JP2977957B2 - Control rod drive mechanism - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は原子炉の制御棒駆動機構
に係り、特に構造簡素化による信頼性向上及び寸法形状
の縮小化、並びに操作の簡単化による操作ミスの低減に
好敵な高速増殖炉の制御棒駆動機構に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control rod drive mechanism for a nuclear reactor, and more particularly to a high-speed drive which is suitable for improving reliability and reducing the size and shape by simplifying the structure, and reducing operation errors by simplifying the operation. The present invention relates to a control rod drive mechanism of a breeder reactor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】原子炉運転時、制御棒駆動機構に要求さ
れる機能の一つとして制御棒ラッチ状態での上下駆動機
能、原子炉異常時の炉心への制御棒緊急挿入機能があ
る。この他に、燃料交換時に制御棒をデラッチし、駆動
軸を引抜き、駆動軸の誤落下を防止する機能、及び制御
棒駆動機構駆動部のメンテナンス時に、駆動部を炉上部
から取外すために駆動軸を切離し、かつ駆動軸の落下を
防止する等、種々の機能が要求される。2. Description of the Related Art One of the functions required for a control rod driving mechanism during operation of a reactor is a vertical drive function in a control rod latch state and an emergency insertion function of a control rod into a reactor core when a reactor is abnormal. In addition, the control rod is delatched at the time of refueling, the drive shaft is pulled out, and the drive shaft is prevented from falling accidentally.The drive shaft is removed from the upper part of the furnace during maintenance of the control rod drive mechanism drive unit. And various functions are required, such as separating the drive shaft and preventing the drive shaft from falling.
【０００３】従来の高速増殖炉用の制御棒駆動機構は図
５に示すような構造をしており、これは「動力炉技報」
No４６，１９８３．６，６３頁〜７１頁に記載のもので
ある。この制御棒駆動機構は、ストロークモータ５１、
回転動を上下動に変換する機構としてのボールスクリュ
ー５２、制御棒ラッチ及び駆動軸ラッチ機構５３、及び
スクラム時に切り離して制御棒５４を急速挿入するため
のマグネットリンク機構５５、並びに燃料交換時等に駆
動軸を引抜き、落下防止するための駆動軸ロック機構５
６等が配置されており、約１０００点以上の部品点数を
有している。また遠隔操作パターンが多く、機器保護の
ため多数のインタロックが必要とされる。A conventional control rod drive mechanism for a fast breeder reactor has a structure as shown in FIG.
No. 46, 1983. 6, pages 63 to 71. The control rod drive mechanism includes a stroke motor 51,
A ball screw 52 as a mechanism for converting the rotational motion into a vertical motion, a control rod latch and drive shaft latch mechanism 53, a magnet link mechanism 55 for separating and quickly inserting the control rod 54 at the time of scram, and at the time of fuel exchange, etc. Drive shaft lock mechanism 5 for pulling out the drive shaft and preventing falling
6 and so on, and has a number of parts of about 1000 or more. In addition, there are many remote operation patterns, and many interlocks are required for equipment protection.
【０００４】この公知例の制御棒駆動機構の主な機能を
以下に説明する。第１の機能として、常駆動としての上
下動がある。即ち、ストロークモータ５１の回転をボー
ルスクリュー５２、ボールスクリューナット５７により
直線運動に変換し、ロードセル５８を介して保持用マグ
ネット５９に伝え、保持用マグネット５９に吸着された
アーマチュア６０及びこれに連結するマグネットリンク
機構５５を介して、駆動軸６１とラッチ軸６２とが一体
となって上下動する。停電時の停止は電磁ブレーキ６３
により行なう。The main functions of this known control rod drive mechanism will be described below. As a first function, there is vertical movement as normal driving. That is, the rotation of the stroke motor 51 is converted into linear motion by the ball screw 52 and the ball screw nut 57, transmitted to the holding magnet 59 via the load cell 58, and connected to the armature 60 attracted to the holding magnet 59 and the armature 60. The drive shaft 61 and the latch shaft 62 move up and down integrally via the magnet link mechanism 55. Stop during power failure with electromagnetic brake 63
Performed by
【０００５】第２の機能として、スクラム機能がある。
これは、保持用マグネット５９を消磁し、アーマチュア
６０を切離し、連結するマグネットリンク機構５５を開
放し、制御棒５４及び駆動軸６１を一体としてガス加速
及び重力落下により行なう。A second function is a scrum function.
This is performed by demagnetizing the holding magnet 59, separating the armature 60, opening the connecting magnet link mechanism 55, and integrating the control rod 54 and the drive shaft 61 by gas acceleration and gravity drop.
