JPS6046490A - 高速増殖炉用制御棒駆動機構 - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明は高速増殖炉用制御棒駆動ｉ構に係り、制御棒
を着脱可能とするラッチ機構を改善した高速増殖炉用制
御棒駆動機構に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

第１図は従来の高速増殖炉用制御棒駆動機＋１４を示す
断面図である。

炉心１の上方に設けられる炉上差３には制御棒駆動機構
５が設置される。この制御棒駆動機構５では、ハウジン
グ７および上部案内管９の内部に、外部延長管１１が収
納される。外部延長ｙｎはリードスクリュー１３を介し
て　／Ｓウジング７の上端部に設けられる駆動モータ１
５に連結される。この駆動モータＪ５により外部延長管
１１は、ハウジング７および上部案内管９の内部を昇降
可能とされる。

また、この外部延長管１１の先端部には、拡開可能なラ
ッチフィンガ１７が設けられる。

一方、外部延長管１１の内部には内部延長管１９が配設
される。この内部延長管１９は、その上部が電磁石２１
を介して外部延長管１１と一体結合可能とされる。まだ
、内部延長管１９の下端部には、大径の動作軸んが設け
られる。この動作軸ｎは、内部延長管１９が電磁石２１
に吸着される時には、ラッチフィンガ１７の内側に位置
してランチフィンガ１７を拡開し、これによシ、制御棒
すのハンドリングヘッドががラッチフィンガ１７に係止
される。

したがって、通常時には、電磁石２１が励磁され、外部
・内部延長管１１．１９および制御棒５は一体となシ、
駆動モータ１５の作動によシ、昇降する。また、スクラ
ム時には電磁石２１が消磁される。これにより、内部延
長管１９が外部延長管１１に対して、下降し、動作軸ｎ
はハンドリングヘッドｉ内を降下して、ラッチフィンガ
１７とハンドリングヘッド２７との係止が解除され、制
御棒５は炉心１内に挿入される。

ところが、上記制御棒駆動機構５では内部延長管１９が
長く、かつ延長管が２重構造とされていることから、制
御棒かを制御棒駆動機構５に着脱するラッチ機構の構造
が複雑となる。

また、内部延長管１９が長いため、熱膨張による動作軸
乙の延びが著しく大きい。したがって、動作軸るの操作
ストロークを確保するために、ハンドリングヘッドｎの
ラッチストロークが例えば３０Ｗ＋程必璧となり、ハン
ドリングヘッドｎが大型化する。

さらに、スクラム時の炉心制御は電磁石２１を手動操作
することのみにより行なわれるので、スクラム時の原子
炉の安全性を充分確保することができない恐れがある。

〔発明の目的〕

この発明は上記従来の問題点に鑑みなされたものであっ
て、制御棒駆動機構とルリ御棒との係止４７ケ造を小型
物簡素化するようにした高速増殖炉用制御棒駆動機構を
提供することを目的とする。

〔発明の概侠〕

上記目的を達成するために、この発明に係る高速増殖炉
用制御棒駆動機構は、炉上蓋に固定される制御棒駆動源
に連結され昇降自在とされる延長管と、この延長管の下
端部に設けられ、制御棒のハンドリングヘッドを係止可
能とするラッチ機構とを有し、このラッチ機構は作動源
と、この作動源に連結される駆動軸と、この駆動軸の外
周に設けられ、駆動軸の移動により拡開して前記ハンド
リングヘッドを係止可能とするラッチ部とを備えるもの
であシ、前記作動源とラッチ部とを近接して設けて、ラ
ッチ機構を単純化し、また前記駆動軸の熱膨張による延
びを小さくして、前記ハンドリングヘッドを小型化した
ものでるる。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図はこの発明に係る高速増殖炉用制御棒組ＳａＷの
一実施例を示す断面図である。

原子炉容器１０１の内部にＬ炉心１０３が配設され、こ
の炉心１０３の燃料集合体間に下部案内管１０４が設け
られる。この下部案内管１０４は制御棒１０５の昇降移
動をガイドするものであシ、制御棒１０５の昇降によシ
炉心１０３の反応度が制御される。また、原子炉容器１
０１の頂部は、炉上蓋１０６で覆われており、この炉上
蓋１０６には制御棒１０５を昇降移動させる制御棒駆動
機構１０７が複数設けられる。

制御棒駆動機構１０７では、炉上蓋１０５の上部にハウ
ジング１０９が、下部に上部案内管１１０が同軸に固定
される。ハウジング１０９内の上部には駆動モータ１１
１が設けられ、この駆動モータ１１１にはリードスクリ
ュー１１３が設けられる。リードスクリュー１１３には
ボールナラ）　１１５が螺装され、このゼールナット１
１５は内部ケーシング１１７に固着される。内部ケーシ
ング１１７の下部にはラッチフィンガ１１９が固着され
、このラッテフィンガ１１９によシ、円筒形状の延長管
１２１が係止され、内部ケーシング１１７と一体化され
る。

