JPS636719Y2 - - Google Patents
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- JPS636719Y2 JPS636719Y2 JP1980040295U JP4029580U JPS636719Y2 JP S636719 Y2 JPS636719 Y2 JP S636719Y2 JP 1980040295 U JP1980040295 U JP 1980040295U JP 4029580 U JP4029580 U JP 4029580U JP S636719 Y2 JPS636719 Y2 JP S636719Y2
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- Japan
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- pressure
- control rod
- guide tube
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Links
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は可動コイル型制御棒駆動装置の改良に
関するものであり、さらに詳しくは駆動部にシー
ル構造のない特徴を有しながら原子炉発電用に使
用可能な可動コイル型制御棒駆動装置に関するも
のである。
関するものであり、さらに詳しくは駆動部にシー
ル構造のない特徴を有しながら原子炉発電用に使
用可能な可動コイル型制御棒駆動装置に関するも
のである。
現在の原子力発電所の炉型式は沸騰水型（B.
W.R.）及び加圧水型（P.W.R.）が主流を占めて
おり、その原子炉の制御はスプリツトローラー
（SPLIT ROLLER）とスクリユー（SCREW）、
磁気ジヤツキ及びラツク・ピニオン等の方式によ
る制御棒駆動装置（以下CRDMと呼ぶ）によつ
て行なわれている。これらのCRDMは、駆動部
が案内管を貫通又は案内管内部にあり、貫通部よ
りの原子炉冷却材の漏れや、内部機構の保守に支
障を来たし大きな問題となつている。
W.R.）及び加圧水型（P.W.R.）が主流を占めて
おり、その原子炉の制御はスプリツトローラー
（SPLIT ROLLER）とスクリユー（SCREW）、
磁気ジヤツキ及びラツク・ピニオン等の方式によ
る制御棒駆動装置（以下CRDMと呼ぶ）によつ
て行なわれている。これらのCRDMは、駆動部
が案内管を貫通又は案内管内部にあり、貫通部よ
りの原子炉冷却材の漏れや、内部機構の保守に支
障を来たし大きな問題となつている。
一方近年、第１図に示すような可動コイル型原
子炉制御棒駆動装置が出願人によつて提案されて
いる。すなわち、第１図において１は原子炉容器
に連らなる挿入管の下端であり、上部に図示しな
い制御棒を連結した駆動軸２は上端位置にて全出
力、下端位置にて炉の停止を各々与える。上記管
１の下部には上部案内管４′を介して駆動軸を上
下動させるためのプランジヤアセンブリ３を内挿
したプランジヤ案内管４が連らなり、プランジヤ
案内管４の下端は管栓５を介して外部配管系に接
続されている。負荷反力に抗して制御棒先端の中
性子吸収体の位置決め動作を行なうアクチユエー
タ構成は、上記プランジヤアセンブリ３と非磁性
材製の薄肉の案内管４を介して配設された可動コ
イルアセンブリ６と、該可動コイルアセンブリ６
を吊持して送りネジ７の回動によつて可動コイル
アセンブリ６を上下動させる送り機構８と、さら
にプランジヤアセンブリ３の下端および可動コイ
ルアセンブリ６の下端にて相対位置検出をする差
動トランス９と、スクラム時に急速落下する管内
駆動部のスクラムエネルギーを吸収するスナツバ
用ピストン１０およびスナツバシリンダ１１とを
含んでなる。
子炉制御棒駆動装置が出願人によつて提案されて
いる。すなわち、第１図において１は原子炉容器
に連らなる挿入管の下端であり、上部に図示しな
い制御棒を連結した駆動軸２は上端位置にて全出
力、下端位置にて炉の停止を各々与える。上記管
