JPH09243775A - 原子炉制御棒駆動装置用連結装置 - Google Patents
原子炉制御棒駆動装置用連結装置Info
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- JPH09243775A JPH09243775A JP8053304A JP5330496A JPH09243775A JP H09243775 A JPH09243775 A JP H09243775A JP 8053304 A JP8053304 A JP 8053304A JP 5330496 A JP5330496 A JP 5330496A JP H09243775 A JPH09243775 A JP H09243775A
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Classifications
-
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- 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
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 原子炉の制御棒駆動システムにおいて、炉心
の異常高温に際して制御棒の切り離し及び炉心への制御
棒の緊急挿入を確実に行う。 【解決手段】 原子炉制御棒駆動装置から延びる制御棒
駆動軸９と制御棒上部の制御棒連結軸４１との間に設け
られる原子炉制御棒駆動装置用連結装置４０は、制御棒
駆動軸９の下端に固定され下向きの吸着面２３ａが形成
された電磁石１１と、その下向き吸着面２３ａに対向し
て制御棒連結軸４１の上端に配設され上向きの吸着面２
７ａ，２９ａが形成された内側鉄芯２７及び外側鉄芯２
９と、これらと組み合わされて制御棒連結軸４１の上端
に設けられ内側鉄芯２７及び外側鉄芯２９と協働して電
磁石１１を通る磁路を形成する温度感知部材４３と、制
御棒連結軸４１に沿って伸長自在に設けられ内側鉄芯２
７及び外側鉄芯２９の上向き吸着面２７ａ，２９ａに出
没する押し上げピン４７とを有する。
の異常高温に際して制御棒の切り離し及び炉心への制御
棒の緊急挿入を確実に行う。 【解決手段】 原子炉制御棒駆動装置から延びる制御棒
駆動軸９と制御棒上部の制御棒連結軸４１との間に設け
られる原子炉制御棒駆動装置用連結装置４０は、制御棒
駆動軸９の下端に固定され下向きの吸着面２３ａが形成
された電磁石１１と、その下向き吸着面２３ａに対向し
て制御棒連結軸４１の上端に配設され上向きの吸着面２
７ａ，２９ａが形成された内側鉄芯２７及び外側鉄芯２
９と、これらと組み合わされて制御棒連結軸４１の上端
に設けられ内側鉄芯２７及び外側鉄芯２９と協働して電
磁石１１を通る磁路を形成する温度感知部材４３と、制
御棒連結軸４１に沿って伸長自在に設けられ内側鉄芯２
７及び外側鉄芯２９の上向き吸着面２７ａ，２９ａに出
没する押し上げピン４７とを有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、原子炉制御棒駆動
装置に関し、特にそのための切り離し自在の連結装置に
関する。
装置に関し、特にそのための切り離し自在の連結装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】原子炉容器内の炉心の核反応は、一般に
中性子吸収能力を有する原子炉制御棒を原子炉容器外に
置かれた制御棒駆動装置により炉心内に挿入したり、或
いは炉心から引き抜いたりして制御される。そして、原
子炉の安全を守るため何か異常が発生したら原子炉制御
棒（以下制御棒と略称する。）を直ちに炉心内に挿入し
て核反応を停止することが求められている。制御棒の緊
急挿入には、作動の信頼性を確保するため重力落下乃至
自由落下が利用される。
中性子吸収能力を有する原子炉制御棒を原子炉容器外に
置かれた制御棒駆動装置により炉心内に挿入したり、或
いは炉心から引き抜いたりして制御される。そして、原