【０００６】第３の機能として、燃料交換機能がある。
これは以下の動作により行なう。即ち、制御棒５４が全
挿入位置にある状態においてラッチモータ６４を作動さ
せ、ラッチ軸６２を通常位置から制御棒切離し位置まで
挿入し、ラッチフィンガ６５をデラッチ状態にし、この
状態でストロークモータ５１を作動させ駆動軸６１を下
限位置から燃交下限位置まで引抜き、次に、ラッチモー
タ６４を制御棒切離し位置から駆動軸ロック位置まで作
動させ、駆動軸６１を駆動軸ロック機構５６により機械
的にロックする。なお、制御棒５４のラッチ、デラッチ
それぞれの状態での保持はラッチモータ６４に直結する
電磁ブレーキにより行なう。As a third function, there is a refueling function.
This is performed by the following operation. That is, the latch motor 64 is operated in a state where the control rod 54 is at the full insertion position, the latch shaft 62 is inserted from the normal position to the control rod separation position, the latch finger 65 is brought into a delatched state, and in this state, the stroke motor 51 is turned on. Then, the drive shaft 61 is pulled out from the lower limit position to the fuel exchange lower limit position. Then, the latch motor 64 is operated from the control rod separating position to the drive shaft lock position, and the drive shaft 61 is mechanically locked by the drive shaft lock mechanism 56. I do. The control rod 54 is held in each of the latched state and the delatched state by an electromagnetic brake directly connected to the latch motor 64.
【０００７】第４の機能として、駆動機構のメンテナン
ス時のみ作動させる機能がある。これは、ストローク下
限でストロークモータ５１をオーバランさせ、バネの運
動により上部案内管部６６中の駆動軸６１及びラッチ軸
６２とのボールラッチを外すことにより行なう。As a fourth function, there is a function that is operated only during maintenance of the drive mechanism. This is performed by overrunning the stroke motor 51 at the lower stroke limit and releasing the ball latch between the drive shaft 61 and the latch shaft 62 in the upper guide tube 66 by the movement of the spring.
【０００８】第５の機能として、シール機能がある。こ
れはストローク及びラッチ機構部に溶接ベローズ（スト
ロークベローズ６７、ラッチベローズ６８）を備えてお
り、それぞれ駆動軸６１と上部案内管６９、ラッチ軸６
２との相対運動のずれを吸収しつつ炉内雰囲気と外気を
遮断することにより行なう。As a fifth function, there is a sealing function. This is provided with welding bellows (stroke bellows 67, latch bellows 68) in the stroke and latch mechanism, and respectively has a drive shaft 61, an upper guide pipe 69, and a latch shaft 6.
This is performed by shutting off the atmosphere in the furnace and the outside air while absorbing the deviation of the relative motion between the furnace and the furnace.
【０００９】第６の機能として、定期検査期間短縮（プ
ラントの稼働率向上）のため、前記第３の機能である燃
料交換時の制御棒の制御棒駆動機構からの切離し及び駆
動軸落下防止機能と第４の機能である制御棒駆動機構の
駆動部メンテナンスのための駆動部７０と上部案内管部
６６の切離し機能とを同時に行なう機能がある。この場
合、駆動部７０を取外してしまうため、制御棒切離し機
構（制御棒ラッチ機構５３に相当）、駆動軸引抜き機構
（駆動軸ラッチ機構５３に相当）及び駆動軸落下防止機
構（駆動軸ロック機構５６に相当）を有する治具をメン
テナンス対象制御棒駆動機構数分だけ用意し、駆動部７
０取外し後、駆動部取外し後に当該治具を設置して、前
記第３の機能を当該治具にて行なうことが必要となる。A sixth function is a function of separating the control rod from the control rod drive mechanism and preventing the drive shaft from dropping during the refueling, which is the third function, in order to shorten the period of the periodic inspection (improve the operation rate of the plant). And a fourth function of simultaneously performing a drive unit 70 for maintenance of a drive unit of the control rod drive mechanism and a separating function of the upper guide tube unit 66. In this case, since the drive unit 70 is removed, the control rod separation mechanism (corresponding to the control rod latch mechanism 53), the drive shaft withdrawal mechanism (corresponding to the drive shaft latch mechanism 53), and the drive shaft drop prevention mechanism (drive shaft lock mechanism) Jigs corresponding to the number of control rod drive mechanisms to be maintained are prepared.
