JPH04301793A - Control rod for atomic reactor - Google Patents

Control rod for atomic reactor

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JPH04301793A
JPH04301793A JP3067095A JP6709591A JPH04301793A JP H04301793 A JPH04301793 A JP H04301793A JP 3067095 A JP3067095 A JP 3067095A JP 6709591 A JP6709591 A JP 6709591A JP H04301793 A JPH04301793 A JP H04301793A
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精 植田
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裕一 元良
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耕作 積田
Shigenori Shiga
志賀 重範
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Abstract

PURPOSE:To improve the cooling characteristics and to reduce the cost for materials and manufacture, in a control rod for an atomic reactor using hafnium as neutron absorber. CONSTITUTION:A control rod is constructed so as that in a sheath 2 of U-shaped cross section, plate-frame-like neutron absorber elements 11 are arranged along both side inner walls of the sheath 2 facing to each other, and plate-like neutron absorber plates 12 made of hafnium metal or hafnium alloy are arranged between respective absorber elements 11 in a direction parallel to the axis of a tie rod 1, and respective neutron absorber plates 12 facing to each other are supported at a constant distance in the facing area with connecting spacer rods 13 made of nearly the same materials to the neutron absorber plates 12. And the above members are supported in the sheath 2 with rod-like supporting members 14 made of nearly the same materials to the sheath 2 and fixed to the inner wall of the sheath 2 at both end portions.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】〔発明の目的〕[Object of the invention]

【0002】0002

【産業上の利用分野】本発明は、沸騰水型原子炉等に適
用される原子炉用制御棒に係り、特に中性子吸収要素を
ハフニウム金属またはハフニウム合金によって構成した
原子炉用制御棒に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control rod for a nuclear reactor applied to a boiling water reactor, and more particularly to a control rod for a nuclear reactor in which a neutron absorbing element is made of hafnium metal or a hafnium alloy.

【0003】0003

【従来の技術】一般に原子炉用制御棒は、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
から放射状に突出し、その外殻部が深いU字形断面のシ
ースによって構成されたブレードと、前記シースの内部
に設けられ、前記タイロッドの軸心と平行に配列された
複数の中性子吸収要素とを有する構成とされている。
[Prior Art] Generally, a control rod for a nuclear reactor consists of a tie rod that connects a tip structural member and a terminal structural member, and a blade that protrudes radially from the tie rod and has a sheath whose outer shell has a deep U-shaped cross section. and a plurality of neutron absorbing elements provided inside the sheath and arranged parallel to the axis of the tie rod.

【0004】そして従来では、中性子吸収要素が、ボロ
ンカーバイド(B4C)等のボロン化合物粉末を中性子
吸収材としてステンレス鋼等のチューブ内に充填した構
成とされる場合が多かった。なお、ボロンには、B−1
0とB−11との2種類が存在するが、中性子吸収材と
して適用されるものは、B−10である。このB−10
は、中性子と反応して、ヘリウム(He−4)およびリ
チウム(Li−7)に変化し、その後は中性子吸収能力
を失う。
[0004] Conventionally, neutron absorbing elements have often been constructed by filling a tube made of stainless steel or the like with powder of a boron compound such as boron carbide (B4C) as a neutron absorbing material. In addition, boron has B-1
There are two types, 0 and B-11, but B-10 is used as a neutron absorber. This B-10
reacts with neutrons and changes into helium (He-4) and lithium (Li-7), after which it loses its neutron absorption ability.

【0005】このことは、ボロン化合物を中性子吸収材
に適用した場合、制御棒の中性子吸収能力が比較的早く
減衰することになり、核的寿命が短いということに繋が
っていた。
[0005] This means that when a boron compound is used as a neutron absorbing material, the neutron absorbing ability of the control rod is attenuated relatively quickly, leading to a short nuclear life.

【0006】一方、最近では長寿命型の制御棒が要求さ
れるようになっており、中性子吸収要素を、ハフニウム
金属またはハフニウム合金によって作成することが検討
されている。なお、ハフニウム合金としては、ハフニウ
ム(Hf)をジルコニウム(Zr)またはチタン(Ti
)等で希釈した合金が適用される。
On the other hand, recently there has been a demand for long-life control rods, and consideration has been given to making neutron absorbing elements from hafnium metal or hafnium alloys. In addition, as a hafnium alloy, hafnium (Hf) is used as zirconium (Zr) or titanium (Ti).
) etc. is applied.

【0007】ハフニウムは多くの核種を含み、その核種
の大部分は、一つの原子核で何度も中性子を吸収できる
。したがって、ハフニウム製の中性子吸収要素によると
、中性子吸収能力が減衰しにくい。しかも、ハフニウム
は炉水中に直接浸しても、化学的に極めて安定であり、
被覆材を必要としない。
[0007] Hafnium contains many nuclides, most of which can absorb neutrons many times with a single atomic nucleus. Therefore, with a neutron absorbing element made of hafnium, the neutron absorbing ability is less likely to be attenuated. Moreover, hafnium is chemically extremely stable even when directly immersed in reactor water.
No covering material required.

【0008】ただし、ハフニウムは比重が13.1g/
cm3 と大きい一方で、ボロンカーバイドと同一体積
のもとでは、中性子吸収能力がボロンカーバイドのそれ
より劣り、かつ高コストである。
[0008] However, hafnium has a specific gravity of 13.1g/
cm3, but under the same volume as boron carbide, its neutron absorption ability is inferior to that of boron carbide, and its cost is high.

【0009】そこで発明者等においては、ハフニウム金
属または合金製の一対の湾曲した板体を対向接合させて
チューブ状に構成し、これを中性子吸収要素として金属
製シース内に収容した、いわゆるトラップ型ハフニウム
制御棒を提案した。この中性子吸収要素では、内部に炉
水を導入することにより、炉水の中性子減速材としての
機能と併せて中性子吸収能力を高め、これにより前記欠
点を克服することが可能となった。なお、他にその改良
案も提案され、例えば特開平2−10299号等におい
て関連技術が開示されている。
Therefore, the inventors proposed a so-called trap-type device in which a pair of curved plates made of hafnium metal or alloy are joined facing each other to form a tube, and this is housed in a metal sheath as a neutron absorbing element. A hafnium control rod was proposed. In this neutron absorption element, by introducing reactor water into the element, the function of the reactor water as a neutron moderator and the neutron absorption capacity are increased, thereby making it possible to overcome the above-mentioned drawbacks. Other improvements have also been proposed, and related techniques are disclosed, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 2-10299.

