JPH05341079A

JPH05341079A - ケーブル式制御棒駆動集成体

Info

Publication number: JPH05341079A
Application number: JP5017778A
Authority: JP
Inventors: Irvin R Kobsa; アービン・レイモンド・コブサ; Charles W Dillmann; チャールズ・ワーナー・ディルマン
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1992-02-12
Filing date: 1993-02-05
Publication date: 1993-12-24
Also published as: US5200140A

Abstract

(57)【要約】【目的】原子炉圧力容器の内側の炉心内に制御棒を選
択的に位置ぎめするための、それ自体の高さを低くする
ことのできる制御棒駆動集成体を提供する。【構成】集成体は、継手３４によって制御棒３０に解
放自在に結合された可撓性のケーブル３２を含む。駆動
部３６がケーブルに結合され、ケーブルを反対向きに選
択的に前進並びに後退させて、制御棒を炉心内に選択的
に位置ぎめする。実施例として、駆動部及びケーブルは
炉心の上方又は下方に配置することが出来る。別の実施
例では、加圧された駆動流体４２を使って、更に制御棒
を炉心内で位置ぎめすることが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】この発明は全般的に原子炉、更に特定すれ
ば、その炉心に制御棒を出し入れする集成体に関する。

【０００２】

【背景の技術】普通の原子炉は炉心を収めた圧力容器を
有する。容器は原子炉用の水を持っていて、それが例と
しての沸騰水形原子炉（ＢＷＲ）では炉心によって加熱
されて沸騰し、例えば約７０kg／cm²の圧力を持つ原子
炉蒸気を発生する。炉心内の反応度を制御する為、核毒
物質を収めた複数個の普通の制御棒が、普通の制御棒駆
動部により、選択的に炉心の中に挿入されたり、又はそ
こから引出される。典型的な制御棒は比較的長くて垂直
方向に真直ぐであり、制御棒駆動部から伸びるアクチュ
エータ・ロッドに結合されている。制御棒駆動部が、典
型的には圧力容器の下方に取付けられ、アクチュエータ
・ロッドがその下側ヘッドを通って上向きに伸びる。ア
クチュエータ・ロッドの長さは大体制御棒の長さと等し
く、こうして、制御棒を上向きに炉心の中に一杯に挿入
したり、又はそこから一杯に引出すことが出来る様にし
ている。制御棒駆動部の長さも大体アクチュエータ・ロ
ッドの長さと等しく、制御棒を炉心の中に挿入する為に
ロッドを伸出させることが出来る様にすると共に、制御
棒を炉心から引出すことが出来る様に炉心から抜き取る
ことが出来る様になっている。

【０００３】従って、制御棒駆動部、アクチュエータ・
ロッド及び制御棒がこの様に垂直に配置されることによ
り、合計の長さは制御棒自体の行程又は長さの約３倍に
なる。制御棒駆動部を原子炉圧力容器の下方から取出す
ことが出来る様にする為には、典型的には、制御棒駆動
部の出し入れが出来る様にする為に、開放空間内で、制
御棒駆動部の下方に、行程のもう１つ分又は４番目の行
程に相当する長さが設けられる。制御棒、アクチュエー
タ・ロッド及び制御棒駆動部とその下方の出し入れの為
の余分の行程の長さを組合せた合計の垂直の長さによ
り、非常に長い集成体になり、その為には比較的背の高
い原子炉圧力容器が必要になると共に、圧力容器をその
中に配置する収納建物もそうなる。その結果、それに伴
って複雑になると共にコストが増加する。

【０００４】然し、制御棒及び底部に取付けられた制御
棒駆動部を垂直に配置すると、典型的には、炉心にスク
ラムで挿入する為、制御棒を重力に逆らって上向きに圧
力で駆動することが必要になる。

【０００５】

【発明の目的】従って、この発明の１つの目的は、新規
で改良された制御棒駆動集成体を提供することである。
この発明の別の目的は、制御棒駆動集成体自体の垂直の
高さを減少することが出来る様にし、それによって圧力
容器の高さを減少することが出来る様にする改良された
制御棒駆動部集成体を提供することである。

【０００６】この発明の別の目的は、制御棒を重力の駆
動によって挿入することが出来る様にするこじんまりし
た制御棒駆動集成体を提供することである。

【０００７】

【発明の開示】制御棒が、駆動集成体により、原子炉圧
力容器の内側にある炉心内に選択的に位置ぎめされる。
集成体が、継手によって制御棒に解放自在に結合された
可撓性のケーブルを含む。駆動部がケーブルに結合され
て、ケーブルを反対向きに選択的に前進並びに後退さ
せ、炉心内で制御棒を選択的に位置ぎめする。実施例で
は、駆動部及びケーブルは炉心の上方又は下方に配置す
ることが出来る。別の実施例では、加圧された駆動流体
を使って、炉心内で制御棒を更に位置ぎめすることが出
来る。

