JPS62297784A - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は内部に中性子吸収材を収納した原子炉制御装置
に係り、とりわＩｊ冷却材の流れにＪ：る流力振動を防
止することができる原子炉制御装置に関する。

（従来の技術） 原子炉運転中の出力制御は、炉心の燃料集合体の間に設
けられた制御装置の案内管内に、内部に中性子吸収材を
収納した保護管からなる原子炉制御装置を挿入し、炉容
器のしゃへいプラグ上の制御装置駆動機構から下方に伸
ばした駆動軸に連結して、上下に引抜・挿入操作するこ
とにより行われる。また、原子炉を停止する際には、駆
動ＩｌＩＩＭで制御装置を完全に案内管に挿入すればよ
いが、特に緊急に停止する必要のある場合は、制御装置
を駆動軸より切り離し、単体で案内管内にスクラム操作
（落下）させる。

案内管の内径は制御装置が円滑に引抜・挿入操作できる
ように、保護管の外径より若干人きく作られている。従
って、案内管内を冷却材が下部より上部に向って流れる
際には、案内管と保護管との間の間隙幅だけ制御装置全
体が流力振動することがある。このような流力振動が生
ずると出力制御に支障をきたしてしまう。案内管と保護
管との間の間隙は、高温ナトリウム中の熱変形や地震時
の炉心の変形及び中性子照射によるス■リング等を考慮
して最悪条件でも制御装置をスクラム操作できるように
、半径方向で約５＃ＩＩＩ＋は必要であると考えられて
いる。このためこの所定の間隙内の制御装置の振動は避
けられないことになる。

そこで、スクラム機能確保に必要な間隙を確保し、しか
も、出力制御上ｔｉＱＩＩｌ装置に、大きな変動を与え
ないような原子炉制御装置が開発されている。このよう
な原子炉制御装置の一例を第３図に示す。多数のベレッ
ト状の中性子吸収材５が上下一対の格子板４．４′によ
り保護管６内に組立てられて一体の原子炉制御装置を構
成している。この原子炉ｔｉｌＪＩＩｌ装置は、上部の
連結棒２及びハンドリングヘッド３を介して駆動機構に
連結され、案内管１内を明後・挿入操作される。また、
保護管６の下部外周にはホルダ９が形成され、このホル
ダー９内にはビン７を有するローラ８が取り付けられて
いる。

この従来の原子炉制御装置によれば、ローラ８を制御装
置保護管外周面より突出させることにより、流力振動に
対しては、案内管１と保護管６０間隙がそれだけ減少し
たことになり、一方、案内管１の曲り等の変形に対して
は、案内管１と保護管６０間隙がローラ８のない場合と
同様に保たれることになる。

（発明が解決しにつとする問題点） しかしながら、従来の原子炉制御装置において、ローラ
８の突出高さは構造的に固定されているため、スクラム
機能を確保するために十分大きくすることはできず、ロ
ーラ８の先端と案内管１の内面との間にはまだ数Ｍの間
隙を残す必要があるが、この間隙の範囲内の流力振動は
依然として避けられない。

−３一 本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、
冷却材流入時に生ずる流力振動を防止することができる
ととともに冷却材の緊急停止時にスクラム機能を十分確
保することができる原子炉制御棒を提供することを目的
とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、案内管内に摺動可能に配設されかつ内部に多
数の中性子吸収材を収納した略円筒状の保護管と、この
保護管の外周面に形成されたホルダ内に取り付けられか
つ内部にローラを保持する治具とを備えた原子炉制御装
置であって、前記ホルダ内には前記治具を半径方向内方
へ付勢するコイルスプリングが設けられ、前記治具は冷
却材流入時に前記保護管外部上方の冷却材と前記保護管
内下部の冷却材の差圧により前記コイルスプリングの力
に抗して半径方向外方へ突出し前記ローラを前記案内管
内面に当接させるよう構成されていることを特徴として
いる。

（作　用） 本発明によれば、冷却材流入時治具が半径方面外方へ突
出してローラが案内管の内面に当接し、案内管と保護管
との間隙が減少するので、制御装置全体の流力振動を低
く押えることができる。一方スクラム操作時には冷却材
の流入がなくなるため治具および０−ラは半径方向内方
へコイルスプリングの力により引込み、案内管と保護管
との間に所定の間隙が保たれるので、確実に制御装置の
スクラム操作を行うことができる。

（実施例） 以下図面を参照して本発明の一実施例について説明する
。

第１図および第２図は本発明による原子炉制御装置の一
実施例を示す図である。なお、従来装置と同一部材には
同一符号を付して詳細な説明は省略する。

第１図において制御装置の案内管１内部に略円筒状の保
護管６が摺動可能に配設されており、案内管１と保護管
６との間には所定の間隙が形成されている。この保護管
６の内部には、ペレット状の中性子吸収材５が多数格子
板４．４′により組み立てられて収納され、原子炉制御
装置が構成されている。この原子炉制御装置は上部の連
結棒２およびハンドリングヘッド３を介して駆動機構２
０に連結され、案内管１内を引抜・挿入されて出力制御
が行なわれる。また、保護管６の下部外周には複数のホ
ルダ９が形成され、このホルダ９内には先端に受圧板１
４が取り付けられた軸１２を有する治具１１が半径方向
へ進退可能に設けられている。この治具１１の半径方向
外方先端には球状ローラ８がビン７によって保持されて
いる。

このため０−ラ８は治具１１と一体に半径方向に進退可
能となっている。

ホルダ９内の略中間位置には軸１２を具通させて支持す
るサポート板１３が取り付けられ、受圧板１４とサポー
ト板１３との間にはフィルスプリング１５が両者を引き
離すように設けられている。

