JPS6047987A - 制御棒駆動装置 - 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〕 本発明は、沸騰水型原子炉の出力調整を行Ｔｘ　ウ制御
棒駆動装置に係り、特に回転スピンドルおよびナツト体
により制御棒を駆動する制御棒駆動装置の改良に関する
。

〔発明の技術的背景〕

まず、この種の制御棒駆動装置の従来のものを第１図な
いし第３図により説明する。

第１図において、原子炉圧力容器１の鏡板２には円筒状
のハウジング３が一体的に突設さｎており、このハウジ
ング３の下端にはスプールピース４を介してシリンダ体
５が突設されている。前記ハウジング３内にはシリンダ
体５上に着座するようにしてガイドチューブ６が嵌合し
ており、このガイドチューブ６内に形成されたガイド溝
７内をガイドローラ８が転動するようにしてナツト体９
がガイドチューブ６内を昇降し得るようになっている。

このナツト体９の上方のガイドチューブ６内には円筒状
の連結棒１０が昇降し得るように遊嵌さｎており、この
連結棒１０の上部は前記原子炉圧力容器１内に臨み、連
結棒１０の上端には制御棒１１が突設されている。なお
、前記連結棒１０の下端部には前記ガイドチューブ６の
ガイド溝７に沿って転動し得るガイドローラ１２が設け
られている。

前記ガイドチューブ６の上端には前記連結棒１０に対し
摺動し得る円筒状のダンパ１３が突設さｎている。一方
、前記ハウジング３の上端部に設けら扛たダンパスリー
ブ１４には上部ガイド１５が支持されでおり、前記ダン
パ１３は皿ばね１６を介して上部ガイド１５に支持され
ている。なお、この上部ガイド１５には、前記連結棒１
０の外周面に形成さｎたガイド溝１７に沿って転動し得
るガイドローラ１８が設けらｎており、このガイドロー
ラ１８により連結棒１０の回転が拘束されている。

前記シリンダ体５には軸受１９が設けられており、この
軸受１９にはボールスピンドル頒が回転自在に支持され
、このボールスピンドル頒はその下端に垂設さｎたモー
タ２１により回転制御されるようになっている。前記シ
リンダ体５にはボールスピンドル頒との間を水密にシー
ルする軸封部材２２が設けられている。前記ボールスピ
ンドル頒の上部は前記連結棒１０内にまで達しており、
ボールスピンドル頒の上端部には連結棒１０の内面に対
し転動するガイドローラｎが設けられている。また、前
記ホールスピンド／Ｉ／２０は前記ナツト体９に螺合し
ており、しかもナツト体９は前記ガイドローラ８により
回り止めさｎているので、ナツト体９は、ボールスピン
ドル頒の回転圧よりガイドチューブ６内を昇降すること
ができる。

前記連結棒１０の下端部には、第２図に詳示するように
、ばね瀕により外側に拡開する方向に付勢された複数の
爪部材がが揺動自在に枢着さ扛ており、この爪部材ゐは
前記ガイドチューブ６に形成された係止孔かに嵌合して
連結棒１０の下降を阻止し得るようになっている。一方
、前記ナツト体９の上端には、前記爪部材部をそのばね
属に抗して内側に縮閉してガイドチューブ６の係止孔あ
への係合を解除するための縮閉リングｎが一体的に突設
されている。なお、前記ガイドチューブ６の係止孔がは
ガイドチューブ６の縦方向に間隔を隔てて設けらｎてい
る。さらに、前記ガイドチューブ６内には管路あにより
高圧水が供給さ几るようになっている。

前述した構成によ肚ば、モータ２１を駆動してボールス
ピンドル頒を回転することによりナツト体９が昇降し、
ここにおいてナツト体９を上昇させれば連結棒１０を介
して制御棒１１が炉心に挿入さｎ、また、ナツト体９を
下降させルば制御棒１１および連結棒１０の自重により
これらの制御棒１１および連結棒が下降し、制御棒１１
が炉心から引抜かれる。

そして、原子炉緊急時の制御棒１１の急速挿入の場合は
、アキュームレータ（図示せず）に蓄えられた高圧水が
管路路を通り、ガイドチューブ６内に導かｎ、連結棒１
０乞急速に押し上げる。

〔背景技術の問題点〕

しかし、炉心内に挿入さｎた制御棒１１を引抜く際には
、制御棒１１の自重および爪部材５のばね鋼による縮閉
リング２７に働（ばねのみで、制御棒１１を駆動するこ
とになるため、熱応力によるねじれあるいはたわみおよ
び連結棒１０のかじりなど予期せぬ原因により制御棒１
ｊの引抜荷重が増大した場合、制御棒１１の引抜が困難
となる場合が考えろ几る。

〔発明の目的〕

本発明は、前述した点に鑑み、制御棒の引抜動作をさら
に安定よ（行なえ、しかも制御棒の緊急スクラム動作も
支障のない制？ＭＩ棒駆動装置乞提供することを目的と
′１−る。

