(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御棒を昇降して沸騰水型原子炉の出力制御を行う制御棒駆動水圧システムであって、
上圧力室及び下圧力室を有し、前記上圧力室及び下圧力室に導かれる水圧力差によって前記制御棒を昇降させる昇降アクチュエータと、
前記制御棒の下降を係止するコレットフィンガと、
解除圧力室を有し、前記解除圧力室に導かれる水圧力によって前記コレットフィンガを前記制御棒の下降を係止しない解除位置に保持する解除アクチュエータと、
前記下圧力室に連通するＣＲ挿入ラインと、
前記上圧力室に連通するＣＲ引抜ラインと、
前記ＣＲ挿入ラインから分岐し、前記解除圧力室に連通するコレットフィンガ解除ラインと、
前記コレットフィンガ解除ラインを開閉して前記ＣＲ挿入ラインと前記解除圧力室とを連通または遮断するコレットフィンガ解除ライン開閉手段とを備え、
前記コレットフィンガ解除ライン開閉手段を開閉して前記解除アクチュエータが前記コレットフィンガを解除位置に保持することを特徴とする制御棒駆動水圧システム。
【請求項２】
前記コレットフィンガ解除ライン開閉手段が開くことにより前記ＣＲ挿入ラインと前記解除圧力室とを連通して、前記解除アクチュエータにより前記コレットフィンガが前記解除位置まで移動してから、前記コレットフィンガ解除ライン開閉手段が閉じることにより前記ＣＲ挿入ラインと前記解除圧力室とを遮断して、前記解除アクチュエータにより前記コレットフィンガを前記解除位置に保持することを特徴とする請求項１に記載の制御棒駆動水圧システム。
【請求項３】
水圧源に連通する吐出ラインと前記ＣＲ挿入ラインとを連通するとともに、タンクまたは原子炉圧力容器に連通する前記排出ラインと前記ＣＲ引抜ラインとを連通して前記制御棒を上昇させる上昇ポジションと、
前記吐出ラインと前記ＣＲ引抜ラインとを連通するとともに、前記ＣＲ挿入ラインと前記排出ラインとを連通して前記制御棒を下降させる下降ポジションと、
前記ＣＲ挿入ラインと前記ＣＲ引抜ラインとをそれぞれ閉塞する中立ポジションと、を有する切換手段をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の制御棒駆動水圧システム。
【請求項４】
前記ＣＲ挿入ラインを開閉して前記下圧力室と水圧源に連通する吐出ラインを連通又は遮断するＣＲ挿入ライン開閉弁と、
前記ＣＲ引抜ラインを開閉して前記上圧力室と前記吐出ラインを連通又は遮断するＣＲ引抜ライン開閉弁と、をさらに備え、
前記ＣＲ挿入ライン開閉弁と前記ＣＲ引抜ライン開閉弁を閉じて前記コレットフィンガ解除ライン開閉手段を開くことで前記ＣＲ挿入ラインと前記解除圧力室とを連通して、前記解除アクチュエータにより前記コレットフィンガを前記解除位置まで移動してから、前記コレットフィンガ解除ライン開閉手段を閉じることにより前記ＣＲ挿入ラインと前記解除圧力室とを遮断して、前記解除アクチュエータにより前記コレットフィンガを前記解除位置に保持することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の制御棒駆動水圧システム。
【請求項５】
加圧駆動水を蓄えるアキュムレータと、
前記ＣＲ挿入ラインに対して前記アキュムレータを開閉するアキュムレータ開閉手段と、
前記ＣＲ引抜ラインから分岐してタンクへと延びるスクラム排出ラインと、
前記スクラム排出ラインを開閉するスクラム排出ライン開閉手段と、をさらに備え、
スクラム作動時に前記アキュムレータに蓄えられた駆動水が前記ＣＲ挿入ラインを通って前記下圧力室に導入される一方、前記上圧力室の駆動水が前記ＣＲ引抜ラインから分岐する前記スクラム排出ラインを通ってタンクに逃がされることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の制御棒駆動水圧システム。
【請求項６】
水圧源に連通する吐出ラインに導かれる駆動水を前記昇降アクチュエータに冷却水として供給する冷却ラインと、
前記冷却ラインに介装され、前記冷却ラインを通って前記昇降アクチュエータに供給する冷却ライン流量調整手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の制御棒駆動水圧システム。
【請求項７】
前記冷却ライン流量調整手段として前記冷却ラインに電磁比例制御弁を介装し、
前記昇降アクチュエータに導かれる冷却水圧力を一定に保つように前記電磁比例制御弁の開度を制御することを特徴とする請求項６に記載の制御棒駆動水圧システム。
【請求項８】
前記吐出ラインに接続し、前記原子炉圧力容器に連通するリターンラインと、
前記リターンラインに設けられ、前記吐出ラインの圧力が所定値を越えて上昇するのに伴って開弁するリリーフ弁と、をさらに備えることを特徴とする請求項６又は７に記載の制御棒駆動水圧システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御棒を昇降して沸騰水型原子炉の出力制御を行う制御棒駆動水圧システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）には、その反応度を制御するため、炉心内の中性子数を調整する制御棒を備え、この制御棒の挿入、引抜き、スクラム挿入（緊急挿入）及び冷却を行う制御棒駆動水圧システムが設けられている（特許文献１〜３参照）。
