JPH0555837B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0555837B2 JPH0555837B2 JP62179557A JP17955787A JPH0555837B2 JP H0555837 B2 JPH0555837 B2 JP H0555837B2 JP 62179557 A JP62179557 A JP 62179557A JP 17955787 A JP17955787 A JP 17955787A JP H0555837 B2 JPH0555837 B2 JP H0555837B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electromagnet
- plate
- end plate
- thickness
- armature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Electromagnets (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、原子力発電装置の制御棒に使用され
ている吸着電磁石に係り、通常は吸着磁石で制御
棒を吊り下げておき、緊急時に電磁石を構成して
いるコイルのコイル電源を切り制御棒を開放する
ものであるが、開放時間の性能を向上した吸着電
磁石に関する。
ている吸着電磁石に係り、通常は吸着磁石で制御
棒を吊り下げておき、緊急時に電磁石を構成して
いるコイルのコイル電源を切り制御棒を開放する
ものであるが、開放時間の性能を向上した吸着電
磁石に関する。
吸着電磁石は、原子炉中で使用するため、原子
炉の緊急時には、電磁石のコイル電流を切つてか
ら制御棒が電磁石から離れる迄の時間、即ちスク
ラム開放時間が出来るだけ短いことと、一方完全
な防水性が要求され、制御棒と一体となつたアマ
チユアを電磁石に吸着するため、電磁石のアマチ
ユア吸着側は非磁性板で封止する必要があつた。
このため、従来は黄銅製の板厚が５mmの板を使用
していたが、スクラム開放時間（電磁石のコイル
電流を切つてから制御棒と一体となつているアマ
チユアが電磁石端面から離れるまでの時間）を改
善し短くするため、電磁石吸着面に非磁性板を挿
入し空源長を大きくして、スクラム開放時間特性
の要求性能を満足するようにしていたが、この方
法では吸着特性が悪くなると共に、同じ吸着力を
得るためには大きな起磁力を必要とし、利用でき
る特性範囲が非常に狭くなるという欠点があつ
た。
炉の緊急時には、電磁石のコイル電流を切つてか
ら制御棒が電磁石から離れる迄の時間、即ちスク
ラム開放時間が出来るだけ短いことと、一方完全
な防水性が要求され、制御棒と一体となつたアマ
チユアを電磁石に吸着するため、電磁石のアマチ
ユア吸着側は非磁性板で封止する必要があつた。
このため、従来は黄銅製の板厚が５mmの板を使用
していたが、スクラム開放時間（電磁石のコイル
電流を切つてから制御棒と一体となつているアマ
チユアが電磁石端面から離れるまでの時間）を改
善し短くするため、電磁石吸着面に非磁性板を挿
入し空源長を大きくして、スクラム開放時間特性
の要求性能を満足するようにしていたが、この方
法では吸着特性が悪くなると共に、同じ吸着力を
得るためには大きな起磁力を必要とし、利用でき
る特性範囲が非常に狭くなるという欠点があつ
た。
本発明は、これらの欠点を除去するため、電磁
石の密閉用エンドプレートの材料を、黄銅板から
非磁性ステンレスのSUS304や、非磁性のモネル
メタルに変え、さらに板厚も５mm以下の厚さにし
て吸着力特性を保持し、尚かつ、スクラム解放特
性の向上を行つたものである。
石の密閉用エンドプレートの材料を、黄銅板から
非磁性ステンレスのSUS304や、非磁性のモネル
メタルに変え、さらに板厚も５mm以下の厚さにし
て吸着力特性を保持し、尚かつ、スクラム解放特
性の向上を行つたものである。
本発明の吸着電磁石は、45％ニツケル鉄パーマ
ロイ材（以下45％パーマロイと称する）よりなる
所謂45％パーマロイの鉄心と、その内部に入るコ
イル、及びコイル挿入口を防水の目的から取り付
