KR101680926B1

KR101680926B1 - 고온가스로용 제어봉

Info

Publication number: KR101680926B1
Application number: KR1020127009478A
Authority: KR
Inventors: 도시하루 히라오카; 다카시 고니시; 마사토시 야마지; 히로시 마치노; 다이주 시바타; 가즈히로 사와
Original assignee: 토요 탄소 가부시키가이샤
Priority date: 2009-09-14
Filing date: 2010-09-13
Publication date: 2016-11-29
Also published as: JP5370763B2; CN102576574A; US9343188B2; WO2011030886A1; EP2472524B1; EP2472524A1; TW201135749A; PL2472524T4; EP2472524A4; CN102576574B; JP2011059086A; PL2472524T3; US20120207263A1; KR20120087130A

Abstract

고강도인 지지구조로 함으로써, 인장, 굽힘, 전단 등의 응력이 가해진 경우라도 각 제어봉 요소 사이의 연결상태를 손상시키지 않고, 또한, 내열성을 향상시킴으로써, 고온가스로의 안전성을 비약적으로 향상시킬 수 있는 고온가스로용 제어봉을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다. 이중원통 모양을 이루는 외통(9)과 내통(8)과의 사이에 중성자 흡수체(7)가 배치된 제어봉 요소(1)를 복수 구비하고, 이 제어봉 요소(1)가 연직방향으로 연결되는 구조의 고온가스로용 제어봉으로서, 상기 내통(8) 내에는 적어도 상기 중성자 흡수체(7)를 지지하는 기둥 모양의 지지체(2)가 배치되며, 이 지지체(2)의 상하 양단부에는 다른 제어봉 요소(1)와 연결하는 연결수단이 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

고온가스로용 제어봉 {CONTROL ROD FOR HIGH-TEMPERATURE GAS FURNACE}

본 발명은 원자력 발전에서의 고온가스로에 이용되는 고온가스로용 제어봉에 관한 것이다.

원자력 발전에서의 고온가스로에 이용되는 고온가스로용 제어봉은 복수의 제어봉 요소를 연직방향(상하방향)으로 연결하는 구조이며, 각 제어봉 요소에는 B₄C 등의 중성자 흡수체가 수납되어 있다.

종래, 고온가스로에서의 중성자 흡수체의 수용수단으로서의 제어봉 요소로서는, 금속계의 고온가스로용 제어봉이 이용되어 오고 있지만, 노심(爐心)의 출력이나 출력밀도가 크고 온도조건이 엄격한 대규모 고온가스로에 적용한 경우, 제어봉 요소에 금속재료를 이용하면 금속의 용융이 일어나, 반복 사용을 할 수 없게 될 우려가 있는 것이 기술 과제로 되고 있다. 이 때문에, 대규모 고온가스로에서는 금속재료에 대신하는 제어봉 재료로서 반복해 사용할 수 있는 C/C합성물제의 고온가스로용 제어봉이나 SiC/SiC 합성물제의 제어봉 요소가 이용되는 경우가 있다.

여기서, 제어봉 구동장치에 의해 승강 구동되는 고온가스로용 제어봉의 승강기구로서는, 제어봉 요소와 고정되는 일체의 와이어가 각 제어봉 요소의 내통 내부를 삽입통과하고, 당해 와이어를 상하이동시켜 고온가스로용 제어봉을 승강시키는 기구가 알려져 있다. 이와 같은 것을 고려하여, 각 제어봉 요소의 외통과 내통과의 하부에 나사 또는 끼워맞춤부를 마련하여 각 제어봉 요소를 접속하는 기구도 제안되고 있다(이하 특허문헌 1 참조). 이와 같은 기구로 하면 고온가스로용 제어봉이 요동하는 것을 어느 정도 억제할 수 있지만, 그러나 나사 접속에서는 나사산에 인장, 굽힘, 전단 등의 응력이 집중하므로, 매닮 하중을 크게 하지 못하고(즉, 제어봉 요소의 연결 개수가 제한되고), 게다가, 다소의 흔들림 등으로 나사가 파단하는 경우가 있다고 하는 과제를 가지고 있었다.

그래서, C/C합성물을 사용한 외통과 내통과의 사이에 B₄C 파우더를 충전하여 소결(燒結)시킴과 아울러, 제어봉 요소의 외통 내에 C/C제의 연결용 밴드를 배치하고, 이 연결용 밴드를 C/C제의 '十'자의 크로스 조인트를 이용하여 연결하는 구조의 것이 제안되고 있다(이하 특허문헌 2 참조). 또한, 상하방향으로 서로 인접하는 연결용 밴드는 90° 뒤틀림 상태로 배치되어 있다.

특허문헌 1 : 일본국 특개평03-134592호 공보 특허문헌 2 : 일본국 특개평06-148372호 공보

그렇지만, 상기 종래의 발명에서는, 각 제어봉 요소에 마련된 '十'자 모양의 크로스 조인트 사이를 연결용 밴드로 연결하는 구성이기 때문에, 길이가 긴 연결용 밴드로 제어봉의 전체 중량을 지지해야 하므로, 강도상의 문제가 있다고 하는 과제를 가지고 있었다. 또한, '十'자 모양의 크로스 조인트의 지름을 크게 하여, 크로스 조인트의 강도 향상을 도모한 경우에는, 그만큼 연결용 밴드의 폭을 작게 해야 하기 때문에, 연결용 밴드의 강도 저하를 초래한다. 한편, 연결용 밴드의 폭을 크게 하여, 연결용 밴드의 강도 향상을 도모한 경우에는, 그만큼 '十'자 모양의 크로스 조인트의 지름을 작게 해야 하기 때문에, 크로스 조인트의 강도 저하를 초래한다. 따라서, 고온가스로용 제어봉 전체로서 강도 향상을 도모하는 것은 곤란하다.

