JPH1068791A

JPH1068791A - 原子炉用吸収要素から制御棒を分離する分離機構

Info

Publication number: JPH1068791A
Application number: JP9138445A
Authority: JP
Inventors: Yves Bergamaschi; ベルガマシィイブ
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1996-05-29
Filing date: 1997-05-28
Publication date: 1998-03-10
Also published as: EP0811990A1; FR2749435A1; US5761260A; FR2749435B1

Abstract

(57)【要約】【課題】原子炉のふたを外す前に制御吸収装置を簡単
に分離することのできる分離装置を提供すること。【解決手段】吸収要素５を支えている制御棒４は操作
棒３７を有し、これはワッシャ３８によって上方へ押さ
れ、押しボタンの端部５２が突出している。吸収要素を
分離することが決定された時、制御棒４が上昇され、予
め開放していたラチェット５６の歯６２が押しボタン５
２を押し下げ、操作棒３７を降下させ、連結ボール３３
が制御棒の底部における溝３５の中へ入ることを許し、
これが吸収要素５を支持していたポメル１８を分離す
る。特に加圧水型の原子炉炉心に適用することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は制御棒とそれに関連
する吸収組立体との間の分離装置を有した、原子炉のた
めの制御棒装置に関するものであり、その移動機構と引
き込み可能なストッパとの助けによって該制御棒の上端
から、原子炉容器を開放する前に使用状態にすることが
できる制御棒装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】既存の商業用加圧水型原子炉の制御のた
めには、一般的に反応度に効く２つの手段があることが
知られており、それらは、炉心内を循環する１次冷却水
中の中性子毒物（ほう酸）の希釈と、炉心内のいくらか
の燃料集合体の中で、固体の、コンパクトな、中性子吸
収装置の垂直方向の移動である。

【０００３】また、これらの吸収装置の移動が、普通は
ラチェットのステップ状動作をする電気機械的な機構、
あるいは電磁制御装置を除いた、原子炉容器の内部と連
通し、該原子炉容器の密閉ぶたの上から垂直方向に立ち
上がっている密閉状の管状エンクロージャの中に配置さ
れたねじとナットを有する電気機械的な機構の助けによ
ってもたらされることも知られている。

【０００４】これらの吸収装置のための移動装置は制御
棒として知られる中央部の、小直径の、非常に長い棒と
協動し、該制御棒は原子炉容器の中へ垂直方向に降下
し、連結装置によって吸収装置を支持し、該連結装置は
一旦原子炉容器のふたが取り外された時には、特別な道
具によって吸収装置の上端から分離することができる。

【０００５】また、広範囲に利用される商業用加圧水型
原子炉の操作は、１年に約１度燃料を再供給するため
に、炉心内の燃料集合体を周期的に取り出すことを必要
としていることも知られている。このことを行なうため
に、原子炉容器のふたをはずした後に、制御棒が特別な
道具によってそれぞれの吸収装置から手動的、個別的に
分離され、炉心より上にある原子炉容器内の設備が全て
の制御棒と同時に取り出され、制御棒は内部装置によっ
て上昇させられる。

【０００６】次に燃料集合体が現れ、原子炉炉心から取
り出され得る。当然、これらの作業を行なう間は原子炉
は停止されなければならず、燃料集合体の中へ吸収装置
を完全に挿入して、中性子毒物を１次冷却水中に希釈す
ることにより、安全基準を満足するように、停止は水中
で行われ、停止時の補修が行なわれる。

【０００７】制御棒を吸収装置から分離するための、連
結装置あるいはリンクの手動取り扱い作業は、炉心の再
装荷や、しかしまた補修あるいはおそらくは損傷部を発
見するために、原子炉停止中に行なわれるクリティカル
パス上で起こる。全てのリンクを分離、解放し、分離作
業を制御するために必要な設備を据え付けるためには比
較的長時間、例えば既存の大出力の加圧水型の原子力発
電所の場合には、２０時間が要求される。この時間中、
作業者は放射線にさらされ、１次冷却水の浄化が不適当
な場合には比較的高レベルになることがある。

【０００８】制御棒とそれに関連する吸収装置との間を
分離するための装置は、ウェスチングハウス社の仏国特
許第２２６１５９５号に記載されており、これは制御棒
の移動装置を用いて、原子炉容器のふたを取り外す前の
分離を可能にする。

