JPH028791A - 沸騰水型原子炉用制御棒 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、板状に形成された中性子吸収体を用いた沸騰
水型原子炉用制御棒に関する。

（従来の技術） 制御棒は、通常炉心への挿入（により核反応の制御を行
うとともに、原子炉に何らかの異常が発生した場合に急
速に炉心に挿入され、原子炉をすみやかに、かつ安全に
停止させる機能を有している。したがって、原子炉の安
全上スクラム機能の維持には非常に高い信頼性が要求さ
れている。このスクラム機能の維持は地震下においても
同様に確保されなければならない。

通常地震時以外の場合におけろスクラ１１では、第８図
に示すように燃料集合体２０の４体の間に形成される十
字状の間隙に、制御棒１が挿入される。

これに対して地震下では、水平地震力により燃料集合体
２０は両端を上部格子板３０と炉心支持板４０で保持さ
れている為、第９図に示すような湾曲変形を生ずる。し
たがって制御棒１は燃料集合体２０に押圧されながら挿
入される為、シース外周部に高い引張力による曲げ応力
が発生する。

従来の板状中性子吸収体例えばハフニウム板を用いた制
御棒１は、第１０図に示すように、ハンドル２１等から
なる先端構造部材２２と結合ソケット２３等からなる末
端構造部材２４とを接続して、その間に横断面十字形の
タイロッド５が配置されている。

このタイロッド５にはそれぞれハフニウム板を収納した
ブレード２５が放射状に取付けられている。

ブレード２５は第１１図に示すように、ブレード２５の
外側を形成するシース３にコマ４を用いてハフニウム板
２が固定されている。

ハフニラ１１板２の固定手段の詳細は、第１３図及び第
１３図のＥ−Ｅ線を矢視した第１２図に示すように、ハ
フニウム板２は複数個のコマ４を介してシース３に溶接
により固設されている。また、シース３はタイロッド５
にスポット溶接６により保持されてろ。このように、コ
マ４によりシース３が拘束される為、地震下のスクラム
度にシース３自身がふくらむかあるいは曲ることによっ
て応力を低減することができず、高応力が発生する可能
性がある。したがって従来の構成ではシース３の強度的
余裕が低下する可能性を有するという問題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、シース自身に過大な曲げ荷重がかかる場
合においても、シースに発生する応力を低減しうるよう
に柔軟性を持たせた沸騰水型原子炉用制御棒を提供する
ことにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明においては、先端構造材と末端構造材とを結合す
るタイロッドと、このタイロッドから放射状に張出さオ
ｔたブレードと、深いＵ字型の横断面を持ってブレード
の外側を形成するシースと、このシース内に配設されタ
イロッドの軸方向に配列された複数の中性子吸収要素に
分割された板状の中性子吸収体とを有する沸騰水型原子
炉用制御棒において、各中性子吸収要素をシース内面に
沿ったＵ字型断面を持たせるとともに、この中性子吸収
要素の開口端に設けられた係合部をタイロッドに設けら
れた係合部に遊嵌係止させた。

また本発明においては、先端構造材と末端構造材とを結
合するタイロッドと、このタイロッドから放射状に張出
されたブレードと、このブレード内に配設され、タイロ
ッドの軸方向に配列された複数の中性子吸収要素に分割
された板状の中性子吸収体とを有する沸騰水型原子炉用
制御棒において、タイロッドと対向させてブレードの端
部を形成させたエンドプラグと、タイロッドとエンドプ
ラグとを接続して相対して配置されブレードの外側を形
成するシースとを設け、各中性子吸収要素はシースの各
内面に沿ってそれぞれ配設されるとともに、この中性子
吸収要素の両側端にそれぞれ設けられた係合部をタイロ
ッドとエンドプラグとにそれぞれ設けられた係合部に遊
嵌係止させた。

