JP2001305262A - 制御棒駆動機構 - Google Patents
制御棒駆動機構Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】制御棒駆動機構（CRD）に起因するコバルト58
およびコバルト58による放射線量率を低減して作業員の
被ばく低減を図る。 【解決手段】従来、CRDの摺動部に用いられているガイ
ドローラは図１中Ａ〜Ｆの箇所により設けられており、
Ｅ，Ｆの第２のガイドローラは耐衝撃性が要求され、Ａ
〜Ｄの第１のガイドローラは耐衝撃性が要求されない。
従来、第２のガイドローラにはコバルト合金が使用され
ているため、コバルトが溶出して放射線量率が高くな
る。そこで、本発明では第２のガイドローラに固溶化熱
処理を施したNi基合金のガイドローラを設け、第１のガ
イドローラに炭化クロムのガイドローラを設ける。これ
によりコバルトを含んでいないため、炉水中にコバルト
の溶出がなく、放射線量率を低減し、作業員の放射線被
ばく量を低減できる。
およびコバルト58による放射線量率を低減して作業員の
被ばく低減を図る。 【解決手段】従来、CRDの摺動部に用いられているガイ
ドローラは図１中Ａ〜Ｆの箇所により設けられており、
Ｅ，Ｆの第２のガイドローラは耐衝撃性が要求され、Ａ
〜Ｄの第１のガイドローラは耐衝撃性が要求されない。
従来、第２のガイドローラにはコバルト合金が使用され
ているため、コバルトが溶出して放射線量率が高くな
る。そこで、本発明では第２のガイドローラに固溶化熱
処理を施したNi基合金のガイドローラを設け、第１のガ
イドローラに炭化クロムのガイドローラを設ける。これ
によりコバルトを含んでいないため、炉水中にコバルト
の溶出がなく、放射線量率を低減し、作業員の放射線被
ばく量を低減できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、沸騰水型原子炉の
原子炉圧力容器下部に設けられた制御棒駆動機構に係
り、特に摺動部にコバルトレスガイドローラを使用した
制御棒駆動機構に関する。
原子炉圧力容器下部に設けられた制御棒駆動機構に係
り、特に摺動部にコバルトレスガイドローラを使用した
制御棒駆動機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１により制御棒駆動機構の概略を説明
する。図１において、原子炉圧力容器15の底部を貫通し
て制御棒駆動機構ハウジング（以下、CRDハウジングと
記す）16が設けられ、このCRDハウジング16内に中空ピ
ストン１が設けられている。中空ピストン１内にはボー
ルねじ10が挿入されており、ボールねじ10の上端部にす
べり軸受３が取り付けられている。中空ピストン１の下
部にはボールねじナット９が取り付けられ、ボールねじ
ナット９はボールねじ10とねじ結合する。
する。図１において、原子炉圧力容器15の底部を貫通し
て制御棒駆動機構ハウジング（以下、CRDハウジングと
記す）16が設けられ、このCRDハウジング16内に中空ピ
ストン１が設けられている。中空ピストン１内にはボー
ルねじ10が挿入されており、ボールねじ10の上端部にす
べり軸受３が取り付けられている。中空ピストン１の下
部にはボールねじナット９が取り付けられ、ボールねじ
ナット９はボールねじ10とねじ結合する。
【０００３】ボールねじナット９にはラッチ支持ピン６
とラッチ爪７が設けられている。CRDハウジング16内面
近傍にガイドチューブ５とアウターチューブが設けら
れ、ガイドチューブ５の上部にストップピストン４と、
その上方にバッファ部皿ばね２が設けられている。
とラッチ爪７が設けられている。CRDハウジング16内面
近傍にガイドチューブ５とアウターチューブが設けら
れ、ガイドチューブ５の上部にストップピストン４と、
その上方にバッファ部皿ばね２が設けられている。
【０００４】CRDハウジング16の下方には軸封ハウジン
グを介してモータ14が取り付けられている。モータ14の
駆動軸13はボールねじ10を回転駆動する。駆動軸13の上
部側面にコイルスプリング12が設けられ、ボールねじ10
の下端部に皿ばね11が設けられている。
グを介してモータ14が取り付けられている。モータ14の
駆動軸13はボールねじ10を回転駆動する。駆動軸13の上
部側面にコイルスプリング12が設けられ、ボールねじ10
の下端部に皿ばね11が設けられている。
【０００５】なお、符号８は高圧水入口で、Ａ〜Ｄは第
