JPS6113180A - 原子炉制御装置 - 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〕 本発明は高速増殖炉等の原子炉制御装置に関する。

〔発明の技術的背景〕

従来の原子炉制御装置の構成を第１図および第２図を参
照して説明する。図中１は原子炉容器であっヤ、この原
子炉容器１内には炉心２が収容されておシ、この炉心２
は炉心支持板３によって支持されている。そして、この
炉心２内には炉内制御棒案内管４が装荷されており、こ
の炉内制御棒案内管４は炉心支持板３に固定されている
。そして、この炉内制御棒案内管４内には制御棒互が挿
入されている。そして、この制御棒乏は遮蔽プラグ６を
貫通して設けられた制御棒駆動機構ヱによって上下に駆
動され、核反応を制御するように構成されている。また
、上記制御棒駆動機構ヱは以下の如く構成されている。

８はそのハウジングであって、遮蔽プラグ６に取付けら
れている。そして、このハウジング８内にはスクリュー
９が設けられており、このスクリュー９はモータ１０に
よって回転駆動されるように構成さ九ている。そして、
このスクリー−９にはナツト１１が螺合しておシ、この
ナツト１ノは保持電磁石１２、連結機構１３を介して延
長管１４の上端に連結されている。そして、この延長管
１４は炉内に挿入され、その下端はラッチ機構１５を介
して前記の制御棒りに連結されている。そして、上記の
モータ１０によってスクリュー９が回転されるとナツト
１ノが上下に移動し、−延長管１４を介して制御棒互を
上下に駆動するように構成されている。

〔背景技術の問題点〕

前記炉心２および炉内制御棒案内管４は炉心支持板３上
に取付けられている。一方、制御棒駆動機構りは遮蔽プ
ラグ６に取付けられている。

このため、地震時に炉心支持板３と遮蔽ゾラグ６とが別
々に上下に振動した場合には、炉心２は炉心支持板３と
ともに変位し、また制御棒互は遮蔽プラグ６とともに変
位するので、この炉心２と制御棒互との相対的位置が変
化し、炉心２の制御に支障を生じる可能性があった。

〔発明の目的〕

本発明は地震等によって炉心と遮蔽プラグとが別々に上
下に振動した場合でも炉心と制御棒との相対的位置が変
化することがなく、原子炉の制御に支障が生じることの
ない原子炉制御装置を得ることにある。

〔発明の概要〕

本発明は原子炉容器内に収容された炉心に装荷された炉
内制御棒案内管と、この炉内制御棒案内管内に挿入され
た制御棒と、上記炉内制御棒案内管の内周面または制御
棒の外周面に形成された螺旋状の溝と、上記制御棒の外
周面または炉内制御棒案内管の内周面に設けられ上記螺
旋状の溝に嵌合する係合部と、上記制御棒を上下に駆動
するとともにこの制御棒の回転を許容する制御棒駆動機
構とを具備したものである１、したがって、制御棒が炉
心すなわち炉内制御棒案内管に対して移動する場合には
、この制御棒は螺旋状の溝に案内されて回転しながら移
動する。したがって、制御棒駆動機構によって制御棒を
駆動する場合には、制御棒の箸動速度は比較的小さいの
で制御棒は回転しながら移動する。

これに対し、地震等で炉心支持板と遮蔽プラグとが別々
に上下に振動した場合には制御棒の炉心に対する変位は
早い周期の往復動となる。したがって制御棒がこのよう
に移動するためには制御棒が早い周期で往復回動し外け
れば々らないことになり、大きな抵抗が生じる。よって
結局制御棒は炉心すなわち炉内制御棒案内管に対して移
動することができず、炉心とともに移動し、制御棒と炉
心との相対的な変位が防止され、制御に支障が生じるこ
とはないものである。

