JPH0248878B2 - - Google Patents

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JPH0248878B2
JPH0248878B2 JP56058415A JP5841581A JPH0248878B2 JP H0248878 B2 JPH0248878 B2 JP H0248878B2 JP 56058415 A JP56058415 A JP 56058415A JP 5841581 A JP5841581 A JP 5841581A JP H0248878 B2 JPH0248878 B2 JP H0248878B2
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JP
Japan
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cladding tube
pellets
lower cladding
tube
control rod
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JP56058415A
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English (en)
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JPS57173786A (en
Inventor
Shigeo Kasai
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高速増殖炉用制御棒集合体に内蔵す
るベント型制御棒に係り、とくに原子炉中で使用
時にB4Cから発生する気体を放出する機構を備え
たベント型制御棒用吸収ピンに関する。
高速増殖炉では炉心内に制御棒集合体を装荷し
ているが、その集合体中に内蔵するベント型制御
棒は筒状ガイドチユーブ内に保護管を介して多数
本の吸収ピンが配列されてなるものである。そし
て、その吸収ピンは第1図に示したような構成に
なつている。
すなわち、円柱状に圧粉成形した複数のB4Cペ
レツト8(B―10を含んでいる)を積層して収納
する下部被覆管7と、この下部被覆管7の下部を
閉塞する下部端栓9と、前記下部被覆管7に中間
端栓5を介して連続し上部空間を構成する上部被
覆管3と、この上部被覆管3の上部を閉塞する上
部端栓1と、上部被覆管3内の上部空間とB4Cペ
レツト収納部とを区切り固定するための中間端栓
5と、下部被覆管7のB4Cペレツト収納部と、上
部被覆管3の空間とを連通させるベントチユーブ
2とが前記中間端栓5に固定されたものからなつ
ている。また上部被覆管3の下部側面には通気孔
4が設けられており、この通気孔4はB4Cペレツ
ト8から発生するHeガスがベントチユーブ2お
よび上部空間を通り被覆管3外の液体冷却材中に
放出できるようになつている。なお、ペレツト8
はスプリング6により位置ずれしないように押圧
されている。しかしながら、上記構成の吸収ピン
においては上記Heガスの放出通路が逆に液体冷
却材の浸入通路となり逆流するため原子炉冷却材
の使用条件において、浸入した冷却材がベイント
チユーブ2を越えて逆流しない範囲内に設定する
必要がある。
この要求を解決させるためにはつぎの(1)式を満
たすことがある。
hv−h=1/A(V−VP)>0 ……(1) ここで、hv:中間端栓の上面からのベントチ
ユーブ高さ h:上部被覆管に冷却材が浸入する高
さ A:上部被覆管の断面積からベントチ
ユーブの断面積を引いた第2図に示すA部
の面積 VP:吸収ピン内の冷却材浸入を許さ
ない部分の体積(B4Cペレツト収納部)。
ただし、ベント型制御棒は、原子炉内で鉛
直に設置されるため第1図の〓部体積を考
慮する。
V:吸収ピン内の気体部の体積。
これは、原子炉内の冷却材条件(温度,圧力)に
より変動する。
V=T/T′・P′/PV′ ここで、T′・P′,V′は変動前の冷却材温度,圧
力,および吸収ピンの気体部の体積。
さらに吸収ピンの長さはベントチユーブ2の長
さ(hv)に支配されるため、原子炉冷却材変動
条件を一定とすると、(1)式よりベントチユーブ2
の長さはVPに依存し、VPが少い程吸収ピンの長
さは短くなる。
上記VPは第1図〓印で示す空間であるが、こ
のうち、B4Cペレツト8と下部被覆管7との間隙
が占める割合は大きい。この空間は吸収ピンの使
用中におけるスウエリングおよび熱膨張による
B4Cペレツト8を下部被覆管7が干渉しない範囲
を維持しなければならない。すなわち、以下の(2)
式を満足させる必要がある。
g=(1+βC T+βC S)DC −(1+βP T+βP S)DP ……(2) ここで、g:下部被覆管7とB4Cペレツト8と
