JPH0149914B2 - - Google Patents
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- JPH0149914B2 JPH0149914B2 JP56047503A JP4750381A JPH0149914B2 JP H0149914 B2 JPH0149914 B2 JP H0149914B2 JP 56047503 A JP56047503 A JP 56047503A JP 4750381 A JP4750381 A JP 4750381A JP H0149914 B2 JPH0149914 B2 JP H0149914B2
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は、原子炉の炉心に挿入される制御棒に
係り、特に中性子吸収物質の移動防止用加工部を
有する吸収棒からなる原子炉制御棒に関する。
係り、特に中性子吸収物質の移動防止用加工部を
有する吸収棒からなる原子炉制御棒に関する。
（従来技術）
原子炉の制御棒は、中性子吸収断面積の大きい
ホウ素、カドミウム、ハフニウム、ユーロピウ
ム、サマリウム、カドリニウム等を含む棒（また
は板）であつて、燃料と共に原子炉炉心の主要構
成要素であり、炉心の反応度や出力分布を制御す
るため炉心外部より駆動される。
ホウ素、カドミウム、ハフニウム、ユーロピウ
ム、サマリウム、カドリニウム等を含む棒（また
は板）であつて、燃料と共に原子炉炉心の主要構
成要素であり、炉心の反応度や出力分布を制御す
るため炉心外部より駆動される。
以下沸騰水型原子炉に使用される十字型制御棒
を１例にとり第１図および第２図によりその構造
を説明する。制御棒１は４枚の翼２をタイロツド
３で結合した横断面十字型の構造であつて、翼２
はシース４を備え、このシース４内に多数例えば
約20本の中性子吸収棒５が並んで挿入されている
中性子吸収棒の中には中性子吸収断面積の大きな
元素、通常ホウ素が封入されている。制御棒の先
端は充分な機械的強度を持たせ、また取扱いに便
利なように先端構造材６が設けられている。
を１例にとり第１図および第２図によりその構造
を説明する。制御棒１は４枚の翼２をタイロツド
３で結合した横断面十字型の構造であつて、翼２
はシース４を備え、このシース４内に多数例えば
約20本の中性子吸収棒５が並んで挿入されている
中性子吸収棒の中には中性子吸収断面積の大きな
元素、通常ホウ素が封入されている。制御棒の先
端は充分な機械的強度を持たせ、また取扱いに便
利なように先端構造材６が設けられている。
第３図は中性子吸収棒５を取出して示した図で
ある。中性子吸収棒５の被覆管７はステンレス鋼
製であつて、被覆管中には中性子吸収物質である
炭化ホウ素（B4C）粉末８が封入されている。封
入されたB4C粉末は被覆管長さ方向に移動しない
ように多数のステンレス鋼ボール９（以下ボール
１とよぶ）が一定の長さＬ、普通約40cm間隔で被
覆管に挿入されており、各ボールの片側または両
側でボールの近傍１０はかしめられて、ボールは
移動しないよう固定されて中性子吸収物質の移動
を防止する加工部１１を形成する。各ボールは固
定されているため、加工部１１間にあるB4C粉末
の軸方向の大幅な移動は生じない。加工部１１間
の長さＬの値は中性子吸収棒の軸方向に常に一定
になつているとは限らないが、どの中性子吸収棒
も一般に所定の長さＬに製作される。
ある。中性子吸収棒５の被覆管７はステンレス鋼
製であつて、被覆管中には中性子吸収物質である
炭化ホウ素（B4C）粉末８が封入されている。封
入されたB4C粉末は被覆管長さ方向に移動しない
ように多数のステンレス鋼ボール９（以下ボール
１とよぶ）が一定の長さＬ、普通約40cm間隔で被
覆管に挿入されており、各ボールの片側または両
側でボールの近傍１０はかしめられて、ボールは
