JP3779866B2 - 沸騰水型原子炉の制御棒及び制御棒用ユニット並びに沸騰水型原子炉の制御棒の製造方法 - Google Patents
沸騰水型原子炉の制御棒及び制御棒用ユニット並びに沸騰水型原子炉の制御棒の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3779866B2 JP3779866B2 JP2000261136A JP2000261136A JP3779866B2 JP 3779866 B2 JP3779866 B2 JP 3779866B2 JP 2000261136 A JP2000261136 A JP 2000261136A JP 2000261136 A JP2000261136 A JP 2000261136A JP 3779866 B2 JP3779866 B2 JP 3779866B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- unit
- rod
- control rod
- end plate
- cross
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C7/00—Control of nuclear reaction
- G21C7/06—Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section
- G21C7/08—Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section by displacement of solid control elements, e.g. control rods
- G21C7/10—Construction of control elements
- G21C7/113—Control elements made of flat elements; Control elements having cruciform cross-section
-
- 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
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、沸騰水型原子炉の出力を制御する沸騰水型原子炉の制御棒及び制御棒用ユニット並びに沸騰水型原子炉の制御棒の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、略十字型形状のブレードを備えたこの種の沸騰水型原子炉の制御棒の一例として、例えば、特開平５−２０９２号公報や特開平９−６１５７６号公報に記載のものがある。
【０００３】
これら従来技術による制御棒は、横断面略十字形のタイロッドの軸方向上部にハンドルを取り付けるとともにタイロッドの軸方向下部に下部支持部材（または落下速度リミッタ、以下同様）を取り付け、また横断面略楕円形の楕円管に構成した上部ハフニウムをハンドルに固定するとともに同様に楕円管に構成した下部ハフニウムを下部支持部材に固定し、さらにこれら反応度制御材としての上部及び下部ハフニウムをそれぞれ内包させた４つのシースをハンドル、下部支持部材、及びタイロッドの略十字形端部にそれぞれ固定した構造となっている。
【０００４】
このとき、上記制御棒の製造手順は、上記公報中には特に明確には示されていないが、通常、以下のようにして行われる。
すなわち、まず予め、タイロッドの軸方向上部に、下方に向かって伸びる上部舌状部位がハンドル本体と一体に形成されたハンドルを取り付ける。また、タイロッドの軸方向下部に、上方に向かって伸びる下部舌状部位が下部支持部材本体と一体に形成された下部支持部材を取り付ける。これによってハンドル、タイロッド、及び下部支持部材の組立体（フレームともいう）が完成する。
【０００５】
そして、ハンドルの上部舌状部位を上部ハフニウム楕円管の上方より内部に挿入した後、その挿入した上部舌状部位と上部ハフニウム楕円管とを、お互いを貫通して取り付けられる固定ピンによって係合する。一方、下部支持部材の下部舌状部位についても、上記同様、下部ハフニウム楕円管の下方より内部に挿入し、下部舌状部位と下部ハフニウム楕円管とを固定ピンによって係合する。