１の下部には上部案内管４′を介して駆動軸を上
下動させるためのプランジヤアセンブリ３を内挿
したプランジヤ案内管４が連らなり、プランジヤ
案内管４の下端は管栓５を介して外部配管系に接
続されている。負荷反力に抗して制御棒先端の中
性子吸収体の位置決め動作を行なうアクチユエー
タ構成は、上記プランジヤアセンブリ３と非磁性
材製の薄肉の案内管４を介して配設された可動コ
イルアセンブリ６と、該可動コイルアセンブリ６
を吊持して送りネジ７の回動によつて可動コイル
アセンブリ６を上下動させる送り機構８と、さら
にプランジヤアセンブリ３の下端および可動コイ
ルアセンブリ６の下端にて相対位置検出をする差
動トランス９と、スクラム時に急速落下する管内
駆動部のスクラムエネルギーを吸収するスナツバ
用ピストン１０およびスナツバシリンダ１１とを
含んでなる。
上記構成においてスナツバ部のスナツバシリン
ダ１１、案内管４、下部管栓５およびそれらの付
属品がいわゆる原子炉一次系水の圧力バウンダリ
を成し、原子炉容器或いはそれに連設している不
動構造部分に配設支持される。これら固定部分の
内部には一次冷却水が満され、その中でプランジ
ヤアセンブリ３と、カーボンベアリング２０と、
スナツバピストン１０と駆動軸２などから一体に
構成された管内駆動部が軸方向に連動する。通常
運転時は圧力管外部の可動コイルプランジヤが励
磁され、従つてプランジヤアセンブリ３は可動コ
イルアセンブリ６に磁気結合力で追従して移動
し、一方スクラム時には可動コイルの励磁が消勢
されて磁気結合力が消去され、上記一体化された
プランジヤアセンブリやスナツバピストンおよび
駆動軸さらには制御棒が自重にて急速に落下運動
し、制御棒に取付けられた中性子吸収体が燃料要
素を遮蔽することになる。
ダ１１、案内管４、下部管栓５およびそれらの付
属品がいわゆる原子炉一次系水の圧力バウンダリ
を成し、原子炉容器或いはそれに連設している不
動構造部分に配設支持される。これら固定部分の
内部には一次冷却水が満され、その中でプランジ
ヤアセンブリ３と、カーボンベアリング２０と、
スナツバピストン１０と駆動軸２などから一体に
構成された管内駆動部が軸方向に連動する。通常
運転時は圧力管外部の可動コイルプランジヤが励
磁され、従つてプランジヤアセンブリ３は可動コ
イルアセンブリ６に磁気結合力で追従して移動
し、一方スクラム時には可動コイルの励磁が消勢
されて磁気結合力が消去され、上記一体化された
プランジヤアセンブリやスナツバピストンおよび
駆動軸さらには制御棒が自重にて急速に落下運動
し、制御棒に取付けられた中性子吸収体が燃料要
素を遮蔽することになる。
上述のように駆動装置の電磁石はプランジヤ案
内管を磁気ギヤツプとした磁気回路となつている
ため、磁気吸引力を大きくするためにはプランジ
ヤ案内管をできるだけ薄くすることが望ましい
が、プランジヤ案内管の材質をSUS 316LTPと
し、その肉厚を１mmに設定した場合、プランジヤ
案内管の耐圧は通産省令第501号告示案で定めら
れた設計応力強さに関する規準から、100℃の時
47Kg／cm2、400℃の時は35.8Kg／cm2となり、発電
炉の高圧（例えばPWRで運転圧力約160Kg／cm2、
BWRでは約71Kg／cm2である）には耐え得ない。
内管を磁気ギヤツプとした磁気回路となつている
ため、磁気吸引力を大きくするためにはプランジ
ヤ案内管をできるだけ薄くすることが望ましい
が、プランジヤ案内管の材質をSUS 316LTPと
し、その肉厚を１mmに設定した場合、プランジヤ
案内管の耐圧は通産省令第501号告示案で定めら
れた設計応力強さに関する規準から、100℃の時
47Kg／cm2、400℃の時は35.8Kg／cm2となり、発電
炉の高圧（例えばPWRで運転圧力約160Kg／cm2、
BWRでは約71Kg／cm2である）には耐え得ない。
他方、プランジヤ案内管を発電炉の高圧に耐え
るようにするには、プランジヤ案内管の肉厚を
6.1mmに設計する必要があり、このため磁気抵抗
が増え、保持力が約1/6に低下することになる。
るようにするには、プランジヤ案内管の肉厚を