１のガイドローラで、衝撃荷重が加わらず、耐衝撃性が
要求されないもので、Ｅ，Ｆは第２のガイドローラで、
衝撃荷重が加わり、耐衝撃性が要求されるものである。
１のガイドローラで、衝撃荷重が加わらず、耐衝撃性が
要求されないもので、Ｅ，Ｆは第２のガイドローラで、
衝撃荷重が加わり、耐衝撃性が要求されるものである。
【０００６】従来、制御棒駆動機構の摺動部に用いるガ
イドローラの素材として、耐摩耗性に優れているコバル
ト基合金が適用されてきた。しかし、これらガイドロー
ラは炉水に接液することからコバルトの炉水中への放出
が懸念されており、被ばく低減の観点から、コバルトを
含まない材料の適用が望まれていた。
イドローラの素材として、耐摩耗性に優れているコバル
ト基合金が適用されてきた。しかし、これらガイドロー
ラは炉水に接液することからコバルトの炉水中への放出
が懸念されており、被ばく低減の観点から、コバルトを
含まない材料の適用が望まれていた。
【０００７】耐衝撃性が要求されない箇所に用いるガイ
ドローラには、その素材としてコバルトを含まない耐摩
耗合金が適用されている。しかしながら、衝撃荷重が付
与される箇所には、この材料では耐衝撃性が悪いことか
ら、従来のコバルト基合金製のガイドローラが適用され
ている。
ドローラには、その素材としてコバルトを含まない耐摩
耗合金が適用されている。しかしながら、衝撃荷重が付
与される箇所には、この材料では耐衝撃性が悪いことか
ら、従来のコバルト基合金製のガイドローラが適用され
ている。
【０００８】すなわち、Ａ〜Ｄの箇所の第１のガイドロ
ーラにはコバルトを含まない耐摩耗合金製ガイドローラ
が適用されており、Ｅ，Ｆの箇所の第２のガイドローラ
はコバルト基合金製ガイドローラが適用されている。
ーラにはコバルトを含まない耐摩耗合金製ガイドローラ
が適用されており、Ｅ，Ｆの箇所の第２のガイドローラ
はコバルト基合金製ガイドローラが適用されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の制御棒駆動機構においては、衝撃荷重が付与される箇
所の第２のガイドローラにはコバルト基合金製のガイド
ローラが適用されているため、全ガイドローラの総接液
面積のうち、約20％分に相当するガイドローラに被ばく
低減対策が施されていない課題がある。この接液面積は
制御棒駆動機構１体あたり約8,000mm2となり、１プラン
トあたり1,300MWe級BWRでは、205体の制御棒駆動機構を
使用している。
の制御棒駆動機構においては、衝撃荷重が付与される箇
所の第２のガイドローラにはコバルト基合金製のガイド
ローラが適用されているため、全ガイドローラの総接液
面積のうち、約20％分に相当するガイドローラに被ばく
低減対策が施されていない課題がある。この接液面積は
制御棒駆動機構１体あたり約8,000mm2となり、１プラン
トあたり1,300MWe級BWRでは、205体の制御棒駆動機構を
使用している。
【００１０】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、制御棒駆動機構の衝撃荷重が付与されている
箇所の第２のガイドローラには、耐衝撃性に優れるコバ
ルトを含有しない材料を適用し、それ以外の箇所に使用
される第１のガイドローラには耐摩耗性に優れるコバル
トを含有しない材料を適用して、制御棒駆動機構に起因
するコバルト60による放射線量率を低減して原子力発電
プラントの稼働率の向上を図ることができる制御棒駆動
機構を提供することにある。
たもので、制御棒駆動機構の衝撃荷重が付与されている
箇所の第２のガイドローラには、耐衝撃性に優れるコバ
ルトを含有しない材料を適用し、それ以外の箇所に使用
される第１のガイドローラには耐摩耗性に優れるコバル
トを含有しない材料を適用して、制御棒駆動機構に起因
するコバルト60による放射線量率を低減して原子力発電
プラントの稼働率の向上を図ることができる制御棒駆動
機構を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、原子
炉圧力容器の底部を貫通して制御棒駆動機構ハウジング
が設けられ、この制御棒駆動機構ハウジング内に中空ピ
ストンが設けられ、この中空ピストンの下端部にボール
ねじナットが取り付けられ、このボールねじナットをね
じ込むねじ部を外面に有するボールねじが前記中空ピス
トン内に挿入され、前記ボールねじを回転駆動するモー