けるエンドプレートと、電磁石と組合せ電磁石に
吸引され、制御棒と一体になつたアマチユアなど
により構成されており、吸着電磁石の本体にある
エンドプレートの材質を、耐久性、溶接性があり
価格も安価な非磁性ステンレス（SUS304）やモ
ネルメタルにすることと、板厚を薄くすることに
よりスクラム解放時間を短くすることを特徴とす
る。
ロイ材（以下45％パーマロイと称する）よりなる
所謂45％パーマロイの鉄心と、その内部に入るコ
イル、及びコイル挿入口を防水の目的から取り付
けるエンドプレートと、電磁石と組合せ電磁石に
吸引され、制御棒と一体になつたアマチユアなど
により構成されており、吸着電磁石の本体にある
エンドプレートの材質を、耐久性、溶接性があり
価格も安価な非磁性ステンレス（SUS304）やモ
ネルメタルにすることと、板厚を薄くすることに
よりスクラム解放時間を短くすることを特徴とす
る。
又、本発明の吸着電磁石は、水中又は、高温度
の水蒸気の満ちた雰囲気で使用するため、エンド
プレートはコイルを水滴から保護するためのもの
で、45％パーマロイから成る鉄芯とはアルゴンガ
ス中で友金を用い、溶接による封止、或いは銀ろ
う付けによる封止を行なう。
の水蒸気の満ちた雰囲気で使用するため、エンド
プレートはコイルを水滴から保護するためのもの
で、45％パーマロイから成る鉄芯とはアルゴンガ
ス中で友金を用い、溶接による封止、或いは銀ろ
う付けによる封止を行なう。
第１図は、原子炉の制御棒を保持している吸着
電磁石の断面図であり、制御棒５と一体となつた
電磁石に吸着するアマチユア４が電磁石から離れ
た状態を示す。
電磁石の断面図であり、制御棒５と一体となつた
電磁石に吸着するアマチユア４が電磁石から離れ
た状態を示す。
１は、電磁石の鉄芯で、45％パーマロイで作ら
れてあり、２はコイル、３は電磁石の中のコイル
を封止するためのエンドプレートである。エンド
プレート３は、電磁石とアマチユア４をコイル２
に電流を流した時電磁石に吸引するためには非磁
性である必要があり、又電磁石の中のコイルを封
止し、鉄芯との間は溶接或いは、ろう付けにより
完全に封止出来る材料であり、又構造であること
が必要である。７は、エンドプレートを電磁石に
溶接するする時、或いはろう付けするときに、コ
イルに熱が通らないよう用いる耐熱材で、通常ア
スベスト板を用いている。アマチユア４は、45％
パーマロイで作つてあり、電磁石コイルに電流を
流した時、電磁石に吸引されており、アマチユア
４と制御棒５は一体となつている。
れてあり、２はコイル、３は電磁石の中のコイル
を封止するためのエンドプレートである。エンド
プレート３は、電磁石とアマチユア４をコイル２
に電流を流した時電磁石に吸引するためには非磁
性である必要があり、又電磁石の中のコイルを封
止し、鉄芯との間は溶接或いは、ろう付けにより
完全に封止出来る材料であり、又構造であること
が必要である。７は、エンドプレートを電磁石に
溶接するする時、或いはろう付けするときに、コ
イルに熱が通らないよう用いる耐熱材で、通常ア
スベスト板を用いている。アマチユア４は、45％
パーマロイで作つてあり、電磁石コイルに電流を
流した時、電磁石に吸引されており、アマチユア
４と制御棒５は一体となつている。
制御棒５は、原子炉運転時には、アマチユア４
と共に電磁石に吸着しているが、原子炉に緊急事
態が発生した時は電磁石のコイル電流を切り、ア
マチユアを電磁石から離し、自由落下により制御
棒を炉中に装着する。
と共に電磁石に吸着しているが、原子炉に緊急事
態が発生した時は電磁石のコイル電流を切り、ア
マチユアを電磁石から離し、自由落下により制御
棒を炉中に装着する。
電磁石のコイル電流を切つてから、アマチユア
４が電磁石面から離れる迄の時間がスククラム開
放時間で、吸着負荷荷重が10Kgとした時、電磁石
起磁力が600ATの時は、50ms以下、400ATの時
は、40ms以下の値が要求されている。
４が電磁石面から離れる迄の時間がスククラム開
放時間で、吸着負荷荷重が10Kgとした時、電磁石
起磁力が600ATの時は、50ms以下、400ATの時
は、40ms以下の値が要求されている。
第２図は、電磁石のコイルにコイル電流が通電
