JPS6071988A - 原子炉用制御棒 - Google Patents
原子炉用制御棒Info
- Publication number
- JPS6071988A JPS6071988A JP58179400A JP17940083A JPS6071988A JP S6071988 A JPS6071988 A JP S6071988A JP 58179400 A JP58179400 A JP 58179400A JP 17940083 A JP17940083 A JP 17940083A JP S6071988 A JPS6071988 A JP S6071988A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control rod
- wing
- nuclear reactor
- hafnium
- boron carbide
- 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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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
- Vibration Dampers (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (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、原子炉用制御棒に関する。
［発明の技術的背景とその問題点］
一般に原子炉用制御棒の構造材にはステンレス鋼が用い
られ、この構造材の中に中性子吸収物質たとえばボロン
カーバイドＢ４Ｃ等を充填したステンレス鋼の中性子吸
収棒が収められている。
られ、この構造材の中に中性子吸収物質たとえばボロン
カーバイドＢ４Ｃ等を充填したステンレス鋼の中性子吸
収棒が収められている。
第１図は、従来の沸騰水型原子炉の制御棒の斜視図であ
る。同図に示すように制御棒１は十字形のブレードを構
成しており、直交する４枚のウィング２はＵ字状のシー
スの中にボロンカーバイトＢ４Ｃなどの中性子吸収物質
を入れた吸収棒が並べられて構成されている。ウィング
２の上下には同じくステンレス鋼製固定板３．４が取付
けられており、この制御棒１は原子炉内の炉心に多数挿
入されて炉心底部に設けられた図示しない制御棒駆動装
置によって駆動される。
る。同図に示すように制御棒１は十字形のブレードを構
成しており、直交する４枚のウィング２はＵ字状のシー
スの中にボロンカーバイトＢ４Ｃなどの中性子吸収物質
を入れた吸収棒が並べられて構成されている。ウィング
２の上下には同じくステンレス鋼製固定板３．４が取付
けられており、この制御棒１は原子炉内の炉心に多数挿
入されて炉心底部に設けられた図示しない制御棒駆動装
置によって駆動される。
想定される。
すなわち、前記反応によって生成されるヘリウムは、ポ
イズンチューブ内の空間に放出され、ポイズンチューブ
の内圧を上昇させ、又、ボロンと中性子との反応熱によ
りボロンカーバイドの粉末が膨張し、ポイズンチューブ
を破損に至らしめる可能性が想定される。このことを、
さらに第２図について説明する。第２図は全てボロンカ
ーバイドＢ４Ｃを装填した従来のポイズンチューブを使
用した制御棒の燃焼度を示したもので、第２図Ａ及び同
図Ｂはそれぞれ第１図の制御棒のＡ −Ａ’断面方向及
びＢ −Ｂ’断面方向の燃焼度を示すもので、これらの
図から分るように、制御棒１の上端部及び側端部は高燃
焼域となり、ボロンカーバイトＢ４Ｃは中性子と反応し
てヘリウム原子核、（α線）を生成し、ポイズンチュー
ブ内の内圧を上昇させる。又、ボロンと中性子との反応
によりボロンカーバイドの粉末が膨張してポイズンチュ
ーブを破損させることも十分に考えられる。
イズンチューブ内の空間に放出され、ポイズンチューブ
の内圧を上昇させ、又、ボロンと中性子との反応熱によ
りボロンカーバイドの粉末が膨張し、ポイズンチューブ
を破損に至らしめる可能性が想定される。このことを、
さらに第２図について説明する。第２図は全てボロンカ
ーバイドＢ４Ｃを装填した従来のポイズンチューブを使
用した制御棒の燃焼度を示したもので、第２図Ａ及び同
図Ｂはそれぞれ第１図の制御棒のＡ −Ａ’断面方向及
びＢ −Ｂ’断面方向の燃焼度を示すもので、これらの
図から分るように、制御棒１の上端部及び側端部は高燃
焼域となり、ボロンカーバイトＢ４Ｃは中性子と反応し
てヘリウム原子核、（α線）を生成し、ポイズンチュー
ブ内の内圧を上昇させる。又、ボロンと中性子との反応
によりボロンカーバイドの粉末が膨張してポイズンチュ