【０００３】
従来、沸騰水型原子炉に設けられる制御棒駆動水圧システムは、例えば図３に示すようになっている。以下、これについて説明する。
【０００４】
沸騰水型原子炉は原子炉圧力容器２の下方に制御棒駆動機構１１が設けられる。制御棒駆動機構１１は、水圧シリンダからなる昇降アクチュエータ９０を備え、昇降アクチュエータ９０がその上圧力室９２と下圧力室９３とに導かれる水圧によって伸張作動することによって制御棒３を炉心内に挿入する一方、昇降アクチュエータ９０が収縮作動することによって制御棒３を炉心内から引抜くようになっている。
【０００５】
図中、６１は、制御棒３が下降することを止めるコレットフィンガ６１であり、６０は、コレットフィンガ６１を解除位置に保持する解除アクチュエータである。
【０００６】
制御棒駆動機構１１は以下のように作動する。
【０００７】
（１）制御棒３を炉心内に挿入する作動時、水圧ポンプ４１から吐出される加圧駆動水は、吐出ライン１２→駆動水ヘッダ４５→止め弁３１→逆止弁３９→選択弁３３ｂ→止め弁３８ａ→ＣＲ挿入ライン１０ａを通って昇降アクチュエータ９０の下圧力室９３に供給される。
【０００８】
一方、昇降アクチュエータ９０の上圧力室９２の駆動水は、ＣＲ引抜ライン１０ｂ→止め弁３８ｂ→選択弁３３ａ→止め弁３２→排出ライン１０ｅ→逆止弁２３→冷却水ヘッダ４３から図示しない他の制御棒駆動機構の冷却ラインへ流入し、冷却水として利用される。
【０００９】
これにより、昇降アクチュエータ９０は伸張作動し、制御棒３が炉心内に挿入される。このとき、制御棒３の挿入に伴い、コレットフィンガ６１は挿入前に係合していたノッチ９６の傾斜面９６ａに沿って一時解除された後、挿入前に係合していたノッチ９６より下方にある図示しないノッチ９６に再び係合し、制御棒３が下降しないように係止している。
【００１０】
（２）制御棒３を炉心内から引抜く作動時、まず、昇降アクチュエータ９０を所定ストロークだけ伸張作動させて、制御棒３を下降しないように係止させているノッチ９６に係合しているコレットフィンガ６１を、ノッチ９６の傾斜面９６ａに沿って、一時解除させた状態にする。その後、水圧ポンプ４１から吐出される駆動水は、吐出ライン１２→駆動水ヘッダ４５→止め弁３１→逆止弁３９→選択弁３３ｂを通り、解除ライン１０ｄ→解除圧力室６８及びＣＲ引抜ライン１０ｂ→上圧力室９２の２系統のラインに分岐して供給される。
【００１１】
解除圧力室６８に供給された駆動水は、コレットフィンガ６１を押し上げ、コレットガイド６７に係合させ、コレットフィンガ６１がノッチ９６に係合しないように解除された状態で保持される。
【００１２】
これと同時に上圧力室９２に供給された駆動水により、昇降アクチュエータ９０が収縮作動する。
【００１３】
一方、昇降アクチュエータ９０の下圧力室９３の駆動水は、ＣＲ挿入ライン１０ａ→止め弁３８ａ→選択弁３３ｄ→止め弁３２→排出ライン１０ｅ→逆止弁２３→冷却水ヘッダ４３から図示しない他の制御棒駆動機構の冷却ラインへ流入し、冷却水として利用される。
【００１４】
昇降アクチュエータ９０が所定の位置まで下降すると、駆動水の供給が止まり、コレットフィンガ６１が下降してきて、引抜き前に係合していたノッチ９６よりも上方にある図示しないノッチ９６に係合し、制御棒３が下降しないように係止している。
【００１５】
これにより、昇降アクチュエータ９０は収縮作動し、制御棒３が炉心内から引抜かれる。
【００１６】
（３）スクラム作動時、アキュムレータ２４に蓄えられていた駆動水が、空気ばね式弁２８→止め弁３８ａ→ＣＲ挿入ライン１０ａを通って昇降アクチュエータ９０の下圧力室９３に供給される。
【００１７】
一方、昇降アクチュエータ９０の上圧力室９２の駆動水は、ＣＲ引抜ライン１０ｂ→止め弁３８ｂ→空気ばね式弁３４→逆止弁３５→止め弁３６を通って専用タンクに流出する。
【００１８】
これにより、昇降アクチュエータ９０は伸張作動し、制御棒３が炉心内に挿入される。
【００１９】
（４）冷却時、水圧ポンプ４１から吐出される加圧駆動水は、冷却水として、吐出ライン１２→流量制御弁１５→止め弁１６→冷却水ヘッダ４３→冷却ライン１０ｃ→止め弁２９→逆止弁３０→止め弁３８ａ→ＣＲ挿入ライン１０ａを通って昇降アクチュエータ９０の下圧力室９３に供給される。
【００２０】
また、排出ライン１０ｅに戻される駆動水も、冷却水として、排出ライン１０ｅ→逆止弁２３→冷却水ヘッダ４３→冷却ライン１０ｃ→止め弁２９→逆止弁３０→止め弁３８ａ→ＣＲ挿入ライン１０ａを通って昇降アクチュエータ９０の下圧力室９３に供給される。
【００２１】
こうして昇降アクチュエータ９０に供給される冷却水は、昇降アクチュエータ９０に設けられるシールの隙間から炉心内に流入し、シール等を冷却する。
【特許文献１】特開昭６３−５３４９２号公報
【特許文献２】特開昭６１−１２９５９５号公報
