JPS6125094A - Control rod for nuclear reactor - Google Patents

Control rod for nuclear reactor

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JPS6125094A
JPS6125094A JP14441884A JP14441884A JPS6125094A JP S6125094 A JPS6125094 A JP S6125094A JP 14441884 A JP14441884 A JP 14441884A JP 14441884 A JP14441884 A JP 14441884A JP S6125094 A JPS6125094 A JP S6125094A
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JP
Japan
Prior art keywords
control rod
guide tube
dashpot
absorption pin
nuclear reactor
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Pending
Application number
JP14441884A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
孝雄 伊藤
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS6125094A publication Critical patent/JPS6125094A/en
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    • 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

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  • 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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明は高速増殖炉における制御棒案内管のわん曲に対
して中性子吸収体の挿入性を改良した原子炉用制御棒に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a control rod for a nuclear reactor in which the ease of inserting a neutron absorber into a curved control rod guide tube in a fast breeder reactor is improved.

[発明の技術的背m] 原子炉のうち特に高速増殖炉において、原子炉の起動・
停止および出力調整を行なう制御棒は、中性子吸収材を
収納した複数の吸収ピンをクラスタ状に組込んだ制御棒
を炉心の燃料集合体間に配設された制御棒案内管内で、
原子炉上部から駆動機構を操作し駆動軸を介して挿入ま
たは引抜操作される。
[Technical Background of the Invention] Among nuclear reactors, especially fast breeder reactors, reactor startup and
The control rod that performs shutdown and output adjustment is a control rod that incorporates a plurality of absorption pins containing neutron absorbing material in a cluster shape in a control rod guide tube arranged between the fuel assemblies of the reactor core.
The drive mechanism is operated from the top of the reactor, and insertion or extraction is performed via the drive shaft.

実用炉規模の高速増殖炉では制御棒の長さは約4〜5I
llと長くなるが、経済的な配置と出力変動を防ぐため
、案内管と制御棒の間隙は比較的狭く制限されている。
In a practical-scale fast breeder reactor, the length of the control rod is approximately 4 to 5 inches.
Although the length of the guide tube is 1.5 mm, the gap between the guide tube and the control rod is limited to be relatively narrow for economical arrangement and to prevent output fluctuations.

従って、原子炉運転中に、炉心における熱的な影響や、
中性子の照射により案内管がわん曲すると、長い制御棒
は案内管の曲りにより引抜・挿入操作が困難となること
が予想され特に原子炉スクラム時の挿入性に対しては極
めて重要な問題となる。
Therefore, during reactor operation, thermal effects in the core,
If the guide tube is bent due to neutron irradiation, it is expected that the withdrawal and insertion operations of long control rods will be difficult due to the bend in the guide tube, which is an extremely important problem especially for ease of insertion during reactor scram. .

第2図はこの問題を解決するために従来提案されている
原子炉用制御棒の1例である。第2図符号1は制御棒案
内管を示しており、この案内管1内に吸収体としての吸
収ピンが多数本束ねられて集合体となって挿入される。
FIG. 2 shows an example of a control rod for a nuclear reactor that has been proposed to solve this problem. Reference numeral 1 in FIG. 2 indicates a control rod guide tube, into which a large number of absorption pins as absorbers are bundled and inserted as a collection.