그래서 본 발명은 고강도인 지지구조로 함으로써, 인장, 굽힘, 전단 등의 응력이 가해진 경우라도 각 제어봉 요소 사이의 연결상태를 손상시키지 않고, 또한, 내열성을 향상시킴으로써, 고온가스로의 안전성을 비약적으로 향상시킬 수 있는 고온가스로용 제어봉을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 이중원통 모양을 이루는 외통과 내통과의 사이에 중성자 흡수체가 배치된 제어봉 요소를 복수 구비하고, 이 제어봉 요소가 연직방향으로 연결되는 구조의 고온가스로용 제어봉으로서, 상기 내통 내에는 적어도 상기 중성자 흡수체를 지지하는 기둥 모양의 지지체가 배치되며, 이 지지체의 상하 양단부 중 적어도 한쪽의 단부에는 다른 제어봉 요소와 연결하는 연결수단이 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 구성과 같이, 내통 내에 중성자 흡수체를 지지하는 지지체가 배치되어 있으면, 중성자 흡수체의 중량은 지지체에 가해지지만, 이 지지체는 기둥 모양이기 때문에, 연결용 밴드보다도 강도가 높아진다. 따라서, 인장, 굽힘, 전단 등의 응력이 가해진 경우라도 각 제어봉 요소 사이의 연결상태를 손상시키지 않는다. 따라서, 원자로 노심으로의 긴급 삽입 및 출력 조정시에, 제어봉 본체를 손상시키지 않으며, 그 후의 원자로의 재기동을 지장 없이 행할 수 있다. 이에 더하여, 지지체의 상하 양단부 중 적어도 한쪽의 단부에는 다른 제어봉 요소와 연결하는 연결수단이 마련되어 있으므로, 각 제어봉 요소 사이의 연결도 원활히 달성할 수 있다. 따라서, 안전성의 향상을 도모하면서 간편한 방법으로 고온가스로용 제어봉을 제작할 수 있다.

제어봉 요소를 구성하는 부품 중 중성자 흡수체를 제외한 부품은 C/C합성물 재료 또는 SiC/SiC 합성물 재료로 이루어지는 것이 바람직하다.

중성자 흡수체를 제외한 부품이 높은 전단 강도를 가짐과 아울러 내열성이 뛰어난 C/C합성물 재료 또는 SiC/SiC 합성물 재료로 구성되어 있으면, 내열성의 향상을 도모할 수 있음과 아울러, 기계적인 강도의 향상을 도모할 수 있다. 특히, SiC/SiC 합성물 재료는 고강도로 보다 높은 전단 강도를 가짐과 아울러, 내중성자 손상성이 뛰어나므로, 이 재료를 이용한 경우에는, 상기 작용 효과가 한층 발휘된다. 단, SiC/SiC 합성물 재료는 C/C합성물 재료에 비해 고가이므로, 후술과 같이, 특히 강도 등이 필요하게 되는 부재에만 이용하는 것이 바람직하다. 또, 상기 재료로 구성한 경우에는, 불활성 분위기에서는 2000℃ 이하로 반복해 사용하는 것이 가능하고, 제어봉의 사용 온도 한계에 의한 원자로의 운전 조건에의 제약이 없다.

상기 지지체는 측벽과, 이 측벽에 둘러싸여 연직방향으로 연장하는 중공부를 가지는 것이 바람직하다.

이와 같이, 지지체에는 연직방향으로 연장하는 중공부가 형성되어 있으면, 지지체의 경량화를 도모할 수 있으므로, 연결수단에 가해지는 중량이 감소한다. 따라서, 고온가스로용 제어봉이 파손하는 것을 억제할 수 있으므로, 안전성이 한층 향상한다. 또, 원재료가 적어도 되므로, 고온가스로용 제어봉의 비용 저감을 도모할 수 있다. 또한, 중공부의 주위에는 측벽이 존재하므로, 지지체의 강도 저하도 억제할 수 있다.

상기 연결수단은 상기 지지체의 측벽에 형성된 2개의 구멍을 수평방향으로 삽입통과하는 샤프트와, 이 샤프트가 관통된 링 모양의 연결밴드를 구비하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 지지체의 측벽에 형성된 2개의 구멍을 수평방향으로 삽입통과하는 샤프트와, 이 샤프트가 관통된 링 모양의 연결밴드를 마련하는 것만으로 연결할 수 있으므로, 저비용이고 또한 용이하게 제어봉 요소끼리를 연결하는 것이 가능하게 된다.

상기 연결밴드는 판 모양을 이루는 것이 바람직하다.

연결밴드는 판 모양에 한정하는 것은 아니지만, 판 모양으로 하면, 경량으로 강도가 향상한 연결밴드를 제공할 수 있다. 또, 뒤틀림 응력에 대한 대항력도 높일 수 있다.

상기 제어봉 요소 사이에는 틈새가 마련되어 있는 것이 바람직하다.

제어봉 요소 사이에는 틈새가 마련되어 있으면, 연결밴드 내에서 샤프트가 상하이동하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 제어봉 요소에 축방향(연직방향)의 응력이 가해진 경우에서도 제어봉 요소가 파손하는 것을 억제할 수 있다.

상기 지지체의 상하 양단에 상기 연결수단이 각각 마련되어 있는 경우에는, 상단에 마련된 샤프트와 하단에 마련된 샤프트는 뒤틀림 상태가 되도록 배치되고, 또한, 상기 연결밴드의 폭은 상기 중공부에서의 샤프트의 축방향의 길이보다도 작게 되도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.

연결밴드의 폭이 중공부에서의 샤프트의 축방향의 길이보다도 작게 되도록 구성되어 있으면, 중공부 내에서 연결밴드가 샤프트의 연장설치방향으로 이동할 수 있게 된다. 또, 상단에 마련된 샤프트와 하단에 마련된 샤프트를 뒤틀림 상태로 배치하면, 상단에 마련된 연결밴드와 하단에 마련된 연결밴드가 다른 방향으로 이동할 수 있게 된다. 따라서, 제어봉 요소의 축에 대해 수직인 방향(수평방향)이면, 어떠한 방향에서 응력이 가해져도 샤프트나 연결밴드가 파손하는 것을 억제할 수 있다.

상기 측벽에 형성된 2개의 구멍의 지름보다도 상기 샤프트의 지름이 작게 되어 있는 것이 바람직하다.

측벽에 형성된 2개의 구멍의 지름보다도 샤프트의 지름이 작으면(즉, 약간의 유격을 가지는 상태에서 샤프트가 구멍을 삽입통과하고 있으면), 상기와 마찬가지로 응력의 완화를 도모할 수 있다.

상기 샤프트의 축에 대해 수직방향이 되는 상기 연결밴드 중공폭이 상기 샤프트의 지름보다 크게 되어 있는 것이 바람직하다.

샤프트의 축에 대해 수직방향이 되는 연결밴드 중공폭이 샤프트의 지름보다 크게 되어 있으면, 연결밴드 내에서 수평방향으로 샤프트가 약간 회동할 수 있으므로, 굽힘방향(뒤틀림 방향)의 힘이 가해진 경우라도 연결밴드나 샤프트가 파손하는 것을 억제할 수 있다.