【０００９】このような連結、分離作業は、吸収装置が
燃料集合体の底部へ挿入されている間に、制御棒を降下
させ、次に上昇させることによって行なわれる。これら
の動きによって、ピンあるいはラグがシリンダー内に作
られた網目状の溝の中を通過することによって該シリン
ダーを回転させ、従って該ピンあるいはラグが軸線方向
において離隔した２つの位置の内の１つの中に位置する
ことになり、制御棒の下端によって形成された連結装置
が操作位置、あるいは非操作位置にもたらされ、またこ
れらは当実施例の機能として、可撓性のあるプレートあ
るいは差し込みピン型式である。連結装置を作動させる
ための制御棒の降下は、制御棒の上端において圧縮力を
かけることによってもたらされる。

【００１０】そのような装置は、原子炉容器を開放した
後にリンクの手動分離を行なうことを防いでおり、従っ
て炉心の再装荷、補修、および類似の作業に要する時間
を減らし、人体に対する放射線被爆時間も減らすという
利点を有している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、分離作
業は制御棒に圧縮力を加えることによって行なわれ、制
御棒に加えるべき力を制御するための十分精度のよい装
置が存在しているが、過大な力を加えることによって該
制御棒が座屈事故を起こすことがある。

【００１２】さらに、制御棒の底部における連結装置
は、休止位置にある時には吸収装置のグリッパ装置と係
合したままになっている。従って、炉心を覆っている内
部装置がもし従来通りの方法で制御棒を上昇させるなら
ば、該内部装置を取り出している間に燃料集合体から１
あるいはそれ以上の吸収装置を制御できない状態で引き
抜いてしまうという恐れがある。このことは、例えば制
御棒とそれに関連する吸収装置のためのグリッパとの間
の整列ミスによって生じることがあり、問題としている
部品間の時間的に不適切なラッチ作用が生じる。

【００１３】

【課題を解決するための手段】従って、本発明は、原子
炉容器のふたを開放する前に、制御棒と吸収装置との間
の連結装置あるいはリンクを分離するための装置を提供
し、従来の手動操作をなくし、従って再装荷と、補修
と、類似の作業の時間を減らし、それによって人体に対
する放射線被爆線量を減らすことを目的とする。制御棒
の部品が座屈する危険性や、上部内部装置の取り出し時
に燃料集合体から制御棒バンクが不意に引き抜かれる危
険性もなくなる。

【００１４】このような結果を得るために、本発明は下
部においてボール型の連結装置を有した制御棒の使用を
提案しており、該連結装置は、問題としている装置が休
止位置あるいは非操作位置に移行する時には、制御棒バ
ンクのポメル（ｐｏｍｍｅｌ）から自動的に物理的に分
離される。未公開仏国特許出願第９４／１４９２２号に
おいても、制御棒とその吸収装置とのボール型連結装置
が記載されているが、その分離機構は本発明のそれと異
なっており、特に原子炉のふたの上で垂直方向に位置し
ているタイトエンクロージャが事故的に減圧された場合
には、分離してしまう可動ピストンを有している。

【００１５】本発明による連結装置の非操作位置への移
行は、該連結装置をロックするための部材に対して制御
棒を相対的に並進移動させることによって操作が開始さ
れ、該部材は制御棒内に配置された棒および該棒の頂部
において突出した押しボタンを操作することによって、
上方へ延在させられる。

【００１６】前記相対的な移動は、例えばある種のメー
カーによって製作されたねじとナットタイプの移動機構
によって行なわれ、該押しボタンは引き込み可能なスト
ッパを押し付けるが、該ストッパは広範囲に使用されて
いるステップ状のラチェット機構と全く同様にして制御
される一連のラチェットによって構成することができ
る。

【００１７】米国特許第３２６２７３０もまた本発明と
ある種の類似点を有している。要約すると、吸収要素の
動きを制御するために操作棒が制御棒の中を滑動し、そ
の上端が制御棒より先へ突出し、分離操作を開始するた
めに下方へ押される押しボタンで終端している。しかし
ながら、この動きは通常時は操作棒と制御棒を連結して
いるボール安全機構を解除する場合のみ生じる。分離操
作は操作棒をその後上昇させることによってのみ生じ、
制御棒は最初の状態のまま静止している。前記操作棒は
操作棒と制御棒との間で圧縮されたばねによって降下さ
れ、押しボタンの動きは操作棒の動きには影響を与えな
い。最終的に、押しボタンの圧縮力は制御機構の中へ降
下される特別な道具によって確保されるが、押しボタン
が上昇する時に押しボタンによって自動的にぶつかる引
き込み可能なストッパの作用によるものではない。

