JPH03215789A - 原子炉用制御棒 - Google Patents
原子炉用制御棒Info
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- JPH03215789A JPH03215789A JP2008404A JP840490A JPH03215789A JP H03215789 A JPH03215789 A JP H03215789A JP 2008404 A JP2008404 A JP 2008404A JP 840490 A JP840490 A JP 840490A JP H03215789 A JPH03215789 A JP H03215789A
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- control rod
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- reactor
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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
- 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】
〔発明の目的〕
(産業上の利用分野)
本発明は複数の燃料集合体相互間の間隙部をぬって、下
方向から挿抜される沸騰水型原子炉用制御棒に係り、特
に挿抜動作を円滑に実施することが可能な原子炉用制御
棒に関する。
方向から挿抜される沸騰水型原子炉用制御棒に係り、特
に挿抜動作を円滑に実施することが可能な原子炉用制御
棒に関する。
(従来の技術)
一般に沸騰水型原子炉(以下rBWRjという。)の炉
心は、第3図に示すように、断面が十字型の原子炉用制
御棒1と、その周囲を取囲むように配設された4体の燃
料集合体2とから成る炉心セル3を原子炉圧力容器4内
に多数配置して構成される。
心は、第3図に示すように、断面が十字型の原子炉用制
御棒1と、その周囲を取囲むように配設された4体の燃
料集合体2とから成る炉心セル3を原子炉圧力容器4内
に多数配置して構成される。
各燃料集合体2は、第4図および第5図に示すように、
正方形の横断面を有する角筒状のチャンネルボックス5
内に多数の燃料棒6と水棒7とを、例えば縦横に8列ず
つ正方格子状に配列し、さらに各燃料棒6および水棒7
の上下端をそれぞれ上部タイプレート8、下部タイプレ
ート9に装着して構成される。
正方形の横断面を有する角筒状のチャンネルボックス5
内に多数の燃料棒6と水棒7とを、例えば縦横に8列ず
つ正方格子状に配列し、さらに各燃料棒6および水棒7
の上下端をそれぞれ上部タイプレート8、下部タイプレ
ート9に装着して構成される。
多数の燃料棒6および水棒7は軸方向に間隔をおいて配
設された複数のスペーサ10に挿通され、離間配置され
る。また上部タイプレート8には操作用のハンドル11
が固着されるとともに、チャンネルボックス5の軸方向
への移動を拘束するファスナ12が装着される。
設された複数のスペーサ10に挿通され、離間配置され
る。また上部タイプレート8には操作用のハンドル11
が固着されるとともに、チャンネルボックス5の軸方向
への移動を拘束するファスナ12が装着される。
原子炉運転時には、各燃料集合体2の下部タイプレート
9下方に設けられているノズル13から冷却水が流入し
、核反応によって発熱した各燃料棒6の表面において熱
交換しながら上部タイプレート8上部へ流出する。ここ
でノズル13側を冷却水の上流側、上部タイプレート8
側を下流側と称している。
9下方に設けられているノズル13から冷却水が流入し
、核反応によって発熱した各燃料棒6の表面において熱
交換しながら上部タイプレート8上部へ流出する。ここ
でノズル13側を冷却水の上流側、上部タイプレート8
側を下流側と称している。
一方、従来の原子炉用制御棒1は第6図および第7図に
示すように、操作用ハンドル14を一体に固着した先端
構造材15と、末端構造材16とを、十字状の横断面を
有する結合部材としてのタイロツド17(センターポス
トと称することもある。)により結合し、これらの側縁
部に、深いU字状の横断面を有する長い金属製シース1
8を固着して4枚のウイング19を形成し、各シース1
8内部に中性子吸収材20を配置して構成される。
示すように、操作用ハンドル14を一体に固着した先端
構造材15と、末端構造材16とを、十字状の横断面を
有する結合部材としてのタイロツド17(センターポス
トと称することもある。)により結合し、これらの側縁
部に、深いU字状の横断面を有する長い金属製シース1
8を固着して4枚のウイング19を形成し、各シース1
8内部に中性子吸収材20を配置して構成される。
また先端構造材15の両端部には、制御棒の移動経路を
案内するガイドローラ21が付設される。
案内するガイドローラ21が付設される。
このガイドローラ21は、先端構造材15の厚さより大
きな直径を有するローラを、先端構造材15の本体内に
回転自在に装着して構成される。
きな直径を有するローラを、先端構造材15の本体内に
回転自在に装着して構成される。
