JP5988982B2 - 制御棒／制御棒駆動機構の連結 - Google Patents

Description

以降は、原子力発電分野、核反応制御分野、制御棒操作分野、及び関連の分野に関する。

既存の原子力発電所では、原子炉炉心が、所望の核分裂連鎖反応をサポートするように選択されたサイズ及び組成の核分裂性物質を備える。反応を減速させるため、中性子吸収媒体が、軽水炉の場合には軽水（Ｈ₂Ｏ）、又は重水炉の場合には重水（Ｄ₂Ｏ）といったように設けられる。炉心内の配列された通路内への中性子吸収材料を備える「制御棒」の差込により反応を制御又は停止させることが更に知られている。差し込まれると、制御棒が中性子を吸収し、連鎖反応を減速又は停止させる。

制御棒は、制御棒駆動機構（ＣＲＤＭ）により操作される。いわゆる「グレイ」制御棒においては、制御棒の差込が連続的に調整可能であり、連続的に調整可能な反応速度の制御が提供される。いわゆる「シャットダウン」制御棒においては、差込が、完全挿入又は完全抜出のいずれかである。通常動作過程では、シャットダウン棒が完全に炉心から後退される。スクラム過程では、シャットダウン棒が急速に完全に差し込まれて急速に連鎖反応を停止させる。制御棒は、グレイ棒及びシャットダウン棒の両機能を果たすようにも設計可能である。そのようなデュアル機能の制御棒の幾つかにおいては、制御棒がスクラム時にＣＲＤＭから脱着可能に構成され、脱着の制御棒が重力の影響の下で炉心内へ降下する。幾つかのシステム、例えば、海軍のシステムにおいては、脱着の制御棒を炉心内へ動かすために液圧又は他の（重力以外の）押込力も提供される。

制御システムを完全にするため、制御棒／ＣＲＤＭ連結器が提供される。既存の連結器が、制御棒が固定される下端を有する連結棒を含む。連結棒の上部が、ＣＲＤＭに動作可能に連結する。グレイ棒機能を提供する既存のＣＲＤＭが、連結棒に一体化又は強固に連結したリードスクリューを駆動するモーターを備え、モーターの動作により、リードスクリュー及び一体又は強固に連結した連結棒が連続の態様で上又は下へ動かされる。シャットダウン機能を提供する既存のＣＲＤＭは、持ち上げられた位置に制御棒を能動的に保持する（すなわち、炉心外へ持ち上げる）ように構成され、スクラム時、能動的な持ち上げ力が取り除かれて制御棒と一体又は連結の連結棒が一緒に炉心に向って落下する（制御棒が実際に炉心内へ進入する）。グレイ／シャットダウンのデュアル機能を提供する既存のＣＲＤＭは、モーター／リードスクリュー構成を含み、モーターとリードスクリューの間の連結が、スクラム過程でリードスクリューを放出するように設計される。例えば、モーターが、通常（グレイ）動作の過程でリードスクリューへ能動的に締め付けられた分離可能なボールナットを介してリードスクリューに連結され、スクラム時に分離し、制御棒、連結棒、及びリードスクリューが一緒にスクラムする（すなわち、炉心に向って一緒に落下する）。

関連出願シリアル番号１２／７２２，６６２、「原子炉のための制御棒駆動機構」、２０１０年３月１２日出願、及び関連出願シリアル番号１２／７２２，６９６、「原子炉のための制御棒駆動機構」、２０１０年３月１２日出願の両方がその全体において本明細書に参照により組み込まれる。これらの出願は、モーターとリードスクリューの間の連結が放出可能ではなく、むしろ、別のラッチがリードスクリューと連結棒の間に設けられてスクラムを実現させる。これらの代替的な構成においては、リードスクリューがスクラムせず、むしろリードスクリューがモーターに係合したままの状態でアンラッチされた連結棒と制御棒が炉心に向って一緒にスクラムする。

ＣＲＤＭは、複合装置であり、また電気的及び／又は液圧により典型的には駆動される。シャットダウン又はデュアルのグレイ／シャットダウン棒においては、ＣＲＤＭを含む制御棒システムが、安全関連装置としても分類され得、この状況により、少なくともＣＲＤＭのシャットダウン機能に厳格な信頼性要求が課される。

コストと全体システム複雑さを低減するため、単一のＣＲＤＭを複数の制御棒に「スパイダー」として知られる追加の連結要素を介して連結することが知られている。そのような場合には単一のＣＲＤＭユニットに連結した全ての制御棒が一緒に移動する。実際には多数のＣＲＤＭユニットが設けられ、それぞれが複数の制御棒に連結され、ある程度の冗長性が確保される。スパイダーにより、連結棒の下端から横に離れるように延在して複数の制御棒の取付のための広い「表面積」が提供される。スパイダーは、スパイダーが連結棒に取付けれる中心の取付点から外側へ延びる金属チューブ又はアームを典型的に有する。スパイダーの幾つかでは、半径方向に延びるチューブの間に追加の保持横材が設けられ得る。スクラム過程でのスパイダーの液圧抵抗を最小化し、また制御棒保持構造が制御棒の上昇又は下降の過程で制御棒に対して接触又はカムできるようにするため、スパイダーを構成する金属チューブ又はアームの径（又は概してサイズ）が実用可能にできるだけ低く確保される。

連結棒とスパイダーを備える連結器は、相対的に軽量な構成であり、材料費と複合ＣＲＤＭ上への積み込み重量を最小化する。強度及び頑丈さ、低コスト、製造性、及び原子炉容器環境への適合性といった様々な理由から連結棒とスパイダーの両方が通常はステンレス鋼部材である。

本開示のある側面において、装置が、中性子吸収材料を含む少なくとも一つの制御棒と、制御棒駆動機構（ＣＲＤＭ）ユニットと、前記少なくとも一つの制御棒のグレイ棒制御及びシャットダウン棒制御の少なくとも一つを提供するように前記制御棒と前記ＣＲＤＭユニットを連結する制御棒／ＣＲＤＭユニット連結器と、を備え、前記制御棒／ＣＲＤＭ連結器が、室温でのステンレス鋼の密度よりも大きい平均密度を有する。

本開示の別の側面において、装置が、原子炉の制御棒アセンブリの連結棒を備える。前記連結棒が、室温で第１密度を有する第１材料を含む中空又は部分的に中空の連結棒筒と、前記中空又は部分的に中空の連結棒筒に配置された充填材を備え、前記充填材が、室温で前記第１密度よりも大きい第２密度の第２材料を含む。

