JPS63196889A - Control rod for nuclear reactor - Google Patents

Control rod for nuclear reactor

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JPS63196889A
JPS63196889A JP62028339A JP2833987A JPS63196889A JP S63196889 A JPS63196889 A JP S63196889A JP 62028339 A JP62028339 A JP 62028339A JP 2833987 A JP2833987 A JP 2833987A JP S63196889 A JPS63196889 A JP S63196889A
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JP
Japan
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neutron
sheath
control rod
wing
nuclear reactor
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Application number
JP62028339A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
精 植田
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Toshiba Corp
Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
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Publication date
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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

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】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は原子炉出力を調整制御する原子炉用制御棒に係
り、特に艮N命を有しかつ外力に対する変形が少ない原
子炉用$11111棒に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a control rod for a nuclear reactor that adjusts and controls the reactor output, and in particular has a long life and less deformation due to external forces. Regarding the $11111 rod for nuclear reactors.

(従来の技術) 従来の沸騰水型原子炉用制御棒は、中央タイロッドに細
長いU字状シースを固着して形成した複数個のウィング
内に多数の中性子吸収棒を装填して構成されている。中
性子吸収棒は、例えばステンレス鋼製被覆管内に中性子
吸収材としてボロンカーバイド(B4C)粉末を充填し
て調製される。充填されたB4Cは原子炉内において中
性子を吸収して中性子吸収能力が次第に失われる。
(Prior Art) A conventional control rod for a boiling water reactor is constructed by loading a large number of neutron absorption rods into a plurality of wings formed by fixing an elongated U-shaped sheath to a central tie rod. . A neutron absorbing rod is prepared, for example, by filling a stainless steel cladding tube with boron carbide (B4C) powder as a neutron absorbing material. The filled B4C absorbs neutrons in the nuclear reactor and gradually loses its neutron absorption ability.

ところで、原子炉の炉心に挿入または抜出される制御棒
はその全領域に亘って一様な中性子照射を受tプるもの
ではなく、例えば各ウィングの側縁領域または上端領域
は強度の中性子線を受ける。
By the way, control rods that are inserted into or extracted from the core of a nuclear reactor do not receive uniform neutron irradiation over their entire area; for example, the side edge area or upper end area of each wing is exposed to intense neutron irradiation. receive.

このため、!、II H棒の各ウィングの側縁および上
端領域に配設した中性子吸収棒は多量の中性子を吸収し
、他領域の中性子吸収棒より早期に核的寿命を終える。
For this reason,! , II The neutron absorbing rods arranged at the side edges and upper end regions of each wing of the H rod absorb a large amount of neutrons and end their nuclear lifetime earlier than the neutron absorbing rods in other regions.

したがって、他の領域に配設された中性子吸収棒が充分
核的寿命を残しているにも拘らず制御棒を放射性廃棄物
として廃棄しな(プればならない不経済性があった。
Therefore, it was uneconomical to discard the control rods as radioactive waste even though the neutron absorption rods placed in other areas had sufficient nuclear life remaining.

そのような問題を解決するために強度の中性子照射を受
ける1−制御棒の領域に核的寿命が長い、例えばハフニ
ウムのような長寿命型中性子吸収体を部分的に配置した
原子炉用制御棒を本出願人は開発した。この原子炉用制
御棒は、特開昭53−74697号公報に開示されてい
る通り、通常型制御棒の2@程度の寿命が確保された。
To solve such problems, control rods for nuclear reactors are partially placed with long-life neutron absorbers such as hafnium, which have a long nuclear lifetime, in the region of the 1-control rod that receives intense neutron irradiation. has been developed by the applicant. As disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 53-74697, this nuclear reactor control rod had a lifespan of about 2@ compared to a conventional control rod.

その後、原子炉の高燃焼度運転、長II連続運転への移
行が希求され、t、lJ 1B棒の長寿命化に対する要
請も一段と高まったことに応えて、本出願人は特願昭6
1−78746号明細内に記載したように飛躍的に寿命
を延伸できる長寿命タイプの原子か用制御棒を開発した
After that, there was a desire for a transition to high burnup operation and long II continuous operation of nuclear reactors, and in response to the increasing demand for longer life of t, lJ 1B rods, the present applicant filed a patent application in 1983.
As described in the specification of No. 1-78746, we have developed a long-life atomic control rod that can dramatically extend its life.

