JP5324318B2

JP5324318B2 - 制御棒

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Publication number: JP5324318B2
Application number: JP2009125212A
Authority: JP
Inventors: 聡青池; 範夫川島; 克雅宮崎; 博文大泉
Original assignee: Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Current assignee: Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Priority date: 2009-05-25
Filing date: 2009-05-25
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2029-05-25
Also published as: JP2010271265A

Description

本発明は、制御棒に係り、特に、沸騰水型原子炉に適用するのに好適な制御棒に関する。

沸騰水型原子力発電プラントでは、核分裂性物質であるウラン２３５を含む核燃料物質（例えば、ＵＯ_２）で製造した複数の燃料ペレットを充填する複数の燃料集合体を、原子炉圧力容器内に配置された炉心に装荷している。沸騰水型原子力発電プラントの運転中、燃料集合体内に供給される冷却水がウラン２３５の核分裂で生じる熱によって加熱され、この冷却水の一部が蒸気になる。この蒸気は、原子炉からタービンに供給され、タービンを回転させる。タービンに連結された発電機も回転され、発電が行われる。

炉心内では、ウラン２３５の核分裂によって新たに生じた中性子は、別のウラン２３５の核分裂を引き起こす。制御棒は、炉心内に挿入されており、発生した中性子の一部を吸収して炉心内における核分裂反応を制御する。この制御棒によって、原子炉出力を制御することができる。

沸騰水型原子炉に設けられる制御棒は、横断面形状が十字形をしており、軸心から四方に伸びる４枚のブレードを有する。中性子吸収材（例えば、炭化ホウ素（Ｂ_４Ｃ）、ハフニウム（Ｈｆ））が各ブレード内に配置されている。制御棒の各ブレードは、炉心内に装荷された燃料集合体の間に配置される。

制御棒は、軸心にタイロッドを配置し、タイロッドの上端部にハンドルを、タイロッドの下端部に落下速度リミッタをそれぞれ溶接にて取り付けている。各ブレードは、タイロッドに取り付けられた横断面がＵ字状のシース、及びこのシース内に配置されて、中性子吸収材であるＢ_４Ｃを充填した複数の中性子吸収棒を有している（特開２００２−２５７９６８号公報参照）。Ｂ_４Ｃを充填した中性子吸収棒の替りにハフニウムをシース内に配置した制御棒も、知られている（特開平８−１０５９８９号公報参照）。

Ｂ_４Ｃ、すなわち、ボロンは中性子を吸収したときにヘリウムガスを発生し、このヘリウムガスは中性子吸収棒内に蓄えられる。沸騰水型原子力発電プラントでは、制御棒が、寿命になるまで、複数の運転サイクルに亘って使用される。この制御棒の使用期間中において、中性子吸収棒の内圧がヘリウムガスの蓄積によって上昇する。中性子吸収棒の内圧上昇は制御棒の機械的寿命に影響を与えるために、中性子吸収棒の内圧を抑制する対策が検討されている。

制御棒では、中性子吸収材の中性子吸収量が、各ブレードの上部及び横断面における先端部で多くなる。このため、ブレードに配置された各中性子吸収棒の内圧は、中性子吸収棒が配置された位置によって異なっている。このような中性子吸収棒の内圧の違いを考慮し、特開昭６３−８５３９６号公報に記載された制御棒では、ブレード内に配置された各中性子吸収棒内の空間を、連通部材を用いて接続している。ブレード内の各中性子吸収棒内の圧力が均一化され、ブレードの先端部に位置する中性子吸収棒の内圧上昇が抑制される。

制御棒内にガス溜め室を新たに形成し、ブレード内のＢ_４Ｃ充填領域の圧力上昇を抑制する制御棒が提案されている（特開昭５９−７９１８２号公報及び特開昭６１−４７５８４号公報参照）。特開昭５９−７９１８２号公報に記載された制御棒では、ブレードの上端部でその内部（第３図参照）に、さらに、タイロッドの位置（第４図参照）にヘリウムガスを溜めるガス溜め室を形成している。特開昭６１−４７５８４号公報に記載された制御棒では、ヘリウムガスを溜めるガス溜め室を制御棒の軸心に形成している。それぞれのガス溜め室は、ブレード内に配置された各中性子吸収棒またはブレード内に形成されたＢ_４Ｃ充填領域に連絡されている。