本開示の別の側面において、装置が、原子炉圧力容器と、中性子吸収材料を含む少なくとも一つの移動可能な制御棒、前記少なくとも一つの制御棒の移動を制御するための制御棒駆動機構（ＣＲＤＭ）、及び前記少なくとも一つの制御棒及び前記ＣＲＤＭを動作可能に連結する連結器を含む制御棒アセンブリを備える。前記連結器が、少なくとも一つの連結棒を備え、当該連結棒が、室温で第１密度の第１材料を含む中空又は部分的に中空の連結棒筒、及び前記中空又は部分的に中空の連結棒筒内に配置された充填材を備え、当該充填材が、室温で前記第１密度よりも大きい第２密度の第２材料を含む。

本開示の別の側面において、装置が、原子炉圧力容器と、中性子吸収材料を含む少なくとも一つの移動可能な制御棒、前記少なくとも一つの制御棒の移動を制御するための制御棒駆動機構（ＣＲＤＭ）、及び前記少なくとも一つの制御棒及び前記ＣＲＤＭを動作可能に連結する連結器を含む制御棒アセンブリと、を備える。前記連結器が、室温で第１密度の第１材料を含む第１部分、及び室温で前記第１密度よりも大きい第２密度の第２材料を含む第２部分を含む。

本発明は、様々な構成要素や構成要素の組立、並びに様々なプロセス動作やプロセス動作の順序の態様をとり得る。図面は、好適な実施形態を説明するための目的のみであり、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。

図１は、説明用の制御棒アセンブリ（ＣＲＡ）を含む説明用の原子炉圧力容器の下部分の斜視断面図を概略的に示す。

図２は、図１の説明用のＣＲＡの透視図を概略的に示す。

図３は、ＣＲＡの連結棒の上端が露呈するようにＣＲＤＭユニットが取り除かれた制御棒ガイドフレームの斜視図を概略的に示す。

図４は、図１〜３のＣＲＡの制御棒及び連結棒の斜視図を概略的に示し、取り除かれたこれらの構成要素の図示を閉ざす要素を有する。

図５は、図１〜４のＣＲＡの末端重み付け部材の斜視図を概略的に示す。

図６は、図５の末端重み付け部材の斜視断面図を概略的に示す。

図７は、図５及び６の末端重み付け部材のケーシングの上面図を概略的に示す。

図８は、図１〜３のＣＲＡの制御棒ガイドフレームに設けられた図５〜７の末端重み付け部材のケーシングの上面図を概略的に示す。

図９は、図５〜７の末端重み付け部材の中央通路に収容又は配置されたＪロック雌取付アセンブリの斜視断面図を概略的に示す。

図１０は、連結棒、末端重み付け部材、及びＪロック連結の上部を含む制御棒のアセンブリの斜視図を概略的に示す。

図１１は、連結棒、末端重み付け部材、及びロックされた構成のＪロック連結器の詳細を含む制御棒のアセンブリの斜視断面図を概略的に示す。

制御棒／ＣＲＤＭ連結器アセンブリのパラダイムシフトが本明細書に開示される。既存の制御棒／ＣＲＤＭ連結器アセンブリでは、最小限の重量とスクラム方向に広い側が配向された表面積の軽量の「クモの脚のような（ｓｐｉｄｅｒｙ）」スパイダーにより制御棒が終端される。スパイダーは、スクラム過程の液圧抵抗に寄与する小さな「実在（ａｃｔｕａｌ）」領域ではなく、制御棒の取付のための広い「有効（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ）」領域を提供するように構成される。スパイダーと連結棒の両方がステンレス鋼部材であり、強度及び頑丈さ、低コスト、製造性、及び原子炉容器環境への適合性といった利益がもたらされる。

本明細書に開示の制御棒／ＣＲＤＭ連結器アセンブリが次の観点の一つ又は両方を包含する：（ｉ）末端重み付け部材による従来の軽量スパイダーの置換、及び／又は（ｉｉ）（オプションとして粉末又は粒子状の）タングステン、モリブデン、タンタル等の高密度材料による制御棒／ＣＲＤＭ連結器アセンブリのステンレス鋼の大部分の置換。開示の制御棒／ＣＲＤＭ連結器アセンブリが従来の連結棒／スパイダーアセンブリよりも実質的に重く、これにより、重力影響誘起のスクラムの速度や信頼性が有利に向上される。

開示の末端重み付け部材を採用する制御棒／ＣＲＤＭ連結器アセンブリでは、従来の軽量スパイダーと比べて末端重み付け部材により増加の重量により、末端重み付け部材が、オプションとして、従来のスパイダーと比較して（例えば、追加の重量を提供するため）スクラム方向に垂直（ｂｒｏａｄｓｉｄｅ）の大きい実在の表面積を有することができる。

図１を参照すると、説明用の圧力容器１０の関連部分が、圧力容器１０の底の近くに設けられた炉心形成部１２を含む。炉心形成部１２は、説明例としては、濃縮された酸化ウラン（すなわち、²³⁵Ｕ／²³⁸Ｕ比が高められるように処理されたＵＯ₂）といった放射性物質を含有又は包含する反応性コア（不図示）を包含又は含有する。制御棒駆動機構（ＣＲＤＭ）ユニット１４を概略的に示す。図示のＣＲＤＭ１４が、圧力容器１０内に配置される内部ＣＲＤＭであり、代替的に外部ＣＲＤＭが採用され得る。図１は、図示の例として単一の図示のＣＲＤＭユニット１４を示すが、より一般的には、典型的な多数のＣＲＤＭユニットが設けられ、それぞれが異なる複数の制御棒に連結される（これらの追加のＣＲＤＭユニットが図１では図示されていないが、そのような追加のＣＲＤＭユニットのための空間を示すように圧力容器１０が描かれている。）。

ＣＲＤＭユニット１４の下には制御棒ガイドフレーム１６があり、（図１では不図示の）制御棒／ＣＲＤＭ連結器アセンブリの図示が図１の斜視図により妨げられる。複数の制御棒１８が、ガイドフレーム１６の下に延びる。図１は、制御棒１８が炉心形成部１２内に最大限に挿入されるその完全挿入位置にある制御棒１８を示す。完全挿入位置においては、末端重み付け部材（又は、別の実施形態においては、スパイダー）が、（またここでも図１では視認できない）制御棒ガイドフレーム１６の下側位置２０に位置付けられる。図１で説明の実施形態では、ＣＲＤＭユニット１４と制御棒ガイドフレーム１６がスタンドオフ（支え；ｓｔａｎｄｏｆｆ）２２により離間され、スタンドオフ２２が、ＣＲＤＭユニット１４とガイドフレーム１６各々に連結される両端を有する中空筒を備え、これを介して（図１では不図示の）連結棒が通過する。