延長ｖ１２１はハウジング１０９および上部案内管１１
０と同軸に配設され、炉心蓋１０６を貫通して、ハウジ
ング１０９および上部案内管１１０の全長と＃１ｔ１同
程度１で延在される。この延長管１２１の下端部には、
制御棒１０５を係止するラッチ機構１２２が設けられる
。また、延長管１２１の外周で炉上蓋１０６の下向近傍
には、スズリング受は部１２３が設けられる。このスズ
リング受は部１２３と炉上蓋１０６上面との間にベロー
ズ１２５が装着され、炉上蓋１０６下部に充填されるナ
トリウムガスがハウジング１０９内へ侵入するのが防止
される。

また、延長管１２１の下部外側には、円筒形状の加速管
１２７が、延長管１２１と同軸に配設される。

この加速管１２７の下端部は、制御棒１０５のハンドリ
ングヘッド１２９上端面に当接支持される。このハンド
リングヘッド１２９は制御棒１０５の上部に円筒形状に
設けられて、ラッチ機構１２２と結合するものである０
また、加速管１２７の上部にはダッシュラム１３１が固
着される。このダッシュラム１３１と前記スズリング受
は部１２３との間には圧縮スズリン７１３３が介装され
、制御棒１０５を下方に付勢する。また、上部案内管１
１０の内部にはダッシュボット↓３５が設けられる。こ
のダッシュポット１３５はダッシュラム１３１に保合可
能に形成されて、加速管１２７の下降位置を規制する。

前記ラッチ機構１２２は、第３図に示される如く、作動
源としての！磁石１３７、駆動軸としての動作部１３９
およびアーマチュア１４７、ラッチ部としてのボール１
４１から構成される。すなわち、延長管１２１の下端部
は縮径して縮径部１４３とされ、内部に段部１４５が形
成される。延長管１２１の内部で段部１４５の上方には
、電磁石１３７が密封状態で収納される。また、電磁石
１３７の下方で段＄４５の上方にはアーマチュア１４７
が、延長管１２１の軸方向に摺動自在に配設される。ア
ーマチュア１４７の上部には電磁石１３７の内部へ突出
するガイド棒１４９が固着される。電磁石１３７とアー
マチュア１４７との間には、ガイド棒１４９を被冠して
圧縮ばね１５１が介装され、アーマチュア１４７を下方
に付勢する。

アーマチュア１４７の下部には、縮径部１４３内を軸方
向に摺動する動作軸１３９が固着される。一方、上記縮
径部１４３の軸方向略中央部には、円周方向に複数個の
穴１５３が貫通して形成される。この人１５３の各々に
は？−ル１４１が配設される。このボール１４１は、そ
の直径が縮径部１４３の肉厚よシ大きく、また、穴１５
３内で縮径部１４３の半径方向に移動可能とされる。さ
らに？−ル１４１は、縮径部１４３から外方へ突出した
ときには、ハンドリングヘッド１２９の上端内部に形成
される環状突部１５７を係止可能とする。

上記動作軸１３９の外周には全周に渡って溝１５９が形
成される。この溝１５９の軸方向位置は、電磁石１３７
が消磁されてアーマチュア１４７が段部１４５に当接し
たときに、穴１５３と対応する位置で娶る。動作軸１３
９における溝１５９の下部は作用部１６１とされ、この
作用部１６１の側壁にボール１４１が当接することによ
シ、ば−ル１４１は縮径部１４３から外方に突出する。

また、動作軸１３９における作用部１６１の下部は細径
の案内部１６３とされ、延長管１２１の下部先端に摺接
されるとともに、電磁石１３７が消磁されたときには下
方に移動して、ノ１ンドリングヘッド１２９の底部１６
５を押圧する。

また、上記電磁石１３７の鉄心またはアーマチュア１４
７は常磁性材料で形成される。つまシ、鉄心またはアー
マチュア１４７は、キュリ一点（６００ｔ：’〜６５０
ｔｌｌ’）以上の温度では磁性が著しく低下する材料で
形成される。また、図中符号６７は緩衝材である。

次に作用を説明する。

高速増殖炉の通常の起動、停止および出力制御では電磁
石１３７が励磁され、アーマチュア１４７は電磁石１３
７に吸着される。この場合、ボール１４１は作用部１６
１から外向きの力を受け、縮径部１４３の外方に突出す
る。この突出された？−ル１４１によシハンｒリングヘ
ッド１２９の環状突起１５７が係止され、制御棒１０５
は延長管１２１と結合する。この状態で、駆動モータ１
１１を作動させ延長管１２１を昇降して、制御棒１０５
を炉、Ｌ　１０３から引き抜きまたは炉心１０３に挿入
する。