（作用） 中性子吸収要素は、係合部によってタイロッドあるいは
タイロッドとエンドプラグとに遊嵌係止されているので
、たとえば地震等の原因で制御棒に横方向の応力が加わ
ってこれが湾曲変形するようなことがあっても５シース
は中性子吸収要素に拘束されることなくこの変形に容易
に追随できるばかりでなく、中性子吸収要素自体に加わ
る応力も減少する。

（実施例） 次に１本発明の一実施例について第１図及び第２図を用
いて説明する。なお第１図は第２図のＡＡ線を矢視した
横断面図である。

第１図及び第２図においてシース３はタイロッド５に溶
接点６でスポット溶接により固定されており、中性子吸
収体であろハフニウム板２はシース３内面に沿うような
Ｕ字型断面を持つように曲げられてシース３内に挿入さ
れている。ハフニウム板２は、タイロッド５側のＵ字型
の開口部に近く複数の孔１１が設けられ、タイロッド５
に設けられたボス７と一定の間隙を保って嵌合させるこ
とにより保持されている。したがって、シース３に曲げ
モーメントが作用した場合には、第１２図および第１３
図に示したコマ４やハフニウム板２による拘束がない為
、シース３自身の変形に対する柔軟性が向上し、高い曲
げ応力の発生はない。

次に１本発明の他の実施例について第３図乃至第５図を
用いて説明する。第３図は第５図のＢ−Ｂ線を矢視した
横断面図を示し、第４図は第５図のＣ−Ｃ線を矢視した
横断面図を表わしている。

本実施例ではハフニウム板２の開口部に複数の突起部【
０を設け、タイロッド５の端部にこの突起部ＩＯと一定
の間隙を保って嵌合する溝部８を設けている。

この場合も前述した実施例と同様に、シーケンス３は第
１２図及び第１３図に示したコマ４やハフニウム板３に
よる拘束がない為、シース３に高い応力を発生させるこ
とはない。

次に、本発明のさらに他の実施例について第６図及び第
７図を用いて説明する。第６図は第７図のＤ−ＤＩ線を
矢視した断面図を示す。

第６図及び第７図において、シース３は２枚の対向した
板に分割され、ブレード２５のタイロッド５と反対側の
末端には棒状のエンドプラグ１２を配して、それぞれの
シース３の端部はタイロッド５とエンドプラグ１２に７
８接点６においてスポットｊ容接等で固定されている。

ハフニウム板２はシース３内面に沿って対向して配置さ
れ、その両端部に設けられた突出部１３がタイロッド５
及びエンドプラグ１２に設けられた溝部１４に一定の間
隙を保って嵌合し、保持されている。

したがって最も高い応力が発生する部位に肉厚の１グい
エンドプラグ１２を配している為、応力を低減しうると
ともに、ハフニウム板２はシース３と直接固定されてい
ない為、シース３にはハフニラＡ　＋ｓ　２の拘束によ
る高い応力は発生しない。

更に、中性子吸収特性を一層向上させる為に。

第６図に示すようにエンドプラグ１２の内部にハフニラ
１１棒９を入れるようにすることも可能である。

またハフニウム板２の保持は第１図及び第２図に示した
ような孔とボスによる嵌合手段を用いても同様な作用効
果を得ることが可能である。

なお本発明には、中性子吸収要素の開口端に設けられた
係合部をタイロッドに設けられた係合部に′ｔＬ嵌係止
させる手段は、中性子吸収要素の開口端に近く設けられ
た開口部をタイロッドに設けられた凸部に遊嵌させてな
るものを含む。

また本発明には、中性子吸収要素の開口端に設けられた
係合部をタイロッドに設けられた係合部にＭｌｆＸ係止
させる手段は、中性子吸収要素の開口端に設けられた突
起部をタイロッドに設けられた溝部に遊嵌させてなるも
のを含む。

更に本発明には、中性子吸収要素の両側端にそれぞれ設
けられた係合部をタイロッドとエンドプラグとにそれぞ
れ設けられた係合部に遊嵌係止させる手段は、中性子吸
収要素の両端部に設けられた突出部をタイロッドとエン
ドプラグとにそれぞれ設けられた溝部に遊嵌させてなる
ものを含む。