移動しないよう固定されて中性子吸収物質の移動
を防止する加工部１１を形成する。各ボールは固
定されているため、加工部１１間にあるB4C粉末
の軸方向の大幅な移動は生じない。加工部１１間
の長さＬの値は中性子吸収棒の軸方向に常に一定
になつているとは限らないが、どの中性子吸収棒
も一般に所定の長さＬに製作される。
第４図は前述の中性子吸収棒５をシース４の中
に多数本並べた時のボール９の並び方を示したも
のである。加工部Ｌの値はほぼ一定であり、ボー
ル９の位置はほぼ同一平面上にある。中性子吸収
棒５の被覆管内に封入されているB4C粉末の実効
密度は理論密度の約70％（1.76／cm3）であるが、
B4C粉末が最も高密度となつた場合、理論密度の
約85％まで大きくなる。このことは第４図に示す
加工部１１間の長さＬが40cmの場合、B4C粉末が
両ボールに挟まれた40cm長の空間で密度が70％か
ら85％に変化したとき最大8.6cm（両ボール間の
長さＬの約20％に相当）のB4C粉末が存在しない
空間（以下ボイドとよぶ）１２が生ずる可能性が
あることを意味している。
に多数本並べた時のボール９の並び方を示したも
のである。加工部Ｌの値はほぼ一定であり、ボー
ル９の位置はほぼ同一平面上にある。中性子吸収
棒５の被覆管内に封入されているB4C粉末の実効
密度は理論密度の約70％（1.76／cm3）であるが、
B4C粉末が最も高密度となつた場合、理論密度の
約85％まで大きくなる。このことは第４図に示す
加工部１１間の長さＬが40cmの場合、B4C粉末が
両ボールに挟まれた40cm長の空間で密度が70％か
ら85％に変化したとき最大8.6cm（両ボール間の
長さＬの約20％に相当）のB4C粉末が存在しない
空間（以下ボイドとよぶ）１２が生ずる可能性が
あることを意味している。
実際には前記8.6cmの半分（両ボール間の長さ
Ｌの約10％）以上のボイドが生ずる可能性は小さ
い。ボイドが発生すれば制御棒の反応度価値は減
少するから、原子炉停止の場合支障を来すおそれ
がある。
Ｌの約10％）以上のボイドが生ずる可能性は小さ
い。ボイドが発生すれば制御棒の反応度価値は減
少するから、原子炉停止の場合支障を来すおそれ
がある。
上記のような欠点を除去するため、本出願人は
特公昭56―6714号（特開昭52―63593号）公報開
示の原子炉制御棒を開発した。
特公昭56―6714号（特開昭52―63593号）公報開
示の原子炉制御棒を開発した。
この制御棒は、互いに隣接する中性子吸収棒の
中性子吸収物質移動防止用加工部が、中性子吸収
棒長手方向に少なくとも前記加工部間隔の10％離
れるように中性子吸収棒を配置して成るものであ
り、この構成によりボイド発生時の制御棒の反応
度価値の低下を防止することができる。
中性子吸収物質移動防止用加工部が、中性子吸収
棒長手方向に少なくとも前記加工部間隔の10％離
れるように中性子吸収棒を配置して成るものであ
り、この構成によりボイド発生時の制御棒の反応
度価値の低下を防止することができる。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、制御棒組立時に、中性子吸収棒
の加工部の位置が前記の如く配置されてるか否か
を確認しながら組立作業を行なうことは必ずしも
容易ではない。
の加工部の位置が前記の如く配置されてるか否か
を確認しながら組立作業を行なうことは必ずしも
容易ではない。
中性子吸収物質移動防止用加工部は、被覆管の
直径方向両側から局所的に凹設されたデインプル
であり、このデインプルは周方向に延設されてい
ないので、各中性子吸収棒に形成されるデインプ
ルの位置確認が容易ではなく、見誤りが生じ易
く、シース２内に配列される各中性子吸収棒が適
正位置に配置されているか否かの確認作業は非常
に困難かつ面倒であつた。
直径方向両側から局所的に凹設されたデインプル
