JPS60157080A - 原子炉制御棒用吸収ピン - Google Patents
原子炉制御棒用吸収ピンInfo
- Publication number
- JPS60157080A JPS60157080A JP59012707A JP1270784A JPS60157080A JP S60157080 A JPS60157080 A JP S60157080A JP 59012707 A JP59012707 A JP 59012707A JP 1270784 A JP1270784 A JP 1270784A JP S60157080 A JPS60157080 A JP S60157080A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control rod
- absorption
- rod
- reactor
- neutron absorbing
- 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
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-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Vibration Dampers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明は軽水炉に使用される原子炉制御棒における中性
子吸収物質を毒物として使用する原子炉制御棒用吸収ビ
ンに関する。
子吸収物質を毒物として使用する原子炉制御棒用吸収ビ
ンに関する。
［発明の技術分野］
この種制御棒は原子炉炉心で核分裂反応を制御し出力レ
ベルを調整する役割をはたしている。従って核燃料の燃
焼度に応じて炉心へ出し入れを行なう。この種制御棒を
構成するポイズン棒には中性子吸収断面積の大きな元素
が使用されている。
ベルを調整する役割をはたしている。従って核燃料の燃
焼度に応じて炉心へ出し入れを行なう。この種制御棒を
構成するポイズン棒には中性子吸収断面積の大きな元素
が使用されている。
この種制御棒の形状は原子炉形式によって異なり、それ
ぞれに最も適したものが採用されている。例えば沸騰水
型原子炉（ＢＷＲ）に使用される原子炉制御棒は第１図
に示す構造である。すなわち、制御棒１はセンターボス
ト１ａを中心軸として十字状にブレード３が取着され、
十字形に配置されたブレード３内には多数本の中性子吸
収ピン２が挿入されている。ブレード３には多数のホア
ロ−５が形成されまた上部には吊上げハンドル４が接続
され、また下部には、取外しハンドル６を介して、スピ
ードリミタ−７が固着されている。さらにスピードリミ
タ−７下部には図示されていない制御棒駆動機構が連結
される。前記吸収ピン２は第２図に示す如く内部に８４
１Ｃ等の粉末状の中性子吸収物質９がチューブ１０内に
充填され、その上下両端を端栓８で密封している。この
中性子吸収物質９は中性子との反応によって発生するガ
スにより、チューブ１０の膨張ないしは破裂をおこす可
能性があるため、中性子吸収物質９の充填率は７０％程
度に保持しである。このため、原子炉内での使用経過に
伴って、沈、降現象が発生し、チューブ１０の上端に空
隙が形成される場合がある。
ぞれに最も適したものが採用されている。例えば沸騰水
型原子炉（ＢＷＲ）に使用される原子炉制御棒は第１図
に示す構造である。すなわち、制御棒１はセンターボス
ト１ａを中心軸として十字状にブレード３が取着され、
十字形に配置されたブレード３内には多数本の中性子吸
収ピン２が挿入されている。ブレード３には多数のホア
ロ−５が形成されまた上部には吊上げハンドル４が接続
され、また下部には、取外しハンドル６を介して、スピ
ードリミタ−７が固着されている。さらにスピードリミ
タ−７下部には図示されていない制御棒駆動機構が連結
される。前記吸収ピン２は第２図に示す如く内部に８４
１Ｃ等の粉末状の中性子吸収物質９がチューブ１０内に
充填され、その上下両端を端栓８で密封している。この
中性子吸収物質９は中性子との反応によって発生するガ
スにより、チューブ１０の膨張ないしは破裂をおこす可
能性があるため、中性子吸収物質９の充填率は７０％程
度に保持しである。このため、原子炉内での使用経過に
伴って、沈、降現象が発生し、チューブ１０の上端に空
隙が形成される場合がある。
この空隙では制御棒素子の中性子吸収能が失なわれ、原
子炉制御棒の機能低下をもたらす。そこで従来は、吸収
ピン２上端における空隙の発生を防止するために、チュ
ーブ１０内の数か所に鋼球１１を挿入し、この鋼球１１
が位置する上または上下部分のチューブ１０の側面を押
圧してかしめ部１２を形成することによってチューブ１