子炉の安全を守るため何か異常が発生したら原子炉制御
棒（以下制御棒と略称する。）を直ちに炉心内に挿入し
て核反応を停止することが求められている。制御棒の緊
急挿入には、作動の信頼性を確保するため重力落下乃至
自由落下が利用される。
【０００３】原子炉制御装置の概要を、液体金属冷却型
高速増殖炉の場合を例に取り説明する。図５において原
子炉の炉心を構成する燃料集合体１の間にこれと同一外
形の制御棒案内管３が設けられ、その中に制御棒５が昇
降自在に設けられている。そして、原子炉容器の上蓋乃
至遮蔽プラグの上の制御棒駆動装置７から制御棒駆動軸
９が垂下し、その下端の電磁石１１に制御棒５の連結軸
１３の上端が連結されている。このような炉心構成にお
いて、下方から上昇してきた冷却材例えば液体ナトリウ
ム１５は、燃料集合体１の中の炉心燃料１７に接触して
流れて高温になり、一旦上部の冷却材導入管１９に流入
し、その後側方のフローホール２１より横方向へ流出す
る。このような冷却材は例えば図示しない中間熱交換器
等に案内されて、外部の熱利用装置への熱搬送媒体と熱
交換される。制御棒５は、制御棒駆動装置７により炉心
内の上下方向位置が変えられ、あるいは炉心から上方に
引き抜かれたり、炉心内に挿入されたりして、炉心内の
核反応或いは出力を調整する。
高速増殖炉の場合を例に取り説明する。図５において原
子炉の炉心を構成する燃料集合体１の間にこれと同一外
形の制御棒案内管３が設けられ、その中に制御棒５が昇
降自在に設けられている。そして、原子炉容器の上蓋乃
至遮蔽プラグの上の制御棒駆動装置７から制御棒駆動軸
９が垂下し、その下端の電磁石１１に制御棒５の連結軸
１３の上端が連結されている。このような炉心構成にお
いて、下方から上昇してきた冷却材例えば液体ナトリウ
ム１５は、燃料集合体１の中の炉心燃料１７に接触して
流れて高温になり、一旦上部の冷却材導入管１９に流入
し、その後側方のフローホール２１より横方向へ流出す
る。このような冷却材は例えば図示しない中間熱交換器
等に案内されて、外部の熱利用装置への熱搬送媒体と熱
交換される。制御棒５は、制御棒駆動装置７により炉心
内の上下方向位置が変えられ、あるいは炉心から上方に
引き抜かれたり、炉心内に挿入されたりして、炉心内の
核反応或いは出力を調整する。
【０００４】電磁石１１は冷却材導入管１９の中に位置
し、燃料集合体１から出てくる加熱冷却材１５の温度に
感応して異常時に制御棒駆動軸９と制御棒５との連結を
解放し、制御棒５の自由落下を行わしめるものである。
電磁石１１の構造が図６に示されているが、制御棒駆動
軸９の下端に固定された電磁石鉄芯２３にコイル２５が
埋設されて電磁石１１が形成され、コイル２５は制御棒
駆動軸９内を通るリード線を介して電源に連絡してい
る。電磁石鉄芯２３は、冷却材１５の通常温度より２０
０℃程度高いキュリー点を持ち且つ飽和磁束密度が高い
磁性材料である純鉄乃至クロムモリブデン鋼からできて
いて、その下端には平らな吸着面２３ａが形成されてい
る。電磁石１１に対向して、制御棒連結軸１３の上端に
内側鉄芯２７と外側鉄芯２９とが配設されている。内側
鉄芯２７と外側鉄芯２９は、電磁石鉄芯２３と同材料か
ら形成され、その上端に平らな吸着面２７ａ，２９ａが
形成されている。電磁石１１が作動すると、一点鎖線で
示す閉じた磁路３１が形成されるが、その一部となる内
側鉄芯２７と外側鉄芯２９との間に温度感知部材３３が
外方に露出して設けられている。この温度感知部材３３
は、冷却材１５の通常温度より５０乃至１５０℃程度高
いキュリー点を持ち且つ飽和磁束密度が高い磁性合金か
らできている。吸着面２３ａ，２７ａ，２９ａに露出し
て自己融着防止金物３５，３７が設けられ、これらは吸
着面２３ａ，２７ａ，２９ａよりわずかに突出してい
て、高温の冷却材１５の中での電磁石鉄芯２３と内側鉄
芯２７及び外側鉄芯２９との自己融着を防止する。
し、燃料集合体１から出てくる加熱冷却材１５の温度に
感応して異常時に制御棒駆動軸９と制御棒５との連結を
解放し、制御棒５の自由落下を行わしめるものである。
