JP6165751B2 - 軽水炉用の原子炉用制御棒および軽水炉用の原子炉用制御棒の製造方法 - Google Patents
軽水炉用の原子炉用制御棒および軽水炉用の原子炉用制御棒の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6165751B2 JP6165751B2 JP2014538181A JP2014538181A JP6165751B2 JP 6165751 B2 JP6165751 B2 JP 6165751B2 JP 2014538181 A JP2014538181 A JP 2014538181A JP 2014538181 A JP2014538181 A JP 2014538181A JP 6165751 B2 JP6165751 B2 JP 6165751B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sic
- control rod
- reactor
- neutron absorbing
- light water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- 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
- G21C7/113—Control elements made of flat elements; Control elements having cruciform cross-section
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/56—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
- C04B35/565—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/71—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
- C04B35/78—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents containing non-metallic materials
- C04B35/80—Fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C21/00—Apparatus or processes specially adapted to the manufacture of reactors or parts thereof
- G21C21/18—Manufacture of control elements covered by group G21C7/00
-
- G—PHYSICS
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
- C04B2235/5208—Fibers
- C04B2235/5216—Inorganic
- C04B2235/524—Non-oxidic, e.g. borides, carbides, silicides or nitrides
- C04B2235/5244—Silicon carbide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
- C04B2235/5208—Fibers
- C04B2235/5268—Orientation of the fibers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Description
図1は、第1の実施形態に係る原子炉用制御棒とその周囲の燃料集合体の水平断面図である。原子炉用制御棒50は、4本の燃料集合体100の中央に配されている。燃料集合体100は、正方に配列された複数の燃料棒102と、これらの燃料棒102の外側を包囲している角筒状のチャンネルボックス101を有する。
図12は、第2の実施形態に係る原子炉用制御棒のウィング部の一部を切り欠いて示す部分斜視図である。本実施形態におけるシース5に使用されているSiC/SiC複合材のSiC繊維16の配向方向は、タイロッド3の延長方向である鉛直方向に対して傾きを有する2つの方向のものが組み合わされている。
図14は、第3の実施形態に係る原子炉用制御棒とその周囲の燃料集合体の水平断面図である。シース5内に、タイロッド3の長手方向と平行に伸びた複数のアブソーバ管30が、ウィング部4の中心側から外側に向けて配列されている。
図17は、第4の実施形態に係る原子炉用制御棒のアブソーバ管の一部を切り欠いて示す斜視図である。本実施形態は、第3の実施形態の変形であり、アブソーバ管30の被覆管25に使用するSiC/SiC複合材におけるSiC繊維の方向を変えたものである。
図18は、第5の実施形態に係る原子炉用制御棒のアブソーバ管に用いるSiC繊維シートを示す概念図である。
図19は、第6の実施形態に係る原子炉用制御棒のアブソーバ管の立断面図である。本実施形態は、第3の実施形態あるいは第4の実施形態の変形であり、アブソーバ管30内には、上下端のアイアンウール22に挟まれた領域に、B4C粉末18が封入され、それらの移動を制限する目的で金属球19が軸方向各所に配置されている。
図20は、第7の実施形態に係る原子炉用制御棒の部分的な正面図である。また、図21は、第7の実施形態に係る原子炉用制御棒の図20の第XXI-XXI線矢視平断面図である。
図22は、第8の実施形態に係る原子炉用制御棒のウィング部の水平断面図である。本実施形態は、第1の実施形態の変形である。第1の実施形態におけるウィング部4(図2)のシース5は、タイロッド3と結合した状態では、中性子吸収部材10の周囲を包囲している。しかし、シース5単独では、タイロッド3と結合する側は開放されている。
図23は、第9の実施形態に係る原子炉用制御棒のウィング部の構成を示す概念的斜視図である。本実施形態は、第1の実施形態の変形である。ウィング部4は、扁平で縦長の直方体形状であり、複数の収納管41、収納管41の蓋である収納管蓋42およびこれらの周囲を包囲するウィング表面構造部材5aである収納管外部モールド44を有する。複数の収納管41は、互いに並列に平板状に並んでいる。
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。たとえば、実施形態では、ウィング部4は4枚あって周方向に90°間隔に配されている場合を示したが、4枚、90°に限定されず、複数のウィング部4が90°以外の周方向間隔に配されている場合でも本発明は適用できる。また、BWRの例について説明したが、同様の構成、効果があればBWRに限定されない。
