JPS62247287A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は沸騰水型原子炉（以下ＢＷＲという）において
、制御棒の駆動速度を任意に制御することを可能とする
制御棒駆動装置に関する。

（従来の技術） 第２図を参照して従来例を説明する。第２図は制御棒駆
動装置の構成を示す図で、図中符号１は原子炉圧力容器
である。この原子炉圧力容器１の底壁には制御棒駆動機
構ハウジング２が固召されている。この制御棒駆動機構
ハウジング２内には制御捧駆！７Ｊ機構本体３が挿入固
定されている。符号２ａおよび３ａは制御棒駆動機構ハ
ウジング２および制御棒駆動機構本体３のフランジであ
る。

上記制御棒駆動機構本体３にはシリンダ４が形成されて
いる。このシリンダ４内にはピストン５が上下動可能に
収容されている。このピストン５にはピストンロッド６
が固着されており、このピストンロッド６には制御棒７
が連結されている。つまりピストン５が上下動すること
により制御棒７の炉心８内への挿入度が調整される。尚
炉心８は複数本の制御棒７と図示しない燃料集合体等か
ら構成されている。また上記シリンダ４内には位置検出
器９が設置されており、この位置検出器９には複数のリ
ードスイッチ１０が軸方向にＭｄされている。一方前記
ピストン５側には永久磁石１１が内蔵されており、よっ
てこの永久磁石１１により上記リードスイッチ１０が作
動することによりピストン５ひいては制御棒７の位置を
検出することができる。

次にピストン５を上下動させる構成であるが、ビス１−
ン５の下面側のシリンダ４には挿入用駆動水配管１２が
接続されており、またピストン５の上面側のシリンダ４
には引抜用駆動水配管１３が接続されている。これら挿
入用駆動水配管１２お□よび引抜用駆動水配管１３は方
向制御弁機構１４に接続されている。この方向制御弁機
構１４は、一対の挿入用電磁弁１５．１６、引抜用電磁
弁１７．１８、を有している。また挿入用電磁弁１６お
よび用法用１！磁弁１７には夫々絞り調整機構１９およ
び２０が隣接して設置されている。上記方向制御弁機構
１４には駆動水配管２１および排水配管２２が接続され
ており、これら駆動水配管２１および排水配管２２はポ
ンプ２３の突出配管２４に接続されている。上記ポンプ
２３は原子炉圧力容器１の内部より約１８Ｋｇ／′Ｃｌ
１Ｇ程高い駆動水を送り出す。上記駆動水配管２１とポ
ンプ２３との間には流口調整弁２５が介挿されており、
また排水配管２２と上記駆動水配管２１の突出配管２４
との接続点との間には圧力調整弁２６が介挿されている
。また図中符号２７は冷却水配管であり、この冷却水配
管２７には逆止弁２８が介挿されている。

上記構成によると、制御棒７を挿入する場合には、挿入
用電磁弁１５．１６を同時に開弁させる。

ポンプ２３によって昇圧された駆動水は駆動水配管２１
、挿入用電磁弁１５、および挿入用駆動水配管１４を介
してピストン５の下面側のシリンダ４内に供給される。

これによってピストン４が上昇して制御棒７が炉心８内
に挿入される。その際ピストン４上面側からの排水は、
引抜用駆動水配管１３、挿入用′Ｒ電磁弁６および排水
配管２２を介して圧力調整弁２６の下流側に排水される
。これに対して制御棒７を引抜く場合には、引抜用電磁
弁１７および１８を同時に開弁させる。ポンプ２３によ
り昇圧された駆動水は、駆動水配管２１、引抜用電磁弁
１７および引抜用駆動水配管１３を介してピストン５の
上面側のシリンダ４内に９（給される。これによってピ
ストン５は下降し制御棒７は炉心８内から引扱かれる。

その際ビス［・ン５の下面側からの排水は挿入用駆動水
配管１２、引抜用電磁弁１８および排水配管２２を介し
て圧力調整弁２６の下流側に戻される。

このような制御棒挿入・巾広操作において、制御棒７の
駆動速度は以下のようにして調整される。

すなわら館記絞り調Ｉｇ９構２０および２１を手動操作
して、駆動水流量を調整し、これによって駆動速度を調
整する。また制御棒７の位置については、前述したよう
にピストン５に内蔵されている永久磁石１１がリードス
イッチ１０を動作させ、その信号を外部に出力表示させ
ることにより行なう。

