(57)【要約】      （修正有）【課題】原子炉圧力容器内の冷却材の圧力の高い状態でのスクラム時間の仕様に対する余裕を従来と変えることなく、冷却材の圧力が低い状態でのスクラム時間を冷却材の圧力の高い状態と同じ時間に保ち、スクラム時間が必要以上に早くならないようにすることによってスクラム終了時に発生する衝撃力を減少せしめ、制御棒駆動装置ハウジングおよび原子炉圧力容器の健全性をより高めるようにした制御棒駆動装置及びその操作方法を提供する。【解決手段】スクラム出口配管と、アキュムレータ及びアキュムレータ窒素容器に接続されたスクラム入口配管とを備えた制御棒駆動装置において、原子炉圧力容器とアキュムレータ窒素容器とを接続する配管と、前記配管に設けられ前記アキュムレータ窒素容器と前記原子炉圧力容器との差圧を検出する差圧検出器と、前記配管に設けられ前記差圧検出器の出力信号により作動する窒素ドレン弁と、を設ける。【選択図】図１
2008116238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクラム出口配管と、アキュムレータ及びアキュムレータ窒素容器に接続されたスクラム入口配管とを備えた制御棒駆動装置において、原子炉圧力容器とアキュムレータ窒素容器とを接続する配管と、前記配管に設けられ前記アキュムレータ窒素容器と前記原子炉圧力容器との差圧を検出する差圧検出器と、前記配管に設けられ前記差圧検出器の出力信号により動作する窒素ドレン弁と、を設けたことを特徴とする制御棒駆動装置。
【請求項２】
スクラム出口配管と、アキュムレータ及びアキュムレータ窒素容器に接続されたスクラム入口配管とを備えた制御棒駆動装置において、原子炉圧力容器内の圧力を検出する圧力検出器と、前記スクラム入口配管と原子炉圧力容器を接続するスクラムバイパス配管と、前記スクラムバイパス配管に設けられ前記圧力検出器の出力信号により動作する流量調整弁と、を設けたことを特徴とする制御棒駆動装置。
【請求項３】
スクラム出口配管と、アキュムレータ及びアキュムレータ窒素容器に接続されたスクラム入口配管とを備えた制御棒駆動装置において、原子炉圧力容器内の圧力を検出する圧力検出器と、前記スクラム入口配管に設けられた複数のバイパス配管と、前記複数のバイパス配管にそれぞれ設けられ前記圧力検出器の出力信号により動作する圧力損失の異なる弁と、を設けたことを特徴とする制御棒駆動装置。
【請求項４】
スクラム出口配管と、アキュムレータ及びアキュムレータ窒素容器に接続されたスクラム入口配管とを備えた制御棒駆動装置において、前記アキュムレータ窒素容器と原子炉圧力容器とを接続する配管と、前記配管に設けられ前記アキュムレータ窒素容器と原子炉圧力容器との差圧を検出する差圧検出器と、前記アキュムレータと前記アキュムレータ窒素容器との間に前記差圧検出器の出力信号により動作する流量調整弁と、を設けたことを特徴とする制御棒駆動装置。
【請求項５】
スクラム出口配管と、アキュムレータ及びアキュムレータ窒素容器に接続されたスクラム入口配管とを備えた制御棒駆動装置において、前記スクラム出口配管と前記スクラム入口配管とを接続する連通配管と、前記アキュムレータ窒素容器と原子炉圧力容器とを接続する配管と、前記配管に設けられアキュムレータ窒素容器と原子炉圧力容器との差圧を検出する差圧検出器と、前記連通配管に設けられ前記差圧検出器の出力信号により動作する流量調整弁と、を設けたことを特徴とする制御棒駆動装置。
【請求項６】
スクラム出口配管と、スクラム入口配管とを備えた制御棒駆動装置において、前記スクラム入口配管と原子炉圧力容器とを接続する配管と、前記配管に設けられコイルばねとボールからなる圧力逃し容器と、を設けたことを特徴とする制御棒駆動装置。
【請求項７】
スクラム出口配管と、スクラム入口配管とを備えた制御棒駆動装置において、制御棒位置検出器と、前記スクラム出口配管に設けられ前記制御位置検出器の出力信号により動作する流量調整弁と、を設けたことを特徴とする制御棒駆動装置。
【請求項８】
スクラム出口配管と、スクラム入口配管とを備えた制御棒駆動装置において、原子炉圧容器内の圧力を検出する圧力検出器と、前記スクラム出口配管に設けられ前記圧力検出器の信号により動作する流量調整弁と、を設けたことを特徴とする制御棒駆動装置。
【請求項９】
スクラム出口配管と、スクラム入口配管とを備えた制御棒駆動装置において、原子炉圧容器内の圧力を検出する圧力検出器と、前記スクラム出口配管に設けられた複数のバイパス配管と、前記複数のバイパス配管にそれぞれ設けられ前記圧力検出器の信号により動作するバルブと、を設けたことを特徴とする制御棒駆動装置。