【0010】図7および図8は、このようなトラップ型
ハフニウム制御棒の概略構成を示したものである。すな
わち、断面十字形のタイロッド1の各突出部1aに、ブ
レード2Aの外殻部を構成する深いU字断面形状のシー
ス2が固着され、これにより制御棒が全体として横断面
十字形に形成されている。そして、タイロッド1とシー
ス2とによって囲まれる空間に、中性子吸収要素として
、ハフニウム金属または合金製の複数本の長尺な平管3
が並列に配置されている。
FIGS. 7 and 8 schematically show the structure of such a trap type hafnium control rod. That is, the sheath 2 having a deep U-shaped cross section and forming the outer shell of the blade 2A is fixed to each protrusion 1a of the tie rod 1 having a cruciform cross section, thereby forming the control rod as a whole to have a cruciform cross section. ing. In the space surrounded by the tie rod 1 and the sheath 2, a plurality of long flat tubes 3 made of hafnium metal or alloy are provided as neutron absorption elements.
are arranged in parallel.

【0011】シース2の制御棒挿入先端側2aは、ハン
ドル4を有する先端構造材5に固着され、挿入末端側2
bは、スピードリミッタ6と一体化された末端構造材7
に固着されている。
The control rod insertion distal end side 2a of the sheath 2 is fixed to a distal end structure member 5 having a handle 4, and the control rod insertion distal end side 2a is fixed to a distal end structure member 5 having a handle 4.
b is an end structure member 7 integrated with the speed limiter 6;
is fixed to.

【0012】そして、シース2の内部には、中性子減速
材兼冷却材である炉水が多数の通水孔8を介して流通し
、平管3の内外で通水が行われるようになっている。
[0012] Inside the sheath 2, reactor water, which serves as a neutron moderator and coolant, flows through a large number of water passage holes 8, and water is passed inside and outside the flat tube 3. There is.

【0013】ところで、平管3内での炉水の流れを観察
すると、殆ど軸方向の流れ(縦方向流れ)のみであり、
平管3同士の間での流入流出(横方向流れ)は起らない
。このような流れの状態において、タイロッド1から最
も離れたブレード2A外縁側の平管3には、高い中性子
束が照射されるので、この部位の平管3内を流れる炉水
は最も高温となり、沸騰を起す場合も考えられる。これ
に対し、タイロッド1に近い側の他の平管3内の炉水の
温度は、ブレード2A外縁側の平管3内の炉水の温度よ
りも低く、冷却に十分な余裕が残っている。
By the way, when observing the flow of reactor water in the flat tube 3, it is found that there is almost only an axial flow (vertical flow);
No inflow or outflow (lateral flow) occurs between the flat tubes 3. In this flow state, the flat tube 3 on the outer edge side of the blade 2A that is farthest from the tie rod 1 is irradiated with a high neutron flux, so the reactor water flowing inside the flat tube 3 in this area becomes the highest temperature. It is also possible that boiling may occur. On the other hand, the temperature of the reactor water in the other flat tube 3 on the side closer to the tie rod 1 is lower than the temperature of the reactor water in the flat tube 3 on the outer edge side of the blade 2A, and there remains sufficient room for cooling. .

【0014】しかし本来、制御棒の発熱率の高い部分で
は材料の健全性および中性子吸収特性の観点から高能率
の冷却が望まれる一方、発熱率の低い部分では高能率の
冷却を必要としないものであり、前記のトラップ型ハフ
ニウム制御棒では、これと逆の傾向にあって冷却特性上
、好ましいものではない。
However, while high-efficiency cooling is originally desired for parts of control rods with a high heat generation rate from the viewpoint of material integrity and neutron absorption characteristics, high-efficiency cooling is not required for parts of a control rod with a low heat generation rate. The trap-type hafnium control rod described above has the opposite tendency and is not preferable in terms of cooling characteristics.

【0015】また平管3は、シース2とともに先端構造
材5と末端構造材7とに係合保持される構成とされ、シ
ース2と略同等の長尺物(例えば1m長)となる。この
平管3であるハフニウム材は、中性子吸収機能の点から
、制御棒挿入先端側(図7の上側)で肉厚を大とする必
要がある一方、挿入末端側(図7の下側)では肉厚を小
として、重量制限を越えないようにし、材料コストを抑
制することが望まれる。ところが、このような肉厚の差
を長尺物に与えるためには、板厚方向の削り込み等、面
倒な加工工程が必要となり、製造コストが高くなる等の
問題が生じる。
The flat tube 3 is configured to be engaged with and held by the distal end structural member 5 and the distal structural member 7 together with the sheath 2, and is approximately the same length as the sheath 2 (for example, 1 m long). The hafnium material that is the flat tube 3 needs to be thicker at the control rod insertion tip side (upper side in Figure 7) from the viewpoint of neutron absorption function, while at the same time it needs to be thicker at the insertion end side (lower side in Figure 7). Therefore, it is desirable to reduce the wall thickness so as not to exceed the weight limit and to suppress material costs. However, in order to provide such a difference in wall thickness to a long object, troublesome processing steps such as shaving in the direction of the plate thickness are required, leading to problems such as increased manufacturing costs.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】従来のハフニウム制御
棒では、発熱率の高い部分で冷却性が低く、逆に制御棒
の発熱率の低い部分で冷却性が高い等、冷却特性に問題
が残っている。
[Problems to be Solved by the Invention] Conventional hafnium control rods still have problems with their cooling characteristics, such as poor cooling performance in parts of the control rod with a high heat generation rate, and conversely, high cooling performance in parts of the control rod with a low heat generation rate. ing.

【0017】また、長尺物に肉厚を変化させる等の面倒
な加工工程が必要で、製造コストが高くなる等の問題も
ある。
[0017] Further, there are also problems such as the need for troublesome processing steps such as changing the wall thickness of a long product, which increases the manufacturing cost.

【0018】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、中性子吸収材としてハフニウムを適用するもの
において、冷却特性の向上が図れるとともに、材料およ
び製造コストの低減が図れる原子炉用制御棒を提供する
ことを目的とする。 〔発明の構成〕
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a control rod for a nuclear reactor that uses hafnium as a neutron absorber and is capable of improving cooling characteristics and reducing material and manufacturing costs. The purpose is to provide [Structure of the invention]

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の目的を
達成するために、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突出し、そ
の外殻部が深いU字形断面のシースによって構成された
ブレードと、前記シースの内部に設けられ、前記タイロ
ッドの軸心と平行に配列された中性子吸収要素とを有し
、前記中性子吸収要素は、ハフニウム金属またはハフニ
ウム合金製で内部に炉水流動空間を有するものとされて
いる原子炉用制御棒において、前記中性子吸収要素を板
枠状とし、この板枠状中性子吸収要素は、前記シースの
両側壁内面に沿って互いに対向配置されるとともに前記
タイロッドの軸心と平行な方向で間隔的に配置されたハ
フニウム金属またはハフニウム合金製の平板状の中性子
吸収板と、この中性子吸収板と略同一材料製で各中性子
吸収板の対向するもの同士を一定間隔に保持するようそ
の対向面の範囲内で連結する棒状のスペーサとによって
構成し、かつ前記シースと略同一材料製でそのシースの
内面に両端部が固着された棒状の支持材によって前記シ
ース内にそれぞれ支持させてなることを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides a tie rod that connects a tip structure member and an end structure member, and a tie rod that protrudes radially from the tie rod and has a deep outer shell. It has a blade configured by a sheath with a letter-shaped cross section, and a neutron absorbing element provided inside the sheath and arranged parallel to the axis of the tie rod, the neutron absorbing element being made of hafnium metal or hafnium alloy. In a control rod for a nuclear reactor, which has a reactor water flow space inside, the neutron absorbing element is shaped like a plate frame, and the plate frame-shaped neutron absorbing elements are attached to each other along the inner surfaces of both side walls of the sheath. Flat neutron absorbing plates made of hafnium metal or hafnium alloy are arranged facing each other and spaced apart in a direction parallel to the axis of the tie rod, and each neutron absorbing plate is made of substantially the same material as the neutron absorbing plates. and a rod-shaped spacer connected within the range of the opposing surfaces so as to maintain a constant distance between the opposing parts, and the rod-shaped spacer is made of substantially the same material as the sheath and has both ends fixed to the inner surface of the sheath. Each support member is supported within the sheath by a supporting member.

