JPS6111697A

JPS6111697A - 制御棒

Info

Publication number: JPS6111697A
Application number: JP59132087A
Authority: JP
Inventors: 愉佐藤; 裕一元良
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-06-28
Filing date: 1984-06-28
Publication date: 1986-01-20

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明は、沸騰水型原子炉の炉心内においての反応度を
制御する制御棒に関するものである。

［発明の技術的背景〕沸騰水型原子炉において使用される従来の制御棒は、第
４図に示すように、断面十文字形状に形成されたブレー
ド１０１の上部に、側面にローラ１１１を配設した十文
字形状のハンドル１１０が溶接等により固着され、また
、ブレード１０１の下部には、図示を省略した制御棒駆
動装置に連結させる連結機構が下部に配設された二重円
錐状のスピードリミッタ１１９の上端が溶接等により固
着されている。そして、中空状のブレード１０１内部に
は、例えばボロンカーバイドの如き粉末を充填すると共
に、両端を端栓にて密封させて成る複数のポイズンデユ
ープ１０３が挿入されていると共に、このポイズンチュ
ーブ１０．３を冷却するための複数のチューブ冷却孔１
０４がブレード１０１に穿設しである。また、前記スピ
ードリミッタ１１９の上部には取外しハンドル１２７が
配設されていて、制御棒駆動装置との＠説が図れるよう
になっている。

このように構成された制御棒は、沸騰水型原子炉の出力
分布の調整及び炉心反応度制御に使用されるも、ポイズ
ンチューブ１０３内に収容される例えばボロンカーバイ
ドの粉末が中性子を吸収するのに伴い、中性子吸収によ
る（ｎ、α）反応によって生成するヘリウムガスが高圧
の状態で存在するため、ポイズンチューブ１０３の機械
的強度の裕度が低下し、更に中性子の吸収能力も低下し
、その結果、制御、棒の寿命も尽き、使用済制御棒とし
て処理されるものである。

〔背景技術の問題点〕

このような使用済制御棒は、放射ａｍが非常に高いため
にひとまず使用済燃料貯蔵プールの水中に保管される。

その際、ブレード１０１の断面形−状が十文字形である
ため、体積割合に比較して多大な占有スペースを必要と
し、これを解浦すべく、使用済制御棒をあらかじめ切断
またはプレスによって減容した後に、プール内に貯蔵す
る方法が考えられている。ところが、このような場合に
は、ポイズンチューブ１０３内には中性子の吸収による
（ｎ、α）反応により生成したヘリウムガスが高圧の状
態で存在するため、ボロンカーバイドの粉末が飛散し、
プール内Ｖ放射能で汚染させるおそれがある。

また、ブレード１０１内に収容されるポイズンチューブ
１０３には、制御棒パターンの経歴の相違、局所的ある
いは全体的な中性子エネルギー、中性子束の相違その他
によって早期に寿命に達してしまうのもあり、このよう
な寿命に達したポイズンチューブ１０３を含む制御棒は
、他のポイズンチューブ１０３が未だに中性子吸収能力
を有していても使用済制御棒とされるものである。

すなわち、制ｍ梓の寿命は制御棒中の短命なポイズンチ
ューブ１０３の寿命によって決定されるものであり、伯
のポイズンチューブ１０３が充分に中性子吸収能ノ〕を
有していても使用済制御棒とされるため放射性廃棄物が
増大するという問題があった。

〔発明の目的〕

そこで、本発明は、中性子吸収による（ｎ、α）反応に
より生成したヘリウムガスが高圧の状態で存在しても、
機械的な応力の緩和を図ることで制御棒の寿命を向上さ
せるものであり、更には、放射性廃棄物のｍを減少させ
、環境の放射能汚染を防止できるようにした制御棒の提
供を目的とするものである。

〔発明の概要〕

上述した目的を達成するため、本発明にあっては、複数
のポイズンチューブを内部に収容するブレード単体を十
字状に配設してブレードを形成し、このブレードの上端
にハンドルを、その下端にはスピードリミッタを着脱可
能にそれぞれ取着し、上記各ブレード単体の上部内に、
上記ポイズンチューブの各上端部を連通せしめる連通空
間部をそれぞれ形成したことにある。