０内を複数の領域に分割し、各領域に粉末状中性子吸収
物質９を充填し、その物質９と上端部枠８との間に大き
な空隙が発生することを防止している。しかしながら、
スクラム等の際の急激な原子炉制御棒の挿入引抜または
その他の振動によって、中性子吸収物質９の沈降現象が
発生してやはり各鋼球１１の下部に空隙が生じ、原子炉
制御棒の機能低下をもたらす。
子炉制御棒の機能低下をもたらす。そこで従来は、吸収
ピン２上端における空隙の発生を防止するために、チュ
ーブ１０内の数か所に鋼球１１を挿入し、この鋼球１１
が位置する上または上下部分のチューブ１０の側面を押
圧してかしめ部１２を形成することによってチューブ１
０内を複数の領域に分割し、各領域に粉末状中性子吸収
物質９を充填し、その物質９と上端部枠８との間に大き
な空隙が発生することを防止している。しかしながら、
スクラム等の際の急激な原子炉制御棒の挿入引抜または
その他の振動によって、中性子吸収物質９の沈降現象が
発生してやはり各鋼球１１の下部に空隙が生じ、原子炉
制御棒の機能低下をもたらす。
〔背景技術の問題点１
原子炉運転中にこの制御棒を炉心に挿入すると、ステン
レス鋼製のチューブ１０内の中性子吸収物質９のたとえ
ば８４Ｃの８１０ は中性子を吸収し核反応によってヘ
リウムとリチウムに変換される。
レス鋼製のチューブ１０内の中性子吸収物質９のたとえ
ば８４Ｃの８１０ は中性子を吸収し核反応によってヘ
リウムとリチウムに変換される。
この結果８４Ｇ粉末の内部の８ は減少し、ヘリウムと
リチウムは増大することになる。生成したヘリウムは気
体で８４Ｇ粉末内に単体で結晶粒界に集合し一部は粒界
を通って粉末外に出てチューブ１０内に放出される。放
出されずに結晶粒界に残ったヘリウムは粉末の体積を膨
張させる。内圧の上昇と体積膨張によってチューブ１０
は応力を受ける。更にチューブ１０は炉心内で中性子や
γ線等の放射線で照射されｍ核的特性は低下する。
リチウムは増大することになる。生成したヘリウムは気
体で８４Ｇ粉末内に単体で結晶粒界に集合し一部は粒界
を通って粉末外に出てチューブ１０内に放出される。放
出されずに結晶粒界に残ったヘリウムは粉末の体積を膨
張させる。内圧の上昇と体積膨張によってチューブ１０
は応力を受ける。更にチューブ１０は炉心内で中性子や
γ線等の放射線で照射されｍ核的特性は低下する。
その結果チューブ１０は破損し、Ｂ４Ｃ粉末が損失し、
原子炉を正常に制御することが困難になる。
原子炉を正常に制御することが困難になる。
［発明の目的］
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
その目的は制御棒に要求される機械的特性、核的特性、
物理的特性、化学的特性、製造技術、Ｆの問題を改良し
、制御棒の寿命を延ばすことが出来る制御棒用吸収ピン
を提供することにある。
その目的は制御棒に要求される機械的特性、核的特性、
物理的特性、化学的特性、製造技術、Ｆの問題を改良し
、制御棒の寿命を延ばすことが出来る制御棒用吸収ピン
を提供することにある。
［発明の概要〕
本発明は細長く伸線などによって形成された複数の熱中
性子吸収材を結合材で多芯状に結束して棒状体に形成し
たことを特徴とする原子炉制御棒用吸収ピンであり、ま
た上記複数の熱中性子吸収材を結合材で多芯状に結束し
て棒状体に形成しかつ該棒状体を耐食性部材で保護して
なることを特徴とする原子炉制御棒用吸収ピンである。
性子吸収材を結合材で多芯状に結束して棒状体に形成し
たことを特徴とする原子炉制御棒用吸収ピンであり、ま
た上記複数の熱中性子吸収材を結合材で多芯状に結束し
て棒状体に形成しかつ該棒状体を耐食性部材で保護して
なることを特徴とする原子炉制御棒用吸収ピンである。
本発明によればヘリウムの生成がなく、制御棒に要求さ
れる高温強度が高く、延性が大きく、熱中性子吸収断面
積が大きく、二次有害がなく、熱伝導度が大きく、融点
が高く、腐食速度が小さく、加工性にすぐれているなど
の性質により、制御棒の寿命を延ばすことができる。
れる高温強度が高く、延性が大きく、熱中性子吸収断面
積が大きく、二次有害がなく、熱伝導度が大きく、融点
が高く、腐食速度が小さく、加工性にすぐれているなど
の性質により、制御棒の寿命を延ばすことができる。
［発明の実施例］
以下、本発明に係る原子炉制御棒用の吸収ビンの一実施
例を第３図および第４図を参照しながら説明する。
例を第３図および第４図を参照しながら説明する。
第３図は本発明の要部のみを示してあり、第４図は第３
図のＡ−Ａ矢視断面図である。
図のＡ−Ａ矢視断面図である。
第３図において、符号１３は細長く伸線などによって形
成された複数の熱中性子吸収材であり、これらの熱中性
子吸収材１３を結合材１４で結束して棒状体に形成した
吸収ビンを示している。したがって、この吸収ビンは結