シースを使用しないで金属板によりブレードを形成した制御棒が、上記した特開昭６１−４７５８４号公報以外に特表２００２−５３３７３６号公報でも提案されている。これらの制御棒は、金属板内に複数の孔部を形成し、これらの孔部内にＢ_４Ｃを充填している。このタイプの制御棒は、特開２００２−２５７９６８号公報に記載された制御棒のように、シース及び中性子吸収棒を有していないので、シースと中性子吸収棒の間に形成される間隙も存在しない。

特開平１−２５４８９５号公報に記載された制御棒は、横断面が正方形をした複数の管状部材を水平方向に並べて結合してブレードを形成している。各管状部材に形成された中性子吸収材充填孔内には中性子吸収材が充填されている。この制御棒は、軸心にタイロッドを配置して、複数の管状部材を結合した４つのブレードを、タイロッドから四方に伸びるように、タイロッドに取り付けている。タイロッドの上端にはハンドル部材が取り付けられ、タイロッドの下端には下部支持部材を取り付けている。各管状部材はハンドル部材と下部支持部材の間に配置されている。

特開２００２−２５７９６８号公報特開平８−１０５９８９号公報特開昭６３−８５３９６号公報特開昭５９−７９１８２号公報特開昭６１−４７５８４号公報特表２００２−５３３７３６号公報特開平１−２５４８９５号公報

近年、沸騰水型原子炉に用いられている制御棒のシースに微小なひびが生じる事象が報告されている。制御棒の使用環境は、高温水中であって多量の中性子が照射される。特に、制御棒では、シースとシース内の中性子吸収部材との間に形成される間隙内に高温水が流れる。このような使用環境に置かれる制御棒のシースに発生したひびは、照射誘起応力腐食割れ（ＩＡＳＣＣ：ＩｒｒａｄｉａｔｉｏｎＡｓｓｉｓｔｅｄＳｔｒｅｓｓＣｏｒｒｏｓｉｏｎＣｒａｃｋｉｎｇ）による可能性がある。ＩＡＳＣＣの発生要因としては中性子照射、腐食環境及び引張応力の３つが考えられている。これらの要因のうち１つの要因を排除することによって、ＩＡＳＣＣの発生が抑制される。

制御棒では、ヘリウムガスの蓄積に起因した内圧上昇の抑制、及び制御棒構成部材の応力腐食割れの抑制が望まれている。

本発明の目的は、内圧上昇を抑制することができ、且つ構成部材の応力腐食割れを抑制できる制御棒を提供することにある。

上記した目的を達成する本発明の特徴は、ブレード内に形成された複数の中性子吸収材充填領域内に配置された、中性子の吸収によってガスを生成する中性子吸収材と、ブレードの下端部に設置された下部支持部材に設けられたガス溜め室と、各々の中性子吸収材充填領域とガス溜め室とを連絡する連絡通路とを備えたことにある。

各中性子吸収材充填領域内に配置された中性子吸収材の中性子の吸収によって発生したガスは、連絡通路を通って下部支持部材に設けられたガス溜め室内に排出される。このため、各中性子吸収材充填領域内の圧力の上昇が抑制される。すなわち、制御棒の内圧上昇を抑制することができる。

ガス溜め室が下部支持部材に設けられるので、制御棒が炉心に全挿入された状態でも下部支持部材は炉心の下方に位置しており、原子炉の運転中ではガス溜め室は必ず炉心よりも下方に位置する。このため、ガス溜め室を構成する構造部材への中性子照射量が少なくなり、中性子累積照射量も少なくなる。したがって、ガス溜め室を構成する構造部材の応力腐食割れ、特に、照射誘起応力腐食割れ（ＩＡＳＣＣ）を抑制することができる。ガス溜め室を下部支持部材に設けることによって、中性子照射量が多い制御棒の上部における溶接部を低減できるので、制御棒上部での照射誘起応力腐食割れも抑制することができる。