After the removal, the jig is required to be installed after the drive unit is removed, and the third function needs to be performed by the jig.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
制御棒駆動機構は、制御棒駆動機構に要求される種々の
機能を満足させるため、ストロークモータ、回転運動を
上下動に変換する機構、制御棒ラッチ機構、駆動軸ラッ
チ機構等、種々の機構を内蔵しており、このため構成部
品が多数となり、かつ操作も多様で運転上のインタロッ
クを数多く必要とするため、制御棒駆動機構自体の製作
コスト及び運転に係る制御設備のコストの増加要因を残
すという問題があると共に、操作の多様さによる操作上
の運転員への負担増大の要因も残しているという問題が
あった。As described above, in the conventional control rod drive mechanism, in order to satisfy various functions required for the control rod drive mechanism, a stroke motor and a mechanism for converting a rotary motion into a vertical motion are used. , A control rod latch mechanism, a drive shaft latch mechanism, and other various mechanisms are built-in. Therefore, the number of components is large, the operation is diverse, and many interlocks are required for operation. There is a problem that factors that increase the manufacturing cost of the device itself and the cost of the control equipment related to the operation remain, and also cause a factor that increases the burden on the operator due to the variety of operations.
【００１１】本発明の目的は、制御棒駆動機構に要求さ
れる種々の機能を満足させると共に、構造及びその制御
設備を簡素化し、全体としてプラントの低コスト化を可
能にすると共に、操作を簡素化することによって、操作
上の運転員の負担を軽減し、信頼性を向上させる制御駆
動機構を提供することにある。An object of the present invention is to satisfy various functions required for a control rod drive mechanism, to simplify the structure and its control equipment, to reduce the cost of the plant as a whole, and to simplify the operation. Therefore, it is an object of the present invention to provide a control drive mechanism that reduces the burden on the operator in operation and improves reliability.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明の制御棒駆動機構
は、上記目的達成のため、先端に制御棒が連結される中
空の駆動軸と、ストロークモータの回転により上下動可
能で、内部を前記駆動軸が貫通するスプライン付中空ボ
ールスクリューと、前記スプライン付中空ボールスクリ
ューの上端に設置され、前記スプライン付中空ボールス
クリューを前記駆動軸に着脱可能に連結するスクラム機
構と、前記駆動軸の内部に配置され、該駆動軸に対する
相対的な上下動により前記制御棒をデラッチするラッチ
軸であって、前記駆動軸の上端を貫通して上方に突出
し、外部から操作可能な上端部分を有するラッチ軸と、
前記駆動軸に対する前記ラッチ軸の最下端位置を規定す
る位置決め手段と、前記駆動軸の先端に設けられ、前記
ラッチ軸が前記最下端位置にあるときに前記駆動軸と制
御棒の連結を保持し、ラッチ軸が前記最下端位置から上
方に持ち上げられるとその連結を解除するラッチフィン
ガと、前記駆動軸の内壁に設けられ、ラッチ軸が最下端
位置から所定距離上方に移動すると該ラッチ軸に係合
し、それ以上のラッチ軸の上方移動に対しては両者を一
体に引き上げることを可能とする係合手段と、前記スト
ロークモータ及びスプライン付中空ボールスクリューを
内蔵し、前記駆動軸とラッチ軸のみを残して引き上げる
ことが可能な駆動部とを備えることを特徴とする。In order to achieve the above object, a control rod drive mechanism of the present invention is capable of moving up and down by a rotation of a stroke motor and a hollow drive shaft to which a control rod is connected at the tip. A hollow ball screw with a spline through which the drive shaft penetrates, a scram mechanism installed at an upper end of the hollow ball screw with the spline and detachably connecting the hollow ball screw with the spline to the drive shaft, and an inside of the drive shaft. A latch shaft for delatching the control rod by a relative vertical movement with respect to the drive shaft, the latch shaft having an upper end portion projecting upward through an upper end of the drive shaft and being operable from outside. When,
Positioning means for defining a lowermost position of the latch shaft with respect to the drive shaft, provided at a tip of the drive shaft, for holding the connection between the drive shaft and the control rod when the latch shaft is at the lowermost position; A latch finger for releasing the connection when the latch shaft is lifted upward from the lowermost position, and a latch finger provided on the inner wall of the drive shaft, which engages with the latch shaft when the latch shaft moves upward from the lowermost position by a predetermined distance. When the latch shaft is further moved upward, an engagement means that enables the two to be lifted together, and the stroke motor and a hollow ball screw with a spline are built in, and only the drive shaft and the latch shaft are mounted. And a drive unit that can be pulled up while leaving