상기 복수의 제어봉 요소 중 인접하는 제어봉 요소에서, 위쪽에 위치하는 제어봉 요소에서는 상기 샤프트가 지지체의 측벽의 하단부 근방 위치에 배치되는 한편, 아래쪽에 위치하는 제어봉 요소에서는 상기 샤프트가 지지체의 측벽의 상단부 근방 위치에 배치되는 것이 바람직하다.

위쪽에 위치하는 제어봉 요소에서는 지지체의 측벽의 하단부 근방 위치에 배치되는 한편, 아래쪽에 위치하는 제어봉 요소에서는 샤프트가 측벽의 상단부 근방 위치에 배치되어 있으면, 연결밴드의 길이가 작아지므로, 연결밴드의 소형화를 도모할 수 있다. 또 필요 이상의 요동을 억제할 수도 있다.

상기 샤프트의 일단이 상기 내통의 내면과 맞닿은 상태라도 상기 샤프트는 상기 2개의 구멍을 삽입통과하고 있는 상태가 유지되는 것이 바람직하다.

샤프트의 일단이 내통의 내면과 맞닿은 상태라도 샤프트가 2개의 구멍을 삽입통과하고 있는 상태가 유지되고 있으면, 샤프트가 빠지는 것에 의한 제어봉 요소의 낙하를 방지할 수 있다.

상기 지지체의 하단부 혹은 그 근방에는 상기 내통방향으로 연장하는 중성자 흡수체 지지돌기가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

지지체의 하단부 혹은 그 근방에 내통방향으로 연장하는 중성자 흡수체 지지돌기가 형성되어 있으면, 중성자 흡수체를 하부로부터 지지할 수 있으므로, 중성자 흡수체를 간편하게 지지할 수 있다.

상기 지지체는 단면 다각형상으로서, 이 다각형은 짝수의 다각형인 것이 바람직하다.

지지체의 단면 형상이 짝수의 다각형상이면, 대향하는 측벽 사이에 상기 샤프트를 배치할 수 있으므로, 지지체를 용이하게 제작할 수 있다.

상기 단면 다각형상의 지지체는 평판 모양의 탄소계 재료를 조합하여 형성되는 것이 바람직하다.

단면 다각형상의 지지체가 평판 모양의 탄소계 재료를 조합하여 형성되어 있으면, 지지체를 구성하는 부품의 제작이 용이하게 되어, 고온가스로용 제어봉의 제조 비용이 저하한다.

상기 중성자 흡수체 지지돌기는 상기 평판 모양의 탄소계 재료와 일체 형성되어 있는 것이 바람직하다.

중성자 흡수체 지지돌기가 탄소계 재료와 일체 형성되어 있으면, 중성자 흡수체의 하중이 탄소 재료의 면방향으로 가해지므로, 중성자 흡수체의 하중이 분산된다. 따라서, 제어봉 요소의 파손을 억제할 수 있어 안전성이 보다 향상한다.

본 발명에 의하면, 고강도인 지지구조로 함으로써, 인장, 굽힘, 전단 등의 응력이 가해진 경우라도 각 제어봉 요소 사이의 연결상태를 손상시키지 않고, 또한, 내열성을 향상시킴으로써, 고온가스로의 안전성을 비약적으로 향상시킬 수 있다고 한 뛰어난 효과를 발휘한다.

도 1은 본 발명의 고온가스로용 제어봉을 나타내는 사시도이다.
도 2는 제1 형태에 관한 제어봉 요소의 분해 사시도이다.
도 3은 제1 형태에 관한 제어봉 요소의 단면도이다.
도 4는 제1 형태에 관한 제어봉 요소의 단면 사시도이다.
도 5는 제1 형태에 관한 지지체의 연결상태를 나타내는 분해 사시도이다.
도 6은 제1 형태에 관한 지지체에 이용하는 지지판을 나타내는 도면이며, 도 6의 (a)는 정면도, 도 6의 (b)는 측면도이다.
도 7은 제1 형태에 관한 지지체에 이용하는 지지판을 나타내는 도면이며, 도 7의 (a)는 정면도, 도 7의 (b)는 측면도이다.
도 8은 제1 형태에 관한 지지체에 이용하는 연결볼트를 나타내는 도면이며, 도 8의 (a)는 정면도, 도 8의 (b)는 측면도이다.
도 9는 제1 형태에 관한 지지체에 이용하는 너트를 나타내는 도면이며, 도 9의 (a)는 정면도, 도 9의 (b)는 측면도이다.
도 10은 제1 형태에 관한 지지체에 이용하는 연결밴드를 나타내는 도면이며, 도 10의 (a)는 정면도, 도 10의 (b)는 측면도이다.
도 11은 제1 형태에 관한 지지체에 이용하는 내통을 나타내는 도면이며, 도 11의 (a)는 정면도, 도 11의 (b)는 측면도이다.
도 12는 제1 형태에 관한 지지체에 이용하는 외통을 나타내는 도면이며, 도 12의 (a)는 정면도, 도 12의 (b)는 측면도이다.
도 13은 제1 형태에 관한 지지체에 이용하는 상부덮개를 나타내는 도면이며, 도 13의 (a)는 평면도, 도 13의 (b)는 도 13의 (a)의 C-C선 화살표에서 본 단면도이다.
도 14는 제1 형태에 관한 지지체에 이용하는 하부덮개을 나타내는 도면이며, 도 14의 (a)는 평면도, 도 14의 (b)는 도 14의 (a)의 D-D선 화살표에서 본 단면도이다.
도 15는 제1 형태에 관한 지지체의 변형예를 나타내는 설명도이다
도 16은 제2 형태에 관한 제어봉 요소의 설명도이다.
도 17은 제2 형태에 관한 지지체의 분해 측면도이다.
도 18은 제2 형태에 관한 제어봉 요소의 분해 사시도이다.
도 19는 제3 형태에 관한 제어봉 요소의 분해 사시도이다.