上記構成において、制御棒７の駆動速度の調部は、原子
炉定期点検終了後に原子炉を起動する前に全数（例えば
１１０万ｋｗのプラントでは１８５台）の制御棒駆動１
置に対して行なう必要がある。通常挿入・巾広共に１回
の調節作業に約１分程度の時間を要し、かつ１回の調節
で所望の′ａ度にＵＡ節できない場合には、数回行なう
必要がある。また該調節作業は、１台の制御棒駆Ｉ！ｌ
Ｉ装置ずつしか行なうことができず、よってこれを全数
の制御棒駆動装置に対して行なうには長時間を要するこ
ととなり、定期点検が長期化して作業員の被曝低減およ
びプラントの稼動率の向上を図る上で問題となっていた
。また制御棒７のＩＩＡ　＃Ｊ速度はピストン５に装着
された図示しないカーボンシールの摩耗、あるいは原子
炉の運転状態によって経詩的に変化することがある。そ
のような変化があった場合には、自助調節）幾構がない
ために、その都度前記絞り調節機構１９．２１により手
動で調節しなければならず、燻雑な操作を糸通なくされ
るともに、原子炉の高出力運転状態で制御棒７の引扱速
度が♀くなった場合には、万一駆動速度の調節が遅れた
場合には、燃料が破損するといった事態も予想される。

（発明が解決しようとする問題点） このように従来の場合には、ｖ１ｍｌ棒の駆動速度のｒ
Ｊ４節作業に困難を要するとともに長時間を要し、作業
員の被曝低減およびプラントの稼動率の低減を図る上で
問題があり、本発明はまきこのような点に基づいてなさ
れたものでその目的とするところは、制御棒の駆動速度
を自動で任意に設定することが可能な制御Ｄｌｆｉ駆動
装置を提供することにある。

［１明の１１１成］ （問題点を解決するための手段） すなわち本発明による制御棒駆動装置は、原子炉圧力容
器の底壁に固着された制御棒駆動機構ハウジングと、こ
の制御棒駆動機構ハウジング内に設置されたシリンダと
、このシリンダ内に上下動可能に収容されたピストンと
、このピストンに固着され上端に制御棒を連結するピス
トンロッドと、このピストンロッドの位置を検出する位
置検出器と、上記シリンダのピストン下面側に挿入用駆
動水を供給する挿入用駆動水配管と、上記シリンダのピ
ストン上面側に用法用駆動水を供給する引板用駆動水配
管と、上記挿入用駆動水配管および用法用駆動水配管に
接続され複数の方向制御弁からなる方向制御弁Ｉｆｆ構
と、前記ピストンを上下動させるための駆動水を原子炉
圧力容器内の圧力より高くするポンプと、このポンプの
吐出側と上記方向制御弁機構との間に配設されポンプに
より昇圧された駆動水を方向制御弁機構を介して前記挿
入用駆動水配管又は中広用駆動水配管に供給する駆動水
配管と、上記ポンプと方向制御弁ＲＩＭとの間に配設さ
れ前記シリンダより挿入用駆動水配管又は中広用駆動水
配管を介して排出される排水を方向制御弁機構を介して
ポンプの吐出側に戻す排水配管と、前記シリンダおよび
ポンプとの配管中に少なくとも１基介挿された駆動速度
調整弁と、前記ピストンの上昇・下降速度を設定する速
度設定器と、前記位置検出器からの信号を入力してピス
トンの駆動速度を算出する速度算出器と、上記速度設定
器からの設定信号および速度咋出器からの速度信号とを
入力して比較する速度比較器と、この速度比較器からの
信号を入力して前記駆動速度調整弁の開度を制郊する制
御（ｌ器を具備したことを特徴とするものである。

（作用） つまり速度設定器により制御棒駆動速度を任意に設定し
、速度比較器に設定信号として出力する。一方辻較器に
は速度算出器より位置検出器からの信号を基に算出した
制御Ｉ捧駆動速度信号が入力される。速度比較器はこれ
ら両信号を比較して制御ＩＩＡに信号を出力する。制御
ｌｌ丞はその信号を塁に調整弁に制御信号を出力して所
定の闇＋Ｕに１Ｉｌｌ　６Ｕする。それによって制御棒
駆動速度を所望の値に制御せんとする。