方末端構造材16の下端部には、制御棒が落下した場合
の落下速度を規制するスピードリミツタ22と、制御棒
駆動機構に接続するためのソケット23とが配設される
。またウイング19を構成する各シース18の側面には
、冷却水をシース18内部に流出入させるための通水孔
24が多数穿設される。
の落下速度を規制するスピードリミツタ22と、制御棒
駆動機構に接続するためのソケット23とが配設される
。またウイング19を構成する各シース18の側面には
、冷却水をシース18内部に流出入させるための通水孔
24が多数穿設される。
従来、中性子吸収材としては一般に84C粉末を細管内
に充填した中性子吸収棒が採用されていきたが、本願発
明者らは、B4Cに比較して寿命を飛躍的に延伸するこ
とができる長寿命型の原子炉用制御棒を開発し、実用化
に成功した。その原子炉用制御棒の詳細な構成および作
用効果については例えば特願昭61−78746号明細
書、図面において開示している。
に充填した中性子吸収棒が採用されていきたが、本願発
明者らは、B4Cに比較して寿命を飛躍的に延伸するこ
とができる長寿命型の原子炉用制御棒を開発し、実用化
に成功した。その原子炉用制御棒の詳細な構成および作
用効果については例えば特願昭61−78746号明細
書、図面において開示している。
この開示された原子炉用制御棒は、第6図および第7図
に示すように、中性子吸収板20として、ハフニウム(
Hf)の金属板20aを各シース18内に間隔をおき対
向させるように配置した構造を有するものである。対向
するハフニウム金属板20aは、複数の保持スペーサ2
5によって、空隙26が一定幅に保持されるように固定
される。
に示すように、中性子吸収板20として、ハフニウム(
Hf)の金属板20aを各シース18内に間隔をおき対
向させるように配置した構造を有するものである。対向
するハフニウム金属板20aは、複数の保持スペーサ2
5によって、空隙26が一定幅に保持されるように固定
される。
また保持スペーサ25は、ハフニウム金属板20aの荷
重をシース18に担持させるサポートとしての機能と、
各シース18の対向面を接合してウイング19全体の構
造強度を高める機能とを有している。またハフニウム金
属板20aは、シース18の軸方向に分割された複数の
金属板要素から構成される。
重をシース18に担持させるサポートとしての機能と、
各シース18の対向面を接合してウイング19全体の構
造強度を高める機能とを有している。またハフニウム金
属板20aは、シース18の軸方向に分割された複数の
金属板要素から構成される。
原子炉運転時には、対向したハフニウム金属板2Oa間
に形成された空隙26に炉水が流入し、この炉水は高速
中性子を減速する減速材としての機能およびウイング1
9を冷却する冷却材としての機能を発揮しながら、挿入
末端側(上流側)から挿入先端側(下流側)へ流れる。
に形成された空隙26に炉水が流入し、この炉水は高速
中性子を減速する減速材としての機能およびウイング1
9を冷却する冷却材としての機能を発揮しながら、挿入
末端側(上流側)から挿入先端側(下流側)へ流れる。
各シース18およびハフニウム金属板20aには多数の
通水孔24が穿設されているため、炉水のシース18内
への流入流出は極めて容易であり、冷却作用および中性
子減速作用は円滑に進行する。
通水孔24が穿設されているため、炉水のシース18内
への流入流出は極めて容易であり、冷却作用および中性
子減速作用は円滑に進行する。
このような原子炉用制御棒1は、各シース18内に対向
配置した平板状の中性子吸収材の間に形成される空隙2
6に炉水を充満させ、この空隙部の炉水によって高速中
性子を減速しトラップする構成を有するため、トラップ
型制御棒と称されるに至った。
配置した平板状の中性子吸収材の間に形成される空隙2
6に炉水を充満させ、この空隙部の炉水によって高速中
性子を減速しトラップする構成を有するため、トラップ
型制御棒と称されるに至った。
(発明が解決しようとする課題)
しかしながら、第6図および第7図に示す従来の原子炉
用制御棒においては、炉心の燃料集合体相互間の間隙部
に挿抜する際に、シース18が変形したチャンネルボッ
クス5に接触し円滑な挿抜操作が困難となるおそれが高
い。
用制御棒においては、炉心の燃料集合体相互間の間隙部
に挿抜する際に、シース18が変形したチャンネルボッ
クス5に接触し円滑な挿抜操作が困難となるおそれが高
い。
第8図は従来のトラップ型の原子炉用制御棒1を炉心に
挿入した状態を示す平断面図である。チャンネルボック
ス5内には、下部タイプレート9側(上流側)から上部
タイプレート8側(下流側)に向って炉水が高速で流れ
るインチャンネルフローが形成される一方、チャンネル
ボックス5の外周でも炉水が緩速で流れるアウトチャン
ネルフローが形成される。インチャンネルフローには燃
料との熱交換によって蒸気が発生し、フローの上流側に
おいてアウトチャンネルよりも高い水圧を有している。
挿入した状態を示す平断面図である。チャンネルボック
ス5内には、下部タイプレート9側(上流側)から上部
タイプレート8側(下流側)に向って炉水が高速で流れ
るインチャンネルフローが形成される一方、チャンネル
ボックス5の外周でも炉水が緩速で流れるアウトチャン
ネルフローが形成される。インチャンネルフローには燃
