JPS647354B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アーチ状の容器ふたのついた原子炉
圧力容器を備え、さらに複数の制御棒とこれら制
御棒に結合された複数の制御棒駆動用ロツドを備
えている原子炉の制御棒駆動装置用耐震支持構造
に関する。

〔従来の技術〕

米国特許第3519535号明細書において、アーチ
状の容器ふた、複数の制御棒、およびこれら制御
棒に結合された複数の制御棒駆動用ロツドをもつ
た原子炉圧力容器が知られており、この場合それ
らの制御棒駆動用ロツドは気密に前記容器ふたに
接続されかつ外部に対して密封された円筒状の駆
動ケース内を軸方向に垂直に可動的に支承されて
いる。その場合それらの駆動ケースは前記容器ふ
たに固定された制御棒駆動用連結管と、この連結
管に気密に結合された圧力管とからなつている。
さらにそれらの制御棒駆動用連結管は圧力容器ふ
たの輪郭から異なつた長さで上方に突出してい
る。さらに前記圧力管の一水平面にある上端は接
続装置によつて互いに接続されている。そこで提
示された接続装置はプレートが対象となつてお
り、そこで提示された固い接続は、種々の長さを
した制御棒駆動ケースの異なつた熱膨張を妨げる
という欠点を有している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、制御棒駆動装置をその熱膨張を妨げ
ることなく耐震支持しようとするものである。さ
らに本発明は、震動により生ずる衝撃の際固有振
動数範囲内で衝突し合う制御棒駆動装置の一定の
グループの連結管の長さが同じ場合には特に強い
振動を誘発され、その他の固有振動数範囲外のも
のは振動を誘起しないとの認識から出発してい
る。この際、特に横方向振動が問題となり、長さ
方向の振動は二次的な役割しかはたさない。

従つて本発明の目的は、冒頭に述べた形式の制
御棒駆動装置用耐震支持構造を、制御棒駆動装置
の軸方向における熱膨張を妨げることなしに、駆
動ケースを含めた制御棒駆動装置の地震等による
不都合な振動を確実に回避するように形成するこ
とにある。

〔問題点の解決手段〕

本発明によればこの目的は、特許請求の範囲第
１項の特徴部分に記載した手段によつて達成され
る。

〔発明の効果〕

本発明によつて得られる利点は特に、格子棒の
両端を隣接する圧力管の上端部にそれぞれ自在継
手で固定することによつて、駆動ケースがその軸
方向に相互の干渉を生ずることなく熱膨張でき、
また制御棒に横方向の振動が誘起された場合にそ
の連結によつて振動が打ち消されることである。
すなわち、制御棒駆動装置が地震やその他の振動
を誘起する事象があつた場合に振動数、振幅、方
向が、個々にあるいはグループでそれぞれ異なつ
た振動をすることを利用している。本発明によれ
ば、不都合な振動を相互に打消すか、あるいは少
なくとも相互の減衰作用によりより小さな振幅値
に軽減することができる。

〔実施態様〕

本発明に基づく有利な実施態様は特許請求の範
囲第２項から第１０項に記載されている。

すなわち、格子棒の端部が球状に形成されかつ
圧力管上端にクロスヘツドが固定され、このクロ
スヘツドの中に格子棒の球状端が自在に支承され
ていると有利である。

また格子棒が、互いに小さな間隔をもつた少な
くとも２つの平面に位置しているとよい。

これにより振動が一層効果的に抑制され、格子
棒で形成された格子の横方向における強度が改善
される。

本発明の別の有利な実施態様によれば、異なつ
た二つの平面に配置された格子棒は異なつた方向
を向いている。一方の平面の格子棒で形成された
格子は他方の平面における格子に対してねじつて
配置されている。ここで格子とは、一平面内にお
いて格子棒方向が少なくとも二つの異なつた方向
を向いていることを意味している。格子棒は一平
面内において長方形、正方形、菱形あるいはジグ
ザグ形に配置され、その際、静的に規定した骨組
構造結合の意味において、異なつた平面の格子棒
が前述したようにねじれているか、あるいは異な
つた向きをしていることが特に好適である。その
場合この結合は、一平面内の二つの主方向におい
て固いだけでなく、それに対して角度をなした別
の方向に対しても堅固である。

制御棒駆動ケースが平面的に方形の格子を形成
するように配置されている場合、一方の平面内の
格子棒が前記方形の辺に沿つて延び、他方の平面
内の格子棒が前記方形の対角線に沿つて延びてい
ると有利である。たいていの場合制御棒駆動装置
ないしその圧力管が正方形の格子の形で配置され
ているので、一平面に対する格子は正方形である
ことが有利である。