すなわち、中性子吸収材を収納した上、中、下部からな
る吸収ピン集合体3a 、3b 、3cはそれぞれ上部
の格子板2a、2b、2c及び下部格子板4a、4b、
4aによりクラスタ状に結合されて集合し互にユニバー
サルジヨイント5a 、5bにより連結されている。こ
れらの吸収ピン集合体3a 、3b 、3cは連結棒1
0を介してハンドリングヘッド11に結合され、駆動機
構に直結する駆動軸13と連結し、案内管1内を上・下
に引抜挿入操作される。なお、案内管1の上端部には案
内管1を炉心内に装荷し引き抜くための案内管ハンドリ
ングヘッド12が設けられており、また案内管の上部側
面には冷却材流出孔14が設けられている。
That is, the absorption pin assemblies 3a, 3b, and 3c that house the neutron absorbing material and are composed of upper, middle, and lower parts are respectively composed of upper lattice plates 2a, 2b, and 2c, and lower lattice plates 4a, 4b,
4a to form a cluster, and are connected to each other by universal joints 5a and 5b. These absorption pin aggregates 3a, 3b, 3c are connected to the connecting rod 1.
0 to the handling head 11, and is connected to a drive shaft 13 that is directly connected to a drive mechanism, and is pulled and inserted upward and downward into the guide tube 1. A guide tube handling head 12 is provided at the upper end of the guide tube 1 for loading and extracting the guide tube 1 into the reactor core, and a coolant outflow hole 14 is provided at the upper side of the guide tube. There is.

さらに格子板4Cの下部にはダッシュラム6が設けられ
ており、スクラム時に落下の最終段階で案内管1の底部
に設けられたダッシュポット7に突入させることにより
、制御棒を流体圧で減速しなめらかに停止させるように
なっている。なお、案内管1の下部にはエントランスノ
ズル8が接続されており、原子炉の炉心下部に設けられ
た炉心支持板9に植設され案内管1を固定している。
Furthermore, a dash ram 6 is provided at the bottom of the lattice plate 4C, and the dash ram 6 decelerates the control rod using fluid pressure by pushing it into a dash pot 7 provided at the bottom of the guide tube 1 at the final stage of falling during a scram. It is designed to stop smoothly. An entrance nozzle 8 is connected to the lower part of the guide tube 1, and is installed in a core support plate 9 provided at the lower part of the reactor core to fix the guide tube 1.

この原子炉用制御棒によれば、案内管1内の吸収ピン集
合体が3等分に分割され、それぞれユニバーサルジヨイ
ント5a、5bで結合されているので、原子炉運転中に
案内管1が吸収ピン集合体3a 、3b 、3cの外径
と案内管1の内径との間隙以上に弯曲しても、原子炉、
スクラム時に支障なく挿入することができる。
According to this control rod for a nuclear reactor, the absorption pin assembly in the guide tube 1 is divided into three equal parts and each is connected by universal joints 5a and 5b. Even if the absorption pin assemblies 3a, 3b, 3c are bent beyond the gap between the outer diameter and the inner diameter of the guide tube 1, the reactor
It can be inserted without any problem during scrum.

[背景技術の問題点] しかし、従来の原子炉用制御棒では、吸収体がたとえば
3分割され、中間連結部にユニバーサルジヨイントが介
在しているため、吸収体の体積が減少し、しかも不連続
となる。したがって、制御棒の中性子吸収能力からみる
と好ましいものではない。
[Problems in the Background Art] However, in conventional control rods for nuclear reactors, the absorber is divided into three parts, and a universal joint is interposed in the intermediate connecting part, so the volume of the absorber is reduced and moreover, the absorber is divided into three parts. It becomes continuous. Therefore, it is not preferable from the viewpoint of the control rod's neutron absorption ability.

また、スクラム後の減速についてみると、吸収体の最下
部にダッシュラムが設けられており、吸収体の下端が加
速度を受けるので、吸収体相互を連結するユニバーサル
シミインド部のピン結合に大きな力が加わり、分節構造
体であるため、直角方向の力が発生して案内管との衝突
力も大きくなることが予想される。
In addition, regarding deceleration after scram, a dash ram is provided at the bottom of the absorber, and the lower end of the absorber receives acceleration, so a large force is applied to the pin connection of the universal shimmed part that connects the absorbers. Since it is a segmented structure, it is expected that a force in the right angle direction will be generated and the collision force with the guide tube will be large.

[発明の目的] 本発明は、前述の様な従来例の欠点を解決するためなさ
れたもので、下記の2点の目的を達成する原子炉用制御
棒を提供することにある。
[Object of the Invention] The present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks of the conventional example, and its object is to provide a control rod for a nuclear reactor that achieves the following two objects.