【０００８】この発明に特有と考えられる新規な特徴
は、特許請求の範囲に区別して記載してあるが、この発
明の好ましい実施例並びにその他の目的及び利点は、以
下図面について詳しく説明する所から具体的に明らかに
なろう。

【０００９】

【発明を実施する態様】図１には一例としての原子炉１
０が図式的に示されている。この原子炉は普通の原子炉
圧力容器１２を持ち、その中に普通の燃料束の形をした
普通の核燃料棒を収めた炉心１４が入っている。圧力容
器１２が原子炉用の水１６を持っており、普通はそれが
炉心１４によって加熱されて沸騰し、原子炉蒸気１６ａ
を発生する。原子炉１０が収納建物の中に垂直に配置さ
れていて、縦軸線又は垂直軸線１８を有する。炉心１４
の垂直方向上方にチムニー２０、普通の蒸気分離器２２
及び普通の蒸気乾燥器２４が配置されている。蒸気１６
ａが圧力容器１２から普通の主出口ノズル２６を介して
吐出され、例えば蒸気タービンに普通の方法で送込まれ
る。

【００１０】炉心１４の内側に於ける反応度を制御する
為、この発明の１実施例の集成体２８が設けられてい
て、制御棒３０を炉心１４内で垂直軸線１８と平行に又
はそれに沿って選択的に位置ぎめする。炉心１４が、そ
の中の反応度を制御するのに普通要求される通りの複数
個の制御棒３０を持っており、制御棒駆動集成体２８の
内の１つにより、１つ又は更に多くの制御棒３０が位置
ぎめされる。原子炉１０内に実際に使われるそのかなり
の数を代表するものとして、図１には、２つの制御棒３
０及び夫々の駆動集成体２８が例示されている。

【００１１】炉心１４が、板又は格子の様な任意の適当
な形をした底部１４ａを持ち、その中には、普通の束
（図に示してない）の形をした燃料棒を適当に支持する
為の普通の開口が設けられていて、炉心１４の中を水１
６が上向きに流れることが出来る様にしている。炉心１
４は板又は格子又はその他の適当な構造の形をした頂部
１４ｂをも含み、制御棒３０をそれを介して下向きに炉
心１４に挿入することが出来る様にしている。図１に示
した実施例では、制御棒３０は、実線で示す様に、炉心
１４の上方に上向きに抜出されると共に、垂直方向に沿
って、破線で示す様に、炉心１４の中に下向きに挿入さ
れるが、これを両矢印Ｖで示してある。

【００１２】垂直方向に且つ互いに同軸に全て整合した
普通の制御棒駆動部又は真直ぐなアクチュエータ・ロッ
ドを用いて、普通の様に制御棒３０を垂直方向に並進さ
せる代りに、駆動集成体２８が可撓性のケーブル３２を
持ち、その末端３２ａが、この発明の１実施例では、継
手３４によって制御棒３０に選択的に解放自在に結合さ
れている。駆動手段３６又は単に駆動部３６が、ケーブ
ル３２の近端３２ｂに適当に結合され、炉心１４内に制
御棒３０を選択的に位置ぎめする為に、ケーブル３２を
反対向きに選択的に駆動する、即ち前進させたり後退さ
せたりする。ケーブル３２は剛性ではなく可撓性であ
り、その為、制御棒３０を炉心１４に挿入したり、そこ
から抜出したりすることが出来る様にしながら、垂直軸
線１８からある傾斜角Ａで弾力的に曲げることが出来る
様になっている。傾斜角Ａは１８０°未満であることが
好ましく、図１に示す実施例では、約９０°であり、こ
うすると、駆動集成体２８は、垂直方向Ｖに制御棒３０
を並進又は駆動する為に、垂直方向だけの向きにする必
要がなく、垂直軸線１８に対して部分的には水平に伸び
ていてもよく、一層こじんまりした配置となる。

【００１３】図１に示す場合、ケーブル３２は約９０°
のベンドＢを持つが、これは駆動集成体２８の全長を減
少する為に、望み得る限り炉心１４に近付けて位置ぎめ
することが出来る。従って、駆動部３６は炉心１４の側
面に配置して、駆動集成体２８に要求される垂直方向の
高さを減少することが出来る。ケーブル３２及び駆動部
３６は、炉心１４の上方又は下方で、圧力容器１２の内
側に配置してもよいが、図１に示す好ましい実施例で
は、ケーブル３２が圧力容器１２の内側で炉心１４から
下向きに伸び、下側ヘッドの様なその壁１２ａを密封し
た状態で通り抜け、収納建物の内部又は外部で圧力容器
１２の外側まで伸びる。圧力容器１２は、例えば沸騰水
形原子炉では、約７０kg／cm²までの比較的高い圧力に
対処しなければならないから、容器１２から圧力が失わ
れたり、又は水１６又は蒸気１６ａがそこから漏出した
りすることがない様に、容器の壁１２ａを通過する所で
はケーブル３２は適当に密封しなければならない。