タが前記制御棒駆動機構ハウジングの下方に設けられ、
前記中空ピストンが上下動する摺動部および前記制御棒
駆動機構内に高圧水を流入する高圧水入口近傍に複数の
ガイドローラが設けられてなる制御棒駆動機構におい
て、前記複数のガイドローラのうち、衝撃荷重が加わら
ない箇所のガイドローラを第１のガイドローラとし、衝
撃荷重が加わる箇所のガイドローラを第２のガイドロー
ラとし、前記第２のガイドローラは前記ボールねじナッ
トの外面に設けられたラッチ支持ピンとラッチ用爪との
間に設けられたガイドローラおよび前記高圧水入口近傍
の内面に設けたガイドローラであり、前記第１のガイド
ローラは前記制御棒駆動機構ハウジング内上部に設けら
れたアウターチューブ上部ガイドの内面、ガイドチュー
ブの内面、前記ボールねじの上端部に設けたすべり軸受
の外面および前記ボールねじナットの外面に設けたガイ
ドローラであり、前記第１のガイドローラにはコバルト
を含有しない耐摩耗性合金を適用し、前記第２のガイド
ローラにはコバルトを含有しない耐衝撃性合金を適用し
てなることを特徴とする。
炉圧力容器の底部を貫通して制御棒駆動機構ハウジング
が設けられ、この制御棒駆動機構ハウジング内に中空ピ
ストンが設けられ、この中空ピストンの下端部にボール
ねじナットが取り付けられ、このボールねじナットをね
じ込むねじ部を外面に有するボールねじが前記中空ピス
トン内に挿入され、前記ボールねじを回転駆動するモー
タが前記制御棒駆動機構ハウジングの下方に設けられ、
前記中空ピストンが上下動する摺動部および前記制御棒
駆動機構内に高圧水を流入する高圧水入口近傍に複数の
ガイドローラが設けられてなる制御棒駆動機構におい
て、前記複数のガイドローラのうち、衝撃荷重が加わら
ない箇所のガイドローラを第１のガイドローラとし、衝
撃荷重が加わる箇所のガイドローラを第２のガイドロー
ラとし、前記第２のガイドローラは前記ボールねじナッ
トの外面に設けられたラッチ支持ピンとラッチ用爪との
間に設けられたガイドローラおよび前記高圧水入口近傍
の内面に設けたガイドローラであり、前記第１のガイド
ローラは前記制御棒駆動機構ハウジング内上部に設けら
れたアウターチューブ上部ガイドの内面、ガイドチュー
ブの内面、前記ボールねじの上端部に設けたすべり軸受
の外面および前記ボールねじナットの外面に設けたガイ
ドローラであり、前記第１のガイドローラにはコバルト
を含有しない耐摩耗性合金を適用し、前記第２のガイド
ローラにはコバルトを含有しない耐衝撃性合金を適用し
てなることを特徴とする。
【００１２】請求項１に係る発明の制御棒駆動機構にお
いては、衝撃荷重が付与される箇所に使用される第１の
ガイドローラとそれ以外の箇所に使用される第２のガイ
ドローラに対して、それぞれ異なる種類のコバルトを含
有しない材料あるいは異なる熱処理を施した耐摩耗ニッ
ケル基合金を適用することにより、コバルト基合金の使
用箇所を減じ、コバルトの溶出による放射線量率を低減
することができる。
いては、衝撃荷重が付与される箇所に使用される第１の
ガイドローラとそれ以外の箇所に使用される第２のガイ
ドローラに対して、それぞれ異なる種類のコバルトを含
有しない材料あるいは異なる熱処理を施した耐摩耗ニッ
ケル基合金を適用することにより、コバルト基合金の使
用箇所を減じ、コバルトの溶出による放射線量率を低減
することができる。
【００１３】請求項２の発明は、前記耐摩耗性合金およ
び前記耐衝撃性合金は、重量比でクロムが10〜45％、ニ
オブが３〜15％、モリブデンが20％以下（０を含ま
ず）、残部がニッケルからなるニッケル基合金であり、
真空炉内で精密鋳造する熱処理が施されていることを特
徴とする。
び前記耐衝撃性合金は、重量比でクロムが10〜45％、ニ
オブが３〜15％、モリブデンが20％以下（０を含ま
ず）、残部がニッケルからなるニッケル基合金であり、
真空炉内で精密鋳造する熱処理が施されていることを特
徴とする。
【００１４】請求項２に係る発明では、第２のガイドロ
ーラと、第１のガイドローラに対して、重量比でクロム
が10〜45％、ニオブが３〜15％、モリブデンが20％以下
（０を含まず）、残部がニッケルからなり、真空炉で精
密鋳造する耐摩耗ニッケル基合金に異なる熱処理を施し
た材料をそれぞれ適用する。
ーラと、第１のガイドローラに対して、重量比でクロム
が10〜45％、ニオブが３〜15％、モリブデンが20％以下
（０を含まず）、残部がニッケルからなり、真空炉で精
密鋳造する耐摩耗ニッケル基合金に異なる熱処理を施し