(제1 형태)

본 발명의 제1 형태를 도 1 ~ 도 15에 근거하여 이하에 설명한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 고온가스로용 제어봉은 복수의 제어봉 요소(1)가 연직방향(상하방향)으로 연결되는 구조로 되어 있고, 상기 제어봉 요소(1) 사이에는 약간의 틈새가 마련되어 있다. 이와 같이, 제어봉 요소(1) 사이에는 틈새를 마련하는 것은, 제어봉 요소(1)에 상하방향의 응력이 가해진 경우에, 후술하는 연결밴드(6) 내에서 연결볼트(3a, 3b)가 상하이동할 수 있으므로, 제어봉 요소(1)의 파손을 억제할 수 있기 때문이다. 상기 제어봉 요소(1)는, 도 2 ~ 도 4(또한, 도 2에서는, 중성자 흡수체(7)는 생략하고 있음)에 나타내는 바와 같이, 외통(9)과 내통(8)과, 이들 양(兩) 통(8, 9) 사이에 배치된 중성자 흡수체(7)와, 상기 내통(8) 내에 배치된 기둥 모양의 지지체(2)와, 상기 양 통(8, 9)의 하단에 배치되고, 상기 중성자 흡수체(7)를 아래쪽에서 지지하는 하부덮개(5)와, 상기 양 통(8, 9)의 상단에 배치된 상부덮개(10)를 가지고 있다.

상기 지지체(2)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 대략 단면 4각형 모양으로서, C/C합성물 재료로 이루어지는 2매의 평판 모양의 지지판(측벽)(12a)과, C/C합성물 재료로 이루어지는 2매의 평판 모양의 지지판(12b)(측벽)을 조합하여 구성되어 있다. 또한, 지지판(12a, 12b)을 평판 모양으로 하는 것은 지지체(2)를 구성하는 부품의 제작이 용이하게 되기 때문이며, 지지판(12a, 12b)이 C/C합성물 재료로 이루어지는 것은 내열성의 향상과 기계적인 강도의 향상을 도모하기 위함이다. 또한, 4매의 지지판(12a, 12b)을 조합하여 구성하면, 지지체(2)의 중앙에 중공부(28)를 형성할 수 있으므로, 지지체(2)의 경량화를 도모할 수 있고, 후술의 연결수단에 가해지는 중량이 감소하기 때문이다.

상기 지지판(12a)의 구체적인 구조는, 도 6의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 후술하는 지지판(12b)의 슬릿에 끼워맞춤되는 돌기(13)가 본체부(14)의 측부에 본체부(14)와 일체 형성되어 있다. 또, 지지판(12a)의 하단 위치에는 상기 내통(8) 방향으로 연장하는 하부덮개 지지돌기(15)가 상기 돌기(13)와(본체부(14)와 함께) 일체 형성되어 있으며, 이 하부덮개 지지돌기(15)상에 상기 하부덮개(5)가 얹어 놓이는 구조이다. 하부덮개 지지돌기(15)는 내통(8) 방향으로 연장함과 아울러, 하부덮개(5)를 통하여 중성자 흡수재의 하중을 받는 중성자 흡수재 지지돌기로서의 기능을 가진다. 이와 같은 구조이면, 하부덮개(5)를 통하여 가해지는 상기 중성자 흡수체(7)의 하중이 지지판(12a)의 면방향으로 가해지고, 중성자 흡수체(7)의 하중이 분산되므로, 지지체(2)가 파손하는 것을 억제할 수 있다. 또 하중이 지지판(12a)의 면방향에 가해지므로, C/C합성물의 높은 전단 강도를 활용하는 구조로 이루어지고 있다.

상기 지지판(12a)의 하단 근방에는 구멍(16)이 형성되어 있고, 이 구멍(16)과 상기 지지체(2) 내에 배치된 링 모양의 연결밴드(6)를, 도 8에 나타내는 볼트(샤프트)(3a)가 수평방향으로 삽입통과하는 구조로 되어 있다. 이 볼트(3a)는 도 9에 나타내는 너트(4)에 의해서 지지체(2)에 고정되어 있다. 또한, 상술의 이유와 같은 이유(강도면 등을 고려하는 이유)에 의해, 연결밴드(6)와 볼트(3a)와, 너트(4)는 C/C합성물 재료로 구성되어 있다. 또, 상기 연결밴드(6)는 판 모양을 이루고 있으며, 이것에 의해서, 연결밴드(6)의 경량화와 강도의 향상을 도모하고 있다. 또한, 상기 지지판(12a)의 상단 위치에는 상기 상부덮개(10)를 얹어 놓기 위한 노치(17)가 형성되어 있다.

한편, 상기 지지판(12b)의 구체적인 구조는, 도 7의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 상기 지지판(12a)의 돌기(13)와 끼워맞춤하는 슬릿(18)이 본체부(20)에 형성되어 있다. 슬릿(18)은 상하방향의 장공으로 되어 있으므로, 지지판끼리의 접촉 면적이 크게 취해짐과 아울러, 지지판(12a 및 12b)의 쌍방이 서로 면방향으로 하중이 걸리는 구조로 이루어지고, C/C합성물이 구비한 높은 전단 강도를 살릴 수 있는 구조로 되어 있다. 또, 지지판(12a)의 하단 위치에는 상기 내통(8) 방향으로 연장하는 하부덮개 지지돌기(19)가 상기 본체부(20)와 일체 형성되어 있으며, 이 하부덮개 지지돌기(19)상에 상기 하부덮개(5)가 얹어 놓이는 구조이다. 이와 같은 구조이면, 상기와 같이, 하부덮개(5)를 통하여 가해지는 상기 중성자 흡수체(7)의 하중이 지지판(12b)의 면방향에 가해지고, 중성자 흡수체(7)의 하중이 분산되므로, 지지체(2)가 파손하는 것을 억제할 수 있다. 더욱이 또한, 하중이 지지판(12a)의 면방향에 가해지므로, C/C합성물의 높은 전단 강도를 활용하는 구조로 이루어지고 있다.

지지판(12a 및 12b)은 간단히 조합하는 것만으로 강도를 확보하는 것이 가능하면 조합하는 것만이라도 되고, 또 카본계 접착재를 이용하여 접합 강도를 높이도록 해도 된다.

