(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機により駆動されるボールねじ、このボールねじと螺合するボールナット、このボールナットに一端を連ねると共に、他端を制御棒と連結して設けられた中空ピストン、この中空ピストンの移動を案内するガイドチューブを具備する制御棒駆動機構を備え、前記制御棒駆動機構が、さらに原子炉の緊急停止時、前記中空ピストンに導く高圧水で該中空ピストンを動作させ、前記制御棒を全挿入位置におく水圧制御ユニットと接続されたものにおいて、前記水圧制御ユニットと連通するように点検用制御棒駆動装置を設け、前記制御棒駆動機構の点検にあたり、初めに、前記点検用制御棒駆動装置から昇圧された水を前記水圧制御ユニットを通して該制御棒駆動機構に導き、前記中空ピストンのラッチを前記ガイドチューブのラッチ孔とかみ合わせて前記制御棒を保持し、次いで、前記制御棒駆動機構の該電動機および付属する機器を取り外し、しかる後、点検を経て該電動機および付属する機器を再び取り付けることを特徴とする制御棒駆動機構の点検方法。
【請求項２】
前記制御棒駆動機構に該電動機および付属する機器を再び取り付けた後に、さらに該制御棒の位置を検出する位置検出器を校正することを特徴とする請求項１記載の制御棒駆動機構の点検方法。
【請求項３】
前記中空ピストンのラッチを前記ガイドチューブのラッチ孔とかみ合わせるにあたり、前記制御棒が全挿入位置に置かれるようにかみ合わせることを特徴とする請求項１記載の制御棒駆動機構の点検方法。
【請求項４】
前記点検用制御棒駆動装置が制御棒摩擦測定試験装置である請求項１記載の制御棒駆動機構の点検方法。
【請求項５】
前記点検用制御棒駆動装置が前記水圧制御ユニットのアキュームレータである請求項１記載の制御棒駆動機構の点検方法。
【請求項６】
前記点検用制御棒駆動装置が系外からの水を昇圧するポンプである請求項１記載の制御棒駆動機構の点検方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は原子炉の制御棒駆動機構に係り、特に定期点検時に点検する制御棒の周囲の燃料を取り出すことなく、制御棒駆動機構を点検することを可能にした制御棒駆動機構の点検方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
炉心の下部に備えられる制御棒駆動機構は原子炉出力を制御する制御棒の挿入、引き抜きに主体的な役割を担う重要な装置であり、点検により制御棒駆動機構の動作の異常を見出し、異常原因を取り除く処置をしなければならない。点検は原子炉の停止に合わせて定期的に実施され、このとき、制御棒駆動機構に組み込まれた幾つかの部品については取り外しが必要になる。
【０００３】
図４に制御棒駆動機構の主要な構成を示している。この制御棒駆動機構は下部に電動機１を備え、電動機１の回転軸２がギアカップリング３を介して上方の駆動軸４と結ばれている。駆動軸４にはこれと一体に回転するボールねじ５が連結され、ボールねじ５と螺合するボールナット６がボールねじ５の回転により昇降駆動されるようになっている。
【０００４】
また、ボールナット６の上部にはボールねじ５を囲み中空ピストン７が設けられており、この中空ピストン７の上端にカップリング８を介して制御棒９が連結されている。この制御棒９の周囲には燃料１０が４体配置されている。中空ピストン７にはラッチ１１が設けられている。このラッチ１１は原子炉スクラム等が発生し、中空ピストン７とボールナット６とが分離したときに作動する。
【０００５】
さらに、中空ピストン７を囲みガイドチューブ１２が設けられており、このガイドチューブ１２にはラッチ１１の作動時にラッチ１１とかみ合うラッチ孔１３が形成されている。ラッチ１１とラッチ孔１３とがかみ合ったとき、中空ピストン７を介して制御棒９はその位置を保持することが可能で、ラッチ孔１３は制御棒全挿入に相当する位置ならびに他の位置を含めて複数箇所に穿たれている。
【０００６】