【００１８】この装置の本質的な欠点は、本発明より複
雑であり、操作棒を解放するために押しボタンを押し
て、制御棒を上昇させる前に操作棒の頂部を把持し、そ
れを上昇させ、分離を完了させることが必要である。本
発明は、制御棒を降下させて引き込み可能なストッパを
操作棒の頂部において押しボタンの上に位置させた後に
単に制御棒を上昇させるだけで同じ結果を得ることがで
き、該ストッパを開放させた後は操作棒を保持して、制
御棒が連続上昇してきた時に操作棒を制御棒の中へ押し
込み、吸収装置のクラスターを解放することができる。

【００１９】要約すると、制御棒を原子炉のための吸収
要素から分離するための機構は、制御棒の中を滑動し、
制御棒から突出した上端を有した分離操作棒と、該操作
棒、制御棒及び吸収要素と協働するロックシステムとを
具備した機構において、該操作棒が該操作棒と該制御棒
との間で圧縮されているばねによって上方へ押されてお
り、前記上端の上方には引き込み可能なストッパが設け
られていて、制御棒が上昇された時に該上端と接触する
ようになっており、前記操作棒と前記ロックシステムと
が、該操作棒を制御棒の中へ下方向に押すことによって
分離されるように設計されていることを特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明を非限定的な実施例と添付
図面とを参照しながら、もっと詳細に説明することにす
る。

【００２１】図１は加圧水型原子炉の容器１を示してお
り、これはタイトエンクロージャ３を支持したふた２に
よってその上部を密閉されている。該エンクロージャ３
の各々の内部には、２つの重ねられた電気機械的な機
構、即ち、ねじ−ナット機構と分離可能なねじＡとラチ
ェット機構Ｂとが設けられている。該ねじ機構Ａは制御
棒４の垂直方向の移動を許し、該制御棒の下部には中性
子吸収材料を含有した、ロッドバンクとして知られる複
数個のロッドによって構成された組立体が吊されてい
る。該ねじ機構Ａの上方に配置された機構Ｂは制御棒４
の道筋に障害物が存在することを許している。

【００２２】従来技術におけると同様に、制御棒４の位
置を検出するための装置は各々のエンクロージャ３に配
置されている。原子炉炉心６は複数体の並置された燃料
集合体７によって構成されている。燃料集合体７の上方
における該炉心６の上限は炉心板８によって画定されて
いる。運転中の反応度の設定は、炉心６の幾つかの燃料
集合体の中へ制御棒バンク５を大きくあるいは小さく挿
入することによって決定される。

【００２３】炉心６の上方においては、制御棒バンク５
は、制御棒バンクガイドとして知られかつ２つの重ねら
れた要素９ａ，９ｂによって構成されたボックス９の中
で滑動する。これらのボックスあるいはケース９は、原
子炉容器１に固定されかつ固定柱１１によって炉心板８
に連結された上部支持板１０上に垂直位置に吊されてい
る。炉心６より上に位置している設備は剛的な組立体を
形成し、上部炉心として知られている。前記ボックス９
の中の異なった高さの所には孔のあいた横板１２が配置
され、これが制御棒バンク５の不連続な案内を保証す
る。１時冷却水が炉心から入ってきて、要素９ｂから半
径方向に出ていき、原子炉容器１から出ていく領域にお
いては、下部要素９ｂの下部において連続的な案内装置
１３が設けられている。

【００２４】図２は前記連続的な案内装置１３の拡大図
であり、これは部分的にはスプリットスリーブ１４と、
制御棒４を制御棒バンク５に連結している連結装置１５
の外形とによって構成され、該制御棒バンクは制御棒４
と共に組立てるポメル１８を有した固定部分の半径方向
アーム１７上に吊された何本かのロッド１６によって構
成されている。

【００２５】例えば４個の円筒状のフィンガー２０が、
半径方向のリブ２１によって制御棒４の底部に固定され
ており、制御棒４がその底部近くにおけるある高さ、即
ち、末端位置を越えて移動される時には、連続案内装置
１３のスプリットスリーブ１４の中を滑動する。

【００２６】例えば燃料を再供給するためにふた２を原
子炉容器１から持ち上げる前に、原子炉は冷却され、減
圧され、１次冷却水の中にはある程度の中性子毒物が希
釈され、制御棒バンク５が燃料集合体７の中へ最大挿入
位置まで挿入され、前記ポメル１８は燃料集合体７の上
端ピース１９の上にのっている。