合材１４内に熱中性子吸収材１３°が多芯状に配列され
た形状を呈しており、第１図に示したようにブレード３
内に吸収ビン２の代りに配置されて制御棒を構成する。
成された複数の熱中性子吸収材であり、これらの熱中性
子吸収材１３を結合材１４で結束して棒状体に形成した
吸収ビンを示している。したがって、この吸収ビンは結
合材１４内に熱中性子吸収材１３°が多芯状に配列され
た形状を呈しており、第１図に示したようにブレード３
内に吸収ビン２の代りに配置されて制御棒を構成する。
ここで、熱中性子吸収材１３はカドミウム、ハフニウム
、サマリウム、ガドリニウム、銀・インジウム・カドミ
ウム合金から選択された少なくとも１種からなるもので
ある。
、サマリウム、ガドリニウム、銀・インジウム・カドミ
ウム合金から選択された少なくとも１種からなるもので
ある。
また、結合材１４はステンレス鋼、チタン、ハフニウム
、銀・インジウム・カドミウム合金から選択された少な
くとも１種からなるものである。
、銀・インジウム・カドミウム合金から選択された少な
くとも１種からなるものである。
そして、熱中性子吸収材１３と結合体１４とは異種材料
を組合わせるものとする。しかして、この吸収ビンによ
り機械強度と熱伝達特性は著しく改良され、とくにチタ
ンと中性子吸収材との組合せは制御棒の重量軽減になり
、制御棒の挿入・引扱き操作が容易になる。
を組合わせるものとする。しかして、この吸収ビンによ
り機械強度と熱伝達特性は著しく改良され、とくにチタ
ンと中性子吸収材との組合せは制御棒の重量軽減になり
、制御棒の挿入・引扱き操作が容易になる。
とくに、ハフニウムや銀・インジウム・カドミウム合金
と中性子吸収材との組合せは機械的特性とともに中性子
吸収能力が大きくなり、核的特性が改良される。
と中性子吸収材との組合せは機械的特性とともに中性子
吸収能力が大きくなり、核的特性が改良される。
また、結合材中に中性子吸収材を制御棒の性能に適した
ように組合わせて挿入し同時に伸線することによって製
造技術上の問題点が改良される。
ように組合わせて挿入し同時に伸線することによって製
造技術上の問題点が改良される。
さらに原子炉内で中性子吸収によって生成されるヘリウ
ムガスがなく、かつ、熱中性子吸収性能０ がＢ はぼ同等であり、しかも従来の吸収ビンにみられ
るような中性子吸収材の沈降現象を防止することによっ
て制御棒の機械的特性は改善される。
ムガスがなく、かつ、熱中性子吸収性能０ がＢ はぼ同等であり、しかも従来の吸収ビンにみられ
るような中性子吸収材の沈降現象を防止することによっ
て制御棒の機械的特性は改善される。
第５図および第６図は本発明の他の実施例を示したもの
で、第３図と同一部分は同一符号で示し重複する部分の
説明を省略する。
で、第３図と同一部分は同一符号で示し重複する部分の
説明を省略する。
第５図の実施例が第３図と異なる点は結合材１４の表面
を耐食材１５で包囲したことにある。
を耐食材１５で包囲したことにある。
耐食材１５としてはたとえばステンレス鋼が使用される
。
。
この実施例によれば第３図の実施例と同様な作用効果を
奏するが、そのうえ制御棒の組立、解体、交換作業が容
易になる、たとえば、ブレード内に組込み配列作業、に
際し強度が大きいので取扱いが容易になるし、また細長
い熱中性子吸収材１３を管状に形成した耐食材１５内に
あらかじめ装填したのち結合材１４を流し込むことによ
り製造が容易になる。なお、中性子吸収材は横断面が円
形だけでなく、角形形状も適用される。
奏するが、そのうえ制御棒の組立、解体、交換作業が容
易になる、たとえば、ブレード内に組込み配列作業、に
際し強度が大きいので取扱いが容易になるし、また細長
い熱中性子吸収材１３を管状に形成した耐食材１５内に
あらかじめ装填したのち結合材１４を流し込むことによ
り製造が容易になる。なお、中性子吸収材は横断面が円
形だけでなく、角形形状も適用される。
し発明の効果］
以上説明したように本発明によれば、結合材中に中性子
吸収材を多芯状に配置してなるものであるため制御棒に
要求される機械的特性、核的特性、物哩的特性、化学的
特性、製造技術上の問題を改良し制御棒の寿命を延ばす
ことが出来る効果がある。
吸収材を多芯状に配置してなるものであるため制御棒に
要求される機械的特性、核的特性、物哩的特性、化学的
特性、製造技術上の問題を改良し制御棒の寿命を延ばす
ことが出来る効果がある。
第１図は従来の原子炉用制御棒を一部切欠して示す斜視
図、第２図は第１図における制御棒用吸収ビンを拡大し
て示す縦断面図、第３図は本発明に係る制御棒用吸収ビ
ンの一実施例の要部のみを示す縦断面図、第４図は第３
図のＡ−Ａ矢視方向を切断して示す横断面図、第５図は
本発明に係る制御棒用吸収ビンの伯の実施例の要部のみ
を示す縦断面図、第６図は第５図のＢ−Ｂ矢視方向を切