【0020】[0020]

【作用】本発明の構成によると、板枠状の中性子吸収要
素を構成する中性子吸収板の対向面間隙および軸方向間
隙で、中性子減速材兼冷却材である炉水の縦方向流れお
よび横方向流れが自由に行われる。したがって、炉水に
よる中性子減速機能が、より効果的に発揮され、従来の
平管構造のものに比して中性子吸収要素の内面側におけ
る中性子吸収が活発に行われ、反応度効果の向上が図れ
るとともに、中性子吸収によって発熱する中性子吸収板
を、十分に冷却できるようになる。この結果、中性子吸
収板の肉厚を特に大きくする必要がなくなり、高価で比
重が大きいハフニウム材料の使用量が節減でき、材料コ
ストの低減が可能となる。
[Operation] According to the configuration of the present invention, the vertical and lateral flow of reactor water, which is a neutron moderator and coolant, occurs in the opposing surface gap and axial gap of the neutron absorbing plates constituting the plate frame-shaped neutron absorbing element. The flow is free. Therefore, the neutron moderation function of the reactor water is more effectively exhibited, and neutron absorption is performed more actively on the inner surface of the neutron absorption element than in the conventional flat tube structure, improving the reactivity effect. At the same time, the neutron absorption plate, which generates heat due to neutron absorption, can be sufficiently cooled. As a result, there is no need to particularly increase the thickness of the neutron absorption plate, and the amount of hafnium material that is expensive and has a high specific gravity can be reduced, making it possible to reduce material costs.

【0021】また、スペーサの配置によって炉水の流れ
が適度に攪拌される。したがって、冷却水温度の均一化
が図られ、高発熱部の冷却特性が一層向上するので、冷
却水中でのボイド発生が抑制される。この炉水は中性子
減速材としても機能するため、ボイド発生の抑制は、制
御棒の反応度効果の低減防止に繋がる。中性子吸収板の
冷却が効果的に行われる結果、中性子吸収板の健全性が
向上する。
Furthermore, the flow of reactor water is appropriately agitated by the arrangement of the spacers. Therefore, the temperature of the cooling water is made uniform, and the cooling characteristics of the high heat generation portion are further improved, so that the generation of voids in the cooling water is suppressed. Since this reactor water also functions as a neutron moderator, suppression of void generation leads to prevention of reduction in the reactivity effect of control rods. As a result of effectively cooling the neutron absorption plate, the integrity of the neutron absorption plate is improved.

【0022】また、スペーサは中性子吸収板の外側面お
よび外側縁から突出しない構成であるから、中性子吸収
板のシース内での設置幅が制限されたり、中性子吸収板
相互間隔が狭められることがない。もし、スペーサが中
性子吸収板の外側面および外側縁から突出する構成であ
ると、中性子吸収板相互間、あるいは中性子吸収板とタ
イロッドやシースとの間に不要な間隙が生じることにな
り、反応度価値の低減を招くが、本発明ではそのような
ことがない。
Furthermore, since the spacer is configured not to protrude from the outer surface and outer edge of the neutron absorbing plate, the installation width of the neutron absorbing plate within the sheath is not restricted, and the distance between the neutron absorbing plates is not narrowed. . If the spacer is configured to protrude from the outer surface and outer edge of the neutron absorbing plate, unnecessary gaps will be created between the neutron absorbing plates or between the neutron absorbing plate and the tie rod or sheath, reducing the reactivity. However, the present invention does not cause such a reduction in value.

【0023】なお、原子炉用制御棒の先端部とブレード
の外側部とにおいては、中性子照射量が多くなるととも
に、原子炉全挿入時は挿入先端から1/3程度までが高
い反応度価値を必要とする。この場合、本発明の原子炉
用制御棒では、中性子吸収板が軸方向で複数に分割され
ているので、中性子吸収板毎に厚さを異ならせたり間隔
を変えることにより、中性子照射量や、必要な反応度価
値の分布に対応させることが容易に行える。したがって
、従来のように長尺な部材の一部を削り込む等の面倒な
加工工程が不必要であり、かつ削り込み加工による材料
のロスも生じないため、製造コストの低減が図れるとと
もに、材料の無駄を省くことができる。
[0023] In addition, the amount of neutron irradiation increases at the tip of the reactor control rod and the outer side of the blade, and when the reactor is fully inserted, about 1/3 from the insertion tip has a high reactivity value. I need. In this case, in the nuclear reactor control rod of the present invention, the neutron absorption plate is divided into a plurality of parts in the axial direction, so by varying the thickness or spacing of each neutron absorption plate, the neutron irradiation amount can be adjusted. It can be easily adapted to the required distribution of reactivity values. Therefore, there is no need for cumbersome machining processes such as machining a part of a long member as in the past, and there is no loss of material due to machining, so manufacturing costs can be reduced and the material can eliminate waste.

【0024】また、本発明に係る原子炉用制御棒では、
中性子吸収要素としての中性子吸収板と、その対向間隙
を保持するためのスペーサとが、ハフニウム系の略同一
材料によって構成されるので、電気化学的な腐食が生じ
にくい。
[0024] Furthermore, in the nuclear reactor control rod according to the present invention,
Since the neutron absorption plate as a neutron absorption element and the spacer for maintaining the opposing gap are made of substantially the same hafnium-based material, electrochemical corrosion is unlikely to occur.

【0025】さらに支持材は棒状であり、例えば中性子
吸収板にあけた孔等を貫通して、シースに溶接等によっ
て固着される。この支持材と中性子吸収板との材質が異
なる場合、電気化学的な隙間腐食の発生が考えられるが
、中性子吸収板にあけられる孔等は熱膨脹率の差を考慮
して、支持材の外形より十分大きく設定される。したが
って、冷却水の滞留現象は容易に回避でき、隙間腐食(
クレビス腐食)の虞れは殆ど生じない。
Furthermore, the support material is rod-shaped, and is fixed to the sheath by welding or the like through, for example, a hole made in the neutron absorption plate. If the supporting material and the neutron absorbing plate are made of different materials, electrochemical crevice corrosion may occur, but the holes etc. drilled in the neutron absorbing plate should be made with a diameter that is smaller than the external shape of the supporting material, taking into consideration the difference in thermal expansion coefficient. Set large enough. Therefore, the cooling water stagnation phenomenon can be easily avoided and crevice corrosion (
There is almost no risk of clevis corrosion.