図１は、図示の圧力容器１０の下部のみを示す。稼働の原子炉では、図面の開放上端２４が、１以上の上部圧力容器部分に連結され、これは、図示の圧力容器１０の下部と共に、（図示の炉心形成部１２により示される）炉心、制御棒１８、ガイドフレーム１６、及び内部ＣＲＤＭユニット１４を包含する密閉の圧力容積を形成する。別の実施形態では、ＣＲＤＭユニットが、外部の原子炉の圧力容器の上に設けられる。そのような実施形態では、圧力容器の上部の入口を介して連結棒が延在する制御棒／ＣＲＤＭ連結器アセンブリにより外部ＣＲＤＭユニットが制御棒に連結される。

図２を参照すると、ＣＲＤＭユニット１４、制御棒ガイドフレーム１６、中継のスタンドオフ２２、及び制御棒１８を含む制御アセンブリが、原子炉の圧力容器から隔離されて図示される。再び、図２の図面の制御棒ガイドフレーム１６とスタンドオフ２２により制御棒／ＣＲＤＭ連結器アセンブリが隠されている。

図３を参照すると、制御棒ガイドフレーム１６とスタンドオフ２２が再び図示されるが、ＣＲＤＭユニットが除かれており、スタンドオフ２２上を上方へ延びる連結棒３０の上端が露呈される。ＣＲＤＭユニットがグレイ棒機能を有するならば、この図示の連結棒３０の上端がＣＲＤＭユニットに係合し、連結棒３０及び、それ故、取り付けられた（図３で不図示の）制御棒１８をＣＲＤＭユニットで上げ又は下げできる。ＣＲＤＭユニットがシャットダウン棒機能を有するならば、この図示された上端がスクラム過程でＣＲＤＭユニットから脱着可能である。各図１〜４にスクラム時に落下する制御棒が加速する下向き方向のスクラム方向Ｓが図示される。

図４を参照すると、どの閉鎖部材を伴うことなく（例えば、ガイドフレーム、スタンドオフ、又はＣＲＤＭユニットを伴うことなく）、制御棒１８と連結棒３０が図示される。図４の図面においては、図示の末端重み付け部材３２が図示され、連結棒３０の下端への複数の制御棒１８の連結が提供される。従来のスパイダーとは異なり、末端重み付け部材３２がスクラム方向Ｓに沿って実質的に伸長することが分かる。図示の末端重み付け部材３２は、増加された重量を提供する利点を有し、迅速なスクラムを促進する。しかしながら、従来の「クモの脚のような」スパイダーで図示の末端重み付け部材３２を置換することも考えられる。

図５及び６を参照すると、末端重み付け部材３２の斜視図及び側断面斜視図が各々図示される。末端重み付け部材３２は、上部及び下部ケーシングカバープレート４２、４４により封鎖された上及び下端を有する実質的に中空のケーシング４０を含む。４つの上部ケーシングカバープレート４２が図５に図示され、２つの上部ケーシングカバープレート４２が図６の側断面斜視図に図示される。図５の斜視図の傾斜により下部カバープレートが図面から除かれるが、図６の側断面図にて２つの下部カバープレート４４が「端上に」見ることができる。図示の末端重み付け部材３２は、図５に図示された４つの上部ケーシングカバープレート４２と同様に配置された４つの下部ケーシングカバープレート４４を含む。

カバープレートが除かれた中空ケーシング４０の上面図を示す図７が、図示の末端重み付け部材３２の更なる図示を提供する。図７に見られるように、中空ケーシング４０は、スクラム方向Ｓに平行なシリンダー軸を有し、またシリンダー軸に交差する断面にて均一である円筒状である。断面は複雑であり、中央通路５０、及び中央通路５０の周りに９０°間隔で周方向に離間する４つのキャビティー５２を画定する。中空ケーシング４０の断面は、２４個の小さい（つまり、中央通路５０よりも小さい）通路５４も画定し、２４個の小さな通路５４の幾つかのみが図７において明示的に符号付けされている。図７と図５及び６の対比により、各通路５０、５４がケーシング４０を完全に通過し、上部又は下部カバープレート４２、４４により被覆されないことが分かる。

２４個の小さな通路５４についてはじめに説明すると、複数の制御棒１８を固定するための構造がこれらにより提供される。幾つかの実施形態では、２４個の各小さい通路５４が制御棒１８を保持し、複数の制御棒１８が正確に２４個の制御棒から構成される。他の実施形態では、２４個の小さい通路５４の１個以上が空若しくは別の目的のために用いられ、例えば、コア内計測配線の管として用いられ、この場合、複数の制御棒１８が２４個の制御棒よりも少なく構成される。末端重み付け部材３２が単に説明例であるものと更に理解されるべきであり、重み付け部材は、例えば、２４個よりも多く又は少ない制御棒の異なる数を提供する別の断面構成を有し得る。

中央通路５０の周りに９０°間隔で放射状に離間した４個のキャビティー５２について次に説明する。実質的に中空のケーシング４０と上部及び下部カバープレート４２、４４は、他の材料も考えられるが、好適にはステンレス鋼製である。上部及び下部カバープレート４２、４４が、４個のキャビティー５２を封止する。図６の側断面図に示すように、４個のキャビティー５２が重い材料を含有する充填材５６で充填され、ここで、用語「重い材料」が、中空ケーシング４０を構成するステンレス鋼（又は他の材料）よりも高い密度を有する材料を意味する。例えば、充填材５６は、幾つかの説明例として、（オプションとして粉末又は粒子状の）タングステン、劣化ウラン、モリブデン、又はタンタルといった重い材料を含有し得る。説明例としては、ステンレス鋼が約７．５〜８．１グラム／立方センチメートルの密度を有し、他方、タングステンが約１９．２グラム／立方センチメートルの密度を有し、タンタルが約１６．６グラム／立方センチメートルの密度を有する。幾つかの好適な実施形態においては、充填材５６を構成する重い材料が、ケーシング４０を構成する材料の密度の少なくとも２倍の密度を有する。ステンレス鋼を含むケーシング４０の幾つかの好適な実施形態では、充填材５６を構成する重い材料が、好適には、少なくとも１６．２グラム／立方センチメートルの密度を有する。（本明細書で特定の全ての定量的な密度が室温のものである。）

幾つかの実施形態では、充填材５６は、末端重み付け部材３２の構造的な強度又は硬さに寄与しない。従って、充填材５６を構成する重い材料が、その機械的特性の考慮無しに選択可能である。同じ理由のため、充填材５６は、キャビティー５２に適合するサイズ及び形状の固体挿入物の態様であり得、若しくは、充填材５６は、粉末、粒子、又は他の構成であり得る。カバープレート４２、４４がキャビティー５２を封止し、そのために充填材５６を構成の重い材料が圧力容器１０の主要冷媒流に適合しない材料であることも考えられる。代替的に、充填材５６を構成する重い材料が、圧力容器１０の主要冷媒流に適合する材料であるならば、上部カバープレート４２を省略することも考えられ、この場合、キャビティー５２が封止されない。もちろん、充填材５６がキャビティー５２内に強固に保持された固体材料であるならば、上部カバープレート４２と下部カバープレート４４の両方を省略することも考えられる。

