JPS6051071B2 - 原子炉用制御棒 - Google Patents
原子炉用制御棒Info
- Publication number
- JPS6051071B2 JPS6051071B2 JP53072133A JP7213378A JPS6051071B2 JP S6051071 B2 JPS6051071 B2 JP S6051071B2 JP 53072133 A JP53072133 A JP 53072133A JP 7213378 A JP7213378 A JP 7213378A JP S6051071 B2 JPS6051071 B2 JP S6051071B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- absorbing material
- neutron absorbing
- control rod
- nuclear reactor
- 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.)
- Expired
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Classifications
-
- 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
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、原子炉用制御棒に関し、さらに詳しくは、被
複管内に中性子吸収材を充填した原子炉用制御棒に関す
るものである。
複管内に中性子吸収材を充填した原子炉用制御棒に関す
るものである。
従来、沸とう水型原子炉（ＢＷＲ）等の原子炉に用いる
中性子吸収材として、例えば炭化ホウ素（Ｂ、Ｃ）を使
用する場合、これを焼結ペレットとして被複管内に充填
する方法と、粉末のまま被複管内に充填する方法がある
。
中性子吸収材として、例えば炭化ホウ素（Ｂ、Ｃ）を使
用する場合、これを焼結ペレットとして被複管内に充填
する方法と、粉末のまま被複管内に充填する方法がある
。
前者は、焼結体の寸法公差を抑えることが困難であるた
め、例えば被複管内径とペレットとの間隙を一定とした
場合、小径の制御棒では充填密度が全体として小さくな
らざるを得ず、従つて大径の制御棒に多く用いられてい
る。一方、後者は小径の制御棒に適しているが、初期充
填密度が低く、使用中に高密度化することによつて発生
する空隙の集中化が問題になる。
め、例えば被複管内径とペレットとの間隙を一定とした
場合、小径の制御棒では充填密度が全体として小さくな
らざるを得ず、従つて大径の制御棒に多く用いられてい
る。一方、後者は小径の制御棒に適しているが、初期充
填密度が低く、使用中に高密度化することによつて発生
する空隙の集中化が問題になる。
このため、従来の沸とう水型原子炉および転換炉では、
制御棒の被複管内に鋼球を配置し、この鋼球の移動を防
止するために被複管にくぼみを設けていた。
制御棒の被複管内に鋼球を配置し、この鋼球の移動を防
止するために被複管にくぼみを設けていた。
第１図は、このような従来の沸とう水型原子炉の制御棒
の制御要素の断面図てある。
の制御要素の断面図てある。
中性子吸収材は炭化ホウ素（Ｂ、Ｃ）粉末２が用いられ
ており、被複管１内の該粉末の充填密度は理論密度の約
７０％が限定である。このため、使用中にＢ、Ｃ粉末が
中性子を吸収して粉砕または融合により高密度化し、究
極的には約２０〜３０％の空隙６が制御要素内に発生す
る。これらの空隙を分散させるため、長手方向に例えば
４００Ｔｎｍの間隔て鋼球３を置き、さらに鋼球の移動
を防止するために、くぼみ４を設けている。第２図は、
使用後の上記制御要素の状態を示したもので、空隙６は
原子炉制御に不都合を与えない程度に分散されている。
しかしながら、上記のようにくぼみ４は、通常、冷間加
工によつて形成されるので、被複管に歪みまたは残留応
力を発生させ、また被複管内の中性子吸収材の充填密度
が低く、空隙６の生成度合が大きいという問題がある。
ており、被複管１内の該粉末の充填密度は理論密度の約
７０％が限定である。このため、使用中にＢ、Ｃ粉末が
中性子を吸収して粉砕または融合により高密度化し、究
極的には約２０〜３０％の空隙６が制御要素内に発生す
る。これらの空隙を分散させるため、長手方向に例えば
４００Ｔｎｍの間隔て鋼球３を置き、さらに鋼球の移動
を防止するために、くぼみ４を設けている。第２図は、
使用後の上記制御要素の状態を示したもので、空隙６は
原子炉制御に不都合を与えない程度に分散されている。
しかしながら、上記のようにくぼみ４は、通常、冷間加
工によつて形成されるので、被複管に歪みまたは残留応
力を発生させ、また被複管内の中性子吸収材の充填密度
が低く、空隙６の生成度合が大きいという問題がある。
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解消し、制御棒
の制御要素における被複管にくぼみ等の歪みを与えるこ
となく、かつ中性子吸収材の充填密度を高く保持するこ
とがてきる原子炉用制御棒を提供することにある。上記
目的を達成するため、本発明は、被複管内に中性子吸収
材を充填した原子炉用制御棒において、該被複管の中央
部にペレット状の中性子吸収材を、および該中性子吸収
材と被複管の間隙部に粉末状の中性子吸収材を充填した
ことを特徴とするものである。
の制御要素における被複管にくぼみ等の歪みを与えるこ
となく、かつ中性子吸収材の充填密度を高く保持するこ
とがてきる原子炉用制御棒を提供することにある。上記