【０００６】
以上のようにして上部・下部ハフニウム楕円管を固定させてから、横断面Ｕ字形のステンレス鋼製シースのＵ字開口側からシース内部にそれら上部・下部ハフニウム楕円管を順次取り込み、すべての上部・下部ハフニウム楕円管がシース内に配設されるように包含する。
【０００７】
その後、前述のシースＵ字開口側端部を横断面十字型のタイロッドの対応する十字形端面に溶接固定し（例えば長手方向複数箇所）、最後にシースの上・下端部をハンドルの下部及び下部支持部材の上部にそれぞれ溶接し固定する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術には以下の課題が存在する。
【０００９】
一般に、略十字型形状のブレードを備える沸騰水型原子炉の制御棒は、適用する沸騰水型原子炉の仕様や性能等に応じて複数種類が存在し、それぞれによって反応度制御材の形状やその固定構造が異なる。上記の特開平５−２０９２号公報や特開平９−６１５７６号公報では、前述のように反応度制御材（中性子吸収材）としてハフニウム楕円管を用いている。そして、ハンドルに一体的に設けた上部舌状部位と上部ハフニウム楕円管をピン結合するとともに、下部支持部材に一体的に設けた下部舌状部位と下部ハフニウム楕円管とをピン結合することにより、上下両側からハフニウム楕円管を固定している。
【００１０】
一方、他のタイプの制御棒としては、例えば特開平１１−９４９７５号公報に記載のように、反応度制御材として、例えばステンレス製被覆管内に炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）を充填した中性子吸収棒を用いる構造が提唱されている。この場合、各中性子吸収棒とハンドル及び下部支持部材側との係合又は固定構造は一切設けられず、各中性子吸収棒はシース内で自重により下部支持部材の上に載置されているのみとなっている。
【００１１】
さらに他のタイプの制御棒としては、反応度制御材としてハフニウム中実棒（略丸棒状）を用い、各ハフニウム棒の上部に設けた凸型構造とハンドル側に設けたカーテンレール状の凹型構造とを係合させることにより、シース内にてハフニウム棒を支持する構造も既に提唱されている。この場合、各ハフニウム棒と下部支持部材側との係合又は固定構造は設けられない。
【００１２】
上記特開平５−２０９２号公報や特開平９−６１５７６号公報に記載のハフニウム楕円管を用いる制御棒は、横断面十字型のタイロッドの上・下にハンドル及び下部支持部材をそれぞれ取り付け、ハンドルと下部支持部材との間の空間に、反応度制御材を内包したシースを配設するという基本構造の点で、上記した特開平１１−９４９７５号公報に記載のＢ４Ｃ充填中性子吸収棒を用いる制御棒や、カーテンレール状構造にてハフニウム中実棒を係合支持する制御棒と極めて類似しており、異なるのは、その反応度制御材側の構造のみである。したがって、その類似構造部分を共通部品化できれば、その共通部品を上記３種類の制御棒のすべてに適用できることとなる。
【００１３】
しかしながら、上記特開平５−２０９２号公報や特開平９−６１５７６号においては、このような点に配慮されていない。すなわち、ハンドル、タイロッド、下部支持部材の組立体を予め組み立てたとき、ハンドルの下部には上部ハフニウム楕円管を取り付けるための上部舌状部位が既に一体に形成され、また下部支持部材の上部には下部ハフニウム楕円管を取り付けるための下部舌状部位が既に一体に形成されている。このため、このような舌状部位による固定構造を用いない、前述のＢ４Ｃ充填中性子吸収棒を用いる制御棒やハフニウム中実棒を係合支持する制御棒に適用することができなかった。
【００１４】
この結果、比較的類似構造の部分が多いにもかかわらず、上記２つの他のタイプの制御棒とは別の工程・設備にて製造を行う必要があり、生産工程や生産設備の増大、及び生産効率（生産性）の低下を招いていた。またあまり大きな違いのない制御棒がそれぞれのタイプ毎に製造され流通、保管されていたため、流通上の無駄が増大したり、保管スペースが広く必要となるという課題もあった。
【００１５】