【００１３】[0013]
【作用】位置決め手段を開放してラッチ軸と駆動軸を分
離し、外部ツールによりラッチ軸の上端部分を把持して
ラッチ軸を引抜くことにより、ラッチ軸が駆動軸に対し
て相対的に移動し、この相対移動により制御棒をデラッ
チし、さらにラッチ軸を引抜くと駆動軸の係合手段がラ
ッチ軸に係合し、ラッチ軸が駆動軸を引上げる。これに
より、燃料交換時の制御棒の切離し及び駆動軸落下防止
機能が果せる。また、この操作は駆動部分がなくても行
なえるので、定期検査期間の短縮のため駆動部メンテナ
ンス時に駆動部を切離した状態で同様の機能を果せる。
従って、制御棒の上下動やスクラム機能を除く機能に関
する機構、即ち、従来の駆動軸ラッチ機構及び駆動軸ロ
ック機構を簡素化し、かつ操作を簡素化することができ
る。The latch shaft is moved relative to the drive shaft by releasing the positioning means to separate the latch shaft and the drive shaft, and holding the upper end of the latch shaft with an external tool and pulling out the latch shaft. Then, the control rod is delatched by this relative movement, and when the latch shaft is further pulled out, the engaging means of the drive shaft is engaged with the latch shaft, and the latch shaft pulls up the drive shaft. Thereby, the function of preventing the control rod from being separated and the drive shaft from falling when refueling can be performed. Further, since this operation can be performed without a driving part, the same function can be performed in a state where the driving part is separated during the maintenance of the driving part in order to shorten the period of the periodic inspection.
Therefore, it is possible to simplify the mechanism relating to functions excluding the vertical movement of the control rod and the scrum function, that is, the conventional drive shaft latch mechanism and drive shaft lock mechanism, and the operation can be simplified.
【００１４】尚、常駆動における制御棒の上下動はスト
ロークモータの回転により、スクラムはスクラム機構の
作動により、従来と同様に行われる。The vertical movement of the control rod in the normal drive is performed by the rotation of the stroke motor, and the scram is performed by the operation of the scram mechanism in the same manner as in the prior art.
【００１５】[0015]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図４により
説明する。まず、本実施例による制御棒駆動装置の構造
を説明する。本実施例では、中空型のストロークモータ
１が駆動部２の下部に設置されている。ストロークモー
タ１を回転することにより、ボールスクリューナット３
を回転し、スプライン付中空ボールスクリュー４を上下
動させる。スプライン付中空ボールスクリュー４は、管
状であってストロークモータ１内を貫通しており、スト
ロークモータ１の内側に設置されているスプラインナッ
ト５によって回転動しないように支持されている。電磁
ブレーキ６は定位置での保持、停電時の停止に用いられ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. First, the structure of the control rod driving device according to the present embodiment will be described. In this embodiment, a hollow stroke motor 1 is installed below the drive unit 2. By rotating the stroke motor 1, the ball screw nut 3
Is rotated, and the hollow ball screw 4 with spline is moved up and down. The hollow ball screw 4 with a spline is tubular and penetrates through the stroke motor 1, and is supported by a spline nut 5 installed inside the stroke motor 1 so as not to rotate. The electromagnetic brake 6 is used for holding at a fixed position and stopping when a power failure occurs.
【００１６】回転しないスプライン付中空ボールスクリ
ュー４の上部には、ロードセル７付支柱を介してスクラ
ム機構８が設置されている。スクラム機構８は保持用マ
グネット９にアーマチュア１０を吸着することでマグネ
ットリンク機構１１を介して駆動軸１２を常時保持し、
制御棒１３（図３参照）の上下動を行ない、且つ原子炉
緊急停止時には、保持用マグネット９を消磁することに
より駆動軸１２と制御棒１３を炉心へ急速落下させる。
この構造は従来例と同じである。A scram mechanism 8 is installed above the non-rotating splined hollow ball screw 4 via a support with a load cell 7. The scrum mechanism 8 always holds the drive shaft 12 via the magnet link mechanism 11 by attracting the armature 10 to the holding magnet 9,
The control rod 13 (see FIG. 3) is moved up and down, and at the time of an emergency stop of the reactor, the drive shaft 12 and the control rod 13 are rapidly dropped into the core by demagnetizing the holding magnet 9.
This structure is the same as the conventional example.