第1点:吸収ピンを一体構造の状態で上・下部の格子板
に取付け、その中央に設ける支柱を分節構造にすること
により、案内管のわん曲時の挿入性を確保する。
First point: By attaching the absorption pin to the upper and lower lattice plates as an integral structure, and making the support provided in the center a segmented structure, insertability when the guide tube is bent is ensured.

第2点二案内管ダッシュポットを案内管上部に設け、制
御棒ハンドリングヘッドをダッシュラムとして利用し、
吸収体の上部でスクラム時の減速を行なう。
A second guide pipe dashpot is installed at the top of the guide pipe, and the control rod handling head is used as a dash ram.
The upper part of the absorber performs deceleration during scram.

[発明の概要] 4一 本発明は上部側面に冷却材の流出孔が設けられかつ上端
にダッシュポットが形成されしかも該ダッシュポットの
上部にハンドリングヘッドを有し下端に冷却材を流入す
るエントランスノズルが接続された案内管と、この案内
管内に挿入されたクラスタ状中性子吸収ピン集合体とか
らなり、前記中性子吸収ピン集合体は上端が前記ダッシ
ュポットに嵌着される制御棒ハンドリングヘッドを有す
る連結棒に接続され、前記複数の吸収ピンの被覆管は可
撓性を有し該吸収ピンの上下両端は上下一対の格子板に
固定されかつ中心部には軸線方向に沿って複数のユニバ
ーサルジヨイントを介し複数の短棒体が連結されて屈曲
自在に形成された支柱が挿入されたものからなることを
特徴とする原子炉用制御棒である。
[Summary of the Invention] 4. The present invention provides an entrance nozzle which is provided with a coolant outflow hole on the upper side surface and has a dashpot formed at the upper end, has a handling head at the upper part of the dashpot, and allows the coolant to flow into the lower end. and a cluster-shaped neutron absorption pin assembly inserted into the guide tube, the neutron absorption pin assembly having a control rod handling head whose upper end is fitted into the dashpot. The absorption pins are connected to a rod, and the cladding tubes of the absorption pins are flexible, and both upper and lower ends of the absorption pins are fixed to a pair of upper and lower lattice plates, and a plurality of universal joints are provided in the center along the axial direction. This is a control rod for a nuclear reactor, characterized in that it consists of a plurality of short rods connected through a rod and a bendable strut inserted therein.

本発明によれば中性子吸収体としての吸収ピン集合体は
弱い力で撓み易くなり、案内管にたとえ曲りが生じても
大きな荷重増がなく制御棒を炉心内に挿入でき、また減
速時吸収ピン集合体が座屈することを防止することがで
きる。
According to the present invention, the absorption pin assembly as a neutron absorber is easily bent by a weak force, and even if the guide tube is bent, the control rod can be inserted into the reactor core without a large increase in load. It is possible to prevent the assembly from buckling.

[発明の実施例] 以下、第1図を参照しながら本発明に係る原子炉用制御
棒の一実施例を説明する。なお、第1図中、第2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
[Embodiment of the Invention] Hereinafter, an embodiment of a control rod for a nuclear reactor according to the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1, the same parts as those in FIG. 2 are indicated by the same reference numerals, and the explanation of the overlapping parts will be omitted.

第1図において、制御棒案内管1の上端部には肉厚部1
5を形成されており、この肉厚部15の中央にダッシュ
ポット16が設けられている。このダッシュポット16
内に連結棒10の上端に接続されている制御棒ハンドリ
ングヘッド11が挿着されるようになっている。連結棒
10の下端にはアーム17を介して上部格子板18が接
続されている。この上部格子板18には複数の細長い中
性子吸収ピン19がたとえばねじ止めなどによってクラ
スター状に接続されて吸収ピン集合体を構成している。
In FIG. 1, the upper end of the control rod guide tube 1 has a thick wall portion 1.
5, and a dashpot 16 is provided in the center of this thick portion 15. This dashpot 16
A control rod handling head 11 connected to the upper end of the connecting rod 10 is inserted therein. An upper grid plate 18 is connected to the lower end of the connecting rod 10 via an arm 17. A plurality of elongated neutron absorption pins 19 are connected to the upper grid plate 18 in a cluster shape, for example, by screws, thereby forming an absorption pin assembly.

