JPS6061679A - 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〕 本発明は、原子炉圧力容器内に設けられた制御棒機構に
関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来、原子炉の制御棒駆動駆動機構は制御棒につながる
支持部の上部又は下部に配置されており、その駆動用モ
ータは原子炉圧力容器の外部にあった。

そのため原子炉圧力容器内に占める制御棒支持部及び駆
動機構部は極めて長大となり、また原子炉外にある駆動
モータ部も長く、原子炉圧力容器の小形化及び原子炉全
体の高さの低域化が不可能となっていた。特に原子炉圧
力容器内に熱交換器上置く熱供給を主目的とした自然循
環型の原子炉では原子炉炉心上部空間に制御棒駆動機構
があるため、その空間に熱交換器に設けられない等の空
間利用に大きな障害があった。

また、機構的には可動部分の田カモールの問題や、保守
、点検時の取付、取はづしに機構が複雑であるため多く
の工数を要するという不便さかあつた。

〔発明の目的〕

本発明は、原子炉圧力容器の中に占める体積ができるだ
け小さく、構造および取扱も簡単であり、原子炉全体全
小形化し、耐震上からも全体の高さを低くし且つ原子炉
建屋の体積も減少させることのできる制御棒駆動機構を
提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明の制御棒駆動機構は、炉心の内外に亘って設けら
れた長尺かつ水密な制御棒案内管と、この制御棒案内管
内に長手方向移動自在にして内装されるとともに前記炉
心内に挿入、引抜きされる制御棒と１、前記制御棒案内
管の前記炉心外の位置に数句けられた水密の駆動部収納
箱内に内装されるとともに原子炉圧力容器外からの指令
により前記制御棒？長手方向に移動せしめる駆動装置と
により形成したことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図から第４図につ第１図は
本発明の制御棒駆動機構を自然循環型の原子炉に適用し
たものであり、第２図から第４図はその詳細を示す。

原子炉圧力容器１内の下部中央には炉心２が設けられて
おり、この炉心２の上部に支持架台３が付設されている
。この支持架台３を貫通し、炉心２内およびその上方に
亘って伸びる長尺な制御棒案内管４が複数配設されてい
る。各制御棒案内管４は、第２図および第３図に示すよ
うに、断面十字形で水密な中空容器状をしている。この
制御棒案内管４内には炉心２とほぼ同長の断面十字形の
制御棒６が長手方向すなわち上下方向に移動自在にして
内装されている。この制御棒６には上下動を安定的にす
るため制御棒案内管４の内壁面と、ころがり接触するガ
イドローラ６ａが取付けられている。また、制御棒案内
管４内には大気圧または一定圧力の気体が充填されてお
り、制御棒６の移動時の抵抗を低減させている。また、
制御棒案内管４の炉心２を外れた支持架台３の上部位置
に駆動装置を収める水密な駆動部収納箱５が固着されて
いる。この駆動部収納箱５内には制御棒６全上下動せし
める駆動装置を形成する駆動モータ７が設けられている
。この駆動モーフ７の出力軸の回転は傘歯車８．９ヲ介
してピニオン１０に伝えられる。

このピニオン１０は制御棒６の一側面に上下方向に設け
たラック１１と噛合している。制御棒６の上端には炉心
２の上端から駆動装置までに達する上部リード部６ｂが
延長して設けられている。勿論ラック１１もこの上部リ
ード６ｂにも延長して設けられている。この駆動モータ
７へは原子炉圧力容器１およびライザ１２ヲ貝通して駆
動部収納箱５に接続された可撓電線管１３内を辿ったケ
ーブル１４が接続されている。駆動モータ７はこのケー
ブル１４よシミ力供給と制御棒６の駆動指令を受ける、
よって、この駆動モータ７０回転によりピニオン１０と
ラック１１とにより制御棒６が上下動させられる。この
駆動モータ７は回転数可変であり、またブレーキ機構が
内蔵されている。可撓電線管１３は水密シ一部収納管５
への接続部の水密を保持されている。

