JPH0580177A - Control rod driving mechanism of nuclear reactor - Google Patents
Control rod driving mechanism of nuclear reactorInfo
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Abstract
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.
【０００２】[0002]
【従来の技術】制御棒を下方から上方に押し上げること
によって制御棒が炉心から引き抜かれ、スクラム時には
上方から自重落下により炉心に挿入する方式の制御棒駆
動機構では、特公昭43−870 号公報に記載のように、制
御棒駆動のためキャンドリラクタンスモータを使用して
おり、それが制御棒に直結している内部駆動系の上下駆
動の動力源となっている。また、内部駆動系に追従する
外部駆動系は、内部駆動系とは別な駆動モータをもち、
スクラムのための電磁コイルおよび内部駆動系の位置検
出のための差動トランスで構成されている。2. Description of the Related Art A control rod drive mechanism in which a control rod is pulled out from the core by pushing it up from below and is inserted into the core by its own weight drop from above during scram is disclosed in Japanese Patent Publication No. 43-870. As described above, a candid reluctance motor is used to drive the control rod, which serves as a power source for vertical drive of the internal drive system directly connected to the control rod. Also, the external drive system that follows the internal drive system has a drive motor different from the internal drive system,
It is composed of an electromagnetic coil for the scrum and a differential transformer for detecting the position of the internal drive system.
【０００３】以下、図２により説明すると、通常駆動時
には、キャンドリラクタンスモータ１ａの回転によりボ
ールねじ２を回転させ、その回転をボールナット３によ
り直線駆動に変換し、その直線駆動を制御棒１２に伝達
することにより制御棒１２の上下駆動を行っている。Referring to FIG. 2, the ball screw 2 is rotated by the rotation of the candid reluctance motor 1a during normal driving, the rotation is converted into linear driving by the ball nut 3, and the linear driving is applied to the control rod 12. By transmitting it, the control rod 12 is driven up and down.
【０００４】制御棒１２への駆動伝達は、ボールナット
３に連結され同時に駆動する下部制御棒駆動軸７，アー
マチュア５，ヨーク１８，上部制御棒駆動軸９、および
制御棒ラッチ機構１０等により行われる。また、制御棒
１２駆動時においてボールねじ２の回転によって、制御
棒１２駆動部が共廻りしないように廻り止めすべりキー
８が取り付けられている。Drive transmission to the control rod 12 is performed by a lower control rod drive shaft 7, an armature 5, a yoke 18, an upper control rod drive shaft 9, a control rod latch mechanism 10 and the like which are connected to the ball nut 3 and driven simultaneously. Be seen. Further, a non-rotating slip key 8 is attached so that the drive portion of the control rod 12 does not rotate together with the rotation of the ball screw 2 when the control rod 12 is driven.
【０００５】制御棒１２へのラッチは、制御棒ラッチ機
構１０の下部に一体となっているアーマチュア５が外部
駆動系の電磁石１７の励磁によってヨーク１８に吸着さ
れ、制御棒ラッチ機構１０が外側に開き、制御棒１２下
端のノッチに係合して行われる。アーマチュア５は、ス
クラムスプリング１４により常に下向きに力が加わって
おりヨーク１８へのアーマチュア５の吸着はこれに打ち
勝って行われる。The control rod 12 is latched by the armature 5 integrated with the lower portion of the control rod latch mechanism 10 being attracted to the yoke 18 by the excitation of the electromagnet 17 of the external drive system, so that the control rod latch mechanism 10 is exposed to the outside. It is performed by opening and engaging the notch at the lower end of the control rod 12. The armature 5 is always applied with a downward force by the scrum spring 14, and the attraction of the armature 5 to the yoke 18 is overcome.
【０００６】また、電磁石１７に負荷される荷重を軽減
するために推力軽減リンク７を設置している。A thrust reducing link 7 is provided to reduce the load applied to the electromagnet 17.