（実施例） 以下第１図を参照して本発明の一実施例を説明する。尚
従来と同一部分には同一符号を付して示しその説明は省
略する。駆動水配管２１には駆動速ｌｔ調整弁１０１が
介挿されている。面図では１つの制御棒駆動装置のみを
示しているが、実際には多数の１Ｉｌｌ　ＩＩＩ捧駆ｖ
Ｊ礪構に対応して多数の制御３Ｄ棒駆動８置が設置され
ており、よって上記駆動速度調整弁１０１も各制御棒駆
動装置に対応して複数設置されることとなる。一方位置
検出器９からの位置検出信号Ｓ９は、速度算出器１０２
に入力される。速度算出器１０２は上記位置検出信号ｓ
９を基にして制御棒７の駆動速度を算出し、駆８′ａ度
信号５１０２として速度比較器１０３に出力する。

この速度比較器１０３には速度設定器１０４より速度設
定信号５１０４が入力される。上記比較器１０３はこれ
ら両信号５１０２．ｊ５よび５１０４を比較して１８日
５１０３をυＭ１１１器１０５（こ出力する。制御器１
０５はこのイＳ弓５１０３を基にしてシＩＩ　ＩＪｉｌ
信舅ｓ　１０５を前記駆動速度調整弁１０１に出力する
。

これによって制御棒７の駆動速度が速度設定器１０４で
設定した所定の値になるように駆動速度調整弁１０１の
開度がＦＪ４節される。具体的に（よ速度設定器１０４
で設定した駆動速度をＶｌ「１とし、実際の駆動速度を
ｖｏｕｔとした１易含に、Ｖｏｕｊ＞Ｖｉｎ あれば、駆動速度調整弁１０１の開度は自動的に絞られ
る。

これに対して Ｖ　ｏｕｔ　＜　Ｖ　ｉｎ の場合には、駆動速度調整弁１０１の開度が自動的に大
きくなる。このようにしてＶ　ｏｕｔ　＝　Ｖ　ｉｔ＋
となるように自動的に制御される。また上記制ＱＩＩ器
１０５には記憶器１０６から信号が入力される。

すなわら各々の制菌棒挿入・用法動作に対して複数ある
駆動速度調整弁１０１の開度は夫々異なり、その情報（
例えば前回調整された弁開度）が上記記憶器１０６に記
憶されている。そして挿入・用法動作される場合、その
情報が制御器１０５に入力され、それによって駆動速度
調整弁１０１に初期開度を与える。弁開度が大幅にずれ
ることはなく、よって前回調整された弁開度から調整を
開始すれば、極めて短時間で速度設定器１０４により設
定した目標速度を与える弁開度に調整されることとなる
。

以上本実施例によると以下のような効果を秦することが
できる。

（１）まず速度設定器により任意の制御棒駆動速度を設
定することにより、駆動速度調整弁１０１の開度が自動
的に調整されて、制御棒７の駆動速度が速度設定器１０
４により設定した値になるようにｉ＋ＩＩｗＪされるの
で、従来のように定期検査時に駆動速度の調節ｌ￥業を
行なう必要はなく、定明点険作業が大幅に容易になると
ともに、作業に要する時間も短縮され、作業員の被曝低
減およびプラントの稼動率の向上を図る上で極めて効果
的である。

（２）これはピストン５のシール性能の経時変化あるい
は原子炉運転状態の変化により、制御棒７の駆１１１Ｊ
　ａ　Ｉｆが変化する場合にも同様であり、従来のよう
に手動で調節する必要はなく、自動的に調節される。し
たがって用法速度が高速化した際に２節操作が遅れて燃
料健全性が喪失されるといったこともなく、燃料健全性
の維持を図ることができる。

（３）さらに本実茄例の場合には、記憶器１０６が設置
されており、この記憶器１０６により前回調整された弁
開度を複数ある駆動速度調整弁１０１ｆｆｌに記憶して
いるので、その次の段階ではその開度を初期値として出
力することができ、それによって速度設定器１０４で目
標速度を設定した場合に迅速に該目標速度に調整される
。これは設定速度が大幅にずれることはなく、前回設定
された値から調整が開始されれば、極めて短時間で新た
に設定する目標値に調整されるからである。