た材料をそれぞれ適用する。
【００１５】第１のガイドローラおよび第２のガイドロ
ーラに対して、それぞれ熱処理の異なる耐摩耗ニッケル
基合金を適用することにより、コバルト基合金の使用箇
所を減じ、コバルトの溶出による放射線量を低減するこ
とができる。なお、クロム，ニオブおよびモリブデンは
前述した重量％範囲から外れることは好ましくないの
で、記載したとおりの重量％以内に選択する。
ーラに対して、それぞれ熱処理の異なる耐摩耗ニッケル
基合金を適用することにより、コバルト基合金の使用箇
所を減じ、コバルトの溶出による放射線量を低減するこ
とができる。なお、クロム，ニオブおよびモリブデンは
前述した重量％範囲から外れることは好ましくないの
で、記載したとおりの重量％以内に選択する。
【００１６】請求項３の発明は、前記第２のガイドロー
ラは重量比でクロムが10〜45％、ニオブが３〜15％、モ
リブデンが20％以下（０を含まず）、残部がニッケルか
らなる耐摩耗ニッケル基合金を鋳造後、摂氏1000度〜融
点直下までの温度範囲で０〜10時間固溶化熱処理した合
金であり、前記第１のガイドローラは前記合金を鋳造
後、摂氏600度〜1000度までの温度範囲で０〜10時間時
効硬化熱処理した合金であることを特徴とする。
ラは重量比でクロムが10〜45％、ニオブが３〜15％、モ
リブデンが20％以下（０を含まず）、残部がニッケルか
らなる耐摩耗ニッケル基合金を鋳造後、摂氏1000度〜融
点直下までの温度範囲で０〜10時間固溶化熱処理した合
金であり、前記第１のガイドローラは前記合金を鋳造
後、摂氏600度〜1000度までの温度範囲で０〜10時間時
効硬化熱処理した合金であることを特徴とする。
【００１７】これにより、衝撃荷重が付与される箇所に
使用される第２のガイドローラと第１のガイドローラに
対して、それぞれ熱処理の異なる耐摩耗ニッケル基合金
を使用することにより、コバルト基合金の使用箇所を減
じ、コバルトの溶出による放射線量を低減することがで
きる。
使用される第２のガイドローラと第１のガイドローラに
対して、それぞれ熱処理の異なる耐摩耗ニッケル基合金
を使用することにより、コバルト基合金の使用箇所を減
じ、コバルトの溶出による放射線量を低減することがで
きる。
【００１８】請求項４の発明は、前記第２のガイドロー
ラは重量比でクロムが10〜45％、ニオブが３〜15％、モ
リブデンが20％以下（０を含まず）、残部がニッケルか
らなる耐摩耗ニッケル基合金を鋳造後、摂氏1000度〜融
点直下までの温度範囲で０〜10時間固溶化熱処理した合
金であり、前記第１のガイドローラは前記合金を鋳造
後、摂氏1000度〜融点直下までの温度範囲で０〜10時間
時効硬化熱処理した合金であることを特徴とする。
ラは重量比でクロムが10〜45％、ニオブが３〜15％、モ
リブデンが20％以下（０を含まず）、残部がニッケルか
らなる耐摩耗ニッケル基合金を鋳造後、摂氏1000度〜融
点直下までの温度範囲で０〜10時間固溶化熱処理した合
金であり、前記第１のガイドローラは前記合金を鋳造
後、摂氏1000度〜融点直下までの温度範囲で０〜10時間
時効硬化熱処理した合金であることを特徴とする。
【００１９】これにより、第２のガイドローラと第１の
ガイドローラに対して、それぞれ熱処理の異なる耐摩耗
ニッケル基合金を適用することにより、コバルト基合金
の使用箇所を減じ、コバルトの溶出による放射線量を低
減することができる。
ガイドローラに対して、それぞれ熱処理の異なる耐摩耗
ニッケル基合金を適用することにより、コバルト基合金
の使用箇所を減じ、コバルトの溶出による放射線量を低
減することができる。
【００２０】請求項５の発明は、前記第２のガイドロー
ラは重量比でクロムが10〜45％、ニオブが３〜15％、モ
リブデンが20％以下（０を含まず）、残部がニッケルか
らなる耐摩耗ニッケル基合金を鋳造後、熱処理を加えな
い合金であり、前記第１のガイドローラは前記合金を鋳
造後、摂氏600度〜1000度までの温度範囲で０〜10時間
時効硬化熱処理した合金であることを特徴とする。
ラは重量比でクロムが10〜45％、ニオブが３〜15％、モ
リブデンが20％以下（０を含まず）、残部がニッケルか
らなる耐摩耗ニッケル基合金を鋳造後、熱処理を加えな
い合金であり、前記第１のガイドローラは前記合金を鋳
造後、摂氏600度〜1000度までの温度範囲で０〜10時間
時効硬化熱処理した合金であることを特徴とする。
