JP5376782B2 - 原子炉用制御棒及びその製造方法 - Google Patents
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Description
図1(A)は、本発明に係る原子炉用制御棒の第1の実施の形態についての背景を説明するための臨界実験体系を示す平面図、図1(B)は図1(A)のB部を拡大して示す平面図である。
図4は、本発明に係る原子炉用制御棒の第2の実施の形態を示し、(A)が図3(B)に対応する断面図、(B)が図3(C)に対応する断面図である。この第2の実施の形態において、前記第1の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付して説明を簡略化し、または省略する。
図5は、本発明に係る原子炉用制御棒の第3の実施の形態を示し、(A)が図3(B)に対応する断面図、(B)が図3(C)に対応する断面図である。この第3の実施の形態において、前記第1及び第2の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付して説明を簡略化し、または省略する。
図6は、本発明に係る原子炉用制御棒の第4の実施の形態を示し、(A)が図3(B)に対応する断面図、(B)が図3(C)に対応する断面図である。この第4の実施の形態において、前記第1〜第3の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付して説明を簡略化し、または省略する。
図7は、本発明に係る原子炉用制御棒の第5の実施の形態を示し、(A)が一翼の縦断面図、(B)、(C)、(D)が図7(A)のB−B線、C−C線、D−D線にそれぞれ沿う断面図である。この第5の実施の形態において、前記第1〜第4の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付して説明を簡略化し、または省略する。
図8は、本発明に係る原子炉用制御棒の第6の実施の形態を示し、(A)が一翼の縦断面図、(B)、(C)、(D)、(E)が、図8(A)のB−B線、C−C線、D−D線、E−E線にそれぞれ沿う断面図である。この第6の実施の形態において、前記第1〜第5の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
図9は、本発明に係る原子炉用制御棒の第7の実施の形態を示し、(A)が一翼の縦断面図、(B)、(C)、(D)、(E)が図9(A)のB−B線、C−C線、D−D線、E−E線にそれぞれ沿う断面図である。この第7の実施の形態において、前記第1〜第6の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
図10は、本発明に係る原子炉用制御棒の第8の実施の形態を示し、(A)が一翼の縦断面図、(B)、(C)が図10(A)のB−B線、C−C線にそれぞれ沿う断面図である。この第8の実施の形態において、前記第1〜第7の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
図11は、本発明に係る原子炉用制御棒の第9の実施の形態を示し、(A)が一翼の縦断面図、(B)、(C)が図11(A)のB−B線、C−C線にそれぞれ沿う断面図である。この第9の実施の形態において、前記第1〜第8の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
図12は、本発明に係る原子炉用制御棒の第10の実施の形態を示し、(A)が一翼の縦断面図、(B)、(C)、(D)が図12(A)のB−B線、C−C線、D−D線にそれぞれ沿う断面図である。この第10の実施の形態において、前記第1〜第9の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