目的を達成するため、本発明は、被複管内に中性子吸収
材を充填した原子炉用制御棒において、該被複管の中央
部にペレット状の中性子吸収材を、および該中性子吸収
材と被複管の間隙部に粉末状の中性子吸収材を充填した
ことを特徴とするものである。
本発明において、中性子吸収材は前述の炭化ホウ素以外
に、例えばカドミウム、ハフニウム、インジウム等の合
金を用いることができる。
に、例えばカドミウム、ハフニウム、インジウム等の合
金を用いることができる。
被複管の中央部は、被複管内部の空間断面の大部分を占
める軸方向の中央部を意味する。中性子吸収材のペレッ
ト外径は、一般に被複管の内径の１１２から被複管の内
径と一致する値まで任意に選ぶことができるが、被複管
に容易に充填することができ、かつ被複管内壁との間に
前記吸収材粉末を容易に充填することができるような外
径であることがのぞましい。ペレットの長さは特に限定
されないが、取扱い時に容易に折損しないような長さで
あることがのぞましい。従つて本発明においては、ロッ
ド状の細長いペレットも材質によつては使用可能である
。上記ペレットは中性子吸収材の焼結体、固溶体等のい
ずれの形態でもよいや、焼結体が広く用いられる。上記
ペレットは被複管内にスタック状に積み重ねられるが、
ペレット間に適当な間隙をおいて被複管の内径よりやや
径小の鋼球を配置することができる。
める軸方向の中央部を意味する。中性子吸収材のペレッ
ト外径は、一般に被複管の内径の１１２から被複管の内
径と一致する値まで任意に選ぶことができるが、被複管
に容易に充填することができ、かつ被複管内壁との間に
前記吸収材粉末を容易に充填することができるような外
径であることがのぞましい。ペレットの長さは特に限定
されないが、取扱い時に容易に折損しないような長さで
あることがのぞましい。従つて本発明においては、ロッ
ド状の細長いペレットも材質によつては使用可能である
。上記ペレットは中性子吸収材の焼結体、固溶体等のい
ずれの形態でもよいや、焼結体が広く用いられる。上記
ペレットは被複管内にスタック状に積み重ねられるが、
ペレット間に適当な間隙をおいて被複管の内径よりやや
径小の鋼球を配置することができる。
鋼球はボロン等を含む合金でもよく、また鋼球の代りに
他の強固な無機材料からなる球を用いることもできる。
また、球の代りに円板等を用いてもよい。ペレットと被
複管の凹隙に充填される中性子吸収材の粉末は、従来か
ら使用されているものでよい。以下、本発明を図面に示
す実施例によりさらに詳細に説明する。
他の強固な無機材料からなる球を用いることもできる。
また、球の代りに円板等を用いてもよい。ペレットと被
複管の凹隙に充填される中性子吸収材の粉末は、従来か
ら使用されているものでよい。以下、本発明を図面に示
す実施例によりさらに詳細に説明する。
第３図および第４図は、本発明の原子炉用制御棒の制御
要素の一実施例を示す断面図であり、第３図は、使用前
の状態、第４図は使用後の状態をそれぞれ示す。
要素の一実施例を示す断面図であり、第３図は、使用前
の状態、第４図は使用後の状態をそれぞれ示す。
図において、下端が閉鎖された被複管１内には、その中
央部に中性子吸収材（Ｂ４Ｃ）の焼結ペレット７が積み
重ねられ、所定の間隙ごとに鋼球３が配置されている。
央部に中性子吸収材（Ｂ４Ｃ）の焼結ペレット７が積み
重ねられ、所定の間隙ごとに鋼球３が配置されている。
これらのペレット７と被複管１の間にはＢ４Ｃ粉末６が
充填され、さらに被複管の上部には中性子吸収、すなわ
ちＢｌＯ（Ｎ，α）Ｌｉ反応により生成するヘリウムガ
スを貯留するためのガスプレナム８が設けられている。
プレナム８の容積は、中性子吸収材の初期充填密度によ
り決定される。被複管内の最上部の鋼球は、被複管上蓋
に取付けられていたスプリング９により下方に付勢され
、ペレットの浮き上りを防止している。実施例として、
被複管１の肉厚および外径をそれぞれ約０．７Ｔｆ０ｎ
および５．６＝とし、中性子吸収材として被複管内にＢ
４Ｃ焼結ペレット７を積み重ね、ペレットと被複管の間
隙にはＢ４Ｃ粉末２を充填し、さらに長手方向に約４０
０Ｔｎｍの間隔で従来型と同様な鋼球を配置した。
充填され、さらに被複管の上部には中性子吸収、すなわ
ちＢｌＯ（Ｎ，α）Ｌｉ反応により生成するヘリウムガ
スを貯留するためのガスプレナム８が設けられている。
プレナム８の容積は、中性子吸収材の初期充填密度によ
り決定される。被複管内の最上部の鋼球は、被複管上蓋
に取付けられていたスプリング９により下方に付勢され
、ペレットの浮き上りを防止している。実施例として、
被複管１の肉厚および外径をそれぞれ約０．７Ｔｆ０ｎ
および５．６＝とし、中性子吸収材として被複管内にＢ
４Ｃ焼結ペレット７を積み重ね、ペレットと被複管の間
隙にはＢ４Ｃ粉末２を充填し、さらに長手方向に約４０
０Ｔｎｍの間隔で従来型と同様な鋼球を配置した。
焼結ペレットは理輪密度で約９０％であり、Ｂ４Ｃ粉末
の充填率は理輪密度で約７０％であつた。この場合、ペ
レット平均外径を３．５ｍｍとすると、中性子吸収材の
平均充填密度は”理輪密度の８４％となり、Ｂ４Ｃ粉末
のみの充填の場合よりも、初期充填率を大幅に上げるこ
とができることが明らかである。さらに第４図に示すよ
うに、制御要素の使用後において、Ｂ４Ｃ粉末部の高密
度化により生ずる空隙は、鋼球により従来と同様に分散
されるが、前記粉末の充填部の容積が小さいために生成
する空隙も従来より小さくなる。以上、本発明によれば
、原子炉用制御棒における中性子吸収材の初期充填密度
を上け、さらに被複管にくぼみ等の歪みを与えることな
く、被複管内の空隙を減少させることができる。