【0026】さらにまた、支持材とシースとは略同一材
料で、例えばステンレス鋼等の適用となるが、これらは
相互に溶接することが可能であるから、両者間での電気
化学的な腐食の虞れも生じない。
Furthermore, the supporting material and the sheath are made of substantially the same material, such as stainless steel, but since they can be welded together, electrochemical corrosion between the two can be avoided. There is no danger.

【0027】[0027]

【実施例】以下、本発明に係る原子炉用制御棒の実施例
を図1〜図6を参照して説明する。
Embodiments Hereinafter, embodiments of a control rod for a nuclear reactor according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6.

【0028】なお、実施例の構成中、中性子吸収要素以
外の構成部分については従来のものと略同様であるから
、図7の一部も実施例として参照する。
In the configuration of this embodiment, the components other than the neutron absorbing element are substantially the same as those of the conventional structure, so a part of FIG. 7 will also be referred to as the embodiment.

【0029】図1〜図3は一実施例を示している。図1
は主要構成を示す横断面図、図2は中性子吸収要素を示
す斜視図、図3は図1のA−A線断面図である。
FIGS. 1 to 3 show one embodiment. Figure 1
2 is a cross-sectional view showing the main components, FIG. 2 is a perspective view showing a neutron absorption element, and FIG. 3 is a sectional view taken along the line A--A in FIG. 1.

【0030】本実施例では、先端構造材4と末端構造材
7とを結合するタイロッド1と、このタイロッド1から
放射状に突出し、その外殻部が深いU字形断面のシース
2によって構成されたブレード2Aとを有する(図7参
照)。シース2はステンレス鋼等で作られ、その構成壁
に多数の通水孔8が形成されている。
In this embodiment, a blade is constructed of a tie rod 1 that connects the tip structure member 4 and the end structure member 7, and a sheath 2 that projects radially from the tie rod 1 and whose outer shell portion has a deep U-shaped cross section. 2A (see FIG. 7). The sheath 2 is made of stainless steel or the like, and has a large number of water holes 8 formed in its constituent wall.

【0031】そして図1に示すように、シース2の内部
には、タイロッド1の軸心と平行な配列で、複数の中性
子吸収要素11が設けられている。中性子吸収要素11
は、図1〜図3に示すように板枠状をなし、この板枠状
の中性子吸収要素11は、平板状の中性子吸収板12と
、この中性子吸収板12の対向するもの同士を連結する
棒状のスペーサ13とによって構成されている。
As shown in FIG. 1, a plurality of neutron absorbing elements 11 are provided inside the sheath 2 in an array parallel to the axis of the tie rod 1. Neutron absorption element 11
has a plate-frame shape as shown in FIGS. 1 to 3, and this plate-frame-shaped neutron absorption element 11 connects a flat neutron absorption plate 12 and opposing neutron absorption plates 12. It is constituted by a rod-shaped spacer 13.

【0032】中性子吸収板12はハフニウム金属または
ハフニウム合金製とされている。ハフニウム合金として
は、ハフニウム(Hf)をジルコニウム(Zr)または
チタン(Ti)等で希釈した合金が適用される。
The neutron absorption plate 12 is made of hafnium metal or hafnium alloy. As the hafnium alloy, an alloy obtained by diluting hafnium (Hf) with zirconium (Zr), titanium (Ti), or the like is used.

【0033】この中性子吸収板12は、シース2の両側
壁内面に沿って互いに対向配置されるとともに、タイロ
ッド1の軸心と平行な方向で間隔的に配置されている。 本実施例では図1に示すように、一つのブレード2Aを
構成するシース2内に、水平方向(タイロッド1とブレ
ード2A外側端との間)で、3個の中性子吸収要素11
が配列されている。また縦方向では、図3に示すように
多数の中性子吸収要素11が配列されている。
The neutron absorbing plates 12 are arranged opposite to each other along the inner surfaces of both side walls of the sheath 2, and are arranged at intervals in a direction parallel to the axis of the tie rod 1. In this embodiment, as shown in FIG. 1, three neutron absorbing elements 11 are installed in the sheath 2 constituting one blade 2A in the horizontal direction (between the tie rod 1 and the outer end of the blade 2A).
are arranged. Further, in the vertical direction, a large number of neutron absorption elements 11 are arranged as shown in FIG.

【0034】スペーサ13は、中性子吸収板12と略同
一材料製で、各中性子吸収板12の対向するもの同士を
一定間隔に保持するよう、その対向面の範囲内で連結し
ている。このスペーサ13は例えば丸棒状とされ、中性
子吸収板12の取付け孔12Aに挿入されている。この
スペーサ13の挿入端部は、他の部分よりも若干細径と
するのが正確な間隙形成等、製造上で好都合である。ま
た、中性子吸収板12のスペーサ挿入用の取付け孔12
Aと、スペーサ13の外径とは略等しくし、滞留水の空
間を形成しないのが好ましい。
[0034] The spacer 13 is made of substantially the same material as the neutron absorption plates 12, and is connected within the range of the opposing surfaces of each neutron absorption plate 12 so as to maintain a constant distance from each other. This spacer 13 has a round bar shape, for example, and is inserted into the mounting hole 12A of the neutron absorption plate 12. It is convenient for manufacturing purposes to make the insertion end of the spacer 13 slightly smaller in diameter than the other portions, such as for accurate gap formation. In addition, a mounting hole 12 for inserting a spacer in the neutron absorption plate 12 is provided.
It is preferable that A and the outer diameter of the spacer 13 be approximately equal, so that no space for retained water is formed.

【0035】また、スペーサ13は中性子吸収板12の
対向面の範囲内に設けられ、これにより、スペーサ13
は中性子吸収板12の側端面から突出しない構成となっ
ている。これにより、シース2内に不要な間隙が形成さ
れることが回避でき、制御棒反応度価値の低減が防止さ
れるようになっている。
Further, the spacer 13 is provided within the range of the opposing surface of the neutron absorption plate 12, so that the spacer 13
is configured so that it does not protrude from the side end surface of the neutron absorption plate 12. This avoids the formation of unnecessary gaps within the sheath 2 and prevents the control rod reactivity value from decreasing.