図13は、本発明に係る原子炉用制御棒の第11の実施の形態を示し、(A)が一翼の縦断面図、(B)、(C)、(D)が図13(A)のB−B線、C−C線、D−D線にそれぞれ沿う断面図である。この第11の実施の形態において、前記第1〜第10の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
図14は、本発明に係る原子炉用制御棒の第12の実施の形態を製造する平板形状のハフニウム板を示す展開図である。図15は、(A)が、図14の平板形状のハフニウム板の山曲げ部を山曲げして両端部を溶接した断面図、(B)が、図15(A)のB部を拡大して示す断面図、(C)が、図15(A)の谷曲げ部を谷曲げして構成された制御棒の一翼を示す横断面図である。この第12の実施の形態において、前記第1〜第11の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
図16(A)は、本発明に係る原子炉用制御棒の第13の実施の形態を製造する平板形状のハフニウム板の一部を示す展開図であり、図16(B)は、図16(A)のハフニウム板の谷曲げ部を谷曲げして構成された制御棒の部分横断面図である。この第13の実施の形態において、前記第1〜第12の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
21 ハフニウム板
21A、21B ハフニウム板
22 翼
23 先端構造材
24 末端構造材
25 タイクロス
29 スペーサ部材
31 間隙
40 原子炉用制御棒
41 板
45 原子炉用制御棒
46 板
50 原子炉用制御棒
52 スペーサ部材
55 原子炉用制御棒
56、56A、56B ハフニウム板
57 間隙
60 原子炉用制御棒
62A、62B スペーサ部材
66A、66B バー部材
68A、68B ハフニウム板
75 原子炉用制御棒
77A、77B スペーサ部材
80 原子炉用制御棒
81A バー部材
83 導入孔
85 原子炉用制御棒
87A、87B スペーサ部材
88 被覆
90 原子炉用制御棒
94A、94B ハフニウム板
100 原子炉用制御棒
102B ハフニウム板
103 水空間
110 原子炉用制御棒
121 山曲げ部
122 谷曲げ部
130 原子炉用制御棒
Claims (13)
- ハフニウムまたはハフニウム合金を中性子吸収材とする4枚の翼の挿入先端と挿入末端を横断面十字形の先端構造材と末端構造材にそれぞれ結合した原子炉用制御棒において、
前記制御棒の中心軸を中心に含み、当該制御棒の軸方向に所定の間隔を隔てて配置されたタイクロスを用いて4枚の前記翼を十字型に結合し、
前記先端構造材と前記タイクロスは、天然組成程度またはそれ以上にハフニウムの含有を許容するジルコニウム合金としてのジルカロイ製であり、
前記翼の主要部を構成する前記中性子吸収材には、炉水を介在可能な間隙が形成され、
前記翼の少なくとも翼端部には、ハフニウムまたはハフニウム合金製のスペーサ部材が配置され、
前記翼内における前記制御棒の中心軸側にジルカロイ製の棒状のバー部材が配設され、
前記中性子吸収材には、前記制御棒の中心軸側と翼端部との間で前記制御棒の軸方向に複数の導入孔が形成され、
前記中性子吸収材は、全長が略同一の板厚とされ、挿入末端から挿入先端側へ向かう半分の長さにおいて、挿入先端側よりも幅が狭く形成され、翼端部が挿入先端側と同一位置に設定されて構成されたことを特徴とする原子炉用制御棒。 - 前記中性子吸収材は、内面と外面の少なくとも一方の大部分または略全面に、ジルカロイ、またはハフニウムをジルコニウムに希釈したハフニウム合金の層で覆われていることを特徴とする請求項1に記載の原子炉用制御棒。
- 前記翼を構成する中性子吸収材は、円筒形に形成された後に平管化されて構成されたものであることを特徴とする請求項1に記載の原子炉用制御棒。
- 前記翼を構成する板状の中性子吸収材は間隙を挟んで対向配置され、翼端部内には、短尺化された棒状のスペーサ部材が、その長さ方向の中央付近において前記中性子吸収材に支持されて配設されたことを特徴とする請求項1に記載の原子炉用制御棒。
- ハフニウムまたはハフニウム合金を中性子吸収材とする4枚の翼の挿入先端と挿入末端を横断面十字形の先端構造材と末端構造材にそれぞれ結合した原子炉用制御棒において、