の充填率は理輪密度で約７０％であつた。この場合、ペ
レット平均外径を３．５ｍｍとすると、中性子吸収材の
平均充填密度は”理輪密度の８４％となり、Ｂ４Ｃ粉末
のみの充填の場合よりも、初期充填率を大幅に上げるこ
とができることが明らかである。さらに第４図に示すよ
うに、制御要素の使用後において、Ｂ４Ｃ粉末部の高密
度化により生ずる空隙は、鋼球により従来と同様に分散
されるが、前記粉末の充填部の容積が小さいために生成
する空隙も従来より小さくなる。以上、本発明によれば
、原子炉用制御棒における中性子吸収材の初期充填密度
を上け、さらに被複管にくぼみ等の歪みを与えることな
く、被複管内の空隙を減少させることができる。
第１図および第２図は、従来の制御棒の制御要素の概略
断面図で、第１図は使用前、第２図は使用後の状態を示
す。 第３図および第４図は、本発明の一実施例を示す制御棒
の制御要素の概略断面図で、第３図は使用前、第４図は
使用後の状態を示す。１・・・・・・被複管、２・・・
・・・炭化ホウ素、３・・・・・・鋼球、４・・・・・
・くぼみ、６・・・・・・空隙、７・・・・・・炭化ホ
ウ素焼結ペレット。
断面図で、第１図は使用前、第２図は使用後の状態を示
す。 第３図および第４図は、本発明の一実施例を示す制御棒
の制御要素の概略断面図で、第３図は使用前、第４図は
使用後の状態を示す。１・・・・・・被複管、２・・・
・・・炭化ホウ素、３・・・・・・鋼球、４・・・・・
・くぼみ、６・・・・・・空隙、７・・・・・・炭化ホ
ウ素焼結ペレット。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 被複管内に中性子吸収材を充填した原子炉用制御棒
において、該被複管の中央部にペレット状の中性子吸収
材を、および該中性子吸収材と被複管の間隙部に粉末状
の中性子の吸収材を充填したことを特徴とする原子炉用
制御棒。 ２ 特許請求の範囲１項において、前記ペレット状の中
性子吸収材が炭化ホウ素の焼結体であり、粉末状の中性
子吸収材が炭化ホウ素の粉末であることを特徴とする原
子炉用制御棒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53072133A JPS6051071B2 (ja) | 1978-06-16 | 1978-06-16 | 原子炉用制御棒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53072133A JPS6051071B2 (ja) | 1978-06-16 | 1978-06-16 | 原子炉用制御棒 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54163294A JPS54163294A (en) | 1979-12-25 |
| JPS6051071B2 true JPS6051071B2 (ja) | 1985-11-12 |
Family
ID=13480481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53072133A Expired JPS6051071B2 (ja) | 1978-06-16 | 1978-06-16 | 原子炉用制御棒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6051071B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02146065U (ja) * | 1989-05-17 | 1990-12-11 | ||
| JPH04122076U (ja) * | 1991-04-18 | 1992-10-30 | 株式会社ニツテク | 検査依頼書 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2470432A1 (fr) * | 1979-11-19 | 1981-05-29 | Pechiney Ugine Kuhlmann Uran | Nouvelle barre de reglage pour reacteur nucleaire |
| JPS6217758Y2 (ja) * | 1980-09-24 | 1987-05-07 | ||
| JPS5780590A (en) * | 1980-11-10 | 1982-05-20 | Nippon Atomic Ind Group Co | Nuclear reactor control rod |
| FI890998A (fi) * | 1988-04-14 | 1989-10-15 | Gen Electric | Reglerstav med laong drifttid foer en kaernreaktor. |
-
1978
- 1978-06-16 JP JP53072133A patent/JPS6051071B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02146065U (ja) * | 1989-05-17 | 1990-12-11 | ||
| JPH04122076U (ja) * | 1991-04-18 | 1992-10-30 | 株式会社ニツテク | 検査依頼書 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54163294A (en) | 1979-12-25 |
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