〔発明の概要〕

本発明は連結棒の下端に係合部を形成するとともに、ナ
ツト体に連結棒の係合部に係合し得る係止部を備え、こ
の係止部か連結棒の係合部に係合する方向にばね付勢さ
ｎた係止アームを揺動自在に突設し、前記ナツト体には
前記係止アームに当接し得る弁体を備えた空気ばねを設
け、この空気はねの弁体がガイドチューブ円建供給さ几
た緊急スクラム用高圧水により押動さｒ５て係止アーム
を揺動せしめ、このアームの係止部を連結棒の係合部に
対する係合から解放するようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例により説明する。なお
、前述した従来のものと同一の構成については、図面中
に同一の符号な伺し、その説明は省略する。

第４図は本発明の制御棒駆動装置の全体を示すものであ
るが、第１図と９０°角度を異にしているので、ガイド
チューブ６内へ高圧水を供給する管路別は示さ扛ていな
い。

ナツト体９の上端には、第５図に詳示するよ５に、ナツ
ト体９の直径方向に間隔を隔てて各一対のブラケツ）　
３０　、３０が平行に立設さオｔており、これらのブラ
ケツ）　３０　、３０間に支持さｎた支軸３１には、第
６図に詳示１−ろように、一対の係止アーム３２　、３
２が揺動自在に支持さｎている。各係止アーム３２の上
端部外側には鉤状の系止部３３が突設されており、また
谷係止アーム３２は、前記支軸３１に支持されたばね具
により上端か外側知拡開するように揺動習性を与えろ２
ｔている。一方、連結イ仝１０の下端には、各係止アー
ム３２の係止部３３が係合し得る一対の鉤状の係合部ア
、３５か内園ぎに突設さ、ｌｔている。したがって、ナ
ツト体９の係止アーム３２を連結棒１０の係合部あに係
合させることにより制御棒１１の引抜きを安定よ（行な
うことができる。

前記ナツト体９の上面には各係止アーム３２に対応する
ように一対の空気はね３６　、３６が設けろ２ｔている
。各空気はね３６は　第７図に詳示するように、ナツト
体９に形成さ几た穴３７内に摺動自在に配設さ几たピス
トン状の弁体３８を有しており、この弁体あより下方の
穴３７内には、上下端に円板３９　、４０が溶接さ几た
ベローズ容器４１が配設さ几ている。

このベローズ容器４１内には両端を前記円板３９　、４
０に固着さ几た圧縮コイルばね４２が収納されており、
またベローズ容器４１内には高圧ガスが封入されている
。

ところで、前記ガイドチューブ６内には、原子炉圧力容
器１内部に作用する圧力とつり合いをもタセルために７
０〜／　ｃＡ程度の圧力が加わっている・状態にあり　
前記空気ばね３６のベローズ容器４１の内圧も前記圧力
に対抗し得るようにされている。

すなわち、ベローズ容器４１内の圧縮コイルはね４２お
よびガスは、前記圧力に対抗して弁体３８ヲ穴３７の最
上部に位置させるようになっている。なお、ベローズ容
器４１内の内圧は圧縮コイルばね４２およびガスにより
形成さｊ、るようになっているので、ガスの圧力はそれ
ほど高圧でな（ともよい。

前記弁体３８の上面には、支柱４３が突設されており、
この支柱４３の上端部には前記係止アーム３２の背面材
に当接するローラ４５が取付けらｎている。

この係止アーム３２の背面間は、支軸３１よりやや下方
位置が一番凹んでおり、下端に到る忙っれ傾斜状に突出
している。そして、前記ローラ４５は、弁体間が穴３７
の最上部に位置しているとぎに係止アーム３２の一番凹
んでいる部位の背面４４の近傍に接しており、したがっ
て、弁体間が下降するにつれて係止アーム３２はその係
止部おが連結棒１ｏの係合部あとの係合を解除される方
向に揺動さ九る。

前記シリンダ体５上にはコイルはね４６を介して円筒状
のライナ４７が支持さｎており、このライナ４７はガイ
ドチューブ６に沿って昇降し得るようになっている。前
記ライナ４７の内径は前記ナツト体９が内部に収納さ几
るのに十分な犬ぎさとさ几ており、またライナ４７の底
部には内側に突出するストツバ４８が周設さ几、ライナ
４７がナツト体９の上方に突出しないようになっている
。前記ライナ４７の上面には周方向において係止アーム
３２に対向するように一対の押圧棒４９　、４９が突設
されており、各押圧棒４９の長さは、ライナ４７のスト
ッパ４８がすット体９の底面に当接した状態において押
圧棒４９の上端がナツト体９の上面より多少突出するよ
うにされている。一方、前記各係止アーム３２の前面力
の下端はナツト体９より側方に突出するようにされてお
り、したがって、ナツト体９がガイドチューブ６の下端
部まで下降すると、各押圧棒４９が各係止アーム３２を
押上げて揺動せしめ、係止アーム３２の係止部おが連結
棒１０の係合部あとの係合から解放されるようになって
いる。