図５〜７を引き続き参照し、また図８を更に参照すると、ＣＲＤＭユニット１４の動作により制御棒１８が上げ又は下げられると、末端重み付け部材３２が制御棒ガイドフレーム１６を通過する。スクラム方向Ｓに沿う末端重み付け部材３２の長さに亘り一定の断面の円筒構成によりこのデザイン観点が簡素化される。これに加えて、制御棒ガイドフレーム１６が各制御棒１８に対してカムすべきであり、所望の制御棒の案内が提供される。この帰結として、末端重み付け部材３２の断面が、（図７にて幾つかが符号付けされている）凹み５８を有するように設計される。図８に示すように、これらの凹み５８が、制御棒ガイドフレーム１６の嵌合拡張部６０に嵌合する。図８にも示された間隙Ｇにより、末端重み付け部材３２の外面と制御棒ガイドフレーム１６の隣接面との間に小さい寸法公差が提供される。末端重み付け部材３２の２４個の小さい通路５４を包囲するガイドフレーム１６の２４個の部分的な円形の開口が、制御棒１８に対してカムできるようにサイズされる。完全のため、図８は、末端重み付け部材３２の中央通路５０内に配置された連結棒３０も示す。

図５〜７は、４つのキャビティー５２の空間を設けることにより、これらの４つのキャビティー５２を有せずに達成される実在の断面領域と比較して、末端重み付け部材３２の実在の断面領域（つまり、スクラム方向Ｓに垂直なその領域）が実質的に増加する。幾つかの実施形態では、（カバープレート４２、４４により包囲された領域を含む）スクラム方向Ｓに垂直な断面の「フィルファクター（fill factor）」が、少なくとも５０％であり、図７は、図示の末端重み付け部材のフィルファクターが、実質的に５０％を超えることを実証する。従って、末端重み付け部材３２の設計は、スクラム方向Ｓに垂直な実際の表面積が最小化されるように最適化され、また液圧抵抗を低減するべく実質的に５０％未満のフィルファクターを一般的に有する「クモの脚のような」設計の典型的なスパイダーとは区別される。一般的に、末端重み付け部材３２の重量により獲得されるスクラム力は、４個のキャビティー５２により課されるより広い実際の垂直の表面積の増加した液圧抵抗をオフセットする以上である。

液圧抵抗を克服する追加の重量とスクラム速度の増大が、スクラム方向Ｓの末端重み付け部材３２の伸長により獲得される。この別の方法では、スクラム方向Ｓに垂直に配向した最大寸法に対するスクラム方向Ｓの末端重み付け部材３２の長さの比が、オプションとして１以上であり、またより好適には１．２以上である。図示の末端重み付け部材３２は、典型的なスパイダーのような概して平面的な部材ではなく、むしろ連結棒３０の下端に実質的な末端重量を提供する立体部材である。

図示の末端重み付け部材３２は、（図１に示すように圧力容器１０の底の近くに配置された炉心形成部１２内に収容又は保持される）放射性コアとＣＲＤＭユニット１４の間に重い材料を含む充填材５６を配置するという点で実質的な利益を有する。充填材５６を構成する重い材料は、炉心により生成された放射線を高く吸収することが一般的に予期されている高密度材料である。高い放射線吸収は、説明例として、タングステン、劣化ウラン、モリブデン、又はタンタルといった重い材料の特性である。従って、重い材料を含む充填材５６が放射線遮蔽を提供し、（実施形態に依存し、また様々な程度で）高価で放射線感知のＣＲＤＭユニット１４を保護する。

スクラム方向Ｓの末端重み付け部材３２の伸長が、重量の提供とは無関係であるという追加の利益を有する。スクラム方向Ｓのその伸長により、末端重み付け部材３２に各制御棒１８が固定可能であるより長い長さが提供され、同様に、末端重み付け部材３２に連結棒３０が固定可能であるより長い長さが提供される。これにより良好な機械的結合が提供され、安定化トルクの向上も提供されて制御棒１８が傾斜から阻止される。一般的には、スクラム方向Ｓの末端重み付け部材３２の伸長により、連結棒／末端重み付け部材／制御棒アセンブリの問題となる（又は破壊的な）変形の確率を低減するより強固な機械的構造が提供される。

スクラム方向Ｓの末端重み付け部材３２の伸長の別の利点は、それによりスクラム方向Ｓに末端重み付け部材３２を流線形とすることがオプションにて許容されることである。この変形は図示しないが、（説明例として）狭い下方の断面を有し、かつ広い上方の断面を有するように図５の構成を変更することが考えられ、狭い下方の断面から広い上方の断面に向かって径が増大する円錐面を有することになる。制御棒を固定するための小さい通路５４がスクラム方向Ｓに正確に平行に配向された状態は変わらないだろう（また、従って、最も外側の位置に配置された制御棒には短くなるだろう）。そのような流線形が、（流線形により低減される）液圧抵抗と流線形により生じる重量の低減の間のトレードオフを象徴する。

上述のオプションの流線形に代えて、末端重み付け部材の断面が、液圧抵抗を低減するように別の態様で構成可能である。例えば、小さい通路５４に類似の追加の通路（不図示）を断面が含むことができるが、制御棒又は別のものにより充填されず、スクラム過程で末端重み付け部材の液圧抵抗を低減する流量通路を代わりに提供する。

図示の末端重み付け部材３２は、（末端重み付け部材３２の平均密度を増加してステンレス鋼の平均密度よりも大きな値にする）重い材料を含む充填材５６と（末端重み付け部材３２の全体体積を増加させる）末端重み付け部材３２の伸長の組み合わせにより、所望の重量を提供する。体積と平均密度の積により（重量に同等の）全体質量が算出される。所望の重量を獲得するため、（１）充填材５６のサイズ又は量又は体積、（２）充填材５６を含む重い材料の密度、及び（３）末端重み付け部材３２の伸長の中で様々な設計のトレードオフが可能である。

幾つかの実施形態においては、末端重み付け部材を伸長させること無く、重い材料を含む充填材を活用することで所望の重量を達成することが考えられる。そのような実施形態においては、末端重み付け部材３２は、オプションとして従来の実質的に平坦で「クモの脚のような」スパイダー構成を有し、ここで、筒又はスパイダーの別の連結要素が、部分的又は全体的に中空であり、重い材料を含む充填材を収容するキャビティーを画定する。そのような末端重み付け部材を「重量スパイダー」と考えることができる。