【００２７】制御棒４が制御棒バンク５のポメル１８か
ら外され、自由になり、原子炉容器１の密閉ふた２が取
り外されると、制御棒４は、従来技術と同様に、上部炉
心を吊り上げることによって持ち上げられる。この取り
出し作業の間は、制御棒４はその下部に設けられた肩部
２２を用いて上部炉心によって持ち上げられ、該肩部は
連続案内装置１３のスリーブ１４に設けられた取付け歯
２３によって移動される。

【００２８】制御棒４と制御棒バンク５との再連結は、
従来技術と同様に、制御棒４の上端に収納されている特
別な工具によって原子炉容器１が密封される前に行なわ
れる。

【００２９】本発明は図４に示されている。制御棒４は
その底部から頂部まで端部どうしを剛的に固定された３
つの円筒状のジャケット４ａ，４ｂ，４ｃによって形成
されている。

【００３０】該底部ジャケット４ａはその下部に２つの
連続的な収縮部、即ち、断面が円筒状になった第１収縮
部２４と、それを支えている断面が正方形状になった第
２収縮部２５とを有している。該円筒状の収縮部２４
は、その下部において、該正方形状収縮部２５に対して
円錐状のベアリング面２６によって連結されており、そ
の上部においては残りのジャケット４ａに対して肩部２
７によって連結されている。

【００３１】前記制御棒バンク５のポメル１８は円筒状
断面の凹所２８と正方形状断面の凹所２９とを有し、ジ
ャケット４ａの底部をある間隙をおいて受け留めるよう
になっている。該円筒所凹所２８の中には円形状のロッ
ク溝３０が機械加工されており、円錐形のベアリング面
３１によって正方形状凹所２９に連結されている。

【００３２】前記底部ジャケット４ａの板厚内には、円
筒状収縮部２４と高さを合わせて、かつ同一の軸線側に
おいて、一連の半径方向の、切頭円錐形状の切り出し部
３２が形成されている。該切頭円錐形状の切り出し部３
２はその底部がジャケット４ａの内部へ出てきており、
制御棒４がポメル１８の中へ押し込まれて円錐形状のベ
アリング面２６と３１が接触した時に、制御棒バンク５
のポメル１８のロック溝３０の前面に来る。

【００３３】ジャケット４ａの各々の切り出し部３２の
中にはボール３３が配置され、該ボールの直径は該ジャ
ケット４ａの厚さより大きい。該ボール３３は切頭円錐
形状の切り出し部３２の内部では自由になっている。切
頭円錐形状の収縮側の部分の寸法は、ボール３３が制御
棒４の外側へ向かって完全には自由にならないという寸
法になっている。

【００３４】底部ジャケット４ａの中にはロック棒３４
が配置されており、該棒はその下端の直ぐ上に、円形状
の溝３５を有し、またその上部、即ち、カラー３６にお
いて長い操作棒３７によって上方へ延在されている。

【００３５】前記ロック棒３４と操作棒３７とは中実ブ
ロック形の剛的な組立体であり得、制御棒４の中心に位
置し、制御棒と同軸的になっており、下部位置と上部位
置との間をその軸線に沿って移動することができる。

【００３６】前記ロック棒３４に対して予荷重をかけて
取り付けられた弾性ワッシャ３８の積み重ねが前記カラ
ー３６を上方へ押し上げ、従って、ロック棒３４と操作
棒３７とによって構成された組立体は、ジャケット４ａ
の内面に機械加工された肩部３９を押している。前記弾
性ワッシャ３８の予荷重は、該ワッシャ３８が通常時は
要素３４と３７で構成された組立体を上部位置に保持
し、前記カラー３６の上部が制御棒４の中間ジャケット
４ｂの下端に係合するように作用している。

【００３７】前記組立体３４と３７が頂部位置にある時
には、ロック棒３４の中実の下端はボール３３と対面し
ている。

【００３８】下部ジャケット４ａの収縮部２４の上にば
ね４０と取り出し管４１とが取り付けられる。該取り出
し管４１は軸線方向の開口４２を有し、その中ではジャ
ケット４ａに固定された締め付けねじ４３が係合してい
る。前記ばね４０はジャケット４ａの肩部２７と係合し
て、取り出し管４１を下方へ押す。制御棒４がポメル１
８から外にある時には、取り出し管４１は締め付けねじ
４３によって底部位置に停止され、ばね４０によって少
なくとも制御棒４の重さに等しい力を受ける。