【特許文献３】特開平４−５０６９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
前記の従来システムでは、冷却水が冷却ライン１０ｃからＣＲ挿入ライン１０ａを通って昇降アクチュエータ９０に供給される水圧回路が設けられているため、コントローラは冷却水量を制御するプロセス制御と、制御棒３の昇降動作を制御するサーボ制御を、同じ水圧回路でそれぞれを同時に行う必要があり、時定数が大きく異なるこれらの制御を的確に行うことが難しい。
【００２３】
また、前記の従来システムでは、リターンライン１８の切換えに止め弁１７が使われているため、止め弁１７を閉止したまま、保守、点検等により図示しない他の制御棒駆動機構に流入していた冷却水の逃げ場が無くなり、冷却水ヘッダ４３の規定を超えた圧力上昇が発生する。規定を超えて圧力上昇した冷却水ヘッダ４３からの圧力水は、制御棒駆動機構１１の冷却ライン１０ｃ→ＣＲ挿入ライン１０ａ→下圧力室９３へ導かれて昇降アクチュエータ９０が伸張作動して、ノッチ９６に係合していたコレットフィンガ６１が解放されて、過挿入状態になる。
【００２４】
さらに、冷却ライン１０ｃと排出ライン１０ｅは、排出ライン１０ｅから冷却ライン１０ｃを順方向とし、かつ、冷却ライン１０ｃから排出ライン１０ｅへの逆方向は、機能上において微少漏れが確保されている止め弁２３を介装して接続されているため、ＣＲ引抜ライン１０ｂおよび解除ライン１０ｄに連通している上圧力室９２と解除圧力室６８も圧力上昇することになる。その結果、コレットフィンガ６１がコレットガイド６７まで押し上げられて解除された状態になると同時に昇降アクチュエータ９０は収縮作動し、ここで、止め弁３８ａを閉じる等の原因で、下圧力室９３の圧力が低下した場合、制御棒３が制御不能の状態で引抜かれることになり、原子炉の反応調整が不可能になり、危険な状況を招く。
【００２５】
また、ＣＲ引抜ライン１０ｂから解除ライン１０ｄを分岐して昇降アクチュエータ９０の収縮作動による制御棒３の引抜とコレットフィンガ６１の解放を同時に作動させるため、コレットフィンガ６１を解除位置に保持したままの状態において、昇降アクチュエータ９０を伸張作動させることができず、制御棒３の引抜き方向のみの制御となるため、原子炉の反応調整に柔軟に対応できないとともに、原子炉の反応を促進させる方向に働くために安全とはいえない。
【００２６】
また、前記の従来システムは水圧回路に空気ばね式弁２８、３４が設けられ、水圧と空気圧の異なる手段が混在しているため、操作、保守、メンテナンス等の作業が難しくなっていた。
【００２７】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、原子炉の制御棒駆動機構に導かれる駆動水及び冷却水の圧力制御が的確に行われる制御棒駆動水圧システム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】
【００２８】
本発明は、制御棒を昇降して沸騰水型原子炉の出力制御を行う制御棒駆動水圧システムであって、上圧力室及び下圧力室を有し、上圧力室及び下圧力室に導かれる水圧力差によって制御棒を昇降させる昇降アクチュエータと、制御棒の下降を係止するコレットフィンガと、解除圧力室を有し、解除圧力室に導かれる水圧力によってコレットフィンガを制御棒の下降を係止しない解除位置に保持する解除アクチュエータと、下圧力室に連通するＣＲ挿入ラインと、上圧力室に連通するＣＲ引抜ラインと、ＣＲ挿入ラインから分岐し、解除圧力室に連通するコレットフィンガ解除ラインと、コレットフィンガ解除ラインを開閉してＣＲ挿入ラインと解除圧力室とを連通または遮断するコレットフィンガ解除ライン開閉手段とを備え、コレットフィンガ解除ライン開閉手段を開閉して解除アクチュエータがコレットフィンガを解除位置に保持する構成とした。
【００２９】
また、本発明は、制御棒を昇降して沸騰水型原子炉の出力制御を行う制御棒駆動水圧システムであって、上圧力室と下圧力室とに導かれる水圧力差によって制御棒を昇降させる昇降アクチュエータと、水圧源に連通する吐出ラインと、タンクまたは原子炉圧力容器に連通する排出ラインと、昇降アクチュエータの下圧力室に連通するＣＲ挿入ラインと、昇降アクチュエータの上圧力室に連通するＣＲ引抜ラインと、ＣＲ挿入ラインとＣＲ引抜ラインとに対して吐出ラインと排出ラインとを選択的に接続して制御棒の昇降を切換えるＣＲライン切換手段と、吐出ラインに導かれる駆動水をこのＣＲライン切換手段を迂回して昇降アクチュエータに冷却水として供給する冷却ラインと、この冷却ラインに介装される冷却ライン流量調整手段とを備え、冷却ラインを通って昇降アクチュエータに供給される冷却水流量が冷却ライン流量調整手段によって調整される構成とした。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によると、コレットフィンガ解除ラインをＣＲ挿入ラインから分岐して解除圧力室に連通するため、コレットフィンガ解除ライン開閉手段の開閉操作を行って解除アクチュエータがコレットフィンガを解除位置に保持したままの状態で、制御棒を昇降させることができるので、原子炉の反応調整に的確に対応できる。