料との熱交換によって蒸気が発生し、フローの上流側に
おいてアウトチャンネルよりも高い水圧を有している。
そのため運転時にチャンネルボックス5は常に内圧を受
けている。
けている。
この炉水による内圧と中性子照射効果による材料脆化と
が相乗し、チャンネルボックス5は、炉内における使用
期間が長期化するに従って破線で示すように、その側面
中央部が外方に膨出する一方、コーナ部では膨みは生じ
ないが逆に燃料集合体2の中心軸方向に向って若干変形
を起こす。
が相乗し、チャンネルボックス5は、炉内における使用
期間が長期化するに従って破線で示すように、その側面
中央部が外方に膨出する一方、コーナ部では膨みは生じ
ないが逆に燃料集合体2の中心軸方向に向って若干変形
を起こす。
この変形はチャンネルクリープと呼ばれ多くの燃料集合
体に共通して起こる現象である。チャンネルクリープが
進行するとチャンネルボックス5の表面と制御棒1のシ
ース18とが接触するようになり、原子炉用制御棒の挿
抜操作に支障をきたすこととなる。
体に共通して起こる現象である。チャンネルクリープが
進行するとチャンネルボックス5の表面と制御棒1のシ
ース18とが接触するようになり、原子炉用制御棒の挿
抜操作に支障をきたすこととなる。
チャンネルクリープの発生位置は、各部の寸法形状から
明らかなように、チャンネルボックス5の各側面中心線
Cから幅方向両側の領域である。
明らかなように、チャンネルボックス5の各側面中心線
Cから幅方向両側の領域である。
一方チャンネルボックス5に対向するシース18は複数
の保持スペーサ10によって強固に固定されている。保
持スペーサ10はタイロッド17側のものが側面中心線
Cから約33amの位置に配設される一方、ウイング1
9外側縁のもので約30mmの位置に配設される。この
ように保持スペーサ10.10間のスパンが小さいため
、両保持スペーサ10.10間のシース18の剛性が非
常に大きく、チャンネルボックス5がクリープを起こし
て膨らんだ場合においてもその膨らみに沿ってシース1
8が変形することが少ない。したがってチャンネルボッ
クス5と制御棒1との接触抵抗が大きくなり、制御棒1
の円滑な挿抜動作が困難となるおそれがあった。
の保持スペーサ10によって強固に固定されている。保
持スペーサ10はタイロッド17側のものが側面中心線
Cから約33amの位置に配設される一方、ウイング1
9外側縁のもので約30mmの位置に配設される。この
ように保持スペーサ10.10間のスパンが小さいため
、両保持スペーサ10.10間のシース18の剛性が非
常に大きく、チャンネルボックス5がクリープを起こし
て膨らんだ場合においてもその膨らみに沿ってシース1
8が変形することが少ない。したがってチャンネルボッ
クス5と制御棒1との接触抵抗が大きくなり、制御棒1
の円滑な挿抜動作が困難となるおそれがあった。
一方先端構造材15の外縁でほぼ保持スペーサ10の配
設位置に一致してガイドローラ21が取り付けられてお
りこのガイドローラ21は、チャンネルボックス5の膨
らみが生じる側面位置に当接しながら軸方向に転動する
ため、同様に制御棒の挿抜時に接触抵抗が高くなる欠点
がある。
設位置に一致してガイドローラ21が取り付けられてお
りこのガイドローラ21は、チャンネルボックス5の膨
らみが生じる側面位置に当接しながら軸方向に転動する
ため、同様に制御棒の挿抜時に接触抵抗が高くなる欠点
がある。
さらに制御棒1の操作用ハンドル14の垂直部分が、チ
ャンネルボックス5の側面中心線からタイロッド17方
向に向って約201III1の位置に固定されており、
この垂直部分の肉厚はシースの最大厚さとほぼ同じに設
定されている。そのため制御棒1の挿抜時にチャンネル
ボックス5の膨出部と軸方向に沿って接触し、同様に接
触抵抗を増大させる欠点がある。
ャンネルボックス5の側面中心線からタイロッド17方
向に向って約201III1の位置に固定されており、
この垂直部分の肉厚はシースの最大厚さとほぼ同じに設
定されている。そのため制御棒1の挿抜時にチャンネル
ボックス5の膨出部と軸方向に沿って接触し、同様に接
触抵抗を増大させる欠点がある。
このため従来は定期点検の際に各燃料集合体2のチャン
ネルボックス5の膨らみ状況を測定し、その値が所定値
を超えるものについては新規のチャンネルボックスに交
換していた。そのため大きな放射性廃棄物が多量に排出
することとなり、経済性のみならず、放射性廃棄物処理
に多大な労力を要するなどの問題点を生じていた。
ネルボックス5の膨らみ状況を測定し、その値が所定値
を超えるものについては新規のチャンネルボックスに交
換していた。そのため大きな放射性廃棄物が多量に排出
することとなり、経済性のみならず、放射性廃棄物処理
に多大な労力を要するなどの問題点を生じていた。
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、挿抜動作を円滑に実施することが可能であり、長
期間にわたって使用することが可能な原子炉用制御棒を
提供することを目的とする。
あり、挿抜動作を円滑に実施することが可能であり、長
期間にわたって使用することが可能な原子炉用制御棒を
提供することを目的とする。
(課題を解決するための手段)
上記目的を達成するため本発明は、操作用ハンドルを一