この原子炉用l111tl棒は中性子吸収材として84
Cを使用せず長寿命を有するハフニウム金属板等の金属
中性子吸収板をシース内に対向して配設した構造を有し
ている。
This nuclear reactor l111tl rod is used as a neutron absorber.
It has a structure in which metallic neutron absorbing plates such as hafnium metal plates, which do not use carbon and have a long life, are disposed facing each other inside the sheath.

このハフニウム板トラップ型の原子か用III tan
 1によれば、従来のように840を充填した被覆管を
必要とせず、長寿命を有するハフニウム板を使用してい
るため、υ1111棒自体の寿命は格段に延伸する。と
ころが、ハフニウムは中性子吸収能力がB4Cと比較し
てやや劣り、また比重が高いため、従来の制御棒と同等
の中性子吸収機能を確保するためには、厚いハフニウム
板を装着する必要がある。そのため、制御棒の重量が大
幅に増加し、荷重設計の変更を要することとなり、既設
の111till棒駆vJm構にそのまま採用できない
問題があった。
III tan for this hafnium plate trap type atom
According to No. 1, there is no need for a cladding tube filled with 840 as in the past, and a long-life hafnium plate is used, so the life of the υ1111 rod itself is significantly extended. However, hafnium has a slightly inferior neutron absorption capacity compared to B4C and has a high specific gravity, so in order to ensure the same neutron absorption function as conventional control rods, it is necessary to install thick hafnium plates. As a result, the weight of the control rod increases significantly, requiring a change in load design, which poses a problem that it cannot be used as is in the existing 111till rod drive vJm structure.

その問題点を解決するために、シース内に対向して配設
されるハフニウム製の中性子吸収板の間に減速材である
水を流通せしめる流路を形成して、減速材による中性子
減速効果を利用することが提案された。すなわち、流路
に水を流通せしめると水の中性子減速効果によって制御
棒の反応度価値が向上する。したがって、相対的に中性
子吸収材としてのハフニウム板の厚さを低減することが
できる。
In order to solve this problem, a flow path is formed between hafnium neutron absorbing plates that are placed opposite each other inside the sheath to allow water, which is a moderator, to flow through, thereby utilizing the neutron moderating effect of the moderator. It was suggested that. That is, when water is allowed to flow through the flow path, the reactivity value of the control rod is improved due to the neutron moderating effect of water. Therefore, the thickness of the hafnium plate as a neutron absorbing material can be relatively reduced.

この結果により、中性子吸収板の間に形成される流路の
幅を最大限に確保する一方、ハフニウムで形成した中性
子吸収板の厚さを極限まで低減し、制御棒の総重柑の増
加を可及的に抑制したことにより従来の制御棒駆e!1
横に採用することが可能となった。
This result allows us to maximize the width of the flow path formed between the neutron absorption plates, while minimizing the thickness of the neutron absorption plates made of hafnium, making it possible to increase the total weight of the control rod. Conventional control rod drive e! 1
It is now possible to use it horizontally.

ちなみに、この原子炉用制御棒の実物大模型(モックア
ツプ)を組み込んだ臨界実験装置を使用して、機能およ
び動作状況を確認した結果、制御棒のシース内に配設し
た2枚のハフニウム製中性子吸収板の間に形成した減速
材の流路の幅が広いほど制御棒の反応度価値が上昇する
ことが実証された。すなわち、流路の幅を拡大する稈、
ハフニウム板の板厚を低減することが可能となり、制御
棒の全重量を低減する方向で検討が進められている。
By the way, as a result of confirming the function and operating status using a critical experiment device incorporating a full-scale model (mock-up) of this nuclear reactor control rod, we found that two hafnium neutron sheets placed inside the sheath of the control rod It was demonstrated that the wider the moderator flow path formed between the absorption plates, the higher the reactivity value of the control rod. That is, culms that expand the width of the channel,
It has become possible to reduce the thickness of the hafnium plate, and studies are underway to reduce the total weight of the control rod.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、vltll棒のU字状シースの表面間距
離は、従来よりほぼ8#lIであり、この値以上に増加
することは炉心設計全体の変更にもつながリ、現実的に
は不可能である。一方、この厚さの範囲内で制御棒の重
量を低減するためには、シースの厚さをより薄くする必
要がある。しかし、シースの構造部材としての強度が低
下するため、例えば大地震等の発生時にIIIJIIl
l棒に過大な曲げ応力が作用した場合に塑性変形を起す
可能性が増加し、制御棒の炉心への挿入に悪影響を及ぼ
すことも考えられる。すなわち、過大な曲げ応力によっ
てシースが外方に塑性変形し、対向して配設しである燃
料集合体と接触し、uJ111棒の挿入操作に支障をき
たす可能性を完全に否定することは困難である。
(Problem to be solved by the invention) However, the distance between the surfaces of the U-shaped sheath of the VLTLL rod is approximately 8 #lI than before, and increasing it beyond this value would lead to changes in the entire core design. Yes, it is realistically impossible. On the other hand, in order to reduce the weight of the control rod within this thickness range, it is necessary to make the sheath thinner. However, because the strength of the sheath as a structural member decreases, for example, in the event of a major earthquake, etc.
If excessive bending stress is applied to the l-rod, the possibility of plastic deformation increases, which may have a negative effect on the control rod's insertion into the reactor core. In other words, it is difficult to completely rule out the possibility that the sheath plastically deforms outward due to excessive bending stress and comes into contact with the fuel assembly arranged opposite, causing problems in the insertion operation of the uJ111 rod. It is.