〔発明の実施例〕

以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。第３図′
ないし第５図には本発明の第１実施例を示す。図中１０
１は原子炉容器であって、この原子炉容器１０ノ内には
炉心１０２が収容されている。そして、この炉心１０２
は炉心支持板１０３上に支持されている。そして、この
炉心１０２には燃料集合体とともに炉内制御棒案内管１
０４が装荷されている。この炉内制御棒案内管１０４は
その内面が断面円形に形成されている。そして、この炉
内制御棒案内管１０４の下端部にはエントランスノズル
１０５が設けられておシ、このエントランスノズル１０
５は炉心支持板１０３に差し込まれ、この炉心支持板１
０３に固定されている。そして、この炉内制御棒案内管
１０４の内周面には螺旋状の溝１０６が形成されている
。また、この炉内制御棒案内管１０４内には制御棒１０
７が挿入されている。この制御棒１０７は内部に中性子
吸収゛物質を収容した本体部１０７ａと、この本体部１
０７ａの上端部に設けられたノ・ンドリングヘッド１０
７ｂとから構成されている。そして、上記本体部１０７
ａの外周面には上記炉内制御棒案内管１０４の内面に形
成された螺旋状の（ｇ　１０６に嵌合する係合部たとえ
ば螺旋状の突条１０８が突設されている。したがってこ
の制御棒１０７は上記の螺旋状の溝１０６に案内され回
転しながらこの炉内制御棒案内管１０４内を上下に移動
するように構成されている。また、上記）・ンドリング
ヘッド１０７ｂと本体部１０７ａとの連結部にはスイベ
ル機構１０９が設けられている。

このスイベル機構１０９は第５図に示す如くノ・ンドリ
ングヘッド１０７ｂ側に取付けられ、球面状の座面を有
する球面ナツト１１０と、本体部１０７ａ側に形成され
この球面ナツト１１ｏの座面に当接する受座面１１１と
から構成されており、本体部１０７ａとハンドリングヘ
ッド１０７ｂとが互に自由に回転し得−るように構成さ
れている。

また、前記原子炉容器１０１の上端に取付けられた遮蔽
プラグ１１３には制御棒駆動機構１１４が取付けられ、
この制御棒駆動機構１１４によって前記制御棒１θ７が
上下に駆動されるように構成されている。そして、この
制御棒駆動機構１１４は以下の如く構成されている。

１１５はそのハウジングであって、遮蔽プラグ１１３に
取付けられている。そして、このハウジング１１５内に
はスクリュー１１６が設けられておシ、このスクリュー
１１６はモータ１１８によって回転駆動されるように構
成されている。

そして、このスクリュー１１６にはナツト１１９が螺合
しており、このスクリュー１１６が回転することによっ
てナツト１１９が上下に移動するように構成されている
。なお、このナツト１１９はキー１２０によって回シ止
めがなされている。また、上記スクリュー１１６の回転
量はポテンショメータ１２ノによって検出され、これに
よってナツト１１９の位置が検出されるように構成され
ている。そして、このナツト１１９の下面には保持電磁
石１２２が取付けられており、この保持電磁石１２２に
はアーマチュア１２３が吸着されている。そして、この
アーマチュア１２３の下面には複数の案内棒１２４が突
設されておシ、この案内棒１２４には連結体１２５の上
端が上下に摺動自在に嵌合している。なお、これら案内
棒の下端には大径のスト２７４部１２４ａが形成され、
上記連結体１２５の下方への抜けが防止されている。ま
た、この連結体１２５の上端とアーマチュア１２３の下
面との間には圧縮コイルばね１２６が介装されておシ、
連結体１２５はどの圧縮コイルはね１２６によって下方
に付勢されている。したがって、この連結体１２５はア
ーマチュア１２３に対して下方には移動不能であるが上
記圧縮コイルばね１２６の付勢力に抗してよ方には移動
できるように構成されている。そして、上記連結体１２
５の下端は連結機構１２７を介して外側延長管１２８の
上端に連結されている。そして、この外側延長管１２８
は上部案内管１２９内を通って炉内に挿入されており、
その下端はグリシ）４１３０を介して前記制御棒１０７
のハンドリングヘッドｌ０７ｂに連結されている。なお
、上記外側延長管１２８内には上記グリシＡ１３０の把
持を解放するための内側延長管１３１が挿通されている
。