つぎに、前述した実施例の作用について説明する。

通常時、ナツト体９の上端の一対の係止アーム３２　、
３２は、ばねあの作用により、第８図に示すように、そ
の係止部あが連結棒１０の係合部３５に係止している。

したがって、制御棒１１の熱によるねじｎあるいはたわ
みや、連結棒１０のかじりなどにより制御棒１１の引抜
荷重が増大しても確実に制御棒１１を引抜くことができ
る。

また、制御棒１１の緊急スクラム動作の際には、１示し
ない管路からガイドチューブ６内に高圧水が供給さルる
ので、この高圧水の水圧により空気ばね３６の弁体あが
ベローズ容器４工内のコイルばね４２およびガス圧に抗
して穴３７内に押込まれる。すると、弁体間に取付けら
れたローラ４５が係止アーム３２の背面■に圧接するよ
うにして下降することＫなるため、各係止アーム３２は
、第９図に示すよ　゛うに揺動して係止部３３は連結棒
１０の係合部あとの係合を解除さｎる。したがって、連
結棒１０はナツト体９と切離さルて前記高圧水により急
速上昇し、制御棒１１は炉心に挿入さｎる。

また、前記ナツト体９がガイドチューブ６の下端部に位
置しているとぎには、ばね４６により上方に付勢されて
いるライナ４７の各押圧棒４９が各停止アーム３２を押
上げるようにして係止アーム３２を揺動させるので、第
１１図および第１２図にそれそｎ示すように、係止アー
ム３２の係止部おは連結棒１０の係合部あとの保合を解
除さｎる。したかつて、この場合にも制御棒１１の緊急
スクラム動作乞安定的に行なうことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したよ５Ｋ、本発明に係る制御棒駆動装置は、
連結棒の下端に係合部を形成するとともに、ナツト体Ｋ
、連結棒の係合部に係合し得る係止部を備え、この係止
部が連結棒の係合部に係合する方向にばね付勢された係
止アームを揺動自在処突設し、前記ナツト体には前記係
止アームに当接し得る弁体を備えた空気ばねの弁体がガ
イドチューブ内に供給さｎた緊急スクラム用高圧水によ
り押動されて係止アームを揺動せしめ、このアームの係
止部を前記連結棒の係合部に対する係合から解放するよ
うにしたので、制御棒の引抜動作を安定よ（行なえ、し
かも制御棒のスクラム動作も支障な（行なえるという優
れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の制御棒駆動装置の一例を示す縦断面図、
第２図は第１図のナツト体近傍の拡大図、第３図は第２
図の相当部分の横断面図、第４図は本発明に係る制御棒
駆動装置の実施例を示す縦断面図、第５図は第４図のナ
ツト体の一部横断平面図、第６図は第５図の縦断面図、
第７図は第６図の空気ばねの拡大図、第８図および第９
図はそれぞれ本発明の作用を示す縦断面図、第１０図は
第４図のライナ近傍の拡大平面図、第１１図および第１
２図はそれぞれ第１０図ライナの作用を示１−縦断面図
である。 １・・・原子炉圧力容器、６川ガイドチユーブ、９・・
・・ナツト体、１０・・・連結棒、Ｊｌ・・・制御棒、
加・・・ボールスピンドル、２１・・・モータ、５・・
・爪部材、３２・・・係止アーム、３６・・・空気ばね
、４５・・・ローラ、４７・・・ライナ。 出願人代理人　猪　股　清 第１図 第２図 第３図 箒４図 第す図 第６図 第１０図 卒ｉｉ図 弗１２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）スピンドルの回転によりガイドチューブ内を昇降す
   るナツト体と、上端に制御棒を突設さ九、前記ナツト体
   の昇降に伴なって昇降し、かつ前記ガイドチューブ内に
   供給さｎた緊急スクラム用高圧水により急速上昇し得る
   筒状の連結棒とを有する制御棒駆動装置において、前記
   連結棒の下端に係合部を形成するとともに、前記ナツト
   体Ｋ、連結棒の係合部に係合し得る係止部を備え、この
   係止部が連結棒の係合部に係合する方向にばね付勢さｎ
   た係止アームを揺動自在に突設し、前記ナツト体には前
   記係止アームに当接し得る弁体な備えた空気ばねな設け
   、この空気はねの弁体が前記ガイドチューブ内に供給さ
   れた緊急スクラム用高圧水により押動さルて係止アーム
   を揺動せしめ、このアームの係止部を前記連結棒の係合
   部に対する係合から解放するようにしたことを特徴とす
   る制御棒駆動装置。 ２）前記ナツト体およびガイドチューブ間には上方にば
   ね付勢された抑圧部材が介装されており、この抑圧部材
   は前記ナツト体がガイドチューブの下端部に達したとき
   に前記係止アームを揺動せしめ、このアームの係止部を
   前記連結棒の係合部に対する係合から解放するようにし
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の制御棒
   駆動装置。