【００１４】好ましい実施例では、ケーブル・ダクト３
８又は案内スリーブが容器１２の内側で炉心１４から伸
びていて、普通の様に壁１２ａを密封されて容器１２の
外側まで伸び、駆動部３６に密封して結合される。ケー
ブル３２がダクト３８の内側に配置され、このダクトが
その中でのケーブルの動きを案内する。ダクト３８自体
は圧力容器１２の延長部を形成して、そこから原子炉用
の水１６が漏れるのを防止する。駆動部３６が容器１２
の外側に配置されているから、これも圧力容器１２の延
長部であって、原子炉用の水１６の漏れを防止する。

【００１５】この実施例では、ケーブル３２及びダクト
３８が炉心の底部１４ａから下向きに伸び、容器の壁１
２ａを通るから、駆動部３６は、炉心１４の中でケーブ
ルを上向きに前進させて、制御棒３０を炉心の頂部１４
ｂから上向きに抜き取ると共に、ケーブル３２を炉心１
４から下方に後退させて、制御棒３０を炉心１４にその
頂部１４ｂから挿入する様に作用する。ベンドＢを作る
為に、ケーブル３２は可撓性であるが、適当な剛性でも
あって、それが圧縮状態で押される時、又は駆動部３６
によってダクト３８の中で上向きに前進させられる時、
制御棒３０の重量を持上げる為、座屈せずに適当な圧縮
に耐えることが出来る様になっている。ダクト３８の内
径及びケーブル３２の外径は、その間に予定のすき間を
作って、ケーブル３２を使って制御棒３２を上向きに押
す実施例では、ダクト３８内でのその横方向の曲げを局
限することによって、ケーブル３２の座屈抵抗を高める
様に普通の方法で寸法ぎめすることが出来る。

【００１６】図１に示した実施例では、ケーブル３２自
体は、制御棒３０を上向きに押す程の効果がある必要は
なく、従って、普通のポンプ４０及び出口導管４０ａの
様な形をした手段がケーブル・ダクト３８と流れが連通
する様に適当に結合され、ケーブル・ダクト３８内に水
の様な選択的に加圧された駆動流体４２を供給して、継
手３４に対して上向きの圧力による力を加えて、継手３
４及びそれに結合された制御棒３０を炉心１４の中で上
向きに並進させる。

【００１７】更に具体的に図２について説明すると、出
口ダクト４０ａが普通の方法でケーブル・ダクト３８に
結合され、圧力容器１２内の圧力より適当に高い圧力の
駆動流体４２を、その中に送り込み、継手３４の前後に
差圧を作って駆動部３６によってケーブル３２が前進さ
せられる時、制御棒３０を選択的に持上げる。この実施
例では、駆動部３６が回転子スプール３６ａを持ち、そ
れが普通のモータ３６ｂにより、両矢印Ｒ₁で示す両方
向に選択的に回転し得る。モータ３６ｂは、従来公知の
電気、水力又は空気動力のものであってよく、スプール
３６ａ及びモータ３６ｂの両方がハウジング３６ｃ内に
収容され、これがケーブル・ダクト３８と流れが連通す
る圧力障壁となって、圧力容器１２から原子炉用水１６
が漏れるのを防止しながら、加圧された駆動流体４２を
収容する。

【００１８】ケーブル３２はステンレス鋼ケーブルの様
な任意の適当なケーブルであってよく、その近端３２ｂ
がスプール３６ａに適当に結合され、この為、制御棒３
０を炉心１４内に挿入する為、スプール３６ａがケーブ
ル３２を巻き取ってケーブル・ダクト３８の中でケーブ
ル３２を後退させると共に、制御棒３０を抜き取る為
に、巻き解いてケーブル３２をケーブル・ダクト３８の
中で上向きに前進させることが出来る様にする。ケーブ
ル３２自体を炉心１４内での制御棒３０の垂直位置の正
確な表示として使うことが出来る。この為、例えば位置
センサの様な普通のカウンタ３６を使って普通の方法で
それが伸出した長さを測定し、スプール３６ａの回転数
がケーブル３２に結合された制御棒３０の位置に正比例
する様にすることが出来る。

【００１９】図１及び２に示す様に、選択的に可動のゲ
ート４４ａを持つ普通のゲート弁４４を圧力容器１２の
外側で、ケーブル・ダクト３８内に流れと直列に配置し
て、例えば保守作業を行なう為、駆動部３６を圧力容器
１２から密封して隔離することが出来る。保守作業の
間、ケーブル３２はケーブル・ダクト３８から引出すこ
とが出来、弁４４を閉じて、容器１２から原子炉用水１
６が漏れるのを防止することが出来る。