【請求項１０】
スクラム出口配管と、アキュムレータ及びアキュムレータ窒素容器に接続されたスクラム入口配管と、前記アキュムレータの出口に接続されたアキュムレータ充填水配管及びアキュムレータドレン配管と、を備えた制御棒駆動装置において、原子炉圧容器内の圧力を検出する圧力検出器と、前記アキュムレータドレン配管に設けられ前記圧力検出器の信号により動作するアキュムレータドレン調整弁と、を設けたことを特徴とする制御棒駆動装置。
【請求項１１】
スクラム出口配管と、アキュムレータ及びアキュムレータ窒素容器に接続されたスクラム入口配管と、前記アキュムレータの出口に接続されたアキュムレータ充填水配管及びアキュムレータドレン配管と、を備えた制御棒駆動装置の操作方法において、原子炉圧力容器内の圧力を検出し、その検出信号により前記アキュムレータドレン配管に設けられたアキュムレータドレン調整弁の開度を調節することを特徴とする制御棒駆動装置の操作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、沸騰水型原子炉の制御棒駆動装置に係り、特に、流体駆動方式の制御棒駆動装置及びその操作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子炉内で進行する核反応の制御は炉心内に挿入する制御棒の挿入深さを調節する制御棒駆動装置により行われる。沸騰水型原子力プラントにおいて、この制御棒駆動装置は原子炉圧力容器の下部に設けられている。制御棒に直線運動を与えるこの駆動装置には、通常、シリンダおよびピストンの組み合わせからなる水圧式ピストン駆動方式が用いられている。シリンダおよびピストンは原子炉圧力容器の下方にあって、ピストンが連結棒と、この連結棒の上端に設けられたカップリングにより制御棒と着脱自在に連結されるようになっている。  
下記特許文献１は、従来の流体駆動方式による制御棒駆動装置の一例である。
【０００３】
次に、従来の制御棒駆動装置の流体駆動装置の典型例について図１１及び図１２を用いて詳細に説明する。
【０００４】
流体駆動の制御棒駆動装置７１は、原子炉圧力容器７２の下部に敷設されている円筒状の制御棒駆動装置ハウジング７３に取り付けられている。制御棒駆動装置７１は前記ハウジング７３と同心状のシリンダ７４を備えており、このシリンダ７４内にはピストン７５が昇降可能に配設されている。このピストン７５の上端には制御棒７６が取り付けられており、ピストン７５の昇降に伴って制御棒７６が原子炉圧力容器７２内の炉心（図示せず）の燃料集合体間へ挿入され、また引抜かれる。前記制御棒駆動装置７１には、圧力源からの冷却材をシリンダ７４内下部に供給してピストン７５を上昇せしめ、制御棒７６を燃料集合体間へ挿入するスクラム入口配管７７と、圧力源からの冷却材をシリンダ７４内上部に供給してピストン７５を下降せしめ、制御棒７６を燃料集合体間から引抜くスクラム出口配管７８とが接続されている。
【０００５】
前記スクラム入口配管７７およびスクラム出口配管７８にはポンプ７９により約１３０ｋｇ／cm2Ｇに昇圧された冷却材が供給され、前記ピストン７５を昇降せしめるようになっている。
【０００６】
すなわち、前記ポンプ７９の下流側のアキュムレータ供給ライン８０にはアキュムレータ８１が接続されており、このアキュムレータ８１内にはピストン８２が摺動自在に配置され、このピストン８２の両受圧面には前記ポンプ７９からの冷却材およびアキュムレータ窒素容器８３内の高圧窒素ガスが作用されるようになっている。前記アキュムレータ供給ライン８０の下流側はスクラム入口弁８４を介して前記スクラム入口配管７７と接続されている。一方、前記スクラム出口配管７８とスクラム排出ライン８５を接続するスクラム出口弁８６が配設されており、前記スクラム入口弁８４およびスクラム出口弁８６はスクラムパイロット弁８７にスクラム信号が入力されることにより開弁される。
【０００７】
前記スクラム入口配管７７およびスクラム出口配管７８間にはそれぞれ挿入用電磁弁８８，８９および引抜用電磁弁９０，９１が介装されたライン９２，９３が接続されており、各ライン９２，９３の両電磁弁８８，９０あるいは８９，９１間には、それぞれ前記ポンプ７９の下流側と開閉弁９４を介して接続された駆動水ライン９５，９６が接続されている。
【０００８】