また、原子炉スクラム動作の際、制御棒を態速に炉心内
に挿入する際に生じる加速度によって制御棒の軸方向に
大きな応力が作用することも考えられるが、そのような
場合でも過度の変形は許されない。
In addition, during reactor scram operation, it is possible that large stress is applied in the axial direction of the control rods due to the acceleration generated when the control rods are inserted into the reactor core at normal speed, but even in such cases, excessive deformation may occur. is not allowed.

本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので
あり、軽量で長期の核的寿命を右する上に外力に対する
変形量が少なく、したがって、緊急時においても円清な
挿入動作が可能な原子炉用御棒を提供することを目的と
する。
The present invention has been made to solve the above problems, and it is lightweight, has a long nuclear life, and has little deformation due to external forces, so smooth insertion operation is possible even in an emergency. The purpose is to provide a nuclear reactor control rod.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(問題点を解決するための手段) 本発明に係る原子炉用l+制御棒は、先端構造材と末端
構造材とを中央タイロッドによって結合し、上記中央タ
イロッドの各突出部に略U字状断面を有するシースを固
設してウィングを形成し、上記シース内に板状の長寿命
型中性子吸収体を収容し、前2中性子吸収体は中央タイ
ロッドの軸方向に複数段の中性子吸収要素に分割され、
各段の中性子吸収要素は前記ウィングの肉厚方向に対向
して配設される複数の中性子吸収板で構成され、対向す
る中性子吸収板の間に減速材が流通する流路を形成する
一方、前記軸方向に隣接する中性子吸収要素の中性子吸
収板の間に形成される間隙に陥入するようにシースを内
方に向って湾曲形成した凹陥溝を各ウィングの軸直角方
向に設けたことを特徴とする。
(Means for Solving the Problems) The l+ control rod for a nuclear reactor according to the present invention connects a tip structural member and an end structural member by a central tie rod, and each protrusion of the central tie rod has a substantially U-shaped cross section. A wing is formed by fixing a sheath having a wing, and a plate-shaped long-life neutron absorber is housed within the sheath, and the front two neutron absorbers are divided into multiple stages of neutron absorbing elements in the axial direction of the central tie rod. is,
Each stage of the neutron absorbing element is composed of a plurality of neutron absorbing plates arranged opposite to each other in the thickness direction of the wing, and a flow path through which the moderator flows is formed between the opposing neutron absorbing plates. A concave groove formed by curving the sheath inward so as to fit into the gap formed between the neutron absorbing plates of the neutron absorbing elements adjacent in the direction is provided in the direction perpendicular to the axis of each wing.

(作用) 本発明に係る原子炉用IIIIIl棒は、シース内に板
状の長寿命型中性子吸収板を配設しているため、v制御
棒の核的寿命が長い。
(Function) The III1 rod for a nuclear reactor according to the present invention has a plate-shaped long-life neutron absorption plate disposed within the sheath, so the nuclear life of the v control rod is long.