6.1mmに設計する必要があり、このため磁気抵抗
が増え、保持力が約1/6に低下することになる。
従つて、この対策としては電磁コイルの段数を
増やすか、コイル励磁電流を増やす必要がある
が、電磁コイルの段数を増やすことはいたずらに
装置の大型化を招くことになり、好ましくなく、
又コイル励磁電流を増やすことは電源が大規模に
なり、しかも電磁コイルの発熱が増大し電磁コイ
ルの冷却の問題も発生し、メリツトは少ない。
増やすか、コイル励磁電流を増やす必要がある
が、電磁コイルの段数を増やすことはいたずらに
装置の大型化を招くことになり、好ましくなく、
又コイル励磁電流を増やすことは電源が大規模に
なり、しかも電磁コイルの発熱が増大し電磁コイ
ルの冷却の問題も発生し、メリツトは少ない。
本考案は、かかる現状に鑑み創案されたもの
で、その目的とするところは、本出願人開発に係
る可動コイル型制御棒駆動装置の特徴を生かしな
がら原子力発電用にも十分使用できる装置を提供
することにある。
で、その目的とするところは、本出願人開発に係
る可動コイル型制御棒駆動装置の特徴を生かしな
がら原子力発電用にも十分使用できる装置を提供
することにある。
以下第２図乃至第５図に示す実施例により本考
案を詳述する。第２図は本考案の第１の実施例を
示すもので、これは第１図に示す可動コイル型制
御棒駆動装置部分の外周を上部圧力容器３０と中
間圧力容器３１と圧力容器底蓋３２とよりなる圧
力容器３３で密封状に囲繞せしめたもので、該圧
力容器３３を構成する上、中、下各部材３０，３
１，３２はそれぞれフランジ結合されると共に上
部圧力容器３０の上端フランジ３４と上部案内管
４′の上端フランジ３５とをフランジプレート６
０を介して密封状に連結し、又圧力容器底蓋３２
の下部内周面と下部管栓フランジ５′とを密封状
に連結したものである。圧力容器３３は耐圧強度
部材より形成され、その肉厚はSUS材を用いた
場合、内径を150mmに設定すると19.0mmとなる。
案を詳述する。第２図は本考案の第１の実施例を
示すもので、これは第１図に示す可動コイル型制
御棒駆動装置部分の外周を上部圧力容器３０と中
間圧力容器３１と圧力容器底蓋３２とよりなる圧
力容器３３で密封状に囲繞せしめたもので、該圧
力容器３３を構成する上、中、下各部材３０，３
１，３２はそれぞれフランジ結合されると共に上
部圧力容器３０の上端フランジ３４と上部案内管
４′の上端フランジ３５とをフランジプレート６
０を介して密封状に連結し、又圧力容器底蓋３２
の下部内周面と下部管栓フランジ５′とを密封状
に連結したものである。圧力容器３３は耐圧強度
部材より形成され、その肉厚はSUS材を用いた
場合、内径を150mmに設定すると19.0mmとなる。
４０及び４１は上部圧力容器３０及び中間圧力
容器３１の各所定位置に設けられた冷却媒体供給
口及び排出口で、それぞれ循環回路の１部を構成
する図示しない流体供給管及び流体排出管を介し
てポンプユニツトに連結され、ポンプユニツトで
のポンプおよびバルブの操作により空気、絶縁油
或いは不活性ガス等の冷却媒体をCRDMと圧力
容器３３との間の環状空間４２に加圧状態で注入
して強制循環できるようになされている。この場
合、環状空間４２内に充填された加圧冷却媒体は
電磁コイル等を冷却せしめると共に該冷却媒体の
圧力を適当に選択制御することにより原子炉冷却
材の圧力との圧力差を小さくし、薄肉のプランジ
ヤ案内管の耐圧性能を高めることができる。例え
ば原子炉冷却材との圧力差を30Kg／cm2以下に設定
する場合には、プランジヤ案内管は１mmの肉厚の
ものを用いることができる。
容器３１の各所定位置に設けられた冷却媒体供給
口及び排出口で、それぞれ循環回路の１部を構成
する図示しない流体供給管及び流体排出管を介し
てポンプユニツトに連結され、ポンプユニツトで
のポンプおよびバルブの操作により空気、絶縁油
或いは不活性ガス等の冷却媒体をCRDMと圧力
容器３３との間の環状空間４２に加圧状態で注入
して強制循環できるようになされている。この場
合、環状空間４２内に充填された加圧冷却媒体は