体に固着した先端構造材と末端構造材とを結合部材で結
合し、上記先端構造材、末端構造材および結合部材の側
縁に横断面が深いU字状の金属製シースを固着してウイ
ングを形成し、上記シースの内部に間隔をおいて対向す
るように中性子吸収板を配設し、中性子吸収板の配設位
置を固定する複数の保持スペーサをシースの幅方向に設
けた原子炉用制御棒において、原子炉用制御棒を炉心に
挿入した場合にシースと対向する燃料集合体のチャンネ
ルボックスの変形領域を避けた、シースの幅方向両側縁
部に上記保持スペーサを配設し、上記変形領域は、チャ
ンネルボックス側面の中心位置から幅方向両側に少な《
とも30mm離れた位置までの範囲に設定するとともに
、先端構造材および先端構造材に一体に固着された操作
用ハンドルの肉厚は、先端構造材近傍におけるウイング
の最大厚さより小さく設定する一方、制御棒挿抜時にチ
ャンネルボックス表面に摺接し、ウイングの移動方向を
案内するガイドパットを各ウイングの外側縁部に配設し
て構成する。
体に固着した先端構造材と末端構造材とを結合部材で結
合し、上記先端構造材、末端構造材および結合部材の側
縁に横断面が深いU字状の金属製シースを固着してウイ
ングを形成し、上記シースの内部に間隔をおいて対向す
るように中性子吸収板を配設し、中性子吸収板の配設位
置を固定する複数の保持スペーサをシースの幅方向に設
けた原子炉用制御棒において、原子炉用制御棒を炉心に
挿入した場合にシースと対向する燃料集合体のチャンネ
ルボックスの変形領域を避けた、シースの幅方向両側縁
部に上記保持スペーサを配設し、上記変形領域は、チャ
ンネルボックス側面の中心位置から幅方向両側に少な《
とも30mm離れた位置までの範囲に設定するとともに
、先端構造材および先端構造材に一体に固着された操作
用ハンドルの肉厚は、先端構造材近傍におけるウイング
の最大厚さより小さく設定する一方、制御棒挿抜時にチ
ャンネルボックス表面に摺接し、ウイングの移動方向を
案内するガイドパットを各ウイングの外側縁部に配設し
て構成する。
(作用)
上記構成に係る原子炉用制御棒によれば、シースと対向
する燃料集合体のチャンネルボックスの変形領域を避け
たシースの幅方向両側縁部に保持スペーサを配設してい
るため、保持スペーサ間のスパンが太き《なり、その間
のシースの圧縮に対する逃げが容易になる。そのため、
燃料集合体のチャンネルボックスがクリープ変形によっ
てシース側に膨出した場合においてもシースは膨らみに
沿って容易に変形する。したがって制御棒とチャンネル
ボックスとの接触抵抗は少なく、常に制御棒の挿抜動作
を円滑に行なうことができる。
する燃料集合体のチャンネルボックスの変形領域を避け
たシースの幅方向両側縁部に保持スペーサを配設してい
るため、保持スペーサ間のスパンが太き《なり、その間
のシースの圧縮に対する逃げが容易になる。そのため、
燃料集合体のチャンネルボックスがクリープ変形によっ
てシース側に膨出した場合においてもシースは膨らみに
沿って容易に変形する。したがって制御棒とチャンネル
ボックスとの接触抵抗は少なく、常に制御棒の挿抜動作
を円滑に行なうことができる。
特に保持スペーサを、チャンネルボックス側面の中心位
置から幅方向両側に少なくとも30+nm離れた変形領
域外に配設することにより、現行の標準寸法で形成され
たシースの圧縮力逃げを容易にすることができる。
置から幅方向両側に少なくとも30+nm離れた変形領
域外に配設することにより、現行の標準寸法で形成され
たシースの圧縮力逃げを容易にすることができる。
また操作用ハンドルを含めた先端構造材の肉厚をウイン
グの最大厚さより小さくすることにより、制御棒とチャ
ンネルボックスとの接触が少なくなり、より円滑な挿抜
操作を行なうことができる。
グの最大厚さより小さくすることにより、制御棒とチャ
ンネルボックスとの接触が少なくなり、より円滑な挿抜
操作を行なうことができる。
また従来のガイドローラに換えて、各ウイングの外側縁
部にガイドバットを配設したことにより、案内部材とし
てのガイドパットの取付位置を、従来のガイドローラと
比較してより外側にすることができる。そのためガイド
バットとチャンネルボックスの膨出部との接触も少なく
なり、両者の接触抵抗をより低減することができる。
部にガイドバットを配設したことにより、案内部材とし
てのガイドパットの取付位置を、従来のガイドローラと
比較してより外側にすることができる。そのためガイド
バットとチャンネルボックスの膨出部との接触も少なく
なり、両者の接触抵抗をより低減することができる。
したがって原子炉の緊急停止時等において、チャンネル
クリープによる制御棒挿入動作に支障をきたすという問
題はほぼ解消される。
クリープによる制御棒挿入動作に支障をきたすという問
題はほぼ解消される。
一方、シースの圧力逃げ特性が改良されるため、チャン
ネルクリープの変形許容範囲が拡大し、拡大相当分だけ
チャンネルボックスの使用期間を延ばすことが可能とな
り、変形したチャンネルボックスの交換頻度が低減され
、放射性廃棄物の発生量も減少するため、原子炉の運転
コストも削減することができる。
ネルクリープの変形許容範囲が拡大し、拡大相当分だけ
チャンネルボックスの使用期間を延ばすことが可能とな