であり、このデインプルは周方向に延設されてい
ないので、各中性子吸収棒に形成されるデインプ
ルの位置確認が容易ではなく、見誤りが生じ易
く、シース２内に配列される各中性子吸収棒が適
正位置に配置されているか否かの確認作業は非常
に困難かつ面倒であつた。
本発明は上記の事情に基づきなされたもので、
制御棒の組立時に各中性子吸収棒の確認作業を不
要にし、格別の注意を必要とすることなく、しか
もボイド発生時の反応度価値の低下を防止し得る
原子炉制御棒を得ることを目的とする。
制御棒の組立時に各中性子吸収棒の確認作業を不
要にし、格別の注意を必要とすることなく、しか
もボイド発生時の反応度価値の低下を防止し得る
原子炉制御棒を得ることを目的とする。
（課題を解決するための手段）
本発明に係る原子炉制御棒は、上述した課題を
解決するために、被覆管内に中性子吸収物質粉末
を充填し、この中性子吸収物質の軸方向移動を防
止する複数個の中性子吸収物質移動防止用加工部
を軸方向に間隔をおいて設けた中性子吸収棒を翼
内に装填してなる原子炉制御棒において、前記加
工部の軸方向位置が互いに異なる多種類の中性子
吸収棒を備え、上記多種類の中性子吸収棒を翼内
にランダムに配列して各中性子吸収棒の加工部が
翼の幅方向に整列するのを防止したものである。
解決するために、被覆管内に中性子吸収物質粉末
を充填し、この中性子吸収物質の軸方向移動を防
止する複数個の中性子吸収物質移動防止用加工部
を軸方向に間隔をおいて設けた中性子吸収棒を翼
内に装填してなる原子炉制御棒において、前記加
工部の軸方向位置が互いに異なる多種類の中性子
吸収棒を備え、上記多種類の中性子吸収棒を翼内
にランダムに配列して各中性子吸収棒の加工部が
翼の幅方向に整列するのを防止したものである。
（作用）
この原子炉制御棒は、中性子吸収物質移動防止
用加工部の軸方向位置を互いに異にした多種類の
中性子吸収棒を用意し、制御棒組立時に上記多種
類の中性子吸収棒を制御棒の翼内にランダムに配
列することにより、翼内に配列される各中性子吸
収棒の加工部が翼の幅方向に整列するのを防止す
ることができる。
用加工部の軸方向位置を互いに異にした多種類の
中性子吸収棒を用意し、制御棒組立時に上記多種
類の中性子吸収棒を制御棒の翼内にランダムに配
列することにより、翼内に配列される各中性子吸
収棒の加工部が翼の幅方向に整列するのを防止す
ることができる。
このため、原子炉制御棒の組立時に、翼内に多
種類の中性子吸収棒をランダムに配列すればよ
く、中性子吸収棒の配列に特別の注意を払う必要
がなく、確認作業を不要にすることができる。確
認作業を行なわないで各中性子吸収棒を翼内に配
列しても、配列される中性子吸収棒の翼の幅方向
に前記加工部が整列することがないので、ボイド
が発生しても、発生したボイドが翼の幅方向に並
ぶことがなく、ボイド発生時の制御棒の反応度価
値の低下を防止することができる。
種類の中性子吸収棒をランダムに配列すればよ
く、中性子吸収棒の配列に特別の注意を払う必要
がなく、確認作業を不要にすることができる。確
認作業を行なわないで各中性子吸収棒を翼内に配
列しても、配列される中性子吸収棒の翼の幅方向
に前記加工部が整列することがないので、ボイド
が発生しても、発生したボイドが翼の幅方向に並
ぶことがなく、ボイド発生時の制御棒の反応度価
値の低下を防止することができる。
（実施例）
以下、本発明に係る原子炉制御棒の一実施例に
ついて添付図面を参照して説明する。
ついて添付図面を参照して説明する。
第５図Ａは本発明制御棒に使用する中性子吸収
棒の一例を示している。この中性子吸収棒では、
被覆管７の基準となる端栓７ａからｘだけ離れた
位置に第１の加工部１１ａが設けられ、第２、第
３…の加工部１１ｂ，１１ｃ…は第１の加工部１
１ａから一定間隔Ｌで順次設けられている。しか
して、Ｏ＜Ｘ＜Ｌの範囲内にランダムに異なるＸ