【０００７】外部駆動系は、内部駆動系に追従するた
め、電磁石１７，外部系ボールねじ２０，差動トランス
１９，駆動変換部２１，外部系駆動モータ１ｂ及び制御
棒位置検出器１５ａで構成される。外部駆動系追従のた
めの制御は、ボールナット３に設置された差動トランス
コア１９ａの位置を外部駆動系の差動トランス１９によ
り、内部駆動系との相対位置を検出して、その信号によ
り外部系駆動モータ１ｂを駆動する方法をとっている。
制御棒１２の位置は外部系駆動モータ１ｂの回転を位置
検出器１５ａにより検出する。Since the external drive system follows the internal drive system, it is composed of an electromagnet 17, an external system ball screw 20, a differential transformer 19, a drive converter 21, an external system drive motor 1b and a control rod position detector 15a. It The control for tracking the external drive system is performed by detecting the position of the differential transformer core 19a installed on the ball nut 3 by the differential transformer 19 of the external drive system and detecting the relative position with the internal drive system. The external drive motor 1b is driven.
For the position of the control rod 12, the position detector 15a detects the rotation of the external drive motor 1b.
【０００８】外部駆動系の電磁石１７は、その励磁によ
って内部駆動系のヨーク１８とアーマチュア５を吸着さ
せるために設置されている。The electromagnet 17 of the external drive system is installed to attract the yoke 18 of the internal drive system and the armature 5 by its excitation.
【０００９】スクラムは、電磁石１７の励磁によりヨー
ク１８に吸引していたアーマチュア５を電磁石１７の励
磁解除によって切離し、下方に移動させることにより、
それと連結している制御棒ラッチ機構１０を内側に収縮
させて係合を解除させ、上方に引き抜かれている制御棒
１２を自重落下させることにより行う。The scrum separates the armature 5 attracted by the yoke 18 by the excitation of the electromagnet 17 by releasing the excitation of the electromagnet 17 and moves it downward.
The control rod latch mechanism 10 connected thereto is contracted inward to release the engagement, and the control rod 12 pulled upward is dropped by its own weight.
【００１０】スクラム終了時の衝撃力を緩和するため制
御棒１２下端にはダッシュラム１１、キャンドパイプ１
６には緩衝器１３が設けられている。A dash ram 11 and a canned pipe 1 are provided at the lower end of the control rod 12 in order to reduce the impact force at the end of the scrum.
A buffer 13 is provided at 6.
【００１１】アーマチュア５には、電磁石１７，励磁解
除時におけるヨーク１８からの切離しを円滑に行うた
め、スクラムスプリング１４により常に下向きの力をか
けている。A downward force is always applied to the armature 5 by the scrum spring 14 in order to smoothly separate the electromagnet 17 and the yoke 18 when the excitation is released.
【００１２】[0012]
【発明が解決しようとする課題】従来例によれば、内部
駆動系に追従する外部駆動系は、差動トランスによる相
対位置信号を入力して、外部駆動系の駆動モータを駆動
する制御方法をとっているため、連続的に駆動している
内部系の動きに対して、寸動駆動的な動きになり、より
精度の良い追従が難しい。また、多重駆動源による構成
の複雑さからくる駆動性能の信頼性確保のためには、時
間をかけて微妙な調整を必要としている。本発明の目的
は、従来の制御棒駆動機構の機能を満足し、従来例のよ
うな多重駆動系に対し、単一駆動系に駆動系を削減する
ことにより、構成部品点数の削減を図り、メンテナンス
性向上を可能にすることにある。According to the conventional example, an external drive system that follows the internal drive system inputs a relative position signal from a differential transformer to drive a drive motor of the external drive system. Therefore, the movement of the internal system, which is continuously driven, becomes an inching drive movement, and it is difficult to follow the movement more accurately. Further, in order to secure the reliability of the driving performance due to the complexity of the configuration of the multiple driving sources, it is necessary to make delicate adjustments over time. An object of the present invention is to satisfy the function of a conventional control rod drive mechanism, and to reduce the number of constituent parts by reducing the drive system to a single drive system as compared to the multiple drive system as in the conventional example, It is to be able to improve maintainability.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明の制御棒駆動機構
は、上記目的を達成するため、特許請求範囲の各請求項
に記載した構成をもつ。The control rod drive mechanism of the present invention has the structure described in each of the claims in order to achieve the above object.