【００２０】１つの制御棒３０に結合されたケーブル・
ダクト３８が図３に更に詳しく示されている。ケーブル
・ダクト３８が炉心の底部１４ａに適当に結合され、炉
心１４の中を炉心の頂部１４ｂまで上向きに伸びる延長
部分３８ａを含む。ダクト延長部３８ａは、炉心１４を
形成する普通の燃料束１４ｃの一体の一部分を形成し
て、保守作業の間、燃料束と共に取外すことが出来る様
にすることが好ましい。継手３４がケーブル・ダクト３
８の内部に摺動自在に設けられ、ケーブル３２が継手３
４からケーブル・ダクト３８を通って駆動部３６に達す
る。ケーブル・ダクト３８の内側に送込まれた駆動流体
４２が上向きに流れて継手３４の底に当たり、継手３４
に対して、Ｆで表わした圧力による力を上向きに加え
て、制御棒３０を持上げ、それを炉心１４から抜き取
る。継手３４は、制御棒３０の重量より大きな上向きの
力を駆動流体４２の圧力が作り出せる位の適当な寸法に
し、駆動部３６は、圧力による力Ｆによって制御棒３０
を持上げることが出来る様にケーブル３２を前進させ、
又は制御棒３０を挿入する為に、圧力による力Ｆに逆ら
って制御棒３０を下向きに引張る様に、ケーブル３２を
後退させるのに適当な有効性を持つ様にする。

【００２１】この実施例の制御棒３０は上側支持体３０
ａを持ち、従来公知の様に、適当な核毒物質を入れた複
数個の普通の制御棒フィンガ３０ｂがそれから下向きに
伸びている。この発明の別の実施例では、従来公知の十
字形制御棒の様な他の種類の制御棒３０を使うことが出
来る。上側支持体３０ａからはアクチュエータ・ロッド
３０ｃも下向きに伸びており、その下端又は末端に複数
個の旋回自在の捕捉突起４６が設けられ、これらは１端
でアクチュエータ・ロッド３０ｃに普通の方法で枢着さ
れている。

【００２２】継手３４が図４に更に具体的に示されてお
り、中空ピストン４８を持つ。このピストンの外径はケ
ーブル・ダクト３８の内径より小さく、ピストン４８が
その中を摺動出来る様にしている。ピストン４８がその
周縁に普通の環状溝を持ち、ケーブル・ダクト３８の内
側と普通のラビリンス封じを作るか、又はその代りに普
通のピストン封じリングを持っていてよい。ピストン４
８の下端又は末端４８ａに通抜けの入口孔４８ｂがあ
る。ピストン４８の上端又は近端４８ｃは半径方向のリ
ブの形をしていて、その間に開口があって、出口４８ｄ
を限定している。ピストン４８は中心中孔４８ｅをも含
み、これが入口４８ｂ及び出口４８ｄの間で流れを連通
させる様に伸びている。

【００２３】第１のボール５０がピストンの近端４８ｃ
に固着され、捕捉突起４６は第１のボール５０をその間
に捕捉する様に弓形にすることが好ましい。図３に示す
様に、第１のボール５０及び突起４６の寸法は、突起４
６がダクト延長部３８ａ内で第１のボール５０の周りに
係合している間、継手３４がダクト延長部３８ａの中で
並進することが出来る様になっている。延長部３８ａは
突起４６が外向きに旋回して第１のボール５０を解放す
るのを防止する。突起４６の外縁がダクト延長部３８ａ
の内面に沿って摺動することが出来、図４に示す様に、
１対の普通のローラ５２を普通の方法で突起４６に結合
して、突起４６とダクト延長部３８ａの内側との間に減
摩界面を作ることが出来る。

【００２４】図４及び６に示す様に、ケーブル・ダクト
３８が炉心の底部１４ａに隣接した場所に拡大凹部３８
ｃを持ち、制御棒３０を一杯に炉心１４に挿入した時に
突起４６を受入れることが好ましい。拡大凹部３８ｃの
寸法は、捕捉突起４６が第１のボール５０から離れる向
きに旋回して、制御棒３０のアクチュエータ・ロッド３
０ｃをケーブル３２から切離し、制御棒３０を例えば交
換する為に、炉心１４から取出すことが出来る様にす
る。図６に示す様に、拡大内側凹部３８ｃは、ケーブル
３２を下向きに後退させることが出来る様にする。この
時第１のボール５０が突起４６を外向きに押して、それ
から第１のボール５０を離す。この代りに、アクチュエ
ータ・ロッド３０ｃを上向きに持上げることが出来る。
これによって、例えば制御棒３０ｃが適当なホイストに
よって普通の方法で抜出される時、突起４６を第１のボ
ール５０から離脱させる。制御棒３０が一杯に炉心１４
に挿入された所で、突起４６を受入れる様に凹部３８ｃ
を位置ぎめすることにより、炉心１４の動作中、制御棒
３０がケーブル３２から意図せずに離脱することが防止
され、これによって動作の安全性が改善される。制御棒
３０は炉心１４内に一杯に挿入されてその反応度を低下
させる時にだけ、結合を取離すことが出来、継手３４が
ダクト延長部３８ａの内側の凹部３８ｃから隔たってい
る時、制御棒３０は結合を切離すことが出来ない。