また、中性子吸収板はシース内の肉厚方向に対向して配
設され、その間に減速材の流路を形成しており、減速材
による中性子減速効宋を利用しているため、中性子吸収
板の厚さを低減できる。したがって、制御棒の重量増加
が抑υ1され、以設の制御棒駆動機構に適用することが
できる。
In addition, the neutron absorption plates are arranged facing each other in the wall thickness direction within the sheath, forming a flow path for the moderator between them, and since the neutron moderating effect of the moderator is utilized, the neutron absorption plates The thickness can be reduced. Therefore, an increase in the weight of the control rod is suppressed υ1, and the present invention can be applied to an additional control rod drive mechanism.

さらに、各ウィングの軸直角方向にシースを内方に向っ
C湾曲形成した凹陥溝が設けられており、制御棒に地震
等による応力が作用した場合においても、シース表面に
発生する変形は凹陥溝において吸収される。したがって
、制御棒の昇降動作に支障を生ずることがなく、常に円
滑な動作が可能となる。
In addition, a concave groove is provided in the direction perpendicular to the axis of each wing, with the sheath curved inward. Even when stress due to earthquakes etc. is applied to the control rod, deformation occurring on the sheath surface is prevented by the concave groove. It is absorbed in Therefore, there is no hindrance to the vertical movement of the control rod, and smooth movement is possible at all times.

(実施例) 以下、本発明に係る原子炉用制御棒の一実施例について
添付図面を参照して説明する。
(Example) Hereinafter, an example of a control rod for a nuclear reactor according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

第7図は本発明に係る原子か用制御棒を概略的に示す全
体斜視図であり、この原子炉用制御棒1はハンドル2を
備えた先端構造材3と末端構造材4とを横断面十字状の
中央タイ0ツド5で一体的に接合している。中央タイロ
ッド5の各突出部には深いU字状横断面を有するステン
レス鋼で形成したシース6が固設されてウィング7が形
成される。
FIG. 7 is an overall perspective view schematically showing the nuclear reactor control rod 1 according to the present invention. They are integrally joined by a cross-shaped central tie 5. A sheath 6 made of stainless steel and having a deep U-shaped cross section is fixed to each protrusion of the central tie rod 5 to form a wing 7.

上記シース6内には、ハフニウム(llf)金属板等を
代表とする根状の長寿命型中性子吸収体8が収容される
Inside the sheath 6, a root-shaped long-life neutron absorber 8, typically made of a hafnium (llf) metal plate, is housed.

この中性子吸収体8は中央タイ0ツド5の軸方向に複数
の中性子吸収要素8aに分割され、各段の中性子吸収要
素8aは第8図に例示するようにウィング7の肉厚方向
に対向して配設される、例えば2枚の中性子吸収板8b
で構成され、両者は複数のスペーサ9を介して一体的に
接合される。
This neutron absorber 8 is divided into a plurality of neutron absorbing elements 8a in the axial direction of the central tie 5, and the neutron absorbing elements 8a in each stage are opposed in the thickness direction of the wing 7, as illustrated in FIG. For example, two neutron absorbing plates 8b are arranged.
The two are integrally joined via a plurality of spacers 9.

2枚の中性子吸収板8bの間には、減速材が流通する流
路10が形成される。
A flow path 10 through which the moderator flows is formed between the two neutron absorption plates 8b.

また、各ウィング7のシース6の軸直角方向には凹陥溝
11が形成される。この凹陥溝11は、第1図および第
2図に示すように軸方向に隣接する中性子吸収要素8a
の各中性子吸収板8bの間に形成される間隙Aにシース
6を陥入するように内方に向って湾曲して形成される。
Furthermore, a recessed groove 11 is formed in the direction perpendicular to the axis of the sheath 6 of each wing 7. As shown in FIGS. 1 and 2, this concave groove 11 is formed by a neutron absorbing element 8a adjacent in the axial direction.
The sheath 6 is curved inward so as to fit into the gap A formed between the neutron absorbing plates 8b.

また、この凹陥溝11は、各ウィング7の全領域のうち
上端から軸方向に等分に第1領域から第3領域までに分
割した第2領域のシース6上面に、軸直角方向(幅方向
)に少なくとも1以上設けられる。さらに、各凹陥溝1
1は、ウィング7fil1m部に756ノた切欠穴12
aと、中央タイ[1ツドに固着するシース部分に設けた
切欠穴12bとをII続するように形成される。
Furthermore, this concave groove 11 is formed on the upper surface of the sheath 6 in the second region, which is equally divided in the axial direction from the upper end of the entire region of each wing 7 from the first region to the third region, in the axially perpendicular direction (width direction). ) are provided at least one or more. Furthermore, each concave groove 1
1 has 756 notched holes 12 in the wing 7fil 1m part.
a and a notch hole 12b provided in the sheath portion that is fixed to the central tie [1].