【００２１】これにより、第２のガイドローラと第１の
ガイドローラに対して、それぞれ熱処理の異なる耐摩耗
ニッケル基合金を適用することにより、コバルト基合金
の使用箇所を減じ、コバルトの溶出による放射線量を低
減することができる。
ガイドローラに対して、それぞれ熱処理の異なる耐摩耗
ニッケル基合金を適用することにより、コバルト基合金
の使用箇所を減じ、コバルトの溶出による放射線量を低
減することができる。
【００２２】また、重量比でクロムが10〜45％、ニオブ
が３〜15％、モリブデンが20％以下（０を含まず）、残
部がニッケルからなる耐摩耗ニッケル基合金を鋳造後、
熱処理を加えない合金を第２のガイドローラに適用し、
同合金を鋳造後、摂氏1000度〜融点直下までの温度範囲
で０〜10時間固溶化熱処理し、その後摂氏600度〜1000
度までの温度範囲で０〜10時間時効硬化熱処理した合金
をそれ以外の箇所に使用されるガイドローラに適用す
る。
が３〜15％、モリブデンが20％以下（０を含まず）、残
部がニッケルからなる耐摩耗ニッケル基合金を鋳造後、
熱処理を加えない合金を第２のガイドローラに適用し、
同合金を鋳造後、摂氏1000度〜融点直下までの温度範囲
で０〜10時間固溶化熱処理し、その後摂氏600度〜1000
度までの温度範囲で０〜10時間時効硬化熱処理した合金
をそれ以外の箇所に使用されるガイドローラに適用す
る。
【００２３】これにより第２のガイドローラと第１のガ
イドローラに対して、それぞれ熱処理の異なる耐摩耗ニ
ッケル基合金を適用することにより、コバルト基合金の
使用箇所を減じ、コバルトの溶出による放射線量を低減
することができる。
イドローラに対して、それぞれ熱処理の異なる耐摩耗ニ
ッケル基合金を適用することにより、コバルト基合金の
使用箇所を減じ、コバルトの溶出による放射線量を低減
することができる。
【００２４】また、重量比でクロムが10〜45％、ニオブ
が３〜15％、モリブデンが20％以下（０を含まず）、残
部がニッケルからなる耐摩耗ニッケル基合金を鋳造後、
摂氏1000度〜融点直下までの温度範囲で０〜10時間固溶
化熱処理した合金を第２のガイドローラに適用し、セラ
ミックスである炭化クロムを第１のガイドローラに適用
する。これにより、第２のガイドローラと第１のガイド
ローラに対して、それぞれ異なる種類のコバルトを含有
しない合金またはセラミックス材料を適用することによ
り、コバルト基合金の使用箇所を減じ、コバルトの溶出
による放射線量を低減することができる。
が３〜15％、モリブデンが20％以下（０を含まず）、残
部がニッケルからなる耐摩耗ニッケル基合金を鋳造後、
摂氏1000度〜融点直下までの温度範囲で０〜10時間固溶
化熱処理した合金を第２のガイドローラに適用し、セラ
ミックスである炭化クロムを第１のガイドローラに適用
する。これにより、第２のガイドローラと第１のガイド
ローラに対して、それぞれ異なる種類のコバルトを含有
しない合金またはセラミックス材料を適用することによ
り、コバルト基合金の使用箇所を減じ、コバルトの溶出
による放射線量を低減することができる。
【００２５】また、重量比でクロムが10〜45％、ニオブ
が３〜15％、モリブデンが20％以下（０を含まず）、残
部がニッケルからなる耐摩耗ニッケル基合金を鋳造後、
熱処理を加えない合金を第２のガイドローラに適用し、
セラミックスである炭化クロムを第１のガイドローラに
適用する。これにより、第２のガイドローラと第１のガ
イドローラに対して、それぞれ異なる種類のコバルトを
含有しない合金またはセラミックス材料を適用すること
により、コバルト基合金の使用箇所を減じ、コバルトの
溶出による放射線量を低減することができる。
が３〜15％、モリブデンが20％以下（０を含まず）、残
部がニッケルからなる耐摩耗ニッケル基合金を鋳造後、
熱処理を加えない合金を第２のガイドローラに適用し、
セラミックスである炭化クロムを第１のガイドローラに
適用する。これにより、第２のガイドローラと第１のガ
イドローラに対して、それぞれ異なる種類のコバルトを
含有しない合金またはセラミックス材料を適用すること
により、コバルト基合金の使用箇所を減じ、コバルトの
溶出による放射線量を低減することができる。
【００２６】また、重量比でクロムが10〜45％、ニオブ
が３〜15％、モリブデンが20％以下（０を含まず）、残
部がニッケルからなる耐摩耗ニッケル基合金を鋳造後、
摂氏1000度〜融点直下までの温度範囲で０〜10時間固溶
