JP3077100B2 - Ｎａ流入孔付ダイビングベル型制御棒 - Google Patents
Ｎａ流入孔付ダイビングベル型制御棒Info
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- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C7/00—Control of nuclear reaction
- G21C7/06—Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section
- G21C7/08—Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section by displacement of solid control elements, e.g. control rods
- G21C7/10—Construction of control elements
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
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- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液体ナトリウムＮａを
冷却材とする高速炉に使用する制御棒に関する。更に詳
しくいうと、制御要素の内部にＮａを充填させるＮａ流
入孔が設けられたダイビングベル型制御棒に関する。
冷却材とする高速炉に使用する制御棒に関する。更に詳
しくいうと、制御要素の内部にＮａを充填させるＮａ流
入孔が設けられたダイビングベル型制御棒に関する。
【０００２】
【従来の技術】原子炉の制御棒は、一般に、図２に示す
ように、制御要素５１を複数本束ねた構造となってい
る。
ように、制御要素５１を複数本束ねた構造となってい
る。
【０００３】特に、高速炉用制御棒の制御要素は、中性
子吸収材である炭化硼素Ｂ4Ｃの焼結ペレットをステン
レス製の被覆管に装填して構成されている。Ｂ4Ｃは、
中性子との（ｎ，α）反応によってヘリウムＨｅを放出
する。また、ペレットは、スエリング（体積膨張）によ
って、被覆管との間に機械的相互作用（ＡＣＭＩ）を引
き起こすおそれがある。このＨｅガス発生に伴う制御要
素の内圧増加とＡＣＭＩとの両問題に如何に対処するか
が重要となる。
子吸収材である炭化硼素Ｂ4Ｃの焼結ペレットをステン
レス製の被覆管に装填して構成されている。Ｂ4Ｃは、
中性子との（ｎ，α）反応によってヘリウムＨｅを放出
する。また、ペレットは、スエリング（体積膨張）によ
って、被覆管との間に機械的相互作用（ＡＣＭＩ）を引
き起こすおそれがある。このＨｅガス発生に伴う制御要
素の内圧増加とＡＣＭＩとの両問題に如何に対処するか
が重要となる。
【０００４】ところで、制御棒の構造は、一般に、Ｈｅ
を制御要素の内部に設けたＨｅプレナムに密封する密封
型と、Ｈｅを制御要素の外に放出するベント型とに大別
される。さらにベント型は、被覆管の中の雰囲気（特に
ペレットと被覆管との間のギャップ）の状態によって、
Ｈｅボンド型とＮａボンド型とに分けられる。
を制御要素の内部に設けたＨｅプレナムに密封する密封
型と、Ｈｅを制御要素の外に放出するベント型とに大別
される。さらにベント型は、被覆管の中の雰囲気（特に
ペレットと被覆管との間のギャップ）の状態によって、
Ｈｅボンド型とＮａボンド型とに分けられる。
【０００５】ここで、ベント型は、制御要素の内圧の増
加に効果的に対処できるので、長寿命化の観点から密封
型に比べて望ましい。
加に効果的に対処できるので、長寿命化の観点から密封
型に比べて望ましい。
【０００６】このベント型の一つとして、従来、図３お
よび図４に示すようなＨｅボンド型のダイビングベル型
制御棒が知られている。この制御棒の制御要素は、図３
に示すように、中間端栓５２にベント管５３と呼ばれる
ステンレス細管を取り付け、ペレット５４から発生した
Ｈｅをベント管５３を通してベント穴５５から制御要素
の外に放出する。図４を参照して構造を詳しく述べる
と、被覆管５６の内部に設けられペレット５４を充填す
るペレット室５７と、このペレット室５７の上方に設け
られた中間端栓５２と、この中間端栓５２の上方に形成
された上部室５８と、中間端栓５２を貫いてペレット室
５７と上部室５８とを連通して設けられたベント管５３
と、上部室５８の下部のところの被覆管５６を貫いて形
成されたベント穴５５とを備えてなる。