【００３９】上部炉心と同時に制御棒４を取り出すこと
のできる肩部２２が底部ジャケット４ａの収縮部２４の
上に配置されている。該肩部２２の上では、円筒状のフ
ィンガー２０の支持リブ２１がジャケット４ａに固定さ
れている。端部が面取りされたこれらのフィンガー２０
の長さは、制御棒バンクのガイド９の孔あき板１２の間
隙を選択的に超えることができ、従って該フィンガー２
０は、制御棒４の軸線方向位置にかかわらず常に案内部
分（スプリットスリーブ１４あるいは孔あき板）と協動
することができる。

【００４０】前記中間ジャケット４ｂは制御棒バンク５
の行程より少し長い高さにわたって外部ねじ４４を有し
ており、このねじには制御棒４の駆動のための機構Ａの
２部分ナット４５が係合されている。

【００４１】電気機械的な機構Ａは回転モータを有し、
その固定子４６はタイトエンクロージャ３の外側に位置
し、回転子４７は該エンクロージャ３の内側に位置して
いる。該回転子４７は２つの枢動アーム４８を支持し、
該アーム４８の上端は回転子４７の磁極を構成する。各
々の枢動アーム４８の下端に対しては、半割ローラナッ
ト４５が固定されている。該アーム４８はばね４９によ
って開放可能なクランプを形成する。これらの回転部分
はエンクロージャ３上にボールベアリング５０、５１に
よって保持されている。

【００４２】前記操作棒３７は中間ジャケット４ｂと頂
部ジャケット４ｃの中を上昇する。操作棒３７の上端に
は円筒状の押しボタン５２が剛的に固定され、操作棒３
７と制御棒４との間の相対位置にかかわらず頂部ジャケ
ット４ｃの上方へ突出している。操作棒３７とロック棒
３４とからなる組立体が下部位置にある時には、該押し
ボタン５２のベース５３が頂部ジャケット４ｃ内で機械
加工された肩部３４の上にのり、ロック棒３４の溝３５
がボール３３と対面する。

【００４３】頂部ジャケット４ｃの外面には、特別な再
連結用工具を用いるための要素と係合するためのハウジ
ングあるいは収納溝５５が機械加工されている。

【００４４】最終的に制御棒がその底部末端位置に位置
して、ポメル１８が燃料集合体７の上端ピース１９の上
に乗った時には、電気機械的な機構（Ｂ）のラチェット
５６がタイトエンクロージャ３内の、押しボタン５２よ
りある程度上の位置と同じ位置に配置される。

【００４５】例えば、互いに１２０度の角度をなした３
個のラチェット５６が、タイトエンクロージャ３に対し
て剛的に固定された上部環状磁極５７の上に揺動自在
に、その上端の高さを合わせて存在してもよい。該ラチ
ェット５６はその下端とリンク５８とが高さが一致する
ような高さに位置していて、該リンクはエンクロージャ
３の中で軸線方向に動くことのできる下部、環状磁極５
９と一体的になっている。該固定磁極５７と可動磁極５
９とはばね６０によって互いに引き離れている。amagne
ticなタイトエンクロージャ３の外側の該磁極５７、５
９の位置に環状コイル６１が取り付けられている。最後
に、該ラチェット５６には、その下部において、制御棒
４の方へ向かった歯６２が設けられている。

【００４６】原子炉炉心の２つの燃料再供給の間におけ
る本発明の操作について説明することにする。通常の原
子炉運転の間における本発明による構成体によってとら
れる位置が図４に示されている。

【００４７】制御棒４は制御棒バンク５に対して並進的
に連結されている。ロック棒３４はカラー３６の下にお
ける弾性ワッシャ３８の積み重ねによって及ぼされるス
ラスト力の効果の元に、上部位置に保持されている。該
カラー３６の頂部は中間ジャケット４ｂの下端とあたっ
ており、ロック棒３４はボール３３の前面において、該
ボール３３を、部分的に底部ジャケット４ａの厚み部分
の中で、又制御棒バンク５のポメル１８のロック溝３０
の中で部分的に保持する中実部分を有している。

【００４８】前記ボール３３は制御棒４における機構Ａ
によって加えられる軸線方向の力を、制御棒バンク５の
ポメル１８へ伝達する。前記ロック棒３４の中実部分は
ボール３３を、これらの力の伝達を許す半径方向位置に
保持している。制御棒バンク５のポメル１８に当接した
取り出し管４１を強制的に戻すことによって、ばね４０
はボール３３と、それらと協動する部品１８、４ａ，３
４との間を永久的に接触させる。