この凹陥溝11を右するシース6を加工する手順は第3
図に示すように、まず展開した状態のシース素材6aの
両縁部を切込み、切欠穴12a。
The procedure for machining the sheath 6 on the right side of this concave groove 11 is the third step.
As shown in the figure, first, both edges of the unfolded sheath material 6a are cut to form the cutout holes 12a.

12bを穿設し、次に切欠穴12a、12bを接続する
折曲げ線B−Bに沿ってシース素材6aを図の背面方向
に陥入ゼしめ、湾曲形成した凹陥溝11を形成する。凹
陥溝11の両端には切欠穴12a、12bが形成しであ
るため、折曲げ作業が容易である。さらに、切欠穴12
aを通る軸方向の中心線C−C1,:沿ってシース素材
6aの両側を背面方向に深く折曲げてU字状のシース6
を形成する。凹陥溝11を有するU字状のシース6は、
第2図に示すように中央タイロッド5の各突出部に点溶
接等によって固着される。また、凹陥溝11は、隣接す
る中性子吸収板8b、8bの間に形成された間隙Aに陥
入する位置に設けられる(第5図参照)。
12b is bored, and then the sheath material 6a is indented in the back direction in the figure along the bending line B-B connecting the notched holes 12a and 12b, thereby forming a curved concave groove 11. Since notch holes 12a and 12b are formed at both ends of the recessed groove 11, the bending operation is easy. Furthermore, the notch hole 12
A U-shaped sheath 6 is formed by deeply bending both sides of the sheath material 6a toward the back along the axial center line C-C1 passing through a.
form. The U-shaped sheath 6 having the concave groove 11 is
As shown in FIG. 2, it is fixed to each protrusion of the central tie rod 5 by spot welding or the like. Further, the concave groove 11 is provided at a position where it is recessed into the gap A formed between the adjacent neutron absorption plates 8b, 8b (see FIG. 5).

さらに、シース6内への減速材の流入および流出が容易
となるように、第1図に示すようにシース6表面の所定
位置に複数の通水孔13が穿設されている。
Furthermore, in order to facilitate the inflow and outflow of the moderator into the sheath 6, a plurality of water passage holes 13 are bored at predetermined positions on the surface of the sheath 6, as shown in FIG.

本実施例の原子炉用1I11tIl棒によれば、シース
内に長寿命型中性子吸収板を配設しているためυ111
1棒の核的寿命が長い。また、中性子吸収板はシース内
の肉厚方向に対向して配設され、その間に減速材の流路
を形成しており、減速材による中性子減速効果を利用し
ているため、中性子吸収板の厚さを低減することができ
る。したがって、高価で重量の大きな中性子吸収板の使
用量を低減することが可能となり、制御棒の重量増加が
抑IIIされる。
According to the 1I11tIl rod for nuclear reactors of this example, a long-life neutron absorption plate is installed in the sheath, so υ111
The nuclear lifespan of one rod is long. In addition, the neutron absorption plates are arranged facing each other in the thickness direction within the sheath, forming a flow path for the moderator between them, and since the neutron moderating effect of the moderator is utilized, the neutron absorption plates Thickness can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the amount of expensive and heavy neutron absorption plates used, and an increase in the weight of the control rod can be suppressed.

さらに、各ウィングの軸直角方向にシースを内方に向っ
て湾曲形成した凹陥溝が形成されているため、巨大地震
等が発生し制御棒に過大な曲げ応力が作用した場合、ま
た軸方向に大きな加速度が働き応力が発生した場合にお
いても、シースが外方に向って膨出することがない。し
たがって、制御棒の円滑な昇降動作が可能である。すな
わち、上記ような外力が制御棒に作用した場合、シース
6に発生する変形は凹陥溝11の湾曲面の伸縮によって
吸収されるため、外方に突出する変形が生じない。した
がって、制御棒のシースが対向する燃料集合体と接触し
て円滑な駆動が阻害されることはない。
Furthermore, since a concave groove is formed by curving the sheath inward in the direction perpendicular to the axis of each wing, in the event of a large earthquake or the like and excessive bending stress is applied to the control rod, Even when a large acceleration acts and stress is generated, the sheath does not bulge outward. Therefore, the control rod can be moved up and down smoothly. That is, when the above-mentioned external force acts on the control rod, the deformation occurring in the sheath 6 is absorbed by the expansion and contraction of the curved surface of the recessed groove 11, so that no outwardly protruding deformation occurs. Therefore, the sheath of the control rod will not come into contact with the opposing fuel assembly, thereby preventing smooth driving.