상기 지지판(12b)의 상단 근방에는 구멍(21)이 형성되어 있고, 이 구멍(21)과 상기 지지체(2) 내에 배치된 링 모양의 연결밴드(6)(도 10에 나타냄)를 도 8에 나타내는 볼트(샤프트)(3b)가 수평방향으로 삽입통과하는 구조로 되어 있다. 이 볼트(3b)는 도 9에 나타내는 너트(4)에 의해서 지지체(2)에 고정되어 있다. 또한, 상술의 이유와 같은 이유(강도면 등을 고려하는 이유)에 의해, 볼트(3b)는 C/C합성물 재료로 구성되어 있다. 또, 상기 지지판(12a)의 상단 위치에는 상기 상부덮개(10)를 끼워 장착하기 위한 노치(22)가 형성되어 있다. 상부덮개(10)는 지지판(12a 및 12b)에 카본계 접착제를 이용하여 접합하도록 해도 된다. 또한, 상기 지지판(12a, 12b)의 인장강도는 약 250MPa이며, 상기 볼트(3b)가 관통하는 최소 단면적이 1.35㎠인 경우에는, 33.7kN의 정하중(靜荷重)을 매다는 것이 가능하다.

여기서, 상기 연결밴드(6)와 볼트(3a)(또는 3b)와 너트(4)에 의해서, 연결수단이 구성되어 있다. 이와 같은 적은 부재로 강고한 연결수단을 구성할 수 있으므로, 저비용으로 신뢰성이 높은 연결수단을 제공할 수 있다. 또한, 연결밴드(6)의 폭(도 10의 (b)의 L6)이 28㎜이고, 두께(도 10의 (a)의 L7)이 3㎜인 경우, 19.6kN의 정하중을 매다는 것이 가능하다. 따라서, 인장강도가 비약적으로 향상한다. 또, 볼트(3a)(또는 3b)의 직경(도 8의 (b)의 L1)이 18㎜인 경우에는, 전단강도는 19.2kN이며, 전단강도가 비약적으로 향상한다.

또, 상기구멍(16, 21)의 직경(도 6의 L2, 도 7의 L3)은 상기 볼트(3a, 3b)의 직경(도 8의 (b)의 L1)보다도 약간 크게 되도록 구성되어 있다. 이것에 의해서 볼트(3a)(또는 3b)의 삽입통과가 용이하게 되는 것 외에, 약간의 유격을 가지는 상태에서 볼트(3a)(또는 3b)가 구멍(16, 21)을 삽입통과하고 있으므로, 볼트(3a)(또는 3b)가 구멍(16, 21) 내에서 약간 이동할 수 있어, 이것에 의해서 외부 응력이 가해진 경우에 응력 완화를 도모할 수 있다(볼트(3a)(또는 3b)나 연결밴드(6) 등의 지지체(2)를 구성하는 부재가 파손하는 것을 억제할 수 있다). 또한, 연결밴드(6)에서 볼트(3a)(또는 3b)의 축에 대해 수직인 방향의 중공폭(도 10의 (a)의 L4)이 볼트(3a)(또는 3b)의 직경(도 8의 (b)의 L1)보다 크게 되도록 구성되어 있다. 이와 같은 구성에 의해서도, 상기와 같은 이유에 의해 외부 응력을 완화할 수 있다.

또한, 상기 연결밴드(6)의 폭(도 10의 (b)의 L6)은 상기 중공부(28) 내에서의 볼트(3a)(또는 3b)의 축방향의 길이(도 8의 (b)의 L5)보다도 작게 되도록 구성되어 있다. 따라서, 연결밴드(6)가 샤프트의 축방향으로 이동할 수 있으므로, 이것에 의해서 외부 응력을 완화할 수 있다.

이에 더하여, 볼트(3a)와 볼트(3b)는 뒤틀림 상태(축끼리가 직각이 되는 상태)로 배치되므로, 양 연결밴드(도 5에서 지지체(2)의 상부에 배치되는 연결밴드(6)와, 지지체(2)의 하부에 배치되는 연결밴드(6))는 다른 방향으로 이동할 수 있게 된다. 따라서, 제어봉 요소(1)의 축에 대해 수직인 방향(도 5의 A방향이나 B방향)으로 응력이 가해져도 응력을 완화할 수 있다.

또, 도 5에서 볼트(3c)는 지지판(12a)의 하단 근방 위치에 배치되는 한편, 볼트(3b)는 지지판(12a)의 상단 근방 위치에 배치되는 구성으로 되어 있다. 따라서, 연결밴드(6)의 길이가 작아지므로, 연결밴드의 소형화를 도모할 수 있다.

또한, 볼트(3a, 3b, 3c)는 경년 열화나 충격 등에 의해, 예를 들면 너트(4)가 볼트(3a, 3b, 3c)로부터 빠져 내통(8) 내에서 어느 한쪽으로 빠진 경우라도, 볼트(3a, 3b, 3c)의 머리 부분(30)이 내통(8) 내면에 맞닿아 삽입 통과 상태에 있는 2개의 구멍(16)(또는 21, 23)으로부터 빠지는 것을 방지할 수 있는 길이로 하고 있다. 따라서, 너트(4)가 빠졌다 해도 볼트(3a, 3b, 3c)가 빠지는 것에 의한 제어봉 요소(1)의 낙하를 방지할 수 있다.

(그 외의 부재에 대한 설명)

도 11의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 상기 내통(8)은 원통형을 이루고, C/C합성물 재료로 구성되어 있다. 또, 도 12의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 상기 외통(9)은 상기 내통(8)보다도 대경의 원통형을 이루며, C/C합성물 재료로 구성되어 있다.

도 13의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 상기 상부덮개(10)는 원판 모양을 이루고, 그 외경(도 13의 (b)의 L8)은 상기 외통(9)의 외경(도 12의 (b)의 L9)과 동일하게 되도록 구성되어 있다. 또, 상부덮개(10)의 최외주에는 노치(31)가 형성되어 있으며, 이 노치(31)의 폭(도 13의 (b)의 L10)은 상기 외통(9)의 두께(도 12의 (b)의 L11)와 동일하게 되도록 구성되어 있다. 또한, 상기 노치(31)의 내측에는 홈(32)이 형성되어 있다. 이 홈(32)의 외경(도 13의 (b)의 L12)은 상기 내통(8)의 외경(도 11의 (b)의 L13)과 동일하게 되도록 구성되며, 또, 이 홈(32)의 폭(도 13의 (b)의 L15)은 상기 내통(8)의 두께(도 11의 (b)의 L14)와 동일하게 되도록 구성되어 있다. 또한, 상기 홈(32)의 내측에는 상기 지지판(12a, 12b)의 단부가 끼워맞춤되는 홈(33)이 형성되어 있다. 이와 같이 구성함으로써, 상부덮개(10)를 내통(8), 외통(9) 및 지지체(10)의 상부에서 끼워맞춤할 수 있다.