【0036】このような中性子吸収要素11が、シース
2内に棒状の支持材14によって支持されている。すな
わち、支持材14はシース2と同一材料製、つまりステ
ンレス鋼製とされており、この支持材14が中性子吸収
板12にあけた複数の通水孔15の任意のものに挿通さ
れ、その両端部がシース2の内面に溶接等によって固着
されている。なお、支持材14が貫通する通水孔15の
直径は、支持材14の直径より大きく、中性子吸収板1
2とシース2との熱膨脹の差や、中性子照射に伴う照射
成長の差を十分吸収できるようになっている。これによ
り、中性子吸収板12と支持材14との接触部では炉水
が入れ替わり易く、滞留水が生じることは防止され、ク
レビス腐食など電気化学的な腐食問題は生じない。
[0036] Such a neutron absorbing element 11 is supported within the sheath 2 by a rod-shaped support member 14. That is, the support material 14 is made of the same material as the sheath 2, that is, made of stainless steel. A portion is fixed to the inner surface of the sheath 2 by welding or the like. Note that the diameter of the water passage hole 15 through which the support material 14 penetrates is larger than the diameter of the support material 14, and
The difference in thermal expansion between the sheath 2 and the sheath 2 and the difference in irradiation growth due to neutron irradiation can be sufficiently absorbed. As a result, reactor water is easily exchanged at the contact portion between the neutron absorption plate 12 and the support member 14, and the generation of stagnant water is prevented, and electrochemical corrosion problems such as clevis corrosion do not occur.

【0037】ブレード2Aの外側端に位置する中性子吸
収板12(12a)は、他の2個の中性子吸収板12に
比較して肉厚が大きく設定されている。これにより、中
性子照射量が高く、寿命が短くなり易い部位に配置され
ている中性子吸収板12aの長寿命化と、反応度価値を
効果的に高めるようになっている。
The neutron absorbing plate 12 (12a) located at the outer end of the blade 2A is set to be thicker than the other two neutron absorbing plates 12. This makes it possible to extend the life of the neutron absorption plate 12a, which is disposed in a region where the neutron irradiation amount is high and whose life tends to be shortened, and to effectively increase the reactivity value.

【0038】また、対向する一対の中性子吸収板12の
端部は、一部を除き縦方向および横方向で互いに段違い
とされ(a≠b,a´≠b´,c≠d,c´≠d´)、
同様に、中性子吸収板12の通水孔15も対向位置のも
のが段違いとされている。
In addition, the ends of the pair of opposing neutron absorption plates 12 are at different levels in the vertical and horizontal directions (a≠b, a'≠b', c≠d, c'≠), except for a part. d'),
Similarly, the water passage holes 15 of the neutron absorbing plate 12 are also arranged at opposite positions at different levels.

【0039】なお、中性子吸収板12の端部で段違いと
されない部分は、例えばタイロッド1およびブレード2
A外側端部に面する横方向端部、また先端構造材5およ
び末端構造材6に面する縦方向端部等である。
Note that the portions of the end of the neutron absorbing plate 12 that are not stepped are, for example, the tie rods 1 and the blades 2.
A, a lateral end facing the outer end, and a longitudinal end facing the tip structure 5 and the end structure 6, etc.

【0040】上記の段違い構成によって、隣接中性子吸
収要素11間に形成される間隙による反応度価値の低下
を抑制することができる。なお、間隙が小さい場合(例
えば1mm程度)には、反応度価値の低下は無視できる
程度の場合があり、そのような場合には上述のような段
違い構成としなくてもよい。
[0040] With the above-mentioned stepped configuration, it is possible to suppress a decrease in reactivity value due to gaps formed between adjacent neutron absorbing elements 11. Note that when the gap is small (for example, about 1 mm), the decrease in reactivity value may be negligible, and in such a case, it is not necessary to use the above-mentioned stepped structure.

【0041】なお、中性子吸収板12の材質は、中性子
照射量の高低に対応して異ならせてもよい。例えば中性
子照射量が高い部分ではハフニウム金属板とし、中性子
照射量が高くない部分あるいは反応度価値を若干下げて
もよい部分では、ハフニウムと全率固溶合金を作る他の
材料、例えばジルコニウムやチタン等とにより、ハフニ
ウム合金板とすることもできる。この場合、スペーサ1
3についても、中性子吸収板12と同一組成のハフニウ
ム合金とするのが、溶接性および電気化学的安定性から
みて好適である。
[0041] The material of the neutron absorption plate 12 may be varied depending on the level of neutron irradiation. For example, in areas where the neutron irradiation dose is high, hafnium metal plates are used, and in areas where the neutron irradiation dose is not high or where the reactivity value can be slightly lowered, other materials that form a solid solution alloy with hafnium, such as zirconium or titanium, are used. A hafnium alloy plate can also be obtained by using the above method. In this case, spacer 1
3 is also preferably made of a hafnium alloy having the same composition as the neutron absorption plate 12 in terms of weldability and electrochemical stability.

【0042】ブレード2A外側の中性子吸収要素11で
は前記のように、中性子吸収板12aが厚肉とされてお
り、その分間隙が狭くなっているが、他の中性子吸収要
素11の中性子吸収板12間の間隙とでは炉水は自由自
在に往来ができ、かつスペーサ13や支持材14が炉水
の流れに攪拌を与えるので、間隙を流通する炉水には好
適な横流れが生じ、各中性子吸収板12は効果的に冷却
され、中性子吸収板12の健全性が向上する。
As described above, in the neutron absorbing element 11 outside the blade 2A, the neutron absorbing plate 12a is made thick, and the gap therebetween is narrow. Reactor water can freely flow between the gaps, and the spacer 13 and supporting material 14 provide agitation to the flow of reactor water, so a suitable cross flow occurs in the reactor water flowing through the gaps, and each neutron is absorbed. The plate 12 is effectively cooled and the integrity of the neutron absorbing plate 12 is improved.

【0043】なお、シース2には通常設けられている通
水孔8の他、タイロッド近傍およびブレード2A外側端
に位置して、新たな通水孔8A,8Bが設けられ、これ
により通水冷却効果の一層の向上が図られている。
In addition to the normally provided water holes 8, new water holes 8A and 8B are provided in the sheath 2 near the tie rods and at the outer end of the blade 2A, which allows for water cooling. Efforts are being made to further improve the effectiveness.

【0044】また、シース2内面の中性子吸収板12外
面と対向する部位には、微小なディンプリングが必要に
応じて設けられている。
Further, a minute dimple ring is provided on the inner surface of the sheath 2 at a portion facing the outer surface of the neutron absorbing plate 12, if necessary.

【0045】以上の本実施例によると、中性子吸収板1
2の対向面部(中性子吸収要素11の内部)および中性
子吸収板12同士の軸方向間隙で、中性子減速材兼冷却
材である炉水の縦方向流れおよび横方向流れが自由に行
われる。したがって、炉水による中性子減速機能が、よ
り効果的に発揮され、従来の平管構造のものに比して中
性子吸収要素11の内面側における中性子吸収が活発に
行われ、反応度効果の向上が図れるとともに、中性子吸
収によって発熱する中性子吸収板12を、十分に冷却で
きるようになる。
According to the above embodiment, the neutron absorption plate 1
2 (inside the neutron absorbing element 11) and the axial gap between the neutron absorbing plates 12, the reactor water, which serves as a neutron moderator and coolant, freely flows vertically and horizontally. Therefore, the neutron moderating function of the reactor water is more effectively exhibited, and neutron absorption is performed more actively on the inner surface of the neutron absorption element 11 than in the conventional flat tube structure, and the reactivity effect is improved. At the same time, the neutron absorption plate 12, which generates heat due to neutron absorption, can be sufficiently cooled.