また、炉心１０３のスクラム時には、電磁石１３７を消
磁する。すると、アーマチュア１４７および動作軸１３
９が下降し、第４図に示されるように、ボール１４１が
溝１５９内に収納されて、縮径部１４３がらのｌ−ル１
４１の突出がなくなる。これにょシ、ｆ−ル１４１と環
状突部１５７との係止が解除され、スプリング１３３の
付勢力によって加速管１２７が下降して、制御棒１０５
は炉心１０３内に挿入される。

上記実施例によれは、延長管１２１の下端部に位置しボ
ール１４１を拡開方向に移動させる動作軸１３９と、こ
の動作軸１３９を作動させる電磁石１３７とが近接して
設けられることがら、動作軸１３９と電磁石１３７とを
連結する従来の内側延長管が不要となる。したがって、
制御棒駆動機構１０７におけるラッチ機構１１２の構造
を簡素化することができる。

また、ラッチ機構の動作軸１３９が短がいため、熱膨張
による動作軸１３９の延びが小さい。したがって、動作
軸１３９の操作ストロークを確保するためのハンドリン
グヘッド１２９のラッチストロークを短かくすることが
でき、ハンドリングヘラｒ１２９を小型化することがで
きる。

さらに、電磁石１３７の鉄心まだはアーマチュア１４７
が常磁性材料で形成されることから、原子炉容器１０１
内が６００Ｃ〜６５０Ｃ以上の温度になると、電磁石１
３７を消磁しなくてもアーマチュア１４７が電磁石１３
７から離反し、延長管１２１と制御棒１０５のハンドリ
ングヘッド１２９との係止を自動的に解除することがで
きる。したがって、原子炉の安全性を向上させることが
できる。

次に、他の実施例を示す。

この実施例は、上記実施例の構成のうち、上記実施例の
縮径部１４３の代わシに従来のラッチフィンガ１７を用
い、動作軸１３９の代わ９に従来の動作軸おを用いたも
のである。この実施例では、通常時に、アーマチュア１
４７が電磁石１３７に吸着され、ラッチフィンガ１７が
動作軸乙により拡開される。

これにより、ラッチフィンガ１７が、ハンドリングヘッ
ド１２９の環状突部１５７に係止される。またスクラム
時には、電磁石１３７が消磁され、動作軸おが下降して
ラッチフィンガ１７が縮径される。これによシ、ラッチ
フィンガ１７とハンドリングヘッド１２９との係止が解
除される。この実施例によっても、電磁石１３７が延長
管１２１の下部に設けられ、また電磁石１３７の鉄心と
アーマチュア１４７とが常磁性材料で形成されることか
ら、前記実施例と同様な効果を奏することができる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明に係る高速増殖炉用制御棒駆動
＆宿によれば、制御棒のハンドリングヘッドを係止する
ラッチ機構が延長管の下部に設けられ、このラッチ機構
が、作動源と、この作動源に連結される駆動軸と、この
駆動軸の外周に設けられ、駆動軸の移動によシ拡開して
前記ハンドリングヘッドを係止するラッチ部とを備えた
ことがら、制御棒駆動機構と制御棒との保合構造を小型
・簡素化することができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の高速増殖炉用制御棒駆動機構を示す断面
図、第２図はこの発明に係る高速増殖炉用制御棒駆動機
構の一実施例を示す断面図、第３図は第２図のＡ部拡大
断面図、第４図はスクラム時のＡ部拡大断面図である。 １０３・・・炉心、１０５・・・制御棒、１０６・・・
炉上蓋、１１１・・・駆動モータ、１２１・・・延長管
、１２９・・・ノ＼ンドリングヘッド、１３７・・・電
磁石、１３９・・・動作軸、１４７・・・アーマチュア
、１５５・・・ｓ？−／ｌ／、１５９・・・溝。 出願人代理人　波　多　野　久 第１図 Ｉぺ 第２１　■１ 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、炉上蓋に固定される制御棒駆動源に連結され昇降自
   在とされる延長管と、この延長管の下部に設けられ、制
   御棒のハンドリングヘッドを係止可能とするラッチ機構
   とを有し、このラッチ機構は作動源と、この作動源に連
   結される駆動軸と、この駆動軸の外周に設けられ、駆動
   軸の移動により拡開して前記ハンドリングヘッドを係止
   可能とするラッチ部とを備えることを特徴とする高速増
   殖炉用制御棒駆動機構。 ２、前記作動源が前記延長管内部に配設される電磁石と
   され、また前記ラッチ部が延長管に出没可能に収容され
   るゴールとされ、さらに前記駆動軸に溝が形成されて、
   駆動軸の移動によシ上記日？−ルが上記溝内に収納また
   は溝外に突出可能にされた特許請求の範囲第１項記載の
   高速増殖炉用制御棒駆動機構０ ３、前記電磁石の鉄心または駆動軸の電磁石側が常磁性
   材料で形成される特許請求の範囲第１項または第２項記
   載の高速増殖炉用制御棒駆動機構０