【００３１】
ＣＲライン切換手段が吐出ラインをＣＲ引抜ラインに接続する下降ポジションにある作動状態では、コレットフィンガが制御棒の係止を解除する作動が行われることがない。
【００３２】
このため、誤った手順でＣＲライン切換手段の操作を上昇ポジションから下降ポジションに切換える操作が行われた場合にも、コレットフィンガによる制御棒の係止が解除されることがなく、制御棒が抜け落ちることを防止できる。
【００３３】
また、本発明によると、冷却ラインがＣＲ挿入ラインと独立して昇降アクチュエータに接続され、冷却水流量が冷却ライン流量調整手段によって調整されるため、昇降アクチュエータに供給される冷却水の圧力をＣＲ挿入ライン、ＣＲ引抜ライン、排出ライン等の圧力変化に影響されることなく的確に調整することが可能となり、冷却時に制御棒が勝手に昇降することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００３５】
図１は、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）に設けられる制御棒駆動水圧システムを示す構成図である。
【００３６】
沸騰水型原子炉は、冷却材として軽水が使われており、核分裂反応による熱エネルギは、高温高圧の蒸気として原子炉格納容器（ＰＣＶ）１から取出される。この蒸気が図示しないタービン発電機をまわし、電力を生み出す。
【００３７】
原子炉の出力制御を行うため、原子炉格納容器１内には中性子を吸収する制御材からなる複数の制御棒（ＣＲ）３と、各制御棒３を駆動する制御棒駆動機構（ＣＲＤ）１１とが設けられる。
【００３８】
停止状態の原子炉では炉心内に制御棒３が原子炉圧力容器２を貫いて炉心内に挿入されており、核分裂反応に伴なう中性子を吸収して臨界状態にならないようにしている。原子炉の起動時、制御棒３を徐々に引抜くことで炉心内の中性子数を増加させ、臨界から定格出力になるまで反応を上げてゆく。緊急時には全て制御棒３が炉心内に挿入され、原子炉を停止（原子炉スクラム）させるようになっている。
【００３９】
軽水には中性子の減速効果があるため、冷却材が減速材としての役割も兼ねている。沸騰水型原子炉は、冷却水の水量の増減による炉心内蒸気ボイド（泡）の量によって短期的な出力調整が行えるため、制御棒３は主に長期的な反応度の調整に用いられる。
【００４０】
沸騰水型原子炉は原子炉圧力容器２の上部に図示しない主蒸気系配管が通っているため、原子炉圧力容器２の下方に制御棒駆動機構１１が設けられる。
【００４１】
制御棒駆動機構１１は、水圧によって伸張作動することによって制御棒３を炉心内に挿入する一方、水圧によって収縮作動することによって制御棒３を炉心内から引抜く。
【００４２】
制御棒駆動機構１１は、水圧により制御棒３を駆動する昇降アクチュエータ９０として水圧シリンダが用いられる。昇降アクチュエータ９０は、シリンダ９１とドライブピストン９４との間に２つの上圧力室９２と下圧力室９３とが画成され、上圧力室９２と下圧力室９３とに導かれる水圧力差によって伸縮作動する。ドライブピストン９４と制御棒３とはロッド９５によって連結される。
【００４３】
制御棒駆動機構１１は、制御棒３の下降を係止するコレットフィンガ６１と、このコレットフィンガ６１を制御棒３の下降を係止しない解除位置に保持する解除アクチュエータ６０とを備える。
【００４４】
ロッド９５の外周には複数のノッチ９６が軸方向に一定の間隔を持って形成される。コレットフィンガ６１がノッチ９６の下面９７に係合することにより、ロッド９５の下降を係止する。なお、ロッド９５が上昇する際、コレットフィンガ６１がノッチ９６の傾斜面９８に係合しながら後退することにより、ロッド９５が上昇することを係止しない。
【００４５】
水圧によりコレットフィンガ６１を制御棒３の下降を係止しない解除位置に保持する解除アクチュエータ６０として、水圧シリンダが用いられる。解除アクチュエータ６０は、シリンダ６９とコレットピストン６６との間に１つの解除圧力室６８が画成され、この解除圧力室６８に導かれる水圧力によってコレットピストン６６が上昇してコレットフィンガ６１をコレットスプリング６５に抗してコレットガイド６７に係合させることにより、コレットフィンガ６１がノッチ９６の下面９７に係合しないように後退した解除位置に保持される。
【００４６】
昇降アクチュエータ９０の上圧力室９２と解除アクチュエータ６０の解除圧力室６８とは、図示しないシールの隙間を介して炉心内にそれぞれ連通している。上圧力室９２と解除圧力室６８内の水がシールの隙間を通って炉心内に流入と、シールによって構成される軸受部等の冷却が行われる。
【００４７】
次に、制御棒駆動機構１１に設けられる水圧回路について説明する。
【００４８】
制御棒駆動機構１１に駆動水を供給する水圧源として、駆動水となる軽水を貯留するタンク４２と、タンク４２の駆動水を吸い込んで加圧する水圧ポンプ４１とを備える。水圧ポンプ４１はモータ４０によって駆動される。
【００４９】
水圧ポンプ４１の吐出ライン１２にはリリーフ弁５４を介してリターンライン１８が接続される。リターンライン１８は原子炉圧力容器２に連通している。
【００５０】
リリーフ弁５４は、吐出ライン１２の圧力が所定値を越えて上昇するのに伴って開弁し、水圧ポンプ４１から吐出ライン１２に吐出される駆動水がリターンライン１８を通って原子炉圧力容器２へと導かれることにより、吐出ライン１２の圧力が所定値以下に抑えられる。
【００５１】
排出ライン１０ｅは、昇降アクチュエータ９０、解除アクチュエータ６０の作動時にこれらから流出する駆動水を排出する。
【００５２】
排出ライン１０ｅは、タンク４２に連通し、駆動水をタンク４２に戻す構成となっている。
【００５３】
これに限らず、図２に示すように、排出ライン１０ｅは、リターンライン１８に連通し、駆動水をリターンライン１８に流出させる構成としてもよい。
【００５４】
吐出ライン１２と排出ライン１０ｅとには、昇降アクチュエータ９０の伸縮作動を制御する水圧サーボ弁５３が接続される。
【００５５】
水圧サーボ弁５３は、ＣＲ挿入ライン１０ａとＣＲ引抜ライン１０ｂとに対して吐出ライン１２と排出ライン１０ｅとを選択的に接続して制御棒３の昇降を切換えるＣＲライン切換手段を構成する。
【００５６】
水圧サーボ弁５３のポジションの切り換えと、各ポジションにおける開度調整（流量調整）とは、図示しないコントローラによって制御される。
【００５７】
水圧サーボ弁５３は、Ｐポート、Ｔポート、Ａポート、Ｂポートを備える。
【００５８】
水圧サーボ弁５３のＰポートは、駆動水ヘッダ４５を介して水圧ポンプ４１の吐出ライン１２に連通する。
【００５９】
駆動水ヘッダ４５は吐出ライン１２の加圧水を各制御棒駆動機構１１毎に設けられる水圧サーボ弁５３に分配する。
【００６０】
水圧サーボ弁５３のＴポートは、排出ライン１０ｅに連通する。
【００６１】
水圧サーボ弁５３のＡポートは、ＣＲ挿入ライン１０ａを介して昇降アクチュエータ９０の下圧力室９３に連通する。
【００６２】
水圧サーボ弁５３のＢポートは、ＣＲ引抜ライン１０ｂを介して昇降アクチュエータ９０の上圧力室９２に連通する。
【００６３】
水圧サーボ弁５３は、次の３つのポジションを有し、そのポジションに応じて各ポートの連通を以下のように切換える。
１．〔上昇ポジション〕
Ｐ−Ａポート、Ｂ−Ｔポートがそれぞれ連通して昇降アクチュエータ９０を伸張作動させる。
２．〔下降ポジション〕
Ｐ−Ｂポート、Ａ−Ｔポートがそれぞれ連通して昇降アクチュエータ９０を収縮作動させる。
３．〔中立ポジション〕
Ｐ、Ｔポートがそれぞれ閉塞されるとともに、Ａ、Ｂポートがそれぞれ閉塞されて昇降アクチュエータ９０の伸縮作動を停止させる。
【００６４】
ＣＲ挿入ライン１０ａから分岐して解除アクチュエータ６０の解除圧力室６８に接続するコレットフィンガ解除ライン１０ｄが設けられる。
【００６５】
コレットフィンガ解除ライン１０ｄには電磁切換弁５０が介装される。この電磁切換弁５０がコレットフィンガ解除ライン１０ｄを開閉するコレットフィンガ解除ライン開閉手段を構成する。
【００６６】
ＣＲ引抜ライン１０ｂには電磁切換弁５１が介装され、この電磁切換弁５１によってＣＲ引抜ライン１０ｂが開閉される。
【００６７】
ＣＲ挿入ライン１０ａにはコレットフィンガ解除ライン１０ｄの分岐部より下流側に電磁切換弁５２が介装され、この電磁切換弁５２によってＣＲ挿入ライン１０ａが開閉される。
【００６８】
緊急スクラム時に昇降アクチュエータ９０の上圧力室９２の駆動水を逃がす手段として、ＣＲ引抜ライン１０ｂから分岐してタンク４２へと延びるスクラム排出ライン３７と、このスクラム排出ライン３７を開閉する電磁切換弁４９とが設けられる。電磁切換弁４９が開かれることにより、上圧力室９２の駆動水がスクラム排出ライン３７を通って図示しない専用タンクに逃がされる。
【００６９】
緊急スクラム時に昇降アクチュエータ９０の下圧力室９３に駆動水を導入する手段として、ＣＲ挿入ライン１０ａには電磁切換弁４８を介してアキュムレータ２４が接続される。アキュムレータ２４はその内部に封入される窒素ガス圧により加圧された駆動水を蓄える。
【００７０】
アキュムレータ２４に加圧駆動水を充填する手段として、アキュムレータ２４は電磁切換弁４７を介して吐出ライン１２に連通する。電磁切換弁４７の入口ポートは、充填水ヘッダ４４を介して水圧ポンプ４１の吐出ライン１２に連通する。
【００７１】
充填水ヘッダ４４は吐出ライン１２の加圧水を各制御棒駆動機構１１毎に設けられるアキュムレータ２４に分配する。
【００７２】
アキュムレータ２４の加圧駆動水を逃がす手段として、止め弁２５が設けられる。止め弁２５が開かれることにより、アキュムレータ２４に蓄えられた加圧駆動水がタンク４２に逃がされる。
【００７３】
昇降アクチュエータ９０と解除アクチュエータ６０に冷却水を導く手段として、水圧ポンプ４１の吐出ライン１２から分岐する冷却ライン１０ｃが設けられ、冷却水として吐出ライン１２に導かれる駆動水が冷却ライン１０ｃを通って昇降アクチュエータ９０と解除アクチュエータ６０に供給される構成とする。
【００７４】
冷却ライン１０ｃは昇降アクチュエータ９０の下圧力室９３及び解除アクチュエータ６０の解除圧力室６８とに連通する。
【００７５】
冷却ライン１０ｃを通って昇降アクチュエータ９０に供給される冷却水流量を調整する冷却ライン流量調整手段として、冷却ライン１０ｃには電磁比例制御弁４６が介装され、電磁比例制御弁４６の開度に応じた流量の冷却水が昇降アクチュエータ９０及び解除アクチュエータ６０に導かれる構成とする。
【００７６】
コントローラは昇降アクチュエータ９０の下圧力室９３及び解除アクチュエータ６０の解除圧力室６８に導かれる冷却水圧力を一定に保つプロセス制御を行う。
【００７７】
次に、制御棒駆動機構１１の動作について説明する。
【００７８】
（１）制御棒３を炉心内に挿入する作動時、コントローラは水圧サーボ弁５３を上昇ポジションに切り換え、電磁切換弁５１と電磁切換弁５２を開弁させ、電磁切換弁５０を閉弁させる。
【００７９】
これにより、水圧ポンプ４１から吐出される加圧駆動水は、吐出ライン１２→駆動水ヘッダ４５→水圧サーボ弁５３→電磁切換弁５２→ＣＲ挿入ライン１０ａを通って昇降アクチュエータ９０の下圧力室９３に供給される。一方、昇降アクチュエータ９０の上圧力室９２の駆動水は、ＣＲ引抜ライン１０ｂ→電磁切換弁５１→水圧サーボ弁５３→排出ライン１０ｅを通ってタンク４２に戻される。
【００８０】
これにより、昇降アクチュエータ９０は伸張作動し、制御棒３が炉心内に挿入される。このとき、ロッド９５が上昇するのに伴って、コレットフィンガ６１がノッチ９６の傾斜面９８に係合しながら後退することにより、コレットフィンガ６１が下段のノッチ９６の下面９７に係合し、ロッド９５の下降を係止している。
【００８１】
昇降アクチュエータ９０が伸張するストロークが目標値に達すると、コントローラは水圧サーボ弁５３を中立ポジションに切り換え、電磁切換弁５１と電磁切換弁５２を閉弁させる。これにより、昇降アクチュエータ９０の伸張作動が停止し、制御棒３が目標位置に保持される。
【００８２】
（２）制御棒３を炉心内から引抜く作動時、まず、昇降アクチュエータ９０を所定ストロークだけ伸張作動させるとともに解除アクチュエータ６０を伸張作動させてコレットフィンガ６１を解除位置に保持し、その後、昇降アクチュエータ９０を目標ストロークだけ収縮作動させ、その後、解除アクチュエータ６０を収縮作動させてコレットフィンガ６１を係止位置に保持する。
【００８３】
コレットフィンガ６１を解除位置に保持する動作は次の手順で行われる。
【００８４】
１．まず、上記（１）の制御棒３を炉心内に挿入する作動時と同様に、コントローラは水圧サーボ弁５３を上昇ポジションに切り換え、電磁切換弁５１と電磁切換弁５２を開弁させ、電磁切換弁５０を閉弁させて、ロッド９５を所定ストロークだけ上昇させる。これにより、コレットフィンガ６１がノッチ９６の傾斜面９８に係合しながら後退する。
【００８５】
２．続いて、電磁切換弁５１と電磁切換弁５２を閉弁させ、電磁切換弁５０を開弁させる。これにより、水圧ポンプ４１から吐出される加圧駆動水は、吐出ライン１２→駆動水ヘッダ４５→水圧サーボ弁５３→電磁切換弁５０→コレットフィンガ解除ライン１０ｄを通って解除アクチュエータ６０の解除圧力室６８に供給される。これにより、コレットピストン６６が上昇してコレットフィンガ６１をコレットスプリング６５に抗してコレットガイド６７に係合させ、コレットフィンガ６１がノッチ９６の下面９７に係合しないように後退した解除位置に保持される。
【００８６】
３．続いて、電磁切換弁５０を閉弁させる。
【００８７】
こうして、コレットフィンガ６１がノッチ９６の下面９７に係合しないように後退した解除位置に保持されると、コントローラは、電磁切換弁５１と電磁切換弁５２を開弁させ、水圧サーボ弁５３を上昇ポジションから下降ポジションに切り換える。
【００８８】
これにより、水圧ポンプ４１から吐出される加圧駆動水は、吐出ライン１２→駆動水ヘッダ４５→水圧サーボ弁５３→電磁切換弁５１→ＣＲ引抜ライン１０ｂを通って昇降アクチュエータ９０の上圧力室９２に供給される。一方、昇降アクチュエータ９０の下圧力室９３の駆動水は、ＣＲ挿入ライン１０ａ→電磁切換弁５２→水圧サーボ弁５３→排出ライン１０ｅを通ってタンク４２に戻される。これにより、昇降アクチュエータ９０は収縮作動し、制御棒３が炉心内から引抜かれる。
【００８９】
こうして、昇降アクチュエータ９０は収縮ストロークが目標値に達すると、コントローラは電磁切換弁５０を開弁させる。これにより、解除アクチュエータ６０の解除圧力室６８の作動油が、コレットフィンガ解除ライン１０ｄ→電磁切換弁５０→水圧サーボ弁５３→排出ライン１０ｅを通ってタンク４２に戻される。これにより、解除アクチュエータ６０は収縮作動し、コレットフィンガ６１がコレットガイド６７から外れてノッチ９６の下面９７に係合する係止位置に切換わる。これにより、ロッド９５の下降が係止される。
【００９０】
こうして、制御棒３が炉心内から引抜かれる動作が停止すると、コントローラは、電磁切換弁５０と電磁切換弁５１と電磁切換弁５２とをそれぞれ閉弁させ、水圧サーボ弁５３を下降ポジションから中立ポジションに切り換える。これにより、制御棒３が炉心内から引抜かれる動作が完了する。
【００９１】
（３）スクラム作動時、図示しない原子炉保護系検出装置からスクラム信号が入力されると、コントローラは、電磁切換弁５０と電磁切換弁５１とをそれぞれ閉弁させるとともに、電磁切換弁４８と電磁切換弁４９とをそれぞれ開弁させる。これにより、アキュムレータ２４に蓄えられていた駆動水が、ＣＲ挿入ライン１０ａを通って下圧力室９３に導入される一方、上圧力室９２の駆動水がＣＲ引抜ライン１０ｂから分岐するスクラム排出ライン３７を通って図示しない専用タンクに逃がされる。これにより、昇降アクチュエータ９０は速やかに伸張作動し、各制御棒３が炉心内に挿入される。こうして、制御棒３が炉心内に最大に挿入されて停止すると、コントローラは、電磁切換弁４８と電磁切換弁４９とをそれぞれ閉弁させる。これにより、スクラム作動が完了する。
【００９２】
（４）冷却時、水圧ポンプ４１から吐出される加圧駆動水は、冷却水として、吐出ライン１２→冷却水ヘッダ４３→電磁比例制御弁４６→冷却ライン１０ｃ→下圧力室９３、解除圧力室６８の経路で昇降アクチュエータ９０と解除アクチュエータ６０とに供給される。こうして昇降アクチュエータ９０と解除アクチュエータ６０とに供給される冷却水は、昇降アクチュエータ９０と解除アクチュエータ６０の各軸受部に設けられるシールの隙間から炉心内に流入する。
【００９３】
コントローラは冷却ライン１０ｃの圧力が所定値に保たれるように電磁比例制御弁４６の開度を調整するプロセス制御を行う。これにより、一定量の冷却水が炉心内に流出する。
【００９４】
以上のように本実施の形態は、制御棒３を昇降して沸騰水型原子炉の出力制御を行う制御棒駆動水圧システムであって、上圧力室９２と下圧力室９３とに導かれる水圧力差によって制御棒３を昇降させる昇降アクチュエータ９０と、制御棒３の下降を係止するコレットフィンガ６１と、解除圧力室６８に導かれる水圧力によってコレットフィンガ６１を制御棒３の下降を係止しない解除位置に保持する解除アクチュエータ６０、水圧源に連通する吐出ライン１２と、タンク４２または原子炉圧力容器２に連通する排出ライン１０ｅと、昇降アクチュエータ９０の下圧力室９３に連通するＣＲ挿入ライン１０ａと、昇降アクチュエータ９０の上圧力室９２に連通するＣＲ引抜ライン１０ｂと、ＣＲ挿入ライン１０ａとＣＲ引抜ライン１０ｂとに対して吐出ライン１２と排出ライン１０ｅとを選択的に接続して制御棒３の昇降を切換えるＣＲライン切換手段（水圧サーボ弁５３）と、解除アクチュエータ６０の解除圧力室６８に連通するコレットフィンガ解除ライン１０ｄとを備え、コレットフィンガ解除ライン１０ｄをＣＲ挿入ライン１０ａから分岐して設け、コレットフィンガ解除ライン１０ｄを開閉するコレットフィンガ解除ライン開閉手段（電磁切換弁５０）を設け、ＣＲライン切換手段（水圧サーボ弁５３）が吐出ライン１２をＣＲ挿入ライン１０ａに接続する上昇ポジションにある作動状態にてコレットフィンガ解除ライン開閉手段（電磁切換弁５０）を開閉して解除アクチュエータ６０がコレットフィンガ６１を解除位置に保持する構成としたことを特徴とする。
【００９５】
上記構成に基づき、コレットフィンガ解除ライン１０ｄをＣＲ挿入ライン１０ａから分岐して設けられているため、ＣＲライン切換手段（水圧サーボ弁５３）の上昇ポジションにて、コレットフィンガ解除ライン開閉手段（電磁切換弁５０）の開閉操作を行って解除アクチュエータ６０がコレットフィンガ６１を解除位置に保持したままの状態で、ＣＲライン切換手段（水圧サーボ弁５３）を上昇ポジションから下降ポジションに切換えて、制御棒３を昇降させることができるので、原子炉の反応調整に的確に対応できる。
【００９６】
ＣＲライン切換手段（水圧サーボ弁５３）が吐出ライン１２をＣＲ引抜ライン１０ｂに接続する下降ポジションにある作動状態では、コレットフィンガ６１が制御棒３の係止を解除する作動が行われることがない。
【００９７】
このため、誤った手順でＣＲライン切換手段（水圧サーボ弁５３）を上昇ポジションから下降ポジションに切換える操作が行われた場合にも、コレットフィンガ６１による制御棒３の係止が解除されることがなく、制御棒３が抜け落ちることを防止できる。
【００９８】
本実施の形態では、ＣＲライン切換手段として、吐出ライン１２とＣＲ挿入ライン１０ａとを連通するとともにＣＲ引抜ライン１０ｂと排出ライン１０ｅとを連通する上昇ポジションと、吐出ライン１２とＣＲ引抜ライン１０ｂとを連通するとともにＣＲ挿入ライン１０ａと排出ライン１０ｅとを連通する下降ポジションと、ＣＲ挿入ライン１０ａとＣＲ引抜ライン１０ｂとをそれぞれ閉塞する中立ポジションとを有する水圧サーボ弁５３を設けたことを特徴とする。
【００９９】
上記構成に基づき、コレットフィンガ解除ライン開閉手段（電磁切換弁５０）がコレットフィンガ解除ライン１０ｄを閉塞して解除アクチュエータ６０がコレットフィンガ６１を制御棒３の係止を解除する解除位置に保持した作動状態にて、水圧サーボ弁５３のポジションを切換えることによって制御棒３の昇降、下降、停止動作を切換えられ、原子炉の反応調整を的確に行うことができる。
【０１００】
