JPH022984A - Nuclear reactor control rod - Google Patents

Nuclear reactor control rod

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JPH022984A
JPH022984A JP63150126A JP15012688A JPH022984A JP H022984 A JPH022984 A JP H022984A JP 63150126 A JP63150126 A JP 63150126A JP 15012688 A JP15012688 A JP 15012688A JP H022984 A JPH022984 A JP H022984A
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JP
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hafnium
control rod
wing
reactor
absorbing material
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JP63150126A
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Japanese (ja)
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Mitsuharu Nakamura
光晴 中村
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Toshiba Corp
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    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To contrive nuclear long life by forming a wing in the form of a box by long life neutron absorber composed of hafnium metal and the like and constituting it so that the total quantity of the neutron absorber is gradually decreased from the inserting edge toward the end thereof. CONSTITUTION:The end materials 9a, 9b composed of an alloy in which hafnium metal or hafnium is made a main component are welded on the upper end or the lower end of a wing 1. A neutron absorbing rod 10 is arranged in the inside of the inserting edge side of the wing 1 and the lower part thereof is supported by a support member 11. The member 11 is made of the alloy in which hafnium metal or hafnium is made a main constituent. The absorbing rod 10 is filled with neutron absorber 14 such as boron carbide in which natural boron (B4C) and boron-10 are enriched in a coated tube 13 made of an alloy in which hafnium metal or hafnium is made a main constituent. Thereby long life of a control rod can be contrived.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は原子炉用制御棒に係り、特に沸騰水型原子炉等
の軽水炉の炉出力を制御する制御棒の反応度価値を高め
て原子炉停止余裕を向上させ、長寿命化を図った高反応
度長寿命型の原子炉用制御棒に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a control rod for a nuclear reactor, and in particular to a control rod for controlling the reactor power of a light water reactor such as a boiling water reactor. This invention relates to a highly reactive, long-life nuclear reactor control rod that increases value, improves reactor shutdown margin, and extends its life.

(従来の技術) 従来の沸騰水型原子炉用制御棒は、中央タイロッドに細
いU字状シースを固着して横断面十字状のウィングを形
成し、各ウィング内に多数の中性子吸収棒を装填して構
成される。中性子吸収棒は例えばステンレス鋼製被覆管
内に中性子吸収材としてボロンカーバイド(B、C)粉
末を充填して調製される。
(Prior technology) Conventional control rods for boiling water reactors have a thin U-shaped sheath fixed to a central tie rod to form wings with a cross-shaped cross section, and each wing is loaded with a large number of neutron absorption rods. It is composed of A neutron absorbing rod is prepared, for example, by filling a stainless steel cladding tube with boron carbide (B, C) powder as a neutron absorbing material.

この原子炉用制御棒を沸騰水型))π子炉等の炉心部に
挿入すると、シース内に充填した中性子吸収材は中性子
の照射を受け、中性子吸収能力を次第に失うため、原子
炉用制御棒は寿命に達し、所定期間の運転に供した後に
定期的に交換される。
When this reactor control rod is inserted into the core of a boiling water reactor, etc., the neutron absorbing material filled in the sheath is irradiated with neutrons and gradually loses its neutron absorption ability. The rods reach the end of their lifespan and are replaced periodically after a specified period of operation.

(発明が解決しようとする課題) 原子炉の炉心部に出し入れされる制御棒は、各ウィング
の全面に亘って一様に中性子照射を受けるものではなく
1例えば各ウィングの挿入先端領域および外側縁領域は
、強度の中性子照射を受ける。そのため、その領域に充
填された中性子吸収材は多量の中性子を吸収してウィン
グの他領域より早く消耗し、早期に核的寿命を終える。
(Problem to be Solved by the Invention) Control rods that are inserted into and removed from the core of a nuclear reactor are not irradiated with neutrons uniformly over the entire surface of each wing; The area is subjected to intense neutron irradiation. Therefore, the neutron absorbing material filled in that area absorbs a large amount of neutrons and is consumed faster than other areas of the wing, ending its nuclear life earlier.