本発明によれば、制御棒の内圧の上昇を抑制することができ、且つ制御棒の構成部材の応力腐食割れを抑制することができる。

本発明の好適な一実施例である実施例１の制御棒の構成図である。本発明の他の実施例である実施例２の制御棒の構成図である。本発明の他の実施例である実施例３の制御棒の構成図である。本発明の他の実施例である実施例４の制御棒の構成図である。本発明の他の実施例である実施例５の制御棒の構成図である。図５のVI−VI断面図である。

本発明の実施例を以下に説明する。

本発明の好適な一実施例である実施例１の制御棒を、図１を用いて説明する。本実施例の制御棒１は、ブレード２、ハンドル１０、下部支持板１１及び落下速度リミッタ１２を備えている。制御棒１の横断面の形状は、十字形をしている。ハンドル１０は２枚のブレード２の上端に設けられている。下部支持板１１はブレード２の下端に取り付けられ、落下速度リミッタ１２は下部支持板１１の下端部に設けられる。本実施例における下部支持部材は、下部支持板１１及び落下速度リミッタ１２を含んでいる。

４枚のブレード２は、制御棒１の軸心から四方に向って伸びている。ブレード２は、ステンレス鋼の板部材３を有し、複数の中性子吸収材充填孔４及び複数の中性子吸収材充填孔５を板部材３内に形成している。複数の開口部９が、制御棒１の軸心側で、制御棒１の軸方向に断続的に形成されている。各ブレード２の板部材３は、制御棒１の軸方向において隣り合う開口部９の相互間で互いに溶接にて接合されている。

中性子吸収材充填孔４及び５のそれぞれは、制御棒１の軸心に対して傾斜しており、制御棒１の軸心側からブレード２の先端部に向って下向きに伸びている。ブレード２において、中性子吸収材充填孔５が形成された領域はハンドル１０の下方に配置され、中性子吸収材充填孔４が形成された領域は中性子吸収材充填孔５が形成された領域の下方に配置される。

中性子吸収材充填孔４及び５は板部材３を貫通していなく、それぞれの両端部が封鎖されている。中性子吸収材である炭化ホウ素７が中性子吸収材充填孔４内に充填され、中性子吸収材であるハフニウム８が中性子吸収材充填孔５内に充填されている。各板部材３内に形成された全ての中性子吸収材充填孔４の、制御棒１の軸心側の端部が、板部材３内でその軸心側に形成された連通孔（連絡通路）１４に接続されている。連通孔１４は、ブレード２の下端に向って伸びており、下部支持板１１内に形成されて制御棒１の軸心と直交する方向に伸びている連通孔（連絡通路）１５に接続される。ハフニウム８は中性子の吸収によってガスを生成しないため、ハフニウム８が充填されている中性子吸収材充填孔５は連通孔１４に接続されていない。

落下速度リミッタ１２では、ローラ１７が周方向の４箇所に設置される。原子炉圧力容器（図示せず）の底部に設置される制御棒駆動機構（図示せず）と着脱可能に連結されるコネクタ１８が、落下速度リミッタ１２の下端部に設けられる。さらに、ガス溜め室１３が落下速度リミッタ１２内に形成されている。下部支持板１１及び落下速度リミッタ１２のそれぞれの内部に形成された連通孔（連絡通路）１６が、連通孔１５とガス溜め室１３を接続している。連通孔１６は制御棒１の軸方向に延びている。

沸騰水型原子炉では、制御棒１が、原子炉圧力容器内の炉心（図示せず）内に配置され、原子炉圧力容器の底部に設けられた制御棒駆動機構にコネクタ１８によって連結される。制御棒１は、沸騰水型原子炉の運転中において、炉心に装荷された４体の燃料集合体間に配置されており、制御棒駆動機構の駆動により、炉心から引き抜かれ、さらには炉心に挿入される。原子炉出力は、制御棒１が炉心から引き抜かれるときに上昇し、制御棒１が炉心に挿入されるときに減少する。各燃料集合体の下端部は、原子炉圧力容器内で炉心の下方に配置された炉心支持板に設けられた複数の燃料支持金具によって支持されている。