化熱処理した合金を第２のガイドローラに適用し、金属
にCrＮコーティングを施した材料を第１のガイドローラ
に適用する。これにより、第２のガイドローラと第１の
ガイドローラに対して、それぞれ異なる種類のコバルト
を含有しない合金またはセラミックス材料を適用するこ
とにより、コバルト基合金の使用箇所を減じ、コバルト
の溶出による放射線量を低減することができる。
が３〜15％、モリブデンが20％以下（０を含まず）、残
部がニッケルからなる耐摩耗ニッケル基合金を鋳造後、
摂氏1000度〜融点直下までの温度範囲で０〜10時間固溶
化熱処理した合金を第２のガイドローラに適用し、金属
にCrＮコーティングを施した材料を第１のガイドローラ
に適用する。これにより、第２のガイドローラと第１の
ガイドローラに対して、それぞれ異なる種類のコバルト
を含有しない合金またはセラミックス材料を適用するこ
とにより、コバルト基合金の使用箇所を減じ、コバルト
の溶出による放射線量を低減することができる。
【００２７】また、重量比でクロムが10〜45％、ニオブ
が３〜15％、モリブデンが20％以下（０を含まず）、残
部がニッケルからなる耐摩耗ニッケル基合金を鋳造後、
熱処理を加えない合金を第２のガイドローラに適用し、
金属にCrＮコーティングを施した材料を第１のガイドロ
ーラに適用する。これにより、第２のガイドローラと第
１のガイドローラに対して、それぞれ異なる種類のコバ
ルトを含有しない合金またはセラミックス材料を適用す
ることにより、コバルト基合金の使用箇所を減じ、コバ
ルトの溶出による放射線量を低減することができる。
が３〜15％、モリブデンが20％以下（０を含まず）、残
部がニッケルからなる耐摩耗ニッケル基合金を鋳造後、
熱処理を加えない合金を第２のガイドローラに適用し、
金属にCrＮコーティングを施した材料を第１のガイドロ
ーラに適用する。これにより、第２のガイドローラと第
１のガイドローラに対して、それぞれ異なる種類のコバ
ルトを含有しない合金またはセラミックス材料を適用す
ることにより、コバルト基合金の使用箇所を減じ、コバ
ルトの溶出による放射線量を低減することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】図１および表１により本発明に係
る制御棒駆動機構の第１の実施の形態を説明する。表１
はコバルトを含有しない２種類の異なる材料、炭化クロ
ムおよび固溶化熱処理を施したNi基合金を適用する例を
示している。また、図１に示したように、制御棒駆動機
構においては、Ａ〜Ｆの箇所にガイドローラを使用して
いる。
る制御棒駆動機構の第１の実施の形態を説明する。表１
はコバルトを含有しない２種類の異なる材料、炭化クロ
ムおよび固溶化熱処理を施したNi基合金を適用する例を
示している。また、図１に示したように、制御棒駆動機
構においては、Ａ〜Ｆの箇所にガイドローラを使用して
いる。
【００２９】
【表１】
【００３０】前述したように、Ａ〜Ｄの箇所は、比較的
衝撃が加わらない箇所の第１のガイドローラであり、そ
れ以外のＥ，Ｆの箇所は第２のガイドローラである。制
御棒駆動時に衝撃荷重が加わる箇所の第２のガイドロー
ラには耐衝撃性の材料が要求される。
衝撃が加わらない箇所の第１のガイドローラであり、そ
れ以外のＥ，Ｆの箇所は第２のガイドローラである。制
御棒駆動時に衝撃荷重が加わる箇所の第２のガイドロー
ラには耐衝撃性の材料が要求される。
【００３１】表１に炭化クロムと固溶化熱処理を施した
Ni基合金に対して、衝撃荷重700kgfを繰り返し負荷し、
割れに至るまでの衝撃回数を測定した結果を示す。両者
を比較した場合、炭化クロムよりも固溶化熱処理を施し
たNi基合金の方が衝撃特性に優れていることがわかる。
Ni基合金に対して、衝撃荷重700kgfを繰り返し負荷し、
割れに至るまでの衝撃回数を測定した結果を示す。両者
を比較した場合、炭化クロムよりも固溶化熱処理を施し
たNi基合金の方が衝撃特性に優れていることがわかる。
【００３２】そこで、Ａ〜Ｄの箇所に使用される第１の
ガイドローラに対して、炭化クロムを適用し、Ｅ，Ｆの
箇所に使用される第２のガイドローラに対して、固溶化
熱処理を施したNi基合金を適用する。これにより、コバ
ルト基合金ガイドローラを使用せずにすみ、炉水へのコ
バルト溶出を低減することができる。
ガイドローラに対して、炭化クロムを適用し、Ｅ，Ｆの
箇所に使用される第２のガイドローラに対して、固溶化
熱処理を施したNi基合金を適用する。これにより、コバ