【0046】この結果、中性子吸収板12の肉厚を特に
大きくする必要がなくなり、高価で比重が大きいハフニ
ウム材料の使用量が節減でき、材料コストの低減が可能
となる。
As a result, there is no need to particularly increase the thickness of the neutron absorbing plate 12, and the amount of hafnium material, which is expensive and has a high specific gravity, can be reduced, making it possible to reduce material costs.

【0047】また、スペーサ13によって炉水が適度に
攪拌される。したがって、冷却水温度の均一化が図られ
、高発熱部の冷却特性が一層向上するので、冷却水中で
のボイド発生が抑制される。この炉水は中性子減速材と
しても機能するため、ボイド発生の抑制は、制御棒の反
応度効果の低減防止に繋がる。中性子吸収板12の冷却
が効果的に行われる結果、中性子吸収板の健全性が向上
する。
[0047] Furthermore, the spacer 13 allows the reactor water to be appropriately agitated. Therefore, the temperature of the cooling water is made uniform, and the cooling characteristics of the high heat generation portion are further improved, so that the generation of voids in the cooling water is suppressed. Since this reactor water also functions as a neutron moderator, suppression of void generation leads to prevention of reduction in the reactivity effect of control rods. As a result of effectively cooling the neutron absorption plate 12, the integrity of the neutron absorption plate is improved.

【0048】また、スペーサ13は、中性子吸収板12
の外側面および外側縁から突出しない構成であるから、
中性子吸収板12のシース2内での設置幅が制限された
り、中性子吸収板12相互間隔が狭められることがない
。もし、スペーサ13が中性子吸収板12の外側面およ
び外側縁から突出する構成であると、中性子吸収板12
相互間、あるいは中性子吸収板12とタイロッド1やシ
ース2との間に不要な間隙が生じることになり、反応度
価値の低減を招くが、本実施例ではそのようなことがな
い。
Further, the spacer 13 is connected to the neutron absorbing plate 12.
Because it has a structure that does not protrude from the outer surface and outer edge of
The installation width of the neutron absorbing plates 12 within the sheath 2 is not restricted, and the distance between the neutron absorbing plates 12 is not narrowed. If the spacer 13 is configured to protrude from the outer surface and outer edge of the neutron absorbing plate 12, the neutron absorbing plate 12
An unnecessary gap would be created between each other or between the neutron absorbing plate 12 and the tie rod 1 or sheath 2, leading to a reduction in the reactivity value, but this does not occur in this embodiment.

【0049】なお、原子炉用制御棒の先端部とブレード
2Aの外側部とにおいては、中性子照射量が多くなると
ともに、原子炉全挿入時は挿入先端から1/3程度まで
が高い反応度価値を必要とする。この場合、本実施例の
原子炉用制御棒では、中性子吸収板12が軸方向で複数
に分割されるとともに、その中性子吸収板12毎に厚さ
を異ならせ、また間隔を変えることにより、中性子照射
量や、必要な反応度価値の分布に対応させている。した
がって、従来のように長尺な部材の一部を削り込む等の
面倒な加工工程が不必要であり、かつ削り込み加工によ
る材料のロスも生じないため、製造コストの低減が図れ
るとともに、材料の無駄を省くことができる。
Note that the amount of neutron irradiation increases at the tip of the reactor control rod and the outer side of the blade 2A, and when the reactor is fully inserted, the reactivity value is high up to about 1/3 from the insertion tip. Requires. In this case, in the reactor control rod of this embodiment, the neutron absorbing plate 12 is divided into a plurality of parts in the axial direction, and each neutron absorbing plate 12 is made to have a different thickness and a different spacing. It corresponds to the irradiation amount and the distribution of necessary reactivity values. Therefore, there is no need for cumbersome machining processes such as machining a part of a long member as in the past, and there is no loss of material due to machining, so manufacturing costs can be reduced and the material can eliminate waste.

【0050】また、本実施例に係る原子炉用制御棒では
、中性子吸収板12とペーサ13とが、ハフニウム系の
略同一材料によって構成されるので、電気化学的な腐食
が生じにくい。
Furthermore, in the nuclear reactor control rod according to this embodiment, the neutron absorption plate 12 and the pacer 13 are made of substantially the same hafnium-based material, so that electrochemical corrosion is less likely to occur.

【0051】さらに支持材14は棒状であり、例えば中
性子吸収板12にあけた通水孔15を貫通して、シース
2に溶接等によって固着されている。この支持材14と
中性子吸収板12との材質は異なるので、電気化学的な
隙間腐食の発生が考えられるが、中性子吸収板12の通
水孔15熱膨脹率の差を考慮して、支持材14の外形よ
り十分大きく設定されているので、冷却水の滞留現象は
容易に回避でき、隙間腐食(クレビス腐食)の虞れは殆
ど生じない。
Furthermore, the support member 14 is rod-shaped, and is fixed to the sheath 2 by welding or the like through, for example, a water passage hole 15 formed in the neutron absorption plate 12. Since the supporting material 14 and the neutron absorption plate 12 are made of different materials, electrochemical crevice corrosion may occur. Since the cooling water is set to be sufficiently larger than the outer diameter, the phenomenon of cooling water retention can be easily avoided, and there is almost no risk of crevice corrosion (clevis corrosion).

【0052】さらにまた、支持材14とシースとは同一
材料、つまりステンレス鋼製であるため、これらは相互
に溶接することが可能であり、両者間での電気化学的な
腐食の虞れも生じない。
Furthermore, since the support member 14 and the sheath are made of the same material, that is, stainless steel, they can be welded together, and there is a risk of electrochemical corrosion between them. do not have.

【0053】図4〜図6は本発明の他の実施例を示して
いる。
FIGS. 4 to 6 show other embodiments of the invention.

【0054】図4に示した実施例では、シース2内に、
制御棒の軸心と直交する方向(水平方向)で、中性子吸
収要素11が2個配設されている。
In the embodiment shown in FIG. 4, inside the sheath 2,
Two neutron absorption elements 11 are arranged in a direction (horizontal direction) perpendicular to the axis of the control rod.

【0055】また、図5に示した実施例では、シース2
内に、制御棒の軸心と直交する方向(水平方向)で、中
性子吸収要素11が1個配設されている。
Furthermore, in the embodiment shown in FIG.
One neutron absorption element 11 is disposed within the control rod in a direction (horizontal direction) perpendicular to the axis of the control rod.

【0056】これら図4、5に示した実施例によれば、
炉水が流通する空間が少なくなるが、中性子吸収要素1
1の設置数が減少するので、製造コストが低減できる。
According to the embodiments shown in FIGS. 4 and 5,
Although the space for reactor water to flow is reduced, neutron absorption element 1
Since the number of units installed is reduced, manufacturing costs can be reduced.