ーブを破損させることも十分に考えられる。
そこで、ボロンカーバイドＢ４Ｃ入りのステンレスチュ
ーブの代りにハフニウムＨｆを中性子吸収棒として用い
た制御棒が開発された。しかしてハフニウムＨｆには次
のような性質を有していることから中性子吸収棒として
好適である。
ーブの代りにハフニウムＨｆを中性子吸収棒として用い
た制御棒が開発された。しかしてハフニウムＨｆには次
のような性質を有していることから中性子吸収棒として
好適である。
すなわち、（１）中性子との反応が（η、γ）型であＸ
るため、ヘリウムの発生がないこと。（２）高温高圧水
中における耐蝕性が良好であること。（８）中性子吸収
断面積が、ボロンよりも小さく、まｆｃ（＊、 ｒ）反
応で生成したハフニウムもまた吸収能を持つため、半永
久的に使用できること。（４）ジルコニウム金属の精製
に伴なう副産物として、容易に得られること。
るため、ヘリウムの発生がないこと。（２）高温高圧水
中における耐蝕性が良好であること。（８）中性子吸収
断面積が、ボロンよりも小さく、まｆｃ（＊、 ｒ）反
応で生成したハフニウムもまた吸収能を持つため、半永
久的に使用できること。（４）ジルコニウム金属の精製
に伴なう副産物として、容易に得られること。
しかしながら、ハフニウムを中性子吸収棒として用いた
制御棒は、ハフニウムの密度が約１３ ｆ／ｄと太きい
ため制御棒総重量が大きく、約１６０匂にもなる。
制御棒は、ハフニウムの密度が約１３ ｆ／ｄと太きい
ため制御棒総重量が大きく、約１６０匂にもなる。
一方、沸騰水型原子炉では、前述したように炉心底部か
ら制御棒を挿入する方式を採用しているため、制御棒総
重量が前述したように太きければ、原子炉を緊急停止さ
せる必要がある場合には、制御棒挿入に時間がかかった
り、あるいは制御棒挿入開始およびその終了時の大きな
慣性に打ち勝つための機能が制御棒駆動装置に要求され
るなど、原子炉緊急停止上不具合なことが生ずる。さら
に制御棒の落下事故が万−生じたとき、制御棒重量が大
きければ、その落下速度が大きくなるため、これら万一
の事故を想定して制御棒な駆動する制御棒駆動装置を製
作すると、大型でかつ複雑な構造の装置となるという不
具合がある。
ら制御棒を挿入する方式を採用しているため、制御棒総
重量が前述したように太きければ、原子炉を緊急停止さ
せる必要がある場合には、制御棒挿入に時間がかかった
り、あるいは制御棒挿入開始およびその終了時の大きな
慣性に打ち勝つための機能が制御棒駆動装置に要求され
るなど、原子炉緊急停止上不具合なことが生ずる。さら
に制御棒の落下事故が万−生じたとき、制御棒重量が大
きければ、その落下速度が大きくなるため、これら万一
の事故を想定して制御棒な駆動する制御棒駆動装置を製
作すると、大型でかつ複雑な構造の装置となるという不
具合がある。
［発明の目的］
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、中性子吸収材としてハフニウムを用いるとともにそ
の重量を軽量化した原子炉用制御棒を提供することにあ
る。
は、中性子吸収材としてハフニウムを用いるとともにそ
の重量を軽量化した原子炉用制御棒を提供することにあ
る。
［発明の概要］
本発明は、上記目的を達成するために、ブレードの各ウ
ィングに中性子吸収材を装填してかる原子炉用制御棒に
おいて、前記ウィングは中性子吸収材としてボロンカー
バイドを装填してなるステンレスチューブとハフニウム
板とから構成されている。そしてこの場合ハフニウム板
はブレードの各ウィングの上端部または側端部あるいは
その両方の上端部および側端部に配設してもよい。
ィングに中性子吸収材を装填してかる原子炉用制御棒に
おいて、前記ウィングは中性子吸収材としてボロンカー
バイドを装填してなるステンレスチューブとハフニウム
板とから構成されている。そしてこの場合ハフニウム板
はブレードの各ウィングの上端部または側端部あるいは
その両方の上端部および側端部に配設してもよい。
［発明の実施例］
本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第３図は、本発明の一実施例の一部切欠正面図であり、
同図において、制御棒５のブレードの各ウィング７は中
央構造材であるタイロッド６に細長いＵ字状断面のシー
スを取り付けて構成してあり、このウィング７の上端に
は上部回転板８が、またウィング７の下端には図示しな
い下部回転板が取り付′けである。そして、中性子吸収
材の高燃焼領域すなわちシース全長の上部騒の領域には
中性子吸収材としてハフニウム板９を使用し、残部の低
燃焼領域にはボロンカーバイドＢ４Ｃ入りのボィズンチ
ューブ１０を使用するものである。
同図において、制御棒５のブレードの各ウィング７は中
