JPH0559398B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は正常時は制御棒を電磁石により吊り下
げ保持し、非常発生時に原子炉を緊急停止させる
ため切り離して制御棒を炉心へ挿入する機構に関
し、更に詳しくは、電磁石の上方と下方とにそれ
ぞれ連結角度を自由に可変できる関節部を設け
て、冷却材の流体振動に伴う制御棒の保持−切り
離しの誤動作を防止できるようにした原子炉の制
御棒保持機構に関するものである。

［従来の技術］ 一般に高速炉等では炉停止の信頼性を高めるた
め異常時等の制御棒を炉心に挿入する機構を備え
ている。この機構の信頼性を高めるために、外部
からの操作や信号に依存せずに原子炉を安全に停
止させることができるように自己作動型電磁石を
組み込んだ構成が提案されている。

この種の制御棒保持機構としては例えば第２図
に示すような構成がある。中性子吸収体を有する
制御棒１０は炉心部の案内管１２内に位置し炉内
冷却材１４（高速増殖炉では通常液体ナトリウ
ム）中で保持される。制御棒保持機構は駆動軸１
６と、その下端に位置する自己作動型電磁石１８
等を備え、該電磁石１８の磁気的吸引力によつて
前記制御棒１０を保持する。

自己作動型電磁石１８は、第１及び第２の鉄芯
２０，２２を組み合わせた二分割構造の鉄芯とコ
イル２４とを具備し、磁気回路の一部に感温磁性
材２６を組み込んだ構成である。なお符号２８は
非磁性連結部材を示す。

自己作動型電磁石１８は前述したように炉内冷
却材１４中に置かれている。従つて炉内に何らか
の異常が生じて周囲温度が上昇すると、感温磁性
材２６はその異常温度に感応して磁性を失うため
鉄芯２０，２２同士の吸着部での磁気的吸引力が
低下し、切り離された制御棒１０は自重により落
下し原子炉を停止させる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のように制御棒１０は、通常、炉内冷却材
１４の中に吊り下げられており、冷却材流動に伴
う振動を受けて揺れが生じる。このため電磁石１
８を構成している分割構造の鉄芯２０，２２の吸
着部には曲げ応力が発生する。制御棒１０や電磁
石１８を固定している駆動軸１６は長いため、そ
の曲げモーメントはかなり大きくなり、前記曲げ
応力によつて吸着面の一端が口を開くことにな
る。これは磁気的吸引力の急激な低下をもたら
し、定常運転中に制御棒１０が落下するという誤
動作が生じることになる。

特に感温磁性材２６を組み込んだ自己作動型電
磁石では、温度異常時の製御棒切り離し動作を確
実にするため定常運転時の磁気的吸引力をあまり
大きく設定きないので流体振動による誤動作の危
険性は高い。

本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点
を解消し、流体振動により電磁石の吸着面に発生
する曲げモーメントを減少させることができ、そ
のため定常運転中に制御棒が切り離される誤動作
を防止でき、また定常運転中の電磁石による磁気
的吸引力を低く設定することができ、それらによ
つて自己作動型炉停止機構の信頼性を大幅に向上
させることができるような制御棒保持機構を提供
することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成できる本発明は、駆動軸の下
端に二分割構造の鉄芯のコイルとを組み合わせた
電磁石を設け、該電磁石により制御棒の吊り下げ
保持−切り離しを行う機構において、電磁石の上
方と下方とにそれぞれ連結角度を可変自在の関節
部を設けた原子炉の制御棒保持機構である。

ここで連結部の角度を可変自在の関節部として
は、例えばボール・ソケツト継手が好適である。

［作用］ 電磁石の上方及び下方にそれぞれボール・ソケ
ツト継手のような関節部を設けると、それらによ
り連結された部材は相互の連結角度を自由に可変
できるようになる。つまり電磁石は上方の関節部
を介して駆動軸に吊り下げられ、また制御棒は下
方の関節部を介して電磁石に吊り下げられる構造
になるから、制御棒及び電磁石に流体振動による
揺れが生じると、それらの関節部で曲がるため電
磁石の分割された鉄芯の吸着面に発生する曲げ応
力は極めて小さくなる。

