JPS5942838B2 - 原子炉の制御棒駆動機構 - Google Patents
原子炉の制御棒駆動機構Info
- Publication number
- JPS5942838B2 JPS5942838B2 JP53010778A JP1077878A JPS5942838B2 JP S5942838 B2 JPS5942838 B2 JP S5942838B2 JP 53010778 A JP53010778 A JP 53010778A JP 1077878 A JP1077878 A JP 1077878A JP S5942838 B2 JPS5942838 B2 JP S5942838B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control rod
- tube
- piston
- drive
- drive mechanism
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
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
【発明の詳細な説明】
本発明は、沸騰水型原子炉の出力を調節制御する制御棒
を高速スクラムおよび微調整が可能なようにした原子炉
の制御棒駆動機構に関する。
を高速スクラムおよび微調整が可能なようにした原子炉
の制御棒駆動機構に関する。
原子炉は、炉の反応度制御を炉心内に配置した制御棒に
より行う。
より行う。
その制御棒は、水圧駆動のロッキングピストン形制御棒
駆動機構によって、上下方向の位置決め動作を行うとと
もに、他の信号に優先してスクラム動作を行なう。
駆動機構によって、上下方向の位置決め動作を行うとと
もに、他の信号に優先してスクラム動作を行なう。
即ち第１図に示すように、制御棒を挿入するには、挿入
用選択弁ａを開いて駆動ピストンｂ下面に駆動ヘッダの
圧力がかかり、上面はインデックスチューブＣの内芯を
抜けてスクラム排出水ヘッダにつながり、インデックス
チューブＣ上端に連結された制御棒ｄが挿入される。
用選択弁ａを開いて駆動ピストンｂ下面に駆動ヘッダの
圧力がかかり、上面はインデックスチューブＣの内芯を
抜けてスクラム排出水ヘッダにつながり、インデックス
チューブＣ上端に連結された制御棒ｄが挿入される。
この制御棒の位置は、固定ピストンチューブｅの内側に
ある管の中７５ｍｍ間隔に配置した密封式ガラスシール
の一連のスイッチと、駆動ピストンｂに内蔵された永久
磁石によって検出される。
ある管の中７５ｍｍ間隔に配置した密封式ガラスシール
の一連のスイッチと、駆動ピストンｂに内蔵された永久
磁石によって検出される。
この制御棒駆動機構は、位置決め動作およびスクラム動
作の双方の駆動力を水圧ヘッダによるため、次のような
問題点がある。
作の双方の駆動力を水圧ヘッダによるため、次のような
問題点がある。
先ず、位置決め動作では、水圧系による複雑なコントロ
ールを必要とし、一連の動作を完了するまでに時間がか
かる。
ールを必要とし、一連の動作を完了するまでに時間がか
かる。
また位置決めの調節精度が粗く、一本の制御棒による原
子炉出力の微調整ができず、原子燃料の経済性に大きく
影響する。
子炉出力の微調整ができず、原子燃料の経済性に大きく
影響する。
次に、スクラム動作に関連しては、炉圧によるスクラム
のための炉圧ヘッダ導入用パイプおよびドレン配管を必
要とし、炉水が制御棒駆動機構内を往復することによる
メンテナンス時の被爆対策が重大な問題となる。
のための炉圧ヘッダ導入用パイプおよびドレン配管を必
要とし、炉水が制御棒駆動機構内を往復することによる
メンテナンス時の被爆対策が重大な問題となる。
またスクラム速さも制御棒の動作だけでは充分でなくタ
ービントリップ事故時では、制御棒駆動機構のスクラム
と同時にメインスチームバルブの閉塞、さらには減圧弁
の開放を必要とすることもある。
ービントリップ事故時では、制御棒駆動機構のスクラム
と同時にメインスチームバルブの閉塞、さらには減圧弁
の開放を必要とすることもある。
高速のスクラムが望まれている。
さらに、制御棒の位置指示検出器は、必要個数を制御棒
駆動機構の長手方向に並べるため、パイプ内に一括挿入
して制御棒駆動機構の下部よりその中心部に挿設してい
る。
駆動機構の長手方向に並べるため、パイプ内に一括挿入
して制御棒駆動機構の下部よりその中心部に挿設してい
る。
この方法ではスペースを取ることと、一個の検出器の破
損によってもパイプ全体を引抜いて交換する必要がある
ことおよびセットした個個の検出器の位Ｍ調整ができな
いこさが欠点であった。