本発明の目的は、略十字形状のブレードを備えた沸騰水型原子炉の制御棒において、複数種類のタイプにおいて部品の共通化を図り、工程及び設備を縮小し生産性を向上できる構造を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、横断面十字型のタイロッドの軸方向上部にハンドルを取り付けると共に、前記タイロッドの軸方向下部に下部支持部材または落下速度リミッタを取り付けて、前記タイロッドとハンドルと下部支持部材または落下速度リミッタとを横断面十字型の構造体として一体に組み立てた第１ユニットと、各々が、反応度制御材を内包したシースの軸方向上部に上部エンドプレートの下部を溶接により固定すると共に、前記シースの軸方向下部に下部エンドプレートの上部を溶接により固定した４つのユニット構成要素からなる第２ユニットとを備え、各ユニット構成要素の前記上部エンドプレートの上部を前記ハンドルに溶接により固定し、前記下部エンドプレートの下部を前記下部支持部材または落下速度リミッタに溶接により固定することにより、前記第１ユニットの十字型の４辺に対して前記４つのユニット構成要素を前記第１ユニットに溶接固定して、前記第１ユニットと第２ユニットとの結合体として構成する。
【００１７】
本発明においては、ハンドルのうち、従来反応度制御材を取り付けていた側である下部側領域を上部エンドプレートとして分離して別部材とし、同様に下部支持部材（又は落下速度リミッタ、以下同様）上部側領域を下部エンドプレートとして分離して別部材とする。そして、それら下部側領域を分離したハンドル及び上部領域を分離した下部支持部材をタイロッドの上下にそれぞれ取り付けて、タイロッドとハンドルと下部支持部材とを横断面十字型の構造体として一体に組み立てた第１ユニットとする一方で、前述のようにハンドル及び下部支持部材から分離した上部エンドプレート及び下部エンドプレートを、反応度制御材を内包するシースに溶接により取り付けて第２ユニットとする。
【００１８】
これにより、上部・下部ハフニウム楕円管を用いる制御棒に対しては、上部・下部エンドプレートに上部・下部舌状部位を固定しこれらに上部・下部ハフニウム楕円管をピン結合させさらにシースで覆った専用の第２ユニットを準備し、Ｂ４Ｃを充填した中性子吸収棒を用いる制御棒に対しては、下部エンドプレート上に中性子吸収棒を載置しシースで覆った専用の第２ユニットを準備し、ハフニウム中実棒を用いる制御棒に対しては、上部エンドプレートの下部にカーテンレール状の凹型構造を設けこれに各ハフニウム棒上部の凸型構造を係合させてシースで覆った専用の第２ユニットを準備しておくことで、ハンドル、下部支持部材、及びタイロッドの組立体からなる第１ユニットは上記３タイプのすべてに対し共通に用いること（共有化）ができる。
【００１９】
したがって、各タイプ毎に別々の工程・設備にて製造を行う必要があった従来に比べ、工程及び設備を縮小し、生産性を向上することができる。また共通化した第１ユニットについては同一の流通ルートで同一の場所に保管し、互いに異なる第２ユニットについてのみ別々の場所に保管すれば足りるので、流通上の無駄をなくし、保管スペースを低減できるという効果もある。
【００２０】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記シースを、略楕円形の横断面形状を備えた楕円管で構成する。
【００２１】
これにより、反応度制御材を内包させる閉空間をシースのみで形成することができるので、従来構造のようにシースＵ字開口側端部を横断面十字型のタイロッドの十字型端面に溶接固定する必要がなくなる。すなわち、全長数ｍにも及ぶ長尺のタイロッドの長手方向複数箇所における煩雑な溶接作業を省略することができるので、工程を簡素化でき、また信頼性を向上できる。
【００２２】
（３）上記（１）又は（２）において、また好ましくは、前記反応度制御材を、略楕円形の横断面形状を備えたハフニウム楕円管、ハフニウム棒、及び炭化ホウ素を包含した中性子吸収棒の少なくとも１つで構成する。
【００２４】