【００４９】電気機械的な機構Ａの固定子４６は励磁さ
れている。従って該固定子４６は枢軸アーム４８の上部
を引きつけ、２つの半割りナット４５が制御棒４のねじ
４４上の閉位置に保持される。固定子４６のコイルに電
流を供給して、該固定子４６に回転磁場を発生させる
と、２つのナット部分４５が回転され、制御棒４が上下
され、制御棒バンク５のポメル１８の凹所２９の中でそ
の下部の末端正方形状部分２５が係合することによっ
て、回転が停められ、制御棒のガイド９の案内部分１４
あるいは１２をロック棒３４が滑ることによってそれ自
身が回転ロックされる。

【００５０】電気機械的な機構Ｂのラチェットの下部可
動磁極５９は、ばね６０によって、上部固定磁極５７か
ら離れて保持され、従ってリンク５８に作用し、該リン
ク５８がラチェット５６を、それを保持している固定磁
極５７の中へ完全に引き込んだ状態にして保持する。ラ
チェット５６がこのようになっているので、炉心反応度
を調節するためにラチェット５６の間を滑動する制御棒
４とラッチされることはあり得なくなるであろう。

【００５１】燃料の再供給のために原子炉容器を開放す
る前に、各々の制御棒は、図４、図５、図６および図７
に関連して記載する操作を受ける。

【００５２】最初に、前記２部分ナット４５が制御棒４
と係合され、分離されている制御棒バンク５は燃料集合
体の中の最大あるいはほとんど最大の挿入位置に位置さ
れている。図５で示した第２の場合には、制御棒バンク
５のポメル１８は燃料集合体７の上端１９より数センチ
メートル上方に位置している。

【００５３】電気機械的なラチェット機構Ｂの外部制御
コイル６１に直流電流が供給されると、２つの磁極５
７、５９が磁化される。下部の可動磁極５９が固定され
た上部磁極５７の方へ引きつけられ、該可動磁極５９と
一体的になったリンク５８はラチェット５６の下端を半
径方向に押すことになる。このことによってそれらはそ
の上部の固定軸線の周りで回転され、歯６２を図５で見
て制御棒４の右側へ位置付ける。

【００５４】前記ラチェット５６は押しボタン５２によ
って構成される制御棒４の上端から十分離れており、こ
れらの要素の間の干渉を防ぎ、制御棒４の位置検出シス
テムの正確性を保証する。

【００５５】制御棒４とそれに関連する制御棒バンク５
とはナット４５の回転によって持ち上げられ、制御棒４
が上昇されると押しボタン５２とラチェット５６の歯６
２とが接触され、該ボタン５２が制御棒４の中へ動かさ
れ、弾性ワッシャ３８が圧縮される。

【００５６】押しボタン５２を挿入してロック棒３４の
溝３５がボール３３と同じ高さにまでなった時に制御棒
４の動きは停止され、制御棒４を制御棒バンク５のポメ
ル１８から外すことができ、該ボール３３はポメル１８
のロック溝３０から出て、ロック棒３４の溝３５の中に
係合することができる。

【００５７】制御棒４が制御棒バンク５のポメル１８か
ら外れると、該バンクは燃料集合体７の上端ピース１９
上へ落下する（図６参照）。ポメル１８が降下している
間に、ばね４０によって強制降下される取り出し管４１
が制御棒４の上を滑動し、該ポメル１８が今まで占めて
いた場所に位置し、ボール３３の凹所３２の切頭円錐形
状の収縮側と係合して、一旦ポメル１８から外れてしま
ったボール３３がなくならないようにしている。該取り
出し管４１はクランプねじ４３によってその動きを停め
られ、該管４１の軸線方向開口４２の頂部が該ねじ４３
と接触する。

【００５８】何らかの理由でねじ−ナット機構Ａが、制
御棒バンク５を切り離した後も制御棒４を上昇させ続け
ると、押しボタン５２は該押しボタン５２のベース５３
が制御棒４の頂部ジャケット４ｃの肩部５４と接触する
まで該制御棒４の中へ前進的に挿入され、ロック棒３４
の溝３５の中へ突出していたボール３３が底部位置に来
る。該機構Ａは、磁極５７と５９とを分離させることに
よって、ラチェット５６を引き込み、それによって制御
棒４を連続して上昇させることが十分できる。

【００５９】電流の大きさはトルクに依存し、従って吊
り力に依存するので、機構Ａの電気的な信号を監視する
ことによって、ラチェット５６にかかる力は防ぐことが
できる。さらに、十分に正確な制御棒位置検出システム
が、そのような過剰行程を防ぐことが知られており、ど
のような場合においても、装置に対して不利益を与える
ことはない。