【００１４】[0014]
【作用】スクラム時におけるラッチ機構作動のために、
管内に配置した水中電磁石を使用し、上下駆動する水中
電磁石への給電を水中カールコードにより行うことによ
り駆動系を単一化できること、及びボールナットスプラ
イン使用により、駆動モータの回転運動を直線運動に変
換し、かつ、ボールねじ回転による廻り止めを同時に行
うことにより、制御棒駆動機構の部品数削減及び、構成
を簡略化でき、駆動信頼性及びメンテナンス性向上に貢
献できる。[Operation] To operate the latch mechanism during scrum,
By using an underwater electromagnet placed inside the pipe, the drive system can be unified by supplying power to the underwater electromagnet that moves up and down with an underwater curl cord, and by using a ball nut spline, the rotary motion of the drive motor can be converted into a linear motion By converting and simultaneously preventing rotation by rotating the ball screw, the number of parts of the control rod drive mechanism can be reduced and the configuration can be simplified, which contributes to improvement of drive reliability and maintainability.
【００１５】[0015]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１により説明す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
【００１６】制御棒を下方から上方に押し上げることに
よって制御棒が炉心から引き抜かれ、スクラム時には上
方から自重落下により炉心に挿入する方式の制御棒駆動
機構では、駆動部の下部にキャンドリラクタンスモータ
１が設置され、駆動部はキャンドリラクタンスモータ１
に直結しているボールねじ２，ボールねじ２の回転を直
線駆動に変換するボールナット３，制御棒ラッチ機構１
０着脱のためのアーマチュア５，アーマチュア５の吸着
および切離しを行う電磁石６，アーマチュア５と同時に
移動する制御棒ラッチ機構１０，制御棒１２と連結する
制御棒駆動軸７および廻り止めキー８等から構成され
る。また、炉水の圧力バウンダリを構成するキャンドパ
イプ１６がそれらの周囲に設置されている。In the control rod drive mechanism of the type in which the control rod is pulled out from the core by pushing it up from below and is inserted into the core by its own weight drop from above during scram, the candid reluctance motor 1 is installed below the drive unit. Installed and the drive unit is a reluctance motor 1
Ball screw 2, which is directly connected to the ball screw 2, a ball nut 3 which converts the rotation of the ball screw 2 into a linear drive, and a control rod latch mechanism 1.
0 An armature 5 for attachment / detachment, an electromagnet 6 for attracting and separating the armature 5, a control rod latch mechanism 10 that moves simultaneously with the armature 5, a control rod drive shaft 7 that is connected to the control rod 12, a rotation stop key 8 and the like To be done. Further, canned pipes 16 that form a pressure boundary of the reactor water are installed around them.
【００１７】通常駆動時には、キャンドリラクタンスモ
ータ１の回転によりボールねじ２を回転させ、その回転
をボールナット３により直線駆動に変換し、その直線駆
動を制御棒に伝達することにより制御棒の上下駆動を行
っている。During normal driving, the ball screw 2 is rotated by rotation of the candid reluctance motor 1, the rotation is converted into linear drive by the ball nut 3, and the linear drive is transmitted to the control rod to drive the control rod up and down. It is carried out.
【００１８】制御棒への駆動伝達は、ボールナット３に
連結された、下部制御棒駆動軸４，水中電磁石６、およ
び制御棒ラッチ機構１０等により行われる。また、上下
駆動時においてボールねじ２の回転によって制御棒１２
駆動部が共廻りしないように廻り止めすべりキー８が取
り付けられている。The drive transmission to the control rod is performed by the lower control rod drive shaft 4, the underwater electromagnet 6, the control rod latch mechanism 10 and the like which are connected to the ball nut 3. Further, the control rod 12 is rotated by the rotation of the ball screw 2 during the vertical drive.