ルト基合金ガイドローラを使用せずにすみ、炉水へのコ
バルト溶出を低減することができる。
【００３３】また、制御棒駆動機構にはガイドローラを
回転させるためのピンがあり、従来は衝撃のかかる箇所
のガイドローラのピン材もコバルト基合金を使用してい
た。このピン材に対してもコバルトを含有しない材料
（JIS Ｇ 4901 NCF718（ASTM；SB−637 Grade71
8）、XM−19（窒化）、ナイトロニック60等）を使用す
ることが有効である。
回転させるためのピンがあり、従来は衝撃のかかる箇所
のガイドローラのピン材もコバルト基合金を使用してい
た。このピン材に対してもコバルトを含有しない材料
（JIS Ｇ 4901 NCF718（ASTM；SB−637 Grade71
8）、XM−19（窒化）、ナイトロニック60等）を使用す
ることが有効である。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、衝撃荷重が加わる箇所
に設けられる第２のガイドローラには、耐衝撃性に優れ
るコバルトを含有しない合金とし、それ以外の箇所に設
けられる第１のガイドローラには耐摩耗性に優れるコバ
ルトを含有しない合金またはセラミックス材料とするこ
とにより、制御棒駆動機構に起因するコバルト60による
放射線量率を低減することができる。これにより、原子
力発電プラントの稼働率の向上を図れる等、顕著な効果
がある。
に設けられる第２のガイドローラには、耐衝撃性に優れ
るコバルトを含有しない合金とし、それ以外の箇所に設
けられる第１のガイドローラには耐摩耗性に優れるコバ
ルトを含有しない合金またはセラミックス材料とするこ
とにより、制御棒駆動機構に起因するコバルト60による
放射線量率を低減することができる。これにより、原子
力発電プラントの稼働率の向上を図れる等、顕著な効果
がある。
【図１】本発明に係る制御棒駆動機構の実施の形態およ
び従来例を説明するための一部側面で示す縦断面図。
び従来例を説明するための一部側面で示す縦断面図。
１…中空ピストン、２…バッファ部皿ばね、３…すべり
軸受、４…ストップピストン、５…ガイドチューブ、６
…ラッチ支持ピン、７…ラッチ用爪、８…高圧水入口、
９…ボールねじナット、10…ボールねじ、11…皿ばね、
12…コイルスプリング、13…駆動軸、14…モータ、15…
原子炉圧力容器、16…CRDハウジング、Ａ〜Ｄ…第１の
ガイドローラ、Ｅ，Ｆ…第２のガイドローラ。
軸受、４…ストップピストン、５…ガイドチューブ、６
…ラッチ支持ピン、７…ラッチ用爪、８…高圧水入口、
９…ボールねじナット、10…ボールねじ、11…皿ばね、
12…コイルスプリング、13…駆動軸、14…モータ、15…
原子炉圧力容器、16…CRDハウジング、Ａ〜Ｄ…第１の
ガイドローラ、Ｅ，Ｆ…第２のガイドローラ。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｆ 1/02 Ｃ２２Ｆ 1/02 1/10 1/10 Ｈ Ｇ２１Ｃ 7/16 Ｇ２１Ｃ 7/16 Ａ Ｇ２１Ｄ 1/00 Ｃ２２Ｆ 1/00 ６０２ // Ｃ２２Ｆ 1/00 ６０２ ６１１ ６１１ ６３０Ｂ ６３０ ６３０Ｄ ６４１ ６４１ ６８２ ６８２ ６９１Ｂ ６９１ ６９１Ｃ Ｇ２１Ｄ 1/00 Ｙ
Claims (5)
- 【請求項１】 原子炉圧力容器の底部を貫通して制御棒
駆動機構ハウジングが設けられ、この制御棒駆動機構ハ
ウジング内に中空ピストンが設けられ、この中空ピスト
ンの下端部にボールねじナットが取り付けられ、このボ
ールねじナットをねじ込むねじ部を外面に有するボール
ねじが前記中空ピストン内に挿入され、前記ボールねじ
を回転駆動するモータが前記制御棒駆動機構ハウジング
の下方に設けられ、前記中空ピストンが上下動する摺動
部および前記制御棒駆動機構内に高圧水を流入する高圧
水入口近傍に複数のガイドローラが設けられてなる制御
棒駆動機構において、前記複数のガイドローラのうち、
衝撃荷重が加わらない箇所のガイドローラを第１のガイ
ドローラとし、衝撃荷重が加わる箇所のガイドローラを
第２のガイドローラとし、前記第２のガイドローラは前
記ボールねじナットの外面に設けられたラッチ支持ピン
とラッチ用爪との間に設けられたガイドローラおよび前
記高圧水入口近傍の内面に設けたガイドローラであり、
前記第１のガイドローラは前記制御棒駆動機構ハウジン
グ内上部に設けられたアウターチューブ上部ガイドの内