また、凹陥溝11は、各ウィング7の全領域を上端から
第1、第2、第3領域に等分に分割した第2iJI域に
設けると効果的である。すなわち、地震発生時等におい
て制御棒1に作用する応力による変形は、制御棒1の軸
方向中央部の第2領域において最も大きくなるからであ
る。中央部の第2領域にのみ凹陥溝11用の間隙Aを設
け、中性子の照olJ吊が大きい第1領域においては中
性子吸収板8bを連続的に配設しているため、第1領域
における中性子吸収能力を低下ゼしめることがない、す
なわち、原子炉停止余裕が充分に確保される。
Further, it is effective to provide the concave groove 11 in the second iJI region, which is obtained by equally dividing the entire region of each wing 7 from the upper end into the first, second, and third regions. That is, the deformation due to the stress acting on the control rod 1 during an earthquake or the like is greatest in the second region at the axial center of the control rod 1. The gap A for the concave groove 11 is provided only in the second region at the center, and the neutron absorbing plates 8b are continuously arranged in the first region where the neutron radiation is large, so that the neutron absorption in the first region is Absorption capacity is not reduced, that is, sufficient margin for reactor shutdown is ensured.

なJ3、第3領域においては、作用する外力が中央部は
ど大きくないため凹陥溝11を設けるQ義は少ない。ま
た、第2領域に設ける凹陥溝11の数および位置は荷重
条件等を加味して決定される。
In the third region J3, since the external force that acts is not as large as the central portion, there is little Q benefit in providing the concave groove 11. Further, the number and position of the recessed grooves 11 provided in the second region are determined by taking into account load conditions and the like.

また、凹陥溝11を設ける位置を各ウィング7毎に変え
て、ブレードの剛性を調節することもできる。さらに、
第4図に例示するように各ウィングの両面に設けられた
凹陥1M11の位置が互いに異なるように形成すること
もできる。この場合のシース6aの加工手順は第3図で
例示したものとほぼ同様であるが、ウィング側縁部に設
ける切欠穴12aが長穴となる。第4図に示すシース素
材6aをU字状に加工したものを中央タイロッドに固着
し、中性子吸収板8bを収容した状態を第6図に示″r
j、、この場合、シース6の軸方向に隣接する各中性子
吸収板3a、 8aの間に形成される10躊程度の間隙
A、Aは、対向して配設された中性子吸収板8bによっ
て互いにマスキングされるように段遠い構造に構成され
る。
Furthermore, the rigidity of the blade can be adjusted by changing the position where the recessed groove 11 is provided for each wing 7. moreover,
As illustrated in FIG. 4, the recesses 1M11 provided on both sides of each wing may be formed in different positions. The processing procedure for the sheath 6a in this case is almost the same as that illustrated in FIG. 3, but the cutout hole 12a provided at the wing side edge is an elongated hole. The sheath material 6a shown in FIG. 4 is processed into a U-shape and fixed to the central tie rod, and the state in which the neutron absorption plate 8b is accommodated is shown in FIG.
In this case, the gaps A, A of about 10 mm formed between the neutron absorbing plates 3a, 8a adjacent to each other in the axial direction of the sheath 6 are separated from each other by the neutron absorbing plates 8b disposed facing each other. It is constructed in a structure that is far apart so that it is masked.

この場合、第5図に例示したウィングの前面部と背面部
とに形成される間jilA、Aの高さを一致させて設け
た場合と異なり、第6図の構造によれば、間隙部を通過
する中性子線が互いに対向して設けられた中性子吸収板
8bによってマスキングされるため、間隙部における制
御棒の反応度価値の低下を招くことが防止され、原子炉
停止余裕が低下することが回避できる。
In this case, unlike the case where the heights of the gaps A and A formed at the front and rear parts of the wing are made to match as shown in FIG. 5, according to the structure shown in FIG. Since the passing neutron beams are masked by the neutron absorption plates 8b provided facing each other, a decrease in the reactivity value of the control rods in the gap is prevented, and a decrease in reactor shutdown margin is avoided. can.