【００２５】図４に戻って説明すると、更に継手３４
が、ピストンの中孔４８ｅ内に配置されていてケーブル
の末端３２ａに固着された第２のボール５４を有する。
駆動集成体２８の通常の動作中、駆動流体４２がピスト
ンの末端４８ａに対して上向きの圧力による力Ｆを加
え、ケーブル３２に張力を発生すると共に、第２のボー
ル５０をピストンの入口４８ｂに坐着させる。こうし
て、圧力による力Ｆがピストンの末端４８ａに対して維
持され、駆動流体４２がピストンの入口４８ｂを上向き
に通って第２のボール５４を通り越して漏れることな
く、制御棒３０を選択的に持上げる。ピストン４８の周
囲のラビリンス封じが、ピストン４８と周囲のケーブル
・ダクト３８の間で駆動流体４２の流れを普通の様に密
封し、圧力による力Ｆを維持する。こうして、駆動流体
４２がピストンの末端４８ａに対して上向きに作用し
て、駆動部３６がケーブル３２を上向きに前進させる
時、制御棒３０を持上げ、炉心１４から抜き出す。駆動
部３６が、駆動流体４２によって加えられた圧力による
力Ｆに逆らって、ケーブル３２を下向きに後退させる
時、継手３４が、ピストンの末端４８ａに作用する圧力
による力Ｆに逆らって、制御棒３０を下向きに引張り、
制御棒を炉心１４に挿入する。

【００２６】駆動流体４２からピストン４８に加えられ
る圧力による力Ｆが、制御棒３０の重量より大きいこと
が好ましいので、第２のボール５４を含む好ましい継手
３４がなければ、ケーブル３２の破損又は駆動部３６の
故障によってその中の張力がなくなることにより、制御
棒３０が意図せずして炉心１４から押出されることが起
こり得る。

【００２７】更に具体的に云うと、第２のボール５４の
直径はピストンの中孔４８の内径よりも小さい寸法で、
駆動流体４２がピストン４８に対して圧力による力Ｆを
上向きに加えている間に、ケーブル３２の張力がなくな
ると、駆動流体４２が第２のボール５４をピストンの入
口４８ｂから上向きに離脱させ、これによって駆動流体
４２がピストン４８の中を上向きに流れてピストンの末
端４８ａに作用する圧力による力Ｆを、制御棒３０の重
量より小さい値に減少し、重力によって制御棒３０を炉
心１４内に下向きに挿入することが出来る様にする。従
って、駆動流体４２がピストンの入口４８ｂ、中孔４８
ｅを通ってピストンの出口４８ｄから出て行き、ダクト
延長部３８ａの中を上向きに流れ、ピストン４８に対す
る圧力による力Ｆを軽減する。こうして、この様な故障
によって、制御棒３０が炉心１４から意図せずして抜出
されることを防止し、その代りに、重力によって、図７
に矢印Ｄで示す様に、制御棒３０及びピストン４８を下
向きに駆動して、制御棒３０を炉心１４に挿入すること
が出来る様にする。

【００２８】図８には別の又は第２の実施例のケーブル
駆動部５６が示されている。第２の駆動部５６は、ケー
ブル・ダクト３８に適当に結合され、その中にケーブル
の近端３２ｂに固着されたサーボピストン６０を持つ細
長いハウジング５８を有する。ハウジング５８がサーボ
ピストン６０の両側に配置された第１及び第２の流体ポ
ート５８ａ，５８ｂを有する。普通の手段６２が、加圧
された水の様な加圧サーボ流体６４を選択的に第１及び
第２のポート５８ａ，５８ｂに供給して、ケーブル・ダ
クト３８の中でケーブル３２を前進又は後退させる為
に、サーボピストン６０を反対向き（両矢印Ｌで示す）
に選択的に並進させる。

