JPS6283692A

JPS6283692A - 高速増殖炉の制御棒駆動機構

Info

Publication number: JPS6283692A
Application number: JP60225355A
Authority: JP
Inventors: 浩二松本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-10-09
Filing date: 1985-10-09
Publication date: 1987-04-17

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の制御棒駆動機構の改良に関する。

［発明の技術的背景］一般に高速増殖炉に使用される制御棒駆動機構の原子炉
緊急停止（以下スクラムという）方式には、ガス加圧方
式とスプリング加速方式とがある。

ガス加圧方式とは制御棒に加速力および上下動作を伝達
する延長棒に常時ガス圧を作用させておき、スクラ云時
上記ガス圧により制御棒を炉心内に緊急挿入させるよう
にしたものである。又スブリング加速方式とは、制御棒
に加速力を与える手段として圧縮したスプリングを使用
し、該スプリングのばね力を利用して制御棒をスクラム
時に炉心内に急速挿入するものである。

以下第２図および第３図を参照して従来例を説明する。

第２図はスプリング加速方式を採用した制御棒駆動機構
の構成を示す断面図であり、図中符号１は図示しない原
子炉容器の上部開口を閉塞する遮蔽体２を貝通して配置
されている案内管である。この案内管１内には、下端に
拡径自在なラッチフィンガ３を有する外側延長管４が上
端部を延長管ラッチフィンガ５に保持されて設けられて
いる。上記延長管ラッチフィンガ５は、内部に電磁石６
を組み込んだマグネットホルダ７の下端に一体となって
設けられており、このマグネットホルダ７と共に上記案
内管１内を上下動する。上記案内管１内の最上部には駆
動モータ８が設置されており、この駆動モータ８にはボ
ールねじ９が連結されている。ボールねじ９にはマグネ
ットホルダ７の上端部と連結部材１０を介して連結され
たナツト１１が螺合しており、上記ボールねじ９の回転
により上下動する。すなわち上記延長管ラッチフィンガ
５およびマグネットホルダ７はナツト１１の移動により
案内管１内を上下動する。

前記外側延長管４内には、内側延長管１２が摺動自在に
挿入されている。この内側延長管１２の下端には、外側
延長管４のラッチフィンガ３を拡径するフィンガロッド
１３が設けられており、上記ラッチフィンガ３を制御棒
１４の上端部に設置されたハンドリングヘッド１５の内
面に係合させるようになっている。又上記内側延長管１
２の上端部はマグネットホルダ７内に導入され、このマ
グネットホルダ７内に設置されたリンク機構１６にて保
持されている。このリンク機構１６の一端は電磁石６に
吸着保持される吸着部材１７と連結しており、この吸着
部材１７が電磁石６から離脱することにより内側延長管
１２を開放する。

又前記外側延長管４の下部外周には、加速管１８が設け
られている。この加速管１８の下端は上記ハンドリング
ヘッド１５の上端面に当接しており、制御棒１４に加速
力を与える。すなわち上記加速管１８と案内管１の内周
面に突設されたバネ受部１９との間には、複数のスプリ
ング２０ａをスプリング継手２１を介して連結してなる
加速スプリング部２０が圧縮された状態で組み込まれて
おり、加速管１８はこの加速スプリング部２０のバネ力
を利用して制御棒１４に加速力を与える。

上記加速スプリング部２０の上端部は上記バネ受部１９
に固定されて下端部のみが自由端となっている。又加速
管１８の上端部は大径のストッパ部１８ａとなっており
、このス［・ツバ部１８ａは前記案内管１の内周面に設
けられた環状のダッシュポット部２２に当接して加速管
１８の移動量を規制する。なお図中符号２３および２４
は外側延長管４および内側延長管１２の移動量を夫々規
制するストッパ部である。

以上の構成を基にその作用を説明する。まず原子炉運転
時における制御棒１４の上下動は、駆動モータ８により
なされる。すなわち駆動モータ８を駆動してボールねじ
９を回転させると、ナツト１１がボールねじ９の回転方
向に対応して上下動し、それに伴ない延長管ラッチフィ
ンガ５およびマグネットホルダ７が案内管１内を上下動
する。

この延長管ラッチフィンガ５およびマグネットホルダ７
の」二下動により制御棒１４を保持した外側延長管４お
よび内側延長管１１が上下動し、制御棒１４を上下動さ
せる。これによって制御棒１４の炉心内への挿入・引抜
が調節され、出力制御がなされる。