前述した構成によれば、制御棒７６を挿入するときは、挿入用電磁弁８８，８９を同時に開弁させ、駆動水ライン９５から駆動水をピストン７５の下方のシリンダ７４に供給し、シリンダ７４の上部から余剰水を排出する。一方、制御棒７６を引抜くときには、引抜用電磁弁９０，９１を同時に開弁することによって行う。さらに、スクラム時にはスクラム信号がスクラムパイロット弁８７に入力されると、スクラム入口弁８４およびスクラム出口弁８６を閉弁している空気圧が排出され、スクラム入口弁８４およびスクラム出口弁８６を開弁し、アキュムレータ８１に蓄圧されている高圧水（約１２０ｋｇ／ｃｍ2Ｇ）をピストン７５の下方のシリンダ７４に供給し、同時に大気圧に解放のスクラム排出ライン８５に設けられたスクラム出口弁８６も前述したように開弁されるため、ピストン７５上下の大きな差圧によって制御棒７６を急速挿入する。
【特許文献１】特開２００３−３３７１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、前述したスクラム動作に要求される核的クライテリアは、高速スクラム適用プラントにおいて制御棒挿入ストローク７５%で１．６２秒以内と規定されており、スクラム動作の実験結果は図１２に実線Ａで示されている。この実験結果からわかるように従来の制御棒駆動装置７１では、原子炉圧力容器７２内の冷却材の圧力が高いほどスクラム時間が遅くなる傾向を示す。したがって、従来の制御棒駆動装置７１は、原子炉圧力容器７２内の冷却材の圧力の高い状態でのスクラム時間が余裕をもってスクラム時間の仕様値を満足するように設計されている。
【００１０】
しかしながら、そのため原子炉内の冷却材の圧力の低い状態でのスクラム時間は、必要以上に早くなる。スクラム終了時には、制御棒駆動装置７１は高速の制御棒７６を急速に停止させなければならないため、大きな機械的衝撃を受ける。この衝撃力は、スクラム時間が早くなればなるほど大きくなる。また、この衝撃力は制御棒駆動装置７１だけでなく、制御棒駆動装置７１が取り付いている制御棒駆動装置ハウジング７３および原子炉圧力容器７２にも作用する。
【００１１】
この発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、原子炉圧力容器内の冷却材の圧力の高い状態でのスクラム時間の仕様に対する余裕を従来と変えることなく、冷却材の圧力が低い状態でのスクラム時間を冷却材の圧力の高い状態と同じ時間に保ち、スクラム時間が必要以上に早くならないようにすることによってスクラム終了時に発生する衝撃力を減少せしめ、制御棒駆動装置ハウジングおよび原子炉圧力容器の健全性をより高めるようにした制御棒駆動装置及びその操作方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明は、スクラム出口配管と、アキュムレータ及びアキュムレータ窒素容器に接続されたスクラム入口配管とを備えた制御棒駆動装置において、原子炉圧力容器とアキュムレータ窒素容器とを接続する配管と、前記配管に設けられ前記アキュムレータ窒素容器と前記原子炉圧力容器との差圧を検出する差圧検出器と、前記配管に設けられ前記差圧検出器の出力信号により動作する窒素ドレン弁と、を設けたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、スクラム出口配管と、アキュムレータ及びアキュムレータ窒素容器に接続されたスクラム入口配管とを備えた制御棒駆動装置において、原子炉圧力容器内の圧力を検出する圧力検出器と、前記スクラム入口配管と原子炉圧力容器を接続するスクラムバイパス配管と、前記スクラムバイパス配管に設けられ前記圧力検出器の出力信号により動作する流量調整弁と、を設けたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、スクラム出口配管と、アキュムレータ及びアキュムレータ窒素容器に接続されたスクラム入口配管とを備えた制御棒駆動装置において、原子炉圧力容器内の圧力を検出する圧力検出器と、前記スクラム入口配管に設けられた複数のバイパス配管と、前記複数のバイパス配管にそれぞれ設けられ前記圧力検出器の出力信号により動作する圧力損失の異なる弁と、を設けたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、スクラム出口配管と、アキュムレータ及びアキュムレータ窒素容器に接続されたスクラム入口配管とを備えた制御棒駆動装置において、前記アキュムレータ窒素容器と原子炉圧力容器とを接続する配管と、前記配管に設けられ前記アキュムレータ窒素容器と原子炉圧力容器との差圧を検出する差圧検出器と、前記アキュムレータと前記アキュムレータ窒素容器との間に前記差圧検出器の出力信号により動作する流量調整弁と、を設けたことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、スクラム出口配管と、