JPS6156991A - 制御棒集合体 - Google Patents
制御棒集合体Info
- Publication number
- JPS6156991A JPS6156991A JP59178647A JP17864784A JPS6156991A JP S6156991 A JPS6156991 A JP S6156991A JP 59178647 A JP59178647 A JP 59178647A JP 17864784 A JP17864784 A JP 17864784A JP S6156991 A JPS6156991 A JP S6156991A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control rod
- coolant
- guide tube
- flow rate
- rod assembly
- 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.)
- Granted
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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
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Crushing And Grinding (AREA)
- Crushing And Pulverization Processes (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〕
本発明は液体金属冷却による原子炉の炉心出力を制御す
る制御棒集合体に係り、特に炉心１部に発生する熱応力
の問題を解消した制御棒集合体に関する。
る制御棒集合体に係り、特に炉心１部に発生する熱応力
の問題を解消した制御棒集合体に関する。
制御棒集合体は中性子吸収体を内蔵する制御棒本体を案
内管内に昇降自在に設け、上記中性子吸収体を炉心領域
に挿脱することによって炉心出力の制御を行うものであ
る。上記中性子吸収体は、炉心内の中性子を吸収するこ
とによって発熱するので、案内管の内部には、制御棒本
体の内外、中性子吸収体相互間等に液体金属冷却材が通
流し得る構造となっている。
内管内に昇降自在に設け、上記中性子吸収体を炉心領域
に挿脱することによって炉心出力の制御を行うものであ
る。上記中性子吸収体は、炉心内の中性子を吸収するこ
とによって発熱するので、案内管の内部には、制御棒本
体の内外、中性子吸収体相互間等に液体金属冷却材が通
流し得る構造となっている。
ところで、中性子吸収体は、炉心領域への挿入量によっ
て吸収する中性子量が異なることから、その発熱量も制
御棒本体の炉心領域に対する挿入量によって大きく異な
る。すなわち、通常出力運転中の原子炉の制御棒一体に
ついて着目すれば、制御棒本体の炉心領域への挿入量が
大きくなると、中性子吸収体の発熱量は大きくなり、挿
入量が小さくなると、中性子吸収体の発熱量は小さくな
る。
て吸収する中性子量が異なることから、その発熱量も制
御棒本体の炉心領域に対する挿入量によって大きく異な
る。すなわち、通常出力運転中の原子炉の制御棒一体に
ついて着目すれば、制御棒本体の炉心領域への挿入量が
大きくなると、中性子吸収体の発熱量は大きくなり、挿
入量が小さくなると、中性子吸収体の発熱量は小さくな
る。
一方、冷却材の流出は、中性子吸収体の最大発熱時をＵ
準にして設定されていることから、制御棒本体の炉心領
域への挿入量が少ない場合には、冷却材の大部分が除熱
に寄与しないことになり、制御棒集合体の冷！、ｌ′Ｉ
材出ロ温度も゛、あまり上部しないことにくＴる。この
結果、隣接する燃料棒集合体の出口温度に比較１ノで上
記制御棒集合体の出口温度が、例えば２００℃程度も低
くなり、大きな温度差が発生り−る。しかもこのような
温度差を有する制御棒集合体および燃料集合体からの各
冷却材によるス］・ライビング状の温度波が、炉心上方
部に設けられる炉心上部機構下端部の整流装置等に当る
為、該整流装置等に大きな熱応力を生じさせ、局所的な
熱疲労をもたらすことがあった。
準にして設定されていることから、制御棒本体の炉心領
域への挿入量が少ない場合には、冷却材の大部分が除熱
に寄与しないことになり、制御棒集合体の冷！、ｌ′Ｉ
材出ロ温度も゛、あまり上部しないことにくＴる。この
結果、隣接する燃料棒集合体の出口温度に比較１ノで上