損によってもパイプ全体を引抜いて交換する必要がある
ことおよびセットした個個の検出器の位Ｍ調整ができな
いこさが欠点であった。
本発明は以上の問題点に艦み、限られたスペースに於い
て、微調整可能で高速スクラムができ、特にその性能に
追随し得る位置検出装置を備えた制御棒駆動機構を提供
する。
て、微調整可能で高速スクラムができ、特にその性能に
追随し得る位置検出装置を備えた制御棒駆動機構を提供
する。
以下に本発明の一実施例について添付図面を参照して説
明する。
明する。
第２図は沸騰水型原子炉プラントの要部である圧力容器
１、燃料２、制御棒案内管３および制御棒駆動機構ハウ
ジング４の相対位置関係を示す。
１、燃料２、制御棒案内管３および制御棒駆動機構ハウ
ジング４の相対位置関係を示す。
制御棒駆動機構はハウジング４内に下方より挿入される
形で設置され、原子炉雰囲気外部に配置された制御棒案
内管３内に収められた制御棒と連結されている。
形で設置され、原子炉雰囲気外部に配置された制御棒案
内管３内に収められた制御棒と連結されている。
第３図は本発明制御棒駆動機構の主要部を示す。
ハウジング４内壁に沿ってピストンチューブ５を配し、
その中に隙間６を置いてシリンダチューブ７を設ける。
その中に隙間６を置いてシリンダチューブ７を設ける。
シリンダチューブ７には下端部に駆動ピストン８を持つ
インデックスチューブ９を収容する。
インデックスチューブ９を収容する。
シリンダチューブ７の下端は閉塞され、駆動ピストン８
下方のシリンダチューブγ内に、駆動ヘッダ圧力水の導
入孔１０が開口する。
下方のシリンダチューブγ内に、駆動ヘッダ圧力水の導
入孔１０が開口する。
駆動ピストン８背部は前記隙間６さ通じ、スクラム排出
水ヘッダに通じる（連通孔１１）。
水ヘッダに通じる（連通孔１１）。
インデックスチューブ９内にはボールねじ１２が挿通さ
れる。
れる。
このボールねじ１２はベアリング１３で支えられると共
に、シリンダチューブ１下端を貫通し、電動機などに連
結して可逆回転が与えられるようになっている。
に、シリンダチューブ１下端を貫通し、電動機などに連
結して可逆回転が与えられるようになっている。
１４は貫通部のシールを示す。
またボールねじ１２に係合するナツト１５が上記駆動ピ
ストン８の下方にセットされる。
ストン８の下方にセットされる。
ナツト１５はシリンダチューブ１の内壁にガイドキーな
どによって回転不能に案内される。
どによって回転不能に案内される。
ボールねじ１２内心にはインデックスチューブ９上端の
制御棒との結合を解くアンカップリング操作棒１６が貫
通している。
制御棒との結合を解くアンカップリング操作棒１６が貫
通している。
駆動ピストン８およびナツト１５の外周部にはマグネソ
１−１７．１７が埋設されている。
１−１７．１７が埋設されている。
一方前記隙間６内にはシリンダチューブ７に固定された
インディケークパイプ１８が設けられて位置指示を行う
ようになっている（第４図参照）。
インディケークパイプ１８が設けられて位置指示を行う
ようになっている（第４図参照）。
インディケータパイプ１８の中身を第５図に示す。
パイプ内にはピアノ線などの細線１９が走っており、こ
れに止めグリップ２０で検出器としてのリードスイッチ
２１が止着されている。
れに止めグリップ２０で検出器としてのリードスイッチ
２１が止着されている。
２２゜２２はリードスイッチ２１の電気配線である。
インディケータパイプ１８内はリードスイッチ２１を封
入ガスと同質のガスでガスシールされ、上記インディケ
ータパイプ１８はシリンダチューブ７の外周に複数本配
置される。
入ガスと同質のガスでガスシールされ、上記インディケ
ータパイプ１８はシリンダチューブ７の外周に複数本配
置される。
本発明は以上のように構成され、次に作用を述べる。
制御棒駆動機構は大別して位置決め動作さスクラム動作
の二つの動きをする。
の二つの動きをする。
位置決め動作は、駆動部の回転運動をボールねじ１２に
伝え、これによってナツト１５を上下する。
伝え、これによってナツト１５を上下する。
ナツト１５の上面にある駆動ピストン８、インデックス
チューブ９がナツト１５と共に上下運動し、制御棒が駆
動される。
チューブ９がナツト１５と共に上下運動し、制御棒が駆
動される。
ねじによる軸方向変位であるから微調整が可能である。
スクラム動作は、信号によって開く弁と、弁が開かれた
ことで水圧が駆動ビスＩ・ンを押し上げて制御棒を急速
に挿入する。
ことで水圧が駆動ビスＩ・ンを押し上げて制御棒を急速
に挿入する。
このときは駆動ピストンはナツト１５上を離れる一方、
その間にナツト１５はボールねじ１２の駆動により徐々