アキュムレータ及びアキュムレータ窒素容器に接続されたスクラム入口配管とを備えた制御棒駆動装置において、前記スクラム出口配管と前記スクラム入口配管とを接続する連通配管と、前記アキュムレータ窒素容器と原子炉圧力容器とを接続する配管と、前記配管に設けられアキュムレータ窒素容器と原子炉圧力容器との差圧を検出する差圧検出器と、前記連通配管に設けられ前記差圧検出器の出力信号により動作する流量調整弁と、を設けたことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、スクラム出口配管と、スクラム入口配管とを備えた制御棒駆動装置において、前記スクラム入口配管と原子炉圧力容器とを接続する配管と、前記配管に設けられコイルばねとボールからなる圧力逃し容器と、を設けたことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、スクラム出口配管と、スクラム入口配管とを備えた制御棒駆動装置において、制御棒位置検出器と、前記スクラム出口配管に設けられ前記制御位置検出器の出力信号により動作する流量調整弁と、を設けたことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、スクラム出口配管と、スクラム入口配管とを備えた制御棒駆動装置において、原子炉圧容器内の圧力を検出する圧力検出器と、前記スクラム出口配管に設けられ前記圧力検出器の信号により動作する流量調整弁と、を設けたことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、スクラム出口配管と、スクラム入口配管とを備えた制御棒駆動装置において、原子炉圧容器内の圧力を検出する圧力検出器と、前記スクラム出口配管に設けられた複数のバイパス配管と、前記複数のバイパス配管にそれぞれ設けられ前記圧力検出器の信号により動作するバルブと、を設けたことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明は、スクラム出口配管と、アキュムレータ及びアキュムレータ窒素容器に接続されたスクラム入口配管と、前記アキュムレータの出口に接続されたアキュムレータ充填水配管及びアキュムレータドレン配管と、を備えた制御棒駆動装置において、原子炉圧容器内の圧力を検出する圧力検出器と、前記アキュムレータドレン配管に設けられ前記圧力検出器の信号により動作するアキュムレータドレン調整弁と、を設けたことを特徴とする。
【００２２】
また、本発明は、スクラム出口配管と、アキュムレータ及びアキュムレータ窒素容器に接続されたスクラム入口配管と、前記アキュムレータの出口に接続されたアキュムレータ充填水配管及びアキュムレータドレン配管と、を備えた制御棒駆動装置の操作方法において、原子炉圧力容器内の圧力を検出し、その検出信号により前記アキュムレータドレン配管に設けられたアキュムレータドレン調整弁の開度を調節することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、上述した特徴により、原子炉圧力容器内の冷却材の圧力の高い状態でのスクラム時間の仕様に対する余裕を従来と変えることなく、冷却材の圧力が低い状態でのスクラム時間を冷却材の圧力の高い状態と同じ時間に保ち、スクラム時間が必要以上に早くならないようにすることによって、スクラム終了時に発生する衝撃力を減少せしめ制御棒駆動装置ハウジングおよび原子炉圧力容器の健全性をより高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。  
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る制御棒駆動装置を示す図である。
【００２５】
制御棒駆動装置１は、原子炉圧力容器２の下部に取り付けられており、制御棒駆動装置１には、スクラム入口配管３とスクラム出口配管４がそれぞれ接続されており、スクラム入口配管３にはスクラム入口弁５が、スクラム出口配管４にはスクラム出口弁６がそれぞれ設けられている。アキュムレータ７は、アキュムレータ窒素容器８と配管９で接続されており、アキュムレータ７内には、ピストン１０が配置されている。このピストン１０の両受圧面には冷却材および窒素容器８内の高圧窒素ガスが作用されるようになっていて、前記スクラム入口弁５と配管１１を介して接続されている。
【００２６】