記制御棒集合体の出口温度が、例えば２００℃程度も低
くなり、大きな温度差が発生り−る。しかもこのような
温度差を有する制御棒集合体および燃料集合体からの各
冷却材によるス］・ライビング状の温度波が、炉心上方
部に設けられる炉心上部機構下端部の整流装置等に当る
為、該整流装置等に大きな熱応力を生じさせ、局所的な
熱疲労をもたらすことがあった。
〔発明の目的〕
；・ □１１１０□５ｏよう。□□、１ヶよりよ
。
。
ので、その目的とするところは、制御棒本体の案内管へ
の挿脱に拘らずにその出口と、隣接する燃料集合体の出
口との間の最大温度差を低減させることができ、もって
炉心上部機構の熱応力発生を防止し、これによる熱疲労
を解消し１ｑる制御棒集合体を提供することにある。
の挿脱に拘らずにその出口と、隣接する燃料集合体の出
口との間の最大温度差を低減させることができ、もって
炉心上部機構の熱応力発生を防止し、これによる熱疲労
を解消し１ｑる制御棒集合体を提供することにある。
本発明は、炉心に設けられ内部に冷却材をその下方から
上方に向けて通流する案内管と、中性子吸収体を内蔵し
上記案内管の内部に昇降自在に設けられ上部に制御棒ハ
ンドリンブロンドを設けた制御棒本体と、前記案内管の
内部を上下に二分する如く前記案内管に固定され中心部
に前記制御棒ハンドリンブロンドを緩挿する中心孔を設
【ノだ固定板と、前記制御棒ハンドリンブロンドに装着
され前記制御棒本体の引抜き過程において前記固定板と
当接して該中心孔を通流する前記冷ｌＪｌ祠の流出を制
限する冷却材流出制限体とを備え、制御棒本体の炉心領
域への挿入量が少ない時に１よ、Ｅ Ｋｌ！冷却材流出
制限体にＪ：つて十記冷７Ｊｌ ＋、４の流出を制限す
るようにしたことを特徴どしている。
上方に向けて通流する案内管と、中性子吸収体を内蔵し
上記案内管の内部に昇降自在に設けられ上部に制御棒ハ
ンドリンブロンドを設けた制御棒本体と、前記案内管の
内部を上下に二分する如く前記案内管に固定され中心部
に前記制御棒ハンドリンブロンドを緩挿する中心孔を設
【ノだ固定板と、前記制御棒ハンドリンブロンドに装着
され前記制御棒本体の引抜き過程において前記固定板と
当接して該中心孔を通流する前記冷ｌＪｌ祠の流出を制
限する冷却材流出制限体とを備え、制御棒本体の炉心領
域への挿入量が少ない時に１よ、Ｅ Ｋｌ！冷却材流出
制限体にＪ：つて十記冷７Ｊｌ ＋、４の流出を制限す
るようにしたことを特徴どしている。
以下、図面を参照して本発明の一実施例に係る制御棒集
合体について説明する。
合体について説明する。
第１図および第２図は同制御棒集合体の概略構成を示す
図で、第１図は制御棒の全挿入状態を、また第２図は上
記制御棒の全引抜き状態を示している。
図で、第１図は制御棒の全挿入状態を、また第２図は上
記制御棒の全引抜き状態を示している。
゛すなわち、図中１は、内部に制御棒本体２を昇降自在
に収容する案内管である。この案内管１は、ぞの下端部
にエントランスノズル３を有するとともに、その上端部
に案内管ハンドリングヘッド４を形成したものとなって
いる。エントランスノズル３は、原子炉に固定された炉
心支持板５に装着される。原子炉への脱着は、図示しな
い機構によって案内管ハンドリングヘッド４を支持して
行われる。エントランスノズル３の下端部には、案内管
１の内部に、例えば液体ナトリウムなどの冷却材を導入
するための冷却材流入孔６が形成されている。案内管１
の上端部には、該案内管１の内部に導入された冷却材を
Ｖ［出するための冷却材排出孔７が設けられている。案
内管１の内部で上紀冷却材排出孔７よりも若干下方位置
には、この案内管１の内部を上下に二分する如く固定板
８が一体的に設けられている。この固定板８の中心部に
は、前記冷却材通流のための中心孔９が設けられている
。
に収容する案内管である。この案内管１は、ぞの下端部
にエントランスノズル３を有するとともに、その上端部
に案内管ハンドリングヘッド４を形成したものとなって
いる。エントランスノズル３は、原子炉に固定された炉
心支持板５に装着される。原子炉への脱着は、図示しな
い機構によって案内管ハンドリングヘッド４を支持して
行われる。エントランスノズル３の下端部には、案内管
１の内部に、例えば液体ナトリウムなどの冷却材を導入
するための冷却材流入孔６が形成されている。案内管１
の上端部には、該案内管１の内部に導入された冷却材を
Ｖ［出するための冷却材排出孔７が設けられている。案
内管１の内部で上紀冷却材排出孔７よりも若干下方位置
には、この案内管１の内部を上下に二分する如く固定板
８が一体的に設けられている。この固定板８の中心部に
は、前記冷却材通流のための中心孔９が設けられている
。
制御棒本体２は、複数本の中性子吸収体１１と、これら
中性子吸収体１１の上下端を支持するとともに複数の冷
却材流通孔１２を有する格子板１３．１４と、これらを
収容する保護管１５と、この保護管１５の上端部に設け
られた制御棒本体の引抜きのための制御棒ハンドリング
ロッド１６とで構成されている。
中性子吸収体１１の上下端を支持するとともに複数の冷
却材流通孔１２を有する格子板１３．１４と、これらを
収容する保護管１５と、この保護管１５の上端部に設け
られた制御棒本体の引抜きのための制御棒ハンドリング
ロッド１６とで構成されている。
保護管１５は、その下端部に複数の冷却材流入孔１７を
設けたラム部１８を有し、その上端部に複数の冷却材排
出孔１９を設けている。この保護管１５の外径は、案内
管１の内径よりも小さく設定されており、両者の間の間
隙に冷却材流路２１が形成されるようになっている。ま
た、中性子吸収体１１同土間の間隙部にも冷却材流路２
２が形成されている。
設けたラム部１８を有し、その上端部に複数の冷却材排
出孔１９を設けている。この保護管１５の外径は、案内
管１の内径よりも小さく設定されており、両者の間の間
隙に冷却材流路２１が形成されるようになっている。ま
た、中性子吸収体１１同土間の間隙部にも冷却材流路２
２が形成されている。
制御棒ハンドリングロッド１６は、ｆｉｌ制御棒の引抜
き時には、前記固定板８の中心孔９を貫通して案＝６− 内管１の上部に引上げられる。このハンドリングロッド
１６の中間位置で、前記固定板８の下方位置には、冷却
材流量制限体旺が装着されている。この冷却材流石制限
体翻−は、制御棒ハンドリングロッド１６に移動自在に
装着された切欠き円板体２５と、この切欠き円板体２５
と保護管１５の上端部との間に装着されたコイルバネ２
６とで構成されている。切欠き円板体２５は、第３図に
示すように、その外周部に２つの切欠き部２７を有する
ものである。そして、この切欠き円板体２５は、案内管
１の内部を通流する冷却材の流体力によって上部に浮き
上がるのを防止するため、制御棒ハンドリングロッド１
６の中間部に設けられたストッパー２８によって、その
上方位置が規制されている。
き時には、前記固定板８の中心孔９を貫通して案＝６− 内管１の上部に引上げられる。このハンドリングロッド
１６の中間位置で、前記固定板８の下方位置には、冷却
材流量制限体旺が装着されている。この冷却材流石制限
体翻−は、制御棒ハンドリングロッド１６に移動自在に
装着された切欠き円板体２５と、この切欠き円板体２５
と保護管１５の上端部との間に装着されたコイルバネ２
６とで構成されている。切欠き円板体２５は、第３図に
示すように、その外周部に２つの切欠き部２７を有する
ものである。そして、この切欠き円板体２５は、案内管
１の内部を通流する冷却材の流体力によって上部に浮き
上がるのを防止するため、制御棒ハンドリングロッド１
６の中間部に設けられたストッパー２８によって、その
上方位置が規制されている。
次に、このように構成された本実施例に係る制御棒集合
体の作用について説明する。
体の作用について説明する。
いま、制御棒本体２が第１図に示す全挿入位置：！
にある時、エントランスノズル３の冷却材流入
孔６から案内管１の内部に導入された冷却材は、図中矢
印で示すように、冷却材流路２１または冷却材流路２２
を介して固定板８の中心孔９に達し、この中心孔９を通
過して冷却材排出孔７から排出される。この時、案内管
１の内部を通流する冷却材の流量は、中性子吸収体１１
が最も発熱した場合を考慮して設定された値である。
にある時、エントランスノズル３の冷却材流入
孔６から案内管１の内部に導入された冷却材は、図中矢
印で示すように、冷却材流路２１または冷却材流路２２
を介して固定板８の中心孔９に達し、この中心孔９を通
過して冷却材排出孔７から排出される。この時、案内管
１の内部を通流する冷却材の流量は、中性子吸収体１１
が最も発熱した場合を考慮して設定された値である。
次に、制御棒本体２を徐々に引上げてゆくと、やがて切
欠き円板体２５の上端部が固定板８の下端部に当接する
。さらに、制御棒本体２を引上げると、切欠き円板体２
５と保護管１５の間の間隔が挟まり、コイルバネ２６が
収縮する。このように、切欠き円板体２５と固定板８と
が当接すると、固定板８の下方から上方へ通流する冷却
材は、切欠き円板体２５に設けられた切欠き部２１を通
過する冷却材だけとなり、冷却材の流量が大幅に制限さ
れることになる。この結果、冷却材排出孔７付近の冷却
材温度は上昇する。
欠き円板体２５の上端部が固定板８の下端部に当接する
。さらに、制御棒本体２を引上げると、切欠き円板体２
５と保護管１５の間の間隔が挟まり、コイルバネ２６が
収縮する。このように、切欠き円板体２５と固定板８と
が当接すると、固定板８の下方から上方へ通流する冷却
材は、切欠き円板体２５に設けられた切欠き部２１を通
過する冷却材だけとなり、冷却材の流量が大幅に制限さ
れることになる。この結果、冷却材排出孔７付近の冷却
材温度は上昇する。
第４図は、制御棒本体２の位置による制御棒集合体の出
口温度Ａと燃料棒集合体の出口温度Ｂの ′：
変化を示す図である。すなわち、燃料集合体の出口温度
Ｂは、制御棒本体２が全挿入位置にある時は反応度が少
ないために最も低く、また全引抜き位置にある時は反応
度が高いため最も高く、その間は直線的に変化している
。これに対し、従来のｉｌ＋御棒集合体では、案内管１
の内部を通流する冷却材の流量が一義的に決定されてい
るので、制御Ｉ □棒本体２が全挿入位置にある時は
、制御棒束合体、の出口温度Ａ′は、最も高く、全引抜
き位置にある時は最も低く、その間は直線的に変化して
いた。
口温度Ａと燃料棒集合体の出口温度Ｂの ′：
変化を示す図である。すなわち、燃料集合体の出口温度
Ｂは、制御棒本体２が全挿入位置にある時は反応度が少
ないために最も低く、また全引抜き位置にある時は反応
度が高いため最も高く、その間は直線的に変化している
。これに対し、従来のｉｌ＋御棒集合体では、案内管１
の内部を通流する冷却材の流量が一義的に決定されてい
るので、制御Ｉ □棒本体２が全挿入位置にある時は
、制御棒束合体、の出口温度Ａ′は、最も高く、全引抜
き位置にある時は最も低く、その間は直線的に変化して
いた。
このため、全引抜き時では両者の出口温度に大きな差が
生じていた。しかし、本実施例によれば、制御棒本体２
の全挿入位置と全引抜き位置との中間位置、例えば０点
においてミ切欠き円板体２５が冷却材の流量を制限する
ように作用するので、制御棒集合体の出口温度は、０点
で急激に上昇することになる。この結果、同図に示すよ
うに、従来の最大温度差Ｔを最大温度差Ｔ′に、温度差
ΔＴだけ減少させることが可能になる。
生じていた。しかし、本実施例によれば、制御棒本体２
の全挿入位置と全引抜き位置との中間位置、例えば０点
においてミ切欠き円板体２５が冷却材の流量を制限する
ように作用するので、制御棒集合体の出口温度は、０点
で急激に上昇することになる。この結果、同図に示すよ
うに、従来の最大温度差Ｔを最大温度差Ｔ′に、温度差
ΔＴだけ減少させることが可能になる。
なお、上記実施例では冷却材流−制限体録−とじて切欠
き円板体２５を用いたが、たとえば複数の冷却材通流孔
を有する円板体や、固定板８と当接した際に該固定板８
との間に微小ギャップを形成覆るように上端部に突起を
設けた円板体等を用いるようにしても良い。要するに、
流体力学的イ【抵抗□体で、固定板８の中心孔９を通過
する冷却材の流量を制限するようにすればよい。
き円板体２５を用いたが、たとえば複数の冷却材通流孔
を有する円板体や、固定板８と当接した際に該固定板８
との間に微小ギャップを形成覆るように上端部に突起を
設けた円板体等を用いるようにしても良い。要するに、
流体力学的イ【抵抗□体で、固定板８の中心孔９を通過
する冷却材の流量を制限するようにすればよい。
以上説明したように、本発明によれば、全挿入位置から
全引抜き位置に至る途中で、案内管内部を通流する冷却
材□の流量を減少させるようにしているので、中性子吸
収体の発熱量の少ない引抜き′ストローク位置では、制
御棒集合体の冷却材出口温度を高めることができる。こ
のため、制御棒集合体の出口温度と燃料棒集合体の出口
温度との間の最大温度差を従来に較べて減少させること
ができ、結局、原子炉１構造物の熱応力、熱披労の緩和
□が図れ、原子炉の信頼性向上に寄与することができる
。
全引抜き位置に至る途中で、案内管内部を通流する冷却
材□の流量を減少させるようにしているので、中性子吸
収体の発熱量の少ない引抜き′ストローク位置では、制
御棒集合体の冷却材出口温度を高めることができる。こ
のため、制御棒集合体の出口温度と燃料棒集合体の出口
温度との間の最大温度差を従来に較べて減少させること
ができ、結局、原子炉１構造物の熱応力、熱披労の緩和
□が図れ、原子炉の信頼性向上に寄与することができる
。
また、本発明は、極めて簡単な構成を付加するだけであ
るため、構造の複雑化を招くこともなく、また、制御棒
集合体の童要な機能の一つである制御棒の挿入１！１を
損ねることもない。
るため、構造の複雑化を招くこともなく、また、制御棒
集合体の童要な機能の一つである制御棒の挿入１！１を
損ねることもない。
第１図は本発明の一実施例に係る制御棒集合体の全挿入
状態にお【ノる縦断面図、第２図は同全引抜き状態にお
ける縦断面図、第３図は同制御棒集合体の切欠き円板体
を示す斜視図、第４図は同制御棒集合体の制御棒ストロ
ークに対する制御棒出口温度を従来例と比較して示ず特
性図である。
状態にお【ノる縦断面図、第２図は同全引抜き状態にお
ける縦断面図、第３図は同制御棒集合体の切欠き円板体
を示す斜視図、第４図は同制御棒集合体の制御棒ストロ
ークに対する制御棒出口温度を従来例と比較して示ず特
性図である。
Claims (2)
- （１）炉心に設けられ内部に冷却材をその下方から上方
に向けて通流する案内管と、中性子吸収体を内蔵し上記
案内管の内部に昇降自在に設けられ上部に制御棒ハンド
リングロッドを設けた制御棒本体と、前記案内管の内部
を上下に二分する如く前記案内管に固定され中心部に前
記制御棒ハンドリングロッドを緩挿する中心孔を設けた
固定板と、前記制御棒ハンドリングロッドに装着され前
記制御棒本体の引抜き過程において前記固定板と当接し
て該中心孔を通流する前記冷却材の流量を制限する冷却
材流量制限体とを具備したことを特徴とする制御棒集合
体。 - （２）前記冷却材流量制限体は、外周部に複数の切欠き
を設けた円板体であることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の制御棒集合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59178647A JPS6156991A (ja) | 1984-08-28 | 1984-08-28 | 制御棒集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59178647A JPS6156991A (ja) | 1984-08-28 | 1984-08-28 | 制御棒集合体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6156991A true JPS6156991A (ja) | 1986-03-22 |
| JPH0523396B2 JPH0523396B2 (ja) | 1993-04-02 |
Family
ID=16052115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59178647A Granted JPS6156991A (ja) | 1984-08-28 | 1984-08-28 | 制御棒集合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6156991A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS568595A (en) * | 1979-07-03 | 1981-01-28 | Tokyo Shibaura Electric Co | Control rod assembly |
| JPS5641080A (en) * | 1979-09-14 | 1981-04-17 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Electrogas welding |
-
1984
- 1984-08-28 JP JP59178647A patent/JPS6156991A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS568595A (en) * | 1979-07-03 | 1981-01-28 | Tokyo Shibaura Electric Co | Control rod assembly |
| JPS5641080A (en) * | 1979-09-14 | 1981-04-17 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Electrogas welding |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0523396B2 (ja) | 1993-04-02 |
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