なお、シース6内に収容する中性子吸収板8bの凹陥溝
11に面する角部に、第5図および第6図に例示するよ
うに、面取加工を施工しておけば、シースの湾曲部に対
し局部的な応力が作用することが回Mされる。
Note that if the corners of the neutron absorption plate 8b housed in the sheath 6 facing the concave grooves 11 are chamfered as illustrated in FIGS. 5 and 6, the curved portion of the sheath It is assumed that local stress acts on the material.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上に述べたように、本発明に係る原子か用制御棒にお
いては、シース内に板状の長寿命型中性子吸収板を配設
しているため、制御棒の核的寿命が長く、長期間に亘り
連続運転を行う原子炉用制御棒として好適である。
As described above, in the atomic control rod according to the present invention, since the plate-shaped long-life neutron absorption plate is disposed inside the sheath, the nuclear life of the control rod is long, and it lasts for a long period of time. It is suitable as a control rod for a nuclear reactor that operates continuously over a period of time.

また、中性子吸収板は、シース内の肉厚方向に対向して
複数枚配設され、その間に減速材を流通せしめる流路を
形成し、減速材による中性子減速効果を利用しているた
め、この効果に相当する分だ番ノ中性子吸収板のff1
ffiを低減させることができる。したがって、i/J
 111棒の重量増加が可及的に抑υ1され、既設の制
御棒駆動機構を改造することなく、そのまま適用するこ
とができる。
In addition, a plurality of neutron absorption plates are arranged facing each other in the wall thickness direction inside the sheath, and a flow path is formed between them to allow the moderator to flow, and the neutron moderating effect of the moderator is utilized. ff1 of the number of neutron absorption plates corresponding to the effect
ffi can be reduced. Therefore, i/J
The increase in weight of the 111 rod is suppressed to υ1 as much as possible, and the existing control rod drive mechanism can be applied as is without modification.

さらに、各ウィングの軸直角方向にシースを内方に向っ
て湾曲形成した凹陥溝が設けられており、地!!j等に
よって1IIltll棒に過大な応力が作用した場合に
おいても、シース表面に発生する変形は凹陥溝において
吸収される。したがって、わずかな間隙を介して対向す
る燃料集合体にt制御棒が接触してtIIIgB棒の昇
降が阻害されることがな(、常に円滑な動作が可能とな
る。
Furthermore, a concave groove is provided in which the sheath is curved inward in the direction perpendicular to the axis of each wing. ! Even if an excessive stress is applied to the rod due to a stress, the deformation generated on the sheath surface is absorbed by the concave groove. Therefore, the t control rods do not come into contact with the fuel assemblies facing each other with a slight gap between them, and the lifting and lowering of the tIIIgB rods is not hindered (smooth operation is always possible).