【００６０】制御棒４がポメル１８から自由にされる
と、該制御棒４はその変位機構Ａによってポメル１８の
上に配置され、次に固定子４６への電流を切ることによ
って、ナット４５の２つの部分が枢動アーム４８上のバ
ネ４９のスラスト力によって分離され、それによって解
放される。

【００６１】制御棒４は降下中は、連続的な案内装置１
３のスリーブ１４の中を滑動するフィンガー２０によっ
て回転して案内される。ラチェット５６のための制御コ
イル６１に対する電流供給が中断される。下部の可動磁
極５９がばね６０の伸長によって降下させられ、ラチェ
ット５６はリンク５８の作用によって引き抜き位置へ動
かされる。本発明による構成要素と制御棒バンク５のポ
メル１８との位置が図７に示されている。取り出し管４
１が燃料集合体７の上端面１９にのった制御棒バンク５
のポメル１８と接触する。ばね４０が制御棒４を上昇さ
せ、該制御棒４の円筒状収縮部２４と正方形状収縮部２
５のそれぞれをポメル１８の円筒状凹所２８および正方
形状凹所２９から外へ保持する。

【００６２】ボール３３は取り出し管４１によってロッ
ク棒３４の溝３５の中へ突出して保持され、ワッシャ３
８のスラスト力によって該ロック棒３４の上昇を防ぐ。

【００６３】前記制御棒４は小さなグループの中で、連
続的あるいは選択的に関連する制御棒バンク５のポメル
１８から分離され、自由になる。

【００６４】前記分離作用が約１０ｍｍを超えないこと
を確実にするために、燃料集合体７からの制御棒バンク
５の全体的な取り出し長さが概算される。これはこれら
の条件の下での計算によって実証され、その結果として
得られる反反応度は小さく、１次冷却水に最少量の中性
子吸収毒物を加えることによって容易に補償される。こ
のように、従来技術と同等の反反応度を有するようにす
るために、個々に制御棒バンクを分離する場合には、１
次冷却水中の中性子毒物の濃度を１ppb 以下を増加させ
るだけで十分である。

【００６５】原子炉容器１のふた２が外されると、制御
棒４は上部炉心と同時に取り出され、該上部炉心が上昇
される時には、制御棒４の肩部２２は制御棒バンクガイ
ド９の連続的な案内装置１３の取り付け歯２３を圧す
る。

【００６６】図７に示したように、本発明の結果として
得られる制御棒バンク５のポメル１８に関する制御棒４
の配置によって、上部炉心を引き抜いている作業の間に
制御棒バンク５が燃料集合体７から不意に抜け出ること
が不可能となっている。

【００６７】炉心の再装荷に続いて、上部炉心は制御棒
４と同時に所定の場所へ戻され、制御棒はふた２を取り
外す前、又上部炉心を外す前と同じ、それぞれのポメル
１８部に関する図７に示したような相対位置に位置す
る。該制御棒４の上端は制御棒バンクガイド９の上へ突
出する。

【００６８】再連結するために、制御棒４は制御棒４の
円筒状収縮部２４の底部におけるベアリング面２６が制
御棒バンク５のポメル１８のベアリング面３１に接触す
るまで降下される（図４参照）。この降下作業は工具の
重さによって行なわれ、重量超過による装置の損傷は起
こり得ない。

【００６９】制御棒４を降下させるとばね４０が圧縮さ
れ、収縮部２４の上で取り出し管４１が上昇し、その動
きの終点においてボール３３が制御棒バンク５のポメル
１８のロック溝３０と対面した時に、ロック棒３４はワ
ッシャ３８のスラスト力によって上昇し、ボール３３は
切頭円錐形状凹所３２の外側へ向かい、ポメル１８のロ
ック溝３０の中へ突出する。ロック棒３４が上方で接触
すると、該ロック棒はボール３３と中実部分で対面し
て、ボールをポメル１８のロック溝３０の中で保持し、
このようにしてカップリングが行なわれる。次に制御棒
４が解放される。

【００７０】最後に、全ての制御棒４が再連結される
と、ふた２は元の場所に戻され、原子炉の再起動操作が
継続される。

【００７１】このように、非常に単純で信頼性のある装
置を用いることによって、本発明は燃料装荷と補修の目
的のために加圧水型原子炉の年一回の停止期間を短縮す
ることができる。