更に又本発明には、中性子吸収要素の両側端にそれぞれ
設けられた係合部をタイロッドとエンドプラグとにそれ
ぞれ設けられた係合部に遊嵌係止させる手段は、中性子
吸収要素の両端部に設けられた開口部を、タイミングと
エンドプラグとにそれぞれ設けられた凸部に遊嵌させて
なるものを含む。

〔発明の効果〕

本発明によれば、制御棒が長さ方向に湾曲変形するよう
な応力を受けても、これに追随するための制御棒のシー
スの曲りあるいはふくらみ等に対する拘束を減少させる
ことが可能となり、シースの強度的余裕を十分に確保す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第２図の八−Δ線を矢視して表す本発明の一実
施例を示す断面図、第２図は本発明の一実施例の要部を
一部切り欠いて示す側面図、第３図および第４図はそれ
ぞれ第５図のＢ−Ｂ線およびＣ−Ｃ線をそれぞれ矢視し
て表す本発明の他の実施例を示す断面図、第５図は本発
明の他の実施例の要部を一部切り欠いて示す側面図、第
６図は第７図のＤ−Ｄ線を矢視して表す本発明の更に他
の実施例を示す断面図、第７図は本発明の更に他の実施
例の要部を一部切り欠いて示す側面図、第８図および第
９図はそれぞれ本発明の詳細な説明するための炉心に装
着された燃料集合体と制御棒を示す断面図、第１Ｏ図は
沸騰水型原子炉の制御棒を示す斜視図、第１１図は従来
の制御棒の要部を一部切り欠いて詳細に示す断面図、第
１２図は第１３図のＥ−Ｅ線を矢視して表す従来の制御
棒の要部を示す断面図、第１３図は従来の制御棒の要部
を一部切り欠いて示す側面図である。 ■・・・制御棒　　　　　２・・・ハフニウム板３・・
・シース ７・・・ボス ｌＯ・・・突起部 １２・・・エンドプラグ ２２・・・先端構造材 ２５・・・ブレード ５・・・タイロッド ８．１４・・・溝部 １１・・・孔 １３・・・突出部 ２４・・・末端構造材 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　第子丸　健 第２図 第 図 第 図 第 図 第 １３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、先端構造材と末端構造材とを結合するタイロッドと
   、このタイロッドから放射状に張出されたブレードと、
   深いＵ字型の横断面を持って前記ブレードの外側を形成
   するシースと、このシース内に配設され前記タイロッド
   の軸方向に配列された複数の中性子吸収要素に分割され
   た板状の中性子吸収体とを有する沸騰水型原子炉用制御
   棒において、前記各中性子吸収要素は前記シース内面に
   沿ったＵ字型断面を持たせるとともにこの中性子吸収要
   素の開口端に設けられた係合部を前記タイロッドに設け
   られた係合部に遊嵌係止させてなることを特徴とする沸
   騰水型原子炉用制御棒。 ２、先端構造材と末端構造材とを結合するタイロッドと
   、このタイロッドから放射状に張出されたブレードと、
   このブレード内に配設され前記タイロッドの軸方向に配
   列された複数の中性子吸収要素に分割された板状の中性
   子吸収体とを有する沸騰水型原子炉用制御棒において、
   前記タイロッドと対向させて前記ブレードの端部を形成
   させたエンドプラグと、前記タイロッドと前記エンドプ
   ラグとを接続して相対して配置され前記ブレードの外側
   を形成するシースとを設け、前記各中性子吸収要素は前
   記シースの各内面に沿ってそれぞれ配設されるとともに
   この中性子吸収要素の両側端にそれぞれ設けられた係合
   部を前記タイロッドと前記エンドプラグとにそれぞれ設
   けられた係合部に遊嵌係止させてなることを特徴とする
   沸騰水型原子炉用制御棒。