のギヤツプ DC:下部被覆管7の内径 DP:B4Cペレツト8の外径 βC T:下部被覆管7の熱膨張率 βC S:下部被覆管のスウエリング膨張率 βP T:B4Cペレツト8の熱膨張率 βP S:B4Cペレツト8のスウエリング膨
張率 (2)式でβC TとβP Tは使用中における変化は少く長寿
命化をねらうと、βC SとβP Sが問題となり、B4Cペレ
ツト8の場合、βP Sが支配的となる。さらにβP S
B4Cペレツト中に含まれるB―10の熱焼度に比例
することが知られている。この燃焼度は(3)式で示
される。
B=∫N・φσdt ……(3) ここで、B:燃焼度 N:B4C単位体積当りのB―10量 φ:中性子束 σ:B―10の反応断面積、 t:時間 また、上記燃焼度は軸方向に沿う分布形を有
し、第3図は上記吸収ピンを安全棒に使用した場
合炉心から該安全棒をある程度引抜いた状態で使
用された際の該安全棒におけるB―10の燃焼度分
布の例を示している。
本発明は上記事情にかんがみてなされたもの
で、B4Cペレツトと被覆管との隙間(ギヤツプ)
を必要最少限とし、かつB4Cペレツトの収納空間
を小さくしスウエリングによる被覆管との干渉を
避けて全体の長さを短くし得るベント型制御棒用
吸収ピンを提供することにある。
以下第4図および第5図を参照しながら本願第
1発明の実施例を説明する。なお、図中第1図と
同一部分には同一符号で示し重複する部分の説明
を省略する。すなわち、第4図に示す本願第1発
明の第1の実施例では、下部被覆管7に装填され
た最下端部のB4Cペレツト8Cの直径は小さく、
中央のペレツト8bは前記8cより大きくし、上
部のペレツト8aの直径をさらに8bより大きく
形成してなるものである。
この実施例から明らかなように被覆管7の軸方
向下方に向うに従つて、B4Cペレツト8と下部被
覆管7とのギヤツプは拡がる。
また第5図に示す本願第1発明の第2の実施例
では前記B4Cペレツト8a〜8cの長さをB4Cペ
レツト外径が小さくなるので対応させ短かくして
いる。
このように本願第1発明の実施例を示す第4図
と第5図ではペレツト8a,8b,8cは上方か
ら順次直径が小さくなるので被覆管7の内面との
ギヤツプは下部から上部へ向けて狭まつている。
以上説明した本願第1発明の第1と第2の実施
例は、第3図のB―10燃焼度分布に適合したもの
で、図示の様にB―10燃焼度分布に沿つてB4Cペ
レツト8と下部被覆管7とのギヤツプを調節して
いるため寿命末期にはB4Cペレツト8と下部被覆
管7とのギヤツプは同じとなる。
したがつて、初期におけるB4Cペレツト8と下
部被覆管7とのギヤツプは、必要最少限のギヤツ
プとすることができる。したがつて(1)式で示す
VPは合理的に設定でき、よつてhvは合理的な長
さを得ることが可能となる。
さらに第2の実施例ではB4Cペレツト外径を小
さくするのに合わせてペレツトの長さを短かくす
ることで、B4Cペレツト8を下部被覆管内に装荷
する際の誤装荷に対する品質管理を容易にする効
果がある。
次に第6図および第7図を参照しながら本願第
2発明について説明する。
第6図に示す本願第2発明の第1の実施例は、
B4Cペレツト8d〜8jの各々の長さも等しく
し、前記B4CペレツトのB―10濃縮度を軸方向で
下方にいくにしたがつて小さくしたものである。
第7図に示す本願第2発明の第2の実施例は
B4Cペレツト8k〜8rの外径を軸方向に一定と
して前記B4CペレツトのB―10濃縮度を軸方向で
下方にいくにしたがつて小さくし、濃縮度が小さ
くなるのに対応させB4Cペレツト8k〜8rの長
さを順次短かく変えたベント型吸収ピンである。
ところで、B4Cペレツト8のスウエリングは、
前記(2)式で説明のごとく、B4Cペレツト8中に含
まれるB―10の燃焼度に比例することが知らてい
る。
また、この燃焼度は前記(3)式で説明した通り、
中性子束と、B4Cペレツト8の単位体積当りのB
―10の量(B―10の濃縮度)で決まる。つまり、
B4Cペレツト8のB―10濃縮度を軸方向に変えた
本願第2発明の第1および第2の実施例では(3)式
に示すB―10燃焼度が軸方向に均一化できる。し
たがつて、B4Cペレツト8と下部被覆管7とのギ
ヤツプ部(体積)を合理的に縮小化が計れ(1)式の
VPを合理的に設定できる結果hvを合理的長さに
設定することが可能となる。
また本願第2発明の第2の実施例ではB4Cペレ
ツト8k〜8rの長さを変えることで第5図に示
す本願第1発明の第2の実施例と同様に品質管理
が容易になる効果がある。
以上説明したように本発明に係るベント型制御
棒用吸収ピンはその制御棒の可動範囲の空間的制
限の中で、可能な限りB4Cペレツトと被覆管との
干渉に対する余裕が生じるので長期間の使用が可
能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のベント型制御棒用吸収ピンを示
す縦断面図、第2図は第1図におけるZ―Z矢視