り、変形したチャンネルボックスの交換頻度が低減され
、放射性廃棄物の発生量も減少するため、原子炉の運転
コストも削減することができる。
反対にチャンネルボックスの使用期間を従来通りに設定
した場合には、チャンネルボックス材料の肉厚を相対的
に薄くすこるとが可能となり、材料コストが低減される
とともに、減肉相当分だけより多くの炉水をシース内に
導入することが可能となる。その結果、中性子の減速効
果が向上し、チャンネル材による無駄な中性子吸収がな
くなり、燃料経済性がより高まる。さらに原子炉停止時
には、より多くの炉水を炉心に保持することができるた
め、未臨界度が高まり、原子炉をより安全に停止するこ
とができる。
した場合には、チャンネルボックス材料の肉厚を相対的
に薄くすこるとが可能となり、材料コストが低減される
とともに、減肉相当分だけより多くの炉水をシース内に
導入することが可能となる。その結果、中性子の減速効
果が向上し、チャンネル材による無駄な中性子吸収がな
くなり、燃料経済性がより高まる。さらに原子炉停止時
には、より多くの炉水を炉心に保持することができるた
め、未臨界度が高まり、原子炉をより安全に停止するこ
とができる。
(実施例)
次に本発明の一実施例について添付図面を参照して説明
する。第1図および第2図はそれぞれ本発明に係る原子
炉用制御棒の一実施例を示す要部平断面図、要部側面図
である。なお第3図〜第8図に示す従来例と同一要素に
は同一符号を付して、その重複する説明を省略する。
する。第1図および第2図はそれぞれ本発明に係る原子
炉用制御棒の一実施例を示す要部平断面図、要部側面図
である。なお第3図〜第8図に示す従来例と同一要素に
は同一符号を付して、その重複する説明を省略する。
すなわち本実施例に係る原子炉用制御棒1aは、操作用
ハンドル14aを一体に固着した先端構造材15と末端
構造材16とを結合部材17で結合し、上記先端構造材
15、末端構造材16および結合部材17の側縁に横断
面が深いU字状の金属製シース18を固着してウイング
19を形成し、上記シース18の内部に間隔をおいて対
向するように中性子吸収板を配設し、中性子吸収板とじ
てのハフニウム金属板20aの配設位置を固定する複数
の保持スペーサ1oをシース18の幅方向に設けた原子
炉用制御棒において、原子炉用制御棒を炉心に挿入した
場合にシース18と対向する燃料集合体2のチャンネル
ボックスの変形領域Rを避けた、シース18の幅方向両
側縁部に上記保持スペーサ10を配設して構成される。
ハンドル14aを一体に固着した先端構造材15と末端
構造材16とを結合部材17で結合し、上記先端構造材
15、末端構造材16および結合部材17の側縁に横断
面が深いU字状の金属製シース18を固着してウイング
19を形成し、上記シース18の内部に間隔をおいて対
向するように中性子吸収板を配設し、中性子吸収板とじ
てのハフニウム金属板20aの配設位置を固定する複数
の保持スペーサ1oをシース18の幅方向に設けた原子
炉用制御棒において、原子炉用制御棒を炉心に挿入した
場合にシース18と対向する燃料集合体2のチャンネル
ボックスの変形領域Rを避けた、シース18の幅方向両
側縁部に上記保持スペーサ10を配設して構成される。
また変形領域Rは、チャンネルボックス5側面の中心線
Cの位置から幅方向両側に少なくとも30mm離れた位
置までの範囲に設定される。すなわちタイロッド17側
の保持スペーサ10はチャンネルボックス5の側面中心
線Cから33+nm以上離れ、またウイング外側縁側の
保持スペーサ10は側面中心線Cから30+nm以上離
れた位置に固定されている。
Cの位置から幅方向両側に少なくとも30mm離れた位
置までの範囲に設定される。すなわちタイロッド17側
の保持スペーサ10はチャンネルボックス5の側面中心
線Cから33+nm以上離れ、またウイング外側縁側の
保持スペーサ10は側面中心線Cから30+nm以上離
れた位置に固定されている。
さらに先端構造材15および先端構造材15に一体に固
着された操作用ハンドル14aの肉厚は、先端構造材1
5近傍におけるウィング19の最大厚さより小さく設定
する一方、制御棒挿抜時にチャンネルボックス5表面に
摺接し、ウイング19の移動方向を案内するガイドパッ
ト27を各ウィング19の外側縁部に配設して構成され
る。
着された操作用ハンドル14aの肉厚は、先端構造材1
5近傍におけるウィング19の最大厚さより小さく設定
する一方、制御棒挿抜時にチャンネルボックス5表面に
摺接し、ウイング19の移動方向を案内するガイドパッ
ト27を各ウィング19の外側縁部に配設して構成され
る。
本実施例に係る原子炉用制御棒1aによれば、シース1
8と対向する燃料集合体2のチャンネルボックス5の変
形領域Rを避けたシース18の幅方向両側縁部に保持ス
ペーサ10.10を配設しているため、保持スペーサ1
o間のスパンが大きくなり、その間のシース18の圧縮
に対する逃げがよくなる。そのため、燃料集合体2のチ
ャンネルボックス5がクリープ変形によってシース18
側に膨出した場合においても、シース18は膨らみに沿
って容易に変形する。したがって制御棒1aとチャンネ
ルボックス5との接触抵抗は少なく、常に制御棒1aの
挿抜動作を円滑に行なうことができる。
8と対向する燃料集合体2のチャンネルボックス5の変