よび図４に示すようなＨｅボンド型のダイビングベル型
制御棒が知られている。この制御棒の制御要素は、図３
に示すように、中間端栓５２にベント管５３と呼ばれる
ステンレス細管を取り付け、ペレット５４から発生した
Ｈｅをベント管５３を通してベント穴５５から制御要素
の外に放出する。図４を参照して構造を詳しく述べる
と、被覆管５６の内部に設けられペレット５４を充填す
るペレット室５７と、このペレット室５７の上方に設け
られた中間端栓５２と、この中間端栓５２の上方に形成
された上部室５８と、中間端栓５２を貫いてペレット室
５７と上部室５８とを連通して設けられたベント管５３
と、上部室５８の下部のところの被覆管５６を貫いて形
成されたベント穴５５とを備えてなる。
【０００７】制御要素の外から浸入しようとするナトリ
ウムＮａにかかる外圧と、制御要素内のＨｅガスによる
内圧とが釣り合ったところで、Ｎａの液位Ｂが定まる。
ベント管５３は、その上端開口からＮａがペレット室５
７に浸入しないように、長い寸法に設計される。このＨ
ｅボンド型のダイビングベル型制御棒は、日本国内の高
速炉で既に十分な使用実績があり、高い信頼性を有して
いる。
ウムＮａにかかる外圧と、制御要素内のＨｅガスによる
内圧とが釣り合ったところで、Ｎａの液位Ｂが定まる。
ベント管５３は、その上端開口からＮａがペレット室５
７に浸入しないように、長い寸法に設計される。このＨ
ｅボンド型のダイビングベル型制御棒は、日本国内の高
速炉で既に十分な使用実績があり、高い信頼性を有して
いる。
【０００８】一方、Ｎａボンド型は、ＡＣＭＩに対して
有効である。Ｎａボンド型によると、次のように、温度
緩和による被覆管とペレットとの間のギャップの拡大を
図ることができるからである。Ｂ4Ｃペレットは、反応
時の発熱によって高温となる。前述のＨｅボンド型の場
合、Ｈｅの熱伝達が悪いので、ペレットと被覆管との間
のギャップをあまり大きくすると、ペレットの放熱性が
悪くなり、ペレットに近接する構造材及びペレット中心
の温度があまりに上昇してしまうので、好ましくない。
これに対して、Ｎａボンド型であると、ギャップの熱伝
達が飛躍的に向上し、ペレットの放熱性が向上するの
で、ギャップを大きくとることが可能となる。つまり、
Ｎａボンド型であると、初期のギャップを大きくとるこ
とができるので、ペレットのスエリングによる被覆管へ
の接触を長時間回避でき、制御棒の寿命を向上できる。
有効である。Ｎａボンド型によると、次のように、温度
緩和による被覆管とペレットとの間のギャップの拡大を
図ることができるからである。Ｂ4Ｃペレットは、反応
時の発熱によって高温となる。前述のＨｅボンド型の場
合、Ｈｅの熱伝達が悪いので、ペレットと被覆管との間
のギャップをあまり大きくすると、ペレットの放熱性が
悪くなり、ペレットに近接する構造材及びペレット中心
の温度があまりに上昇してしまうので、好ましくない。
これに対して、Ｎａボンド型であると、ギャップの熱伝
達が飛躍的に向上し、ペレットの放熱性が向上するの
で、ギャップを大きくとることが可能となる。つまり、
Ｎａボンド型であると、初期のギャップを大きくとるこ
とができるので、ペレットのスエリングによる被覆管へ
の接触を長時間回避でき、制御棒の寿命を向上できる。
【０００９】このＮａボンド型の制御棒として、従来、
図５に示すような上下ポーラスプラグ型が代表的なもの
となっている。これは、上部・下部端栓７１，７２にポ
ーラス状のプラグ７３，７３を設け、Ｎａを制御要素の
下部のＮａ入口７４から導入して上部のＮａ出口７５か
ら流出させるように構成されている。この制御棒は、Ｎ
ａ出口７５からＨｅガスが放出される。
図５に示すような上下ポーラスプラグ型が代表的なもの
となっている。これは、上部・下部端栓７１，７２にポ
ーラス状のプラグ７３，７３を設け、Ｎａを制御要素の
下部のＮａ入口７４から導入して上部のＮａ出口７５か
ら流出させるように構成されている。この制御棒は、Ｎ
ａ出口７５からＨｅガスが放出される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３お
よび図４に示した制御棒は、Ｈｅボンド型なので、ペレ
ットと被覆管との間の初期ギャップが十分とれず、Ｎａ
ボンド型と比較して低燃焼度でＡＣＭＩが発生してしま
うという問題がある。また、図５に示した上下ポーラス
プラグ型のＮａボンド型制御棒は、Ｂ4Ｃペレットの割
れに伴って発生した粉末が制御要素の下部のＮａ入口７
４から一次冷却系に流出することが懸念される。
よび図４に示した制御棒は、Ｈｅボンド型なので、ペレ