格子棒が二つに分割され、双方の分割格子棒が
引張締付具により互いに結合されているとよい。
これにより、一方では組立時に許容公差の調整が
可能となり、他方では互いに隣接する圧力管の間
の振動減衰用のカツプリングを、相対熱膨張用の
ヒンジ結合を損傷することなく十分強固に行うこ
とができる。

〔実施例〕

以下に図示した実施例を用いて本発明をさらに
詳細に説明する。

第１図で全体として１で表示された炉圧力容器
は、カツプ部２ａとフランジ２ｂを有する外側へ
湾曲したふた２を備えている。全体として３で表
示した制御棒駆動装置は、容器ふた２とそのカツ
プ部２ａの領域で制御棒駆動用連結管を介して連
結される。これらの管は第１図においては後に説
明する支持格子によりおおわれており、網目上の
丸印により示されている。これらは第５図により
詳細に示されている。第５図では理解を容易にす
るために、二本の制御棒駆動装置のみが表示され
ており、駆動装置はそれぞれふた２を気密に貫通
して導入された制御棒駆動用連結管３．１ならび
に点線で表示され連結管３．１のフランジ３．１
ａに特に明示していない方法で気密にフランジ接
合されている圧力管３．２から成つている。圧力
管３．２の内部には外周に横溝または横歯を備え
た制御棒駆動用ロツド（一点鎖線３．５）が軸方
向に可動で、かつ拘束されうるようにセツトされ
ている。電磁気的なラチエツト型ステツプ状リフ
ター３．３の歯止め用のつめおよび昇降用のつめ
と上記の横溝あるいは横歯が係合可能であり、こ
の場合つめは圧力管の内側においてストツパによ
つて制限された範囲内で軸方向に可動できるアン
カーにより操作される。リフターの駆動用コイ
ル、すなわち昇降用コイル３．３１、拘束用コイ
ル３．３２および保持用コイル３．３３は、圧力
管３．２の外側にかぶせられており、圧力管を同
軸的に取囲む管状のコイル容器３．４に収納され
ている。圧力管３．２および連結管３．１は制御
棒駆動用ロツド３．５用の駆動ケースを構成して
いる。ラチエツト型ステツプ状リフターそのもの
についての詳しい説明は本発明に関しては重要で
ないので省略する。制御棒駆動用ロツドは、同様
に一点鎖線で示された制御棒３．６に概念的に
３．７で示されたカツプリングによつて結合され
ている。その他に、簡略化のために表示されてい
ない圧力容器１の炉心コンポーネント、特に同じ
く表示されていない燃料要素があり、この燃料要
素の吸収チヤンネルに反応度制御のために吸収用
フインガー付きの制御棒３．６が浅く又は深く挿
入できるようにされている。第５図で１．１はほ
ぼ中空円筒状の圧力容器１の下方部分を示し、
１．２は軸に垂直な面１上の容器周囲に配置され
た冷却材用連結管である。また１．３は容器周囲
に配置された支持ブラケツトで、これにより圧力
容器はコンクリート構造物１．４中にアンカー止
めされたリング状ビーム１．５に据付けられたサ
ポートコンソール１．６上に支承されており、持
ち上がりやずれが生じないようにされている。
１．７は生物学的シールドの役割をはたすプレス
トレスコンクリート製中空円筒で、その内側の周
囲に取付けられた絶縁層１．８によつて圧力容器
１を環状間隙を以て取囲んでいる。１．９は圧力
容器ふた２ａを気密状に下方部分１．１に締めつ
け下方部分にアンカー止めされているナツト付の
スタツドを表す。

この実施例の場合外方に凸形となつているふた
カツプ部２ａの湾曲構成と連結管３．１のフラン
ジ３．１ａが水平方向の接続面上にあり、制御棒
駆動装置は圧力管３．２を含めてすべて高さ線４
に達していることと相まつて、制御棒駆動用連結
管は異なつた長さとなつており、即ちふたカツプ
部２ａの外側部分に配置された制御棒駆動装置３
の連結管３．１を含めた全長は内側部分に配置さ
れたものの全長より長く、また後者はふたカツプ
部の中央部に配置された制御棒駆動装置３の連結
管３．１を含めた全長より長くなつている。制御
棒駆動装置３は、それに付属する制御棒駆動用連
結管３．１の長さに応じて異なつた固有振動数を
持つ。