したがって、ウィングの他領域に充填された中性子吸収
材がまだ十分核的寿命を残しているにも拘らず原子炉用
制御棒全体を放射性廃棄物として廃棄しなければならな
い不経済性があった。一方、原子炉制御棒の交換頻度が
高いと交換作業を行なう作業員の被曝線量も増大する問
題点も考えられる。
Therefore, even though the neutron absorbing material filled in other areas of the wing still has sufficient nuclear life left, it is uneconomical that the entire reactor control rod must be disposed of as radioactive waste. On the other hand, if reactor control rods are replaced frequently, there may be a problem that the radiation exposure of the workers who perform the replacement work will also increase.

そのような問題を解消するために強度の中性子照射を受
ける制御棒の領域に核的寿命が長い、例えばハフニウム
のような長寿命型中性子吸収材を部分的に配置した原子
炉用制御棒を本発明者は開発した。この原子炉用制御棒
は、特開昭53−74697号公報に開示されている通
り、強い中性子照射を受けるウィングの先端部および外
側端部に長寿命型吸収材を配置したハイブリッド構造を
有する。
In order to solve this problem, we are developing nuclear reactor control rods in which a long-life neutron absorbing material such as hafnium, which has a long nuclear life, is partially placed in the area of the control rod that is exposed to intense neutron irradiation. The inventor has developed. As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-74697, this control rod for a nuclear reactor has a hybrid structure in which long-life absorbers are arranged at the tip and outer end of the wing, which is exposed to intense neutron irradiation.

このハイブリッド型の原子炉用制御棒は通常型制御棒の
2倍程度の寿命を得るに至った。
This hybrid type nuclear reactor control rod has achieved a lifespan approximately twice that of a conventional control rod.

一方、従来の原子炉用制御棒は、ウィングの全領域に亘
って中性子吸収材を均一な密度で充填しており、軸方向
の各領域における中性子吸収能力すなわち反応度が等し
く調製されているが、中性子照射量の不均一によって経
時的に反応度にばらつきを生じ、原子炉の運転サイクル
末期においては部分的に〃x子炉停止余裕が低下する可
能性がある。
On the other hand, in conventional control rods for nuclear reactors, the entire wing area is filled with neutron absorbing material at a uniform density, and the neutron absorption capacity, or reactivity, in each area in the axial direction is adjusted to be equal. The unevenness of the neutron irradiation amount causes variations in reactivity over time, and at the end of the reactor operating cycle, there is a possibility that the margin for shutting down the x-nuclear reactor is partially reduced.

すなねち、上記原子炉用制御棒を使用して原子炉を所定
期間運転した場合における原子炉停止余裕(未臨界度)
の炉心軸方向分布は、燃料集合体の設計仕様または原子
炉の運転方法によって若干の相違を生じるが、具本的に
は第7図(A)に示す分布となる。すなわち、原子炉停
止余裕は炉心の上端および下端において大きくなる一方
、上端より若干下った位置において最小の値をとる。
In other words, reactor shutdown margin (subcriticality) when the reactor is operated for a specified period using the above reactor control rods.
The distribution in the core axial direction varies slightly depending on the design specifications of the fuel assembly or the operating method of the reactor, but specifically, the distribution is shown in FIG. 7(A). That is, while the reactor shutdown margin increases at the upper and lower ends of the core, it takes a minimum value at a position slightly below the upper end.

この原因としては、次のことが考えられる。Possible causes of this are as follows.

原子炉炉心の軸方向有効長さをLとした場合、下端から
3/牝の位置から上端にかけての上端領域においては、
運転時の気泡率(ボイド率)が高く、炉の出力密度が相
対的に低下するため、核分裂性物質である質量数235
のウラン(U −235)の残存量が比較的多い。また
発生する気泡(ボイド)によって中性子スペクトルの硬
化現象を生じる。
When the axial effective length of the reactor core is L, in the upper end region from the position 3/female from the lower end to the upper end,
Because the bubble rate (void rate) during operation is high and the power density of the reactor is relatively reduced, the mass number 235 of the fissile material is
The remaining amount of uranium (U-235) is relatively large. Also, the generated air bubbles (voids) cause a phenomenon of hardening of the neutron spectrum.

その結果、プルトニウム生成反応(中性子吸収反応)が
促進されるため、原子炉の運転機において炉心上部の核
分裂性物質の濃度が高くなり、その領域の原子炉停止余
裕が低下する原因となっている。
As a result, the plutonium production reaction (neutron absorption reaction) is promoted, which increases the concentration of fissile material in the upper part of the reactor core in the operating equipment of the reactor, reducing the margin for reactor shutdown in that area. .