このため定常運転中に電磁石が切り離される危
険性がなくなると共に、電磁石に発生させる磁気
的吸引力は従来技術に比べて少なくて済む。

［実施例］ 第１図は本発明に係る制御棒保持機構の一実施
例を示す説明図である。駆動軸１６の下方に電磁
石１８が位置し、それに制御棒１０が吊り下げら
れている。制御棒１０は案内管１２内に挿入され
ており、炉内冷却材１４の中に位置している。こ
のような基本構成は前記第２図に示す従来技術と
同様である。

使用する電磁石１８も基本的には従来技術と同
様であつてよい。即ち、第１及び第２の鉄芯２
０，２２を組み合わせた二分割構造の鉄芯とコイ
ル２４とを具備し、磁気回路の一部に感温磁性材
２６が組み込まれている構成である。符号２８は
非磁性連結部材を示す。

ここで本発明が従来技術と顕著に相違する点
は、駆動軸１６と電磁石１８との間、及び電磁石
１８と制御棒１０との間の結合構造である。

第１図からも分かるように本発明ではボール・
ソケツト継手のような関節部３０，３２が用いら
れ、それによつて相互の連結角度を自由に可変で
きるような機構になつている。つまり電磁石１８
は上方の関節部３０によつて駆動軸１６は吊り下
げられており、また制御棒１０は下方の関節部３
２によつて電磁石１８に吊り下げられている。

流体振動によつて制御棒１０及び電磁石１８に
揺れが生じると、上方及び下方の関節部３０，３
２を中心に曲がり、電磁石１８の鉄芯２０，２２
間の吸着面に発生する曲げ応力は極めて小さくな
る。このため定常運転中に曲げ応力によつて吸着
面で切り離される虞れはない。また吸着面に発生
する曲げ応力が小さいため、磁気的吸引力を従来
よりも小さく設定することが可能となる。

実際に同一の電磁石を用いて制御棒を吸着保持
させた後、制御棒に揺れを与えて落下する揺れ大
きさを比較すると、本発明のように関節部を有す
る場合ははるかに大きな揺れ幅でも落下しないこ
とが認められた。

なお上記のような構成において発生する曲げモ
ーメントはおよそ上方の関節部３０と下方の関節
部３２との長さに比例するから、それら二つの関
節部３０，３２間の距離をできるだけ小さく設定
することが望ましい。

関節部の構造は特に限定されるものではない。
第１図に示したようなボール・ソケツト継手が望
ましいが、連結角度を自由に可変できるような構
造であれば他の機構であつてもよい。

［発明の効果］ 本発明は上記のように電磁石の上方と下方とに
それぞれ連結角度を可変自在の関節部を設けた原
子炉の制御棒保持機構であるから、冷却材の流体
振動によつて制御棒及び電磁石に曲げモーメント
が加わると、それらは関節部によつて鉛直軸の回
りに揺れ、そのため吸着面に発生する曲げ応力を
小さくでき、従つて定常運転中に電磁石が切り離
されて制御棒が落下するといつた誤動作の発生を
防止できる効果がある。

また上記の理由で定常運転中の電磁石による磁
気的吸引力を低く設定できるため、炉内温度が異
常上昇した時の制御棒切り離しが一層容易にな
り、自己作動型炉停止機構の信頼性は大幅に向上
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る制御棒保持機構の一実施
例を示す説明図、第２図は従来技術の一例を示す
説明図である。 １０……制御棒、１２……案内管、１４……炉
内冷却材、１６……駆動軸、１８……電磁石、２
０，２２……鉄芯、２４……コイル、２６……感
温磁性材、３０，３２……関節部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 駆動軸の下端に二分割構造の鉄芯とコイルと
   を組み合わせた電磁石を設け、該電磁石により制
   御棒の吊り下げ保持−切り離しを行う機構におい
   て、電磁石の上方と下方とにそれぞれ連結角度を
   可変自在の関節部を設けたことを特徴とする原子
   炉の制御棒保持機構。 ２ 関節部がボール・ソケツト継手である請求項
   １記載の制御棒保持機構。