断して示す横断面図である。 １・・・原子炉制御棒 ２・・・吸収ビン３・・・ブレ
ード ４・・・吊上げハンドル５・・・ホ７０− ６・
・・取外しハンドル７・・・スピードリミタ− ８・・・端栓 ９・・・中性子吸収物質１０・・・チコ
ーブ １１川鋼球 １２・・・かしめ部 １３・・・熱中性子吸収材１４・
・・結合材 １５・・・耐食材 出願代理人 弁理士 菊 池 五 部 第３図 第６１Ｉ 第４’ｔｓ ＊、ｔ＠
図、第２図は第１図における制御棒用吸収ビンを拡大し
て示す縦断面図、第３図は本発明に係る制御棒用吸収ビ
ンの一実施例の要部のみを示す縦断面図、第４図は第３
図のＡ−Ａ矢視方向を切断して示す横断面図、第５図は
本発明に係る制御棒用吸収ビンの伯の実施例の要部のみ
を示す縦断面図、第６図は第５図のＢ−Ｂ矢視方向を切
断して示す横断面図である。 １・・・原子炉制御棒 ２・・・吸収ビン３・・・ブレ
ード ４・・・吊上げハンドル５・・・ホ７０− ６・
・・取外しハンドル７・・・スピードリミタ− ８・・・端栓 ９・・・中性子吸収物質１０・・・チコ
ーブ １１川鋼球 １２・・・かしめ部 １３・・・熱中性子吸収材１４・
・・結合材 １５・・・耐食材 出願代理人 弁理士 菊 池 五 部 第３図 第６１Ｉ 第４’ｔｓ ＊、ｔ＠
Claims (5)
- （１） 細長く形成された複数の熱中性子吸収材を結合
材で多芯状に結束して棒状体に形成したことを特徴とす
る原子炉制御棒用吸収ピン。 - （２）ＩｌＩｌ長く形成された複数の熱中性子吸収材を
結合材で多芯状に結束して棒状体に形成しかつ該棒状体
を耐食性部材で保護してなることを特徴とする原子炉制
御棒用吸収ビン。 - （３） 熱中性子吸収材はカドミウム、ハフニウム、サ
マリウム、ガドリニウム、銀・インジウム・カドミウム
合金から選択された少なくとも１種からなることを特徴
とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の原子炉
制御棒用吸収ビン。 - （４） 結合材はステンレス鋼、チタン、ハフニウム、
銀・インジウム・カドミニウム合金から選択された少な
くとも１種からなることを特徴とする特許請求の範囲第
１項または第２項記載の原子炉制御棒用吸収ビン。 - （５） 熱中性子吸収材と結合材とは異種材料で構成さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項または
第２項記載の原子炉制御棒吸収ピン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59012707A JPS60157080A (ja) | 1984-01-26 | 1984-01-26 | 原子炉制御棒用吸収ピン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59012707A JPS60157080A (ja) | 1984-01-26 | 1984-01-26 | 原子炉制御棒用吸収ピン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60157080A true JPS60157080A (ja) | 1985-08-17 |
Family
ID=11812879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59012707A Pending JPS60157080A (ja) | 1984-01-26 | 1984-01-26 | 原子炉制御棒用吸収ピン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60157080A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6226340B1 (en) | 1996-05-22 | 2001-05-01 | General Electric Company | Hermaphroditic absorber loading for higher worth control rods |
-
1984
- 1984-01-26 JP JP59012707A patent/JPS60157080A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6226340B1 (en) | 1996-05-22 | 2001-05-01 | General Electric Company | Hermaphroditic absorber loading for higher worth control rods |
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