【００２９】更に、第２の駆動部５６がサーボピストン
６０からケーブル３２とは反対側に伸びるラチェット又
は歯車ラック６６を含み、ラチェット又はラッチ爪６８
が圧縮ばね７０によって、ラック６６と協働係合する様
に弾力的に押圧され、ケーブル３２を前進させて制御棒
３０を炉心１４から抜出す様な反対方向のサーボピスト
ン６０の並進を防止しながら、例えばケーブル３２を後
退させることにより、制御棒３０を挿入する為に、サー
ボピストン６０を一方の方向だけに並進させることが出
来る様にしている。こうして一旦制御棒３０が炉心１４
内の特定の場所に位置ぎめされ、ラッチ爪６８がラック
６６と係合すると、サーボピストン６０及びそれに結合
されたケーブル３２は、意図せずして制御棒３０が炉心
１４から引出されることを防止する。然し、第２のポー
ト５８ｂ内よりも高い圧力のサーボ流体６４を第１のポ
ート５８ａから供給することにより、サーボピストン６
０を後退させて、ケーブル３２を後退させ、ラッチ爪６
８がラック６６に対してラッチ作用をする時、制御棒３
０を炉心１４内に更に挿入することが出来る。これは、
爪６８の干渉なしに、制御棒４０を一杯に挿入した状態
での炉心１４のスクラムが出来る様にする為に望まし
い。

【００３０】ケーブル３２を前進させることによって制
御棒３０を引出す為、普通のソレノイド７２が爪６８の
一部分を取囲んでいて、ばね７０を支持する。ソレノイ
ド７２を付勢すると、それが磁気的に爪６８をラック６
６から遠ざける向きに引寄せ、ラック６６及びそれに結
合されたサーボピストン６０が妨害を受けずに移動し
て、ラック６６の左向きの移動によって、ケーブル３２
を前進させることが出来る様にする。

【００３１】図９には、炉心１４内に制御棒３０を位置
ぎめする為にケーブル３２を前進並びに後退させるのに
有効な更に別の第３の駆動部７４が示されている。第３
の駆動部７４は、ケーブル・ダクト３８に適当に結合さ
れた圧力ハウジング７６を含み、その中に、ケーブルの
近端３２ｂに固着された普通の親ねじ７８が位置ぎめさ
れている。電気モータ８０が、好ましくはハウジング７
６の内部に配置された普通の回転子８０ａと、好ましく
はハウジング７６の周囲に配置された普通の固定子８０
ｂとを持ち、回転子及び固定子がハウジング７６を介し
て電磁結合している。親ねじ７８が回転子８０ａの中心
を通抜ける。回転子８０ａが普通の軸受によって適当に
支持され、両矢印Ｒ₂で示した反対向きに、親ねじ７８
の周りを選択的に回転する。

【００３２】親ねじ７８に対して相補形のねじ山を持つ
１対のてこ８２が回転子８０ａに枢着され、それと一緒
に回転する。夫々１対の引張りばね８４がてこ８２とハ
ウジング７６の間に適当に結合され、てこ８２を親ねじ
７８との係合状態から弾力的に引離す。ラッチ・コイル
又はソレノイド８６が、てこ８２に隣接してハウジング
７６を取囲んでいて、回転子８０ａ及びそれに伴ってて
こ８２が、親ねじ７８の周りを回転すると、親ねじ７８
が上向き又は下向きに並進して、それに結合されたケー
ブル３２を選択的に前進並びに後退させる様に、磁気作
用によって、てこ８２を親ねじ７８と係合させる様に付
勢することが出来る。親ねじ７８内の夫々の垂直の溝孔
の中に摺動自在に配置されたキー８８等により、それと
協働するてこ８２との摩擦によって生ずる様な親ねじ３
８の回転を防止する適当な手段が設けられている。親ね
じ７８は回転せず、親ねじ７８とねじ係合したてこ８２
が回転子８０ａによって回転させられるから、親ねじ７
８は、てこ８２に対して上向き又は下向きに、ねじ作用
によって並進させられ、ケーブル３２を前進並びに後退
させる。ラッチ・コイル８６がてこ８２を親ねじ７８と
磁気的に係合させ、この為親ねじ７８は、回転子８０ａ
が夫々回転する時に、上向き又は下向きに並進させるこ
とが出来る。ラッチ・コイル８６を脱勢すると、ばね８
４がてこ８２を親ねじ７８から離脱させ、親ねじ７８が
てこ８２に対して下向きに下降することが出来る様に
し、これによって重力によって制御棒３０を炉心１４に
挿入することが出来る。

【００３３】炉心１４に対する制御棒３０の圧力の助け
をかけたスクラム又は挿入が出来る様にする為、親ねじ
７８はハウジング７６内にあるその１端でサーボピスト
ン９０を固着するのが好ましい。更にハウジング７６が
１対の流体ポート９２ａ，９２ｂを持ち、これらのポー
トは加圧された水の様な選択的に加圧されたサーボ流体
９６をサーボピストン９０の前後に下向きに供給する普
通の手段９４と流れが連通する様に結合されていて、て
こ８２がそれから離脱した時、親ねじ７８を後退させ
る。こうして、例えばスクラム動作の際、炉心１４に制
御棒３０を挿入する為に、重力及び加圧サーボ流体９６
の両方を利用することが出来る。