炉心に挿入されている制御棒１の中性子吸収材である炭化ホウ素７及びハフニウム８が、燃料集合体に含まれている核燃料物質の核分裂によって発生する中性子を吸収し、原子炉出力を制御する。ハフニウム８は中性子を吸収することによってガスを発生しない。これに対して、炭化ホウ素７は中性子を吸収することによってガス、すなわち、ヘリウムガスを発生する。各中性子吸収材充填孔４内で炭化ホウ素７から発生したヘリウムガスは、連通孔１４，１５及び１６を通ってガス溜め室１３内に導かれる。ガス溜め室１３の形成によって、各中性子吸収材充填孔４内の内圧上昇が抑制されると共に、ガス溜め室３に連通された各中性子吸収材充填孔４内の内圧が均一化される。このため、制御棒１の内圧が低下し、制御棒１の機械的寿命が長くなる。

特開昭５９−７９１８２号公報及び特開昭６１−４７５８４号公報に記載された各制御棒でも、ガス溜め室が形成されている。これらの公知の制御棒では、ガス溜め室が制御棒の上端部または制御棒の軸心に形成されている。いずれの場合でも、ガス溜め室が、制御棒の構造部材を溶接で接合することによって形成され、且つ制御棒の上部に配置されている。沸騰水型原子炉では、制御棒の挿入量調整により出力制御をするため、制御棒の上部は下部に比べて長時間、燃料集合体近傍に位置することになる。このため、制御棒への中性子累積照射量は、制御棒下部に比べて上部の方が多くなる。したがって、特開昭５９−７９１８２号公報及び特開昭６１−４７５８４号公報に記載された各制御棒では、ガス溜め室の形成時に形成された溶接部が、中性子累積照射量が多くなる制御棒の上部に存在するため、ＩＡＳＣＣの感受性が高くなり、ＩＡＳＣＣが発生しやすくなる。

これに対して、本実施例の制御棒１は、ガス溜め室１３を落下速度リミッタ１２内に形成しているので、ＩＡＳＣＣの発生を抑制することができる。落下速度リミッタ１２は、制御棒１が炉心内に全挿入された状態でも燃料支持金具よりも下方に位置しており、炉心内に挿入されることはない。このため、落下速度リミッタ１２における中性子累積照射量は、制御棒１の上部におけるそれよりも極めて少なくなる。ガス溜め室１３はガス溜め室１３の底部を形成する底部材を落下速度リミッタ１２の下端に溶接して形成されるが、落下速度リミッタ１２の中性子累積照射量が極めて少ないので、底部材の溶接部付近でのＩＡＳＣＣの発生確率が非常に小さい。また、ガス溜め室１３が落下速度リミッタ１２内に形成されるので、特開昭５９−７９１８２号公報及び特開昭６１−４７５８４号公報に記載された各制御棒のように、ガス溜め室を形成するための溶接部が制御棒１の上部に形成されない。すなわち、中性子照射量が多くなる制御棒１の上部における溶接部の数を低減することができる。これによっても、中性子累積照射量が多い、制御棒１の上部におけるＩＡＳＣＣの発生確率も小さくなる。したがって、制御棒１において、構成部材の応力腐食割れを抑制することができる。

制御棒１では、板部材３内で、各中性子吸収材充填孔４を制御棒１の軸心からブレード２の先端に向かって下部支持板１１側に傾斜させているので、炭化ホウ素７が中性子の照射によって粉末化しても、この粉末が連通孔１４内に落下することを防ぐことができる。したがって、連通孔１４が粉末によって閉鎖されることを防止できる。連通孔１４が粉末で閉鎖されることによる中性子吸収材充填孔４内の圧力上昇を避けることができる。

本実施例の制御棒１は、内圧上昇を抑制することができ、且つ構成部材の応力腐食割れを抑制できる。

本発明の他の実施例である実施例２の制御棒を、図２を用いて説明する。本実施例の制御棒１Ａは、制御棒１のブレード２をブレード２Ａに替えた構成を有する。制御棒１Ａの他の構成は制御棒１と同じである。

ブレード２Ａは、特開平１−２５４８９５号公報に記載されているように、中性子吸収材充填孔を軸心に形成した複数の管状部材１９を制御棒１Ａの軸心と直交する方向に並べて配置し、隣接した管状部材１９を互いに溶接にて接合して構成される。炭化ホウ素７が管状部材１９に形成された中性子吸収材充填孔内に充填される。２枚のブレード２Ａを構成するそれぞれの管状部材１９の上端部が、ハンドル１２Ａに溶接にて接合されている。残りの２枚のブレード２Ａを構成するそれぞれの管状部材１９の上端部は、上部支持部材２７に取り付けられる。４枚のブレード２Ａの、それぞれの管状部材１９の下端部が、下部支持板１１の上端部に溶接にて接合されている。

