JPH11153685A - 原子炉用制御棒 - Google Patents

原子炉用制御棒

Info

Publication number
JPH11153685A
JPH11153685A JP9319694A JP31969497A JPH11153685A JP H11153685 A JPH11153685 A JP H11153685A JP 9319694 A JP9319694 A JP 9319694A JP 31969497 A JP31969497 A JP 31969497A JP H11153685 A JPH11153685 A JP H11153685A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
control rod
cladding tube
end plug
wear
tube
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9319694A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuo Murakami
和夫 村上
Shinichi Shiraishi
慎一 白石
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.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP9319694A priority Critical patent/JPH11153685A/ja
Publication of JPH11153685A publication Critical patent/JPH11153685A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加圧水型原子炉用制御棒の下端部における被
覆管の摩耗を防止する。 【解決手段】 両端が上部端栓43及び下部端栓45に
よりそれぞれ密封された被覆管41と被覆管41内に収
納された中性子吸収体47とを有する制御棒40は、被
覆管41の外面の範囲Aにおいて相対的に厚さの大きい
上部耐摩耗表面処理層及びその範囲Bにおいて相対的に
厚さの小さい下部耐摩耗表面処理層とが連続して形成さ
れていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、原子炉に使用され
る制御棒の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】原子炉用制御棒は、主として燃料集合体
から構成される原子炉炉心に挿入されるので、その構造
は燃料集合体の構造と密接に関係している。図6に加圧
水型原子炉の燃料集合体の構造の一例が示されている。
燃料集合体1の構造を概説すると、図において上部ノズ
ル2と下部ノズル4とは、互いに平行な複数の制御棒案
内管6によって連結されている。制御棒案内管6には、
正方形の格子構造物である支持格子8が長手方向に間隔
を置いて取り付けられていて、支持格子8の格子開口に
複数の燃料棒9が1本づつ挿入されて支持されている。
制御棒案内管6に挿入されて使用される制御棒は、図7
に示されるような制御棒クラスタ10として組み立てら
れている。制御棒クラスタ10は、複数の細長い棒状体
である制御棒11とスパイダー組立体13とから構成さ
れているが、スパイダー組立体13は、図示しない駆動
軸に分離自在に連結されるハブ部15と、そこから放射
状に延出する複数のアーム部17と、制御棒11を受け
入れて固定するフィンガー部19とを有している。
【0003】以上のような制御棒11は、一般的に図8
に示すような構造をしている。図において、中空のステ
ンレス鋼管である被覆管21の上端は上部端栓23で密
封され、一方下端は砲弾形外形の下部端栓25で密封さ
れている。被覆管21の中には、銀−インジウム−カド
ミウム(Ag−In−Cd)合金棒からなる中性子吸収体27
と押さえばね29とが収納されている。尚、上部端栓2
3には、スパイダー組立体13のフィンガー部19に挿
通される細径部と固定用ねじ部が形成されている。そし
て被覆管21の外表面には、範囲Aについて厚さ30ミ
クロン程度のクロムメッキが施されている。
【0004】以上のような制御棒クラスタ10の制御棒
11は、炉心を構成する燃料集合体1の制御棒案内管6
の中への挿入長さを調節されて原子炉の出力を制御する
のであるが、緊急時には自由落下等を利用して迅速に挿
入される。又、現在の原子炉の運転においては定格出力
運転が多いので、原子炉炉心の上方にある制御棒クラス
タ案内管の中に引き上げられている割合が多い。このと
きの制御棒11と関連部材との関係を図9に模擬化して
示す。図9に示すように、燃料集合体1の上部ノズル2
の上方には上部炉心板31が位置し、更にその上方に制
御棒クラスタ案内管33がある。そして制御棒クラスタ
案内管33は、連続ガイドチューブ35と案内支持板乃
至カード37を有している。そして、制御棒クラスタ1
0の引き上げ時には、制御棒11の下端部のみが制御棒
案内管6の中にあり、大部分はその上方にある。而し
て、この領域は、燃料集合体1内を上向きに流れてきた
冷却材が、横方向に流れの向きを変える部分であるの
で、制御棒11の被覆管21が周囲の部材に接触して摩
耗することが考えられる。前述の範囲Aのクロムメッキ
は主としてその摩耗を防止しようとするものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、制御棒
11の被覆管21の外面には従来必要とされる範囲で、
クロムメッキを施して耐摩性を付与してきたのである
が、従来必要とされなかった制御棒先端部にも制御棒案
内管との接触により摩耗が生ずる虞れが出てきた。従っ
て、本発明は、制御棒の被覆管の全域にわたって摩耗損
傷の恐れのない制御棒を提供することを課題とするもの
である。
【0006】
【課題を解決するための手段】如上の課題を解決するた
め、本発明によれば、両端が上部端栓及び下部端栓によ
りそれぞれ密封された被覆管とこの被覆管内に収納され
た中性子吸収体とを有する原子炉用制御棒において、前
記被覆管の外面に相対的に厚さの大きい上部耐摩耗表面