形領域Rを避けたシース18の幅方向両側縁部に保持ス
ペーサ10.10を配設しているため、保持スペーサ1
o間のスパンが大きくなり、その間のシース18の圧縮
に対する逃げがよくなる。そのため、燃料集合体2のチ
ャンネルボックス5がクリープ変形によってシース18
側に膨出した場合においても、シース18は膨らみに沿
って容易に変形する。したがって制御棒1aとチャンネ
ルボックス5との接触抵抗は少なく、常に制御棒1aの
挿抜動作を円滑に行なうことができる。
特に保持スペーサ10を、チャンネルボックス5側面の
中心位置Cから幅方向両側に少なくとも30nm離れた
変形領域R外に配設することにより、現行の標準寸法で
形成されたシース18の圧縮力に対する逃げを容易にす
ることができる。
中心位置Cから幅方向両側に少なくとも30nm離れた
変形領域R外に配設することにより、現行の標準寸法で
形成されたシース18の圧縮力に対する逃げを容易にす
ることができる。
また操作用ハンドル14aを含めた先端構造材の肉厚を
ウイング19の最大厚さより小さくすることにより、制
御棒1aとチャンネルボックス5との接触が少なくなり
、より円滑な挿抜操作を行なうことができる。
ウイング19の最大厚さより小さくすることにより、制
御棒1aとチャンネルボックス5との接触が少なくなり
、より円滑な挿抜操作を行なうことができる。
また従来のガイドローラ21に換えて、各ウィング19
の外側縁部にガイドパット27を配設したことにより、
案内部材としてのガイドパット27の取付位置を、従来
のガイドローラ21と比較してより外側にすることがで
きる。すなわち従来のガイドローラ21においては球形
のローラを軸支する回転軸をウイング内に埋め込む必要
があったため、ガイドローラ21の取付位置は、チャン
ネルボックス5の変形領域Rに対向する位置になってい
た。しかしタイヤ状のガイドパット27によれば第2図
に示すようにウイング19の最外縁に取付けることも可
能であり、変形領域Rを回避して取付けることも容易で
ある。そのためガイドバット27とチャンネルボックス
5の膨出部との接触も少なくなり、両者の接触抵抗をよ
り低減することかできる。
の外側縁部にガイドパット27を配設したことにより、
案内部材としてのガイドパット27の取付位置を、従来
のガイドローラ21と比較してより外側にすることがで
きる。すなわち従来のガイドローラ21においては球形
のローラを軸支する回転軸をウイング内に埋め込む必要
があったため、ガイドローラ21の取付位置は、チャン
ネルボックス5の変形領域Rに対向する位置になってい
た。しかしタイヤ状のガイドパット27によれば第2図
に示すようにウイング19の最外縁に取付けることも可
能であり、変形領域Rを回避して取付けることも容易で
ある。そのためガイドバット27とチャンネルボックス
5の膨出部との接触も少なくなり、両者の接触抵抗をよ
り低減することかできる。
したがって原子炉の緊急停止時等において、チャンネル
クリープによる制御棒挿入動作に支障をきたすという問
題はほぼ解消される。
クリープによる制御棒挿入動作に支障をきたすという問
題はほぼ解消される。
一方、シース18の逃げ特性が改良されたため、チャン
ネルクリープの変形許容範囲が拡大し、拡大相当分だけ
チャンネルボックス5の使用期間を延ばすことが可能と
なり、その交換頻度が低減され、放射性廃棄物の発生量
も減少するため、運転コストも削減することができる。
ネルクリープの変形許容範囲が拡大し、拡大相当分だけ
チャンネルボックス5の使用期間を延ばすことが可能と
なり、その交換頻度が低減され、放射性廃棄物の発生量
も減少するため、運転コストも削減することができる。
反対にチャンネルボックス5の使用期間を従来通りに設
定した場合には、チャンネルボックス材料の肉厚を相対
的に薄くすることが可能となり、材料コストが低減され
るとともに、減肉相当分だけより多くの炉水をシース内
に導入することが可能となる。その結果、中性子の減速
効果が向上し、チャンネル材による無駄な中性子吸収が
なくなり、燃料経済性がより高まる。さらに原子炉停止
時には、より多くの炉水を炉心に保持することができる
ため、未臨界度が高まり、原子炉をより安全に停止する
ことができる。
定した場合には、チャンネルボックス材料の肉厚を相対
的に薄くすることが可能となり、材料コストが低減され
るとともに、減肉相当分だけより多くの炉水をシース内
に導入することが可能となる。その結果、中性子の減速
効果が向上し、チャンネル材による無駄な中性子吸収が
なくなり、燃料経済性がより高まる。さらに原子炉停止
時には、より多くの炉水を炉心に保持することができる
ため、未臨界度が高まり、原子炉をより安全に停止する
ことができる。
なお操作用ハンドル14aは従来の操作用ハンドル14
と比較して肉厚を低減したため、そのままでは強度低下
を招くが、第2図に示すように従来の操作用ハンドル1
4より幅を拡大することにより強度を補充することがで
きる。
と比較して肉厚を低減したため、そのままでは強度低下
を招くが、第2図に示すように従来の操作用ハンドル1
4より幅を拡大することにより強度を補充することがで
きる。
以上説明の通り本発明に係る原子炉用制御棒によれば、
シースと対向する燃料集合体のチャンネルボックスの変
形領域を避けたシースの幅方向両側縁部に保持スペーサ