また、電動機１にはブレーキ１４が設けられ、このブレーキ１４により制御棒９の位置を保持することができる。ブレーキ１４の下側には位置検出器１５が設けられ、この位置検出器１５により制御棒９の位置を検出することができる。さらに、電動機１、ブレーキ１４はギアカップリング３のまわりに配置される筒状のモータブラケット１６によりスプールピース１７と連結されている。また、炉心の下部には制御棒駆動機構の上部に制御棒案内管１８が設けられている。
【０００７】
一方、図５に水圧制御ユニットの主要な構成を示している。この制御棒ユニット１９はアキュームレータ２０、窒素容器２１およびスクラム弁２２を備え、充填水配管２３から加圧された水がアキュームレータ２０に送られ、そこに蓄えられるようになっている。
【０００８】
また、水圧制御ユニット１９は２本のスクラム配管２４を介して２本の制御棒駆動機構と接続されている。水圧制御ユニット１９とスクラム配管２４との接続部にはそれぞれ止め弁２５が設けられている。この止め弁２５は原子炉出力運転中は通常閉止状態にある。さらに、スクラム弁２２の下流側にパージ水配管２６が接続されており、パージ水配管２６から常時制御棒機構側を介して原子炉内部へ通水することにより原子炉内部から制御棒駆動機構への異物流入を防止するように構成されている。
【０００９】
また、パージ水配管２６にはテストタップ２７が設けられている。原子炉停止時には制御棒を駆動する際の摩擦を測定する制御棒摩擦測定試験を実施するが、その場合は当該テストタップ２７に制御棒摩擦測定試験装置２８を接続可能に構成されている。
【００１０】
上記構成からなる制御棒駆動機構において、電動機１を始動して駆動軸４を回転させることによりボールねじ５が回転し、ボールナット６が上下に移動する。これに従い中空ピストン７を介して制御棒９が上下に動作し、原子炉出力が変えられるようになっている。また、原子炉の緊急停止を要する場合、スクラム弁２２を開放し、アキュームレータ２０内に蓄えられた高圧水をスクラム配管２４を通して制御棒駆動機構に供給する。このとき、高圧水で中空ピストン７がボールナット６から離れ、上方に急速に移動し、制御棒９が燃料１０内に深く挿入される。これにより、原子炉スクラムに移行することが可能になる。このスクラム動作により制御棒９が全挿入状態になると、ラッチ１１がラッチ孔１３とかみ合い、図６に示すように、制御棒９の位置が全挿入位置に保たれる。
【００１１】
一方、制御棒駆動機構の点検では原子炉停止時に制御棒摩擦測定試験が実施され、このとき、上述した制御棒摩擦測定試験装置２８が水圧制御ユニット１９と接続される。制御棒摩擦測定試験装置２８からの昇圧水がスクラム配管２４を通して制御棒駆動機構に流入すると、中空ピストン７がボールナット６から離れて上方に移動し、制御棒９がゆっくりと燃料１０内に挿入される。そして、制御棒９が全挿入になると、ラッチ１１がラッチ孔１３とかみ合い、先に述べた原子炉スクラム移行時と同じように、制御棒９の位置が全挿入位置（図６参照）に保持されることになる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、改良型沸騰水が型原子力プラントにおいては定期点検時に約２１基の燃料棒駆動機構を点検する必要がある。この点検にあたり、電動機１およびスプールピース１７については制御棒駆動機構から取り外すことを求められる。この場合、同時に、電動機１の下方のブレーキ１４も取り外すことから、制御棒９の位置を保持できなくなる。制御棒９が引き抜かれた状態では未臨界状態の維持に支障をきたし、あるいは周囲の燃料１０への悪影響が懸念されるために電動機１およびスプールピース１７等を取り外す際には、図７に示すように、当該制御棒９のセルの燃料１０を取り外した上で制御棒９を全引き抜き状態あるいは最下限にある状態を保って未臨界状態を確保する方法が採用されている。このとき、制御棒９は制御棒案内管１８上に載置されてその位置が保たれる。
【００１３】