別の実施形態においては、充填材材料を完全に省略し、また代わりに完全に伸長に依存して所望の重量を提供することが考えられる。例えば、４個のキャビティー５２と充填材５６を省略することにより図示の末端重み付け部材３２を修正可能である。この構成においては、ケーシング４０と同じ外周を有する単一の固体ステンレス鋼要素でケーシング４０を代替可能であり、単一の固体ステンレス鋼要素の頂部と底部が、上部及び下部ケーシングカバープレート４２、４４を画定する（若しくは、より正確には代替する）。完全にステンレス鋼から成る伸長された末端重み付け部材３２が十分な重量を提供する場合、重い材料を含む充填材が省略のそのような実施形態が好適に採用される。末端要素の重量が考慮事項ではないが、制御棒及び／又は連結棒３０との連結を確保するより長い長さを提供する、若しくは流線形に適合するスクラム方向Ｓに長い形状寸法を提供するといった伸長の末端要素の別の利益が望まれる場合も、そのような実施形態が好適に採用される。

開示の末端重み付け部材の種々の実施形態が、制御棒を連結棒の下端に連結する適切な構造を提供する主要機能を有しないステンレス鋼ケーシングを用いる。同時に、ステンレス鋼ケーシングが、空隙又はキャビティー体積を十分に残存させ、重い材料を含む充填材の挿入が許容される。ケーシングの好適な材料としてステンレス鋼が言及されるが、所望の構造的な特徴や原子炉圧力容器適合性を有する別の材料も使用可能であると理解される。重い材料を含む充填材は、好適には、タングステン、劣化ウラン、又は別の適切な高密度材料である。

開示の末端重み付け部材の多様な実施形態が、スクラム方向Ｓの伸長も有する。この伸長の設計は、ガイドフレームの如何なる再設計（例えば、広くする）を無くして制御棒ガイドフレームに適合するように難なく構成され、また従って制御棒アセンブリ全体の包囲空間に影響しない。伸長は調整可能な設計パラメーターであり、また所望の重量を提供するべく大きく又は小さく設定可能である。伸長を増加することにより制御棒アセンブリの高さが概して増加し、またこれにより特定の原子炉設計の伸長に上限が課される（これは、連結棒の長さを減じることで少なくとも部分的に補償されるが、連結棒は、所望の最大移動距離により課される最小の長さを有する）。

開示の末端重み付け部材の別の利点が、調整可能な重量を提供することである。例えば、幾つかの実施形態においては、異なるＣＲＤＭユニットが異なる高さに設けられ、若しくは異なる質量の制御棒を保持し、異なるＣＲＤＭユニットに関連の異なる平行移動アセンブリが同一ではない。様々なＣＲＤＭユニットに関連の全ての平行移動アセンブリが同一の重量を有することが有益であると考えられるならば、重い材料を含む充填材の異なる量が異なる末端重み付け部材３２のキャビティー５２に包含され、平行移動アセンブリの重量が均等にされる。場合によっては、これにより、幾つかのキャビティー５２が充填材５６によりただ部分的に充填される。必要に応じて、キャビティー５２の未充填の空間が、ステンレス鋼スラグ（不図示）といった軽量充填材材料により充填され、若しくは圧縮された荷重スプリング（不図示）を含んで重い材料を含む充填材５６がキャビティー５２内で移動することを抑止する。所望の全体重量を達成するべく重い材料の充填材５６の量を選択する際に軽量充填材の重量又は荷重スプリングが適切に考慮される。多種の平行移動アセンブリの重量の均等化の利用価値が高く、一例として、各平行移動アセンブリの共通プラグの使用又は別の運動エネルギー吸収要素の使用が許容される。制御棒が完全（つまり最大）挿入点に達する時にスクラム下の平行移動アセンブリに「ソフトストップ」を提供するように運動エネルギー吸収要素（図５〜８では不図示）が設計される。

図示の末端重み付け部材３２のケーシング４０が、機械的保持を提供する構造部分として機能する。連結棒３０と制御棒１８の間の連結に関連する全ての荷重が、各制御棒の取付位置として機能するケーシング４０に伝達される。

図９、１０、及び１１を参照すると、末端重み付け部材３２のケーシング４０の取付通路５０内に連結棒３０を固定するため、多種の取付構成が用いられる。そのような取付構成の一つの説明例においては、ケーシング４０の中央通路５０が、ケーシング４０の中央通路５０内に好適に同軸に配置されたＪロック雌取付アセンブリ７０を収容する。図９は、Ｊロック雌取付アセンブリ７０の側断面図を図示し、他方、図１０は、連結されたアセンブリの側方図を示し、また図１１は、連結されたアセンブリの側断面図を示す。図９を参照すると、図示のＪロック雌取付アセンブリ７０は、説明の実施形態においてケーシング４０の中央通路５０内に溶接又は別の方法で同軸に固定された丸い円筒のハブ７２を含む。代替的に、ハブが中央通路５０の内面に一体若しくはそれにより画定される。ハブ７２が、ケーシング４０とＪロック雌取付要素の間のインターフェースとして働き、それは、ハブ７２の内部に設けられた３つのＪロックピン７４（図９の断面図においてそのうち２つが見える）を含む。３つのピン７４により、連結棒３０の下端に設けられたＪロック雄取付アセンブリ８０（図１１参照）の連結点が提供される。Ｊロックプランジャー７６とＪロックスプリング８４により、それが末端重み付け部材３２に係合するやいなや、連結棒３０のＪロック雄取付アセンブリが定位置に保たれる。（図１１に示すロックされた配置）。

図示のＪロック雌取付アセンブリ７０は、下側プランジャー８２、内側スプリング７８、及びスプリングワッシャ８６を更に含み、スクラム過程で平行移動アセンブリの下部（すなわち、制御棒１８、末端重み付け部材３２、連結棒３０、及びオプションとしてリードスクリュー（不図示）の平行移動の連合体）のインパクトを吸収するように協働する。

連結棒３０の下端と末端重み付け部材３２の間の図示のＪロック連結は一例である。より一般的には、脱着連結の別のタイプ又は永久的な溶接連結若しくは一体的な配置を含む相当に任意の種類の連結が考えられる。Ｊロック配置は、簡単な「押し及び回し（ｐｕｓｈ−ａｎｄ−ｔｗｉｓｔ）」操作で連結棒３０を末端重み付け部材３２から（並びに従って制御棒１８から）脱着することを可能にする利点を有する。これにより、原子炉の燃料交換過程で平行移動アセンブリの残部（すなわち、末端重み付け部材３２及び取り付けられた制御棒１８）とは別に連結棒３０を移動することが許容される。