また、ホルダ９の内側先端面には高圧導圧孔１６が、ホ
ルダ９の内側先端面とサポート板１３との間の側面には
低圧導圧孔１７がそれぞれ穿設されている。この低圧導
圧孔１７には保護管６の略中心を通過し一端が保護管６
の外部上方に開口された導圧管１８の他端が接続されて
おり、またホルダ９の内側先端面に穿設された高圧導圧
孔１６はホルダ９内に保護管６内部とを連通している。

次にこのような構成からなる本実施例の作用について説
明する。

通常運転時、冷却材は案内管１の下部より上部へ、案内
管１と保護管３との間および保護管３内部を通過して流
れる。制御装置の引抜・挿入操作はローラ８の回転によ
りスムーズに行なわれる。

この場合、保護管６外部上方に流出した冷却材の流体圧
は、案内管１と保護管６との間隙および保護管６内部を
通過して抵抗を受けるため、保護管６内下部に流れ込ん
だ冷却材よりも低圧となる。

従って冷却材流入時、受圧板１４は保護管６外部上方の
流体圧と保護管６内下部の流体圧との差圧によって半径
方向外方（第２図右方向）に押され、このため治具１１
およびＯ−ラ８ｔよコイルスブリング１５のスプリング
力に抗して半径方向外方へ突出し、ｎ−ラ８は案内管３
の内面に当接する。

このようにローラ８が案内管３の内面に当接することに
より、案内管１と保護管６との間隙がそれだｔ−Ｊ減少
したことになるので、冷却材による制御装置の流力振動
を押えることができ、適切出力ＩＩＩ御を行うことがで
きる。

一方スクラム操作時（ポンプトリップ時）には冷却材の
流入がなくなるため、受圧板１４はコイルスプリング１
５のスプリング力により半径方向内方（第２図左方向）
に押され治具１１およびローラ１５は同じく半径方向内
方へ後退し、ローラ８の外面が保護管６の外周面と同一
位置にくる。

このように０−ラ８の外面が保護管６の外周面と同一位
置にくると案内管１と保護管６との間は０−ラ８がない
場合と同じく所定の間隙が保たれるので、案内管１が熱
等により変形しても確実に制御装置のスクラム操作を行
うことができる。

なお、上記実施例の他に、他の実施例を示す。

第３図は本発明による原子炉制御装置の第２の−８一 実施例を示す図であり、受圧板１４と高圧導圧孔１６と
の間にべ０−２１を取り付けたものである。

このべ０−２１によって高圧側流体ど低圧側流体とを区
別することができる。

第４図は本発明による原子炉制御装置の第３の実施例を
示す図であり、軸１２の先端に受圧板１４の代わりにダ
イヤフラム２２を取り付けたものであり、このダイヤフ
ラム２２ににつて６高圧側流体と低圧側流体とを区別す
ることができる。

第６図は本発明による原子炉制御装置の第４の実施例を
示す図である。ホルダー９内にはホルダー９の下方に穿
設された＾圧導圧孔１６より流入する冷却材の圧力を治
具１１の受圧板１４に伝達する垂直駆動軸２３が設けら
れている。

本実施例によれば、高圧の冷却材は流れ方向を変更する
ことなく垂直駆動軸２３に衝突するので、受圧板１４へ
の圧力を大きくとることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、冷却材流入時治具が半径方向外方へ突
出してローラが案内管の内面に当接し、案内管と保護管
と間隙が減少するので、冷却材による制御装置の流力振
動を低く押えることができる。一方スクラム操作時には
冷却材の流入がなくなるため治具およびローラは半径方
向内方へコイルスプリングの力により引込み、案内管と
保護管との間に所定の間隙が保たれるので、確実に制御
装置のスクラム操作を行うことができる。

このように本発明によれば、通常運転時の適切な制御を
行うことができるとともに、緊急時に確実なスクラム操
作を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による原子炉制御装置の一実施例に示す
側断面図、第２図は治具およびローラを示す部分拡大図
、第３図は原子炉制御＠置の第２の実施例を示す図、第
４図は原子炉制御装置の第３の実施例を示す図、第５図
は原子炉もり御装置の第４の実施例を示す図、第６図は
従来の原子炉制御装置を示す図である。 １・・・案内管、２・・・連結棒、５・・・中性子吸収
材、６・・・保護管、８・・・ローラ、９・・・ホルダ
、１１・・・治具、１４・・・受圧板、１５・・・］コ
イルスプリング１６・・・高圧導圧孔、１７・・・低圧
導圧孔、１８・・・導圧管、２０・・・駆動軸、２１・
・・ベロー、２２・・・ダイヤフラム、２３・・・垂直
駆動軸。 出願人代即人　　佐　　膝　　−雄 も４　圀 九６　圀

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 案内管内に摺動可能に配設されかつ内部に多数の中性子
   吸収材を収納した略円筒状の保護管と、この保護管の外
   周面に形成されたホルダ内に取り付けられかつ内部にロ
   ーラを保持する治具とを備えた原子炉制御装置において
   、前記ホルダ内には前記治具を半径方向内方へ付勢する
   コイルスプリングが設けられ、前記治具は冷却材流入時
   に前記保護管外部上方の冷却材と前記保護管内下部の冷
   却材の差圧により前記コイルスプリングの力に抗して半
   径方向外方へ突出し前記ローラを前記案内管内面に当接
   させるよう構成されていることを特徴とする原子炉制御
   装置。