この方法においては周囲の燃料１０を取り出し、これを点検終了後に再装荷しなければならないが、燃料１０の取り出しおよび再装荷を伴うことで、その分点検に要する時間が長引き、点検全工程に多大な影響を及ぼすことになる。このため、燃料１０の取り出しは可能な限り少なくしなければならないが、現状の制御棒駆動機構ではこうした要求に応えることができない。
【００１４】
本発明の目的は燃料を取り出すことなく、制御棒駆動機構を点検することを可能にする制御棒駆動機構の点検方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために水圧制御ユニットと連通するように点検用制御棒駆動装置を設け、制御棒駆動機構の点検にあたり、初めに点検用制御棒駆動装置から昇圧された水を水圧制御ユニットを通して制御棒駆動機構に導き、中空ピストンのラッチをガイドチューブのラッチ孔とかみ合わせて制御棒を保持し、次いで、制御棒駆動機構の電動機および付属する機器を取り外し、しかる後、点検を経て電動機および付属する機器を再び取り付けることを特徴とするものである。
【００１６】
このような点検方法によれば、ブレーキの制動力を利用するまでもなく、ラッチのみにより制御棒の位置を保持することができる。これにより、原子炉の未臨界状態を確保しながら、点検対象の制御棒駆動機構の周囲の燃料を取り出すことなく、制御棒駆動機構を点検することが可能になる。
【００１７】
また、本発明の点検方法は、制御棒駆動機構に電導機および他の付属する機器を取り付けた後に、さらに制御棒の位置を検出する位置検出器を校正することを特徴とするものである。
【００１８】
この点検方法によれば、ボールねじと連結する駆動軸を再下限位置まで回転させても、制御棒位置をラッチにより保持することが可能になる。
【００１９】
さらに、本発明の点検方法は中空ピストンのラッチをガイドチューブのラッチ孔とかみ合わせるにあたり、制御棒が全挿入位置におかれるようにかみ合わせることを特徴とするものである。
【００２０】
この点検方法によれば、周囲燃料が装荷されていても、確実に原子炉の未臨界状態を維持することが可能になる。
【００２１】
また、特に、本発明の方法を可能にする点検用制御棒駆動装置として、望ましいのは制御棒摩擦測定試験装置である。
【００２２】
さらに、同様に、望ましいのは水圧制御ユニットのアキュームレータである。
また、同様に、望ましいのは系外からの水を昇圧するポンプである。
【００２３】
いずれの手段によっても制御棒を全挿入位置におくことが可能で、先に述べた望ましい効果を得ることができる。
【００２４】
また、このような転用可能な手段によれば、点検用制御棒駆動装置を安価に構成することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施の形態を図面を参照して説明する。図１において、制御棒駆動機構は従来技術によるものと同一の構成からなる。制御棒駆動機構には水圧制御ユニット１９が接続されている。さらに、本発明の点検方法を可能にする点検用制御棒駆動装置として、水圧制御ユニット１９と連通する制御棒摩擦測定試験装置２８が設けられている。この制御棒摩擦測定試験装置２８は水圧制御ユニット１９のパージ水配管２６に設けられたテストタップ２７に接続されている。制御棒摩擦測定試験装置２８には図示しない制御棒駆動水ポンプから水が供給される。昇圧された水は試験対象の制御棒駆動機構に通じる止め弁２５を開放したときに限り、水圧制御ユニット１９からスクラム配管２４を通して制御棒駆動機構に送られるようになっている。
【００２６】
次に、上記構成による点検方法を説明する。点検に臨んで、制御棒９が全引き抜き状態にあるとき、点検する制御棒駆動機構に通じるスクラム配管２４の止め弁２５を全開する。このとき、制御棒摩擦試験装置２８から昇圧された水が水圧制御ユニット１９を経て制御棒駆動機構に流入し、水圧が中空ピストン７の下面に作用する。中空ピストン７は上方に動作し、制御棒９が緩やかな速度で燃料１０内に入る。制御棒９は、さらに上方に移動し、全挿入状態になる。
【００２７】