【0057】なお、図4、5に示すように、これらの実
施例では、外側の中性子吸収要素11である中性子吸収
板12を特に厚くしていない。これは、炉水流通量の減
少によって冷却効果が低減することから、中性子照射が
前記一実施例に比較して低く、かつ反応度価値が小さい
場合に好適となるので、それに対応して中性子吸収能力
も低減する構成としたものである。
As shown in FIGS. 4 and 5, in these embodiments, the neutron absorbing plate 12, which is the outer neutron absorbing element 11, is not particularly thick. This is suitable when the neutron irradiation is lower than in the previous example and the reactivity value is small, since the cooling effect is reduced due to the reduction in the flow rate of reactor water. The structure is such that the capacity is also reduced.

【0058】なお、以上の各実施例で示した構成は、必
要に応じて種々組合わせることが可能である。例えば、
一つの制御棒において、図1の実施例のものを挿入先端
側に適用し、末端側で図4または図5の実施例のものを
適用する等である。その他、前記各実施例の構成を任意
に1組、2組または3組と、種々組合わせて1体の制御
棒を構成することもできる。
Note that the configurations shown in each of the above embodiments can be combined in various ways as necessary. for example,
In one control rod, the embodiment shown in FIG. 1 is applied to the insertion tip side, and the embodiment shown in FIG. 4 or 5 is applied to the distal end side. In addition, one control rod may be constructed by arbitrarily combining one, two, or three sets of the configurations of the respective embodiments described above.

【0059】図6は中性子吸収板12を一定間隔で連結
するスペーサ13の変形例を示している。すなわち、本
実施例では、スペーサ13が角棒状とされ、中性子吸収
板12の外側端部位置に配置されている。なお、中性子
吸収板12の端部位置や通水孔15が段違いになってい
る点は前記同様である。
FIG. 6 shows a modification of the spacer 13 that connects the neutron absorption plates 12 at regular intervals. That is, in this embodiment, the spacer 13 has a rectangular rod shape and is arranged at the outer end of the neutron absorption plate 12. Note that the end positions of the neutron absorbing plate 12 and the water passage holes 15 are arranged at different levels as described above.

【0060】このような構成によっても、前記各実施例
と略同様の効果が奏されるのは勿論である。このように
、スペーサ13は、不要な間隙形成による制御棒反応度
価値の低減を防止できるよう、中性子吸収板12の側端
面から突出しない範囲、つまり中性子吸収板12の対向
面の範囲内であれば、その形状や配置は種々変更できる
ものである。
[0060] Of course, even with such a configuration, substantially the same effects as those of the above-mentioned embodiments can be achieved. In this way, the spacer 13 is provided within a range that does not protrude from the side end surface of the neutron absorption plate 12, that is, within the range of the opposing surface of the neutron absorption plate 12, in order to prevent a reduction in control rod reactivity value due to the formation of unnecessary gaps. For example, its shape and arrangement can be changed in various ways.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上のように、本発明に係る原子炉用制
御棒によれば、板枠状の中性子吸収要素を構成する中性
子吸収板の対向面間隙および軸方向間隙で、中性子減速
材兼冷却材である炉水の縦方向流れおよび横方向流れが
自由に行われるので、炉水による中性子減速機能がより
効果的に発揮され、従来の平管構造のものに比して中性
子吸収要素の内面側における中性子吸収が活発に行われ
、反応度効果の向上が図れるとともに、中性子吸収によ
って発熱する中性子吸収板を、十分に冷却できるように
なる。この結果、中性子吸収板の肉厚を特に大きくする
必要がなくなり、高価で比重が大きいハフニウム材料の
使用量が節減でき、材料コストの低減が計れる。
As described above, according to the control rod for a nuclear reactor according to the present invention, the gap between the facing surfaces and the axial gap of the neutron absorbing plate constituting the plate frame-shaped neutron absorbing element can be used as a neutron moderator. Since the reactor water, which is the coolant, can freely flow vertically and horizontally, the neutron moderation function of the reactor water is more effectively demonstrated, and the neutron absorption element is Neutron absorption is actively carried out on the inner surface side, improving the reactivity effect, and the neutron absorption plate, which generates heat due to neutron absorption, can be sufficiently cooled. As a result, there is no need to particularly increase the thickness of the neutron absorption plate, and the amount of hafnium material that is expensive and has a high specific gravity can be reduced, leading to a reduction in material costs.

【0062】また、スペーサの配置によって炉水の流れ
が適度に攪拌されるので、冷却水温度の均一化が図られ
、また高発熱部の冷却特性が一層向上するので、冷却水
中でのボイド発生が抑制される。この炉水は中性子減速
材としても機能するため、ボイド発生の抑制は、制御棒
の反応度効果の低減防止に繋がり、中性子吸収板の冷却
が効果的に行われる結果、中性子吸収板の健全性が向上
できる。
In addition, the flow of reactor water is appropriately stirred by the arrangement of the spacers, so the temperature of the cooling water is made uniform, and the cooling characteristics of high heat generation parts are further improved, so that voids are prevented from forming in the cooling water. is suppressed. This reactor water also functions as a neutron moderator, so suppressing the generation of voids leads to preventing a reduction in the reactivity effect of the control rods, and as a result of effectively cooling the neutron absorption plate, the integrity of the neutron absorption plate is improved. can be improved.

【0063】しかも、スペーサは中性子吸収板の外側面
および外側縁から突出しない構成であるから、中性子吸
収板のシース内での設置幅が制限されたり、中性子吸収
板相互間隔が狭められることがない。したがって、スペ
ーサが中性子吸収板の外側面および外側縁から突出する
構成である場合と異なり、中性子吸収板相互間、あるい
は中性子吸収板とタイロッドやシースとの間に不要な間
隙が生じることがなく、反応度価値の低減を招くことが
ない。
Moreover, since the spacer is constructed so as not to protrude from the outer surface and outer edge of the neutron absorbing plate, the installation width of the neutron absorbing plate within the sheath is not restricted, and the distance between the neutron absorbing plates is not narrowed. . Therefore, unlike a structure in which the spacer protrudes from the outer surface and outer edge of the neutron absorption plates, unnecessary gaps are not created between the neutron absorption plates or between the neutron absorption plates and the tie rod or sheath. No reduction in reactivity value is caused.

【0064】さらに、原子炉用制御棒の先端部とブレー
ドの外側部とにおいては、中性子照射量が多くなるとと
もに、原子炉全挿入時は挿入先端から1/3程度までが
高い反応度価値を必要とするが、この場合、本発明の原
子炉用制御棒によると、中性子吸収板が軸方向で複数に
分割されているので、中性子吸収板毎に厚さを異ならせ
たり間隔を変えることにより、中性子照射量や、必要な
反応度価値の分布に対応させることが容易に行える。し
たがって、従来のように長尺な部材の一部を削り込む等
の面倒な加工工程が不必要であり、かつ削り込み加工に
よる材料のロスも生じないため、製造コストの低減が図
れるとともに、材料の無駄を省くことができる。
Furthermore, the amount of neutron irradiation increases at the tip of the reactor control rod and the outer side of the blade, and when the reactor is fully inserted, about 1/3 from the insertion tip has a high reactivity value. However, in this case, according to the nuclear reactor control rod of the present invention, the neutron absorption plate is divided into a plurality of parts in the axial direction, so by making the thickness or spacing different for each neutron absorption plate, , it can be easily adapted to the neutron irradiation amount and the required reactivity value distribution. Therefore, there is no need for cumbersome machining processes such as machining a part of a long member as in the past, and there is no loss of material due to machining, so manufacturing costs can be reduced and the material can eliminate waste.