末端重み付け部材３２のケーシング４０は様々な技術を活用して製造可能である。幾つかの実施形態においては、放電加工（ＥＤＭ）を採用した製造が考えられる。ＥＤＭ方法がステンレス鋼の固体ブロックに施され、次に、スパイダーのケーシング４０を画定するようにこれが切断される。有利には、ＥＤＭが迅速かつ正確である。別の考えられる方法が鋳造技術又は押出を含み、両者とも迅速かつ材料コストが低い。

制御棒１８、末端重み付け部材３２、連結棒３０、及びオプションのリードスクリュー（不図示）を含む平行移動アセンブリは、緊急原子炉シャットダウンの発生時の炉心に向かう平行移動アセンブリの迅速かつ信頼性高いスクラムを促進するべく、有利には重い。この結果のため、末端重み付け部材３２が重く構成される。これを達成するために本明細書に開示の一つの方法は、重い材料を含む充填材５６の追加により、末端重み付け部材３２の平均密度をステンレス鋼のものよりも大きい値に増加する（若しくは、より一般的には、その平均密度をケーシング４０の構成材料のものよりも大きい値に増加する）（ここで、「重い」とは、ステンレス鋼又はケーシング４０を構成する別の材料のものよりも大きい密度を意味する）。本明細書に開示の別の方法は、これを達成するため、スクラム方向Ｓに末端重み付け部材３２を伸長させる。図示の末端重み付け部材３２は、充填材５６による平均密度の増加とスクラム方向Ｓの伸長の両方を採用する。

図１０及び１１を参照すると、平行移動アセンブリの追加の重量が、連結棒３０の密度を高めることにより追加的又は代替的に獲得される。このため、図示の連結棒３０が、重い材料を含む充填材９２を含む中空（又は部分的に中空）の連結棒筒９０（図１１の断面図に見られる）を含む。従って、連結棒筒９０が、末端重み付け部材３２のケーシング４０に類似する構造的効果として働き、他方、重い材料を含む充填材９２が、末端重み付け部材３２の充填材５６に類似する重み付け（又は平均密度の増大）効果として働く。中空の連結棒筒９０を多種の技術で製造でき、例えば、ＥＤＭ（この方法には長い筒の長さが問題になり得る）、鋳造、押出、製粉等である。

ある好適な実施形態においては、重い材料を含む充填材９２は、各々が、連結棒筒９０の内径に実質的に合致する径を有し、かつ連結棒筒９０内に積まれたタングステンスラグの態様にあり、所望の重量を達成するためにタングステンスラグの積層数が選択される。連結棒筒９０の内部空間を充填するのにタングステンスラグの数が不十分であり、かつこれらのスラグの変位を避けることが望まれるならば、オプションとして、適切なバイアス構成により、又は連結棒筒９０の内部空間の残余空間をステンレス鋼スラグといった軽量材料で充填することにより充填材９２の変位が抑制される。図１１の説明例では、バイアス構成が採用され、ここで、連結棒筒９０の内部空間が上部及び下部溶接プラグ９４、９６により封鎖され、圧縮されたスプリング９８が充填材９２による連結棒筒９０の内部空間の不完全な充填により生じる任意のたるみをスクラム方向Ｓに沿って取り除く。タングステンに代えて、充填材を構成する重い材料が、幾つかの他の説明例として、劣化ウラン、モリブデン、タンタル、等である。充填材９２は、１以上の固体スラグ又は棒、粉末、粒子等を含む。連結棒３０に照らして、用語「重い材料」が、ステンレス鋼又は連結棒筒９０を構成する他の材料の密度よりも大きい密度を有する材料を意味する。説明例としては、ステンレス鋼が約７．５〜８．１グラム／立方センチメートルの密度を有し、他方、タングステンが約１９．２グラム／立方センチメートルの密度を有し、タンタルが約１６．６グラム／立方センチメートルの密度を有する。幾つかの好適な実施形態においては、充填材９２を構成する重い材料が、連結棒筒９０を構成する材料の密度の少なくとも２倍の密度を有する。ステンレス鋼を含む中空の連結棒筒９０の幾つかの好適な実施形態においては、充填材９２を構成する重い材料が、好適には、少なくとも１６．２グラム／立方センチメートルの密度を有する。（本明細書で特定の全ての定量的な密度が室温のものである。）

図１０及び１１を引き続き参照すると、図示の連結棒３０が、ＣＲＤＭユニット１４のラッチを固定するための環状の溝１００（ラッチ不図示）と、制御棒位置センサ（不図示）と協働に用いられるマグネット１０２を含む上端を有する。連続的な（グレイ棒）調整及び（リードスクリューがモーターに動作可能に連結されたままの）ＣＲＤＭユニット１４からの連結棒３０の脱着のためのラッチ解除のためのモータ／リードスクリュー構成を含むＣＲＤＭユニット１４の好適な実施形態が、関連出願シリアル番号１２／７２２，６６２、「原子炉のための制御棒駆動機構」、２０１０年３月１２日出願、及び関連出願シリアル番号１２／７２２，６９６、「原子炉のための制御棒駆動機構」、２０１０年３月１２日出願に開示されており、これら両方がその全体において本明細書に参照により組み込まれる。

代替的に、別の実施形態においては、リードスクリュー（不図示）が連結棒筒９０に固定若しくは一体化され、またリードスクリューが連結棒／末端重み付け部材（又はスパイダー）／制御棒と一緒にスクラムする（換言すれば、リードスクリューが、スクラム過程で平行移動アセンブリの一部を形成する）。幾つかのそのような代替の実施形態においては、リードスクリューを放出してスクラムを開始する分離可能なボールナットにより、リードスクリューにモータが好適に結合される。

図示の連結棒３０は、８個の部品を含む。連結棒３０アセンブリの重量が、中空の連結棒筒９０を用いて増加される。部分的のみの中空、例えば、下部のみが中空であるかもしれない。重い材料を含む充填材９２が中空の連結棒筒９０内に設けられる。幾つかの実施形態においては、充填材９２が、タングステンの幾つかの小さい棒又はスラグを含む。中空の連結棒筒９０内のタングステン棒又はスラグの数は、所望の重量を達成するために選択される。異なるＣＲＤＭユニットに異なる平行移動アセンブリが採用されるならば、各中空の連結棒筒９０内のタングステン棒又はスラグの数が異なり、幾つかのＣＲＤＭユニットの各連結棒が同一の重量を有することを確保するように選択される。連結棒の長さ、制御棒の組成等といったファクターとは独立に単一の重量を持ち上げるように全てのＣＲＤＭユニットを設計できることになるため、このことは好都合である。