この全挿入状態に達したとき、図１に示すように、中空ピストン７のラッチ１１が作動し、ガイドチューブ１２のラッチ孔１３とかみ合う。この結果、制御棒９を全挿入位置に保持することができる。ラッチ１１の作動を確認してスクラム配管２４の止め弁２５を閉止する。
【００２８】
この間、点検対象以外のスクラム配管２４の止め弁２５は閉止したまま、他の制御棒駆動機構には昇圧された水を供給しない。
【００２９】
次いで、制御棒駆動機構から位置検出器１５、ブレーキ１４、電動機１を一体のまま取り外す。さらに、モータブラケット１６を取り外す。しかる後に、スプールピース１７を取り外す。
【００３０】
このように、ブレーキ１４の制動力を利用するまでもなく、制御棒９の位置を全挿入位置に保って原子炉の未臨界状態を確保しながら、点検する制御棒駆動機構の周囲の燃料１０を取り出すことなく、制御棒駆動機構を点検することが可能になる。
【００３１】
点検終了後は取り外し順序と逆に、スプールピース１７、モータブラケット１６、電動機１、ブレーキ１４、位置検出器１５を取り付ける。電動機１の取り付けの前に駆動軸４を回転させ、駆動軸４を最下限位置に移しておく。上述した機器を取り付けた後に、位置検出器１５を最下限相当の出力となるように校正を実施する。これにより、制御棒９の引き抜き操作を実施することなく、位置検出器１５の校正を行うことが可能になる。したがって、制御棒９を全挿入位置に保って原子炉の未臨界状態を確保しつつ、点検対象の制御棒駆動機構の周囲の燃料１０を取り出すことなく、位置検出器１５の校正を行うことが可能になる。
【００３２】
本実施の形態の点検方法によれば、点検用制御棒駆動装置として水圧制御ユニット１９に接続する制御棒摩擦測定試験装置２８を利用することで、点検する制御棒駆動機構の周囲の燃料１０を取り出すことなく、制御棒駆動機構を点検することができる。この点検方法を用いることにより燃料取り出しおよび再装荷のために要する時間につき、制御棒駆動機構１基あたり約９０分程度短縮することが可能になる。
【００３３】
さらに、本発明の第２実施の形態を説明する。図２において、本発明の点検方法に用いる点検用制御棒駆動装置は水圧制御ユニット１９に備えられるアキュームレータ２０を用いて構成される。
【００３４】
次に、上記構成による点検方法を説明する。点検に臨んで、制御棒９が全引き抜き状態にある（場合により中間引き抜き状態でもよい）とき、スクラム動作可能な２基の制御棒駆動機構と通じているスクラム弁２２および止め弁２５を開動作させる。アキュームレータ２０内に蓄えられた高圧水はスクラム配管２４を通って２基の制御棒駆動機構に流入し、水圧が中圧ピストン７の下面に作用する。中空ピストン７は急速に上方に移動し、制御棒９が燃料１０内に入り、全挿入状態になる。
【００３５】
この全挿入状態に達したとき、図２に示すように、中空ピストン７のラッチ１１が作動し、ガイドチューブ１２のラッチ孔１３とかみ合い、点検対象の２基の制御棒９が全挿入位置を保持する。ラッチ１１の作動を確認したとき、スクラム配管２４の止め弁２５を閉止する。この後は第１実施の形態と同様に、制御棒駆動機構を点検する。
【００３６】
このように、本実施の形態においても、ブレーキ１４の制動力を利用するまでもなく、制御棒９の位置を全挿入位置に保って原子炉の未臨界性を確保した状態で点検する制御棒駆動機構の周囲の燃料１０を取り出すことなく、制御棒駆動機構を点検することが可能になる。
【００３７】
また、点検終了後は制御棒駆動機構を先に述べた順序に従い組み立てる。
【００３８】
本実施の形態の点検方法によれば、点検用制御棒駆動装置として水圧制御ユニット１９のアキュームレータ２０を利用することで、点検する制御棒駆動機構の周囲の燃料１０を取り出すことなく、制御棒駆動機構を点検することができる。この点検方法を用いることにより燃料取り出しおよび再装荷のために要する時間につき、制御棒駆動機構１基あたり約９０分程度短縮することが可能になる。
【００３９】
また、特に、本実施の形態によれば、既存のアキュームレータ２０を利用することで、点検用制御棒駆動装置を安価に構成できる利点がある。