도 14의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 상기 하부덮개(5)는 원판 모양을 이루고 있다. 이 하부덮개(5)는 상기 상부덮개(10)와 대략 동일한 구성이다(동일 부위에 동일한 크기의 노치(35), 홈(32) 및 홈(33)이 형성되어 있다). 이와 같이 구성함으로써, 하부덮개(5)를 내통(8), 외통(9) 및 지지체(10)의 하부에서 끼워맞춤할 수 있다. 단, 내부 공간 형상(34)이 약간 다른 것과, 중성자 흡수체(7)를 하부에서 지지하기 위하여, 하부덮개(5)의 두께(도 14의 (b)의 L17)가 상부덮개(10)의 두께(도 13의 (b)의 L18)보다 약간 크게 되어 있는 점이 다르다. 또한, 이와 같이, 원판 모양의 하부덮개(5)에서 지지한다는(즉, 나사로 지지하는 것은 아님) 구조로 함으로써, 원자로의 안전성이 향상한다.

또한, 상기 내통(8) 및 상기 외통(9)은 중성자 흡수체(7)를 수납할 뿐인 부재이므로, 양 통(8, 9)의 두께(도 11의 (b)의 L14, 도 12의 (b)의 L11)는 작게 구성해도 된다. 또, 상기 상부덮개(10)는 제어봉 요소를 봉지(封止)하기 위해서만 이용되는 것이므로, 상부덮개(10)의 두께(도 13의 (b)의 L18)은 작게 구성해도 되며, 또한, 상기 하부덮개(5)도 상부덮개(10)보다는 약간 두께를 크게 하고 있지만, 하중이 걸리는 것은 중성자 흡수체(7)와 하부덮개 돌기(15 및 19)에 끼워진 부위뿐이므로, 하부덮개(5)의 두께(도 14의 (b)의 L17)는 그다지 크게 구성하지 않아도 된다. 이상과 같은 구성으로 함으로써, 고온가스로용 제어봉의 재료비를 저감할 수 있다.

(제1 형태의 변형예)

(1) 상기 실시예에서는 제어봉 요소(1)를 구성하는 부품 중 중성자 흡수체(7)를 제외한 부품을 C/C합성물 재료로 구성했지만, 중성자 흡수체(7)를 제외한 부품을 모두 SiC/SiC 합성물 재료로 구성해도 되고, 또, 주요 부품(예를 들면, 볼트(3a, 3b, 3c)나 연결밴드 등)만을 SiC/SiC 합성물 재료로 구성해도 된다. 또한, 주요 부품(예를 들면, 볼트(3a, 3b, 3c)나 연결밴드(6) 등)만을 C/C합성물 재료 또는 SiC/SiC 합성물 재료로 구성하고, 그 외의 부품을 통상의 탄소 재료로 구성해도 된다.

(2) 지지체의 형상은 단면 4각형 모양으로 한정하는 것이 아니고, 도 15에 나타내는 단면 정육각형 모양 또는 단면 정팔각형 모양 등이라도 되는 것은 물론이다. 또한, 도 15에 나타내는 단면 정육각형 모양인 경우에는 볼트(3)의 축끼리가 60°마다가 되도록 볼트(3)를 배치하면 된다.

(3) 상부에 배치되는 제어봉 요소(1)의 볼트(3a, 3b, 3c)나 연결밴드(6)는 하부에 배치되는 제어봉 요소(1)의 볼트(3a, 3b, 3c)나 연결밴드(6)에 비해 큰 하중이 가해지게 된다. 따라서, 상부에 배치되는 제어봉 요소(1)의 볼트(3a, 3b, 3c)는 하부에 배치되는 제어봉 요소(1)의 볼트(3a, 3b, 3c)보다 대경으로 하거나 상부에 배치되는 제어봉 요소(1)의 연결밴드(6)는 하부에 배치되는 제어봉 요소(1)의 연결밴드(6)보다 두께를 크게 하는 구성으로 해도 된다. 또, 상부에 배치되는 제어봉 요소(1)의 볼트(3a, 3b, 3c)나 연결밴드(6)를 SiC/SiC 합성물 재료로 구성하고, 하부에 배치되는 제어봉 요소(1)의 볼트(3a, 3b, 3c)나 연결밴드(6)를 C/C합성물 재료로 구성해도 된다.

(제2 형태)

본 발명의 제2 형태를 도 16 ~ 도 18에 근거하여 이하에 설명한다.

도 16에 나타내는 바와 같이, 제2 형태에 관한 제어봉 요소(1)는 외통(9)과 내통(8)과, 이들 양 통(8, 9) 사이에 배치된 중성자 흡수체(7)와, 상기 내통(8) 내에 배치된 원기둥 모양의 지지체(2)와, 상기 양 통(8, 9)의 하단에 배치되고, 상기 중성자 흡수체(7)를 하부에서 지지하는 하부덮개(5)와, 지지링(50)과, 고정나사(51)를 가지고 있다.

상기 외통(9)은 위쪽이 끝이 가늘어지는 범종 모양을 이루고 있으며, 하부 개구부(52)로부터 상기 중성자 흡수체(7) 및 내통(8)이 삽입되는 구조이다. 한편, 외통(9)의 상단에는 원기둥 모양의 지지체(2)를 삽입통과하기 위한 관통구멍(53)이 마련되어 있다. 또한, 내통(8)의 하단부에 배치된 원반 모양의 하부덮개(5)의 중앙에는 지지체(2)를 삽입통과하기 위한 관통구멍(55)이 마련되어 있으며, 또, 하부덮개(5)의 외경(도 18의 L21)은 외통(9)의 내경(도 18의 L20)과 대략 동일하게 되어 있다. 또한, 하부덮개(5)의 아래쪽에는 지지링(50)이 배치되어 있고, 이 지지링(50)의 외경(도 18의 L22)은 외통(9)의 내경(도 18의 L20)과 대략 동일하게 되어 있다.

상기 외통(9)과 상기 지지링(50)에는 지지링(50)이 외통(9) 내에 배치되었을 때에 일치하는 개소에 미리 구멍(56, 57)이 마련되어 있으며, 이 구멍(56, 57)에는, 예를 들면 2DC/C합성물로 이루어진 복수의 나사(51)(본 형태에서는 약 10개)가 나사맞춤된다. 이것에 의해서, 지지링(50)이 외통(9)에 고정되도록 되어 있다. 또한, 나사(51)는 외통(9)의 외면으로부터 돌출되지 않도록 마련된다. 또, 내통(8)의 길이는 그 상단이 외통(9)의 위쪽 내면에 거의 접하는 정도의 길이로 되어 있으며, 이것에 의해, 양 통(8, 9) 사이의 중성자 흡수체(7)를 다량으로 배치할 수 있는 구조로 되어 있다.