電磁石１１の構造が図６に示されているが、制御棒駆動
軸９の下端に固定された電磁石鉄芯２３にコイル２５が
埋設されて電磁石１１が形成され、コイル２５は制御棒
駆動軸９内を通るリード線を介して電源に連絡してい
る。電磁石鉄芯２３は、冷却材１５の通常温度より２０
０℃程度高いキュリー点を持ち且つ飽和磁束密度が高い
磁性材料である純鉄乃至クロムモリブデン鋼からできて
いて、その下端には平らな吸着面２３ａが形成されてい
る。電磁石１１に対向して、制御棒連結軸１３の上端に
内側鉄芯２７と外側鉄芯２９とが配設されている。内側
鉄芯２７と外側鉄芯２９は、電磁石鉄芯２３と同材料か
ら形成され、その上端に平らな吸着面２７ａ，２９ａが
形成されている。電磁石１１が作動すると、一点鎖線で
示す閉じた磁路３１が形成されるが、その一部となる内
側鉄芯２７と外側鉄芯２９との間に温度感知部材３３が
外方に露出して設けられている。この温度感知部材３３
は、冷却材１５の通常温度より５０乃至１５０℃程度高
いキュリー点を持ち且つ飽和磁束密度が高い磁性合金か
らできている。吸着面２３ａ，２７ａ，２９ａに露出し
て自己融着防止金物３５，３７が設けられ、これらは吸
着面２３ａ，２７ａ，２９ａよりわずかに突出してい
て、高温の冷却材１５の中での電磁石鉄芯２３と内側鉄
芯２７及び外側鉄芯２９との自己融着を防止する。
【０００５】原子炉の運転時には前述した電磁石１１の
コイル２５に電流が流され、図６に示すように制御棒駆
動軸９と制御棒連結軸１３とは連結され、図５に示すよ
うに制御棒駆動装置７により制御棒５が上下される。し
かるに燃料集合体１を出る冷却材１５の温度に異常上昇
があると、その冷却材温度が温度感知部材３３に伝えら
れ、その温度がキュリー点に近づき、飽和磁束密度が急
激に低下する。このため磁路３１を流れる磁束が減少し
て電磁石１１の保持力が減少し、制御棒５の自重を支え
られなくなって制御棒５が制御棒案内管３の中に落下す
る。要するに、何か異常があって燃料集合体１を出る冷
却材１５の温度が通常時より高くなると、電磁石１１の
保持力が低下して制御棒５を炉心内に自由落下せしめ、
炉心内の核反応を抑制し、事故の発生を防止する。
コイル２５に電流が流され、図６に示すように制御棒駆
動軸９と制御棒連結軸１３とは連結され、図５に示すよ
うに制御棒駆動装置７により制御棒５が上下される。し
かるに燃料集合体１を出る冷却材１５の温度に異常上昇
があると、その冷却材温度が温度感知部材３３に伝えら
れ、その温度がキュリー点に近づき、飽和磁束密度が急
激に低下する。このため磁路３１を流れる磁束が減少し
て電磁石１１の保持力が減少し、制御棒５の自重を支え
られなくなって制御棒５が制御棒案内管３の中に落下す
る。要するに、何か異常があって燃料集合体１を出る冷
却材１５の温度が通常時より高くなると、電磁石１１の
保持力が低下して制御棒５を炉心内に自由落下せしめ、
炉心内の核反応を抑制し、事故の発生を防止する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したような制
御棒駆動軸と制御棒との連結装置は、若干幅のある正常
温度範囲では絶対に制御棒を切り離してはならず（切り
離しが起きると別の事故が発生する可能性がある。）、
且つ正常温度範囲を逸脱したら直ちに切り離しを行わな
ければならない。前述のような温度感知部材のみを用い
て冷却材の異常温度を感知し、電磁石の作動を解放する
連結装置では、その作動が材料の磁気特性に大きく依存
するため、これを冷却材の正常温度範囲が５５０〜６０
０℃であり、且つ切り離し温度が６８０℃である実用型
の高速増殖炉に適用した場合、信頼性に問題がある。従
って、本発明の課題は信頼性の高い温度感知解放型の原
子炉制御棒駆動装置用連結装置を提供するにある。
御棒駆動軸と制御棒との連結装置は、若干幅のある正常
温度範囲では絶対に制御棒を切り離してはならず（切り
離しが起きると別の事故が発生する可能性がある。）、
且つ正常温度範囲を逸脱したら直ちに切り離しを行わな
ければならない。前述のような温度感知部材のみを用い