ブレード２Ａを板状部材で構成し、炭化ホウ素７を充填する複数の中性子吸収材充填孔を、その板状部材内に形成してもよい。この場合には、２枚のブレード２Ａの各板状部材の上端部がハンドル１２Ａに溶接にて接合され、４枚のブレード２Ａの、それぞれの板状部材の下端部が下部支持板１１の上端部に溶接にて接合される。

落下速度リミッタ１２が下部支持板１１の下端部に設けられている。連通孔（連絡通路）２０が、下部支持板１１の上端部に形成される。連通孔２０は、制御棒１Ａの軸心に直交する方向に伸びており、中性子吸収材充填孔にそれぞれ連絡されている。落下速度リミッタ１２に形成されたガス溜め室１３が、連通孔１６によって連通孔２０に接続されている。本実施例における下部支持部材も、下部支持板１１及び落下速度リミッタ１２を含んでいる。

中性子吸収材充填孔内の炭化ホウ素７が中性子を吸収することによって発生したヘリウムガスは、連通孔２０及び１６を通ってガス溜め室１３内に導かれる。

本実施例の制御棒１Ａは、実施例１の制御棒１で生じる各効果のうち、中性子吸収材充填孔４が傾斜していることによって生じる効果以外の各効果を得ることができる。

本発明の他の実施例である実施例３の制御棒を、図３を用いて説明する。本実施例の制御棒１Ｂは、制御棒１の落下速度リミッタ１２を落下速度リミッタ１２Ａに替えた構成を有する。制御棒１Ｂの他の構成は制御棒１と同じである。

落下速度リミッタ１２Ａは、制御棒１Ｂの軸心から放射状に伸びる８つの仕切り板２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ等を有する。これらの仕切り板は、周方向に４５°間隔に配置されている。仕切り板２１ａ，２１ｃ及び２１ｅ、さらに仕切り板２１ｇ（図示せず）が、横断面が十字形をしている下部支持板１１の下端部に溶接にて接合されている。落下速度リミッタ１２Ａの底部材２５が各仕切り板の下端にそれぞれ溶接されている。１つ置きの仕切り板２１ａ，２１ｃ，２１ｅ及び２１ｇには、制御棒１Ｂの軸方向に伸びる連通孔２２がそれぞれ形成されており、これらの連通孔２２は各仕切り板の両側面に形成された開口部２３に連絡される。仕切り板２１ａ，２１ｃ，２１ｅ及び２１ｇのそれぞれの間に配置された各仕切り板（例えば、仕切り板２１ｂ、２１ｄ、２１ｆ等）には、貫通孔２４がそれぞれ形成される。カバー部材（図示せず）が、底部材２５の上方に配置され、仕切り板２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ等の８つの仕切り板に設けられる。コネクタ１８が底部材２５に設置されている。各仕切り板は底部材２５に溶接にて接合されている。底部材２５の上方に配置されたカバー部材（図示せず）が、各仕切り部材の上端に溶接にて接合されている。カバー部材の下端も底部材２５に溶接にて接合される。本実施例における下部支持部材は、下部支持板１１及び落下速度リミッタ１２Ａを含んでいる。

本実施例では、８つの仕切り板を設けているが、周方向に等間隔に配置された少なくとも４つの仕切り板が設けられていればよい。

ガス溜め室１３Ａが、カバー部材と底部材２５の間で周方向に配置された各仕切り板の相互間に、それぞれ形成される。例えば、１つのガス溜め室１３Ａが、カバー部材と底部材２５の間で且つ仕切り板２１ｃと仕切り板２１ｄの間に形成される。仕切り板２１ａ，２１ｃ，２１ｅ及び２１ｇに形成されたそれぞれの連通孔２２は、１つの仕切り板に接する２つのガス溜め室１３Ａに開口部２３を介して連絡される。各連通孔２２は、下部支持板１１内に形成された連通孔１６に連絡され、さらに、連通孔１５を経て連通孔１４につながっている。連通孔２２が形成された仕切り板間に位置する仕切り板（例えば、仕切り板２１ｄ）に形成された貫通孔２４は、この仕切り板に接する２つのガス溜め室１３Ａを連絡している。