既に述べたように、そのような重量「チューニング」が、末端重み付け部材３２内の充填材５６を調整することによっても達成可能である。もし両方の充填材５６、９２が用いられるならば、充填材５６、９２のいずれか一つ又は両方の量及び／又は密度を調整することにより、充填材５６、９２の合計重量がチューニングされる。重量チューニングの量が小さく見積もられるならば、そのような幾つかの実施形態においては、充填材５６、９２が、標準化されたサイズ／重量の固体要素であり、全体重量が、粉末、粒子、小さいスラグ又はスラグ群等の態様の重い材料を含む追加の充填材の追加により微調整される。

中空の連結棒筒９０の内部体積が充填材９２によりただ部分的に充填されるのであれば、ステンレス鋼棒又は幾つかの他の軽量充填材（不図示）が、残りの内部空間に挿入されて充填を完全にする。追加的又は代替的に、スプリング９８又は別の機械的なバイアス構成が採用される。棒筒９０内で「ゆるく」充填材９２を配置することが考えられる。しかしながら、そのような配置によりスクラム降下の終了時の運動エネルギーの吸収が複雑化される。

充填材９２は、概して、中空の連結棒筒９０のステンレス鋼（又は他の材料）よりも熱膨張係数が低い。連結棒３０が室温で組み立てられ、そしてその動作温度まで加熱される。連結棒が、例えば２５０センチメートル以上の長さを有するため、熱膨張により、僅かなセンチメール又はこれ以上の程度の長さの増加が棒筒９０に生じる。充填材９２の熱膨張係数が低いことにより、充填材９２の長さの増加が相当に低くなる。スプリング９８が好適にこの影響を補償する。加えて、もしスプリング９８が（図１１に示すように）充填材９２の下に設けられるならば、スクラム降下の終わりに充填材９２の運動エネルギーを消散させるのを補助できる。

図１１に図示した図示の実施形態に示されるように、中空の連結棒筒９０が、連結棒３０の全体長さ未満である。図示の場合、連結棒３０が、Ｊロック雄取付アセンブリ８０に対応の棒筒９０の下の追加の長さを有し、ラッチ溝１００を含み、かつ位置指標マグネット１０２を収容する上部筒に対応する棒筒９０の上の追加の長さも含む。上部及び下部溶接プラグ９４、９６は、オプションとして、連結棒筒９０の内部空間を封鎖するように設けられる。これらのプラグ９４、９６は、中空の連結棒筒９０の各々の上及び下端に取付けられ、内部の充填材９２とオプションのスプリング９８を封止する。図示の実施形態では、プラグ９４、９６の外端が、各々、上部連結棒とＪロック雄取付アセンブリ８０の連結を促進するように構成される。

連結棒３０は、（図１に示すように、圧力容器１０の底の近傍に設けられた炉心形成部１２内に収容又はそれにより保持された）放射性の炉心とＣＲＤＭユニット１４の間に重い材料を含む充填材９２を配置することに相当な利益も有する。充填材９２を構成する重い材料が高密度材料であり、概して炉心により生成される放射線を高く吸収することが見込まれる。高い放射線吸収は、説明例としては、タングステン、劣化ウラン、モリブデン、又はタンタルといった重い材料の特性である。従って、重い材料を含む充填材９２により、高価で（幾つかの実施形態及び様々な程度で）放射線を感知するＣＲＤＭユニット１４を保護する放射線遮蔽体が提供される。両方の充填材５６、９２が用いられるならば、両方の充填材が、この有利なＣＲＤＭ遮蔽効果に寄与する。

図示の制御棒／ＣＲＤＭ連結器が、（１）伸長と充填材５６を含む末端重み付け部材３２、及び（２）充填材９２を含む連結棒３０の組み合わせを含む。

別の制御棒／ＣＲＤＭ連結の実施形態では、伸長と充填材５６を含むが、（充填材９２を含まない）従来の固体ステンレス鋼連結棒に結合した末端重み付け部材３２の組み合わせを包含することも考えられる。

別の制御棒／ＣＲＤＭ連結の実施形態では、伸長を含むが充填材５６が無く、（ｉ）充填材９２を含む連結棒３０又は（ｉｉ）従来の固体ステンレス鋼連結棒（充填材９２が無い）のいずれかに連結した末端要素（これは、重み付け部材又はそうでないかもしれない）の組み合わせを包含することも考えられる。

別の制御棒／ＣＲＤＭ連結の実施形態では、伸長を有しない（例えば、従来のスパイダーに似た「クモの脚のような」連結形態を有する）が、末端重み付け部材の筒又は他の部材の中空領域に配置された充填材５６を含み、（ｉ）充填材９２を含む連結棒３０又は（ｉｉ）従来の固体のステンレス鋼の連結棒（充填材９２が無い）のいずれかに連結した末端重み付け部材の組み合わせを包含することが考えられる。

別の制御棒／ＣＲＤＭ連結の実施形態では、（Ｉ）伸長が無く、かつ充填材５６が無い従来のスパイダーと（ＩＩ）充填材９２を含む連結棒３０の組み合わせを包含することが考えられる。

好適な実施形態を図示及び説明した。当然ながら、上述の詳細な説明を読んで理解し、変更や改変が他に生じるだろう。添付請求項又はこの均等範囲内に含まれる限りにおいて、そのような全ての変更や改変が発明に包含されると解釈されることが意図される。

Claims (30)