〔発明の実施例〕

以下、第１図乃至第３図を参照して本発明の、実施例を
説明すると次の通りである。

図において示される符号１は平面十文字形状を呈するブ
レードであり、ブレード１は平面十文字形状に配される
４枚のブレード単体２から成る。

ブレード単体２夫々は中空の平板状に形成されていて、
内部には、例えばボロンカーバイドの粉末が充填された
複数のポイズンデユープ３が挿入されており、このポイ
ズンチューブ３を冷却するための複数のチューブ冷却孔
４がブレード単体２夫々に穿設されている。

第２図に示すように、ポイズンチューブ３の上部は、ブ
レード単体２上部に溶接固定させたスペーサ５に穿設さ
れている固定孔６に溶接固定されている。そして、ポイ
ズンチューブ３上端部の内部に前記制御用粉末が充填さ
れた後に金属ウール７が装入されるものとしてあり、こ
れによって、制御用粉末の流出または移動を防止してい
る。

一方、ブレード単体２上部には、各ポイズンチューブ３
土端に連通ずる連通空間９が形成されている。すなわち
、この連通空間９は、ブレード単体２１部に固定したス
ペーサ５上方に形成されるもので、例えば、ブレード単
体２上端あるいはスペーサ５に角管ケース８を溶接固定
することにより、この角管ケース８内を密封された連通
空間９となすのであり、この連通空間９によって複−数
のポイズンチューブ３相互が連通している。

更に、このように構成された４枚のブレード単体２が平
面十文字形状に組合せ配列された状態であるブレード１
は、第１図に示すように、その上部が、側面にローラ１
１を配設した十文字形状のハンドル１０に連結され、ま
た、ブレード１１の下部が、図示を省略した制御棒駆動
装置への連結機構を下部に配゛設した二重円錐状のスピ
ードリミッタ１９に連結されるものである。

このとき、ブレード単体２夫々は単独で、ハンドル１０
．スピードリミッタ１９に着脱可能に連結されるものと
してあり、寿命に達したポイズンチューブ３を含むブレ
ード単体２毎に交換可能となるようになっている。その
際、ブレード単体２夫々は、上端はハンドル１０と、下
端はスピードリミッタ１９と凹凸部１３．１６．２１．
２４を弁上で夫々嵌合さけると共に、凹凸部１３．１６
゜２１．２４に取付ボルト１８．２６を貫挿し、ねじ止
めさせるものとしである。

これの具体的構造を次に説明するに、先ず、ブレード単
体２とハンドル１０．と窃着脱可能な連結構造は、第２
図に示されている。すなわち、前記角管ケース８上部に
、凹部１３を有する正面凹形状の上部連結板１２を溶接
固定し、一方、ハンドル１０下部には凸部１６を形成し
ておいて、凹部１３と凸部１６とを互いに嵌合させると
共に、上部連結板１２上部の一方、及び凸部１６に対し
直交させて穿設した挿入孔１４．１７に凹、凸部１３．
１６を嵌合させた状態で取付ボルト１８を員挿し、上部
連結板１３の上部の他方、通常はブレード１の中心側の
それに形成しであるネジ孔１５にねじ止めするものであ
る。

次いで、ブレード単体２とスピードリミッタ１９との着
脱可能な連結構造は、第３図に示されており、これは、
ブレード単体２の下部に、凹部２１を有する正面逆回形
状で、前記ポイズンチューブ３下端を密封しているスペ
ーサ兼用の下部連結板２０を溶接固定し、一方、スピー
ドリミツタ１９上部には凸部２４を形成しておいて、凹
部２１と凸部２４とを互いに嵌合させると共に、下部連
結板２０の下部の一方及び凸部２４に対し直交させて穿
設した挿入孔２２．２５に凹凸部２１，２４を嵌合させ
た状態で取付ボルト２６を貴挿し、下部連結板２０の下
部の他方、通常はスピードリミッタ１９の中心側のそれ
に形成しであるネジ孔２３にねし止めするものである。