第１図、第２図、第５図に示すように、制御棒
駆動装置３または圧力管３．２の上端３′は全体
としてＧで表示されている支持格子の格子棒５お
よび６により互いにリンク結合されている。即ち
格子棒５および６の両端は圧力管３．２の上端部
３′に自在継手で固定されている。提示した実施
例では、支持格子Ｇは、相互の間隔がａ１で一方
が下側の格子面ｅ１に、他方が上側の格子面ｅ２
に配置された二つの部分格子Ｇ５およびＧ６から
成り立つている。平面ｅ２の上側部分格子Ｇ６は
正方形網目形状に配置されており、その格子棒６
は第１図において黒く引いた線で示されている。
下側の格子面ｅ１にあるもう一方の部分格子Ｇ５
は対角線状の棒５で構成され、第１図では二本線
で示されている。格子のリンク機構は第１図、第
２図において全体を７で表示されている。下側部
分格子Ｇ５の格子棒５のリンク機構は、図から容
易にわかるように、上側の部分格子Ｇ６の節点の
下側の部分格子Ｇ５への投影線に近接して位置し
ている。双方の部分格子Ｇ５およびＧ６は水平面
上に、かつ制御棒駆動装置の垂直に走る圧力管
３．２に対し垂直に位置している。上側の部分格
子Ｇ６の正方形網目により部分格子はｘ方向に走
る格子棒６ａとｙ方向に走る格子棒６ｂから成つ
ている。上側の部分格子Ｇ６の方形の格子目は６
で示されている。第１図において二つの主方向を
もつ軸系は部分格子Ｇ６についてはｘならびｙ
で、また部分格子Ｇ５の同様に互いに直交する二
つの主方向はｎとｍで表示している。この場合、
二つの軸系は互いにα＝45゜の角度で交差してい
る。部分格子Ｇ５のｍ方向に走る格子棒は５ａ
で、ｎ方向に走るものは５ｂで示されている。こ
れより明らかなように、部分格子Ｇ５の格子棒は
ジグザグ形状に、すなわち網目状正方形６′の部
分格子Ｇ５への投影線上に主方向ｍと主方向ｎに
交互に走つている。正方形網目の制御棒目に対し
て提示した格子構成が特に有効であることがわか
つた。予想すべき地震の強さに応じて、三つ以上
の重畳して配置された部分格子を使用してもよ
い。

第２図および関連する第３図ないし第４ｂ図に
示されているように、全体をｇで表示された格子
棒の端部は球状に構成されており、この部分にね
じで締めつけられた球状ヘツド８が設けられてい
る（第３図）。クロスヘツドとして形成されてい
るリンク機構（自在継手機構）７は圧力管上端部
３′（第２図参照）に固定されており、格子棒は
クロスヘツド台座１０のスリツト９を貫通してそ
の球状ヘツド８でボールリンク軸受の円筒状の孔
１１の内部にリンク状に支承されている。第２図
は、この場合の格子リンク機構７が二つの互いに
上下に重なりあつたクロスヘツド台座１０，１０
で形成され、それらの台座には格子棒ｇ用の球状
ヘツド取付用孔１１および貫通スリツト９（第４
ａ，４ｂ図）とさらに固定用ねじ１３用の一つの
中心部貫通孔１２があることを示している。この
場合、クロスヘツド１０，１０は下方に対しては
底板１４で上方に対しては上板１５で抑えられて
いる。圧力管端部３′は中実に作られており、固
定用ねじ１３用の中心部ねじ孔１６ならびに平坦
な支持面１７が備えられている。このようにして
格子リンク機構７に対する簡単でかつ安全な固定
は、底板１４ならびに上板１５付きのクロスヘツ
ド１０，１０がそれらの中心孔１２に固定用ねじ
１３がねじこまれ平坦な支持面１７に圧しつけら
れることにより達成される。この場合さらに回り
止め１８を固定用ねじ１３に備えると有利であ
る。提示した実施例の場合にはこの回り止めは著
しく曲げられねじの六角形状の面に近接した曲が
り部分を持つ座金で構成されている。

第３図は、格子棒ｇが二つに分割され、双方の
分割格子g′およびg″が引張締付具１９により互い
に連結したものである。引張締付具は内側をねじ
切りした筒でできており、例えば、一方の分割格
子棒g″のねじ付シヤフト２０とは右ねじ１９ａ
で、またもう一方の分割格子棒ｇのねじ付シヤフ
ト２０とは左ねじ１９ｂで係合している。ねじ切
りした筒１９の外周はスパナでつかむために多角
形状２１例えば六角形状となつている。

【図面の簡単な説明】

第１図は制御棒駆動用圧力管に支持格子を備え
た加圧水型原子炉圧力容器のふたカツプ部の上面
図、第２図は格子棒にリンク結合された圧力管上
端部の拡大断面図、第３図は両端に球形ヘツドを
備え、中間部に引張締付具を備えた単位格子棒の
構造図、第４ａ図は第２図に示した格子リンク機
構に用いられるクロスヘツド台座の上面図、第４
ｂ図は第４ａ図のクロスヘツド台座の側面図、第
５図は第１図に示した支持格子の側面図である。 １……原子炉圧力容器、２……容器ふた、３…
…制御棒駆動装置、３′……圧力管上端部、３．
２……圧力管、５，５ａ，５ｂ，６……格子棒、
７……リンク機構、９……貫通スリツト、１０…
…クロスヘツド台座、１１……球形ヘツド取付け
用孔、１２……貫通孔、１３……固定用ねじ、１
４……底板、１５……上板、１６……ねじ孔、１
７……支持面、１８……回り止め、１９……引張
締付具、１９ａ……右ねじ、１９ｂ……左ねじ、
２０……ねじ付シヤフト、Ｇ……支持格子、Ｇ
５，Ｇ６……部分格子、ｇ……格子棒、ｇ，ｇ…
…分割格子棒、ｅ１，ｅ２……格子面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アーチ状の容器ふたのついた原子炉圧力容器
   を備え、さらに複数の制御棒とこれら制御棒に結
   合された複数の制御棒駆動用ロツドを備え、これ
   らの制御棒駆動用ロツドが気密に前記容器ふたに
   接続されかつ外部に対して密封された円筒状の駆
   動ケース内を軸方向に垂直に可動的に支承され、
   さらにこれらの駆動ケースが前記容器ふたに固定
   された制御棒駆動用連結管と、この連結管に気密
   に結合された圧力管とからなり、さらにこれらの
   制御棒駆動用連結管が前記容器ふたの輪郭から異
   なつた長さで上方に突出し、さらに前記圧力管の
   一水平面にある上端が接続装置によつて互いに接
   続されている原子炉の制御棒駆動装置用耐震支持
   構造において、前記接続装置が、両端がそれぞれ
   前記圧力管３．２の上端部３′に自在継手で固定
   された支持格子Ｇの格子棒ｇから構成されている
   ことを特徴とする原子炉の制御棒駆動装置用耐震
   支持構造。 ２ 格子棒ｇの端部が球状に形成されかつ圧力管
   上端部３′にクロスヘツドが固定され、このクロ
   スヘツドの中に格子棒ｇの球状端が自在に支承さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の支持構造。 ３ 格子棒ｇが、互いに小さな間隔ａ１をもつた
   少なくとも二つの平面ｅ１，ｅ２に位置している
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
   ２項記載の支持構造。 ４ 圧力管上端部３′が上下に配置された少なく
   とも二つのクロスヘツド台座１０を有し、これら
   のクロスヘツド台座に、格子棒ｇの端部のための
   球状ヘツド取付け孔１１と貫通スリツト９および
   固定用ねじ１３のための貫通孔１２が備えられて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第２項また
   は第３項記載の支持構造。 ５ 上下に配置されたクロスヘツド台座１０が下
   方に対しては底板１４により、また上方に対して
   は上板１５により抑えられており、圧力管端部
   ３′が固定用ねじ１３用の中心部ねじ孔１６なら
   びに平坦な支持面１７を備えており、かつクロス
   ヘツド台座１０が底板１４および上板１５と共に
   固定用ねじ１３によつてねじ込まれて支持面１７
   に抑えつけられていることを特徴とする特許請求
   の範囲第４項記載の支持構造。 ６ 固定用ねじ１３に回り止め１８が付属してい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第４項または
   第５項記載の支持構造。 ７ 異なつた二つの平面ｅ１，ｅ２に配置された
   格子棒ｇが異なつた方向を向いていることを特徴
   とする特許請求の範囲第３項ないし第６項のいず
   れか１項に記載の支持構造。 ８ 制御棒駆動ケースが平面的に方形の格子を形
   成するように配置されている場合、一方の平面ｅ
   ２内の格子棒ｇが前記方形の辺に沿つて延び、他
   方の平面ｅ１内の格子棒ｇが前記方形の対角線に
   沿つて延びていることを特徴とする特許請求の範
   囲第７項記載の支持構造。 ９ 格子棒ｇが二つに分割され、双方の分割格子
   棒g′，g″が引張締付具１９により互いに結合され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項な
   いし第８項のいずれか１項に記載の支持構造。 １０ 内側をねじ切りした筒が右ねじ１９ａで一
   方の分割格子棒g″のねじ付シヤフト２０に、また
   左ねじ１９ｂでもう一方の分割格子棒g′のねじ付
   シヤフト２０に係合することを特徴とする特許請
   求の範囲第９項記載の支持構造。