電磁コイル等を冷却せしめると共に該冷却媒体の
圧力を適当に選択制御することにより原子炉冷却
材の圧力との圧力差を小さくし、薄肉のプランジ
ヤ案内管の耐圧性能を高めることができる。例え
ば原子炉冷却材との圧力差を30Kg／cm2以下に設定
する場合には、プランジヤ案内管は１mmの肉厚の
ものを用いることができる。
又冷却媒体の圧力を原子炉冷却材圧力より適当
に低く制御しておくことにより原子炉冷却材の漏
れを検出できると共に該圧力容器及びこれに連通
して配設された循環回路により大気放出を防止す
ることができる。尚漏れ検出方法としては例えば
流体排出管に圧力検知器を設けて冷却媒体の圧力
変動を知ることにより冷却媒体の漏れを検知する
方法、原子炉冷却材と冷却媒体との差圧変動によ
り検知する方式、冷却媒体の水分濃度の変動によ
り検知する方法あるいは冷却媒体の放射能濃度の
変動により検知する方法等種々の方法が適用可能
である。
に低く制御しておくことにより原子炉冷却材の漏
れを検出できると共に該圧力容器及びこれに連通
して配設された循環回路により大気放出を防止す
ることができる。尚漏れ検出方法としては例えば
流体排出管に圧力検知器を設けて冷却媒体の圧力
変動を知ることにより冷却媒体の漏れを検知する
方法、原子炉冷却材と冷却媒体との差圧変動によ
り検知する方式、冷却媒体の水分濃度の変動によ
り検知する方法あるいは冷却媒体の放射能濃度の
変動により検知する方法等種々の方法が適用可能
である。
尚４５は上部圧力容器３０及び中間圧力容器３
１に設けられた電磁コイル給電ケーブルや
CRDM計装ケーブル等の貫装用ケーブルノズル、
４６は圧力容器底蓋３２に設けられたドレン排出
口である。
１に設けられた電磁コイル給電ケーブルや
CRDM計装ケーブル等の貫装用ケーブルノズル、
４６は圧力容器底蓋３２に設けられたドレン排出
口である。
第３図は本考案の他の例を示すもので、これは
上部及び中間圧力容器３０′，３１′ならびに圧力
容器底蓋３２′に冷却フインを設け、自然放熱の
効果を上げたものであり、又第４図はさらに他の
例を示すもので、これは上部圧力容器の代りに圧
力容器上蓋５０を設け、該圧力容器上蓋５０を直
接プランジヤ案内管４の上端フランジ５１に装着
すると共に上部案内管４′を肉厚（例えば6.1mm以
上）の耐圧強度部材で構成し、上記上蓋の上端フ
ランジ５０′と上部案内管下部フランジ５２とを
連結構成したもので、第２図のものと同様の作用
効果を奏するものである。
上部及び中間圧力容器３０′，３１′ならびに圧力
容器底蓋３２′に冷却フインを設け、自然放熱の
効果を上げたものであり、又第４図はさらに他の
例を示すもので、これは上部圧力容器の代りに圧
力容器上蓋５０を設け、該圧力容器上蓋５０を直
接プランジヤ案内管４の上端フランジ５１に装着
すると共に上部案内管４′を肉厚（例えば6.1mm以
上）の耐圧強度部材で構成し、上記上蓋の上端フ
ランジ５０′と上部案内管下部フランジ５２とを
連結構成したもので、第２図のものと同様の作用
効果を奏するものである。
第５図は第４図の変形例を示すもので、これは
圧力容器上蓋５０′、中間圧力容器３１′及び圧力
容器底蓋３２′にそれぞれ冷却フインを付け、放
熱効果を上げたものである。
圧力容器上蓋５０′、中間圧力容器３１′及び圧力
容器底蓋３２′にそれぞれ冷却フインを付け、放
熱効果を上げたものである。
なお、第２図に示す実施例では、冷却媒体を強
制循環させる場合について説明したが、勿論この
範囲に限定されず、例えば圧力容器内に充填され
た冷却媒体を自然対流させるようにしてもよいこ
とは云うまでもない。
制循環させる場合について説明したが、勿論この
範囲に限定されず、例えば圧力容器内に充填され
た冷却媒体を自然対流させるようにしてもよいこ
とは云うまでもない。
本考案は、上述のごとく可動コイル型CROM
の外周を圧力容器で密封状に囲繞せしめ、該
CRDMと圧力容器との環状空間に加圧冷却材を
充填するようにしたので、電磁コイル等の温度上
昇を確実に抑制可能であると共に薄肉のプランジ
ヤ案内管の耐圧性能が向上するため原子炉冷却材