【００１７】中空の駆動軸１２及びその内側に設置され
ているラッチ軸１４は、スプライン付中空ボールスクリ
ュー４内を貫通し、ラッチ軸１４は駆動軸１１の上端を
貫通して上方に突出する部分１４ａを有し駆動部２上部
まで一体で延長され駆動部２上部で管状ねじ１５にて駆
動軸１２と結合されている。管状ねじ１５は駆動部２頂
部から取付け取外し可能な位置に設置されており、図２
に拡大して示すように駆動部２よりボックスレンチ等で
取外せる構造となっている。尚、駆動部２の頂部２ａ
は、外部からラッチ軸１４の上端部分１４ａ及び管状ね
じ１５に接近可能な構造としておく。The hollow drive shaft 12 and the latch shaft 14 installed inside the hollow drive shaft 12 pass through the hollow ball screw 4 with splines, and the latch shaft 14 passes through the upper end of the drive shaft 11 and projects upward. It has an upper portion 14a and is integrally extended to an upper portion of the drive portion 2, and is coupled to the drive shaft 12 by a tubular screw 15 at the upper portion of the drive portion 2. The tubular screw 15 is installed at a position where it can be attached to and detached from the top of the drive unit 2.
As shown in an enlarged view in FIG. The top 2a of the drive unit 2
Has a structure that allows access to the upper end portion 14a of the latch shaft 14 and the tubular screw 15 from outside.
【００１８】制御棒１３のラッチは、図３に拡大して示
すように、ラッチ軸１４先端のフィンガロッド１６にて
駆動軸１２先端に設置されているラッチフィンガ１７を
押し広げて制御棒１３のハンドリングヘッド部をラッチ
する。制御棒１３をデラッチする際は駆動軸１２に対し
てラッチ軸１４を引抜き、フィンガロッド１６をラッチ
フィンガ１７からずらすことによってラッチフィンガ１
７を閉じて行なう。これは従来採用されている構造と同
じである。As shown in the enlarged view of FIG. 3, the latch of the control rod 13 is expanded by pushing the latch finger 17 installed at the tip of the drive shaft 12 with the finger rod 16 at the tip of the latch shaft 14. Latch the handling head. When the control rod 13 is delatched, the latch shaft 14 is pulled out from the drive shaft 12 and the finger rod 16 is displaced from the latch finger 17 to thereby release the latch finger 1.
7. Close and perform. This is the same as the structure conventionally used.
【００１９】駆動軸１２内部には、図３に同様に拡大し
て示すように、ラッチ軸１４（フィンガロッド１６）を
引抜いて、制御棒１３をデラッチするのに必要な駆動軸
１２とのストローク差分以上の位置に、フィンガロッド
１６の外径より小さく、かつラッチ軸１４の外径より大
きい内径を有する段差１８を設けている。As shown in FIG. 3, the stroke between the drive shaft 12 and the drive shaft 12 required for pulling out the latch shaft 14 (finger rod 16) and de-latching the control rod 13 is also provided inside the drive shaft 12. At a position equal to or larger than the difference, a step 18 having an inner diameter smaller than the outer diameter of the finger rod 16 and larger than the outer diameter of the latch shaft 14 is provided.
【００２０】ラッチ軸１４を引上げ、保持する方法は一
例として、ラッチ軸の上端部分１４ａをねじにして、ア
イボルト等吊り治具を取付け可能な構造とし、チェーン
ブロック、またはウィンチ等にて引上げ、保持する方法
がある。As an example of a method of pulling up and holding the latch shaft 14, the upper end portion 14a of the latch shaft is screwed so that a hanging jig such as an eyebolt can be attached, and the chain is pulled up and held by a chain block or a winch. There is a way to do that.
【００２１】スクラム機構部８への電源の供給は、当部
分が上下動するのでスプリングケーブル１９によって行
なう。本構造も従来例と同じである。The supply of power to the scrum mechanism 8 is performed by a spring cable 19 because this portion moves up and down. This structure is the same as the conventional example.
【００２２】上部案内管部２０の下端と、駆動軸１２の
延長上にある上部案内管２１の上端との間にはストロー
クベローズ２２が設けられ、また上部案内管２１の内側
上端と、ラッチ軸１４の延長上にある突起部１４ｂの上
端との間にはラッチベローズ２３が設けられ、それぞれ
ラッチ軸１４と駆動軸１２の相対位置のずれを吸収し
て、炉内雰囲気と外気を遮断する。A stroke bellows 22 is provided between a lower end of the upper guide tube portion 20 and an upper end of the upper guide tube 21 extending from the drive shaft 12, and an inner upper end of the upper guide tube 21 and a latch shaft. A latch bellows 23 is provided between the projection 14b and the upper end of the projection 14b. The latch bellows 23 absorbs a shift in the relative position between the latch shaft 14 and the drive shaft 12, and shuts off the atmosphere in the furnace and the outside air.