て冷却材の異常温度を感知し、電磁石の作動を解放する
連結装置では、その作動が材料の磁気特性に大きく依存
するため、これを冷却材の正常温度範囲が５５０〜６０
０℃であり、且つ切り離し温度が６８０℃である実用型
の高速増殖炉に適用した場合、信頼性に問題がある。従
って、本発明の課題は信頼性の高い温度感知解放型の原
子炉制御棒駆動装置用連結装置を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め本発明によれば、原子炉制御棒駆動装置から延びる制
御棒駆動軸と制御棒上部の制御棒連結軸との間に設けら
れる切り離し自在の原子炉制御棒駆動装置用連結装置
は、制御棒駆動軸の下端に固定され下向きの吸着面が形
成された電磁石と、その電磁石の下向き吸着面に対向し
て前記制御棒連結軸の上端に配設され上向きの吸着面が
形成された内側鉄芯及び外側鉄芯と、内側鉄芯及び外側
鉄芯と組み合わされて制御棒連結軸の上端に設けられ内
側鉄芯及び外側鉄芯と協働して前記電磁石を通る磁路を
形成する温度感知部材と、制御棒連結軸に沿って伸長自
在に設けられ内側鉄芯及び外側鉄芯の上向き吸着面に出
没する押し上げピンとから構成され、その押し上げピン
は、原子炉冷却材の正常温度範囲より上方に逸脱した異
常高温に対応する所定の温度で上向き吸着面から突出し
て下向き吸着面を押すような好適な寸法及び熱膨張係数
が得られる材料から構成されており、更に温度感知部材
は前記所定温度より若干高い温度のキュリー点を有する
磁性材料から構成される。一般に前記伸長ピンは細長い
部材から構成すると、前述のような条件を満足しやす
く、この場合には座屈防止リングで制御棒駆動軸に保持
されているが、少なくとも３本程度を等円周間隔で制御
棒連結軸の回りに配設するのが好適である。更に、本発
明の原子炉制御棒駆動装置用連結装置が、原子炉冷却材
が高温の液体金属ナトリウムのように、その中で接触す
る部材が自己融着を起こしやすいものであるときは、電
磁石の下向き吸着面とこれに対向する上向き吸着面に、
互いに対向する非磁性材料の自己融着防止部材をそれぞ
れ埋め込み、同自己融着防止部材の少なくとも一方は前
記両吸着面からそれぞれ僅かに突出させ、電磁石の磁路
の磁束に悪影響を与えないで両吸着面を僅かに離してい
るのが好適である。
め本発明によれば、原子炉制御棒駆動装置から延びる制
御棒駆動軸と制御棒上部の制御棒連結軸との間に設けら
れる切り離し自在の原子炉制御棒駆動装置用連結装置
は、制御棒駆動軸の下端に固定され下向きの吸着面が形
成された電磁石と、その電磁石の下向き吸着面に対向し
て前記制御棒連結軸の上端に配設され上向きの吸着面が
形成された内側鉄芯及び外側鉄芯と、内側鉄芯及び外側
鉄芯と組み合わされて制御棒連結軸の上端に設けられ内
側鉄芯及び外側鉄芯と協働して前記電磁石を通る磁路を
形成する温度感知部材と、制御棒連結軸に沿って伸長自
在に設けられ内側鉄芯及び外側鉄芯の上向き吸着面に出
没する押し上げピンとから構成され、その押し上げピン
は、原子炉冷却材の正常温度範囲より上方に逸脱した異
常高温に対応する所定の温度で上向き吸着面から突出し
て下向き吸着面を押すような好適な寸法及び熱膨張係数
が得られる材料から構成されており、更に温度感知部材
は前記所定温度より若干高い温度のキュリー点を有する
磁性材料から構成される。一般に前記伸長ピンは細長い
部材から構成すると、前述のような条件を満足しやす
く、この場合には座屈防止リングで制御棒駆動軸に保持
されているが、少なくとも３本程度を等円周間隔で制御
棒連結軸の回りに配設するのが好適である。更に、本発
明の原子炉制御棒駆動装置用連結装置が、原子炉冷却材
が高温の液体金属ナトリウムのように、その中で接触す
る部材が自己融着を起こしやすいものであるときは、電
磁石の下向き吸着面とこれに対向する上向き吸着面に、
互いに対向する非磁性材料の自己融着防止部材をそれぞ
れ埋め込み、同自己融着防止部材の少なくとも一方は前
記両吸着面からそれぞれ僅かに突出させ、電磁石の磁路
の磁束に悪影響を与えないで両吸着面を僅かに離してい