一方、今後の原子炉は運転経済性の向上に対する要請か
ら核燃料の高燃焼度化および運転サイクルの長期化への
移行は必至の情勢である。その具体的な対応として濃縮
度の高い核燃料の採用が進み、それに伴って寿命が長く
、かつ原子炉停止余裕が大きな原子炉用制御棒が強く求
められる。
On the other hand, it is inevitable that future nuclear reactors will shift to higher burn-up of nuclear fuel and longer operating cycles due to the demand for improved operating economy. As a concrete response to this, the adoption of highly enriched nuclear fuel is progressing, and as a result, there is a strong demand for control rods for nuclear reactors that have a long life and have a large margin for reactor shutdown.

ところが、従来の原子炉用制御棒を高濃縮度の核燃料を
装荷した原子炉に採用すると原子炉停止余裕が相対的に
低下し、短い運転サイクル毎に原子炉用制御棒を頻繁に
交換しなければならない。
However, when conventional reactor control rods are used in reactors loaded with highly enriched nuclear fuel, the margin for reactor shutdown is relatively reduced, and the reactor control rods must be replaced frequently every short operating cycle. Must be.

原子炉用制御棒の交換作業時には、原子炉を停止し、さ
らに交換すべき制御棒の周囲に配設された多数の燃料集
合体を炉心から予め排除する煩雑な作業が必要とされる
。したがって、制御棒の交換のための原子炉停止が頻発
し、また停止期間が長期化することにより原子炉の運転
効率、経済性が著しく低下する一方、管理労力が著しく
増大する可能性がある。
When replacing control rods for a nuclear reactor, it is necessary to shut down the reactor and further remove from the core a large number of fuel assemblies arranged around the control rods to be replaced, which is a complicated process. Therefore, reactor shutdowns for control rod replacement occur frequently and the shutdown period becomes long, which can significantly reduce the operating efficiency and economic efficiency of the reactor, while also significantly increasing management labor.

本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、十字
形状のウィングに長寿命型中性子吸収材を用いて核的寿
命の長期化を図り、反応度効果の高い部位に中性子吸収
材を多く配置して制[1の反応度価値を高めて原子炉停
止余裕を増大させた高反応度長寿命型の原子炉用制御棒
を提供することを目的とする。
The present invention was made in consideration of the above-mentioned circumstances, and aims to prolong the nuclear lifetime by using long-life neutron absorbing material in the cross-shaped wings, and increasing the number of neutron absorbing materials in areas with high reactivity. An object of the present invention is to provide a high reactivity, long-life control rod for a nuclear reactor that increases the reactivity value of the control rod and increases the reactor shutdown margin.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(課題を解決するための手段) 本発明に係る原子炉用制御棒は、上述した目的を達成す
るために、十字状構造に形成されたウィングからなる原
子炉用制御棒において、前記ウィングをハフニウム金属
またはハフニウムを主成分とする合金からなる長方命中
性子吸収材で箱型に形成するとともに、前記ウィングの
中性子吸収材の総量が挿入先端側から挿入末端側に向っ
て漸次減少するように形成したことを特徴とする。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above-mentioned object, a nuclear reactor control rod according to the present invention includes wings formed in a cross-like structure, in which the wings are made of hafnium. The wing is formed into a box shape with a long-range neutron absorbing material made of metal or an alloy whose main component is hafnium, and the wing is formed so that the total amount of the neutron absorbing material gradually decreases from the insertion tip side to the insertion end side. It is characterized by what it did.

(作 用) ウィングをハフニウム金属またはハフニラ11を主成分
とする合金からなる長寿命型中性子吸収材で箱型に形成
すると核的寿命が長く、長寿命化を図ることができる。
(Function) When the wing is formed into a box shape using a long-life neutron absorbing material made of hafnium metal or an alloy whose main component is hafnium 11, the nuclear life is long, and the life can be extended.

また、ウィング内部に減速材である水が導入され、この
水によって中性子が減速され、吸収され易いエネルギの
中性子となるため、中性子吸収効果、すなわち制御棒の
反応度効果が増大する。さらに、原子炉用制御棒の全挿
入時に原子炉炉心の軸方向の未臨界度が浅くなる中性子
吸収材を積極的かつ効果的に配置するので。
In addition, water as a moderator is introduced into the wing, and this water slows down neutrons and turns them into neutrons with energy that is easily absorbed, increasing the neutron absorption effect, that is, the reactivity effect of the control rods. Furthermore, neutron absorbing material is actively and effectively placed to reduce the degree of subcriticality in the axial direction of the reactor core when the reactor control rods are fully inserted.