ットと被覆管との間の初期ギャップが十分とれず、Ｎａ
ボンド型と比較して低燃焼度でＡＣＭＩが発生してしま
うという問題がある。また、図５に示した上下ポーラス
プラグ型のＮａボンド型制御棒は、Ｂ4Ｃペレットの割
れに伴って発生した粉末が制御要素の下部のＮａ入口７
４から一次冷却系に流出することが懸念される。
【００１１】本発明の目的は、高い信頼性を有するダイ
ビングベルＨｅボンド型制御棒について大幅な構造変更
なしにＮａボンド化を図ることによって、長寿命で且つ
経済性に優れたものとし、また上部から冷却材Ｎａを充
填することによって下部からのＢ4Ｃ粉末の流出を防止
したＮａ流入孔付ダイビングベル型制御棒を提供するこ
とにある。
ビングベルＨｅボンド型制御棒について大幅な構造変更
なしにＮａボンド化を図ることによって、長寿命で且つ
経済性に優れたものとし、また上部から冷却材Ｎａを充
填することによって下部からのＢ4Ｃ粉末の流出を防止
したＮａ流入孔付ダイビングベル型制御棒を提供するこ
とにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明は、ナトリウムからなる冷却材の中に縦向き
に浸漬される被覆管と、該被覆管の中に設けられた炭化
硼素ペレットを装填するペレット室と、該ペレット室の
上方に設けられた中間端栓と、該中間端栓の上方に形成
された上部室と、前記中間端栓を貫いてペレット室と上
部室とを連通して中間端栓の上端面より上方の位置まで
延びるように設けられたベント管と、前記上部室のとこ
ろの被覆管の側壁に穿孔して形成されたベント穴とを備
えた制御要素を有するダイビングベル型制御棒におい
て、前記ベント穴が上部室のところの被覆管の側壁に穿
孔して形成された上部ベント穴及び下部ベント穴の二段
からなり、前記中間端栓の上面に開口してＮａ流入孔が
設けられ、該Ｎａ流入孔の上端面は前記ベント管の上端
面よりも下方に位置しており、該Ｎａ流入孔から中間端
栓を貫いてベント管の下端面より下方の位置まで延びる
Ｎａ導入管が設けられていることにある。
め、本発明は、ナトリウムからなる冷却材の中に縦向き
に浸漬される被覆管と、該被覆管の中に設けられた炭化
硼素ペレットを装填するペレット室と、該ペレット室の
上方に設けられた中間端栓と、該中間端栓の上方に形成
された上部室と、前記中間端栓を貫いてペレット室と上
部室とを連通して中間端栓の上端面より上方の位置まで
延びるように設けられたベント管と、前記上部室のとこ
ろの被覆管の側壁に穿孔して形成されたベント穴とを備
えた制御要素を有するダイビングベル型制御棒におい
て、前記ベント穴が上部室のところの被覆管の側壁に穿
孔して形成された上部ベント穴及び下部ベント穴の二段
からなり、前記中間端栓の上面に開口してＮａ流入孔が
設けられ、該Ｎａ流入孔の上端面は前記ベント管の上端
面よりも下方に位置しており、該Ｎａ流入孔から中間端
栓を貫いてベント管の下端面より下方の位置まで延びる
Ｎａ導入管が設けられていることにある。
【００１３】
【作用】本発明のＮａ流入孔付ダイビングベル型制御棒
によると、下部ベント穴から冷却材Ｎａが上部室の中に
流入し、他方、上部ベント穴から製作時に封入されてい
た上部室の中のＨｅガスが制御要素の外に放出される。
によると、下部ベント穴から冷却材Ｎａが上部室の中に
流入し、他方、上部ベント穴から製作時に封入されてい
た上部室の中のＨｅガスが制御要素の外に放出される。
【００１４】次いで、上部室のＮａは、上部ベント穴と
下部ベント穴との間の差圧によって、Ｎａ流入孔および
Ｎａ導入管を通ってペレット室内に充填される。このと
き、製作時に封入されていたペレット室内のＨｅガス
は、ベント管を通じて上部ベント穴から放出される。ま
た、Ｎａ導入管の下端がベント管の下端面より下方に位
置しているので、使用中にＢ4Ｃペレットから生成され
るヘリウムは、Ｎａ導入管に浸入することなく、ベント
管→上部ベント穴の経路で放出される。
下部ベント穴との間の差圧によって、Ｎａ流入孔および
Ｎａ導入管を通ってペレット室内に充填される。このと
き、製作時に封入されていたペレット室内のＨｅガス
は、ベント管を通じて上部ベント穴から放出される。ま
た、Ｎａ導入管の下端がベント管の下端面より下方に位
置しているので、使用中にＢ4Ｃペレットから生成され
るヘリウムは、Ｎａ導入管に浸入することなく、ベント
管→上部ベント穴の経路で放出される。
【００１５】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図１を参照して説
明する。
明する。