A non-slip slip key 8 is attached so that the drive unit does not rotate together.
【００１９】制御棒へのラッチは、制御棒ラッチ機構１
０の下部に一体となっているアーマチュア５が水中電磁
石６の励磁によって吸着するとアーマチュア５と連結し
ているラッチ駆動軸１０ａが上方に移動し、固定ピン１
０ｂを軸に、制御棒ラッチ機構１０が外側に開き、ダッ
シュラム１１部のノッチに係合して行われる。また、水
中電磁石６の吸引力を軽減するために推力軽減リンク７
を設置している。The control rod is latched by the control rod latch mechanism 1.
When the armature 5 integrated with the lower part of 0 is attracted by the excitation of the underwater electromagnet 6, the latch drive shaft 10a connected to the armature 5 moves upward and the fixing pin 1
The control rod latch mechanism 10 opens outward around 0b as an axis and engages with the notch of the dash ram 11. In addition, in order to reduce the attraction force of the underwater electromagnet 6, the thrust reduction link 7
Has been installed.
【００２０】水中電磁石６への給電は、水中電磁石６が
下部制御棒駆動軸４と同時に移動するため、伸縮可能な
水中カールコード６ａを使用する。水中カールコード６
ａのキャンドパイプ１６との貫通部は合成樹脂製のブッ
シュ６ａ等により固定し炉水が漏洩しないようにする。Power is supplied to the underwater electromagnet 6 by using an underwater curl cord 6a which can be expanded and contracted because the underwater electromagnet 6 moves simultaneously with the lower control rod drive shaft 4. Underwater curl cord 6
The penetration portion of the a of the can pipe 16 is fixed by a bush 6a made of synthetic resin or the like to prevent the reactor water from leaking.
【００２１】スクラムは、水中電磁石６の励磁により吸
引していたアーマチュア５を水中電磁石６の励磁解除に
よって切離し、下方に移動させることにより、それと連
結している制御棒ラッチ機構１０が、固定ピン１０ｂを
軸に内側に収縮し、係合を解除させ、制御棒１２を自重
落下させることにより行う。In the scrum, the armature 5 attracted by the excitation of the underwater electromagnet 6 is separated by releasing the excitation of the underwater electromagnet 6 and is moved downward, so that the control rod latch mechanism 10 connected to the armature 5 is fixed to the fixing pin 10b. Is contracted inwardly about the axis to release the engagement, and the control rod 12 is dropped by its own weight.
【００２２】スクラム終了時の衝撃力を緩和するため制
御棒１２下端にはダッシュラム１１，キャンドパイプ１
６には緩衝器１３が設けられている。In order to reduce the impact force at the end of the scrum, the dash ram 11 and the canned pipe 1 are provided at the lower end of the control rod 12.
A buffer 13 is provided at 6.
【００２３】アーマチュア５には、水中電磁石６の励磁
解除時における切離しを円滑に行うため、スクラムスプ
リング１４により常に下向きの力をかけている。A downward force is constantly applied to the armature 5 by the scrum spring 14 in order to smoothly separate the underwater electromagnet 6 when the demagnetization is released.
【００２４】制御棒１２の位置検出は、キャンドリラク
タンスモータ１駆動軸の回転をキャンドリラクタンスモ
ータ１の下部の密封型シンクロ１５により行う。The position of the control rod 12 is detected by rotating the drive shaft of the candid reluctance motor 1 by means of a hermetically sealed synchro 15 located below the candid reluctance motor 1.
【００２５】図３は、本発明の第二の実施例を示す。FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention.