処理層と相対的に厚さの小さい下部耐摩耗表面処理層と
が連続して形成されている。下部耐摩耗表面処理層の軸
方向長さは、制御棒案内管の下部に形成された落下衝撃
緩和用ダッシュポット部に対応している。更に本発明よ
れば、同様な構造の原子炉用制御棒において、被覆管の
上部の外径に対し下部の外径を相対的に小さくし、該被
覆管の外面に一様な厚さの耐摩耗表面処理層が連続して
形成されている。その相対的に小さい外径の部分は、制
御棒案内管の下部に形成された落下衝撃緩和用ダッシュ
ポット部に対応している。又、更に本発明によれば、同
様な構造の原子炉用制御棒において、下部端栓の外径を
前記被覆管の外径より大きく形成し、その下部端栓の外
表面に耐摩耗表面処理層を形成している。
【0007】
【発明の実施の形態】以下添付の図面を参照して本発明
の実施形態を説明する。尚、全図に亘り同一部分には同
一の符号を付している。先ず、図1を参照するに、制御
棒40の被覆管41はステンレス鋼から製作されてお
り、その上端は溶接された上部端栓43により密封され
ている。この上部端栓43には、図示しないスパイダー
組立体のフィンガー部に挿入される細径部43aと固定
するためのねじ部43bが形成され、制御棒クラスタを
構成するときは、締結用袋ナット等がねじ部43bに螺
着される。更に被覆管41の下端には下端が砲弾形の下
部端栓45が円周溶接46により気密に連結固定され
る。そして、下部端栓45の上方の被覆管41の内部に
中性子吸収体47が収納され、更にその上方に押さえ用
の圧縮コイルばね49が介装されている。その中性子吸
収体47は、銀−インジウム−カドミウム(Ag−In−C
d)合金棒から形成されている。そして、被覆管41の
外面には、範囲Aにおいて耐摩耗表面処理層として約3
0μmの厚さのクロムメッキが施されている。更に、被
覆管41の下端から約300mmの範囲内で且つ円周溶接
46の熱影響部(約5mm)を除いた範囲Bにおいて、約
10μm程度の厚さのクロムメッキが施されている。
【0008】以上のような構成の制御棒40は、前述の
従来の制御棒クラスタのように組み立てられ、原子炉炉
心を形成する燃料集合体1の制御棒案内管6に挿入さ
れ、或いは引き抜かれて出力制御用に使用される。そし
て、原子炉のベースロード運転時には、炉心の上方に引
き上げられが、冷却材流れの励起により制御棒案内管の
上部や制御棒クラスタ案内管の近接部材に制御棒40が
接触しても、クロムメッキにより被覆管41の摩耗損傷
が防止される。更に緊急時に、制御棒41が自由落下等
により急速に制御棒案内管の下方に挿入されても、範囲
Bにおける被覆管41と制御棒案内管のダッシュポット
部との間に所定の狭い隙間が確保されて、落下衝撃が吸
収される。
【0009】尚、前述の実施形態においては、制御棒の
外面と制御棒案内管のダッシュポット用細径内面との間
の必要な隙間をクロムメッキの層厚の差により確保した
が、図2に示す制御棒50のように、被覆管51の外径
に差を設けることによってその隙間を確保しても良い。
この場合、ステンレス鋼からなる被覆管51の範囲Bに
おける外径は、範囲Aにおける外径よりも40μm程度
小さくし、範囲A及び範囲Bの被覆管51の画面には等
しい厚さのクロムメッキを施されている。被覆管51に
外径の差をつける手段は、引き抜き成型法でも研磨加工
法でも良い。このように制御棒を構成しても、制御棒案
内管との隙間関係は、図1の実施形態と同じであるか
ら、同様な作用効果が得られる。
【0010】前述の実施形態及び一部改変実施形態にお
いては、被覆管下部の摩耗を耐摩耗表面処理層としての
クロムメッキにより防止したのであるが、図3乃至図5
に示す制御棒60のように被覆管41と制御棒案内管と
の接触そのものを防止しても良い。図1の実施形態との
相違箇所のみを説明すると、下部端栓65の最大外径D
が下部端栓45の最大外径dより40μm程度大きくし
ている。そうすると、特に図4に明示するように円周溶
接66で溶接される被覆管41の外径よりも下部端栓6
5の最大外径部表面65aが半径方向外側にある。更
に、下部端栓65の砲弾形状部の外面に耐摩耗表面処理
層が形成されている。図5に下部端栓65の最大外径D
と下部端栓45の最大外径dとの関係を示しているが、
このようにすると、被覆管41の下部が制御棒案内管の
内面に接触する前に、下部端栓65の最大外径部表面6
5aが接触する。従って、被覆管41の下部は制御棒案
内管に直接接触せず、摩耗そのものが生じない。そし
て、下部端栓65の砲弾形状部の外面に耐摩耗表面処理
層が形成されているから、上述の関係は長期にわたって
維持される。
【0011】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1及び2の
発明によれば、制御棒の被覆管の下部にも耐摩耗表面処
理層が形成され、且つ制御棒案内管のダッシュポット部
内面との隙間も確保されるので、制御棒の必要な機能が
維持されると共に被覆管の摩耗損傷が防止される。更
に、請求項3の発明によれば、制御棒の下部端栓の外径
を被覆管の外径より大きくしたので、制御棒案内管と被
覆管下部との接触を絶ち、その摩耗損傷を防止すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示す全体構造図である。
【図2】前記実施形態の一部を改変した改変実施形態を
示す全体構造図である。
【図3】前記実施形態の一部を改変した別の改変実施形
態を示す全体構造図である。
【図4】図3のIV部の拡大断面図である。
【図5】図4の一部を取り出して示す説明図である。
【図6】本発明が適用される制御棒と組み合わされて使
用される燃料集合体の一部切り欠き斜視図である。
【図7】従来の制御棒を使用した制御棒クラスタの立面
図である。
【図8】従来の制御棒の構造を示す一部省略側面図であ
る。
【図9】制御棒の使用状態を示す模式図である。
【符号の説明】
40 制御棒 41 被覆管 43 上部端栓 43a 細径部 43b ねじ部 45 下部端栓 46 円周溶接 47 中性子吸収体 49 圧縮コイルばね 50 制御棒 51 被覆管 60 制御棒 65 下部端栓 65a 最大外径部表面 66 円周溶接 A,B 範囲 D,d 外径