【００１６】図１に本発明のＮａ流入孔付ダイビングベ
ル型制御棒の一実施例の制御要素が示されている。この
制御要素は、冷却材である液体ナトリウムＮａの中に浸
漬される被覆管１と、この被覆管１の中に形成され炭化
硼素Ｂ４Ｃのペレット２を充填するペレット室３と、こ
のペレット室３の上方に設けられた中間端栓４と、この
中間端栓４の上方に形成された上部室５と、中間端栓４
を貫いてペレット室２と上部室５とを連通して中間端栓
４の上端面より上方の位置まで延びるように設けられた
ベント管６と、上部室５のところの被覆管１の側壁に穿
孔して形成された上部ベント穴７および下部ベント穴８
と、中間端栓４の上面に開口して設けられたＮａ流入孔
９と、該Ｎａ流入孔９の上端面は前記ベント管６の上端
面よりも下方に位置しており、このＮａ流入孔９から中
間端栓４を貫いてペレット室３の中に延びて設けられた
Ｎａ導入管１０とを備えてなる。
ル型制御棒の一実施例の制御要素が示されている。この
制御要素は、冷却材である液体ナトリウムＮａの中に浸
漬される被覆管１と、この被覆管１の中に形成され炭化
硼素Ｂ４Ｃのペレット２を充填するペレット室３と、こ
のペレット室３の上方に設けられた中間端栓４と、この
中間端栓４の上方に形成された上部室５と、中間端栓４
を貫いてペレット室２と上部室５とを連通して中間端栓
４の上端面より上方の位置まで延びるように設けられた
ベント管６と、上部室５のところの被覆管１の側壁に穿
孔して形成された上部ベント穴７および下部ベント穴８
と、中間端栓４の上面に開口して設けられたＮａ流入孔
９と、該Ｎａ流入孔９の上端面は前記ベント管６の上端
面よりも下方に位置しており、このＮａ流入孔９から中
間端栓４を貫いてペレット室３の中に延びて設けられた
Ｎａ導入管１０とを備えてなる。
【００１７】ここで、この制御要素は、高速炉の一次冷
却系のＮａの中に図示するような縦向きに浸漬されて設
置される。
却系のＮａの中に図示するような縦向きに浸漬されて設
置される。
【００１８】また、ペレット室と中間端栓と上部室とベ
ント管とベント穴とを備えている点は、従来のＨｅボン
ド型のダイビングベル型制御棒の構造と同様である。こ
れに対して、本発明は、ベント穴として上下二段に形成
された上部ベント穴７および下部ベント穴８と、中間端
栓４の上面に開口したＮａ流入孔９と、Ｎａ流入孔９か
ら中間端栓４を貫いてペレット室３の中に延びるＮａ導
入管１０とを付加して構成されている。このような簡単
な構成を付加するだけで、Ｎａボンド型としている。Ｎ
ａボンド型にした結果、被覆管１とペレット２との間の
ギャップを拡大できるので、機械的相互作用（ＡＣＭ
Ｉ）を長時間回避でき、制御棒の寿命を向上できること
になった。
ント管とベント穴とを備えている点は、従来のＨｅボン
ド型のダイビングベル型制御棒の構造と同様である。こ
れに対して、本発明は、ベント穴として上下二段に形成
された上部ベント穴７および下部ベント穴８と、中間端
栓４の上面に開口したＮａ流入孔９と、Ｎａ流入孔９か
ら中間端栓４を貫いてペレット室３の中に延びるＮａ導
入管１０とを付加して構成されている。このような簡単
な構成を付加するだけで、Ｎａボンド型としている。Ｎ
ａボンド型にした結果、被覆管１とペレット２との間の
ギャップを拡大できるので、機械的相互作用（ＡＣＭ
Ｉ）を長時間回避でき、制御棒の寿命を向上できること
になった。
【００１９】また、上下二段にベント穴７，８を設けた
理由は、上部ベント穴７からＨｅガスを外部に逃がす一
方、下部ベント穴８からＮａが流入できるようにするた
めである。仮に上下一方だけであると、Ｈｅガスによる
内圧によってペレット室３内へのＮａの流入が制限され
てしまう。
理由は、上部ベント穴７からＨｅガスを外部に逃がす一
方、下部ベント穴８からＮａが流入できるようにするた
めである。仮に上下一方だけであると、Ｈｅガスによる
内圧によってペレット室３内へのＮａの流入が制限され
てしまう。
【００２０】また、Ｎａ流入孔９およびＮａ導入管１０
は、上部室５の中のＮａをペレット室３内に流下させる
ためのものである。
は、上部室５の中のＮａをペレット室３内に流下させる
ためのものである。
【００２１】Ｎａ導入管１０は、下端がベント管６の下
端面６Ａより下方に延びて形成されている。その理由
は、使用中にペレット２から生成されたＨｅガスが、中
間端栓４の下端面４Ａからベント管６に導入されるけれ
ども、Ｎａ導入管１０には浸入しないようにするためで
ある。
端面６Ａより下方に延びて形成されている。その理由
は、使用中にペレット２から生成されたＨｅガスが、中