の中性子吸収棒を製作する。このような中性子吸
収棒を、多種類、例えば10種類程度用意して制御
棒の翼内に無作為に装填すれば、中性子吸収物質
移動防止用の加工部が制御棒の同一横断面上に並
ぶことはなく、ボイド発生時の制御棒の反応度価
値低下は防止される。
棒の一例を示している。この中性子吸収棒では、
被覆管７の基準となる端栓７ａからｘだけ離れた
位置に第１の加工部１１ａが設けられ、第２、第
３…の加工部１１ｂ，１１ｃ…は第１の加工部１
１ａから一定間隔Ｌで順次設けられている。しか
して、Ｏ＜Ｘ＜Ｌの範囲内にランダムに異なるＸ
の中性子吸収棒を製作する。このような中性子吸
収棒を、多種類、例えば10種類程度用意して制御
棒の翼内に無作為に装填すれば、中性子吸収物質
移動防止用の加工部が制御棒の同一横断面上に並
ぶことはなく、ボイド発生時の制御棒の反応度価
値低下は防止される。
すなわち、各中性子吸収棒の中性子吸収物質移
動防止用加工部間隔をＬとしたとき、基準端栓と
それに最も近い前記加工部との距離をＬより小で
不規則となるように定めることにより、翼内に配
列される各中性子吸収棒の加工部が翼の幅方向に
並ばないようにしたものである。
動防止用加工部間隔をＬとしたとき、基準端栓と
それに最も近い前記加工部との距離をＬより小で
不規則となるように定めることにより、翼内に配
列される各中性子吸収棒の加工部が翼の幅方向に
並ばないようにしたものである。
一般に、原子炉制御棒はこの制御棒内に中性子
吸収物質が存在しない空間（ボイド）が形成され
ると、(a)中性子吸収物質の欠損による制御棒反応
価値の減少（炉心反応度の上昇）、および(b)中性
子吸収物質の欠損部で中性子束の盛上りが生じ、
この中性子束の盛上りが炉心燃料部の中性子束の
盛上りにつながり、制御棒の局部引抜き的な現象
となるため炉心反応度が上昇する。これは制御棒
反応価値の減少と同じことである。
吸収物質が存在しない空間（ボイド）が形成され
ると、(a)中性子吸収物質の欠損による制御棒反応
価値の減少（炉心反応度の上昇）、および(b)中性
子吸収物質の欠損部で中性子束の盛上りが生じ、
この中性子束の盛上りが炉心燃料部の中性子束の
盛上りにつながり、制御棒の局部引抜き的な現象
となるため炉心反応度が上昇する。これは制御棒
反応価値の減少と同じことである。
ボイドが制御棒の翼の幅方向やその斜め方向に
隣接して並ぶと、上記(b)の現象が顕著となる。ボ
イドの量が同一でも、ボイドが隣接して並ばない
ようにすると、中性子吸収物質が充填された非ボ
イド部分が中性子束の盛上りを制御するので、そ
の結果(b)の現象が制御される。(a)の現象は一次近
似的には殆ど変化しない。このため、原子炉制御
棒は、翼の幅方向やその斜方向にボイドが並ばな
いように設けることにより、各中性子吸収棒内に
ボイドが発生しても、制御棒の反応度価値の低下
を防止できる。
隣接して並ぶと、上記(b)の現象が顕著となる。ボ
イドの量が同一でも、ボイドが隣接して並ばない
ようにすると、中性子吸収物質が充填された非ボ
イド部分が中性子束の盛上りを制御するので、そ
の結果(b)の現象が制御される。(a)の現象は一次近
似的には殆ど変化しない。このため、原子炉制御
棒は、翼の幅方向やその斜方向にボイドが並ばな
いように設けることにより、各中性子吸収棒内に
ボイドが発生しても、制御棒の反応度価値の低下
を防止できる。
第５図Ｂは中性子吸収棒の他の例を示してい
る。この中性子吸収棒は、基準端栓７ａからx′離
れた位置にある基準とる加工部１１ｘに対し、そ
の両側にｙ，ｚの距離をとつて隣接する加工部１
１ｙ，１１ｚを設け、それ以後の加工部１１は一
定間隔Ｌで設けてある。しかして、x′は分散範囲
がＬ程度でランダムに異なると共にｙ，ｚもＬよ
り小さな範囲でランダムに異なる中性子吸収棒を
製作する。この中性子吸収棒は、中性子吸収物質
を被覆管の両端から充填する。