るのが好適である。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明の実施形態を説明するが、従来の装置の部材と同じも
のには同一の符号を付しており、それらについての前述
の説明は本実施形態においても適用される。先ず図１を
参照するに、制御棒駆動軸９の下端に固定された電磁石
鉄芯２３にコイル２５が埋設されて電磁石１１が形成さ
れ、コイル２５は駆動軸９内を通るリード線を介して図
示しない電源に連絡している。電磁石鉄芯２３は、クロ
ムモリブデン鋼からできているが、これは冷却材である
液体ナトリウムの通常温度より２００℃程度高いキュリ
ー点を持ち且つ飽和磁束密度が高い磁性材料である。こ
の電磁石鉄芯２３は、同様な磁気特性を持つ純鉄で製作
しても良い。そしてその下端には平らな吸着面２３ａが
下向きに形成され、中央部には案内作用を行う突起が形
成されている。そしてコイル２５の下方に環状の非磁性
材料からなる自己融着防止金物３５が、吸着面２３ａよ
り僅かに突出して埋め込まれている。
明の実施形態を説明するが、従来の装置の部材と同じも
のには同一の符号を付しており、それらについての前述
の説明は本実施形態においても適用される。先ず図１を
参照するに、制御棒駆動軸９の下端に固定された電磁石
鉄芯２３にコイル２５が埋設されて電磁石１１が形成さ
れ、コイル２５は駆動軸９内を通るリード線を介して図
示しない電源に連絡している。電磁石鉄芯２３は、クロ
ムモリブデン鋼からできているが、これは冷却材である
液体ナトリウムの通常温度より２００℃程度高いキュリ
ー点を持ち且つ飽和磁束密度が高い磁性材料である。こ
の電磁石鉄芯２３は、同様な磁気特性を持つ純鉄で製作
しても良い。そしてその下端には平らな吸着面２３ａが
下向きに形成され、中央部には案内作用を行う突起が形
成されている。そしてコイル２５の下方に環状の非磁性
材料からなる自己融着防止金物３５が、吸着面２３ａよ
り僅かに突出して埋め込まれている。
【０００９】一方制御棒５の上端に取り付けれた制御棒
連結軸４１の上端には、内側鉄芯２７とこれを取り囲む
外側鉄芯２９とが配設されている。内側鉄芯２７と外側
鉄芯２９は、電磁石鉄芯２３と同様なクロムモリブデン
鋼から製作されており、その上端に平らな吸着面２７
ａ，２９ａが上向きに、即ち電磁石１１の下向き吸着面
２３ａに対向して形成されている。内側鉄芯２７を囲み
且つ外側鉄芯２９の下方に位置して温度感知部材４３が
設けられていて、これは外側を流れる液体ナトリウムに
接触するように外面が露出している。この温度感知部材
４３は、冷却材である液体ナトリウムの通常温度より５
０乃至１５０℃程度高いキュリー点を持ち且つ飽和磁束
密度が高い磁性合金からできている。そして、図から明
らかなように吸着面２７ａ，２９ａに囲まれて環状の非
磁性材料からなる自己融着防止金物４５が設けられ、こ
れは自己融着防止金物３５に対向している。自己融着防
止金物３５、４５は、図示のように接触したとき吸着面
２７ａ，２９ａと吸着面２３ａとの間に０．０５mm程度
の隙間を画成する。この程度の隙間は、後述するような
磁路の磁束に影響を及ぼさない。なお、自己融着防止金
物３５、４５は、冷却材が液体ナトリウムでなく、他の
材質のもので接触する材料が自己融着を起こす心配が無
いときは、これを省略して構造を簡単化しても良い。
連結軸４１の上端には、内側鉄芯２７とこれを取り囲む
外側鉄芯２９とが配設されている。内側鉄芯２７と外側
鉄芯２９は、電磁石鉄芯２３と同様なクロムモリブデン
鋼から製作されており、その上端に平らな吸着面２７
ａ，２９ａが上向きに、即ち電磁石１１の下向き吸着面
２３ａに対向して形成されている。内側鉄芯２７を囲み
且つ外側鉄芯２９の下方に位置して温度感知部材４３が
設けられていて、これは外側を流れる液体ナトリウムに
接触するように外面が露出している。この温度感知部材
４３は、冷却材である液体ナトリウムの通常温度より５
０乃至１５０℃程度高いキュリー点を持ち且つ飽和磁束
密度が高い磁性合金からできている。そして、図から明
らかなように吸着面２７ａ，２９ａに囲まれて環状の非
磁性材料からなる自己融着防止金物４５が設けられ、こ
れは自己融着防止金物３５に対向している。自己融着防
止金物３５、４５は、図示のように接触したとき吸着面
２７ａ，２９ａと吸着面２３ａとの間に０．０５mm程度
の隙間を画成する。この程度の隙間は、後述するような
磁路の磁束に影響を及ぼさない。なお、自己融着防止金
物３５、４５は、冷却材が液体ナトリウムでなく、他の
材質のもので接触する材料が自己融着を起こす心配が無
いときは、これを省略して構造を簡単化しても良い。
【００１０】更に制御棒連結軸４１の小径部の外周面に
は３本の軸方向溝が等円周間隔で形成され、これにそれ
ぞれ直径３mmのオーステナイト系ステンレス鋼製押し上
げピン即ち熱膨張ピン４７が通されている。熱膨張ピン
４７の下端は固定され、一方上部は制御棒連結軸４１の
大径部、温度感知部材４３及び自己融着防止部材４５に
形成された貫通孔内を延びているが、この部分は図２に
拡大して示されている。熱膨張ピン４７の長さは略１メ
ートルとなっており、インコネル（商標）に相当するニ
ッケル基合金からなる制御棒連結軸４１に対しおよそ５
×１０-6mm/mm/℃の実効熱膨張率を持つようになってい
て、温度が６４０℃のときにその上端が自己融着防止金
物４５の上面（吸着面２７ａ，２９ａと同一面）と面一
になるように寸法が設定されている。換言すれば、通常
の温度範囲では、図２に示すように熱膨張ピン４７の上
端が、吸着面２７ａ，２９ａより下位にある。図１に戻
って、熱膨張ピン４７は、座屈変形防止リング４９によ
って水平方向に支持されていて、上端が自己融着防止金
物３５に突き当たっても座屈しない。
は３本の軸方向溝が等円周間隔で形成され、これにそれ
ぞれ直径３mmのオーステナイト系ステンレス鋼製押し上
げピン即ち熱膨張ピン４７が通されている。熱膨張ピン
４７の下端は固定され、一方上部は制御棒連結軸４１の
大径部、温度感知部材４３及び自己融着防止部材４５に
形成された貫通孔内を延びているが、この部分は図２に
拡大して示されている。熱膨張ピン４７の長さは略１メ
ートルとなっており、インコネル（商標）に相当するニ
ッケル基合金からなる制御棒連結軸４１に対しおよそ５
×１０-6mm/mm/℃の実効熱膨張率を持つようになってい
て、温度が６４０℃のときにその上端が自己融着防止金
物４５の上面（吸着面２７ａ，２９ａと同一面）と面一
になるように寸法が設定されている。換言すれば、通常
の温度範囲では、図２に示すように熱膨張ピン４７の上
端が、吸着面２７ａ，２９ａより下位にある。図１に戻
って、熱膨張ピン４７は、座屈変形防止リング４９によ
って水平方向に支持されていて、上端が自己融着防止金
物３５に突き当たっても座屈しない。
【００１１】上述の構成の連結装置４０において、原子
炉の運転が正常に行われ、炉心の燃料集合体から流出し
て熱膨張ピン４７及び温度感知部材４３に接触する液体
ナトリウムの温度が６４０℃以下の正常範囲にあるとき
は、熱膨張ピン４７の上端は図２に示すように自己融着
防止金物４５の上面及び吸着面２７ａ，２９ａより下方
にあり閉じた磁路５１が形成される。即ち、電磁石１１
の吸着面２３ａに十分大きな電磁吸着力が発生し、制御
棒連結軸４１を介して制御棒５をしっかりと保持する。
これに対し、液体ナトリウムの温度が６４０℃になると
熱膨張により相対的に伸長した熱膨張ピン４７の上端が
吸着面２７ａ，２９ａと面一になり、更に６８０℃にな
ると図３に幾分誇張して示すように自己融着防止金物３
５，４５の間に０．２０mm程度の隙間が生ずる。更に前
述の温度上昇により温度感知部材４３は、キュリー点に
近付き飽和磁束密度が減少し保持力も減少する。このよ
うな温度変化と保持力の変化の関係が図４のグラフに示
されている。図４において、実線が本実施形態による保
持力の変化を示し、破線が熱膨張ピンを有しない従来型
の連結装置の保持力の変化を示している。本実施形態に
よれば、熱膨張ピン４７の熱膨張により、その上端が自
己融着防止金物４５の上面から突き出し、電磁石１１を
押し上げ、吸着面２３ａと吸着面２７ａ，２９ａとの隙
間を拡大し、磁束の漏れを増大するので、従来のものに
比し大きく保持力が低下する。このようにして、保持力
は制御棒５及び制御棒連結軸４１の自重を支持できなく
なり、切り離されて炉心内に自由落下して挿入される。
即ち制御棒５が炉心内に全挿入されて核反応を抑制す
る。
炉の運転が正常に行われ、炉心の燃料集合体から流出し
て熱膨張ピン４７及び温度感知部材４３に接触する液体
ナトリウムの温度が６４０℃以下の正常範囲にあるとき
は、熱膨張ピン４７の上端は図２に示すように自己融着
防止金物４５の上面及び吸着面２７ａ，２９ａより下方
にあり閉じた磁路５１が形成される。即ち、電磁石１１
の吸着面２３ａに十分大きな電磁吸着力が発生し、制御
棒連結軸４１を介して制御棒５をしっかりと保持する。
これに対し、液体ナトリウムの温度が６４０℃になると
熱膨張により相対的に伸長した熱膨張ピン４７の上端が
吸着面２７ａ，２９ａと面一になり、更に６８０℃にな
ると図３に幾分誇張して示すように自己融着防止金物３
５，４５の間に０．２０mm程度の隙間が生ずる。更に前
述の温度上昇により温度感知部材４３は、キュリー点に
近付き飽和磁束密度が減少し保持力も減少する。このよ
うな温度変化と保持力の変化の関係が図４のグラフに示
されている。図４において、実線が本実施形態による保
持力の変化を示し、破線が熱膨張ピンを有しない従来型
の連結装置の保持力の変化を示している。本実施形態に
よれば、熱膨張ピン４７の熱膨張により、その上端が自
己融着防止金物４５の上面から突き出し、電磁石１１を
押し上げ、吸着面２３ａと吸着面２７ａ，２９ａとの隙
間を拡大し、磁束の漏れを増大するので、従来のものに
比し大きく保持力が低下する。このようにして、保持力
は制御棒５及び制御棒連結軸４１の自重を支持できなく
なり、切り離されて炉心内に自由落下して挿入される。
即ち制御棒５が炉心内に全挿入されて核反応を抑制す
る。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば冷
却材の温度上昇に応じて熱膨張する押し上げピンが所定
温度以上になると制御棒駆動軸の下端の電磁石と、制御
棒連結軸の上端との間隔を増大し、温度感知部材の飽和
磁束密度の減少と相俟って電磁石の保持力を大きく減少
するので、異常時の制御棒の切り離しを確実に行うこと
ができる。更に冷却材の正常温度範囲では、前記間隔は
不変であるから十分な保持力が得られ、誤って制御棒を
切り離してしまうことはない。
却材の温度上昇に応じて熱膨張する押し上げピンが所定
温度以上になると制御棒駆動軸の下端の電磁石と、制御
棒連結軸の上端との間隔を増大し、温度感知部材の飽和
磁束密度の減少と相俟って電磁石の保持力を大きく減少
するので、異常時の制御棒の切り離しを確実に行うこと
ができる。更に冷却材の正常温度範囲では、前記間隔は
不変であるから十分な保持力が得られ、誤って制御棒を
切り離してしまうことはない。
【図１】本発明の実施形態の全体構成を示す一部切欠き
立断面図である。
立断面図である。
【図２】前記実施形態の作用を説明する部分拡大図であ
る。
る。
【図３】前記実施形態の作用を説明する部分拡大図であ
る。
る。
【図４】前記実施形態による保持力の変化を従来のもの
と比較して示すグラフである。
と比較して示すグラフである。
【図５】本発明が適用される原子炉制御棒駆動システム
の一例の全体概念図である。
の一例の全体概念図である。
【図６】従来装置の概念的部分断面図である。
７ 制御棒駆動装置 ９ 制御棒駆動軸 １１ 電磁石 ２３ 電磁石鉄芯 ２３ａ 吸着面 ２７ 内側鉄芯 ２７ａ 吸着面 ２９ 外側鉄芯 ２９ａ 吸着面 ３５ 自己融着防止金物 ４０ 連結装置 ４１ 制御棒連結軸 ４３ 温度感知部材 ４５ 自己融着防止金物 ４７ 熱膨張ピン ４９ 座屈防止リング
Claims (3)
- 【請求項１】 原子炉制御棒駆動装置から延びる制御棒
駆動軸と制御棒上部の制御棒連結軸との間に設けられる
切り離し自在の連結装置であって、 前記制御棒駆動軸の下端に固定され下向きの吸着面が形