間端栓４の下端面４Ａからベント管６に導入されるけれ
ども、Ｎａ導入管１０には浸入しないようにするためで
ある。
【００２２】要するに、Ｎａ充填経路は、制御要素外Ｎ
ａ→下部ベント穴８→上部室５→Ｎａ流入孔９→Ｎａ導
入管１０→ペレット室３→ベント管６となっている。一
方、使用中のＨｅ放出経路は、ペレット室３→ベント管
６→上部室５→Ｈｅ空間１２→上部ベント穴７→制御要
素外Ｎａとなっている（図１において矢印で示した）。
このように、本発明は、Ｎａ充填経路とＨｅ放出経路と
がそれぞれ独立している。したがって、一つの経路にて
Ｎａ充填とＨｅ放出経路との両方が行われる場合に比べ
て、制御要素内のＮａ中に溶出したＢ4Ｃを制御要素内
部に保持することができ、制御要素外への流出を防止で
きる。
ａ→下部ベント穴８→上部室５→Ｎａ流入孔９→Ｎａ導
入管１０→ペレット室３→ベント管６となっている。一
方、使用中のＨｅ放出経路は、ペレット室３→ベント管
６→上部室５→Ｈｅ空間１２→上部ベント穴７→制御要
素外Ｎａとなっている（図１において矢印で示した）。
このように、本発明は、Ｎａ充填経路とＨｅ放出経路と
がそれぞれ独立している。したがって、一つの経路にて
Ｎａ充填とＨｅ放出経路との両方が行われる場合に比べ
て、制御要素内のＮａ中に溶出したＢ4Ｃを制御要素内
部に保持することができ、制御要素外への流出を防止で
きる。
【００２３】また、Ｎａ充填経路が上部から内部に流れ
るように形成され、制御要素の下部に開口がないので、
Ｂ4Ｃ粉末が制御要素の外に流出することが防止され
る。
るように形成され、制御要素の下部に開口がないので、
Ｂ4Ｃ粉末が制御要素の外に流出することが防止され
る。
【００２４】本発明は、ナトリウム充填機能を持たせる
ものであるので、長いベント管によってＮａのペレット
室侵入防止を図るＨｅボンド型ダイビングベル制御棒に
比べて、ベント管６を大幅に短縮できる（図１のベント
管６と図４のベント管５３を比較）。
ものであるので、長いベント管によってＮａのペレット
室侵入防止を図るＨｅボンド型ダイビングベル制御棒に
比べて、ベント管６を大幅に短縮できる（図１のベント
管６と図４のベント管５３を比較）。
【００２５】符号１１は上部端栓、符号１２はＨｅ空間
を示している。制御棒は、この図１に示された制御要素
が複数本束ねられて構成される。
を示している。制御棒は、この図１に示された制御要素
が複数本束ねられて構成される。
【００２６】以上のように構成された制御要素を有する
Ｎａ流入孔付ダイビングベル型制御棒によると、次のよ
うにＮａが充填され、Ｈｅが放出される。
Ｎａ流入孔付ダイビングベル型制御棒によると、次のよ
うにＮａが充填され、Ｈｅが放出される。
【００２７】製作時には、制御要素は、上部・下部ベン
ト穴７，８がハンダシール（図示略）によって閉塞さ
れ、内部にＨｅを封入している。この制御要素を高速炉
の冷却材であるＮａの中に装荷すると、Ｎａの熱でハン
ダシールが溶けて、下部ベント穴８から冷却材Ｎａが上
部室５の中に流入し、他方、上部ベント穴７から製作時
に封入されていた上部室５の中のＨｅガスが制御要素の
外に放出される。そして、上部室５にＮａが流入する。
ト穴７，８がハンダシール（図示略）によって閉塞さ
れ、内部にＨｅを封入している。この制御要素を高速炉
の冷却材であるＮａの中に装荷すると、Ｎａの熱でハン
ダシールが溶けて、下部ベント穴８から冷却材Ｎａが上
部室５の中に流入し、他方、上部ベント穴７から製作時
に封入されていた上部室５の中のＨｅガスが制御要素の
外に放出される。そして、上部室５にＮａが流入する。
【００２８】次いで、この上部室５の中のＮａは、上部
ベント穴７と下部ベント穴８との間の差圧によって、Ｎ
ａ流入孔９からＮａ導入管１０を通ってペレット室３内
に流下する。
ベント穴７と下部ベント穴８との間の差圧によって、Ｎ
ａ流入孔９からＮａ導入管１０を通ってペレット室３内
に流下する。
【００２９】次いで、ペレット室３の中のＮａは、ベン
ト管６の中を上昇し、ベント管６外側の上部室５内の液
面まで上昇する。上部室５とベント管６のＮａは、Ａレ
ベルの自由液面となる。
ト管６の中を上昇し、ベント管６外側の上部室５内の液
面まで上昇する。上部室５とベント管６のＮａは、Ａレ
ベルの自由液面となる。
【００３０】このようなＮａの流入に伴って、製作時に
被覆管１の中に封入されていたＨｅの多くは、ペレット
室３→ベント管６→Ｈｅ空間１２→上部ベント穴７の経
路にて制御要素の外に放出される。
被覆管１の中に封入されていたＨｅの多くは、ペレット
室３→ベント管６→Ｈｅ空間１２→上部ベント穴７の経