央構造材であるタイロッド６に細長いＵ字状断面のシー
スを取り付けて構成してあり、このウィング７の上端に
は上部回転板８が、またウィング７の下端には図示しな
い下部回転板が取り付′けである。そして、中性子吸収
材の高燃焼領域すなわちシース全長の上部騒の領域には
中性子吸収材としてハフニウム板９を使用し、残部の低
燃焼領域にはボロンカーバイドＢ４Ｃ入りのボィズンチ
ューブ１０を使用するものである。
第４図は本実施例と比較するために中性子吸収材として
すべてハフニウムを使用した制御棒の一部切欠正面図で
あり、第３図と同一箇所には同一符号を附して説明する
。すなわち、制御棒５のブレードの各ウィング７は中央
構造材であるタイロッド６に細長いＵ字状断面のシース
を取り付けてあり、このウィング７の上端には上部回転
板８が、またその下端には図示しない下部回転板が取り
付けである。そしてシース内にはすべてハフニウム製中
性子吸収棒１１が装荷さされている。
すべてハフニウムを使用した制御棒の一部切欠正面図で
あり、第３図と同一箇所には同一符号を附して説明する
。すなわち、制御棒５のブレードの各ウィング７は中央
構造材であるタイロッド６に細長いＵ字状断面のシース
を取り付けてあり、このウィング７の上端には上部回転
板８が、またその下端には図示しない下部回転板が取り
付けである。そしてシース内にはすべてハフニウム製中
性子吸収棒１１が装荷さされている。
しかして、この第４図に示されたすべてノ・フニウム製
中性子吸収棒１１からなる制御棒の総重量は、約１６０
Ｋｆであるのに対し、前記第３図に示す本発明の制御棒
総重量は約１１０恥となり、約５０９の重量減とするこ
とができる。従って、制御棒の万一の落下事故時におい
てもその落下速度は第４図の制御棒の落下速度の約１．
１０ ”／ｓｅｃに比べて約０．８５ｍ／ｓｅｃと小さ
くなるので、従来の制御棒駆動機構を改造することなく
そのま＼設計基準を満足させることかできる。
中性子吸収棒１１からなる制御棒の総重量は、約１６０
Ｋｆであるのに対し、前記第３図に示す本発明の制御棒
総重量は約１１０恥となり、約５０９の重量減とするこ
とができる。従って、制御棒の万一の落下事故時におい
てもその落下速度は第４図の制御棒の落下速度の約１．
１０ ”／ｓｅｃに比べて約０．８５ｍ／ｓｅｃと小さ
くなるので、従来の制御棒駆動機構を改造することなく
そのま＼設計基準を満足させることかできる。
第５図は、本発明の他の実施例であり、この実施例では
ブレードの各ウィング７の側端部分でシースの長さ方向
にわたる領域にハフニウム板１２を使用し、ウィング７
の残部にはボロンカーバイドＢ４Ｃ入りのポイズンチュ
ーブ１３を使用した構成の＋が第３図の実施例と相違す
るのみで、その他の構成は何等相違しないので、第３図
と同一箇所には同一符号を附してその説明は省略するも
のとする。この実施例の制御棒総重量は約１０７陽とな
り、第４図の制御棒総重量の約１６０ Ｋｇと比べて約
５３〜の重量減とすることができる。
ブレードの各ウィング７の側端部分でシースの長さ方向
にわたる領域にハフニウム板１２を使用し、ウィング７
の残部にはボロンカーバイドＢ４Ｃ入りのポイズンチュ
ーブ１３を使用した構成の＋が第３図の実施例と相違す
るのみで、その他の構成は何等相違しないので、第３図
と同一箇所には同一符号を附してその説明は省略するも
のとする。この実施例の制御棒総重量は約１０７陽とな
り、第４図の制御棒総重量の約１６０ Ｋｇと比べて約
５３〜の重量減とすることができる。
第６図は、本発明のさらに他の実施例であり、この実施
例ではシース全長の上部この領域とウィング７の側端部
分でシースの長さ方向の領域にハフニウム板１４を使用
し、ウィング７の残部にはボロンカーバイドＢ４Ｃ入り
のポイズンチューブ１５ヲ使用した構成のみが、第３図
および第５図の実施例と相違するのみで、その他の構成
は何等相違しないので、第３図および第５図と同一箇所
には同一符号を附してその説明は省略するものとする。
例ではシース全長の上部この領域とウィング７の側端部
分でシースの長さ方向の領域にハフニウム板１４を使用
し、ウィング７の残部にはボロンカーバイドＢ４Ｃ入り
のポイズンチューブ１５ヲ使用した構成のみが、第３図
および第５図の実施例と相違するのみで、その他の構成
は何等相違しないので、第３図および第５図と同一箇所
には同一符号を附してその説明は省略するものとする。
この実施例の制御棒総重量は約１２５ＫＦとなり、第４
図の制御棒総重量の約１６０ Ｋｌと比べて約３５ Ｋ
ｇの重量減とすることができる。
図の制御棒総重量の約１６０ Ｋｌと比べて約３５ Ｋ
ｇの重量減とすることができる。
［発明の効果］
以上説明したように本発明によれば、中性子吸収材とし