方向を切断して示す断面図、第3図は制御棒用吸
収ピンを安全棒に使用した場合の代表的なB―10
燃焼度分布を示す曲線図、第4図および第5図は
本願第1発明に係るベント型制御棒用吸収ピンの
各実施例を示す縦断面図、第6図および第7図は
本願第2発明に係るベント型制御棒用吸収ピンの
実施例を示す縦断面図である。 1…上部端栓、2…ベントチユーブ、3…上部
被覆管、4…ベントホール、5…中部端栓、6…
スプリング、7…下部被覆管、8…B4Cペレツ
ト、9…下部端栓。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 下部側面に通気孔を有する上部被覆管と、こ
    の上部被覆管の下部に中間端栓を介して連結され
    た下部被覆管と、前記上部および下部被覆管の両
    端を閉塞する端栓と、前記中間端栓に取り付けら
    れ前記下部被覆管と上部被覆管との空間を連通す
    るベントチユーブと、前記下部被覆管内に装填さ
    れた複数個のB4Cペレツトとを具備したベント型
    制御棒用吸収ピンにおいて、前記下部被覆管内に
    下方に沿つて順次外径が縮少した複数個のB4Cペ
    レツトが装填されてなることを特徴とするベント
    型制御棒用吸収ピン。 2 下部側面に通気孔を有する上部被覆管と、こ
    の上部被覆管の下部に中間端栓を介して連結され
    た下部被覆管と、前記上部および下部被覆管の両
    端を閉塞する端栓と、前記中間端栓に取り付けら
    れた前記下部被覆管と上部被覆管との空間を連通
    するベントチユーブと、前記下部被覆管内に装填
    された複数個のB4Cペレツトとを具備したベント
    型制御棒用吸収ピンにおいて、前記下部被覆管内
    に軸方向に下方にいくにしたがつて順次B―10濃
    縮度を小さくした複数個のB4Cペレツトが装填さ
    れてなることを特徴とするベント型制御棒用吸収
    ピン。 3 下部被覆管内に軸方向に下方にいくにしたが
    つて順次B4Cペレツトの長さを短くした複数個の
    B4Cペレツトが装填されてなることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載のベント型制御棒用吸
    収ピン。 4 下部被覆管内に軸方向に下方にいくにしたが
    つて順次B4Cペレツトの長さを短くした複数個の
    B4Cペレツトが装填されてなることを特徴とする
    特許請求の範囲第2項記載のベント型制御棒用吸
    収ピン。
JP56058415A 1981-04-20 1981-04-20 Absorbing pin for vent type control rod Granted JPS57173786A (en)

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JP56058415A JPS57173786A (en) 1981-04-20 1981-04-20 Absorbing pin for vent type control rod

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JPS57173786A JPS57173786A (en) 1982-10-26
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JP56058415A Granted JPS57173786A (en) 1981-04-20 1981-04-20 Absorbing pin for vent type control rod

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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58196488A (ja) * 1982-05-12 1983-11-15 株式会社日立製作所 高速増殖炉
JPS59224593A (ja) * 1983-06-03 1984-12-17 株式会社東芝 制御棒
JPS6145992A (ja) * 1984-08-10 1986-03-06 株式会社日立製作所 制御棒要素
US4678628A (en) * 1986-03-03 1987-07-07 Westinghouse Electric Corp. Nuclear reactor control rod cluster for enthalpy rise compensation
JPH0650796Y2 (ja) * 1988-01-07 1994-12-21 三菱重工業株式会社 原子炉用の中性子吸収棒

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