これらのガス溜め室１３Ａの形成を具体的に説明する。仕切り板２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ等の８つの仕切り板の上端が、周方向に所定間隔を置いてカバー部材の下面にそれぞれ溶接される。その後、落下速度リミッタ１２Ａの軸心から半径方向に末広がりになる三角形状をした８枚の底部材２５が、隣り合う仕切り板の間に配置されて、それぞれの仕切り板の下端部に溶接される。各底部材２５の周縁部がカバー部材の周縁部に溶接される。このようにして、開口部２３に連絡されている以外は密封されたガス溜め室１３Ａが形成される。

各中性子吸収材充填孔４内の炭化ホウ素７が中性子を吸収することによって発生したヘリウムガスは、連通孔２０及び１６を通ってガス溜め室１３内に導かれる。

本実施例の制御棒１Ｂも、実施例１の制御棒１で生じる各効果を得ることができる。本実施例は、複数の仕切り板を用いて各ガス溜め室１３Ａを形成しているので、ガス溜め室１３Ａを有する落下速度リミッタ１２Ａの耐圧性が向上する。

本実施例で用いられる落下速度リミッタ１２Ａは、制御棒１Ａの落下速度リミッタ１２として用いてもよい。

本発明の他の実施例である実施例４の制御棒を、図４を用いて説明する。本実施例の制御棒１Ｃは、制御棒１の落下速度リミッタ１２を落下速度リミッタ１２Ｂに替えた構成を有する。制御棒１Ｃの他の構成は制御棒１と同じである。

落下速度リミッタ１２Ｂは、制御棒１Ｃの軸心から放射状に伸びる４つの仕切り板２１ａ，２１ｂ，２１ｃ及び２１ｄを有する。これらの仕切り板は、周方向に９０°間隔に配置されている。仕切り板２１ａ，２１ｂ，２１ｃ及び２１ｄが、横断面が十字形をしている下部支持板１１の下端部に溶接にて接合されている。落下速度リミッタ１２Ｂの底部材２５が仕切り板２１ａ，２１ｂ，２１ｃ及び２１ｄの下端にそれぞれ溶接されている。仕切り板２１ａ，２１ｂ，２１ｃ及び２１ｄには、制御棒１Ｃの軸方向に伸びる連通孔２２がそれぞれ形成されている。コネクタ１８が底部材２５に設置されている。各仕切り板の下端が底部材２５に溶接されている。仕切り板２１ａ，２１ｂ，２１ｃ及び２１ｄは、落下速度リミッタ１２Ｂの半径方向において、複数の溝２８を形成している。これらの溝２８は、各仕切り板の上端から下方に向かって伸びており、落下速度リミッタ１２Ｂの周方向において各仕切り板を貫通している。本実施例における下部支持部材も、下部支持板１１及び落下速度リミッタ１２Ｂを含んでいる。

落下速度リミッタ１２Ｂは、螺旋状に曲げた細管２６を有する。この細管２６が、仕切り板２１ａ，２１ｂ，２１ｃ及び２１ｄに形成されたそれぞれの溝２８内に挿入されており、周方向において各仕切り板を貫通している。溝２８内に挿入された螺旋状の細管２６は、仕切り板２１ａ，２１ｂ，２１ｃ及び２１ｄに溶接により取り付けられる。仕切り板２１ａ，２１ｂ，２１ｃ及び２１ｄには、制御棒１Ｃの軸方向に伸びる連通孔２２がそれぞれ形成される。これらの連通孔２２は、隣り合う溝２８間に配置されており、細管２６に連絡される。連通孔２２の下端部は、各仕切り板内において落下速度リミッタ１２Ｂの半径方向に曲げられている。細管２６は、制御棒１Ｃの軸方向において、複数層、設けてもよい。細管２６と各仕切り板の貫通部との間に隙間を形成しないために、細管２６の仕切り板との貫通部は細管１８の全周に亘って溶接される。