（４）さらに上記目的を達成するために、本発明の沸騰水型原子炉の制御棒の製造方法では、横断面十字型のタイロッドの軸方向上部にハンドルを取り付けると共に、前記タイロッドの軸方向下部に下部支持部材または落下速度リミッタを取り付けて、前記タイロッドとハンドルと下部支持部材または落下速度リミッタとを横断面十字型の構造体として一体に組み立てることにより第１ユニットを構成し、反応度制御材を内包したシースの軸方向上部に上部エンドプレートの下部を溶接により固定すると共に、前記シースの軸方向下部に下部エンドプレートの上部を溶接により固定して第２ユニットの構成要素を構成し、その後、前記第２ユニットの構成要素を４つ用意し、各構成要素における前記上部エンドプレートの上部を前記ハンドルに溶接により固定し、前記下部エンドプレートの下部を前記下部支持部材または落下速度リミッタに溶接により固定することにより、前記第１ユニットの十字型の４辺に対応して前記４つのユニット構成要素を前記第１ユニットに溶接固定して前記第１ユニットと第２ユニットとを結合させる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照しつつ説明する。
本実施形態による制御棒は、沸騰水型原子炉炉心の制御セルに配置され、原子炉運転中は出力調整用として炉心に挿入されるものであり、反応度制御材としてハフニウム楕円管を用いたものである。
【００２６】
図１は、この本発明の一実施形態の制御棒の全体構造を表す一部分解して示す破断斜視図であり、図２は、図１中II−II断面による横断面図である。
【００２７】
これら図１及び図２において、制御棒１は、横断面形状が略十字形をしており、軸心から四方に延びる４つのブレードを有している。ブレードの下方には、下部支持部材６（または公知の落下速度リミッタ、例えば特開平１１−９４９７５号公報の図５参照、以下同様）が設けられ、ハンドル５はブレードの上端に取り付けられる構造である。
【００２８】
そして、この制御棒１は、タイロッド４にハンドル５及び下部支持部材６を取り付けた部品（第１ユニット）１Ａと、反応度制御材を包含した横断面略楕円形状の楕円管のステンレス鋼製シース１０に上部エンドプレート９Ｕ及び下部エンドプレート９Ｌを取り付けた部品（第２ユニット）１Ｂとを結合した構造となっている。
【００２９】
以下、その製造手順を順を追って説明する。
【００３０】
まず、第１ユニット１Ａを組み立てる。すなわち、タイロッド４の上端部にハンドル５の下部を溶接固定すると共に、タイロッド４の下端部に下部支持部材６を溶接固定し、横断面十字形の構造体として組み立てる。
【００３１】
このとき、一方で、第２ユニット１Ｂを構成する４つのユニット構成要素１Ｂａを組み立てる。すなわち、上部エンドプレート９Ｕの下側に、下方に向かって伸びるように舌状部位７Ｕが予め一体的に設けられており（一体成形でも良いし溶接接合しておいても良い）、この舌状部位７Ｕを反応度制御材である上部ハフニウム楕円管２Ｕの上方からその内部に挿入し、上部ハフニウム２Ｕと舌状部位７Ｕを、お互いを貫通して取り付けられる固定ピン８Ｕによって係合する。
またこのとき、下部エンドプレート９Ｌの上側にも、舌状部位７Ｌが上方に向かって伸びるように予め一体的に設けられており、この舌状部位７Ｌを反応度制御材である下部ハフニウム楕円管２Ｌの下方から挿入させ、下部ハフニウム２Ｌと舌状部位７Ｌとを、お互いを貫通して取り付けられる固定ピン８Ｌによって係合する。
【００３２】
そして、上記のように上部・下部エンドプレート９Ｕ，９Ｌとそれぞれピン結合した上部・下部ハフニウム楕円管２Ｕ，２Ｌをシース１０中に挿入配置し、上部・下部エンドプレート９Ｕ，９Ｌの下縁部・上縁部をシース１０の上縁部・下縁部にそれぞれ溶接固定する（図１中太実線で示す溶接線参照）。これにより、上部エンドプレート９Ｕ、上部ハフニウム楕円管２Ｕ、シース１０、下部ハフニウム楕円管２Ｌ、及び下部エンドプレート９Ｌが互いに一体に組み立てられ、第２ユニット１Ｂを構成する各ユニット構成要素１Ｂａが完成する。
【００３３】
そして、ハンドル５、タイロッド４、及び下部支持部材６の組立体となっている第１ユニット１Ａのハンドル５の下端部及び下部支持部材６の上端部に、各第２ユニット構成要素１Ｂａの上部エンドプレート９Ｕの上端部及び下部エンドプレート９Ｌの下端部を溶接して接合固定する（図１中太実線で示す溶接線参照）。これにより、第１ユニット１Ａと、４つの構成要素１Ｂａからなる第２ユニット１Ｂとが結合され、制御棒１が完成する。