【００２６】本実施例は、図１のキャンドリラクタンス
モータ１および密封型シンクロ１５部に対し、駆動モー
タ１ｃの上部に回転運動シール機構２２を設けたもので
ある。In the present embodiment, a rotary motion seal mechanism 22 is provided above the drive motor 1c with respect to the candid reluctance motor 1 and the hermetically sealed synchro 15 part shown in FIG.
【００２７】これにより、駆動モータ１ｃは空中仕様の
高出力でしかも小型化のモータを使用でき、また、位置
検出器１５ｂは空中仕様の高精度な検出器が使用でき
る。As a result, the drive motor 1c can be a high-power and small-size motor of the aerial specifications, and the position detector 15b can be a highly accurate detector of the aerial specifications.
【００２８】図４は本発明の第三の実施例を示す。FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention.
【００２９】本実施例は、図３における制御棒１２の上
下駆動がボールナット１３の上下駆動ではなく、ボール
ねじ２の上下駆動により行う。図４において、ボールね
じ２ａを上下駆動させるために、駆動モータ１ｂの回転
によりボールナット３を回転させる。In this embodiment, the vertical movement of the control rod 12 in FIG. 3 is performed not by the vertical movement of the ball nut 13 but by the vertical movement of the ball screw 2. In FIG. 4, in order to drive the ball screw 2a up and down, the ball nut 3 is rotated by the rotation of the drive motor 1b.
【００３０】又、ボールスプライン用ボールねじ２ａの
回転防止のためにボールスプラインナット３ａを適用す
る。これにより、制御棒１２上下駆動時の駆動摩擦力が
小さくなるため、モータ駆動時の出力を軽減できモータ
の小型軽量化を図れると共に駆動信頼性のさらなる向上
が可能となる。A ball spline nut 3a is applied to prevent the ball screw 2a for ball spline from rotating. As a result, the driving frictional force at the time of vertically driving the control rod 12 becomes small, so that the output at the time of driving the motor can be reduced, the motor can be made smaller and lighter, and the driving reliability can be further improved.
【００３１】[0031]
【発明の効果】本発明によれば、制御棒駆動機構の駆動
モータを単一化でき、しかも部品点数を少なくできるの
で、駆動性能のさらなる信頼性向上及びメンテナンス性
向上をもたらす効果がある。According to the present invention, since the drive motor of the control rod drive mechanism can be unified and the number of parts can be reduced, the drive performance can be further improved in reliability and maintainability.
【図１】本発明の一実施例の断面図。FIG. 1 is a sectional view of an embodiment of the present invention.
【図２】従来例の断面図。FIG. 2 is a sectional view of a conventional example.
【図３】本発明の第二の実施例の断面図。FIG. 3 is a sectional view of a second embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第三の実施例の縦断面図。FIG. 4 is a vertical sectional view of a third embodiment of the present invention.
１…キャンドリラクタンスモータ、１ｂ…外部駆動系モ
ータ、１ｃ…駆動モータ、２…ボールねじ、２ａ…ボー
ルスプライン用ボールねじ、３…ボールナット、３ａ…
ボールスプラインナット、４…下部制御棒駆動軸、５…
アーマチュア、６…水中電磁石、６ａ…水中カールコー
ド、６ｂ…ブッシュ、７…推力軽減リンク、８…廻り止
めキー、９…上部制御棒駆動軸、１０…制御棒ラッチ機
構、１１…ダッシュラム、１２…制御棒、１３…緩衝
器、１４…スクラムスプリング、１５…密封型シンク
ロ、１６…キャンドパイプ。1 ... Candid reluctance motor, 1b ... External drive system motor, 1c ... Drive motor, 2 ... Ball screw, 2a ... Ball screw for ball spline, 3 ... Ball nut, 3a ...
Ball spline nut, 4 ... Lower control rod drive shaft, 5 ...