−段と大きな反応度価値が得られ、原子炉停止余裕が増
大する。
- A much larger reactivity value is obtained, increasing the margin for reactor shutdown.

(実施例) 以下、本発明に係る原子炉用制御棒の第1の実施例につ
いて添付図面を参照して説明する。
(Example) Hereinafter, a first example of a control rod for a nuclear reactor according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

第1図は本発明に係る原子炉用制御棒の一実施例を示す
斜視図で第2図は第1図の■−■矢視方向に切断した横
断面図である。
FIG. 1 is a perspective view showing one embodiment of a control rod for a nuclear reactor according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken in the direction of arrows - -■ in FIG. 1.

十字状ウィング1はハフニウム金属またはハフニウムを
主成分とする合金で製作された翼端材2、プレート3及
び捧4をそれぞれ溶接することによって形成されている
。ウィング1の中にはプレート3を補強するためにステ
イフナ−15が設けられ、プレート3に溶接されている
。原子炉用制御棒の中心にはハフニウム金属またはハフ
ニウムを主成分とする合金製のタイロッド5が配置され
、その横断面は十字形をしており、その4個の突出部に
それぞれウィング1が溶接される。タイロッド5は原子
炉用制御棒の軸線方向に断続されている。
The cruciform wing 1 is formed by welding a wing tip 2, a plate 3, and a strut 4 made of hafnium metal or a hafnium-based alloy. A stiffener 15 is provided in the wing 1 to reinforce the plate 3 and is welded to the plate 3. A tie rod 5 made of hafnium metal or an alloy mainly composed of hafnium is arranged at the center of the reactor control rod, and its cross section is cross-shaped, and wings 1 are welded to each of its four protruding parts. be done. The tie rods 5 are connected intermittently in the axial direction of the reactor control rod.

このことによりタイロッド5の重量が軽減されろ。This reduces the weight of the tie rod 5.

原子炉用制御棒には第1図に示すように上端にステンレ
ス鋼製のハンドル6を、また下端にステンレス鋼製のス
ピードリミッタ7が設けられている。
As shown in FIG. 1, a nuclear reactor control rod is provided with a handle 6 made of stainless steel at its upper end and a speed limiter 7 made of stainless steel at its lower end.

第4図は本発明の原子炉用制御棒の縦断面図である。ウ
ィング1の上端及び下端にはハフニウム金属またはハフ
ニウムを主成分とする合金からなる端末材9 + 9a
、 !llbが溶接されている。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a control rod for a nuclear reactor according to the present invention. At the upper and lower ends of the wing 1 are terminal materials 9 + 9a made of hafnium metal or an alloy whose main component is hafnium.
, ! llb is welded.

ハフニウムとステンレス鋼は溶接できないため、ハンド
ル6とスピードリミッタ7は次の方法でウィング1に接
続される。
Since hafnium and stainless steel cannot be welded, the handle 6 and the speed limiter 7 are connected to the wing 1 in the following manner.

端末材9はハンドル6及びスピードリミッタ7に設けら
れた溝に差し込まれている。又、端末材9、ハンドル6
、スピードリミッタ7には穴があけられており、その穴
にステンレス鋼製のピン17が差し込まれてそれぞれの
部材を結合している。
The terminal member 9 is inserted into a groove provided in the handle 6 and the speed limiter 7. Also, terminal material 9, handle 6
A hole is made in the speed limiter 7, and a stainless steel pin 17 is inserted into the hole to connect the respective members.

ピン17はハンドル6及びスピードリミッタ7に溶接さ
れている。
The pin 17 is welded to the handle 6 and the speed limiter 7.

ウィング1の挿入先端側の内部には中性子吸収棒10が
配置され、下部を支持部材11で支持している。支持部
材11はハフニウム金属又はハフニウムを主成分とする
合金からできており、プレート3に溶接されている。
A neutron absorption rod 10 is arranged inside the wing 1 on the insertion tip side, and its lower part is supported by a support member 11. The support member 11 is made of hafnium metal or a hafnium-based alloy and is welded to the plate 3.