している状態でアマチユア４は電磁石のヨークの
部分に吸引し、密着し、電磁石のコイルによつて
生ずる磁束は、鉄芯のヨークとアマチユアによつ
て閉磁路を形成している。
している状態でアマチユア４は電磁石のヨークの
部分に吸引し、密着し、電磁石のコイルによつて
生ずる磁束は、鉄芯のヨークとアマチユアによつ
て閉磁路を形成している。
第３図は、電磁石のコイル電流が遮断され、ア
マチユア４が電磁石から離れる状態を示すが、電
磁石のコイル電流を遮断すると、電磁石及びアマ
チユアの磁束の通路、及び漏れ磁束の通るエンド
プレート３には大きなうず電流６が発生し、磁束
変化の時定数を長くする作用をする。
マチユア４が電磁石から離れる状態を示すが、電
磁石のコイル電流を遮断すると、電磁石及びアマ
チユアの磁束の通路、及び漏れ磁束の通るエンド
プレート３には大きなうず電流６が発生し、磁束
変化の時定数を長くする作用をする。
本発明では、吸着電磁石のアマチユア４が電磁
石から離れるスクラム解放時間の長さをエンドプ
レートに使用する板材の材質、及び板厚を変え、
スクラム解放時間を大巾に向上するもので、従
来、黄銅板の５mm厚さの板を用いていたのに比べ
非磁性ステンレスのSUS304材或いは、非磁性材
の63％ニツケル、33％銅、４％シリコンの合金で
あるモネルメタルの、板厚３mm以下溶接可能板厚
の材料を使用することにより、吸着負荷荷重は10
Kgの時、スクラム開放時間を電磁石の起磁力が
600ATの時50ms以下、400ATの時40ms以下の仕
様を満足する制御棒用吸着磁石とすることが出来
る。
石から離れるスクラム解放時間の長さをエンドプ
レートに使用する板材の材質、及び板厚を変え、
スクラム解放時間を大巾に向上するもので、従
来、黄銅板の５mm厚さの板を用いていたのに比べ
非磁性ステンレスのSUS304材或いは、非磁性材
の63％ニツケル、33％銅、４％シリコンの合金で
あるモネルメタルの、板厚３mm以下溶接可能板厚
の材料を使用することにより、吸着負荷荷重は10
Kgの時、スクラム開放時間を電磁石の起磁力が
600ATの時50ms以下、400ATの時40ms以下の仕
様を満足する制御棒用吸着磁石とすることが出来
る。
本発明は、制御棒用吸着電磁石のエンドプレー
トに従来使用していた板厚５mmの黄銅板に代え、
板厚３mm以下の非磁性ステンレスのSUS304或い
は、モネルメタルを用いるもので、その実施例
を、SUS304を使用したときを第４図に、モネル
メタルを使用したときを第５図に示す。
トに従来使用していた板厚５mmの黄銅板に代え、
板厚３mm以下の非磁性ステンレスのSUS304或い
は、モネルメタルを用いるもので、その実施例
を、SUS304を使用したときを第４図に、モネル
メタルを使用したときを第５図に示す。
制御棒用の吸着磁石は、外径70mmφ、長さ130
mm、アマチユアは、径70mmφ、厚さ25mmで、荷重
は10Kgにより計測した。
mm、アマチユアは、径70mmφ、厚さ25mmで、荷重
は10Kgにより計測した。
第４図ａの曲線は、エンドプレートに従来使用
している厚さ５mm黄銅板を用いた場合であり、起
磁力が400ATの時には、約68msとなり、要求仕
様を満足しない。このため、従来は電磁石とアマ
チユアの間に空隙を作つてスクラム解放時間を短
くする工夫をしていたが、本発明では、エンドプ
レートに非磁性ステンレスSUS304の板、或いは
モネルメタルの板を用いた。
している厚さ５mm黄銅板を用いた場合であり、起
磁力が400ATの時には、約68msとなり、要求仕
様を満足しない。このため、従来は電磁石とアマ
チユアの間に空隙を作つてスクラム解放時間を短
くする工夫をしていたが、本発明では、エンドプ
レートに非磁性ステンレスSUS304の板、或いは
モネルメタルの板を用いた。
第４図ｂはSUS304の５mm厚板を、ｃは
SUS304の３mm厚板をｄはSUS304の１mm厚板を
用いた時のスクラム開放時間と起磁力との関係を
示す。
SUS304の３mm厚板をｄはSUS304の１mm厚板を
用いた時のスクラム開放時間と起磁力との関係を
示す。
第５図ｅはモネルメタルの厚板が５mmの時、ｆ
は厚板が３mmの時、ｇは厚板が１mmの時の値を示