상기 구성이면, 내통(8)과 중성자 흡수체(7)와의 하중은 하부덮개(5)에 의해 받게 되며, 하부덮개(5)는 지지링(50)에 의해 하부로부터 지지되어 있다. 지지링(50)은 상하방향으로 폭을 가지고, 또한, 횡방향으로부터 나사 고정되어 있으므로, 하부덮개(5)로부터의 하중은 지지링(50)의 면방향에 가해져, 더욱이 복수의 나사 나사 맞춤부에 가해지므로, 내하중 성능을 높일 수 있다.

상기 지지체(2)는 내통(8)의 내측에 삽입통과되어 있고, 또, 지지체(2)에는 벌지(bulge)부(62)가 마련되어 있다. 상기 벌지부(62)의 외경(도 16의 L25)은 외통(9)의 상단에 마련된 상기 관통구멍(53)의 구멍 지름(도 16의 L26)보다 크게 되어 있으며, 이것에 의해서, 관통구멍(53)에 벌지부(62)가 걸려, 벌지부(62)를 통해서 지지체(2)에 의해 제어봉 요소(1)가 지지된다. 또한, 벌지부(62)의 상단 및 외통(9)의 관통구멍(53) 하부 가장자리는 테이퍼 모양으로 되어 있고, 당해 부분끼리가 접하는 것으로 외통(9)의 요동이 작아지는 구성이다.

상기 지지체(2)의 구체적인 구조는, 도 17에 나타내는 바와 같이, 상부 지지부재(60)와 벌지부(62)와 하부 지지부재(64)로 구성되어 있다. 상기 하부 지지부재(64)에는 나사부(63)가 마련되는 한편, 상기 상부 지지부재(60)에는 나사구멍(61)이 마련되어 있다. 또, 상부 지지부재(60)의 하단부에는 다른 부분보다 소경인 소경부(66)가 마련되어 있으며, 이 소경부(66)와 대경부(다른 부분)(67)와의 경계는 단차부(68)가 형성된다. 상기 벌지부(62)에는 삽입통과구멍(69)이 마련되어 있으며, 이 삽입통과구멍(69)의 직경(도 17의 L30)은 상기 소경부(66)의 소경부(66)의 직경(도 17의 L31)보다 크고, 대경부(67)의 직경(도 17의 L32)보다 작게 되도록 되어 있다. 이것에 의해, 상부 지지부재(60)의 하부로부터 상부 지지부재(60)의 소경부(66)에 벌지부(62)의 삽입통과구멍(69)을 삽입하면, 벌지부(62)의 상단은 단차부(68)에 걸린다. 그 상태에서 하부 지지부재(64)의 나사부(63)를 상부 지지부재(60)의 나사구멍(61)에 나사 맞춤하면, 상부 지지부재(60)와 하부 지지부재(64)와의 사이에 벌지부(62)가 끼워져 고정된다.

여기서, 제어봉 요소(1)를 복수 연결하는 경우에는, 하부 지지부재(64)의 하단에 나사구멍(도시생략)을 마련하고, 아래쪽으로부터 다른 제어봉 요소(도시생략)의 벌지부 및 나사부가 마련된 지주를 장착하도록 하는 구조로 하면 된다. 또한, 나사부 및 나사구멍을 마련하는 경우, 상부 지지부재(60)에 나사부를 마련하고, 하부 지지부재(64)에 나사구멍을 마련하는 구성이라도 된다.

본 구성에 의해, 적은 부재, 부품 수로 간편한 구성이면서 중성자 흡수체(7)를 외통(9) 내에 확실히 수용하는 구조로 할 수 있고, 또 중량이 큰 중성자 흡수체(7)를 지지체(2)에 의해 안정적으로 지지할 수 있다.

또한, 외통(9)을 포함한 본 실시형태의 모든 부재 및 부품은 C/C합성물재에 의해 형성하면, 고강도를 구비하면서 경량화를 도모할 수 있다. 또 C/C합성물로 교체하여, SiC/SiC 합성물을 이용하여, 더욱 고강도로 할 수도 있다. 단 SiC/SiC 합성물은 고가이기 때문에, 특히 높은 강도가 필요하게 되는 벌지부(62), 하부덮개(5), 지지링(50), 나사(51) 등에 한해서 이용하도록 해도 된다.

위쪽이 수속(收束)된 형상의 외통(9)의 일체적인 형성으로서는, 필라멘트 와인딩법 또는 핸드 레이-업(hand lay-up)법을 이용하는 것이 바람직하고, 보다 높은 강도를 얻을 수 있는 필라멘트 와인딩법을 이용하는 것이 특히 바람직하다. 필라멘트 와인딩법은 통상 탄소섬유를 묶은 탄소섬유다발을 열경화성 수지, 용제 등으로 이루어진 저점도의 결합재에 침지(浸漬)한 후, 결합재가 부착한 탄소섬유다발을 도가니 형상의 맨드릴에 감아 필요한 도가니 형상으로 성형한다. 맨드릴로의 감기는, 예를 들면, 본 출원인에 의한 특허 출원인 일본국 특개2003-201196에 기재되는 등, 적절한 방법으로 행하면 된다. 그 후, 예를 들면, 100 ~ 300℃ 정도의 온도로 열경화를 행하여, 얻어지는 성형체를 N₂가스 등의 불활성 가스 중에서 예를 들어 약 1000℃의 온도로 탄소화시킨다. 이 탄소화의 후, 필요에 따라서 페놀 수지, 타르 피치(tar pitch) 등을 함침시키고, 또한 1500℃ 이상의 온도로 가열하여 탄소화(흑연화)를 행한다. 이상의 공정에 의해 얻어진 도가니를, 예를 들면, 할로겐 가스 분위기 중에서 1500 ~ 2500℃ 정도의 온도에서 가열하고, 고순도화 처리를 시행하여, C/C재로 하는 것이다. 핸드 레이-업법은 탄소섬유 크로스를 도가니형틀에 부착하여 성형체를 제작한 후, FW법과 마찬가지로 열경화, 탄소화, 흑연화 및 고순도화 처리를 시행하여 C/C재로 하는 것이다.