【００２３】次に、本実施例による制御棒駆動装置の機
能を説明する。第１の機能として、常駆動における上下
動がある。これは以下の動作により行なう。ストローク
モータ１の回転をボールスクリューナット３からスプラ
イン付中空ボールスクリュー４へ伝達し、ロードセル７
を介してスクラム機構８へ伝える。保持用マグネット９
とマグネットリンク機構１１で構成されるスクラム機構
８は、通常運転時には保持用マグネット９に通電するこ
とにより、マグネットリンク機構１１を閉じ、上下動を
駆動軸１２、ラッチ軸１４に伝達する。制御棒１３は駆
動軸１２、ラッチ軸１４の相対位置関係により前述の通
りラッチされており、ストロークモータ１の回転動によ
って制御棒１３の上下動が行なえるようになっている。
定位置での保持、停電時の停止は電磁ブレーキ６により
行なう。Next, the function of the control rod driving device according to this embodiment will be described. As a first function, there is vertical movement in normal driving. This is performed by the following operation. The rotation of the stroke motor 1 is transmitted from the ball screw nut 3 to the hollow ball screw 4 with spline, and the load cell 7
To the scrum mechanism 8 via. Holding magnet 9
The scram mechanism 8 composed of the magnet link mechanism 11 and the magnet link mechanism 11 closes the magnet link mechanism 11 and transmits the vertical movement to the drive shaft 12 and the latch shaft 14 by energizing the holding magnet 9 during normal operation. The control rod 13 is latched by the relative positional relationship between the drive shaft 12 and the latch shaft 14 as described above, and the control rod 13 can be moved up and down by the rotation of the stroke motor 1.
The holding at the fixed position and the stop at the time of power failure are performed by the electromagnetic brake 6.
【００２４】第２の機能として、スクラム機能がある。
これは、スクラム機構８内の保持用マグネット９を消磁
し、マグネットリンク機構１１を解放し、駆動軸１２、
ラッチ軸１４とその下にラッチされている制御棒１３と
を一体で落下させることにより行なう。As a second function, there is a scrum function.
This demagnetizes the holding magnet 9 in the scrum mechanism 8, releases the magnet link mechanism 11, and sets the drive shaft 12,
This is performed by integrally dropping the latch shaft 14 and the control rod 13 latched thereunder.
【００２５】第３の機能として、燃料交換時の制御棒の
制御駆動機構からの切離し及び駆動軸落下防止機構があ
る。これは以下の動作により行なう。下限位置にて保持
用マグネット９を消磁後、前述した管状ねじ１５を駆動
部２頂部より取外し、外部ツール（チェーンブロック、
ウィンチ等）にてラッチ軸１４を引き上げる。ラッチ軸
１４が引き上げられるとフィンガロッド１６が上昇し、
ラッチフィンガ１７が内側に閉じて制御棒１３ハンドリ
ングヘッドをデラッチする。ラッチ軸１４と駆動軸１２
の相対位置のずれはラッチベローズ２３にて原子炉カバ
ーガスバウンダリを形成した状態で吸収される。As a third function, there is a mechanism for separating the control rod from the control drive mechanism at the time of refueling and for preventing the drive shaft from dropping. This is performed by the following operation. After demagnetizing the holding magnet 9 at the lower limit position, the above-mentioned tubular screw 15 is removed from the top of the drive unit 2 and an external tool (chain block,
The latch shaft 14 is pulled up by a winch or the like. When the latch shaft 14 is raised, the finger rod 16 moves up,
The latch finger 17 closes inward to delatch the control rod 13 handling head. Latch shaft 14 and drive shaft 12
Of the relative position is absorbed by the latch bellows 23 while the reactor cover gas boundary is formed.
【００２６】さらに、ラッチ軸１４を引き上げると駆動
軸段差部１８にフィンガロッド１６が係合し、その後
は、ラッチ軸１４が駆動軸１２を引き上げることにな
る。この時の状態を図３に示す。駆動軸１２が燃料交換
のための駆動部２と上部案内管部２０の切離し機能と作
業に影響を及ぼさない位置まで引き上げられた時点でラ
ッチ軸１４の引上げを停止し、外部ツールにてその状態
を保持する。駆動軸１２の上下動はストロークベローズ
２２によって原子炉カバーガスバウンダリを形成した状
態で吸収される。即ち、燃料交換時には、ラッチ軸１４
を外部ツールにて引き上げるのみの操作で制御棒１３デ
ラッチ、駆動軸１２の引抜き、駆動軸１２落下防止（駆
動軸ロック）が行なえる。Further, when the latch shaft 14 is pulled up, the finger rod 16 engages with the drive shaft step 18, and thereafter, the latch shaft 14 pulls up the drive shaft 12. The state at this time is shown in FIG. When the drive shaft 12 is pulled up to a position that does not affect the separating function of the drive unit 2 and the upper guide tube unit 20 for refueling and does not affect the work, the pulling of the latch shaft 14 is stopped, and the state is stopped by an external tool. Hold. The vertical movement of the drive shaft 12 is absorbed by the stroke bellows 22 while forming a reactor cover gas boundary. That is, at the time of refueling, the latch shaft 14
By simply pulling up the drive shaft with an external tool, the control rod 13 can be delatched, the drive shaft 12 can be pulled out, and the drive shaft 12 can be prevented from falling (drive shaft lock).
