[发明专利]控制棒驱动机构

说明书

本发明涉及作为轻水反应堆的沸腾水型原子反应堆(以下称为BWR)中使用的控制棒驱动机构(以下称为CRD)。

图3是表示现有的BWR概略构造的纵断面图。如图3所示，在原子反应堆压力容器1内，收容着兼作减速材的冷却材2，在原子反应堆压力容器的中央下部，配置着堆芯3，该堆芯3由堆芯罩4包围着。在堆芯3上安装着多个燃料集合体(图未示)，控制棒5可从下方自由出入地收容在4体一组的燃料集合体间。

该BWR中，冷却材2在堆芯3内朝上方流动，在流动期间，把堆芯3的核裂变连锁反应产生的热传递给冷却材2，加热冷却材2。被加热了的冷却材2成为水和蒸气的气液二相流，向堆芯3上方移动，从堆芯3导向气水分离器6。

气液二相的冷却材，在气水分离器6分离成水和蒸气后，其蒸气经过图未示的蒸气干燥器从主蒸气配管送到蒸气透平，驱动蒸气透平。在蒸气透平系统做了功的蒸气被冷凝器冷凝成为水后，经过原子反应堆冷凝系统和给水系统，作为给水再返回原子反应堆压力容器1。

在气水分离器6分离了的水，流下到下水管部7，与通过原子反应堆冷凝系统和给水系统送来的给水混合，在该混合的状态导向堆芯下部，再导至堆芯3。

为了进行原子反应堆的起动、停止和反应堆输出的调节，控制棒5被CRD8驱动出入于原子反应堆压力容器1的堆芯3。该CRD8是收容在CRD外壳9(该CDR外壳9从原子反应堆压力容器1的底部1a向下方延伸)内部的一体构造物(装配件)，用螺栓固定在该CDR外壳9的下部凸缘9a上。

如图4所示，该CRD8是电动驱动式的CRD，下部安装着电动机10，该电动机10的旋转轴11通过齿轮连接机构12与CRD8的驱动轴13连接。该驱动轴13可一体旋转地连接在圆头螺杆14上，在该圆头螺杆14上螺合着滚珠螺母15。

如图5所示，该滚珠螺母15上设置养成对的辊16，一对辊16通过销16a挟持着沿轴方向安装在导管17内周面的安装板18。在滚珠螺母15的上方，如图4所示，载置着中空状的活塞19，该活塞19通过连接器20与控制棒5连接。该连接器20由设置在活塞管19a上端的卡口结合。

电磁闸21安装在电动机10上，通过使该电磁闸21动作而使电动机10停止。在该电磁闸21的下端设有同步位置检测器22，由该同步位置检测器22检测控制棒5的位置。

在电动机10的上部，在齿轮接合机构12的周围，配设着马达托架23，在该马达托架23的上部，固定着作为一次冷却水隔壁的卷轴部件24。驱动轴13贯通该卷轴部件24。

电动机10驱动时，圆头螺杆14通过旋转轴11和驱动轴13旋转，借助该圆头螺杆14的旋转，滚珠螺母15上下动。这时，滚珠螺母15的旋转被安装板18限制而上下动，借助该滚珠螺母15的上下动，控制棒5通过活塞19上下动。借助该控制棒5的上下动，调节相对于堆芯3的插入、拉出量，控制炉输出。

下面，说明在BWR产生紧急事态、使原子反应堆紧急停堆时的情形。

原子反应堆的紧急停堆时，高压驱动水从与CDR外壳9的下部凸缘9a连接着的紧急停堆插入配管25，通过注水口26供给活塞19的下面侧。高压驱动水的供给将载置于滚珠螺母15上的活塞19向上方推，使控制棒5以高速插入堆芯3内，原子反应堆被紧急停堆。

在该CRD8的构造中，插入堆芯3的控制棒5插入位置的检测，在通常移动时，由从电动机10的旋转中检测的紧急停堆位置检测器22进行检测。

紧急停堆时，控制棒5和活塞19被驱动而从滚珠螺母15的上面分离，所以，上述的紧急停堆位置检测器22不能检测控制棒5的位置。这时，由安装在活塞19下端的磁铁27和内藏于磁力作动的舌簧接点开关内的位置检测器29检测控制棒5的位置。

但是，这时，CRD8的上部设置在原子反应堆压力容器1的内部，位置检测器29设置在CRD8的外部，其上端受原子反应堆压力容器1的底部1a的制约，所以，不能检测控制棒5的全部行程。

现有的位置检测器29，能检测紧急停堆时的插入时间规格值定为0％、10％、40％和60％的控制棒5的位置。另外，对于紧急停堆的插入时间规格值定为100％时也要检测，这用别的机构检测。

即，如图4所示，在圆筒31内设有螺旋弹簧32和止动活塞33，圆筒31配置在紧急停堆时用于制动控制棒5和活塞19的盘簧机构30的下部，磁铁34通过图5所示长条形导引条39安装在该在止动活塞33上。