路にて制御要素の外に放出される。
【００３１】このように、制御要素の内部、つまり上部
室５と、ペレット室３と、ベント管６と、ペレット２と
被覆管１との間のギャップとは、Ｎａによって充填され
る。
室５と、ペレット室３と、ベント管６と、ペレット２と
被覆管１との間のギャップとは、Ｎａによって充填され
る。
【００３２】使用中にＢ4Ｃペレット２から生成された
Ｈｅガスは、中間端栓４の下端面４Ａからベント管６に
侵入し、さらに上部ベント穴７から制御要素の外に放出
される。Ｎａ導入管１０の下端がベント管６の下端面６
Ａより下方に延びているので、ＨｅガスがＮａ導入管１
０にはほとんど侵入しない。
Ｈｅガスは、中間端栓４の下端面４Ａからベント管６に
侵入し、さらに上部ベント穴７から制御要素の外に放出
される。Ｎａ導入管１０の下端がベント管６の下端面６
Ａより下方に延びているので、ＨｅガスがＮａ導入管１
０にはほとんど侵入しない。
【００３３】
【発明の効果】以上説明した本発明のＮａ流入孔付ダイ
ビングベル型制御棒によると、上部ベント穴と下部ベン
ト穴とからナトリウムが上部室の中に流入し、次いで上
部室のナトリウムがＮａ流入孔およびＮａ導入管を通っ
てペレット室に流下し、次いでベント管を上昇し、内部
にナトリウムが充填される。このナトリウム充填時に、
被覆管の中に封入されていたヘリウムガスは、ベント管
を通じて上部ベント穴から外に放出される。使用中にＢ
4Ｃペレットから生成されたヘリウムガスは、Ｎａ導入
管がベント管の下端面より下方に延びているので、Ｎａ
導入管には浸入せず、ベント管と上部ベント穴を通って
外に放出される。したがって、次のような効果を奏す
る。
ビングベル型制御棒によると、上部ベント穴と下部ベン
ト穴とからナトリウムが上部室の中に流入し、次いで上
部室のナトリウムがＮａ流入孔およびＮａ導入管を通っ
てペレット室に流下し、次いでベント管を上昇し、内部
にナトリウムが充填される。このナトリウム充填時に、
被覆管の中に封入されていたヘリウムガスは、ベント管
を通じて上部ベント穴から外に放出される。使用中にＢ
4Ｃペレットから生成されたヘリウムガスは、Ｎａ導入
管がベント管の下端面より下方に延びているので、Ｎａ
導入管には浸入せず、ベント管と上部ベント穴を通って
外に放出される。したがって、次のような効果を奏す
る。
【００３４】Ｎａ充填機能を持たせてＮａボンド化した
ので、ＡＭＣＩの発生時期を遅らせ、飛躍的な寿命延長
を実現できる。しかも、使用実績があり安全上高い信頼
性を有しているＨｅボンド型のダイビングベル制御棒に
ついて、大幅な構造変更なしにＮａ充填機能を持たせる
ことができたので、製造コストが低く、安全上高い信頼
性を有する。
ので、ＡＭＣＩの発生時期を遅らせ、飛躍的な寿命延長
を実現できる。しかも、使用実績があり安全上高い信頼
性を有しているＨｅボンド型のダイビングベル制御棒に
ついて、大幅な構造変更なしにＮａ充填機能を持たせる
ことができたので、製造コストが低く、安全上高い信頼
性を有する。
【００３５】また、炉内装荷時、制御要素の上部に設け
られた上・下部ベント穴からナトリウムを流入させて充
填するので、炭化硼素の粉末が下部から冷却系に流出す
ることを防止できる。Ｎａ導入管を通じてナトリウムを
充填する一方、ベント管を通じてヘリウムを放出し、ナ
トリウム充填経路とヘリウム放出経路とをそれぞれ独立
させたので、内部のナトリウムに溶出した炭化硼素の粉
末を制御要素内に保持できる。
られた上・下部ベント穴からナトリウムを流入させて充
填するので、炭化硼素の粉末が下部から冷却系に流出す
ることを防止できる。Ｎａ導入管を通じてナトリウムを
充填する一方、ベント管を通じてヘリウムを放出し、ナ
トリウム充填経路とヘリウム放出経路とをそれぞれ独立
させたので、内部のナトリウムに溶出した炭化硼素の粉
末を制御要素内に保持できる。
【００３６】さらに、Ｈｅボンド型のダイビングベル制
御棒では、ベント管の長さを長くしてナトリウムがペレ
ット室に侵入することを防止しているのに対して、本発
明は、ナトリウム充填機能を持たせるものであるので、
ベント管を大幅に短縮でき、もって制御棒の全長の短縮
化を実現できる。
御棒では、ベント管の長さを長くしてナトリウムがペレ
ット室に侵入することを防止しているのに対して、本発
明は、ナトリウム充填機能を持たせるものであるので、
ベント管を大幅に短縮でき、もって制御棒の全長の短縮
化を実現できる。
【図１】本発明のＮａ流入孔付ダイビングベル型制御棒
の一実施例の制御要素の要部を示す拡大縦断面図であ
る。
の一実施例の制御要素の要部を示す拡大縦断面図であ