【００２７】第４の機能として、駆動機構のメンテナン
ス時のみ作動させる制御棒駆動機構の駆動部２と上部案
内管部２０の切離し機能がある。これは以下の動作によ
り行なう。即ち下限位置にて保持用マグネット９を消磁
した状態で駆動部２頂部に吊り治具を取付け、クレーン
等で引き上げることにより、駆動軸１２、ラッチ軸１４
を残して、駆動部２のみが引き上げられ、取外される。As a fourth function, there is a function of separating the drive section 2 of the control rod drive mechanism and the upper guide tube section 20 which are operated only during maintenance of the drive mechanism. This is performed by the following operation. That is, the suspension jig is attached to the top of the drive unit 2 with the holding magnet 9 demagnetized at the lower limit position, and pulled up by a crane or the like, so that the drive shaft 12, the latch shaft 14
, Only the drive unit 2 is lifted up and removed.
【００２８】第５の機能として、シール機能がある。こ
れは前述したように、従来例と同様の溶接ベローズ（ス
トロークベローズ２２、ラッチベローズ２３）により行
われる。The fifth function is a sealing function. As described above, this is performed by using the same welding bellows (stroke bellows 22, latch bellows 23) as in the conventional example.
【００２９】第６に定期検査期間短縮（プラントの稼働
率向上）のため、前記第３の機能である燃料交換時の制
御棒の制御棒駆動機構からの切離し及び駆動軸落下防止
機能と第４の機能である駆動部２のメンテナンスのため
の駆動部２と上部案内管部２０の切離し機能とを同時に
行なう機能がある。この場合、駆動部２を取外した状態
においても、駆動部２が取り付けられている状態とまっ
たく同じ方法によって前記燃料交換時の制御棒デラッ
チ、駆動軸引抜き、駆動軸落下防止が行なえ、従来例の
ような制御棒ラッチ機構、駆動軸引抜き機構及び、駆動
軸ロック機構を有する治具が不要となる。Sixth, in order to shorten the period of the periodic inspection (improve the operation rate of the plant), the third function of separating the control rod from the control rod drive mechanism at the time of refueling and preventing the drive shaft from falling, and the fourth function. And a function of simultaneously separating the drive unit 2 for maintenance of the drive unit 2 and the disconnecting function of the upper guide tube unit 20. In this case, even when the drive unit 2 is removed, the control rod delatching, the drive shaft withdrawal, and the drive shaft fall prevention at the time of the fuel replacement can be performed in exactly the same manner as when the drive unit 2 is attached. A jig having such a control rod latch mechanism, a drive shaft pull-out mechanism, and a drive shaft lock mechanism becomes unnecessary.
【００３０】以上のように、本実施例においては制御棒
のラッチ、デラッチ、駆動部の切離し、結合、駆動軸の
落下防止機構や治具が不要になり、また遠隔操作として
は駆動部の上下動、及び保持用マグネットの励磁、消磁
操作のみとなるため運転操作の簡素化、インタロックの
簡素化、制御棒駆動機構制御設備の簡素化が図れ、コス
トの低減及び操作上の信頼性の向上が可能となる。As described above, in this embodiment, the control rod latch and de-latch, the disconnection and connection of the drive unit, the mechanism for preventing the drive shaft from dropping, and the jig are not required. Since only the magnetizing and demagnetizing operations of the moving and holding magnets are performed, the operation operation can be simplified, the interlock can be simplified, and the control rod drive mechanism control equipment can be simplified, reducing costs and improving operational reliability. Becomes possible.
【００３１】[0031]
【発明の効果】本発明によれば、制御棒駆動機構の構造
の簡素化及び制御設備の簡素化が図れるので、全体とし
てプラントの低コスト化が可能となる。また、操作も簡
素化するので、操作上の運転員の負担を軽減し、信頼性
が向上する。According to the present invention, since the structure of the control rod drive mechanism and the control equipment can be simplified, the cost of the plant can be reduced as a whole. In addition, since the operation is simplified, the burden on the operator during the operation is reduced, and the reliability is improved.