(제3 형태)

본 제3 형태를 도 19에 근거하여 설명하지만, 내통, 중성자 흡수체 및 지지체의 구조는 상기 제2 형태와 같은 구조이므로, 도 19에서 그들 부재는 생략하고 있다.

도 19에 나타내는 바와 같이, 외통의 하단으로부터 약간 위쪽에 원주 방향을 따라서 단속적으로 삽입통과구멍(70)이 마련되고, 이 삽입통과구멍(70)에 평판 모양의 지지판(71)이 삽입되며, 지지판(71)의 양단이 삽입통과구멍(70)의 하부에 있는 외통(9)에 의해 아래쪽으로부터 지지됨으로써, 지지판(71)에 의해 중성자 흡수체 및 내통이 아래쪽에서 지지된다. 지지판(71)의 길이방향 중앙 부근에는 지지체(2)를 삽입통과하는 관통구멍(55)이 마련되어 있다.

또한, 삽입통과구멍(70)을 이용하여 배치하는 지지판(71)은 상기와 같이 2매 로 한정하는 것이 아니고, 1매라도 되며, 필요하게 되는 강도에 따라 3매 이상으로 해도 된다. 또, 필요에 따라서 삽입통과구멍(70)의 폭도 적절한 폭으로 하면 되고, 또한, 지지판(71)에 대해서도 필요하게 되는 강도에 따라 두께를 임의로 설정해도 된다.

본 구성으로 하면, 삽입통과구멍(70)을 마련하고, 이 삽입통과구멍(70)에 지지판(71)을 찔러넣는다고 하는, 지극히 간편한 구성에 의해 중성자 흡수체의 지지가 가능하게 된다. 또 중성자 흡수체나 내통 등의 지지하는 대상의 중량에 따라서 지지판의 두께나 폭 등을 설정하면 되고, 용이하게 강도 설정이 가능하게 될 수 있다.

또한, 중성자 흡수체는 지지판(71)의 위에 직접 얹어 놓도록 해도 되고, 또는 지지판(71)의 위에 도 18에 나타내는 하부덮개(5)를 배치하여 그 위에 얹어 놓아도 된다. 또 도 16 및 도 18에 나타낸 것 같은 하부덮개(5) 및 지지링(50)을 이용하는 구성을 병용하여, 지지 강도를 높이도록 해도 된다.

또한, 상기 제2 형태 및 제3 형태에서, 경우에 따라서는 하부덮개(5)나 지지판(71)의 지지체 삽입통과용의 관통구멍(55)에 상당하는 부위에 볼트 등을 장착하여, 그 볼트를 이용하여 다른 제어봉 요소와 접속할 수도 있다.

<산업상의 이용 가능성>

본 발명은 원자력 발전의 고온가스로에 이용할 수 있다.

Claims

이중원통 모양을 이루는 외통과 내통과의 사이에 중성자 흡수체가 배치된 제어봉 요소를 복수 구비하고, 이 제어봉 요소가 연직방향으로 연결되는 구조의 고온가스로용 제어봉으로서,
상기 내통 내에는 적어도 상기 중성자 흡수체를 지지하는 기둥 모양의 지지체가 배치되고, 이 지지체의 상하 양단부 중 적어도 한쪽의 단부에는 다른 제어봉 요소와 연결하는 연결수단이 마련되어 있고,
상기 지지체는 측벽과, 이 측벽에 둘러싸여 연직방향으로 연장하는 중공부를 가지며,
상기 연결수단은 상기 지지체의 측벽에 형성된 2개의 구멍을 수평방향으로 삽입통과하는 샤프트와, 이 샤프트가 관통된 링 모양의 연결밴드를 구비하는 고온가스로용 제어봉.
청구항 1에 있어서,
제어봉 요소를 구성하는 부재 중 중성자 흡수체를 제외한 부재는 C/C합성물 재료 또는 SiC/SiC 합성물 재료로 이루어지는 고온가스로용 제어봉.
삭제
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 연결밴드는 판 모양을 이루는 고온가스로용 제어봉.
청구항 1에 있어서,
상기 제어봉 요소 사이에는 틈새가 마련되어 있는 고온가스로용 제어봉.
청구항 1에 있어서,
상기 지지체의 상하 양단에 상기 연결수단이 각각 마련되어 있는 경우에는, 상단에 마련된 샤프트와 하단에 마련된 샤프트와는 뒤틀림 상태가 되도록 배치되고, 또한, 상기 연결밴드의 폭은 상기 중공부에서의 샤프트의 축방향의 길이보다도 작게 되도록 구성되어 있는 고온가스로용 제어봉.
청구항 1에 있어서,
상기 측벽에 형성된 2개의 구멍의 지름보다도 상기 샤프트의 지름이 작게 되어 있는 고온가스로용 제어봉.
청구항 1에 있어서,
상기 샤프트의 축에 대해 수직방향이 되는 상기 연결밴드 중공폭이 상기 샤프트의 지름보다 크게 되어 있는 고온가스로용 제어봉.
청구항 1에 있어서,
상기 복수의 제어봉 요소 중 인접하는 제어봉 요소에서 위쪽에 위치하는 제어봉 요소에서는 상기 샤프트가 지지체의 측벽의 하단부 근방 위치에 배치되는 한편, 아래쪽에 위치하는 제어봉 요소에서는 상기 샤프트가 지지체의 측벽의 상단부 근방 위치에 배치되는 고온가스로용 제어봉.
청구항 1에 있어서,
상기 샤프트의 일단이 상기 내통의 내면과 맞닿은 상태라도 상기 샤프트는 상기 2개의 구멍을 삽입통과하고 있는 상태가 유지되는 고온가스로용 제어봉.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 지지체의 하단부 혹은 그 근방에는 내통 방향으로 연장하는 중성자 흡수체 지지돌기가 형성되어 있는 고온가스로용 제어봉.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 지지체는 단면 다각형상으로서, 이 다각형은 짝수의 다각형인 고온가스로용 제어봉.
청구항 13에 있어서,
상기 단면 다각형상의 지지체는 평판 모양의 탄소계 재료를 조합하여 형성되는 고온가스로용 제어봉.
청구항 14에 있어서,
상기 지지체의 하단부 혹은 그 근방에는 내통 방향으로 연장하는 중성자 흡수체 지지돌기가 형성되어 있으며,
상기 중성자 흡수체 지지돌기는 상기 평판 모양의 탄소계 재료와 일체 형성되어 있는 고온가스로용 제어봉.