なお、ブレード単体２とハンドル１０との、また、ブレ
ード単体２とスピードリミッタ１つとの＠脱可能な連結
に際しての凹凸部１３．１６．２１．２４を介しての嵌
合は、凹部１３．２１と凸部１６．２４との配置を上下
が逆になるようにしても差し支えないものである。

このように、凹凸部１３．１６．２１，２４、取付ボル
ト１８．２６を介しての嵌合ねじ止め構造とすることで
、ブレード単体２とハンドル１０、スピードリミッタ１
９との連結、取外しを簡単に行なうことができるのであ
り、しかも、連結時での結合は強固であり、全体の一体
化を図ることができる。

したがって、ブレード単体２ないしブレード１を取外し
た後の制御棒自体は、これを切断またはプレスするよう
にすれば、ボロンカーバイド等の制御用粉末を飛散させ
ることなく減容することができ、使用済燃料プール等の
放射能汚染を惹起することがないのである。また、早期
に寿命に達したブレード単体２のみの交換を行なうこと
ができ、制御棒自体の寿命を大幅に延長でき、ひいては
、放射性廃棄物の開を著しく減少でき、環境の放射能汚
染を防止するこ、とが可能である。

（発明の効果〕本発明は以上のように構成されており、各ポイズンチュ
ーブ上端に連通ずる連通空間をブレード上部に形成しで
あるから、ポイズンチューブに収容される例えばボロン
カーバイドの粉末が中性子吸収による（ｎ、α）反応に
よってヘリウムガスを生成したとしても、この連通空間
が従来のプレナム容積の不足分を補うものとなるため、
ヘリウムガス生成に伴う圧力上昇を緩和でき、制御棒寿
命を大きく向上させるものとなる。

すなわち、ポイズンチューブの機械め応力緩和に役立ち
、制御棒の寿命を向上できると共に、放射性廃棄物の量
を低減することができるのであり、しかも、これらはブ
レードのハンドル、制御棒駆動装置への連結機構との着
服構造を採用することで、一層顕著なものとなり、環境
の放射能汚染を防止できる等の極めて優れた効果を奏す
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す一部を省略した斜視図
、第２図はブレードとハンドルとの連結部分を示す一部
切欠分解正面図、第３図はブレードとスピードリミッタ
との連結部分を示す一部切欠分解正面図であり、第４図
は従来例を示す斜視図である。１・・・ブレード、２・・・ブレード単体、３・・・ポ
イズンチューブ、４・・・チューブ冷却孔、５・・・ス
ペーサ、６・・・固定孔、７・・・金属ウール、８・・
・角管ケース、９・・・連通空間、１０・・・ハンドル
、１１・・・ローラ、１２・・・上部連結板、１３・・
・凹部、１４・・・挿入孔、１５・・・ネジ孔、１“６
・・・凸部、１７・・・挿入孔、１８・・・取付ボルト
、１９・・・スピードリミッタ、２０・・・下部連結板
、２１・・・凹部、２２・・・挿入孔、２３・・・ネジ
孔、２４・・・凸部、２５・・・挿入孔、２６・・・取
付ボルト、１０１・・・ブレード体、１０３・・・ポイ
ズンチューブ、１０４・・・チューブ冷却孔、１１０・
・・ハンドル、１１１・・・ローラ、１１９・・・スピ
ードリミッタ−１１２７・・・取外しハンドル。代理人弁理士　　　則近憲佑（ばか１名）第１図第２図第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】１、複数のポイズンチューブを内部に収容するブレード
単体を十字状に配設してブレードを形成し、このブレー
ドの上端にハンドルを、その下端にはスピードリミッタ
をそれぞれ着脱可能に取着し、上記各ブレード単体の上
部内に、上記ポイズンチューブの各上端部を連通せしめ
る連通空間部をそれぞれ形成したことを特徴とする制御
棒。２、各ブレード単体は、中空の平板状にそれぞれ形成さ
れると共に、その上、下両端部にハンドルとスピードリ
ミッタの一端部をそれぞれ嵌合させる嵌合部を形成し、
これら嵌合部を取付ボルトにより着脱可能に締結するよ
うにした特許請求の範囲第１項に記載の制御棒。