Claims (10)
- 上下方向に延びる軸のまわりに放射状に周方向の間隔をあけて配置されて前記軸の方向および放射方向に広がる平板状であって、SiC材またはSiC繊維強化SiC複合材を構造材料として平板状に配置されて中性子吸収物質を含む中性子吸収部材を内包する複数の収納管と、前記複数の収納管の周囲をSiC繊維強化SiC複合材材料が埋めかつ覆い外形が平板状に形成されたウィング表面構造部材とを有する複数のウィング部と、
SiC繊維強化SiC複合材を構造材料とし前記複数のウィング部を中央で結合する中央結合部と、
を備え、
前記複数の収納管は、SiC製の長繊維あるいはSiC製の織物によって結束されていることを特徴とする軽水炉用の原子炉用制御棒。 - 前記複数の収納管のそれぞれは四角柱形状で、平面的に互いに隣接するように配置されることにより全体として平板状の形状を形成していることを特徴とする軽水炉用の原子炉用制御棒。
- 前記複数のウィング部のそれぞれと前記中央結合部とは、前記複数のウィング部のそれぞれおよび前記中央結合部のいずれか一方に形成された2つの突出部を有する凹部と他方に形成され前記凹部と嵌め合う凸部とを貫通するSiC材またはSiC繊維強化SiC複合材を構造材料とするボルトおよびナットで結合されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の軽水炉用の原子炉制御棒。
- 前記中性子吸収部材は、前記中性子吸収物質を内包して上下が密閉された複数の内管を有することを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の軽水炉用の原子炉用制御棒。
- 前記SiC繊維強化SiC複合材におけるSiC繊維の配向方向は、前記中央結合部の長手方向となす角度をθとしたときに、各SiC繊維に関するcos 2 θの全SiC繊維に亘る算術平均が1/2以上であることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の軽水炉用の原子炉用制御棒。
- 前記SiC繊維強化SiC複合材におけるSiC繊維の配向方向は、軸方向および軸方向に直角方向の2種類であることを特徴とする請求項5に記載の軽水炉用の原子炉用制御棒。
- 前記SiC繊維強化SiC複合材は、各SiC繊維に関するcos 2 θの全SiC繊維に亘る算術平均が1/2以上であるように調整された強化シートを含むことを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の軽水炉用の原子炉用制御棒。
- 前記中性子吸収物質は、B 4 Cを含むことを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか一項に記載の軽水炉用の原子炉用制御棒。
- 前記中性子吸収物質は、HfまたはHf合金を含むことを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか一項に記載の軽水炉用の原子炉用制御棒。
- 複数の収納管のそれぞれに中性子吸収物質を含む中性子吸収部材を収納する収納ステップと、
前記収納ステップの後に前記複数の収納管を平板状に配置し結束する配置ステップと、
前記配置ステップの後に前記複数の収納管の表面を覆うようにSiC繊維強化SiC複合材材料からなるモールドによりウィング表面構造部材を形成するウィング要素製作ステップと、
を有することを特徴とする軽水炉用の原子炉用制御棒の製造方法。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012212118 | 2012-09-26 | ||
JP2012212118 | 2012-09-26 | ||
JP2013103415 | 2013-05-15 | ||
JP2013103415 | 2013-05-15 | ||
PCT/JP2013/005676 WO2014050094A1 (ja) | 2012-09-26 | 2013-09-25 | 原子炉用制御棒および原子炉用制御棒の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2014050094A1 JPWO2014050094A1 (ja) | 2016-08-22 |
JP6165751B2 true JP6165751B2 (ja) | 2017-07-19 |
Family
ID=50387531
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014538181A Active JP6165751B2 (ja) | 2012-09-26 | 2013-09-25 | 軽水炉用の原子炉用制御棒および軽水炉用の原子炉用制御棒の製造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9892804B2 (ja) |
JP (1) | JP6165751B2 (ja) |
WO (1) | WO2014050094A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6473601B2 (ja) * | 2014-11-12 | 2019-02-20 | イビデン株式会社 | 炉心構造材 |
JP6415966B2 (ja) * | 2014-12-22 | 2018-10-31 | イビデン株式会社 | 原子炉構造物 |
JP6473617B2 (ja) * | 2014-12-22 | 2019-02-20 | イビデン株式会社 | 原子炉構造物 |
JP6473616B2 (ja) * | 2014-12-22 | 2019-02-20 | イビデン株式会社 | 原子炉構造物の製造方法 |
CN112794719A (zh) * | 2021-01-05 | 2021-05-14 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种常压烧结抗辐照碳化硅陶瓷材料及其制备方法 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61212792A (ja) * | 1985-03-18 | 1986-09-20 | 株式会社東芝 | 原子炉用制御棒 |
JPS62130387A (ja) * | 1985-12-03 | 1987-06-12 | 株式会社東芝 | 原子炉制御棒 |