尚本発明は前記一実施例に限定されるものではなく、例
えば駆動速度調整弁１０１は、駆動水配管２１に設ける
必要はなく、挿入用駆動水配管１２、引抜用駆動水配管
１３、方向制御弁機構１４、あるいは排水配管２２に１
又は複数の駆動速度調整弁１０１を設けるようにしても
よい。また駆動速度調整弁１０１を２つ以上設置する場
合としては、例えば挿入用駆動水配管１２および引抜用
駆動水配管１３に夫々１基ずつ設置し、両方の調整弁で
開度の調整を分担するようにすることが考えられる。こ
れによってどちらか一方（例えば用法側のみ）で調整す
る場合の不具合を解消することができる。さらに方向制
御弁機構１４を構成する挿入用電磁弁１５．１６、車床
用？！ｆ磁片１７．１つの少なくとも１つに駆動速度調
整弁としての機能をもたせる構成でもよく、前記実施例
と同様の効果を秦することができることはもとより、新
たに駆動速度調整弁を設置する必要もなく、コストの低
減および設備の簡略化を図ることができる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明による制御棒層ｅ装首による
と、速度設定器により制御棒の駆動速度を任急に設定す
ることにより、ち１１　ＩＩ］棒の駆動速度を自動でＩ
　ｆＩＩｌすることができる。したがって従来のように
定期点検１）に駆動速度を手動で調節するといった煩雑
な作業は一切不要となり、それによって定期点検作業を
大幅に簡略化し、且つ作業に要する時間を短縮すること
ができ、作業員の被曝低減およびプラントの稼動率の向
上を図る上で撓めて効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による制御棒駆動装置の構成
を示す図、第２図は従来の制御棒駆動装置の構成を示す
図である。 １・・・原子炉圧力容器、２・・・制御棒駆動機構ハウ
ジング、４・・・シリンダ、５・・・ピストン、６・・
・ピストンロッド、７・・・制御棒、８・・・炉心、９
・・・位置検出器、１２・・・挿入用駆動水配管、１３
・・・引抜用駆動水配管、１４・・・方向制御弁機構、
１５．１６・・・挿入用電磁弁、１７．１８・・・引抜
用電磁弁、２１・・・駆動水配管、２２・・・排水配管
、２３・・・ポンプ、１０１・・・駆動速度調整弁、１
０２・・・速度算出器。 １０３・・・速度比較器、１０４・・・速度設定器、１
０５・・・制御器。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１１Ａ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）原子炉圧力容器の底壁に固着された制御棒駆動機
   構ハウジングと、この制御棒駆動機構ハウジング内に設
   置されたシリンダと、このシリンダ内に上下動可能に収
   容されたピストンと、このピストンに固着され上端に制
   御棒を連結するピストンロッドと、このピストンロッド
   の位置を検出する位置検出器と、上記シリンダのピスト
   ン下面側に挿入用駆動水を供給する挿入用駆動水配管と
   、上記シリンダのピストン上面側に引抜用駆動水を供給
   する引抜用駆動水配管と、上記挿入用駆動水配管および
   引抜用駆動水配管に接続され複数の方向制御弁からなる
   方向制御弁機構と、前記ピストンを上下動させるための
   駆動水を原子炉圧力容器内の圧力より高くするポンプと
   、このポンプの吐出側と上記方向制御弁機構との間に配
   設されポンプにより昇圧された駆動水を方向制御弁機構
   を介して前記挿入用駆動水配管又は引抜用駆動水配管に
   供給する駆動水配管と、上記ポンプと方向制御弁機構と
   の間に配設され前記シリンダより挿入用駆動水配管又は
   引抜用駆動水配管を介して排出される排水を方向制御弁
   機構を介してポンプの吐出側に戻す排水配管と、前記シ
   リンダおよびポンプとの配管中に少なくとも１基介挿さ
   れた駆動速度調整弁と、前記ピストンの上昇・下降速度
   を設定する速度設定器と、前記位置検出器からの信号を
   入力してピストンの駆動速度を算出する速度算出器と、
   上記速度設定器からの設定信号および速度算出器からの
   速度信号とを入力して比較する速度比較器と、この速度
   比較器からの信号を入力して前記駆動速度調整弁の開度
   を制御する制御器とを具備したことを特徴とする制御棒
   駆動装置。
2. （２）上記制御器は複数の制御棒駆動機構に対応して夫
   々設置された上記駆動速度調整弁の開度を記憶する記憶
   器を備えているものであ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装置。
3. （３）前記駆動速度調整弁として上記方向制御弁機構を
   構成する少なくとも１基の方向制御弁を使用することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の制御棒駆動装置
   。