以上の如く構成された本発明の第１実施例はモータ１１
８によってスクリュー１１６が回転されるとナツト１１
９が上下に移動し、外側延長管１２８を介して制御棒１
０７が炉内制御棒案内管１０４内を上下に移動し、核反
応の制御をなす。この場合、制御棒１０７の本体部１０
７ｇは螺旋状の溝１０６に案内されて回転しながら上下
動する。しかし、制御棒駆動機構１１４による制御棒１
０７の駆動速度は比較的遅く、マた速度も一定であるか
ら制御棒１０７がこのように回転しながら上下動しても
抵抗はそれ程大きくはならず、制御棒１０７は自由に上
下に移動できる。これに対し、地震等により炉心支持板
ｉｏｓと遮蔽７プ２グ１１３とが別々に上下に振動した
ような場合には炉内、制御棒案内管１０４つまり炉心１
０２に対する制御棒１０７の変位は早い周期の往復動と
なる。したがって、制御棒１０７がこのような変位をし
ようとすればこの制御棒１０２は早い周期で往復回動し
なければ女らない。このため、制御棒１θ７の移動には
大きな抵抗が生じ、結局制御棒１０７は炉内制御棒案内
管１０４すなわち炉心１０２に対して移動できず、これ
らとともに振動する。よって核反応の制御に悪影響を与
えることはない。

なお、この場合制御棒１０７と制御棒駆動機構１１４と
は相対的に変位するが、この変位幅が小さい場合には外
側延長管１２８等の弾性変形によってこの変位は吸収さ
れる。また変位幅が大きな場合には制御棒、駆動機構１
１４内の圧縮コイルばね１２６が圧縮されることによっ
て制御棒１θ７．外側延長管１２８および連結体１２５
が上方に移動し、また保持電磁石１２２とアーマチュア
１２３が吸着力に抗して引離され制御棒１０７ミ外側延
長管１２８および連結体１２５が下方に移動して制御棒
１０７と制御棒駆動機構１１４との相対的変位が吸収さ
れる。

なお、保持電磁石１２２とアーマチュア１２３とが引離
された場合にはアーマチュア１２３に追従してナツト１
１９が移動し、再度吸着される。

なお、本発明は上記の第１実施例には限定されない。た
とえば第６図には本発明の第２実施例を示す。この第２
実施例は外側延長管１２８の下端部に保持電磁石１４０
を設け、また制御棒１０７のハンドリングヘッド１０７
ｂにアーマチュア１４１を設けてこれを保持電磁石１４
０に吸着させたものである。このものは保持電磁石１４
０とアーマチュア１４１で外側延長管１２８と制御棒と
の連結をなすダリッ／？を兼用しているので構造が簡単
となる。

また、第７図には本発明の第３実施例を示す。

このものはナツト１２２をハウジング１１５側に固定し
、スクリュー１１６′側にモータ１１８′を取付けてこ
のスクリュー１１６′を回転させながら上下に移動させ
、このスフＩＪ、−１１６’に外側延長管１２８を取付
けたものである。なお、１４３はモータ１１８′の回り
止めのためのキー、１４４は外側延長管１２８を支承す
る軸受である。このものは、制御棒１０７が回転しなが
ら上下動するのでスイベル機構が不要となるものである
。なお、この第３実施例は第２実施例と同様に外側延長
管１２８の下端に保持電磁石１４０′を設け、またハン
ドリングヘッド１０７ｂ内にアーマチュア１４１′を取
付けである。また、１４５は炉内制御棒案内管１０４の
回シ止めのためのキーである。