スクラム入口弁５およびスクラム出口弁６はスクラムパイロット弁１２にスクラム信号が入力されることにより開弁される。スクラム時にはスクラム信号がスクラムパイロット弁１２に入力されると、スクラム入口弁５およびスクラム出口弁６を閉弁している空気圧が排出され、スクラム入口弁５およびスクラム出口弁６を開弁し、アキュムレータ７に蓄圧されている高圧水をスクラム入口配管３に供給し、同時にスクラム出口弁６も前述したように開弁されるため、制御棒駆動装置１内のピストン（図示せず）の上下には大きな差圧が発生し、原子炉圧力容器２内の制御棒（図示せず）が急速に挿入される。その場合、原子炉圧力容器２内の圧力の低い状態でのスクラム時間は必要以上に早くなるので、スクラム終了時には、制御棒駆動装置１は高速の制御棒を急速に停止させなければならないため、大きな機械的衝撃を受ける。
【００２７】
これを避けるために、本第１の実施の形態では、前記アキュムレータ窒素容器８の配管９と差圧検出器１３の一端を配管１４で接続し、差圧検出器１３の他端を原子炉圧力容器２と配管１５を介して接続する。この差圧検出器１３により、アキュムレータ窒素容器８の圧力と原子炉圧力容器２との圧力差を検出し、差圧が大きい場合は、配管１４に接続した窒素ドレン弁１６を開にして減圧する。一方、差圧が小さい場合は、配管１４に接続した窒素充填ポンプ１７を運転して増圧する。窒素充填ポンプ１７には窒素容器１８が接続されている。
【００２８】
このように、本発明の第１の実施の形態では、アキュムレータ窒素容器８の圧力と原子炉圧力容器２との圧力差を一定に保つことにより、スクラム時間が必要以上に早くならないので、スクラム終了時に発生する衝撃力を減少せしめ制御棒駆動装置ハウジングおよび原子炉圧力容器の健全性をより高めることができる。
【００２９】
（第２の実施の形態）
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る制御棒駆動装置を示す図である。  
スクラム入口配管３に、スクラムバイパス配管１９を接続し、スクラムバイパス配管１９に流量調整弁２０を設け、流量調整弁２０のもう一方を原子炉圧力容器２に接続する。また、原子炉圧力容器２内の圧力を計測する圧力検出器２１が導圧配管２２を介して原子炉圧力容器２に設けられる。
【００３０】
この圧力検出器２１により検出された圧力信号が低い場合はスクラム入口配管３に必要以上の圧力が生じるので、流量調整弁２０を開にし、スクラムバイパス配管１９を経由して原子炉圧力容器２に圧力を逃がし、スクラム入口配管３の圧力が必要以上に高くならないようにする。
【００３１】
このように、本発明の第２の実施の形態では、スクラムバイパス配管１９に流量調整弁２０を設けたことにより、スクラム入口配管３の圧力を一定以上高くならないように保つことができ、スクラム時間が必要以上に早くならないので、スクラム終了時に発生する衝撃力を減少せしめ制御棒駆動装置ハウジングおよび原子炉圧力容器の健全性をより高めることができる。
【００３２】
（第３の実施の形態）
図３は、本発明の第３の実施の形態に係る制御棒駆動装置を示す図である。  
スクラム入口配管３に、複数のバイパス配管２３を接続し、複数のバイパス配管２３にはそれぞれ圧力損失の異なる弁２４が取り付けられている。また、原子炉圧力容器２内の圧力を計測する圧力検出器２１が導圧配管２２を介して原子炉圧力容器２に設けられている。
【００３３】
この圧力検出器２１により検出された圧力信号が低い場合は、圧力損失の大きい弁２４を開にし、スクラム入口配管３に必要以上の流量が流れないようにする。
【００３４】
すなわち、本第３の実施の形態では、スクラム入口配管３内の流量を、原子炉圧力容器２の圧力が変化しても適切な圧力損失の弁２４を開に切り替えることにより一定の流量になるように保つことが可能となり、スクラム時間が必要以上に早くならないので、スクラム終了時に発生する衝撃力を減少せしめ制御棒駆動装置ハウジングおよび原子炉圧力容器の健全性をより高めることができる。
【００３５】
（第４の実施の形態）
図４は、本発明の第４の実施の形態に係る制御棒駆動装置を示す図である。  
アキュムレータ７とアキュムレータ窒素容器８を接続している配管９に流量調整弁２５が設けられる。また、アキュムレータ窒素容器８の配管９と差圧検出器１３を配管１４で接続し、差圧検出器１３のもう一方を原子炉圧力容器２と配管１５を介して接続し、差圧検出器１３により、アキュムレータ窒素容器８の圧力と原子炉圧力容器２との圧力差を検出する。前記流量調整弁２５の開度は、差圧検出器１３の信号に応じて定められている。差圧が大きい場合は、流量調整弁２５の開度を小さくして配管９内を流れる窒素ガスの量を少なくする。
【００３６】
このように、本発明の第４の実施の形態では、流量調整弁２５により配管９内の窒素ガスの流量を制御することにより、スクラム入口配管３内の流量も制御するものである。その結果、原子炉圧力容器２の圧力が変化しても流量調整弁２５の開度を適切に調整することにより、スクラム入口配管３内の流量を一定に保つことが可能となり、スクラム時間が必要以上に早くならないので、スクラム終了時に発生する衝撃力を減少せしめ制御棒駆動装置ハウジングおよび原子炉圧力容器の健全性をより高めることができる。
【００３７】
（第５の実施の形態）
図５は、本発明の第５の実施の形態に係る制御棒駆動装置を示す図である。  
スクラム入口配管３とスクラム出口配管４を連通配管２６により接続する。連通配管２６には、流量調整弁２７が設けられている。また、アキュムレータ窒素容器８の配管９と差圧検出器１３を配管１４を介して接続し、差圧検出器１３のもう一方を原子炉圧力容器２と配管１５を介して接続する。差圧検出器１３により、アキュムレータ窒素容器８の圧力と原子炉圧力容器２との圧力差が検出される。
【００３８】
流量調整弁２７の開度は、差圧検出器１３の信号に応じて定められる。差圧が大きい場合は、流量調整弁２７の開度を大きくし連通配管２６内を流れる量を多くし、差圧が小さい場合は、流量調整弁２７の開度を小さくし連通配管２６内を流れる量を少なくする。
【００３９】
このように、本発明の第５の実施の形態では、原子炉圧力容器２の圧力が変化しても流量調整弁２７の開度を適切に調節することにより、スクラム入口配管３内の流量を一定に保つことが可能となり、スクラム時間が必要以上に早くならないので、スクラム終了時に発生する衝撃力を減少せしめ制御棒駆動装置ハウジングおよび原子炉圧力容器の健全性をより高めることができる。
【００４０】
（第６の実施の形態）
図６は、本発明の第６の実施の形態に係る制御棒駆動装置を示す図である。  
制御棒駆動装置３１は、原子炉圧力容器３２の下部に連結されており、制御棒駆動装置３１にはスクラム入口配管３３及びスクラム出口配管３９が接続されている。スクラム入口配管３３には、原子炉圧力容器３２とを結ぶ配管３４が設けられており、その途中に圧力逃がし容器３５が設けられている。この圧力逃がし容器３５は、コイルばね３６、ボール３７とボール３７と対向する位置にシート面を持つプレート３８から構成されている。
【００４１】
制御棒駆動装置３１は、スクラム駆動時には、スクラム入口配管３３から高圧水が注入され、制御棒を原子炉圧力容器内に急速に挿入するが、挿入速度はスクラム入口配管３３の高圧水の圧力と原子炉圧力容器の圧力との差圧で決まる。スクラム入口配管３３内の圧力は常に一定であるため、原子炉圧力容器内の圧力が小さい場合には、差圧が大きくなって挿入速度が過大に速くなる。
【００４２】
本第６の実施の形態では、前記圧力逃がし容器３５からなる圧力逃がし機構を設けて、差圧が大きい場合には配管３４から高圧水を逃がす機能を持っている。すなわち、原子炉圧力容器内の圧力が小さい場合には、原子炉圧力容器とスクラム配管との差圧によりコイルばね３６が圧縮され、ボール３７がシート面から離れ、スクラム配管内の高圧の流体の一部は、配管３４内を流れ、原子炉圧力容器へ入るため、制御棒駆動装置３１へ流れる流量が緩和されるために、制御棒の挿入速度を抑えることができる。
【００４３】
一方、原子炉圧力容器内の圧力が大きい場合には、差圧が小さくなるため、コイルばね３６に加わる力が小さくなり、ボール３７はシート面から離れないため、配管内３４内を流体が流れることはなく、全ての流体は制御棒駆動装置３１へ入る。制御棒駆動装置３１の挿入速度調整は、原子炉圧力容器内の圧力が大きく、全ての流体が制御棒駆動装置３１へ入る状態で、仕様値を満足するように調整されているため、本実施形態において挿入速度の仕様値を満足することができる。
【００４４】
このように、本発明の第６の実施の形態では、スクラム入口配管３３と原子炉圧力容器３２とを結ぶ配管３４に圧力逃がし容器３５を設けたことにより、スクラム時間が必要以上に早くならないので、スクラム終了時に発生する衝撃力を減少せしめ制御棒駆動装置ハウジングおよび原子炉圧力容器の健全性をより高めることができる。
【００４５】
（第７の実施の形態）
図７は、本発明の第７の実施形態に係る制御棒駆動装置を示す図である。  
制御棒駆動装置３１には、スクラム入口配管３３とスクラム出口配管３９が設けられており、スクラム駆動時には、スクラム入口配管３３から高圧の流体を注入すると同時に、スクラム出口配管３９より流体を排出することにより、制御棒を挿入している。
【００４６】
本第７の実施の形態は、スクラム出口配管３９に流量調整弁４１を設け、制御棒位置検出器４０の信号により流量調整弁４１の開度を調整するものである。スクラム駆動時には、制御棒の挿入速度を制御棒位置検出器４０により検知し、規定の速度より速い場合には、流量調整弁４１を絞り、制御棒駆動装置からの排水速度を小さくすることにより高圧水の注入速度が遅くなり制御棒の挿入速度が遅くなる。
【００４７】
このように、本発明の第７の実施の形態では、スクラム出口配管３９に流量調整弁４１を設けたことにより、スクラム時間が必要以上に早くならないので、スクラム終了時に発生する衝撃力を減少せしめ制御棒駆動装置ハウジングおよび原子炉圧力容器の健全性をより高めることができる。
【００４８】
（第８の実施の形態）
図８は、本発明の第８の実施の形態に係る制御棒駆動装置を示す図である。  
制御棒駆動装置３１には、スクラム入口配管３３とスクラム出口配管３９が設けられており、スクラム駆動時には、スクラム入口配管３３から高圧の流体を注入すると同時に、スクラム出口配管３９より流体を排出することにより、制御棒を挿入している。
【００４９】
本第８の実施の形態では、スクラム出口配管３９に流量調整弁４１を設け、原子炉圧力容器３２内の圧力を検出する圧力検出器４２の信号で流量調整弁４１の開度を調整するものである。原子炉圧力容器３２内の圧力信号が低い場合には流量調整弁４１を絞り、原子炉圧力容器３２内の圧力信号が高い場合には流量調整弁４１を開く。すなわち、原子炉圧力容器３２内の圧力が低い場合には、流量調整弁４１を絞ることにより、スクラム駆動時に制御棒駆動装置からの排水速度が遅くなり、それに伴い高圧水の注入速度が遅くなり挿入速度が遅くなる。原子炉圧力容器３２内の圧力が高い場合には、流量調整弁４１を開くことにより、スクラム駆動時に制御棒駆動装置からの排水速度が速くなり、それに伴い高圧水の注入速度が速くなり挿入速度が速くなる。
【００５０】
このように、本発明の第８の実施の形態では、原子炉圧力容器３２内の圧力信号により流量調整弁４１の開度を調整するようにしたことにより、スクラム時間が必要以上に早くならないので、スクラム終了時に発生する衝撃力を減少せしめ制御棒駆動装置ハウジングおよび原子炉圧力容器の健全性をより高めることができる。
【００５１】
（第９の実施の形態）
図９は、本発明の第９の実施の形態に係る制御棒駆動装置を示す図である。  
制御棒駆動装置３１には、スクラム入口配管３３とスクラム出口配管３９が設けられており、スクラム駆動時には、スクラム入口配管３３から高圧の流体を注入すると同時に、スクラム出口配管３９より流体を排出することにより、制御棒を挿入している。
【００５２】
本第９の実施の形態では、スクラム出口配管３９に複数のバイパス配管４３を設け、それぞれのバイパス配管にはオリフィス４５とバルブ４４を設け、バルブ４４は、原子炉圧力容器３２内の圧力を検出する圧力検出器４２の信号で開閉するものである。複数のバイパス配管４３のオリフィス４５は圧力損失係数が異なったものが設置されている。
【００５３】
原子炉圧力容器３２内の圧力信号が低い場合には最も圧力損失が大きいオリフィス４５が設置されているバイパス配管のバルブ４４のみを開とし、他のバルブは閉とする。このようにすることで排水を最も流れにくくし、制御棒の挿入速度を遅くする。すなわち、原子炉圧力容器３２内の圧力信号が高い場合には最も圧力損失が小さいオリフィス４５が設置されているバイパス配管のバルブ４４のみを開とし、他のバルブは閉とする。このようにすることで排水を最も流れやすくし、制御棒の挿入速度を速くする。
【００５４】
このように、本発明の第９の実施の形態では、複数のバイパス配管に圧力損失係数の異なるオリフィス４５とバルブ４４を設けたことにより、スクラム時間が必要以上に早くならないので、スクラム終了時に発生する衝撃力を減少せしめ制御棒駆動装置ハウジングおよび原子炉圧力容器の健全性をより高めることができる。
【００５５】
（第１０の実施の形態）
図１０は、本発明の第１０の実施の形態に係る制御棒駆動装置及びその操作方法を示す図である。  
水圧制御ユニット５１は、制御棒駆動装置５２の操作に使用され、この制御棒駆動装置５２に高圧水を供給するものである。水圧制御ユニット５１内にはアキュムレータ装置５３が設けられ、この内のアキュムレータ５４にはスクラム時に制御棒駆動装置５２を駆動させるために必要な水を蓄えている。
【００５６】
スクラム時には、アキュムレータ装置５３内に設けられたアキュムレータ窒素容器５５より高圧窒素をアキュムレータ５４に送ることで、スクラム入口配管５６を介し制御棒駆動装置５２にアキュムレータ５４内の高圧水が送られ、規定時間内に原子炉圧力容器５７の炉心内へ制御棒（図示せず）を挿入させる。
【００５７】