が高温高圧条件に設定されていても十分使用に耐
え得るようになり、原子炉発電用可動コイル型
CRDMとして極めて大きな実用価値を有するも
のである。
の外周を圧力容器で密封状に囲繞せしめ、該
CRDMと圧力容器との環状空間に加圧冷却材を
充填するようにしたので、電磁コイル等の温度上
昇を確実に抑制可能であると共に薄肉のプランジ
ヤ案内管の耐圧性能が向上するため原子炉冷却材
が高温高圧条件に設定されていても十分使用に耐
え得るようになり、原子炉発電用可動コイル型
CRDMとして極めて大きな実用価値を有するも
のである。
第１図は従来の可動コイル型CRDMを示す概
略縦断面図、第２図は本考案の一例を示す概略断
面図、第３図、第４図及び第５図はそれぞれ本考
案の他の例を示す概略断面図である。 ４……プランジヤ案内管、４′……上部案内管、
５……下部管栓、３０，３０′……上部圧力容器、
３１，３１′……中間圧力容器、３２，３２′……
圧力容器底蓋、３３……圧力容器、３４，３５，
５０′，５１，５２……フランジ、４０……冷却
媒体供給口、４１……冷却媒体排出口、４２……
環状空間、５０，５０′……圧力容器上蓋。
略縦断面図、第２図は本考案の一例を示す概略断
面図、第３図、第４図及び第５図はそれぞれ本考
案の他の例を示す概略断面図である。 ４……プランジヤ案内管、４′……上部案内管、
５……下部管栓、３０，３０′……上部圧力容器、
３１，３１′……中間圧力容器、３２，３２′……
圧力容器底蓋、３３……圧力容器、３４，３５，
５０′，５１，５２……フランジ、４０……冷却
媒体供給口、４１……冷却媒体排出口、４２……
環状空間、５０，５０′……圧力容器上蓋。
Claims (1)
- 可動コイル型制御棒駆動装置本体と、該駆動装
置本体の外周を密封状に囲繞して配設され、かつ
所定位置に冷却材注入口及び排出口を備えた圧力
容器と、上記駆動装置本体と該圧力容器との間に
充填された加圧冷却材とを備えてなる可動コイル
型制御棒駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1980040295U JPS636719Y2 (ja) | 1980-03-28 | 1980-03-28 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1980040295U JPS636719Y2 (ja) | 1980-03-28 | 1980-03-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56142499U JPS56142499U (ja) | 1981-10-27 |
| JPS636719Y2 true JPS636719Y2 (ja) | 1988-02-25 |
Family
ID=29635709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1980040295U Expired JPS636719Y2 (ja) | 1980-03-28 | 1980-03-28 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS636719Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10032529B2 (en) | 2010-12-09 | 2018-07-24 | Westinghouse Electric Company Llc | Nuclear reactor internal electric control rod drive mechanism assembly |
-
1980
- 1980-03-28 JP JP1980040295U patent/JPS636719Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56142499U (ja) | 1981-10-27 |
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