５が上下動すると、その下端に懸吊される
延長管２１はシール機構３７と気密を保って摺動し、延
長管２１に吊下げられる図示しない制御棒は炉心に挿脱
されて、炉心の出力を調整する。

他方、原子炉の緊急停止時には、電磁クラッチ３１の励
磁が遮断され、電磁クラッチ３１が切り離される。する
とピニオン４４は駆動モータ１０の回転からは解放され
るが、ピニオン４４に噛合うラック４５には、自身の他
ラッチ機構３６、延長管２１および制御棒の自重が掛か
っており、さらにラック４５とラッチ機構３６にはガス
貯蔵タンク１９から送られる加圧ガスで下方に押圧され
ている。

このため、ラック４５は、自身とその下方の懸吊物の自
重および加圧ガスの押圧力のために、回転解放されたピ
ニオン４４と噛合い、ピニオン４４を回転させながら加
速された落下を始める。

したがって、本実施例においても、第１実施例と同様、
延長管を吊下げる電磁石も、加圧ガスを封入する専用の
加速シリンダも用いないため、ハウジングを細径化・短
尺化でき、第１実施例同様除熱性とメンテナンス性を向
上できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の制御棒駆動機構は、細径
化と短尺化を実現して除熱性上メンテナンス性を高める
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図はそれぞれ本発明の第１および第２実施
例に係る制御棒駆動機構の断面図、第３図は高速増殖炉
の模式断面図、第４図は従来の制御棒駆動機構の断面図
である。 ８・・・ハウジング、９・・・上部案内管、１０・・・
駆動モータ、２１・・・延長管、２４・・・制御棒、３
１・・・電磁クラッチ、３２・・・ボールネジ、３４・
・・ボールナット、３６・・・ラッチ機構、３７・・・
シール機構、４４・・・ピニオン、４５・・・ラック。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、下方に開口するハウジングと、ハウジングの下端に
   連結する上部案内管と、ハウジング内に加圧ガスを供給
   するガス貯蔵タンクと、ハウジング内に納められる駆動
   モータと、この駆動モータと電磁クラッチを介して連結
   するボールネジと、このボールネジと螺合するボールナ
   ットを介してハウジングおよび上部案内管内を昇降し、
   かつ制御棒を懸吊する延長管と、この延長管を包囲しな
   がらハウジングの気密を保つシール機構とを有する制御
   棒駆動機構。 ２、下方に開口するハウジングと、ハウジングの下端に
   連結する上部案内管と、ハウジング内に加圧ガスを供給
   するガス貯蔵タンクと、ハウジング内に納められる駆動
   モータと、この駆動モータと電磁クラッチを介して連結
   するピニオンと、このピニオンと噛合うラックを介して
   ハウジングおよび上部案内管内を昇降し、かつ制御棒を
   懸吊する延長管と、この延長管を包囲しながらハウジン
   グの気密を保つシール機構とを有する制御棒駆動機構。