る。この中性子吸収棒は、基準端栓７ａからx′離
れた位置にある基準とる加工部１１ｘに対し、そ
の両側にｙ，ｚの距離をとつて隣接する加工部１
１ｙ，１１ｚを設け、それ以後の加工部１１は一
定間隔Ｌで設けてある。しかして、x′は分散範囲
がＬ程度でランダムに異なると共にｙ，ｚもＬよ
り小さな範囲でランダムに異なる中性子吸収棒を
製作する。この中性子吸収棒は、中性子吸収物質
を被覆管の両端から充填する。
上記構成の中性子吸収棒も制御棒内に無作為に
充填しても、加工部が同一横断面上に並ぶことは
なく、ボイド発生時の反応度価値低下を防止する
ことができる。
充填しても、加工部が同一横断面上に並ぶことは
なく、ボイド発生時の反応度価値低下を防止する
ことができる。
なお、第５図Ａ，Ｂに示した中性子吸収棒にお
いて、ｘ，x′，ｙ，ｚか厳密な意味でランダムに
異なるものを製作することにかなりの困難性を伴
うが、必ずしも厳密にランダムである必要はな
い。実際上は、ｘ，x′，ｙ，ｚが等間隔的な差で
異なるものを10種類程度準備すれば実用上充分で
ある。
いて、ｘ，x′，ｙ，ｚか厳密な意味でランダムに
異なるものを製作することにかなりの困難性を伴
うが、必ずしも厳密にランダムである必要はな
い。実際上は、ｘ，x′，ｙ，ｚが等間隔的な差で
異なるものを10種類程度準備すれば実用上充分で
ある。
以上に述べたように本発明に係る原子炉制御棒
においては、中性子吸収物質移動防止用加工部の
軸方向位置が互いに異なる多種類の中性子吸収棒
を備え、上記多種類の中性子吸収棒を翼内にラン
ダムに配列することにより、各中性子吸収棒の加
工部が翼の幅方向に整列するのを防止できるの
で、翼内に各中性子吸収棒をランダムに充填配列
させるだけで、ボイドが発生しても、発生したボ
イドが翼の幅方向に並ぶことがなく、制御棒の反
応度価値低下を確実かつ有効的に防止することが
できる。
においては、中性子吸収物質移動防止用加工部の
軸方向位置が互いに異なる多種類の中性子吸収棒
を備え、上記多種類の中性子吸収棒を翼内にラン
ダムに配列することにより、各中性子吸収棒の加
工部が翼の幅方向に整列するのを防止できるの
で、翼内に各中性子吸収棒をランダムに充填配列
させるだけで、ボイドが発生しても、発生したボ
イドが翼の幅方向に並ぶことがなく、制御棒の反
応度価値低下を確実かつ有効的に防止することが
できる。
また、多種類の中性子吸収棒をランダムに翼内
に配列すればよく、この配列に特別な注意を払う
必要がなく、確認作業が不要となるので、組立作
業が簡素化され、短時間で制御棒を組立てること
ができる。
に配列すればよく、この配列に特別な注意を払う
必要がなく、確認作業が不要となるので、組立作
業が簡素化され、短時間で制御棒を組立てること
ができる。
第１図は沸騰水型原子炉に使用される十字型制
御棒の側面図、第２図は第１図の―線で切つ
た断面図、第３図は制御棒のシース中に並べられ
ている吸収棒の断面図、第４図は第３図の吸収棒
を制御棒のシース中に並べた従来の制御棒の翼の
図、第５図ＡおよびＢはそれぞれ本発明に使用す
る中性子吸収棒の断面図である。 １…制御棒、２…翼、３…タイロツド、４…シ
ース、５…中性子吸収棒、６…構造材、７…被覆
管、８…粉末、９…ボール、１０…被覆管部分、
１１…吸収物質移動防止加工部、１２…ボイド。
御棒の側面図、第２図は第１図の―線で切つ
た断面図、第３図は制御棒のシース中に並べられ
ている吸収棒の断面図、第４図は第３図の吸収棒
を制御棒のシース中に並べた従来の制御棒の翼の
図、第５図ＡおよびＢはそれぞれ本発明に使用す
る中性子吸収棒の断面図である。 １…制御棒、２…翼、３…タイロツド、４…シ
ース、５…中性子吸収棒、６…構造材、７…被覆
管、８…粉末、９…ボール、１０…被覆管部分、
１１…吸収物質移動防止加工部、１２…ボイド。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 被覆管内に中性子吸収物質粉末を充填し、こ