に上昇せしめられ、所定位置で停止される。
その間にナツト１５はボールねじ１２の駆動により徐々
に上昇せしめられ、所定位置で停止される。
以上の二つの動作とも駆動ピストン８およびナツト１５
に装着したマグネット１７，１γがインディケータパイ
プ１８内のリードスイッチ２１を作動し、制御棒の位置
および運動の状態を知ることができる。
に装着したマグネット１７，１γがインディケータパイ
プ１８内のリードスイッチ２１を作動し、制御棒の位置
および運動の状態を知ることができる。
リードスイッチ２１のインディケークパイプへの設置取
外しは細線１９で行う。
外しは細線１９で行う。
設置位置の調整もこの細線１９で操作する。
この実施例の原子炉の制御棒駆動機構は、ボールねじさ
ナツトによる駆動方式を導入したことにより、位置決め
の微調整が可能となり、また位置指示装置をコンパクト
化することで、シリンダおよび駆動ピストン並にピスト
ンチューブを巧妙に配して従来のハウジングの大きさを
変えることなく、限定されたスペース内に於いて水圧に
よる高速スクラムも可能とした。
ナツトによる駆動方式を導入したことにより、位置決め
の微調整が可能となり、また位置指示装置をコンパクト
化することで、シリンダおよび駆動ピストン並にピスト
ンチューブを巧妙に配して従来のハウジングの大きさを
変えることなく、限定されたスペース内に於いて水圧に
よる高速スクラムも可能とした。
原子炉の安全性が充分に保たれ、かつ原子炉出力の微調
整ができて原子燃料の経済性が大巾に向上する。
整ができて原子燃料の経済性が大巾に向上する。
また位置指示装置に用いるインディケータパイプは細管
を使用して上記スペースの節約に資すると共に、個々に
セット可能で単体でのリードスイッチの交換が可能でピ
アノ線が検出器をサポートしていることで、正確な検出
位置の設定が可能なことと耐振動に有効である。
を使用して上記スペースの節約に資すると共に、個々に
セット可能で単体でのリードスイッチの交換が可能でピ
アノ線が検出器をサポートしていることで、正確な検出
位置の設定が可能なことと耐振動に有効である。
またインティケーク内にガスを封入していることで、リ
ードスイッチガラスシールが破損しても動作可能である
。
ードスイッチガラスシールが破損しても動作可能である
。
このように信頼性が高い制御棒駆動機構であり、原子炉
全体の稼働率の向上が期待できる特徴あるものである。
全体の稼働率の向上が期待できる特徴あるものである。
以上説明したように本発明は、ハウジング内に設けたシ
リンダチューブに、水圧駆動の駆動ピストンおよびその
上方に連設され制御棒の下端と連結するインディクスチ
ューブを収容すると共に、インディクスチューブ内に挿
通されて駆動ピストンおよびシリンダチューブ下端を貫
通して電動機などの駆動源に連結されこの駆動源により
可逆回転を与えられるボールねじを設け、このボールね
じに係合しシリンダチューブ内を回転不能に案内される
ナツトを駆動ピストン下面に接して設け、駆動ピストン
およびナツトの外周部にマグネットを埋設し、さらにシ
リンダチューブとその外周に設置したピストンチューブ
との隙間に、複数本のインディケータパイプを配設し、
上記インディケータパイプ内にはガスが封入され、各イ
ンディケークパイプの内部にリードスイッチがそれぞれ
配置されているので制御棒の位置決めの微調整が可能と
なり、限定されたスペースにおいて水圧による高速スク
ラムも可能となる。
リンダチューブに、水圧駆動の駆動ピストンおよびその
上方に連設され制御棒の下端と連結するインディクスチ
ューブを収容すると共に、インディクスチューブ内に挿
通されて駆動ピストンおよびシリンダチューブ下端を貫
通して電動機などの駆動源に連結されこの駆動源により
可逆回転を与えられるボールねじを設け、このボールね
じに係合しシリンダチューブ内を回転不能に案内される
ナツトを駆動ピストン下面に接して設け、駆動ピストン
およびナツトの外周部にマグネットを埋設し、さらにシ
リンダチューブとその外周に設置したピストンチューブ
との隙間に、複数本のインディケータパイプを配設し、
上記インディケータパイプ内にはガスが封入され、各イ
ンディケークパイプの内部にリードスイッチがそれぞれ
配置されているので制御棒の位置決めの微調整が可能と
なり、限定されたスペースにおいて水圧による高速スク
ラムも可能となる。
したがって原子炉全体の信頼性が向上されると共に、そ
の稼働率も向上されるという利点を有する。
の稼働率も向上されるという利点を有する。
第１図は従来の制御棒駆動機構を示す縦断面図、第２図
は制御棒駆動機構の設置位置を示す原子炉内の配置図、
第３図は本発明機構の主要部を示す縦断面図、第４図は
インディケータパイプの配置位置を示す拡大した横断面
図、第５図は同縦断面図である。 １・・・・・・原子炉圧力容器、２・・・・・・燃料、
計・・・・・制御棒案内管、４・・・・・・制御駆動機
構ハウジング、５・・・・・・ピストンチューブ、６・
・・・・・隙間、７・・・・・・シリンダチューブ、８
・・・・・・駆動ピストン、９・・・・・・インデック
スチューブ、１２・・・・・・ボールねじ、１５・・・
・・・ナツト、１７，１７・・・・・・マグネット、１
８・・・・・・インディゲータパイプ、２１・・・・・
・リードスイッチ。
は制御棒駆動機構の設置位置を示す原子炉内の配置図、
第３図は本発明機構の主要部を示す縦断面図、第４図は
インディケータパイプの配置位置を示す拡大した横断面
図、第５図は同縦断面図である。 １・・・・・・原子炉圧力容器、２・・・・・・燃料、
計・・・・・制御棒案内管、４・・・・・・制御駆動機
構ハウジング、５・・・・・・ピストンチューブ、６・
・・・・・隙間、７・・・・・・シリンダチューブ、８
・・・・・・駆動ピストン、９・・・・・・インデック
スチューブ、１２・・・・・・ボールねじ、１５・・・
・・・ナツト、１７，１７・・・・・・マグネット、１
８・・・・・・インディゲータパイプ、２１・・・・・
・リードスイッチ。
Claims (1)
- １ ハウジング内に設けたシリンダチューブに、水圧駆
動の駆動ピストンおよびその上方に連設され制御棒の下
端と連結するインデックスチューブを収容すると共に、
インデックスチューブ内に挿通されて駆動ピストンおよ
びシリンダチューブ下端を貫通して電動機などの駆動源
に連結されこの駆動源により可逆回転を与えられるボー
ルねじを設け、このボールねじに係合しシリンダチュー
ブ内を回転不能に案内されるナツトを駆動ピストン下面
に接して設け、駆動ピストンおよびナツトの外周部にマ
グネットを埋設し、さらにシリンダチューブとその外周
に設置したピストンチューブとの隙間に、複数本のイン
ディケークパイプを配設し、上記インディケータパイプ
内にはガスが封入され、各インディケータパイプの内部
にリードスイッチがそれぞれ配置されることを特徴とす
る原子炉の制御棒駆動機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53010778A JPS5942838B2 (ja) | 1978-02-02 | 1978-02-02 | 原子炉の制御棒駆動機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53010778A JPS5942838B2 (ja) | 1978-02-02 | 1978-02-02 | 原子炉の制御棒駆動機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54103989A JPS54103989A (en) | 1979-08-15 |
| JPS5942838B2 true JPS5942838B2 (ja) | 1984-10-17 |
Family
ID=11759780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53010778A Expired JPS5942838B2 (ja) | 1978-02-02 | 1978-02-02 | 原子炉の制御棒駆動機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5942838B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4695436B2 (ja) | 2005-04-27 | 2011-06-08 | 株式会社東芝 | 制御棒位置検出装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3656074A (en) * | 1968-11-14 | 1972-04-11 | Combustion Eng | Control rod position transmitter |
-
1978
- 1978-02-02 JP JP53010778A patent/JPS5942838B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54103989A (en) | 1979-08-15 |
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