中性子吸収棒10はハフニウム金属あるいはハフニウム
を主成分とする合金の被覆管13内に天然ボロン(84
C)やボロン−10を濃縮したボロンカーバイド、Eu
203−tlfo□等の中性子吸収物質14が充填され
る。中性子吸収物質14がボロンカーバイドである場合
には、中性子反応によりHeガスを発生させるので、金
属ウール等を充填してガスプレナムを形成する必要があ
る。
The neutron absorption rod 10 has natural boron (84%
C) and boron carbide enriched with boron-10, Eu
A neutron absorbing material 14 such as 203-tlfo□ is filled. When the neutron absorbing material 14 is boron carbide, He gas is generated by a neutron reaction, so it is necessary to fill it with metal wool or the like to form a gas plenum.

又、第3図に示すように、一部の中性子吸収棒10のか
わりに板状ステイフナ−12が設けられている。板状ス
テイフナ−12はハフニウム金属あるいはハフニウムを
主成分とする合金製であり、プレート3に溶接されるこ
とにより、プレート3の補強を行っている。
Further, as shown in FIG. 3, plate-shaped stiffeners 12 are provided in place of some of the neutron absorption rods 10. The plate stiffener 12 is made of hafnium metal or an alloy containing hafnium as a main component, and is welded to the plate 3 to reinforce the plate 3.

この原子炉用制御棒は、ウィング1が長寿命型中性子吸
収材で形成されるので、核的寿命が長く、制御棒の長寿
命化を図ることができるとともに、上記制御棒は第1図
の全体図に示すように、ウィング1に冷却孔8があけら
れているので、ウィング1の内部は減速材である水によ
り満たされ、この水により中性子が減速され、中性子吸
収材に吸収されやすいエネルギの中性子となるため、中
性子吸収効果、ひいては制御棒の反応度効果が増大する
In this nuclear reactor control rod, the wing 1 is made of a long-life neutron absorbing material, so it has a long nuclear life, and the control rod has a long life. As shown in the overall diagram, since the wing 1 has cooling holes 8, the inside of the wing 1 is filled with water, which is a moderator, and this water slows down neutrons, reducing the energy that is easily absorbed by the neutron absorbing material. neutrons, increasing the neutron absorption effect and, by extension, the control rod reactivity effect.

また、ウィング1の挿入先端側内部に中性子吸収棒10
が配置されているので、原子炉用制御棒の全挿入時に炉
心軸方向の未臨界度が浅くなる部位に、中性子吸収材を
積極的に配置したので、−段と大きな反応度価値(中性
子吸収特性)が第7図(8)で示すように得られ、第7
図(C)に示すように破線で示す従来の制御棒に較べ原
子炉停止余裕が増大する。
In addition, a neutron absorption rod 10 is placed inside the insertion tip side of the wing 1.
Since the subcriticality in the core axis direction becomes shallow when the reactor control rods are fully inserted, the neutron absorbing material is actively placed in the region where the subcriticality becomes shallower. characteristics) are obtained as shown in Fig. 7 (8), and the
As shown in Figure (C), the reactor shutdown margin is increased compared to the conventional control rod indicated by the broken line.

次に1本発明に係る原子炉用制御棒の第2の実施例につ
いて説明する。
Next, a second embodiment of the nuclear reactor control rod according to the present invention will be described.

第5図はこの原子炉制御棒の第2の実施例を示すもので
ある。この実施例に示された原子炉用制御棒は、ウィン
グ1の挿入先端側内側に多段構造の中性子吸収板16を
内張すしたものである。この中性子吸収板16はハフニ
ウム金属あるいはハフニウムを主成分とした合金の長寿
命型中性子吸収材で形成され、ウィング1の挿入先端側
から挿入末端側に向かって途中で肉厚が段階的に減少す
るように構成される。
FIG. 5 shows a second embodiment of this reactor control rod. The control rod for a nuclear reactor shown in this embodiment has a neutron absorbing plate 16 of a multi-stage structure lined inside the insertion tip side of the wing 1. The neutron absorbing plate 16 is made of a long-life neutron absorbing material of hafnium metal or an alloy mainly composed of hafnium, and its thickness gradually decreases from the insertion tip side to the insertion end side of the wing 1. It is configured as follows.