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

第1図は本発明に係る原子炉用v制御棒の一実施例を部
分的に破断して示す正面図、第2図は第1図にお番ブる
■部の拡大正面図、第3図は第2図におけるシースの加
工手順を示すシースの展開図、第4図は他のシースの加
工手順を示す展開図、第5図は第1図におけるv−■矢
視断面図、第6図は第5図に対する凹陥溝の変形配置例
を承り断面図、第7図は本発明に係る原子炉用uI I
II捧の仝体斜視図、第8図は第7図における■−■矢
祝矢面断面図る。 1・・・υIIII棒、2・・・ハンドル、3・・・先
端構造材、4・・・末端構造材、5・・・中央タイ0ツ
ド、6・・・シース、6a・・・シース素材、7・・・
ウィング、8・・・中性子吸収体、8a・・・中性子吸
収要素、8b・・・中性子吸収板、9・・・スペーサ、
10・・・流路、11,11a、11b・・・凹陥溝、
12.12a、12b・・・切欠穴、13・・・通水孔
、A・・・間隙。 :%4 図 Fa 第、5図    第6図 第6図
Fig. 1 is a partially cutaway front view showing an embodiment of the v-control rod for nuclear reactors according to the present invention, Fig. 2 is an enlarged front view of the number mark ■ in Fig. 1, and Fig. The figure is a developed view of the sheath showing the processing procedure of the sheath in Fig. 2, Fig. 4 is a developed view showing the processing procedure of other sheaths, Fig. 5 is a sectional view along the v-■ arrow in Fig. 1, and Fig. 6 is a developed view showing the processing procedure of the sheath in Fig. 2. The figure is a cross-sectional view of an example of a modified arrangement of concave grooves with respect to FIG. 5, and FIG.
FIG. 8, a perspective view of the body of II, is a cross-sectional view taken along the line -■ in FIG. 7. 1... υIII rod, 2... Handle, 3... Tip structure material, 4... End structure material, 5... Center tie, 6... Sheath, 6a... Sheath material ,7...
Wing, 8... Neutron absorber, 8a... Neutron absorbing element, 8b... Neutron absorbing plate, 9... Spacer,
10... Channel, 11, 11a, 11b... Concave groove,
12.12a, 12b...Notch hole, 13...Water hole, A...Gap. :%4 Figure Fa, Figure 5, Figure 6, Figure 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、先端構造材と末端構造材とを中央タイロッドによっ
て結合し、上記中央タイロッドの各突出部に略U字状断
面を有するシースを固設してウィングを形成し、上記シ
ース内に板状の長寿命型中性子吸収体を収容し、前記中
性子吸収体は中央タイロッドの軸方向に複数段の中性子
吸収要素に分割され、各段の中性子吸収要素は前記ウィ
ングの肉厚方向に対向して配設される複数の中性子吸収
板で構成され、対向する中性子吸収板の間に減速材が流
通する流路を形成する一方、前記軸方向に隣接する中性
子吸収要素の中性子吸収板の間に形成される間隙に陥入
するようにシースを内方に向つて湾曲形成した凹陥溝を
各ウィングの軸直角方向に設けたことを特徴とする原子
炉用制御棒。 2、凹陥溝は、ウィング側端部および中央タイロッドに
固着するシース部分に穿設された切欠穴に接続してなる
特許請求の範囲第1項記載の原子炉用制御棒。 3、凹陥溝は、各ウィングの全領域を上端から軸方向に
等分に第1領域、第2領域および第3領域に分割した第
2領域に配設してなる特許請求の範囲1項記載の原子炉
用制御棒。 4、減速材の流路を介してシース内に対向して配設され
た中性子吸収要素の軸方向に隣接する各中性子吸収板の
間に形成される間隙は、対向する中性子吸収板によつて
相互にマスキングされるように構成された特許請求の範
囲第1項記載の原子炉用制御棒。 5、中性子吸収板は、ハフニウム金属板からなる特許請
求の範囲1項記載の原子炉用制御棒。
[Scope of Claims] 1. The tip structure member and the end structure member are connected by a central tie rod, and a sheath having a substantially U-shaped cross section is fixed to each protruding portion of the central tie rod to form a wing; A plate-shaped long-life neutron absorber is housed in the sheath, and the neutron absorber is divided into multiple stages of neutron absorbing elements in the axial direction of the central tie rod, and each stage of neutron absorbing elements is arranged in the thickness direction of the wing. It is composed of a plurality of neutron absorption plates disposed facing each other, and forms a flow path through which a moderator flows between the opposing neutron absorption plates, while forming a flow path between the neutron absorption plates of the axially adjacent neutron absorption elements. 1. A control rod for a nuclear reactor, characterized in that a concave groove formed by curving a sheath inward so as to fit into a gap between wings is provided in a direction perpendicular to the axis of each wing. 2. The control rod for a nuclear reactor according to claim 1, wherein the concave groove is connected to a cutout hole bored in a sheath portion fixed to the wing side end and the center tie rod. 3. The recessed groove is arranged in a second region that is obtained by dividing the entire region of each wing into a first region, a second region, and a third region equally in the axial direction from the upper end, as described in claim 1. Control rods for nuclear reactors. 4. The gap formed between the axially adjacent neutron absorbing plates of the neutron absorbing elements that are arranged oppositely in the sheath via the moderator flow path is A control rod for a nuclear reactor according to claim 1, which is configured to be masked. 5. The control rod for a nuclear reactor according to claim 1, wherein the neutron absorption plate is made of a hafnium metal plate.
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