次に地震が発生したような場合に原子炉をスクラムさせ
る場合について説明する。この場合にはスクラム信号か
出力され、該スクラム信号の出力により電磁石６が消磁
される。この電磁石６の消磁により、吸容部材１７が電
磁石６から離脱し、内側延長管１１を保持していたリン
ク機構１６を開放させる。該リンク機構１６の開放によ
り内側延長管１１が落下し、フィンガロッド１３を下方
に押出す。これによりラッチフィンガ３は縮径しれる。

その結果制御棒１４は炉心内に落下しスクラムがなされ
る。その際加速管１８には圧縮された加速スプリング部
２０のバネ力が下方に作用しており、上記制御棒１４は
この加速管１８によりその落下を加速され、炉心内に急
速挿入される。

［背景技術の問題点］上、記構成によると以下のような問題があった。

すなわち通常運転時には、前記加速スプリング部２０は
圧縮状態で組み込まれており、スクラム時これを開放す
ると蛇行を起こし、スプリング継手２１と案内管１の内
面との間でスプリング継手２１が傾斜し、その結果上記
加速スプリング部２０と外側延長管４とが接触しながら
摺動することとなる。このような現象が発生した場合に
は摺動抵抗により加速スプリング部２０のばね力が低下
して、加速管１８ひいては制御棒１４の加速が十分にな
されないおそれがあった。又一般に高速増殖炉の高温雰
囲気（約５３０’Ｃ）で使用されるばね材には、高温で
のへたり現象等を考慮して、高温状態でも硬い高張力Ｍ
（例えばインコネル材等）が使用されている。よって上
述したような接触が発生した場合には、加速米プリング
部２ｏが外側延長管４の外面を削り落す可能性もある。

これに対して摺動する可能性のある面に大きな丸みを形
成して摺動面圧低下を図ることが考えられるが、寸法上
の理由から上記加速スプリング部２゜のスプリング２０
ａをそれ程大径とすることはてきないという問題があっ
た。゛［発明の目的］本発明は以上の点に基づいてなされたものでその目的と
するところは、原子炉スクラム時に加速スプリング部の
ばねカを加速管ひいては制御棒に６効に伝達してこれを
加速し、短時間で確実に原子炉スクラムをなし、信頼性
および安全性向上を図ることが可能な高速増殖炉の制御
棒駆動機構を提供することにある。

［発明の概要］すなわち本発明による高速増殖炉の制御棒駆動機構は、
遮蔽蓋を貫通して原子炉容器内に挿入された案内管と、
この案内管内に配置され下端部に設けられたラッチフィ
ンガを制御棒のハンドリングヘッドに内側から選択的に
係合させることにより制御棒を保持する外側延長管と、
」二足外側延長管の外周であって上記ハンドリングヘッ
ドの上方に設置された加速管と、この加速管と前記案内
管の唾部の間であって上記外側延長管の外周に圧縮状態
で装着され原子炉緊急停止時上記ラッチフィンガとハン
ドリングヘッドとの係合が解除されて制御棒か炉心内に
落下する時高速伸長して上記加速管を介して制御棒の落
下を加速し複数のスプリングの直列接続からなる加速ス
プリング部と、上記；（故のスプリングを連結し上記案
内管と対向する而および外側延長管と対向する面が球面
上をなす継手機構とを具備したことを特徴とするもので
ある。

つまり加速スプリング部の各スプリングを接続している
継手機構の案内管と対向する而および外側延長管と対向
する而とを球面状として、継手機構と案内管および外側
延長管との摺動抵抗の軽減を図らんとする。

［発明の実施例］以下第１図を参照して本発明の一実施例を説明する。な
お従来と同一部分には同一符号を付８云し、その説明は
省略する。本実施例の加速スプリング部２０は継手１０
１を介して複数のスプリング２０ａを直列に接続したも
のである。この継手１０１は外側スプリング継手１０２
、内側スプリング継手１０３、これら外側スプリング継
手１０２および内側スプリング継手１０３を接続する継
手１０・４から構成されている。上記外側スプリング継
手１０２の案内管１と対向する而は球面状に形成されて
おり、同様に内側スプリング継手１０３の外側延長管４
と対向する而も球面状に形成されている。