る。
【図２】制御棒の一般例を示す正面図である。
【図３】従来例であるＨｅボンド型のダイビングベル制
御棒の制御要素の全体を示す縦断面図である。
御棒の制御要素の全体を示す縦断面図である。
【図４】図３の制御要素の一部を拡大した縦断面図であ
る。
る。
【図５】他の従来例であるＮａボンド型のポーラスプラ
グ上下ダブルベント型制御棒の制御要素の縦断面図であ
る。
グ上下ダブルベント型制御棒の制御要素の縦断面図であ
る。
１ 被覆管 ２ ペレット ３ ペレット室 ４ 中間端栓 ５ 上部室 ６ ベント管 ６Ａ ベント管の下端面 ７ 上部ベント穴 ８ 下部ベント穴 ９ Ｎａ流入孔 １０ Ｎａ導入管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−320992（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G21C 7/10
Claims (1)
- 【請求項１】 ナトリウムからなる冷却材の中に縦向き
に浸漬される被覆管と、該被覆管の中に設けられた炭化
硼素ペレットを装填するペレット室と、該ペレット室の
上方に設けられた中間端栓と、該中間端栓の上方に形成
された上部室と、前記中間端栓を貫いてペレット室と上
部室とを連通して中間端栓の上端面より上方の位置まで
延びるように設けられたベント管と、前記上部室のとこ
ろの被覆管の側壁に穿孔して形成されたベント穴とを備
えた制御要素を有するダイビングベル型制御棒におい
て、前記ベント穴が上部室のところの被覆管の側壁に穿
孔して形成された上部ベント穴及び下部ベント穴の二段
からなり、前記中間端栓の上面に開口してＮａ流入孔が
設けられ、該Ｎａ流入孔の上端面は前記ベント管の上端
面よりも下方に位置しており、該Ｎａ流入孔から中間端
栓を貫いてベント管の下端面より下方の位置まで延びる
Ｎａ導入管が設けられていることを特徴とするＮａ流入
孔付ダイビングベル型制御棒。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07140065A JP3077100B2 (ja) | 1995-05-16 | 1995-05-16 | Ｎａ流入孔付ダイビングベル型制御棒 |
| RU96109206A RU2119198C1 (ru) | 1995-05-16 | 1996-05-15 | Стержень управления типа водолазного колокола с отверстием для протока натрия |
| DE69600708T DE69600708T2 (de) | 1995-05-16 | 1996-05-15 | Mit Natrium-Einlassöffnung versehener Steuerstab für einen Schnellneutron-Kernreaktor |
| US08/647,761 US5629965A (en) | 1995-05-16 | 1996-05-15 | Diving bell type control rod equipped with sodium inflow port |
| EP96303459A EP0743651B1 (en) | 1995-05-16 | 1996-05-15 | Diving bell type control rod equipped with sodium inflow port |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07140065A JP3077100B2 (ja) | 1995-05-16 | 1995-05-16 | Ｎａ流入孔付ダイビングベル型制御棒 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08313670A JPH08313670A (ja) | 1996-11-29 |
| JP3077100B2 true JP3077100B2 (ja) | 2000-08-14 |
Family
ID=15260168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07140065A Expired - Fee Related JP3077100B2 (ja) | 1995-05-16 | 1995-05-16 | Ｎａ流入孔付ダイビングベル型制御棒 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5629965A (ja) |