この中性子吸収板16はウィング1の内側にステイフナ
15を介して固定される。本実施例の原子炉用制御棒に
おいても、第4図に示される原子炉用制御棒と同様な作
用効果を持つ。
This neutron absorbing plate 16 is fixed inside the wing 1 via a stiffener 15. The nuclear reactor control rod of this embodiment also has the same effects as the nuclear reactor control rod shown in FIG.

なお、本発明の一実施例では対向するプレートの両端に
翼端材および棒を溶接してウィングを形成した例を示し
たが、このウィングはハフニウム金属あるいはハフニウ
ムを主成分とした合金の長寿命型中性子吸収材から結果
としてU字状に構成したものであれば良い、第8図はウ
ィングをハフニウム金属又はハフニウムを主成分とする
合金から製造されたU字状のチューブ16をウィングと
して使用した第3の実施例である。第9図は第4の実施
例を示したもので、ハフニウム金属又はハフニウムを主
成分とする合金製の板を折り曲げてU字状板18に形成
し、ウィングとして使用した第4の実施例である。
In one embodiment of the present invention, wings were formed by welding wing tips and rods to both ends of opposing plates, but these wings are made of hafnium metal or a hafnium-based alloy with a long lifespan. Any type of neutron absorbing material that has a U-shaped structure is acceptable. In FIG. 8, a U-shaped tube 16 made of hafnium metal or an alloy containing hafnium as a main component is used as the wing. This is a third example. FIG. 9 shows a fourth embodiment in which a plate made of hafnium metal or an alloy containing hafnium as a main component is bent to form a U-shaped plate 18 and used as a wing. be.

このU字状板18をタイロッド5に挿着して制御棒を構
成したものである。
This U-shaped plate 18 is inserted into the tie rod 5 to constitute a control rod.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、ウィングをハフニウム金属またはハフ
ニウムを主成分とする合金からなる長寿命型中性子吸収
材で形成したことから、制御棒の核的寿命を延ばし、長
寿命化を図ることができる。
According to the present invention, since the wing is formed of a long-life neutron absorbing material made of hafnium metal or an alloy containing hafnium as a main component, the nuclear life of the control rod can be extended and the life of the control rod can be extended.

また、長寿命型中性子吸収材をシースとして用いるため
、シース内部に減速材である水を導入でき、導入された
水により、高速中性子は減速され吸収され易いエネルギ
の中性子となるため、中性子吸収効果、すなわち制御棒
の反応度効果を増大させることができる一方、反応度効
果が高い部位に中性子吸収材を積極的に配置したので、
−段と大きな反応度価値が得られ、原子炉停止余裕が増
大し、高反応度で長寿命型原子炉用制御棒を提供できる
In addition, since a long-life neutron absorbing material is used as a sheath, water as a moderator can be introduced into the sheath, and the introduced water slows down fast neutrons and turns them into energy neutrons that are easily absorbed, resulting in a neutron absorption effect. In other words, while the reactivity effect of the control rods can be increased, neutron absorbing materials are actively placed in areas where the reactivity effect is high.
- A much larger reactivity value can be obtained, the reactor shutdown margin is increased, and a long-life nuclear reactor control rod with high reactivity can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係る原子炉用制御棒の第1の実施例を
示す斜視図、第2図は第1図の■−■線に沿う横断面図
、第3図は第1図の要部を拡大して示す断面図、第4図
は第1図の■−■線に沿う縦断面図、第5図は本発明に
係る原子炉用制御棒の第2の実施例を示す縦断面図、第
6図はステイフナ−の全体を示す斜視図、第7図(A)
は従来の原子炉用制御棒を使用して原子炉を所定期間運
転した場合の原子炉停止余裕の軸方向分布を示すグラフ
図、第7図(B)は本発明に係る原子炉用制御棒におけ
る中性子吸収特性の軸方向分布を示すグラフ図、第7図
(C)は本発明に係る原子炉用制御棒を使用して原子炉
を所定期間運転した場合の原子炉停止余裕の軸方向分布
を従来例と比較して示すグラフ図、第8図および第9図
は本発明に係る原子炉用制御棒の第3および第4の実施
例を示す横断面図である。 1・・・ウィング、 3・・・プレート、 5・・・タイロッド、 7・・・スピードリミッタ、 9a、 9b・・・端末材、 11・・・支持部材、 13・・・被覆管、 15a、 15b−ステイフナ−1 17・・・ピン。 2・・・翼端材、 4・・・棒、 6・・・ハンドル、 8・・・冷却孔、 10・・・中性子吸収棒、 12・・・板状ステイフナ− 14・・・中性子吸収物質、 16a、 16b・・・中性子吸収板、18・・・U字
状板。 (8733)代理人弁理士 猪 股 祥 晃(ほか1名) 第3 図 第 図 第 図 第 図
FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a control rod for a nuclear reactor according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line ■-■ in FIG. 1, and FIG. 4 is a longitudinal sectional view taken along the line ■-■ in FIG. 1; FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the control rod for a nuclear reactor according to the present invention. A top view, FIG. 6 is a perspective view showing the entire stiffener, and FIG. 7 (A)
7(B) is a graph showing the axial distribution of the reactor shutdown margin when the reactor is operated for a predetermined period using a conventional reactor control rod, and FIG. 7(B) is a graph showing the reactor control rod according to the present invention. FIG. 7(C) is a graph showing the axial distribution of the neutron absorption characteristics in , and FIG. 7(C) shows the axial distribution of the reactor shutdown margin when the reactor is operated for a predetermined period using the reactor control rod according to the present invention. FIGS. 8 and 9 are cross-sectional views showing third and fourth embodiments of the nuclear reactor control rod according to the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Wing, 3... Plate, 5... Tie rod, 7... Speed limiter, 9a, 9b... Terminal material, 11... Support member, 13... Cladding tube, 15a, 15b-Stiffener-1 17...Pin. 2... Wing tip material, 4... Rod, 6... Handle, 8... Cooling hole, 10... Neutron absorption rod, 12... Plate stiffener 14... Neutron absorption material , 16a, 16b...neutron absorption plate, 18...U-shaped plate. (8733) Representative Patent Attorney Yoshiaki Inomata (and 1 other person) Figure 3 Figure Figure Figure Figure