これらの吸収ピン19の下端部は下部格子板20に緩く
挿着され一体化されている。
The lower ends of these absorption pins 19 are loosely inserted into and integrated with the lower lattice plate 20.

また上下一対の上部格子路18と下部格子板20との中
心部にはユニバーサルジヨイント21で3分割されて連
結した支柱22が多数本の吸収ピン19の中央部を貫通
するようにして固定されている。吸収ピン19は比較的
薄肉で可撓性を有する被覆管内に中性子吸収材たとえば
B4C粉末などが充填され、その被覆管の上下両端は端
栓によって封止されている。支柱22は複数の短棒体が
ユニバーサルジヨイント21に連結されて屈曲自在に形
成されたものからなっている。また下部格子板20の底
面部には緩衝部材23が接続されている。案内管1の下
部に接続されたエントランスノズル8には冷却材流入孔
24が穿設されている。
Further, in the center of the pair of upper and lower lattice paths 18 and the lower lattice plate 20, a column 22 which is divided into three parts and connected by a universal joint 21 is fixed so as to pass through the center of a large number of absorption pins 19. ing. The absorption pin 19 has a relatively thin and flexible cladding tube filled with a neutron absorbing material such as B4C powder, and both upper and lower ends of the cladding tube are sealed with end plugs. The support column 22 is made up of a plurality of short rods connected to the universal joint 21 so as to be bendable. Further, a buffer member 23 is connected to the bottom surface of the lower lattice plate 20. The entrance nozzle 8 connected to the lower part of the guide tube 1 is provided with a coolant inflow hole 24 .

図示してない原子炉内の冷却材はエントランスノズル8
の流入孔24から流入し案内管1内の吸収ピン19の周
囲を流れ案内管1の上方に設けた流出孔14から流出す
る。
The coolant inside the reactor (not shown) is at the entrance nozzle 8.
The water flows in through the inflow hole 24 and flows around the absorption pin 19 in the guide tube 1, and flows out through the outflow hole 14 provided above the guide tube 1.

しかして、一体化された吸収ピン19は、上部格子板1
8と下部格子板20とにより、クラスタ状に組立てられ
、中性子吸収体として作用する。
Therefore, the integrated absorption pin 19 is connected to the upper grid plate 1.
8 and the lower lattice plate 20, they are assembled into a cluster and act as a neutron absorber.

上・下部格子板18.20は中央部に設けられた支柱2
3により固定されている。なお、吸収ピン19と格子板
18.20の結合は上部格子板18のみで、下部格子板
20は、上・下方向の固定をしないで、熱膨張差を吸収
する様になっている。
The upper and lower lattice plates 18.20 are the pillars 2 provided in the center.
It is fixed by 3. Note that the absorption pins 19 and the lattice plates 18 and 20 are connected only by the upper lattice plate 18, and the lower lattice plate 20 is not fixed in the upper and lower directions, but is designed to absorb the difference in thermal expansion.

支柱22は3本の短棒体によって分割され、互にユニバ
ーサルジヨイント21で結合され座屈性を有している。
The support column 22 is divided into three short rods, which are connected to each other by a universal joint 21 and have buckling properties.

また、案内管1の上部にはハンドリングヘッド12の下
部構造を利用してダッシュポット16が設けられ、この
中に制御棒ハンドリングヘッド11をダッシュラムと兼
用して挿入させることにより、冷却材の流体圧力を発生
し、スクラム後の減速をゆるやかに行なう。
In addition, a dashpot 16 is provided at the upper part of the guide tube 1 using the lower structure of the handling head 12, and by inserting the control rod handling head 11 into this dashpot which also serves as a dashram, the coolant fluid is Generates pressure and gently decelerates after scram.