| EP (1) | EP0743651B1 (ja) |
| JP (1) | JP3077100B2 (ja) |
| DE (1) | DE69600708T2 (ja) |
| RU (1) | RU2119198C1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| US6280176B1 (en) * | 1999-07-08 | 2001-08-28 | Wheeler Boyce Co. | Vent tube system |
| US7139352B2 (en) * | 1999-12-28 | 2006-11-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Reactivity control rod for core |
| FR3008222B1 (fr) * | 2013-07-08 | 2015-07-31 | Commissariat Energie Atomique | Procede de traitement d'une aiguille absorbante contenant du carbure de bore contamine et du sodium. |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2049009A1 (ja) * | 1969-03-07 | 1971-03-26 | Commissariat Energie Atomique | |
| US3892626A (en) * | 1970-12-12 | 1975-07-01 | Hitachi Ltd | Vented nuclear fuel element |
| US3948628A (en) * | 1972-10-11 | 1976-04-06 | Mcdonnell Douglas Corporation | Vent assembly including an air lock |
| US3876403A (en) * | 1972-10-11 | 1975-04-08 | Mc Donnell Douglas Corp | Vent assembly |
| JPS5310237B2 (ja) * | 1973-02-21 | 1978-04-12 | ||
| JPS6468589A (en) * | 1987-09-04 | 1989-03-14 | Yokogawa Electric Corp | Basis weight profile control apparatus |
| JP2708237B2 (ja) * | 1989-08-10 | 1998-02-04 | 株式会社東芝 | 中性子吸収要素 |
-
1995
- 1995-05-16 JP JP07140065A patent/JP3077100B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-05-15 US US08/647,761 patent/US5629965A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-05-15 EP EP96303459A patent/EP0743651B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-05-15 RU RU96109206A patent/RU2119198C1/ru not_active IP Right Cessation
- 1996-05-15 DE DE69600708T patent/DE69600708T2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69600708D1 (de) | 1998-11-05 |
| RU2119198C1 (ru) | 1998-09-20 |
| JPH08313670A (ja) | 1996-11-29 |
| US5629965A (en) | 1997-05-13 |
| EP0743651A1 (en) | 1996-11-20 |
| DE69600708T2 (de) | 1999-05-20 |
| EP0743651B1 (en) | 1998-09-30 |
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