JPS6333676B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はナトリウム冷却高速中性子原子炉（高
速炉）の制御棒駆動装置におけるナトリウムある
いはカバーガスのシール装置に関するものであ
る。

上記高速炉においては、冷却材としてナトリウ
ムを用い、ナトリウム液面の上部にはナトリウム
ベーパーの上昇を防止するカバーガスが充たされ
ているので、原子炉の上部を貫通する制御棒駆動
装置にはナトリウムの蒸気あるいはカバーガスを
密封する必要がある。

第１図に粗調整棒駆動機構のベローズ（以下、
CRDベローズとよぶ。）の構造図を示す。CRDベ
ローズ７には制御棒の常駆動時における過伸縮を
防ぐために、内側ガイドリング３と外側ガイドリ
ング４が設けてある。内側ガイドリング３は制御
棒駆動軸延長管５を囲う配置で上下に多数配備さ
れる。内側ガイドリング３の上下端には外側に突
きでた突起リング６が備わり、中央部からは外側
フランジ８が突きでている。この内側ガイドリン
グ３は上部寄りと下部寄りとが一部切り取られて
切り込み部１２が形成されており、そのきり込み
部１２は上下ともに三個所備わる。外側ガイドリ
ング４は上下に隣接しあう内側ガイドリング３の
上下端を囲う様に配備され、上下端には内側ガイ
ドリング３の突起リング６にひつかかりあうよう
に内側へ突きでた突起リングを備えている上、中
央部からは外側へフランジ８が突きでている形状
とされる。内側ガイドリング３と外側ガイドリン
グ４との各フランジ８は各ベローズ２によりつな
がれている。

最上方の内側ガイドリング３は基台１に固定の
固定リング１０にひつかかり可能とされている。
また最下方の内側ガイドリング３は制御棒駆動軸
延長管５に固定の駆動リング１１にひつかかり可
能とされている。最上端のベローズ２は基台１に
固定され、最下端のベローズ２は駆動リング１１
に固定されて、ベローズ２による密封が達成され
る。内側ガイドリング３と外側ガイドリング４の
詳細な構造図を示したものが第２図である。
CRDベローズ７製作時には、内側ガイドリング
３と外側ガイドリング４を交互に組み入れて、そ
の間に単体のベローズ２をガイドリングのフラン
ジ８に溶接する手順をとるため、第２図に示すよ
うに内側ガイドリング３は切り込み部１２が設け
られている。従来の粗調整棒の設計例によると、
上記のような内側ガイドリング３と外側ガイドリ
ング４は各々10個あり、スクラム時にはこれらが
複雑に相互衝突をくり返しながら落下する。

第３図は、CRDベローズ７を約2300mm／ｓの
速度でスクラムした場合の、CRDベローズ７の
動的挙動（時間一変位）の解析結果を示したもの
であり、上部より順次、ガイドリングにより変位
が拘束されるのがわかる。第３図より、下から11
番目の質点（内側ガイドリング３）と、下から12
番目の質点（外側ガイドリング４）との距離の時
間的変化を示したのが第４図であり、その外側ガ
イドリング４に結合しているベローズ２の開口歪
の時間的変化を示したのが第５図である。第４図
におけるガイドリング間歪の急激な立ち上がり
は、上部ガイドリングより順次、変位が拘束され
るために生じるものであり、これにより外側ガイ
ドリング４が内側ガイドリング３に高速度で衝突
した後、ベローズ２は大きな歪量で振動するのが
わかる。これは外側ガイドリング４が急に変位を
拘束されるために引き起こされるベローズ２の慣
性力によるものである。

このような大きな歪量がベローズ２に生じるス
クラムを繰り返していると、ベローズ２に疲労き
裂が発生し、破断する可能性を高めることにな
る。制御棒駆動機構のベローズ破損事故は、従来
からも２、３の実際例が存在し、炉内のカバーガ
スが炉容器外へ漏洩する事故につながる重大な問
題である。

本発明の目的は、ガイドリングの衝突によつて
引き起こされるベローズの慣性力を減少させ、ガ
イドリング衝突以後のベローズの振動の振巾を小
さくして歪量を減少させ、ベローズの破損を防止
することにある。