[発明の効果] 本発明によれば、複数の吸収ピン19をユニバーサルジ
ヨイント20で結合した屈曲自在な支柱22で結合した
格子板18.20に取付けることにより、吸収ピン集合
体の可撓性が大きくなり、原子炉運転中に案内管がわん
曲しても、スクラム挿入性が確保される。
[Effects of the Invention] According to the present invention, the flexibility of the absorption pin assembly is improved by attaching the plurality of absorption pins 19 to the lattice plates 18 and 20 connected by the flexible supports 22 connected by the universal joints 20. becomes larger, and scram insertion is ensured even if the guide tube is bent during reactor operation.

また、スクラム後の減速を行なうダッシュポット16を
案内管1の上部に設け、制御棒ハンドリングヘッド11
をダッシュポットとして兼用することにより減速力が吸
収体の上方に加わり、支柱22に設けられたユニバーサ
ルジヨイント21のピン結合部に作用する力が小さくな
り、吸収ピン19と案内管1との衝突力も小さくなる。
In addition, a dashpot 16 for decelerating after scram is provided at the top of the guide tube 1, and the control rod handling head 11
By also serving as a dashpot, a decelerating force is applied above the absorber, and the force acting on the pin connection part of the universal joint 21 provided on the support column 22 is reduced, preventing collision between the absorber pin 19 and the guide tube 1. The force also becomes smaller.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に係る原子炉用制御棒の一実施例を示す
概略断面図、第2図は従来の原子炉用制御棒を示す概略
断面図である。 1・・・・・・・・・・・・案内管 11・・・・・・・・・・・・制御棒ハンドリングヘッ
ド16・・・・・・・・・・・・ダッシュポット18・
・・・・・・・・・・・上部格子板19・・・・・・・
・・・・・吸収ピン20・・・・・・・・・・・・下部
格子板21・・・・・・・・・・・・ユニバーサルジヨ
イント22・・・・・・・・・・・・支柱 代理人弁理士  則 近 憲 佑 (ほか1名) 第1図 第2図
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an embodiment of a nuclear reactor control rod according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic sectional view showing a conventional nuclear reactor control rod. 1......Guide tube 11...Control rod handling head 16...Dashpot 18.
・・・・・・・・・Upper lattice plate 19・・・・・・・
......Absorption pin 20...Lower lattice plate 21...Universal joint 22...・・Staff representative patent attorney Kensuke Nori Chika (and 1 other person) Figure 1 Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)上部側面に冷却材の流出孔が設けられかつ上端に
ダッシュポットが形成されしかも該ダッシュポットの上
部にハンドリングヘッドを有し下端に冷却材を流入する
エントランスノズルが接続された案内管と、この案内管
内に挿入されたクラスタ状中性子吸収ピン集合体とから
なり、前記中性子吸収ピン集合体は上端から前記ダッシ
ュポットに嵌着される制御棒ハンドリングヘッドを有す
る連結棒に接続され、前記複数の吸収ピンの被覆管は可
撓性を有し該吸収ピンの上下両端は上下一対の格子板に
固定されかつ中心部には軸線方向に沿って複数のユニバ
ーサルジョイントを介し複数の短棒体が連結されて屈曲
自在に形成された支柱が挿入されたものからなることを
特徴とする原子炉用制御棒。
(1) A guide pipe having a coolant outflow hole on the upper side, a dashpot formed on the upper end, a handling head on the upper part of the dashpot, and an entrance nozzle through which the coolant flows in the lower end connected. , a cluster-shaped neutron absorption pin assembly inserted into the guide tube, and the neutron absorption pin assembly is connected from an upper end to a connecting rod having a control rod handling head fitted into the dashpot, and the plurality of The cladding tube of the absorption pin is flexible, and both upper and lower ends of the absorption pin are fixed to a pair of upper and lower lattice plates, and a plurality of short rods are connected to the center along the axial direction via a plurality of universal joints. A control rod for a nuclear reactor, characterized in that it consists of a strut inserted that is connected and bendable.
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