また、第８図には制御棒１０７の本体部１０７ａとハン
ドリングヘッド１０７ｂとを回転自在に連結するスイベ
ル機構の第１の変形例を示す。このものはハンドリング
ヘッド１０７ｂと本体部１０７ａとの間に？−ルベアリ
ング１５０を介装したものである。なお、１５１はこの
ポールベアリング１５０のインナーレース１５０ａｆノ
１ンドリングヘツド１０７ｂ側に固定するナツト、１５
２はアウターレース１５０ｂを本体部１０７ａ側に固定
する押え板である。

また、第９図にはスイベル機構の第２の変形例を示す。

このものは本体部１０２ａの上端部内周面に環状の転勤
溝１６０を形成し、またノ・ンドリングヘッド１０７ｂ
の下端部には径方向に軸１６１を突設し、この軸１６ノ
の両端部にロー２１６２を回転自在に設け、このローラ
１６２を転動溝１６０内に転勤自在に収容したものであ
る。なお、１６３は抜は止め用のナツトである。

これらの変形例は本体部１０７ａとハンドリングヘッド
１０７ｂがころがシ接触となるため１両者の回転抵抗が
小さく、制御棒１０７の上下動が円滑となる・ 〔発明の効果〕 上述の如く本発明は原子炉容器内に収容され　゛だ炉心
に装荷された炉内制御棒案内管と、この炉内制御棒案内
管内に挿入された制御棒と、上記炉内制御棒案内管の内
周面または制御棒の外周面に形成された螺旋状の溝と、
上記制御棒の外周面または炉内制御棒案内管の内周面に
設けられ上記螺旋状の溝に嵌合する係合部と、上記制御
棒を上下に駆動するとともにこの制御棒の回転を許容す
る制御棒駆動機構とを具備したものである。したがって
、制御棒が炉心すなわち炉内制御棒案内管に対して移動
する場合には、この制御棒は螺旋状の溝に案内されて回
転し々がら移動する。したがって、制御棒駆動機構によ
って制御棒を駆動する場合には、制御棒の移動速度は比
較的小さいので制御棒は回転しながら移動する。これに
対し、地震等で炉心支持板と遮蔽プラグとが別々に上下
に振動した場合には制御棒の炉心に対する変位は早い周
期の往復動となる。したがって制御棒がこのように移動
するためには制御棒が早い周期で往復回動しなければな
らな°いことになり、大きな抵抗が生じる。よって結局
制御棒は炉心す々わぢ炉内制御棒案内管に対して移動す
ることができず、炉心とともに移動し、制御棒と炉心と
の相対的な変位が防止され、制御に支障が生じることは
ない等その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来例を示し、第１図は全体の概
略的な縦断面図、第２図は縦断面図である。第３図ない
し第５図は本発明の第１実施例を示し、第３図は全体の
概略的な縦断面図、第４図は縦断面図、第５図はスイベ
ル機構の部分の縦断面図である。また第６図は第２実施
例の縦断面図、第７図は第３実施例の縦断面図である。 また第８図はスイベル機構の第１の変形例の縦断面図、
第９図は同第２の変形例の縦断面図である。 １０１・・・胞子炉容器、１０２・・・炉心、１０３・
・・炉心支持板、１０４・・・炉内制御棒案内、管、１
０６・・・螺旋状の溝、１０７・・・制御棒、１０７ｍ
・・・本体部、１０７ｂ・・・ハンドリングヘッド、１
０８・・・螺旋状の突条（係合部）、１１４・・・制御
棒駆動様相、１１６・・・スクリュー、１１８・・・モ
ータ、１２８・・・外側延長管。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原子炉容器内に収容された炉心に装荷された炉内制御棒
   案内管と、この炉内制御棒案内管内に挿入された制御棒
   と、上記炉内制御棒案内管の内周面または制御棒の外周
   面に形成された螺旋状の溝と、上記制御棒の外周面また
   は炉内制御棒案内管の内周面に設けられ上記螺旋状の溝
   に嵌合する係合部と、上記制御棒を上下に駆動するとと
   もにこの制御棒の回転を許容する制御棒駆動機構とを具
   備したことを特徴とする原子炉制御装置。