【0065】さらにまた、中性子吸収要素としての中性
子吸収板と、その対向間隙を保持するためのスペーサと
が、ハフニウム系の略同一材料によって構成されるので
、電気化学的な腐食が生じにくく、しかも支持材は棒状
であり、例えば中性子吸収板にあけた孔等を貫通してシ
ースに溶接等によって固着されるので、この支持材と中
性子吸収板との材質が異なる場合でも、中性子吸収板に
あけられる孔等を熱膨脹率の差を考慮して、支持材の外
形より十分大きく設定する等により、冷却水の滞留現象
を容易に回避でき、隙間腐食等の虞れは殆ど生じない。 なお、支持材とシースとは略同一材料であるから、両者
間での電気化学的な腐食の虞れも生じない。
Furthermore, since the neutron absorption plate as the neutron absorption element and the spacer for maintaining the opposing gap are made of substantially the same hafnium material, electrochemical corrosion is less likely to occur. The support material is rod-shaped and is fixed to the sheath by welding or the like through, for example, a hole drilled in the neutron absorption plate. By taking into consideration the difference in coefficient of thermal expansion and setting the holes etc. to be sufficiently larger than the outer diameter of the support material, it is possible to easily avoid the cooling water retention phenomenon, and there is almost no risk of crevice corrosion or the like. Note that since the support material and the sheath are made of substantially the same material, there is no risk of electrochemical corrosion between them.

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

【図1】本発明の一実施例を示す横断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view showing one embodiment of the present invention.

【図2】前記実施例における中性子吸収要素を示す斜視
図。
FIG. 2 is a perspective view showing the neutron absorption element in the embodiment.

【図3】図1のA−A線断面図。FIG. 3 is a sectional view taken along line AA in FIG. 1;

【図4】本発明の他の実施例を示す横断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view showing another embodiment of the present invention.

【図5】本発明のさらに他の実施例を示す横断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view showing still another embodiment of the present invention.

【図6】本発明のさらに異なる他の実施例を示す斜視図
FIG. 6 is a perspective view showing still another embodiment of the present invention.

【図7】従来例を示す斜視図。FIG. 7 is a perspective view showing a conventional example.

【図8】図7のB−B線断面図。FIG. 8 is a sectional view taken along line BB in FIG. 7;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  タイロッド 2  シース 2A  ブレード 5  先端構造材 7  末端構造材 11  中性子吸収要素 12  中性子吸収板 13  スペーサ 14  支持材 1 Tie rod 2 Sheath 2A Blade 5 Advanced structural material 7 Terminal structural material 11 Neutron absorption element 12 Neutron absorption plate 13 Spacer 14 Support material

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項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突出し、そ
の外殻部が深いU字形断面のシースによって構成された
ブレードと、前記シースの内部に設けられ、前記タイロ
ッドの軸心と平行に配列された中性子吸収要素とを有し
、前記中性子吸収要素は、ハフニウム金属またはハフニ
ウム合金製で内部に炉水流動空間を有するものとされて
いる原子炉用制御棒において、前記中性子吸収要素を板
枠状とし、この板枠状中性子吸収要素は、前記シースの
両側壁内面に沿って互いに対向配置されるとともに前記
タイロッドの軸心と平行な方向で間隔的に配置されたハ
フニウム金属またはハフニウム合金製の平板状の中性子
吸収板と、この中性子吸収板と略同一材料製で各中性子
吸収板の対向するもの同士を一定間隔に保持するようそ
の対向面の範囲内で連結する棒状のスペーサとによって
構成し、かつ前記シースと略同一材料製でそのシースの
内面に両端部が固着された棒状の支持材によって前記シ
ース内にそれぞれ支持させてなることを特徴とする原子
炉用制御棒。
1. A tie rod that connects a tip structure member and a terminal structure member, a blade that projects radially from the tie rod and is constituted by a sheath whose outer shell has a deep U-shaped cross section, and a blade provided inside the sheath. and a neutron absorption element arranged parallel to the axis of the tie rod, the neutron absorption element being made of hafnium metal or hafnium alloy and having a reactor water flow space inside. In the control rod, the neutron absorbing elements have a plate frame shape, and the plate frame-shaped neutron absorbing elements are arranged opposite to each other along the inner surfaces of both side walls of the sheath, and are arranged at intervals in a direction parallel to the axis of the tie rod. flat plate-shaped neutron absorption plates made of hafnium metal or hafnium alloy arranged in the neutron absorption plates, and areas of their opposing surfaces made of substantially the same material as the neutron absorption plates so as to maintain the opposite sides of each neutron absorption plate at a constant distance from each other. and a rod-shaped spacer connected within the sheath, and each supported within the sheath by a rod-shaped support member made of substantially the same material as the sheath and having both ends fixed to the inner surface of the sheath. Control rods for nuclear reactors.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007315944A (en) * 2006-05-26 2007-12-06 Toshiba Corp Control rod for nuclear reactor
JP2009036646A (en) * 2007-08-02 2009-02-19 Toshiba Corp Operation method for nuclear reactor
JP2010256094A (en) * 2009-04-22 2010-11-11 Toshiba Corp Control rod for nuclear reactor
CN102148064A (en) * 2011-03-14 2011-08-10 中国原子能科学研究院 Frame type reactor control rod structure

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10580540B2 (en) 2014-08-13 2020-03-03 Curtiss-Wright Flow Control Corporation Neutron absorber member configured for insertion into a control rod guide tube of a spent fuel assembly
US20160049213A1 (en) * 2014-08-13 2016-02-18 Curtiss-Wright Flow Control Corporation Neutron Absorber Members, Insertion Apparatus, And Neutron Absorber Member Retainers

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63196889A (en) * 1987-02-12 1988-08-15 株式会社東芝 Control rod for nuclear reactor

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63196889A (en) * 1987-02-12 1988-08-15 株式会社東芝 Control rod for nuclear reactor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007315944A (en) * 2006-05-26 2007-12-06 Toshiba Corp Control rod for nuclear reactor
JP2009036646A (en) * 2007-08-02 2009-02-19 Toshiba Corp Operation method for nuclear reactor
JP2010256094A (en) * 2009-04-22 2010-11-11 Toshiba Corp Control rod for nuclear reactor
CN102148064A (en) * 2011-03-14 2011-08-10 中国原子能科学研究院 Frame type reactor control rod structure

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