成された電磁石と、 前記電磁石の下向き吸着面に対向して前記制御棒連結軸
の上端に配設され上向きの吸着面が形成された内側鉄芯
及び外側鉄芯と、 前記内側鉄芯及び前記外側鉄芯と組み合わされて前記制
御棒連結軸の上端に設けられ前記内側鉄芯及び前記外側
鉄芯と協働して前記電磁石を通る磁路を形成する温度感
知部材と、 前記制御棒連結軸に沿って伸長自在に設けられ前記内側
鉄芯及び前記外側鉄芯の上向き吸着面に出没する押し上
げピンとを有し、 前記押し上げピンは所定の温度で前記上向き吸着面から
突出するように寸法及び熱膨張係数が選定された材料か
ら構成されており、 前記温度感知部材は、前記所定温度より若干高い温度の
キュリー点を有する磁性材料から構成されていることを
特徴とする原子炉制御棒駆動装置用連結装置。 - 【請求項２】 前記下向き吸着面と前記上向き吸着面に
は、互いに対向する自己融着防止部材がそれぞれ埋め込
まれて設けられ、同自己融着防止部材の少なくとも一方
は前記両吸着面から僅かに突出し、同両吸着面の間に僅
かな隙間を形成することを特徴とする請求項１記載の原
子炉制御棒駆動装置用連結装置。 - 【請求項３】 前記押し上げピンは細長い部材から構成
され、座屈防止リングにより前記制御棒連結軸に保持さ
れていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の
原子炉制御棒駆動装置用連結装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8053304A JPH09243775A (ja) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | 原子炉制御棒駆動装置用連結装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8053304A JPH09243775A (ja) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | 原子炉制御棒駆動装置用連結装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09243775A true JPH09243775A (ja) | 1997-09-19 |
Family
ID=12938989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8053304A Withdrawn JPH09243775A (ja) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | 原子炉制御棒駆動装置用連結装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09243775A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101663133B1 (ko) * | 2015-08-21 | 2016-10-07 | 한국원자력연구원 | 하부설치 제어봉 구동장치의 연장봉 조립체 |
| CN114300162A (zh) * | 2022-01-14 | 2022-04-08 | 喻杰 | 用于电机型crdm装配的芯棒及装配方法 |
-
1996
- 1996-03-11 JP JP8053304A patent/JPH09243775A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101663133B1 (ko) * | 2015-08-21 | 2016-10-07 | 한국원자력연구원 | 하부설치 제어봉 구동장치의 연장봉 조립체 |
| CN114300162A (zh) * | 2022-01-14 | 2022-04-08 | 喻杰 | 用于电机型crdm装配的芯棒及装配方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030603 |