以−ヒの構成を基にその作用を説明する。まず通常運転
時、制御棒１４の上下動は駆動モータ８によりなされる
。すなわち駆動モータ８を駆動して、ボールねじ９を回
転させると、ナツト１１がボールねじ９の回転方向に対
応して上下動し、それに伴ないｉ長管ラッチフィンガ５
およびマグネットホルダ７が案内管１内を上下動する。

それにょって外側延長管４および内側延長管１１が上下
動して制御棒１４を上下動させる。

次に原子炉スクラム時について説明する。まず例えば地
震等が発生してスクラム信号が出力されると、電磁石６
か消磁して、吸１１部材１７が電磁石６から離脱する。

その結果内側延長管１１を保持していたリンク機構１６
が開放され、内側延長管１１が落下してフィンガロッド
１３を下方に押出す。かかる作用によりラッチフィンガ
３は縮径してハンドリングヘッド１５との係合状態が解
除される。そして制御棒１４は炉心内に落下する。゛−
１−記制御棒１４が落下する際、加速スプリング部２０
のバネ力が加速管１８を介して制御棒１４に作用する。

この時、前記外側スプリング継手１０２の案内管１側の
面１０２　ａ、および内側スプリング継手１０３の外側
延長管４側の面１０３ａは前述したように共に球面状に
形成されてるので、外側スプリング継手１０２と案内管
１との摺動抵抗、および内側スプリング継手１０３と外
側延長管４との摺動抵抗は極めて小さなものである。

（またがって加速スプリング部２０が圧縮された状態か
ら高速伸長する際、外側スプリング継手１０２および内
側スプリング継手１０３が傾斜したり、あるいは蛇行等
により傾斜して、案内管１および外側延長管４に接触し
たとしても、それによる抵抗は小さく、加速スプリング
部２０のバネ力が低下することはない。又接触面積が常
に一定で大きいために、接触面圧が大きくなることもな
く、よって自己融着するようなこともない。したがって
原子炉スクラム時、加速スプリング部２０のばね力が加
速管１８ひいては制御棒１４に有効的に伝達され、短時
間でかつ確実に原子炉スクラムがなされる。さらに本実
施例の場合には加速スプリング部２０が外側延長管４に
直接接触するようなことはないので、雨音の摺接により
外側延長管４が削られるといった事態がないことは勿論
である。

［発明の効果］以上詳述したように本発明による高速増殖炉の制御棒駆
動機構によると、原子炉スクラム信号ム時スプリングの
加速力が加速管を介して制御棒に有効的に伝達され、短
時間で、かつ確実に原子炉スクラムがなされ、信頼性お
よび安全性を大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す制御棒駆動機構の一部
断面図、第２図および第３図は従来例の説明に使用した
図で、第２図は制御棒駆動機構の縦断面図、第３図は第
２図の一部を詳細に示す断面図である。１・・・案内管、３・・・ラッチフィンガ、４・・・外
側延長管、１４・・・制御棒、１５・・・ハンドリング
ヘッド、１８・・・加速管、２０・・・加速スプリング
部、２０ａ・・・スプリング、１０１・・・継手機構、
１０２・・・外側スプリング継手、１０３・・・内側ス
プリング継手、１０４・・・内側継手。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）遮蔽蓋を貫通して原子炉容器内に挿入された案内
管と、この案内管内に配置され下端部に設けられたラッ
チフィンガを制御棒のハンドリングヘッドに内側から選
択的に係合させることにより制御棒を保持する外側延長
管と、上記外側延長管の外周であって上記ハンドリング
ヘッドの上方に設置された加速管と、この加速管と前記
案内管の唾部の間であって上記外側延長管の外周に圧縮
状態で装着され原子炉緊急停止時上記ラッチフィンガと
ハンドリングヘッドとの係合が解除されて制御棒が炉心
内に落下する時高速伸長して上記加速管を介して制御棒
の落下を加速し複数のスプリングの直列接続からなる加
速スプリング部と、上記複数のスプリングを連結し上記
案内管と対向する面および外側延長管と対向する面が球
面上をなす継手機構とを具備したことを特徴とする高速
増殖炉の制御棒駆動機構。
（２）上記継手機構は案内管と対向する面が球面状をな
す外側スプリング継手と、外側延長管と対向する面が球
面状をなす内側スプリング継手と、これら外側スプリン
グ継手および内側スプリング継手とを連結する内側継手
とからなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の高速増殖炉の制御棒駆動機構。