本発明はガイドリングの衝突前のガイドリング
速度を減少させてベローズの歪量を低減するため
に、ガイドリングの衝突付近に軸方向の空気抵抗
板を設け、ガイドリングに粘性抵抗力を付加する
ものである。したがつて、衝突時のガイドリング
の速度を抑制することができるので、ベローズの
慣性力は小さくなり、歪量を低減することがで
き、ベローズの破損を防止することができる。

以下、実施例について説明する。

第６図は本発明の一実施例の構造を示すもので
第２図と同一部分には同一番号が付してある。こ
の構造で第２図と異なる点は次のとおりである。
即ち、切り込み部１２の垂直な縁沿いに突起リン
グ６と続く上下方向に長い空気抵抗板９を取付
け、その空気抵抗板９は外側ガイドリング４方向
へ突き出ており、突起リング６とにより内外両ガ
イドリングの間で空気のポケツト部１３を形成す
るようにしてある。第２図と第６図の矢印はガイ
ドリング間の気体の流れる方向を示している。

このような構造を有するCRDベローズ７のガ
イドリングにおいては、第６図の下部の内側ガイ
ドリング３が上部の外側ガイドリング４に衝突す
る際、ポケツト１３内の空気が圧縮されて切り込
み部１２内へ流出しようとするが、流出しようと
するその気体は空気抵抗板９によりその流路がさ
えぎられ、気体の粘性抵抗が増加することにな
る。このような粘性抵抗をうけながら衝突する内
側ガイドリング３の衝突時の速度は、空気抵抗板
のない場合に較べて小さくなり、したがつて内側
ガイドリング３に結合しているベローズ２のもつ
慣性力も減少することになる。これよりベローズ
２の振動する振巾は小さくなり、歪量を低減する
ことができる。

スクラム時には、CRDベローズ７は第５図に
示したように歪の振幅が大きくなり、特にCRD
ベローズ７下部においては第３図に示したように
反射波による歪が重畳して歪が増大するが、上記
した実施例のように空気抵抗板９によりベローズ
２の慣性力が小さくなるので、歪が減少する。

空気抵抗板９は板厚３mmの突起リング６に取り
付けられているが、上下のガイドリングに衝突す
ることはないので板厚0.2mm程度の板を溶接によ
り取り付けるだけでよく、ガイドリング全体の重
量の増加はわずかである。

なお、上記実施例においては内側ガイドリング
３に空気抵抗板９を取り付けたが、外側ガイドリ
ング４の突起リング６に取り付けてもよい。ただ
し、内側ガイドリング３と外側ガイドリング４の
両方に空気抵抗板９を取り付けることは、CRD
ベローズ７を製作する手順上、困難である。

以上、上記の実施例の制御棒駆動機構装置のベ
ローズは、ガイドリングの衝突時の速度を抑制す
ることができるので、ベローズの歪量を低減する
ことができ、ベローズの破損を防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は粗調整棒駆動機構のベローズ構造図、
第２図はガイドリング構造図、第３図はベローズ
の挙動を示す図、第４、第５図はベローズの時間
的変化を示す図、第６図は本発明の一実施例の構
造図である。 １……基台、２……ベローズ、３……内側ガイ
ドリング、４……外側ガイドリング、５……制御
棒駆動軸延長管、６……突起リング、７……
CRDベローズ、８……フランジ、９……空気抵
抗板、１２……切り込み部、１３……ポケツト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 制御棒駆動軸延長管の途中を囲う上下に複数
   の内側ガイドリングは、途中から上下端にかけて
   切り込み部を有し、上下端に外側へ突きでた突起
   リングを、中央部分には外側へ突きでたフランジ
   を有する形状であり、外側ガイドリングは上下に
   隣接する前記各内側ガイドリングの上下部分を囲
   う位置に配置され、上下端に前記内側ガイドリン
   グの突起リングと上下に対向するように内側に突
   きでた突起リングと、中央部分から外側につきで
   たフランジとを有する形状であり、前記内外側両
   ガイドリングの各フランジはベローズにより連結
   されている構成の制御棒駆動装置において、前記
   内外側両ガイドリングの少なくとも一方に他方の
   ガイドリングの前記突起リングと上下に干渉しな
   い配置で前記内外側両ガイドリングの隙間間隔を
   塞ぐ方向に突き出した上下方向に長い板を空気抵
   抗板として備えていることを特徴とした制御棒駆
   動装置。