前記制御棒の中心軸を中心に含み、当該制御棒の軸方向に所定の間隔を隔てて配置されたタイクロスを用いて4枚の前記翼を十字型に結合し、
前記先端構造材と前記タイクロスは、天然組成程度またはそれ以上にハフニウムの含有を許容するジルコニウム合金としてのジルカロイ製であり、
前記翼の主要部を構成する前記中性子吸収材には、炉水を介在可能な間隙が形成され、
前記翼の少なくとも翼端部には、ハフニウムまたはハフニウム合金製のスペーサ部材が配置され、
前記翼内における前記制御棒の中心軸側にジルカロイ製の棒状のバー部材が配設され、
前記中性子吸収材には、前記制御棒の中心軸側と翼端部との間で前記制御棒の軸方向に複数の導入孔が形成され、
前記中性子吸収材は、挿入先端から挿入末端側へ向かう半分の長さにおいて、前記挿入末端側よりも板厚が厚く構成されたことを特徴とする記載の原子炉用制御棒。 - 前記中性子吸収材は、挿入末端から挿入先端側へ向かう約半分の長さにおいて、前記挿入先端側よりもハフニウムの濃度が1/2程度となるように希釈され、板厚が挿入先端側と略等しくなるように構成されたことを特徴とする請求項1に記載の原子炉用制御棒。
- 1枚の平板形状のハフニウム板またはハフニウム合金板に、山曲げ部と谷曲げ部が等間隔で平行に交互に設けられ、前記谷曲げ部には軸方向に規則的に複数の長窓が設けられ、
前記山曲げ部が山曲げされ前記谷曲げ部が谷曲げされた状態で、前記谷曲げ部が相互に近接されて横断面が十字形となるように構成され、
少なくとも翼端部に、ハフニウムまたはハフニウム合金製のスペーサ部材が配設され、
前記谷曲げ部に、ジルカロイ製のタイクロスが、制御棒の軸方向に所定間隔で配置され
て構成されたことを特徴とする原子炉用制御棒。 - 4枚の平板形状のハフニウム板またはハフニウム合金板の谷曲げ部に、軸方向に規則的な間隔で複数の長窓が設けられ、
前記板が谷曲げ部で谷曲げされてL字状に形成された状態で、当該各板が、前記曲げられた部分を相互に近接させて十字形に配置され、
対向配置された前記板の両端部に、ハフニウムまたはハフニウム合金製のスペーサ部材が配設され、
前記L字状に曲げられた前記板には、制御棒の軸方向における前記各長窓間に、ジルカロイ製のタイクロスが配置されて構成されたことを特徴とする原子炉用制御棒。 - 前記スペーサ部材は、ジルカロイ、またはハフニウムを含むジルカロイ合金で被覆されたことを特徴とする請求項1に記載の原子炉用制御棒。
- 前記翼を構成する中性子吸収材の外面の大部分が研磨仕上げされたことを特徴とする請求項1に記載の原子炉用制御棒。
- 前記翼の翼端部に配置されるスペーサ部材は、前記翼を構成する中性子吸収材と同時に圧延された素材から製作された当該素材と同じ厚さの板片を、単数または複数枚重ねて構成されたことを特徴とする請求項1に記載の原子炉用制御棒。
- 1枚の平板形状のハフニウム板またはハフニウム合金板に、山曲げ部と谷曲げ部を等間隔で平行に交互に設けると共に、前記谷曲げ部には軸方向に規則的に複数の長窓を設け、
次に、前記山曲げ部を山曲げし、前記谷曲げ部を谷曲げした後に、前記谷曲げ部を相互に近接して横断面が十字形となるようにし、
その後、少なくとも翼端部に、ハフニウムまたはハフニウム合金製のスペーサ部材を配設し、前記谷曲げ部に、ジルカロイ製のタイクロスを、制御棒の軸方向に所定間隔で配置して制御棒を製造することを特徴とする原子炉用制御棒の製造方法。 - 4枚の平板形状のハフニウム板またはハフニウム合金板の谷曲げ部に、軸方向に規則的な間隔で複数の長窓を設け、
次に、前記板を谷曲げ部で谷曲げしてL字状に形成した後に、当該各板を、前記曲げられた部分を相互に近接させて十字形に配置し、
その後、対向配置された前記板の両端部に、ハフニウムまたはハフニウム合金製のスペーサ部材を配設し、前記L字状に曲げられた前記板には、制御棒の軸方向における前記各長窓間に、ジルカロイ製のタイクロスを配置して制御棒を製造することを特徴とする原子炉用制御棒の製造方法。
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