【図１】本発明の一実施例による制御棒駆動機構の縦断
面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a control rod driving mechanism according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１に示す制御棒駆動機構における駆動軸とラ
ッチ軸との結合部分を示す拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a coupling portion between a drive shaft and a latch shaft in the control rod drive mechanism shown in FIG.
【図３】図１に示す制御棒駆動機構における駆動軸先端
と制御棒とのラッチ部分を示す拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged sectional view showing a latch portion between a drive shaft tip and a control rod in the control rod drive mechanism shown in FIG. 1;
【図４】図１に示す制御棒駆動機構において制御棒をデ
ラッチし、駆動軸を引抜いている状態を示す図である。FIG. 4 is a view showing a state in which the control rod is delatched in the control rod drive mechanism shown in FIG. 1 and the drive shaft is pulled out.
【図５】従来例による高速増殖炉用制御棒駆動機構の断
面図であって、（ａ）は上半分で、（ｂ）はそれに続く
下半分を示す。5A and 5B are cross-sectional views of a control rod driving mechanism for a fast breeder reactor according to a conventional example, in which FIG. 5A shows an upper half and FIG.
１ ストロークモータ ２ 駆動部 ４ スプライン付中空ボールスクリュー ８ スクラム機構 １２ 駆動軸 １３ 制御棒 １４ ラッチ軸 １５ 管状ねじ １６ フィンガロッド １７ ラッチフィンガ １８ 段差（係合手段） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stroke motor 2 Drive part 4 Hollow ball screw with spline 8 Scrum mechanism 12 Drive shaft 13 Control rod 14 Latch shaft 15 Tubular screw 16 Finger rod 17 Latch finger 18 Step (engagement means)
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G21C 7/14 GDF ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G21C 7/14 GDF JICST file (JOIS)
Claims (1)
と、ストロークモータの回転により上下動可能で、内部
を前記駆動軸が貫通するスプライン付中空ボールスクリ
ューと、前記スプライン付中空ボールスクリューの上端
に設置され、前記スプライン付中空ボールスクリューを
前記駆動軸に着脱可能に連結するスクラム機構と、前記
駆動軸の内部に配置され、該駆動軸に対する相対的な上
下動により前記制御棒をデラッチするラッチ軸であっ
て、前記駆動軸の上端を貫通して上方に突出し、外部か
ら操作可能な上端部分を有するラッチ軸と、前記駆動軸
に対する前記ラッチ軸の最下端位置を規定する位置決め
手段と、前記駆動軸の先端に設けられ、前記ラッチ軸が
前記最下端位置にあるときに前記駆動軸と制御棒の連結
を保持し、ラッチ軸が前記最下端位置から上方に持ち上
げられるとその連結を解除するラッチフィンガと、前記
駆動軸の内壁に設けられ、ラッチ軸が前記最下端位置か
ら所定距離上方に移動すると該ラッチ軸に係合し、それ
以上のラッチ軸の上方移動に対しては両者を一体に引き
上げることを可能とする係合手段と、前記ストロークモ
ータ及びスプライン付中空ボールスクリューを内蔵し、
前記駆動軸とラッチ軸のみを残して引き上げることが可
能な駆動部とを備えることを特徴とする制御棒駆動機
構。1. A hollow drive shaft having a control rod connected to a tip thereof, a hollow ball screw with a spline which can move up and down by rotation of a stroke motor, and the drive shaft penetrates the inside, and a hollow ball screw with the spline. A scram mechanism installed at the upper end of the sprocket and detachably connecting the hollow ball screw with spline to the drive shaft; and a scram mechanism disposed inside the drive shaft and delatching the control rod by a relative vertical movement with respect to the drive shaft. A latch shaft having an upper end portion that penetrates an upper end of the drive shaft and protrudes upward and is operable from outside, and a positioning unit that defines a lowermost position of the latch shaft with respect to the drive shaft. , Provided at the tip of the drive shaft, holds the connection between the drive shaft and the control rod when the latch shaft is at the lowermost position, and the latch shaft A latch finger that releases the connection when lifted upward from the lowermost position, and is provided on the inner wall of the drive shaft, and engages with the latch shaft when the latch shaft moves a predetermined distance upward from the lowermost position; For further upward movement of the latch shaft, an engagement means for enabling the two to be lifted together, and the stroke motor and a hollow ball screw with a spline are incorporated,
A control rod drive mechanism, comprising: a drive unit that can be lifted while leaving only the drive shaft and the latch shaft.
Priority Applications (1)
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1991
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