【００３４】図１に示したこの発明の好ましい実施例で
は、駆動集成体２８は炉心１４の下方に配置して、そこ
から横方向に伸びて、必要とする垂直の高さを減少する
ことが好ましい。然し、図１０に示すこの発明の別の実
施例では、その一部分しか示してないが、駆動集成体２
８を炉心１４の上方に配置することが出来る。この実施
例では、ケーブル・ダクト３８が炉心の頂部１４ｂから
上向きに伸び、例えば駆動部３６はケーブル３２を上向
きに後退させて、制御棒３０を持上げ、それを炉心１４
から引出す様に作用する。ケーブル３２を下向きに前進
させて、重力によって制御棒３０を炉心１４内に挿入す
ることが出来る。この実施例でも、駆動流体４２を利用
して、継手３４に下向きの圧力による力をＦを加え、鎖
線で示す様に、炉心１４内への制御棒３０の圧力の助け
を借りたスクラム時の挿入を行なうことが出来る。

【００３５】この実施例では、制御棒３０のアクチュエ
ータ・ロッド３０ｃが、頂部支持体３０ａ内の中心開口
まで上向きに伸びる管３０ｄの閉端内から上向きに伸び
る。ダクト延長部３８ａが大体炉心頂部１４ｂの周りま
で、管３０ｄ内に下向きに伸びており、この為、管３０
ｄはそれによって上下に案内される。駆動流体４２が継
手３４に対して下向きの力を加えることが出来るし、或
いは別の実施例では、それが継手３４を通り越して、管
３０ｄの底部に下向きの力を加え、制御棒３０を炉心１
４内に挿入することが出来る。

【００３６】この発明の好ましい実施例と考えられるも
のを説明したが、当業者には以上の説明から、この発明
のその他の変更が容易に考えられよう。従って、特許請
求の範囲の記載は、この発明の範囲内に属するこの様な
全ての変更を包括するものであることを承知されたい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の１実施例のケーブル式制御棒駆動集
成体を含む原子炉の簡略側面図。