Armature, 6 ... Underwater electromagnet, 6a ... Underwater curl cord, 6b ... Bushing, 7 ... Thrust reducing link, 8 ... Rotation stop key, 9 ... Upper control rod drive shaft, 10 ... Control rod latch mechanism, 11 ... Dash ram, 12 ... control rods, 13 ... shock absorbers, 14 ... scrum springs, 15 ... sealed synchros, 16 ... canned pipes.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 助川 善基 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 白木 智美 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 増子 陽一 茨城県日立市幸町三丁目２番２号日立ニユ ークリアエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 佐々木 正祥 茨城県日立市会瀬町二丁目９番１号 日立 設備エンジニアリング株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Zenki Sukegawa 3-1-1, Saiwaicho, Hitachi, Ibaraki Hitachi Ltd. Hitachi factory (72) Inventor Tomomi Shiraki 3-chome, Saitama, Hitachi, Ibaraki No. 1 No. 1 within Hitachi Works, Hitachi Ltd. (72) Inventor Yoichi Masuko, 3-2-2, 3-chome, Saiwaicho, Hitachi, Hitachi, Ibaraki Hitachi New Engineering Co., Ltd. (72) Inventor, Masayoshi Sasaki, Hitachi, Ibaraki 2-9-1 Aize-cho, Hitachi Equipment Engineering Co., Ltd.
Claims (3)
よって制御棒が炉心から引き抜かれ、スクラム時には上
方から自重落下により炉心に挿入する方式の原子炉の制
御棒駆動機構において、通常駆動のためのキャンドリラ
クタンスモータ，スクラムのための水中電磁石、及びそ
の給電のための水中カールコードを設けたことを特徴と
する原子炉の制御棒駆動機構。1. A control rod drive mechanism for a reactor in which the control rod is pulled out from the core by pushing it up from below and is inserted into the core by gravity drop from above during scram. A control rod drive mechanism for a nuclear reactor, comprising a candid reluctance motor, an underwater electromagnet for a scrum, and an underwater curl cord for feeding the same.
時に電動機の動力を伝えるボールねじに廻り止め用とし
て水中ボールスプラインナットを設けた原子炉の制御棒
駆動機構。2. The control rod drive mechanism for a nuclear reactor according to claim 1, wherein a submerged ball spline nut is provided as a non-rotating ball screw for transmitting power of an electric motor when the control rod is normally driven.
ル機構を設け、その下部にキャンド型でない通常の駆動
モータを設けた原子炉の制御棒駆動機構。3. A control rod drive mechanism for a nuclear reactor according to claim 1 or 2, wherein a rotary motion seal mechanism is provided, and a normal non-canned drive motor is provided below the rotary motion seal mechanism.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3241694A JPH0580177A (en) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | Control rod driving mechanism of nuclear reactor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3241694A JPH0580177A (en) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | Control rod driving mechanism of nuclear reactor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0580177A true JPH0580177A (en) | 1993-04-02 |
Family
ID=17078135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3241694A Pending JPH0580177A (en) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | Control rod driving mechanism of nuclear reactor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0580177A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6495934B1 (en) | 1998-03-13 | 2002-12-17 | Nikon Corporation | Method of manufacturing linear motor, linear motor, stage apparatus equipped with linear motor and exposure apparatus |
| CN111656459A (en) * | 2018-01-29 | 2020-09-11 | 韩电原子力燃料株式会社 | Nuclear fuel rod end distance adjusting device |
-
1991
- 1991-09-20 JP JP3241694A patent/JPH0580177A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6495934B1 (en) | 1998-03-13 | 2002-12-17 | Nikon Corporation | Method of manufacturing linear motor, linear motor, stage apparatus equipped with linear motor and exposure apparatus |
| CN111656459A (en) * | 2018-01-29 | 2020-09-11 | 韩电原子力燃料株式会社 | Nuclear fuel rod end distance adjusting device |
| CN111656459B (en) * | 2018-01-29 | 2023-10-17 | 韩电原子力燃料株式会社 | Nuclear fuel rod end distance adjusting device |
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