面、ガイドチューブの内面、前記ボールねじの上端部に
設けたすべり軸受の外面および前記ボールねじナットの
外面に設けたガイドローラであり、前記第１のガイドロ
ーラにはコバルトを含有しない耐摩耗性合金を適用し、
前記第２のガイドローラにはコバルトを含有しない耐衝
撃性合金を適用してなることを特徴とする制御棒駆動機
構。 - 【請求項２】 前記耐摩耗性合金および前記耐衝撃性合
金は、重量比でクロムが10〜45％、ニオブが３〜15％、
モリブデンが20％以下（０を含まず）、残部がニッケル
からなるニッケル基合金であり、真空炉内で精密鋳造す
る熱処理が施されていることを特徴とする請求項１記載
の制御棒駆動機構。 - 【請求項３】 前記第２のガイドローラは重量比でクロ
ムが10〜45％、ニオブが３〜15％、モリブデンが20％以
下（０を含まず）、残部がニッケルからなる耐摩耗ニッ
ケル基合金を鋳造後、摂氏1000度〜融点直下までの温度
範囲で０〜10時間固溶化熱処理した合金であり、前記第
１のガイドローラは前記合金を鋳造後、摂氏600度〜100
0度までの温度範囲で０〜10時間時効硬化熱処理した合
金であることを特徴とする請求項１記載の制御棒駆動機
構。 - 【請求項４】 前記第２のガイドローラは重量比でクロ
ムが10〜45％、ニオブが３〜15％、モリブデンが20％以
下（０を含まず）、残部がニッケルからなる耐摩耗ニッ
ケル基合金を鋳造後、摂氏1000度〜融点直下までの温度
範囲で０〜10時間固溶化熱処理した合金であり、前記第
１のガイドローラは前記合金を鋳造後、摂氏1000度〜融
点直下までの温度範囲で０〜10時間時効硬化熱処理した
合金であることを特徴とする請求項１記載の制御棒駆動
機構。 - 【請求項５】 前記第２のガイドローラは重量比でクロ
ムが10〜45％、ニオブが３〜15％、モリブデンが20％以
下（０を含まず）、残部がニッケルからなる耐摩耗ニッ
ケル基合金を鋳造後、熱処理を加えない合金であり、前
記第１のガイドローラは前記耐摩耗ニッケル基合金を鋳
造後、摂氏600度〜1000度までの温度範囲で０〜10時間
時効硬化熱処理した合金であることを特徴とする請求項
１記載の制御棒駆動機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000122087A JP2001305262A (ja) | 2000-04-24 | 2000-04-24 | 制御棒駆動機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000122087A JP2001305262A (ja) | 2000-04-24 | 2000-04-24 | 制御棒駆動機構 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001305262A true JP2001305262A (ja) | 2001-10-31 |
Family
ID=18632611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000122087A Pending JP2001305262A (ja) | 2000-04-24 | 2000-04-24 | 制御棒駆動機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001305262A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8571162B2 (en) | 2008-09-12 | 2013-10-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Control rod drive mechanism |
-
2000
- 2000-04-24 JP JP2000122087A patent/JP2001305262A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8571162B2 (en) | 2008-09-12 | 2013-10-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Control rod drive mechanism |
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