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 両端が上部端栓及び下部端栓によりそれ
    ぞれ密封された被覆管と同被覆管内に収納された中性子
    吸収体とを有し、前記被覆管の外面に相対的に厚さの大
    きい上部耐摩耗表面処理層と相対的に厚さの小さい下部
    耐摩耗表面処理層とが連続して形成されていることを特
    徴とする原子炉用制御棒。
  2. 【請求項2】 両端が上部端栓及び下部端栓によりそれ
    ぞれ密封された被覆管と同被覆管内に収納された中性子
    吸収体とを有し、前記被覆管の上部の外径に対し下部の
    外径を相対的に小さくし、該被覆管の外面に一様な厚さ
    の耐摩耗表面処理層が連続して形成されていることを特
    徴とする原子炉用制御棒。
  3. 【請求項3】 両端が上部端栓及び下部端栓によりそれ
    ぞれ密封された被覆管と同被覆管内に収納された中性子
    吸収体とを有し、前記下部端栓の外径が前記被覆管の外
    径より大きいことを特徴とする原子炉用制御棒。
  4. 【請求項4】 前記下部端栓の外表面に耐摩耗表面処理
    層を形成してなることを特徴とする請求項3記載の原子
    炉用制御棒。
JP9319694A 1997-11-20 1997-11-20 原子炉用制御棒 Pending JPH11153685A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9319694A JPH11153685A (ja) 1997-11-20 1997-11-20 原子炉用制御棒