す。SUS304で３mmの時400ATに於けるスクラム
解放時間は33ms、600ATの時43msとなり、空隙
を設けるなどの手段を用いなくても要求仕様を満
足した。又、厚板が１mmの時には、よりスクラム
解放時間は短くなつた。同様に、非磁性のモネル
メタルである63％ニツケル、33％銅、４％シリコ
ンの合金板では、厚板５mmでも起磁力が400AT、
600ATに於けるスクラム解放時間の要求仕様を
満足出来た。
は厚板が３mmの時、ｇは厚板が１mmの時の値を示
す。SUS304で３mmの時400ATに於けるスクラム
解放時間は33ms、600ATの時43msとなり、空隙
を設けるなどの手段を用いなくても要求仕様を満
足した。又、厚板が１mmの時には、よりスクラム
解放時間は短くなつた。同様に、非磁性のモネル
メタルである63％ニツケル、33％銅、４％シリコ
ンの合金板では、厚板５mmでも起磁力が400AT、
600ATに於けるスクラム解放時間の要求仕様を
満足出来た。
以上の結果によると、エンドプレートに使用し
た材料の固有抵抗は、従来使われていた黄銅板
は、ほぼ4μΩ―cm、非磁性ステンレスSUS304は、
20μΩ―cm以上、モネルメタルは、約50μΩ―cmの
値であり、エンドプレートに使用する非磁性材の
固有抵抗値、及び厚板にスクラム解放時間が大き
く影響されることがわかかつた。
た材料の固有抵抗は、従来使われていた黄銅板
は、ほぼ4μΩ―cm、非磁性ステンレスSUS304は、
20μΩ―cm以上、モネルメタルは、約50μΩ―cmの
値であり、エンドプレートに使用する非磁性材の
固有抵抗値、及び厚板にスクラム解放時間が大き
く影響されることがわかかつた。
本発明の実施例では、電磁石の鉄心材料である
45％ニツケルパーマロイと溶接出来、しかも容易
に入手出来、価格的にも安価な非磁性ステンレ
ス、モネルメタルを用いたものであるが、金属チ
タン、調密非磁性セラミツクス板を用いても同様
な効果が得られる。これ等材料は、本質的に高価
であり、他の材料との溶接は難しいが、電磁石に
溶接する部分を、予め金属材料によりスパツタ
し、これにメツキ等により厚い金属層を作り、
後、ろう付けなどを行なうことにより金属チタ
ン、或いはセラミツクス板に於てもエンドプレー
トを作ることが出来る。
45％ニツケルパーマロイと溶接出来、しかも容易
に入手出来、価格的にも安価な非磁性ステンレ
ス、モネルメタルを用いたものであるが、金属チ
タン、調密非磁性セラミツクス板を用いても同様
な効果が得られる。これ等材料は、本質的に高価
であり、他の材料との溶接は難しいが、電磁石に
溶接する部分を、予め金属材料によりスパツタ
し、これにメツキ等により厚い金属層を作り、
後、ろう付けなどを行なうことにより金属チタ
ン、或いはセラミツクス板に於てもエンドプレー
トを作ることが出来る。
以上述べたように、材料固有抵抗の高い材料で
厚板が３mm以下の板をエンドプレートとして使用
することにより、原子炉の制御棒を制御するスク
ラム解放時間を大巾に短縮した制御棒吸着電磁石
を構成出来た。エンドプレートの板厚は、本発明
の結果では薄いほど好ましいが、原子炉中で吸着
電磁石が設置される炉内の湿度は、ほぼ100％と
予測されるが、エンドプレートには圧力を受ける
ことはなく、従つて、スクラム解放時間の特性上
からエンドプレートの板厚は、溶接時の溶接性に
よつて決まり、ほぼ板厚は0.5mm程度あればよい。
厚板が３mm以下の板をエンドプレートとして使用
することにより、原子炉の制御棒を制御するスク
ラム解放時間を大巾に短縮した制御棒吸着電磁石
を構成出来た。エンドプレートの板厚は、本発明
の結果では薄いほど好ましいが、原子炉中で吸着
電磁石が設置される炉内の湿度は、ほぼ100％と
予測されるが、エンドプレートには圧力を受ける
ことはなく、従つて、スクラム解放時間の特性上
からエンドプレートの板厚は、溶接時の溶接性に
よつて決まり、ほぼ板厚は0.5mm程度あればよい。
第１図は、吸着電磁石の構造を示す断面図。第
２図は、吸着電磁石のアマチユアを吸着した状態
にあるときの図。第３図は、吸着電磁石からアマ
チユアが離れた時の状態を示す図。第４図は、エ
ンドプレートに５mm厚黄銅板、非磁性ステンレ