また、可撓電線管１３およびケーブル１４は中性子照射
を受けても劣化しない拐料で製せられている。

また、制御棒案内管４の底部には制御棒６のスクラム時
の挿入や自然落下時における下降力を緩和して減衰させ
る緩衝用ばね】６が設けられている。

また、駆動部収納箱５の下端には支持架台３」二に載せ
られる固定用フランジ１７が設けられており、固定用ボ
ルト１８によってこの固定用フランジ１７を支持架台３
に固着することにより、制御棒案内管４自身をも固定す
る。

次に、本実施例の作用を説明する。

第１図に示す自然循環型の原子炉においては、炉心２の
部分で加熱された冷却材が気液二相流となり、その浮力
をライザ１２で更に拡大して自然循環力とする。

この原子炉の出力の制御は、炉心２内に複数配置された
制御棒案内管４内の制御棒６を、駆動部収納箱５内ｒ組
込まれた駆動モータ７で上下に駆駆動モータ７の回転数
制御で行ない、また一定位置での保持は駆動モータ７の
ブレーキにより行なう。制御棒６の荷重が大きい場合に
は、駆動部収納箱５の大きさを軸方向に拡大し、大形モ
ータ又はモータ外にブレーキ装置を設けるとよい。

スクラム時には、挿入時のモータ回転数を増大して所定
のスクラム時間内に制御棒６の挿入を完了させる。また
、停電時にはブレーキ装置は開放となり制御棒６は自重
で制御棒案内管４内を落下し炉心２内に主述停止する。

そして、スクラム時及び自然落下時の衝撃は断面十字形
の制御棒案内管４の底部に配置された緩衝用バネ１６で
吸収される。

一方燃料取替時には先づ、十字形制御棒６の駆動部収納
箱５の無い位置にある燃料を支持架台３越しに取り出し
てから、制御棒６を制御棒案内管４と共に炉心２外に取
り出し、そのちと駆動部収納箱５の下方にある燃料を取
り出す。この際、冷却材の水面位置を駆動部収納箱５の
電線管結合部の水密シール１５より下げておき、ケーブ
ル１４のコネクター結合部を切りはなしておく必要があ
るが、■ 丑りの作業全可能にするため可撓電線管１３が用いられ
ている。

本実施例はこのように形成されるので制御棒６の部分が
小さく原子炉圧力容器１内の有効利用、小形化が可能で
あり、原子炉圧力容器１に制御棒用の貫通孔がなく製作
が容易かつ、安価となる。

また、制御棒駆動機構自身は構造が簡単となり安価で保
守が容易でしかも動作が確実で安全である。

さらに、原子炉全体の高さが低くなり、耐震上も経済的
にも有利となる。また、炉心上部空間に熱交換器を設け
ることもできる。

なお、断面が十字形以外の制御棒に用いてもよく、駆動
モータの電源電池を駆動部収納箱内に組み込んでもよい
。更に、強制循環冷却型の原子炉に適用してもよく、駆
動装置を炉心の下部に設けてもよい。

〔発明の効果〕

このように本発明の制御棒駆動機構は構成され作用する
ものであるから、小型で構造も簡単で、取扱いや動作も
安全かつ安定しており、原子炉全体全小形化でき、また
原子炉建屋全体の体積をも減少させることができる等の
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の制御棒駆動機構の一実施例を示し、 第１図は自然循環型の原子炉に適用した場合の原子炉全
体の線断側面図、第２図は制御棒駆動機構の線断側面図
、第３因は、第２図のｌ−１ｆ線に沿った拡大断面図、
第４図は第３図の底面図である。 ２・・・炉心、４・・・制御棒案内管、５・・・駆動部
収納箱、６・・・制御棒、７・・・モータ、１０・・・
ビニオン、１１・・・ラック。 出願人代理人　猪　股　清

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、炉心の内外に亘って設けられた長尺かつ水密な制御
   棒案内管と、この制御棒案内管内に長手方向移動自在に
   して内装されるとともに前記炉心内に挿入、引抜きされ
   る制御棒と、前記制御棒案内管の前記炉心外の位置に取
   付けられた水密の駆動部収納箱内に内装されるとともに
   原子炉圧力容器外からの指令により前記制御棒を長手方
   向に移動せしめる駆動装置とを有する制御棒駆動機構。 ２、駆動装置は、変速運転可能外駆動モータと、この駆
   動モータによって回転させられるピニオンと、制御棒の
   長手方向に固着され前記ピニオンと噛合するラックとで
   形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の制御棒駆動機構。