各中性子吸収材充填孔４内の炭化ホウ素７が中性子を吸収することによって発生したヘリウムガスは、連通孔１４，１５，１６及び２２を通って細管２６内の空間、すなわち、ガス溜め室１３内に導かれる。

本実施例の制御棒１Ｃも、実施例１の制御棒１で生じる各効果を得ることができる。本実施例は、細管２６内をガス溜め室として用いているので、実施例３の制御棒１Ｂに比べて溶接箇所が少なくなり、製造が容易になる。

本実施例で用いられる落下速度リミッタ１２Ｂは、制御棒１Ａの落下速度リミッタ１２として用いてもよい。

本発明の他の実施例である実施例５の制御棒を、図５を用いて説明する。本実施例の制御棒１Ｄは、落下速度リミッタ１２を有していなく、制御棒１における下部支持板１１にガス溜め室１３Ｂを設置した構成を有する。制御棒１Ｄの他の構成は制御棒１と同じである。本実施例における下部支持部材は、下部支持板１１である。

ガス溜め室１３Ｂは、横断面が十字形をした下部支持板１１の、制御棒１Ｄの軸心から伸びる４つの側壁間に設けられる（図６参照）。各ガス溜め室１３Ｂは下部支持板１１に形成される各連通孔１６に連絡される。

本実施例の制御棒１Ｃも、実施例１の制御棒１で生じる各効果を得ることができる。

本発明は、沸騰水型原子炉の制御棒に適用することができる。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ…制御棒、２，２Ａ…ブレード、３…板部材、４，５…中性子吸収材充填孔、７…炭化ホウ素、８…ハフニウム、１０…ハンドル、１１…下部支持板、１２…落下速度リミッタ、１３，１３Ａ，１３Ｂ…ガス溜め室、１４，１５，１６，１８，２２…連通孔（連絡通路）、２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ…仕切り板、２４…貫通孔、２５…底部材、２６…細管、２８…溝。

Claims

軸心から四方に伸びる４枚のブレードと、前記ブレードの下端部に設けられた下部支持部材と、前記ブレード内に形成された複数の中性子吸収材充填領域内に配置された、中性子の吸収によってガスを生成する中性子吸収材と、前記下部支持部材に設けられたガス溜め室と、各々の前記中性子吸収材充填領域と前記ガス溜め室とを連絡する連絡通路とを備え、
前記ブレードが板部材で構成されて前記複数の中性子吸収材充填領域が前記板部材内に形成され、
前記ガスを生成する前記中性子吸収材が配置された前記複数の中性子吸収材充填領域が、前記軸心から前記ブレードの先端に向かって前記下部支持部材側に傾斜しており、前記複数の中性子吸収材充填領域の、前記軸心側の端部が前記連絡通路に接続されていることを特徴とする制御棒。
前記ブレードに設けられたハンドルと、前記ガスを生成する中性子吸収材が配置された前記中性子吸収材充填領域と前記ハンドルの間で、前記板部材に形成された他の中性子吸収材充填領域と、前記他の中性子吸収材充填領域内に配置された、前記中性子の吸収によってガスを生成しない他の中性子吸収材とを備えた請求項１に記載の制御棒。
前記中性子の吸収によってガスを生成しない前記他の中性子吸収材が配置された前記他の中性子吸収材充填領域の長さが、前記ガスを生成する中性子吸収材が配置された前記中性子吸収材充填領域よりも長くなっている請求項２に記載の制御棒。
前記ガス溜め室が、前記下部支持部材に設けられる落下速度リミッタに形成される請求項１ないし３のいずれか１項に記載の制御棒。
前記落下速度リミッタが、周方向に間隔を置いて配置された複数の仕切り部材と、これらの仕切り部材に設けられる底部材と、前記底部材の上方に配置されるカバー部材とを有し、
前記連絡通路に接続される前記ガス溜め室が、隣り合う前記仕切り部材の間で前記底部材と前記カバー部材の間に形成される請求項４に記載の制御棒。
前記落下速度リミッタが、周方向に間隔を置いて配置された複数の仕切り部材と、これらの仕切り部材に設けられる底部材と、前記連絡通路に接続され、内部に前記ガス溜め室を形成する管路部材とを備えた請求項４に記載の制御棒。