1. 中性子吸収材料を含む少なくとも一つの制御棒と、
   制御棒駆動機構（ＣＲＤＭ）ユニットと、
   前記ＣＲＤＭユニットが前記少なくとも一つの制御棒のグレイ棒制御及びシャットダウン棒制御の少なくとも一つを提供するように、前記制御棒と前記ＣＲＤＭユニットを連結する制御棒／ＣＲＤＭユニット連結器を備え、
   前記制御棒／ＣＲＤＭユニット連結器が、連結棒を含み、
   前記連結棒が、
   ステンレス鋼から成る中空又は部分的に中空の連結棒筒と、
   前記中空又は部分的に中空の連結棒筒の内部空間に配置され、室温での前記中空又は部分的に中空の連結棒筒を形成するステンレス鋼の密度よりも大きい密度を有する材料を含む充填材と、
   前記内部空間に充填材が配された前記中空又は部分的に中空の連結棒筒の内部空間を封止する溶接プラグを備える、装置。
2. 前記充填材が、室温で少なくとも１６．２グラム／立方センチメートルの密度を有する、請求項１に記載の装置。
3. 前記中空又は部分的に中空の連結棒筒のステンレス鋼が第１密度を有し、前記充填材を構成する材料が、前記第１密度の少なくとも２倍の密度を有する、請求項１に記載の装置。
4. 前記連結棒が、前記中空又は部分的に中空の連結棒筒内に配置された追加要素を更に備え、当該追加要素が、室温でのステンレス鋼の密度よりも大きい密度の材料を含む充填材ではなく、当該追加要素が、前記中空又は部分的に中空の連結棒筒内で前記充填材が移動することを抑止する、請求項１に記載の装置。
5. 前記連結棒が、前記中空又は部分的に中空の連結棒筒内に配置され、かつ前記充填材を押圧する圧縮スプリングを更に備える、請求項１に記載の装置。
6. 前記スプリングが前記中空又は部分的に中空の連結棒筒内の前記充填材の下に配置され、当該スプリングがスクラム過程で前記充填材により発生の運動エネルギーを消散するのに少なくとも寄与する、請求項５に記載の装置。
7. 前記充填材は、タングステン、劣化ウラン、モリブデン、タンタルから成る群から選択される材料を含む、請求項１に記載の装置。
8. 中性子吸収材料を含む少なくとも一つの制御棒と、
   制御棒駆動機構（ＣＲＤＭ）ユニットと、
   前記ＣＲＤＭユニットが前記少なくとも一つの制御棒のグレイ棒制御及びシャットダウン棒制御の少なくとも一つを提供するように、前記制御棒に連結した下端と、前記ＣＲＤＭユニットに連結した上端を有する連結棒を備え、
   前記連結棒が、
   （ｉ）２５０ｃｍ以上の長さを有する中空又は部分的に中空のステンレス鋼の連結棒筒と、
   （ｉｉ）前記中空又は部分的に中空のステンレス鋼の連結棒筒内に配置された、タングステン、劣化ウラン、モリブデン、又はタンタルの充填材を含み、前記充填材の材料が、前記中空又は部分的に中空の連結棒筒を形成するステンレス鋼の密度よりも大きい密度を有する、装置。
9. 前記少なくとも一つの制御棒が、複数の制御棒を含む、請求項８に記載の装置であって、
   スパイダーを更に備え、これを介して前記連結棒の下端が前記複数の制御棒に連結される、装置。
10. 中性子吸収材料を含む少なくとも一つの制御棒と、
    制御棒駆動機構（ＣＲＤＭ）ユニットと、
    前記ＣＲＤＭユニットが前記少なくとも一つの制御棒のグレイ棒制御及びシャットダウン棒制御の少なくとも一つを提供するように、前記制御棒に連結した下端と、前記ＣＲＤＭユニットに連結した上端を有する連結棒と、
    嵌合する雄及び雌取付要素を含む脱着可能な取付アセンブリにして、これを介して、前記連結棒の下端が前記少なくとも一つの制御棒に連結する脱着可能な取付アセンブリを備え、
    前記連結棒が、
    （ｉ）棒筒材料から成る中空又は部分的に中空の連結棒筒と、
    （ｉｉ）前記中空又は部分的に中空の連結棒筒内に配置された重い材料にして、前記棒筒材料の密度よりも大きい密度を有し、前記脱着可能な取付アセンブリの前記雄及び雌取付要素とは異なる重い材料を含む、装置。
11. 前記棒筒材料が、ステンレス鋼である、請求項１０に記載の装置。
12. 前記重い材料が、タングステンを含む、請求項１１に記載の装置。
13. 前記重い材料が、劣化ウランを含む、請求項１１に記載の装置。
14. 前記重い材料が、モリブデンを含む、請求項１１に記載の装置。
15. 前記重い材料が、タンタルを含む、請求項１１に記載の装置。
16. 前記重い材料が、タングステンを含む、請求項１０に記載の装置。
17. 前記重い材料が、劣化ウランを含む、請求項１０に記載の装置。
18. 前記重い材料が、モリブデンを含む、請求項１０に記載の装置。
19. 前記重い材料が、タンタルを含む、請求項１０に記載の装置。
20. 前記重い材料が、前記棒筒材料の密度の少なくとも２倍の密度を有する、請求項１０に記載の装置。
21. 前記棒筒材料が、ステンレス鋼である、請求項２０に記載の装置。
22. 前記少なくとも一つの制御棒が、複数の制御棒を含む、請求項１０に記載の装置であって、
    スパイダーを更に備え、これを介して前記連結棒の下端が前記複数の制御棒に連結され、
    前記スパイダーは、前記脱着可能な取付アセンブリの雌取付要素を含み、前記連結棒の下端が、前記脱着可能な取付アセンブリの雄取付要素を含む、装置。
23. 前記中空又は部分的に中空の連結棒筒が２５０ｃｍ以上の長さを有する、請求項１に記載の装置。
24. 前記中空又は部分的に中空の連結棒筒が２５０ｃｍ以上の長さを有する、請求項１１に記載の装置。
25. 前記中空又は部分的に中空の連結棒筒の内部空間を封止する溶接プラグを更に備える、請求項８に記載の装置。
26. 前記中空又は部分的に中空の連結棒筒の内部空間を封止する溶接プラグを更に備える、請求項１０に記載の装置。
27. 嵌合する雄及び雌取付要素を含む脱着可能な取付アセンブリにして、これを介して、前記連結棒の下端が前記少なくとも一つの制御棒に連結する脱着可能な取付アセンブリを備え、
    前記中空又は部分的に中空の連結棒筒内に配置された充填材は、前記脱着可能な取付アセンブリの前記雄及び雌取付要素とは異なる、請求項１に記載の装置。
28. 嵌合する雄及び雌取付要素を含む脱着可能な取付アセンブリにして、これを介して、前記連結棒の下端が前記少なくとも一つの制御棒に連結する脱着可能な取付アセンブリを備え、
    前記中空又は部分的に中空の連結棒筒内に配置された充填材は、前記脱着可能な取付アセンブリの前記雄及び雌取付要素とは異なる、請求項９に記載の装置。
29. 中性子吸収材料を含む少なくとも一つの制御棒と、
    制御棒駆動機構（ＣＲＤＭ）ユニットと、
    前記ＣＲＤＭユニットが前記少なくとも一つの制御棒のグレイ棒制御及びシャットダウン棒制御の少なくとも一つを提供するように、前記制御棒に連結した下端と、前記ＣＲＤＭユニットに連結した上端を有する連結棒を備え、
    前記連結棒が、
    （ｉ）棒筒材料から成る中空又は部分的に中空の連結棒筒と、
    （ｉｉ）前記中空又は部分的に中空の連結棒筒内に配置された劣化ウランを含み、前記棒筒材料の密度よりも大きい密度を有する重い材料を含む、装置。
30. 前記棒筒材料が、ステンレス鋼である、請求項２９に記載の装置。

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