てボロンカーバイドＢ４Ｃとその中性子吸収特性のすぐ
れたハフニウムＨｆを巧みに使用することにより、すべ
てハフニウムを用いた制御棒に比べてその重量を大幅に
軽減した制御棒を提供することができる。
てボロンカーバイドＢ４Ｃとその中性子吸収特性のすぐ
れたハフニウムＨｆを巧みに使用することにより、すべ
てハフニウムを用いた制御棒に比べてその重量を大幅に
軽減した制御棒を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
ドＢ４Ｃを用いた場合のウィングの各個所における燃焼
度を示す図、第、３図は本発明の一実施例の一部切欠正
面図、第４図は中性子吸収材としてすべてハフニウムを
用いた制御棒の一部切欠正面図、第５図及び第６図はい
ずれも本発明の他の実施例の一部切欠正面図である。 ５・・・制御棒 ６・・・タイロッド ７・・、ウィング ８・・・上部回転板９．１２．１４
・・・ハフニウム板 １０．１３．１５・・・ボロンカーバイド入りのポイズ
ンチューブ代理人 弁理士 猪 股 祥 晃（ｆ丘か１
名）第 １ 図 第 ２ 図 （／ｑ） 第 ２ ｒＭ （β）
度を示す図、第、３図は本発明の一実施例の一部切欠正
面図、第４図は中性子吸収材としてすべてハフニウムを
用いた制御棒の一部切欠正面図、第５図及び第６図はい
ずれも本発明の他の実施例の一部切欠正面図である。 ５・・・制御棒 ６・・・タイロッド ７・・、ウィング ８・・・上部回転板９．１２．１４
・・・ハフニウム板 １０．１３．１５・・・ボロンカーバイド入りのポイズ
ンチューブ代理人 弁理士 猪 股 祥 晃（ｆ丘か１
名）第 １ 図 第 ２ 図 （／ｑ） 第 ２ ｒＭ （β）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１） ブレードの各ウィングに中性子吸収材を装填し
てなる原子炉用制御棒において、前記ウィングは中性子
吸収材としてボロンカーバイドを装填してなるステンレ
スチューブとハフニウム板とから構成されることを特徴
とする原子炉用制御棒（２）ハフニウム板はブレードの
各ウィングの上端部のみに配設され、その下部にはボロ
ンカーバイドを装填してなるステンレス製チューブを配
設してなる特許請求の範囲第１項記載の原子炉用制御棒 （８）ハフニウム板はブレードの各ウィングの側端部の
みに配設され、その内側にはボロンカーバイドを装填し
てなるステンレス製チューブを配設してなる特許請求の
範囲第１項記載の原子炉用制御棒 （４）ハフニウム板は、ブレードの各ウィングの上端部
および側端部に配設され、前記各ウィングの残部にはボ
ロンカーバイドを装填してなるステンレス製チューブを
配設してなる特許請求の範囲第１項記載の原子炉用制御
棒
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58179400A JPS6071988A (ja) | 1983-09-29 | 1983-09-29 | 原子炉用制御棒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58179400A JPS6071988A (ja) | 1983-09-29 | 1983-09-29 | 原子炉用制御棒 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6071988A true JPS6071988A (ja) | 1985-04-23 |
Family
ID=16065202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58179400A Pending JPS6071988A (ja) | 1983-09-29 | 1983-09-29 | 原子炉用制御棒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6071988A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4874574A (en) * | 1986-03-14 | 1989-10-17 | Hitachi, Ltd. | Control rod |
-
1983
- 1983-09-29 JP JP58179400A patent/JPS6071988A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4874574A (en) * | 1986-03-14 | 1989-10-17 | Hitachi, Ltd. | Control rod |
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