を配設しているため、保持スペーサ間のスパンが大きく
なり、その間のシースの圧縮力に対する逃げの特性が向
上する。そのため、チャンネルボックスがクリープ変形
によってシース側に膨出した場合においても、シースは
膨らみに沿って容易に変形する。したがって制御棒とチ
ャンネルボックスとの干渉および接触抵抗は少なく、常
に制御棒の挿抜動作を円滑に行なうことができる。
シースと対向する燃料集合体のチャンネルボックスの変
形領域を避けたシースの幅方向両側縁部に保持スペーサ
を配設しているため、保持スペーサ間のスパンが大きく
なり、その間のシースの圧縮力に対する逃げの特性が向
上する。そのため、チャンネルボックスがクリープ変形
によってシース側に膨出した場合においても、シースは
膨らみに沿って容易に変形する。したがって制御棒とチ
ャンネルボックスとの干渉および接触抵抗は少なく、常
に制御棒の挿抜動作を円滑に行なうことができる。
特に保持スペーサを、チャンネルボックス側面の中心位
置から幅方向両側に少なくとも30mm離れた変形領域
外に配設することにより、現行の標準寸法で形成された
シースの圧縮力に対する逃げを充分に向上することがで
きる。
置から幅方向両側に少なくとも30mm離れた変形領域
外に配設することにより、現行の標準寸法で形成された
シースの圧縮力に対する逃げを充分に向上することがで
きる。
また操作用ハンドルを含めた先端構造材の肉厚をウイン
グの最大厚さより小さくすることにより、制御棒とチャ
ンネルボックスとの接触が少なくなり、制御棒のより円
滑な挿抜操作を行なうことができる。
グの最大厚さより小さくすることにより、制御棒とチャ
ンネルボックスとの接触が少なくなり、制御棒のより円
滑な挿抜操作を行なうことができる。
また従来のガイドローラに換えて、各ウイングの外側縁
部にガイドパットを配設したことにより、案内部材とし
てのガイドパットの取付位置を、従来のガイドローラと
比較して、より外側にすることができる。そのためガイ
ドバットとチャンネルボックスの膨出部との接触も少な
くなり、両者の接触抵抗をより低減することができる。
部にガイドパットを配設したことにより、案内部材とし
てのガイドパットの取付位置を、従来のガイドローラと
比較して、より外側にすることができる。そのためガイ
ドバットとチャンネルボックスの膨出部との接触も少な
くなり、両者の接触抵抗をより低減することができる。
したがって原子炉の緊急停止時等において、チャンネル
クリープによる制御棒挿入動作に支障をきたすという問
題はほぼ解消される。
クリープによる制御棒挿入動作に支障をきたすという問
題はほぼ解消される。
一方、シースの圧縮力に対する逃げが向上するため、チ
ャンネルクリープの変形許容範囲が拡大し、拡大相当分
だけチャンネルボックスの使用期間を延ばすことが可能
となり、チャンネルボックスの交換頻度が低減され、放
射性廃棄物の発生量も減少するため、運転コストも削減
することができる。
ャンネルクリープの変形許容範囲が拡大し、拡大相当分
だけチャンネルボックスの使用期間を延ばすことが可能
となり、チャンネルボックスの交換頻度が低減され、放
射性廃棄物の発生量も減少するため、運転コストも削減
することができる。
反対にチャンネルボックスの使用期間を従来通りに設定
した場合には、チャンネルボックス材料の肉厚を相対的
に薄くすることが可能となり、材料コストが低減される
とともに、減肉相当分だけより多くの炉水をシース内に
導入することが可能となる。その結果、中性子の減速効
果が向上し、チャンネル材による無駄な中性子吸収がな
くなり、燃料経済性がより高まる。さらに原子炉停止時
には、より多くの炉水を炉心に保持することができるた
め、未臨界度が高まり、原子炉をより安全に停止するこ
とができるなど多くの効用を発揮する。
した場合には、チャンネルボックス材料の肉厚を相対的
に薄くすることが可能となり、材料コストが低減される
とともに、減肉相当分だけより多くの炉水をシース内に
導入することが可能となる。その結果、中性子の減速効
果が向上し、チャンネル材による無駄な中性子吸収がな
くなり、燃料経済性がより高まる。さらに原子炉停止時
には、より多くの炉水を炉心に保持することができるた
め、未臨界度が高まり、原子炉をより安全に停止するこ
とができるなど多くの効用を発揮する。
第1図は本発明に係る原子炉用制御棒の一実施例を示す
要部平断面図、第2図は第1図の要部側面図であり、従
来のガイドローラおよび操作用ハンドルをも併記した図
、第3図は沸騰水型原子炉の炉心構造を示す平断面図、
第4図は炉心セルの構成を示す平断面図、第5図は燃料
集合体を部分的に破断して示す斜視図、第6図は従来の
原子炉用制御棒の構造を示す斜視図、第7図は第6図に
おける■一■矢視部分平断面図、第8図は従来の原子炉
用制御棒を炉心に挿入したときの状態を示す平断面図で
ある。 ■,1a・・・原子炉用制御棒、2・・・燃料集合体、
3・・・炉心セル、4・・・原子炉圧力容器、5・・・
チャンネルボックス、6・・・燃料棒、7・・・水棒、
8・・・上部タイプレート、9・・・下部タイプレート
、10・・・保持スベーサ、11・・・ハンドル、12
・・・ファスナー13・・・ノズル、14.14a・・
・操作用ハンドル、15・・・先端構造材、16・・・