JPH06199578A (ja) | 1992-11-16 | 1994-07-19 | Toshiba Corp | セラミックス基複合材料、その製造方法および複合材料用セラミックス繊維 |
US6041091A (en) * | 1996-08-08 | 2000-03-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Control rod for nuclear reactor |
JP3143086B2 (ja) * | 1997-10-14 | 2001-03-07 | 核燃料サイクル開発機構 | SiC複合材料スリーブおよびその製造方法 |
JPH11133175A (ja) * | 1997-10-30 | 1999-05-21 | Toshiba Corp | チャンネルボックス耐食性改善方法 |
JP3021405B2 (ja) | 1997-12-11 | 2000-03-15 | 核燃料サイクル開発機構 | 中性子吸収ピン |
US7700202B2 (en) | 2006-02-16 | 2010-04-20 | Alliant Techsystems Inc. | Precursor formulation of a silicon carbide material |
JP5305716B2 (ja) | 2008-04-09 | 2013-10-02 | 株式会社東芝 | 原子炉制御棒 |
JP5355201B2 (ja) * | 2009-04-22 | 2013-11-27 | 株式会社東芝 | 原子炉用制御棒 |
JP5373512B2 (ja) * | 2009-09-08 | 2013-12-18 | 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 | 原子炉用制御棒 |
JP5370763B2 (ja) | 2009-09-14 | 2013-12-18 | 東洋炭素株式会社 | 高温ガス炉用制御棒 |
FR2961624B1 (fr) * | 2010-06-16 | 2014-11-28 | Commissariat Energie Atomique | Joint d'interface solide a porosite ouverte pour crayon de combustible nucleaire et pour barre de commande nucleaire |
WO2012063923A1 (ja) * | 2010-11-11 | 2012-05-18 | 国立大学法人京都大学 | SiCセラミックス材料並びにSiCセラミックス構造体及びその製造方法 |
-
2013
- 2013-09-25 WO PCT/JP2013/005676 patent/WO2014050094A1/ja active Application Filing
- 2013-09-25 US US14/430,955 patent/US9892804B2/en active Active
- 2013-09-25 JP JP2014538181A patent/JP6165751B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US9892804B2 (en) | 2018-02-13 |
JPWO2014050094A1 (ja) | 2016-08-22 |
US20150262719A1 (en) | 2015-09-17 |
WO2014050094A1 (ja) | 2014-04-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6165751B2 (ja) | 軽水炉用の原子炉用制御棒および軽水炉用の原子炉用制御棒の製造方法 | |
EP3117439B1 (en) | Ceramic reinforced zirconium alloy nuclear fuel cladding with intermediate oxidation resistant layer | |
KR102312043B1 (ko) | 세라믹-함유 피복관을 위한 이중-밀봉된 연료봉 단부 플러그 | |
WO2016084146A1 (ja) | 原子炉燃料棒およびそれを束ねた燃料集合体 | |
EP3383644B1 (en) | Multilayer composite fuel clad system with high temperature hermeticity and accident tolerance | |
JP4763699B2 (ja) | 原子力発電所における燃料格納容器障壁等に使用される多層セラミックチューブ | |
JP6188872B2 (ja) | 核制御棒およびその製造方法、ならびに核吸収集合体 | |
EP3010024A1 (en) | Tubular body and method for manufacturing tubular body | |
JP6314254B2 (ja) | 軽水炉用燃料棒及び燃料集合体 | |
WO2011134757A1 (en) | A fuel channel arranged to be comprised by a fuel element for a fission reactor | |
KR20210137088A (ko) | 자가 치유 액체 펠릿-클래딩 간극 열 전달 필러 | |
US10020078B2 (en) | Composite fuel rod cladding | |
JP7350254B2 (ja) | 端栓が接合された燃料棒 | |
JP7427626B2 (ja) | チャンネルボックス及び燃料集合体 | |
JP6239475B2 (ja) | 燃料チャンネルボックスの製造方法、燃料集合体及びそれを装荷する沸騰水型原子炉の炉心 | |
JP2013217762A (ja) | 核燃料要素および燃料集合体 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20161004 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161202 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170523 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170621 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6165751 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |