JPS62130387A - 原子炉制御棒 - Google Patents

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に使用される原子炉制御棒に関
する。

〔発明の技術的前■とその問題点〕

沸騰水型原子炉に使用される原子炉制御棒は第４図に示
１ように構成されており、制御棒１は、センターボスト
５を中心軸として深いＵ字状のブレード（シース）３が
取着され、全体として十字形に配置される。ブレード３
内には多数本の中性子吸収棒２が挿入されている。また
、十字状ブレード３の上部には吊上げハンドル４が固着
され、下部には取外しハンドル６を介してスピードリミ
タ−７が固着されている。スピードリミタ−７の下部は
図示されていない制御捧駆動磯構に着脱自在に連結され
る。

ところで、中性子吸収棒２は第５図に示す如く細長いチ
ューブ１０内に８４Ｃ等の中性子吸収物質の粉末９が充
填され、チューブ１０の両端は端栓８によって密封され
ている。この中性子吸収物質粉末９は、中性子との反応
によって発生するガスにより、チューブ１０の膨１脹な
いし破裂を生じる可能性があるため、粉末９の充填串を
７０％程度に抑えている。したがって、原子炉内での使
用経過に伴って、粉末９の沈降現争が発生し、チュ−７
１０内の上部端栓８と粉末９との間に空隙が生じる場合
がある。この空隙は中性子吸収棒による中性子吸収能力
が失なわれるため、原子炉制御棒の機能低下をもたらす
ことになる。

そこで従来は、中性子吸収棒上端に生じる空隙を防止す
るため第５図に示したように、デユープ１０内の数り所
にほぼ等間隔で鋼球１１を挿入し、この鋼球１１が位置
する部分のデユープ１０を１０８で示したようにかしめ
て、チューブ１０内を複数の粉末領域に分割し、各領域
に大ぎい空隙が発生しないＪ：うにしている。しかしな
がら、スクラム等の際の急激な原子炉制御棒の挿入、引
抜またはその他の振動によって、中性子吸収物質９の沈
降現象が発生し、やはり各鋼球１１の下側に空隙が生じ
、原子炉制御棒の機能低下をもたらづ恐れがあった。

〔発明の目的〕

本発明は上述した事情を考慮してなされもので、中性子
吸収物質の偏在がなく、均一な中性子吸収能力を発揮し
、構造が単純な原子炉制御棒を提供することにある。

（発明のｍ要〕 本発明は、断面十字形に組み合されたブレードと、この
ブレードの下部に連結板とスピードリミタ−を固定した
原子炉制御棒において、前記ブレードをホウ素または炭
化ホウ素ＩＩＭを含有するチタンで構成したことを特徴
とする原子炉制御棒である。

本発明によれば、構造が単純で中性子吸収物質の沈降を
生じることがなく、しかも制御能力が長期に回り良好に
維持される。

〔発明の実施例〕

以下、第１図〜第３図を参照しながら本発明の一実施例
を説明する。

第１図は本発明に係る原子炉制御棒の仝休を示す斜視図
で、第２図は第１図における原子炉制御棒のブレードの
横断面図、第３図は第２図のブレード内の中性子吸収素
子を示す斜視図である。なお、各図とも第４図と同一作
用構造の部品には、同一の符号を付して説明する。

本発明による原子炉制御棒は第１図に示すように大別し
てハンドル部１３、ブレード部１４および下部１５に分
けて構成される。ハンドル部１３は従来の制御棒と同じ
構成であり、吊上げハンドル４およびビンローラ１２を
備え、材質はステンレス！＃製である。１ｌｉｌ　ｆｉ
ｌ棒の下部１５も従来の制御棒と同様に、取外しハンド
ル６、スピードリミタ−７を備えて構成され、スピード
リミタ−７の下部は図示されていない制御棒駆ｆＩＪ！
ａ横に着脱自在に連結される。これらの材質もステンレ
スｔＪ４製である。

一方、ブレード部１４の構成を第２図および第３図によ
り説明する。

ブレード部１４は、チタン製のセンターボスト５に、ボ
ウ素繊維１８を含有したチタン製の板を４枚それぞれ直
角に全体として十字状に溶接して構成される。４枚のブ
レード３は、第３図に示すように直径１００〜４００μ
ｍのホウ素［１１８を含んでおり、ホウ素繊維１８は各
ブレードプレート３の基質１７の中に、ブレード３の長
さ方向と幅方向にほぼ等間隔に並べて多層に入っている
。

ホウ素繊維１８の端部は、チタンの基質１７よりもはみ
出ないように調部されている。

このように構成されたブレード部１４は、溶接によりハ
ンドル部１３と下部１５に接続されて原子炉制御棒を構
成する。ブレード３に含まれるホウ素繊１Ｌ１８の体積
割合は約５０％であり、ホウ素は同位体であるボロン−
１０の原子割合が１８゜８％の天然組成のものを用いる
。

次に、ホウ素繊維１８を含むチタン板の製造方法を述べ
る。

ホウ素繊維は炭素ｒａｍを芯線としてその表面に化学蒸
着法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔ
ｉｏｒ＋）ｋ：よってボロン（Ｂ）を析出させたもので
ある。ブレード３に使用する板は大径ドラムにホウ素！
Ｉ帷を一層巻き付（ノチタンを′ｆ８川した後、切り聞
き単層のホウ素ＸＪＡｍを含む所定の大きさの板とし、
この板をホウＭｍＨの方向が９０°異なるように多層に
重ねた後、ホラ１〜プレス法で接合する。この際、ホウ
素ｔａＸが約５０％どなるように、チタンの溶銅量を調
整する。

以上のような構成の原子炉制御棒においては、中性子吸
収物質であるホウ素がＩＩ　Ｉｆｆ状にイ１って、赳質
であるチタン板中に固定されているため、制御棒の振動
等による中性子吸収物質の偏在は生じない。また、細い
繊維がチタンの中に−（某に配置されていることにより
、極めて均一な中性子吸収能力を有する制御棒が提供で
きる。さらに、中性子吸収物質が単純な板構造の中に全
て含浸されているため、構造が極めて簡単であり、制御
棒の製造が従来と比べて極めて容易である。

また、チタンは繊維により強化されており、不慮の変形
力に対しても十分耐久性を備えている。

チタンは高温高圧の冷却水中でも極めて安定、耐食性に
優れてＪ３す、従来の制御棒に比べ格段の長スｊ命の制
御棒が可能となる。

また、原子炉制御棒を構成するブレード部１４は次のよ
うに構成してもよい。

ブレード部１４は、ブレード部１４の全長に口って延び
る４枚の板で構成したが、ブレード部１４を長手方向に
数分割し、分割されたチタン板を溶接で一体に接続して
構成してもよい。また、チタン板中のホウ素ｔ＆Ｉｉｍ
の配置の方法は、上記の実施例の他に上下の２層のｕＡ
Ｍの方向が４５°、６０°のように任意の角度に交差す
るように配置してもよい。さらに、繊維はホウ素を主体
としたが、炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）を芯線にコーティング
したものでも、ホウ素繊維上に炭化ホウ素、炭化ケイ素
をコーティングしたものでもよい。

さらにまた、一実施例ではホウ素中の同位体ボロン−１
０の組成を天然組成としたが、これをボロン−１０の濃
縮度を増加させたホウ素ｉａ雑を用　。

いることによって従来の制御棒と中性子吸収能力の等し
い制御棒を、より薄いブレードで達成することができる
。この場合、ハンドル部１３の薄肉化とビンローラ１２
の径を小さくし、薄肉化されたブレードを合せて用いる
ことにより軽量化が可能となる。

〔発明の効果〕

本発明による原子炉制御棒は、長期間に亘って中性子吸
収物質の存在位置が変化せず、！ＩＪ御能力を一定に保
つことができ、従来の制御棒に比較して格段に寿命が長
くなる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る原子炉制御棒の一実施例を示す斜
視図、第２図は第１図におけるブレード部の横断面図、
第３図は第２図におけるブレード内の詳細を示す横断面
図、第４図は従来の原子炉制御棒の斜視図、第５図は第
４図の原子炉制御棒に組み込まれる中性子吸収棒を示す
縦断面図である。 １・・・原子炉ｆＬｌｌ１２ＩＩ棒、２・・・中性子吸
収棒、３・・・ブレード、４・・・吊上げハンドル、５
・・・センターポスト、６・・・取外しハンドル、７・
・・スピードリミタ−１８・・・端栓、９・・・中性子
吸収物質粉末（ベレット）、１０・・・チューブ、１１
・・・鋼球、１２・・・・・・ピンローラ、１３・・・
ハンドル部、１４・・・ブレード部、１５・・・下部、
１６・・・溶接部、１７・・・基質、１８・・・ｍ維。 某　ｌ７図 第４図　＄Ｑ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、断面十字形に組み合されたブレードと、このブレー
   ドの下部に連結板とスピードリミターを固定した原子炉
   制御棒において、前記ブレードをホウ素または炭化ホウ
   素繊維を含有するチタンで構成したことを特徴とする原
   子炉制御棒。 ２、ブレードはチタン製のセンターポストに溶接されて
   いる特許請求の範囲１項に記載の原子炉制御棒。