【図２】図１に示した駆動集成体に使われるケーブルを
前進並びに後退させる為の１実施例の駆動部の斜視図。

【図３】図１に示した炉心の一部分を断面で示した部分
的な拡大側面図で、その中に制御棒を位置ぎめする為の
駆動集成体の一部分をも含む。

【図４】図３に示した駆動集成体の一部分の部分的な拡
大断面図で、その中のケーブル継手を具体的に示してい
る。

【図５】図４に示す継手を線５−５で切った部分的な横
断面図。

【図６】図４に示した継手の拡大図で、制御棒からケー
ブルを離脱させる状態を示す。

【図７】図３に示したケーブル継手の拡大図で、ケーブ
ルの切断を示す。

【図８】図１に示したケーブルを前進並びに後退させる
為に使われる駆動部の第２の実施例を示す断面図。

【図９】図１に示したケーブルを前進並びに後退させる
為に使われる駆動部の３番目の実施例を示す断面図。

【図１０】図１に示した駆動集成体の更に別の実施例を
示す断面図で、炉心の頂部から上向きにケーブルが伸び
る場合を示している。

【符号の説明】１２圧力容器１４炉心１８縦軸線３０制御棒３２ケーブル３４継手３６駆動部３８ケーブル・ダクト

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原子炉圧力容器の内側に配置された炉心
内で縦軸線に沿って制御棒を選択的に位置ぎめする集成
体に於て、ケーブル・ダクトの中に摺動自在に配置され
た可撓性のケーブルと、該ケーブルを前記制御棒に解放
自在に結合する継手と、前記ケーブルに結合されてい
て、前記制御棒を前記炉心内で選択的に位置ぎめする為
に、前記ケーブルを前記ケーブル・ダクト内で反対向き
に選択的に前進させ並びに後退させる駆動部とを有する
集成体。
【請求項２】前記ケーブル・ダクトが前記圧力容器の
内側から前記圧力容器の外側まで伸びており、前記駆動
部が前記圧力容器の外側に配置されている請求項１記載
の集成体。
【請求項３】前記炉心が頂部及び底部を持ち、前記ケ
ーブル・ダクトが前記炉心の底部から下向きに伸び、前
記駆動部が、前記ケーブルを前記ケーブル・ダクトの中
で上向きに押して、前記制御棒を前記炉心から持上げて
抜出し、また前記ケーブルを下向きに後退させて前記制
御棒を前記炉心内に挿入する様に作用する請求項２記載
の集成体。
【請求項４】前記継手が前記ケーブル・ダクトの内側
に摺動自在に配置されていて、前記ケーブルが該継手か
ら前記ケーブル・ダクトの中を前記駆動部まで伸びてお
り、更に、前記ケーブル・ダクトの内側に選択的に加圧
された駆動流体を供給して、前記継手に対して圧力を加
えて、前記継手及びそれに結合された前記制御棒を並進
させる加圧手段を有する請求項２記載の集成体。
【請求項５】前記制御棒が複数個の旋回自在の捕捉突
起を持つアクチュエータ・ロッドを有し、前記継手が、
入口を持つ末端、出口を持つ近端及び前記入口及び出口
の間で流れを連通させる様に伸びる中心中孔を持つピス
トンと、該ピストンの近端に固着されていて、前記捕捉
突起が当該第１のボールの周りに解放自在に結合されて
いる第１のボールと、前記ピストンの中孔の中に配置さ
れていて前記ケーブルに固着されている第２のボールと
を有し、前記駆動流体が前記ピストンの末端に圧力を加
えて、前記ケーブルに張力を発生すると共に、前記第２
のボールを前記ピストンの入口に坐着させる請求項４記
載の集成体。
【請求項６】前記ケーブル・ダクトが、前記制御棒を
ケーブルから切離すことが出来る様に、前記捕捉突起を
前記第１のボールから離れる向きに旋回させることが出
来る様な寸法の拡大内側凹部を有する請求項５記載の集
成体。
【請求項７】前記炉心が頂部及び底部を持ち、前記ケ
ーブル・ダクトが該炉心の底部から下向きに伸び、前記
駆動部が、前記ケーブルを上向きに前進させて前記駆動
流体が前記ピストンの末端に対して上向きに作用して前
記制御棒を前記炉心から上昇させて抜出し、また前記ケ
ーブルを前記ピストンの末端に作用する圧力による力に
逆らって下向きに後退させて、前記制御棒を炉心に挿入
する様に作用する請求項４記載の集成体。
【請求項８】前記第２のボールは前記ピストンの中孔
より小さい寸法であって、前記ケーブルの張力が消滅し
た時、加圧された駆動流体が前記第２のボールを前記ピ
ストンの入口から離脱させて、前記ピストンの末端に作
用する圧力による力を減少し、重力によって前記制御棒
が前記炉心の中に挿入される様にする請求項７記載の集
成体。
【請求項９】前記炉心が頂部及び底部を持ち、前記ケ
ーブル・ダクトが前記炉心の頂部から上向きに伸び、前
記駆動部は、前記ケーブルを上向きに後退させて、前記
制御棒を前記炉心から持上げて抜出し、また前記ケーブ
ルを下向きに前進させて、重力によって前記制御棒を炉
心に挿入する様に作用する請求項４記載の集成体。
【請求項１０】前記駆動部がモータによって駆動され
るスプールを持っていて、前記ケーブルを選択的に巻き
取って、前記ケーブル・ダクトの中で前記ケーブルを後
退させ、また前記ケーブルを巻き解いて、前記ケーブル
を前記ケーブル・ダクトの中で前進させる請求項４記載
の集成体。
【請求項１１】前記駆動部が、前記ケーブルに固着さ
れていて、ハウジング内に配置され、該ハウジングが前
記サーボピストンの両側に配置された第１及び第２のポ
ートを持っている様なサーボピストンと、加圧されたサ
ーボ流体を選択的に前記第１及び第２のポートに供給し
て、前記サーボピストンを反対向きに並進させて前記ケ
ーブルを前進又は後退させる手段とを有する請求項４記
載の集成体。
【請求項１２】更に前記駆動部が、前記サーボピスト
ンから伸びるラチェット・ラックと、該ラチェット・ラ
ックと協働する様に弾力的に押圧されていて、前記反対
向きの一方の方向の前記サーボピストンの並進が出来る
様にすると共に、反対の方向のサーボピストンの並進を
防止するラチェット・ラッチ爪とを有する請求項１１記
載の集成体。
【請求項１３】前記駆動部が、回転子及び固定子を持
つ電気モータと、前記ケーブルに固着されていて前記回
転子を通る親ねじと、該親ねじから離れる向きに弾力的
に押圧されたねじ山を持ち、それと一緒に回転する様に
前記回転子に枢着された１対のてこと、該てこを取巻い
ていて、前記てこのねじ山を前記親ねじと磁気係合させ
る様に付勢可能であって、前記回転子及びてこが前記親
ねじの周りに回転することによって、前記親ねじが並進
して、それに結合された前記ケーブルを選択的に前進並
びに後退させるラッチ・コイルとを有する請求項４記載
の集成体。
【請求項１４】前記親ねじがそれに固着されたサーボ
ピストンを持ち、更に、加圧されたサーボ流体を前記サ
ーボピストンに供給して、前記てこが前記親ねじから離
脱した時に前記親ねじを後退させる手段を有する請求項
１３記載の集成体。
【請求項１５】前記ケーブルの伸びた長さを感知し
て、前記炉心内の前記制御棒の位置を表示する手段を有
する請求項４記載の集成体。