末端構造材、17・・・結合部材(タイロッド)、18
・・・シース、19・・・ウイング、20・・・中性子
吸収材、20a・・・ハフニウム金属板、21・・・ガ
イドローラ、22・・・スピードリミッタ、23・・・
ソケット、24・・・通水孔、25・・・保持スペーサ
、26・・・空隙、27・・・ガイドバット、C・・・
チャンネルボックスの側面中心線。
要部平断面図、第2図は第1図の要部側面図であり、従
来のガイドローラおよび操作用ハンドルをも併記した図
、第3図は沸騰水型原子炉の炉心構造を示す平断面図、
第4図は炉心セルの構成を示す平断面図、第5図は燃料
集合体を部分的に破断して示す斜視図、第6図は従来の
原子炉用制御棒の構造を示す斜視図、第7図は第6図に
おける■一■矢視部分平断面図、第8図は従来の原子炉
用制御棒を炉心に挿入したときの状態を示す平断面図で
ある。 ■,1a・・・原子炉用制御棒、2・・・燃料集合体、
3・・・炉心セル、4・・・原子炉圧力容器、5・・・
チャンネルボックス、6・・・燃料棒、7・・・水棒、
8・・・上部タイプレート、9・・・下部タイプレート
、10・・・保持スベーサ、11・・・ハンドル、12
・・・ファスナー13・・・ノズル、14.14a・・
・操作用ハンドル、15・・・先端構造材、16・・・
末端構造材、17・・・結合部材(タイロッド)、18
・・・シース、19・・・ウイング、20・・・中性子
吸収材、20a・・・ハフニウム金属板、21・・・ガ
イドローラ、22・・・スピードリミッタ、23・・・
ソケット、24・・・通水孔、25・・・保持スペーサ
、26・・・空隙、27・・・ガイドバット、C・・・
チャンネルボックスの側面中心線。
Claims (1)
- 操作用ハンドルを一体に固着した先端構造材と末端構造
材とを結合部材で結合し、上記先端構造材、末端構造材
および結合部材の側縁に横断面が深いU字状の金属製シ
ースを固着してウィングを形成し、上記シースの内部に
間隔をおいて対向するように中性子吸収板を配設し、中
性子吸収板の配設位置を固定する複数の保持スペーサを
シースの幅方向に設けた原子炉用制御棒において、原子
炉用制御棒を炉心に挿入した場合にシースと対向する燃
料集合体のチャンネルボックスの変形領域を避けた、シ
ースの幅方向両側縁部に上記保持スペーサを配設し、上
記変形領域は、チャンネルボックス側面の中心位置から
幅方向両側に少なくとも30mm離れた位置までの範囲
に設定するとともに、先端構造材および先端構造材に一
体に固着された操作用ハンドルの肉厚は、先端構造材近
傍におけるウィングの最大厚さより小さく設定する一方
、制御棒挿抜時にチャンネルボックス表面に摺接し、ウ
イングの移動方向を案内するガイドパットを各ウイング
の外側縁部に配設したことを特徴とする原子炉用制御棒
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008404A JPH03215789A (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | 原子炉用制御棒 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008404A JPH03215789A (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | 原子炉用制御棒 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03215789A true JPH03215789A (ja) | 1991-09-20 |
Family
ID=11692235
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008404A Pending JPH03215789A (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | 原子炉用制御棒 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03215789A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006281604A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Seiko Epson Corp | 液体噴射ヘッドユニットの製造方法 |
-
1990
- 1990-01-19 JP JP2008404A patent/JPH03215789A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006281604A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Seiko Epson Corp | 液体噴射ヘッドユニットの製造方法 |
JP4701795B2 (ja) * | 2005-03-31 | 2011-06-15 | セイコーエプソン株式会社 | 液体噴射ヘッドユニットの製造方法 |
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