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9319694A JPH11153685A (ja) 1997-11-20 1997-11-20 原子炉用制御棒

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11153685A true JPH11153685A (ja) 1999-06-08

Family

ID=18113149

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9319694A Pending JPH11153685A (ja) 1997-11-20 1997-11-20 原子炉用制御棒

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11153685A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007327810A (ja) * 2006-06-07 2007-12-20 Nuclear Fuel Ind Ltd 加圧水型原子炉用制御棒およびその製造方法
JP2009258126A (ja) * 2002-06-25 2009-11-05 Framatome Anp 原子炉の炉心の反応を調節するためのクラスター、クラスターの吸収ロッド、及び吸収ロッドを摩耗に対して保護するための方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009258126A (ja) * 2002-06-25 2009-11-05 Framatome Anp 原子炉の炉心の反応を調節するためのクラスター、クラスターの吸収ロッド、及び吸収ロッドを摩耗に対して保護するための方法
JP2007327810A (ja) * 2006-06-07 2007-12-20 Nuclear Fuel Ind Ltd 加圧水型原子炉用制御棒およびその製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4655990A (en) Fuel assemblies for nuclear reactors
US5068083A (en) Dashpot construction for a nuclear reactor rod guide thimble
JP2009258126A (ja) 原子炉の炉心の反応を調節するためのクラスター、クラスターの吸収ロッド、及び吸収ロッドを摩耗に対して保護するための方法
JPH11153685A (ja) 原子炉用制御棒
US4535523A (en) Fuel assemblies for nuclear reactors
EP0169421B1 (en) Control rod for a nuclear reactor
JP4537585B2 (ja) 制御棒
US3940314A (en) Nuclear reactor fuel element
JP3563608B2 (ja) 沸騰水型原子炉用の下部ヘッド
US8295427B1 (en) Control rod for a pressurized water nuclear reactor
JPH11160476A (ja) 原子炉用燃料集合体
JPH09113664A (ja) 沸騰水型原子炉用制御棒
JP5002234B2 (ja) 原子炉用制御棒およびその製造方法
JPH11153686A (ja) 原子炉用制御棒
JP2002307166A (ja) 溶接方法
JP2000171581A (ja) 原子炉用制御棒及び制御棒クラスタ
JP2000131478A (ja) 原子炉用制御棒
JP2002168983A (ja) 加圧水型原子炉用制御棒の製造方法
JPH10232289A (ja) 原子炉用制御棒
JP2007003371A (ja) 原子炉用制御棒
RU2189085C2 (ru) Конструкция катода и электронная пушка для электронно-лучевых трубок
RU2209475C2 (ru) Тепловыделяющая сборка ядерного реактора
JP2001108778A (ja) 炉心槽
JP2000266881A (ja) 原子炉制御棒の構造
JPH0611590A (ja) 加圧水型原子炉用制御棒

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20020611