【００７２】この停止期間の短縮は経済的にも放射線の
観点からも興味があることに注意すべきである。フラン
スのような多数の加圧水型原子炉を有している国にとっ
て経済的利得は、毎年約５０日である。

【００７３】本発明はここで記載してきた実施例に限定
されず、その変形例をも含む。従って、制御棒の変位お
よび操作棒の操作のためにどのようなタイプの機構を用
いてもよい。

【００７４】制御棒の下端を吸収装置のグリッパーに関
して固定するための他のタイプの装置が考え得る。

【００７５】最後に、本発明は加圧水型原子炉のみなら
ず、炉心内での吸収材を置き換えることによって制御さ
れるどのような型の原子炉にも適用することができ、該
制御は原子炉容器の外側に位置した機構によって確実に
なされ、原子炉容器を横断する伝達部材を介して吸収材
装置に伝達される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の対象となる原子炉容器と原子炉容器の
内部構造物の側面図および部分断面図。

【図２】図１おいてＣで示された枠の中に位置した内部
構造物の部分の図。

【図３】図２の線IIーIIに沿った断面図。

【図４】原子炉が運転されている時の、本発明の垂直対
称面を通る断面図。

【図５】原子炉炉心の再装荷や、補修のために、制御棒
とその吸収装置等との間を外している間の、本発明の構
成要素によってとられる位置の側面図および断面図。

【図６】原子炉炉心の再装荷や、補修のために、制御棒
とその吸収装置等との間を外している間の、本発明の構
成要素によってとられる位置の側面図および断面図。

【図７】原子炉炉心の再装荷や、補修のために、制御棒
とその吸収装置等との間を外している間の、本発明の構
成要素によってとられる位置の側面図および断面図。

【符号の説明】

４制御棒５、１８吸収要素１３案内部分１４割れスリーブ２０フィンガー２１リブ３０、３２凹所３３ボール３５溝３７操作棒３８ばね４１スリーブ５２上端５６ストッパ５９磁化機構６０歯

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原子炉のための吸収要素（５、１８）か
ら制御棒（４）を分離するための機構であって、制御棒
の中を滑動し、制御棒から突出した上端（５２）を有し
た分離操作棒（３７）と、該操作棒、制御棒、吸収要素
と協動するロックシステム（３０、３２、３３）とを具
備した分離機構において、前記操作棒が該操作棒と該制
御棒との間で圧縮されているばね（３８）によって上方
へ押されており、前記上端の上方には引き込み可能なス
トッパ（５６）が設けられていて、制御棒（４）が上昇
された時に該上端を圧するようになっており、前記操作
棒と前記ロックシステムとが、該操作棒を制御棒の中へ
下方向に押すことによって分離されるように設計されて
いることを特徴とする分離機構。
【請求項２】請求の範囲第１項に記載された機構にお
いて、前記ロックシステムがボール（３３）を有してお
り、該ボールが部分的に制御棒（４）の凹所（３２）の
中に配置され操作棒（３７）の回りに配置され、該操作
棒が、断面積の大きい部分の上方において溝（３５）を
有し、また制御棒と吸収要素とが連結されている時には
吸収要素の凹所（３０）が該制御棒の凹所の上へ開放し
ており、前記ボールが操作棒の大断面積部分によって強
制的に、該吸収要素の凹所の中へ部分的に配置され、ま
た分離作用が行なわれる時には、該ボールが制御棒の溝
の中に部分的に位置し、吸収要素の凹所から除去されて
いる分離機構。
【請求項３】請求の範囲第２項に記載された機構にお
いて、前記制御棒がその周囲を滑動するスリーブ（４
１）を有し、分離作用が行なわれる時には該スリーブが
該制御棒の凹所（３２）を覆い、また制御棒に連結され
る時には吸収要素によって該凹所の上方へ押し上げられ
る分離機構。
【請求項４】請求の範囲第１項に記載された機構にお
いて、前記引き込み可能なストッパ（５６）が磁化され
た機構（５９）によって制御され、該磁化機構が制御棒
を取り囲むスリーブ（３）の中で上方へ滑動して該引き
込み可能なストッパを制御棒上で解放し、また底部へ向
かって滑動して該ストッパを引き込む分離機構。
【請求項５】請求の範囲第１項に記載された機構にお
いて、半径方向のリブ（２１）によって制御棒（４）の
下部に固定され、該制御棒（４）が底部、末端位置の近
傍のある高さだけ移動される時に、連続的な案内部分
（１３）の割れスリーブ（１４）の中で滑動する２つの
円筒状のフィンガー（２０）を具備している分離機構。