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)十字状構造に形成されたウィングからなる原子炉
用制御棒において、前記ウィングをハフニウム金属また
はハフニウムを主成分とする合金からなる長寿命中性子
吸収材で箱型に形成するとともに、前記ウィングの中性
子吸収材の総量が挿入先端側から挿入末端側に向って漸
次減少するように形成したことを特徴とする原子炉用制
御棒。
(1) In a nuclear reactor control rod consisting of wings formed in a cross-like structure, the wings are formed into a box shape with a long-life neutron absorbing material made of hafnium metal or an alloy containing hafnium as a main component; A control rod for a nuclear reactor, characterized in that the total amount of neutron absorbing material is formed such that it gradually decreases from the insertion tip side to the insertion end side.
(2)中性子吸収材はハフニウム金属またはハフニウム
を主成分とする長寿命型中性子吸収材と、被覆材を用い
た被覆型中性子吸収材とからなり、被覆型中性子吸収材
はウィングの中に配置された請求項1記載の原子炉用制
御棒。
(2) The neutron absorbing material consists of hafnium metal or a long-life neutron absorbing material whose main component is hafnium, and a coated neutron absorbing material using a coating material, and the coated neutron absorbing material is placed inside the wing. The control rod for a nuclear reactor according to claim 1.
(3)ハフニウム金属またはハフニウムを主成分とする
合金からなるウィングの内側にハフニウム金属またはハ
フニウムを主成分とする合金からなる中性子吸収板を固
定し、その中性子吸収板の肉厚が挿入先端側から末端側
に向かって段階的または連続的に減少された請求項1記
載の原子炉用制御棒。
(3) A neutron absorption plate made of hafnium metal or a hafnium-based alloy is fixed to the inside of a wing made of hafnium metal or a hafnium-based alloy, and the thickness of the neutron absorption plate is adjusted from the insertion tip side. The control rod for a nuclear reactor according to claim 1, wherein the control rod is reduced stepwise or continuously toward the terminal end.
JP63150126A 1988-06-20 1988-06-20 Nuclear reactor control rod Pending JPH022984A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6137854A (en) * 1997-10-16 2000-10-24 Kabushiki Kaisha Toshiba Reactor control rod and method of manufacturing the same
WO2019123605A1 (en) * 2017-12-21 2019-06-27 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 Control rod and method for cutting used control rod

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