アキュムレータ５４には、スクラム後、再び高圧水を充填するためのアキュムレータ充填水配管５８が設けられ、アキュムレータ充填水配管止め弁５９により開閉を行う。また、アキュムレータドレン配管６１に設けられたアキュムレータドレン調整弁６０により、アキュムレータ５４内の高圧水を排出することが可能である。
【００５８】
制御棒駆動装置５２のスクラム時の挿入速度は、アキュムレータ５４の圧力と原子炉圧力容器５７内の圧力との差圧で決まる。アキュムレータ５４の圧力は原子炉圧力容器５７の圧力に関わらず一定であるため、例えば、大気圧下でのスクラム試験時等では、原子炉圧力容器５７内の圧力が低いときは、差圧が大きくなり、挿入速度が過剰に速くなる。
【００５９】
本発明の第１０の実施の形態では、例えば大気圧下でのスクラム試験等において、アキュムレータ充填水配管止め弁５９を閉じた状態で、アキュムレータドレン調整弁６０の開度を調節し、アキュムレータ５４の圧力を、原子炉圧力容器５７との差圧によって決まるスクラム速度が適正な値に下がるまで、降下させるものである。
【００６０】
このように、本発明の第１０の実施の形態では、アキュムレータドレン配管６１にアキュムレータドレン調整弁６０を設け、その開度を調節することにより、スクラム時間が必要以上に早くならないので、スクラム終了時に発生する衝撃力を減少せしめ制御棒駆動装置ハウジングおよび原子炉圧力容器の健全性をより高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る制御棒駆動装置。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る制御棒駆動装置。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る制御棒駆動装置。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係る制御棒駆動装置。
【図５】本発明の第５の実施の形態に係る制御棒駆動装置。
【図６】本発明の第６の実施の形態に係る制御棒駆動装置。
【図７】本発明の第７の実施の形態に係る制御棒駆動装置。
【図８】本発明の第８の実施の形態に係る制御棒駆動装置。
【図９】本発明の第９の実施の形態に係る制御棒駆動装置。
【図１０】本発明の第１０の実施の形態に係る制御棒駆動装置。
【図１１】従来の制御棒駆動装置。
【図１２】従来の制御棒駆動装置のスクラム特性図。
【符号の説明】
【００６２】
１…制御棒駆動装置、２…原子炉圧力容器、３…スクラム入口配管、４…スクラム出口配管、５…スクラム入口弁、６…スクラム出口弁、７…アキュムレータ、８…アキュムレータ窒素容器、９…配管、１０…ピストン、１１…配管、１２…スクラムパイロット弁、１３…差圧検出器、１４，１５…配管、１６…窒素ドレン弁、１７…窒素充填ポンプ、１８…窒素容器、１９…スクラムバイパス配管、２０…流量調整弁、２１…圧力検出器、２２…導圧配管、２３…スクラムバイパス配管、２４…弁、２５…流量調整弁、２６…連通配管、２７…流量調整弁、３１…制御棒駆動装置、３２…原子炉圧力容器、３３…スクラム入口配管、３４…配管、３５…圧力逃がし容器、３６…コイルばね、３７…ボール、３８…プレート、３９…スクラム出口配管、４０…制御棒位置検出器、４１…流量調整弁、４２…圧力検出器、４３…バイパス配管、４４…バルブ、４５…オリフィス、５１…水圧制御ユニット、５２…制御棒駆動装置、５３…アキュムレータ装置、５４…アキュムレータ、５５…アキュムレータ窒素容器、５６…スクラム入口配管、５７…原子炉圧力容器、５８…アキュムレータ充填水配管、５９…アキュムレータ充填水配管止め弁、６０…アキュムレータドレン調整弁、６１…アキュムレータドレン配管、６２…スクラム出口配管、７１…制御棒駆動装置、７２…原子炉圧力容器、７３…制御棒駆動装置ハウジング、７４…シリンダ、７５…ピストン７６…制御棒、７７…スクラム入口配管、７８…スクラム出口配管、７９…ポンプ、８０…アキュムレータ供給ライン、８１…アキュムレータ、８２…ピストン、８３…アキュムレータ窒素容器、８４…スクラム入口弁、８５…スクラム排出ライン、８６…スクラム出口弁、８７…スクラムパイロット弁、８８,８９…挿入用電磁弁、９０,９１…引抜用電磁弁、９２,９３…ライン、９４…開閉弁、９５,９６…駆動水ライン。
【図１】
2008116238.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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