ス、SUS304の５mm厚、３mm厚、１mm厚さの板を
用いたときの、起磁力、スクラム解放時間特性を
示す図。第５図は、エンドプレートに、モネルメ
タル板の５mm厚、３mm厚、１mm厚を用いた時の起
磁力、スクラム解放時間特性を示す図。 １……鉄芯、２……コイル、３……エンドプレ
ート、４……アマチユア、５……制御棒、６……
うず電流、７……アスベスト板、８……取り付け
穴、ａ……エンドプレート厚さ５mm黄銅体、ｂ…
…エンドプレート厚さ５mmステンレスSUS304、
ｃ……エンドプレート厚さ３mmステンレス
SUS304、ｄ……エンドプレート厚さ１mmステン
レスSUS304、ｅ……エンドプレート厚さ５mmモ
ネルメタル、ｆ……エンドプレート厚さ３mmモネ
ルメタル、ｇ……エンドプレート厚さ１mmモネル
メタル。
２図は、吸着電磁石のアマチユアを吸着した状態
にあるときの図。第３図は、吸着電磁石からアマ
チユアが離れた時の状態を示す図。第４図は、エ
ンドプレートに５mm厚黄銅板、非磁性ステンレ
ス、SUS304の５mm厚、３mm厚、１mm厚さの板を
用いたときの、起磁力、スクラム解放時間特性を
示す図。第５図は、エンドプレートに、モネルメ
タル板の５mm厚、３mm厚、１mm厚を用いた時の起
磁力、スクラム解放時間特性を示す図。 １……鉄芯、２……コイル、３……エンドプレ
ート、４……アマチユア、５……制御棒、６……
うず電流、７……アスベスト板、８……取り付け
穴、ａ……エンドプレート厚さ５mm黄銅体、ｂ…
…エンドプレート厚さ５mmステンレスSUS304、
ｃ……エンドプレート厚さ３mmステンレス
SUS304、ｄ……エンドプレート厚さ１mmステン
レスSUS304、ｅ……エンドプレート厚さ５mmモ
ネルメタル、ｆ……エンドプレート厚さ３mmモネ
ルメタル、ｇ……エンドプレート厚さ１mmモネル
メタル。
Claims (1)
- １ 原子炉の制御棒を吸着するためのヨーク、コ
イル、密閉用エンドプレートにより構成された密
閉形制御棒用吸着電磁石において、エンドプレー
ト用板に、材料固有抵抗が20μΩ―cm以上で、板
厚が３mm以下の非磁性材料板を使用することを特
徴とした制御棒用吸着電磁石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62179557A JPS6423196A (en) | 1987-07-17 | 1987-07-17 | Electromagnet for attracting control rod |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62179557A JPS6423196A (en) | 1987-07-17 | 1987-07-17 | Electromagnet for attracting control rod |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6423196A JPS6423196A (en) | 1989-01-25 |
| JPH0555837B2 true JPH0555837B2 (ja) | 1993-08-18 |
Family
ID=16067819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62179557A Granted JPS6423196A (en) | 1987-07-17 | 1987-07-17 | Electromagnet for attracting control rod |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6423196A (ja) |
-
1987
- 1987-07-17 JP JP62179557A patent/JPS6423196A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6423196A (en) | 1989-01-25 |
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