の中性子吸収物質の軸方向移動を防止する複数個
の中性子吸収物質移動防止用加工部を軸方向に間
隔をおいて設けた中性子吸収棒を翼内に装填して
なる原子炉制御棒において、前記加工部の軸方向
位置が互いに異なる多種類の中性子吸収棒を備
え、上記多種類の中性子吸収棒を翼内にランダム
に配列して各中性子吸収棒の加工部が翼の幅方向
に整列するのを防止したことを特徴とする原子炉
制御棒。 ２ 基準となる端栓からこの端栓に最も近い第１
の前記加工部までの距離が不規則に異り、前記第
１の加工部以後は各加工部間距離が一定間隔配置
とした多数の中性子吸収棒を翼内に無作為に装填
したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の原子炉制御棒。 ３ 基準となる端栓からの距離が不規則な位置に
基準となる前記加工部を設け、この基準となる加
工部の両側にそれぞれ不規則に異る軸方向位置に
前記加工部を設け、それ以後の前記加工部間距離
は一定間隔に設けた多数の中性子吸収棒を翼内に
無作為に装填したことを特徴とする特許請求の範
囲第１項に記載の原子炉制御棒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56047503A JPS57161588A (en) | 1981-03-31 | 1981-03-31 | Nuclear reactor control rod |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56047503A JPS57161588A (en) | 1981-03-31 | 1981-03-31 | Nuclear reactor control rod |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57161588A JPS57161588A (en) | 1982-10-05 |
| JPH0149914B2 true JPH0149914B2 (ja) | 1989-10-26 |
Family
ID=12776904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56047503A Granted JPS57161588A (en) | 1981-03-31 | 1981-03-31 | Nuclear reactor control rod |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57161588A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5263593A (en) * | 1975-11-19 | 1977-05-26 | Nippon Atom Ind Group Co Ltd | Control rod for nulear reactor |
-
1981
- 1981-03-31 JP JP56047503A patent/JPS57161588A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5263593A (en) * | 1975-11-19 | 1977-05-26 | Nippon Atom Ind Group Co Ltd | Control rod for nulear reactor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57161588A (en) | 1982-10-05 |
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