本実施の形態では、加圧駆動水を蓄えるアキュムレータ２４と、ＣＲ挿入ライン１０ａに対してアキュムレータ２４を開閉するアキュムレータ開閉手段（電磁切換弁４８）と、ＣＲ引抜ライン１０ｂから分岐してタンクへと延びるスクラム排出ライン３７と、このスクラム排出ライン３７を開閉するスクラム排出ライン開閉手段（電磁切換弁４９）とを備え、スクラム作動時にアキュムレータ２４に蓄えられた駆動水がＣＲ挿入ライン１０ａを通って下圧力室９３に導入される一方、上圧力室９２の駆動水がＣＲ引抜ライン１０ｂから分岐するスクラム排出ライン３７を通ってタンクに逃がされることを特徴とする。
【０１０１】
上記構成に基づき、スクラム作動時に昇降アクチュエータ９０はアキュムレータ２４から導かれる加圧駆動水によって伸張作動し、制御棒３が炉心内に挿入され、原子炉を停止するスクラム制御を行うことができる。
【０１０２】
本実施の形態では、制御棒３を昇降して沸騰水型原子炉の出力制御を行う制御棒駆動水圧システムであって、上圧力室９２と下圧力室９３とに導かれる水圧力差によって制御棒３を昇降させる昇降アクチュエータ９０と、水圧源に連通する吐出ライン１２と、
タンク４２または原子炉圧力容器２に連通する排出ライン１０ｅと、昇降アクチュエータ９０の下圧力室９３に連通するＣＲ挿入ライン１０ａと、昇降アクチュエータ９０の上圧力室９２に連通するＣＲ引抜ライン１０ｂと、ＣＲ挿入ライン１０ａとＣＲ引抜ライン１０ｂとに対して吐出ライン１２と排出ライン１０ｅとを選択的に接続して制御棒３の昇降を切換えるＣＲライン切換手段（水圧サーボ弁５３）と、吐出ライン１２に導かれる駆動水をこのＣＲライン切換手段（水圧サーボ弁５３）を迂回して昇降アクチュエータ９０に冷却水として供給する冷却ライン１０ｃと、この冷却ライン１０ｃに介装される冷却ライン流量調整手段（電磁比例制御弁４６）とを備え、冷却ライン１０ｃを通って昇降アクチュエータ９０に供給される冷却水流量が冷却ライン流量調整手段（電磁比例制御弁４６）によって調整される構成としたことを特徴とする。
【０１０３】
上記構成に基づき、冷却ライン１０ｃがＣＲ挿入ライン１０ａと独立して昇降アクチュエータ９０に接続され、冷却水流量が冷却ライン流量調整手段（電磁比例制御弁４６）によって調整されるため、昇降アクチュエータ９０に供給される冷却水の圧力をＣＲ挿入ライン１０ａ、ＣＲ引抜ライン１０ｂ、排出ライン１０ｅ等の圧力変化に影響されることなく的確に調整することが可能となり、冷却時に制御棒３が勝手に昇降することを防止できる。
【０１０４】
本実施の形態では、冷却ライン流量調整手段として冷却ライン１０ｃに電磁比例制御弁４６を介装し、昇降アクチュエータ９０に導かれる冷却水圧力を一定に保つように電磁比例制御弁４６の開度を制御することを特徴とする。
【０１０５】
上記構成に基づき、昇降アクチュエータ９０に供給される冷却水圧力の変動が抑えられ、昇降アクチュエータ９０に設けられるシール等の冷却が安定して行われる。
【０１０６】
冷却ライン１０ｃが吐出ライン１２から分岐して設けられいるため、コントローラは冷却水圧力を一定に保つプロセス制御を、制御棒３をある位置に定置または追従させるサーボ制御と独立して行うことが可能となる。
【０１０７】
本実施の形態では、原子炉圧力容器２に連通するリターンライン１８を設け、このリターンライン１８をリリーフ弁５４を介して吐出ライン１２に接続し、リリーフ弁５４は吐出ライン１２の圧力が所定値を越えて上昇するのに伴って開弁することを特徴とする。
【０１０８】
上記構成に基づき、吐出ライン１２の圧力が所定値以下に抑えられ、昇降アクチュエータ９０に導かれる冷却水の圧力が異常に高まって制御棒３が目標位置を越えて過挿入されることを防止できる。
【０１０９】
本実施の形態では、駆動手段が水圧によって作動する機構に統一されることにより、システムの小型化がはかれるとともに、操作性、保守、メンテナンス性の向上がはかられる。
【０１１０】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の実施の形態を示す制御棒駆動水圧システム図。
【図２】他の実施の形態を示す制御棒駆動水圧システム図。
【図３】従来例を示す制御棒駆動水圧システム図。
【符号の説明】
【０１１２】
１    原子炉格納容器
２    圧力容器
３    制御棒
１０ａ    ＣＲ挿入ライン
１０ｂ    ＣＲ引抜ライン
１０ｃ    冷却ライン
１０ｄ    コレットフィンガ解除ライン
１０ｅ    排出ライン
１１    制御棒駆動機構
１２    吐出ライン
１８    リターンライン
２４    アキュムレータ
３７    スクラム排出ライン
４１    水圧ポンプ
４２    タンク
４６    電磁比例制御弁（冷却ライン流量調整手段）
４７    電磁切換弁
４８    電磁切換弁（アキュムレータ開閉手段）
４９    電磁切換弁（スクラム排出ライン開閉手段）
５０    電磁切換弁 （コレットフィンガ解除ライン開閉手段）
５３    水圧サーボ弁 （ＣＲライン切換手段）
５４    リリーフ弁
６０    解除アクチュエータ
６１    コレットフィンガ
９０    昇降アクチュエータ
【図１】
0005351441.tif 000002
【図２】
0005351441.tif 000003
【図３】
0005351441.tif 000004