【００４０】
さらに、本発明の第３実施の形態を説明する。図３において、本発明の点検方法を可能にする点検用制御棒駆動装置は第１実施の形態の制御棒摩擦測定試験装置２８に代わる、水圧制御ユニット１９に補給水を昇圧して供給するポンプ２９からなる。このポンプ２９の吸い込み側はプラントの純水補給水系と結ばれている。
【００４１】
次に、上記構成による点検方法を説明する。点検に臨んで、制御棒９が全引き抜き状態にあるとき、点検する制御棒駆動機構に通じるスクラム配管２４の止め弁２５を全開する。このとき、ポンプ２９から昇圧された水が水圧制御ユニット１９を経て制御棒駆動機構に流入し、水圧が中空ピストン７の下面に作用する。中空ピストン７は上方に動作し、制御棒９が緩やかな速度で燃料１０内に入る。制御棒９は、さらに上方に移動し、全挿入状態になる。
【００４２】
この全挿入状態に達したとき、図３に示すように、中空ピストン７のラッチ１１が作動し、ガイドチューブ１２のラッチ孔１３とかみ合う。この結果、制御棒９を全挿入位置に保持することができる。ラッチ１１の作動を確認してスクラム配管２４の止め弁２５を閉止する。
【００４３】
この間、点検対象以外のスクラム配管２４の止め弁２５は閉止したまま、他の制御棒駆動機構には昇圧された水を供給しない。この後は第１実施の形態と同様に制御棒駆動機構を点検する。
【００４４】
このように、本実施の形態においても、ブレーキ１４の制動力を利用するまでもなく、制御棒９の位置を全挿入位置に保って原子炉の未臨界状態を確保しながら、点検する制御棒駆動機構の周囲の燃料１０を取り出すことなく、制御棒駆動機構を点検することが可能になる。
【００４５】
また、点検終了後は制御棒駆動機構を先に述べた順序に従い組み立てる。
【００４６】
本実施の形態の点検方法によれば、点検用制御棒駆動装置として水圧制御ユニット１９に接続するポンプ２９を利用することで、点検する制御棒駆動機構の周囲の燃料１０を取り出すことなく、制御棒駆動機構を点検することができる。この点検方法を用いることにより燃料取り出しおよび再装荷のために要する時間につき、制御棒駆動機構１基あたり約９０分程度短縮することが可能になる。
【００４７】
また、特に、本実施の形態によれば、新たな装置として、ポンプ２９を追加するのみで、点検用制御棒駆動装置を安価に構成できる利点がある。
【００４８】
【発明の効果】
本発明においてはブレーキの制動力を利用するまでもなく、ラッチにより制御棒の位置を保持することが可能であって、原子炉の未臨界状態を確保しながら、点検対象の制御棒駆動機構の周囲の燃料を取り出すことなく、制御棒駆動機構を点検することができる。したがって、本発明によれば、定期点検工事期間を短縮することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態を示す構成図。
【図２】本発明の第２実施の形態を示す構成図。
【図３】本発明の第３実施の形態を示す構成図。
【図４】従来の制御棒駆動機構（通常状態）を示す断面図。
【図５】従来の水圧制御ユニットを示す系統図。
【図６】従来の制御棒駆動機構（スクラム状態）を示す断面図。
【図７】従来の制御棒駆動機構の点検の一過程を示す説明図。
【符号の説明】
１  電動機
５  ボールねじ
６  ボールナット
９  制御棒
１１  ラッチ
１２  ガイドチューブ
１７  スプールピース
１９  水圧制御ユニット
２０  アキュームレータ
２８  制御棒摩擦測定試験装置
２９  ポンプ
【図１】
0003745143.tif 000002
【図２】
0003745143.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003745143.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003745143.tif 000007
【図７】
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