【００３４】
以上のように構成した本実施形態の制御棒１の効果を以下詳細に説明する。
【００３５】
（１）部品共通化による生産性向上
本実施の形態の最も大きな効果は、ハンドル５、下部支持部材６、及びタイロッド４の組立体からなる第１ユニット１Ａを異なるタイプの制御棒に対し共通に用いることにより、生産性を向上することである。
【００３６】
そこで、この効果を説明するにあたり、上記共通に用いることのできる他のタイプの制御棒の例を示す。
【００３７】
（１−Ａ）Ｂ４Ｃ入り中性子吸収棒を用いる制御棒
図３は、Ｂ４Ｃ入り中性子吸収棒を用いるタイプの制御棒に本発明を適用し共通化を図る場合の第２ユニットの構成要素１Ｂａ′の構造を表す一部分解して示す破断斜視図である。図１及び図２と同等の部分には同一の符号を付す。
【００３８】
図３において、この第２ユニット構成要素１Ｂａ′は、沸騰水型原子炉炉心の非制御セルに配置され原子炉運転中は原子炉停止用として炉心に挿入される制御棒を構成するためのものであり、シース１０内に配置する反応度制御材として、例えばステンレス製被覆管内に炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）を充填した中性子吸収棒１４を用いるものである。
【００３９】
この場合、各中性子吸収棒１４とハンドル５側の上部エンドプレート９Ｕ及び下部支持部材６側の下部エンドプレート９Ｌとの係合又は固定構造は一切設けられず、各中性子吸収棒１４はシース１０内で自重により下部エンドプレート９Ｌの上に載置されているのみとなっている。
【００４０】
（１−Ｂ）ハフニウム中実棒を用いる制御棒
図４は、ハフニウム中実棒を用いるタイプの制御棒に本発明を適用し共通化を図る場合の第２ユニットの構成要素１Ｂａ″の構造を表す一部分解して示す破断斜視図である。図１〜図３と同等の部分には同一の符号を付す。
【００４１】
図４において、この制御棒は沸騰水型原子炉炉心の制御セルに配置され、原子炉運転中は出力調整用として炉心に挿入される制御棒を構成するためのものであり、シース１０内に配置する反応度制御材として、ハフニウム中実棒（略段付き丸棒状）１３を用いるものである。
【００４２】
このとき、各ハフニウム棒１３の上部にカーテンレール状の凸型構造部１２を設けており、これら凸型構造部１２と上部エンドプレート９Ｕ側に設けたカーテンレール状の凹型構造１１とを挿入係合させることにより、シース１０内にてハフニウム棒１３を支持するようになっている。この場合、各ハフニウム棒１３と下部エンドプレート９Ｌ側との係合又は固定構造は設けられない。
【００４３】
（１−Ｃ）第１ユニットの共通化
ここで、先に図１及び図２に示した本実施の形態の制御棒１においては、ハンドル５のうち、従来構造において反応度制御材を取り付けていた側である下部側領域を上部エンドプレート９Ｕとして分離して別部材とし、同様に下部支持部材（又は落下速度リミッタ、以下同様）６の上部側領域を下部エンドプレート９Ｌとして分離して別部材とする。そして、それら下部側領域を分離したハンドル５及び上部側領域を分離した下部支持部材６をタイロッド４の上下にそれぞれ取り付けて第１ユニット１Ａとする一方で、前述のようにハンドル５及び下部支持部材６から分離した上部エンドプレート９Ｕ及び下部エンドプレート９Ｌを、反応度制御材を内包するシース１０に取り付けて第２ユニット１Ｂの構成要素１Ｂａとする。
【００４４】
これにより、図１及び図２に示したように、上部・下部ハフニウム楕円管２Ｕ，２Ｌを用いる制御棒１に対しては、上部・下部エンドプレート９Ｕ，９Ｌに上部・下部舌状部位７Ｕ，７Ｌを固定しこれらに上部・下部ハフニウム楕円管８Ｕ，８Ｌをピン結合させさらにシース１０で覆った専用の構成要素１Ｂａからなる第２ユニット１Ｂを準備し、上記（１−Ａ）で説明したようなＢ４Ｃを充填した中性子吸収棒１４を用いる制御棒に対しては、図３に示したような下部エンドプレート９Ｌ上に中性子吸収棒１４を載置しシース１０で覆った専用の構成要素１Ｂａ′からなる第２ユニットを準備し、上記（１−Ｂ）で説明したようなハフニウム中実棒１３を用いる制御棒に対しては、上部エンドプレート９Ｕの下部にカーテンレール状の凹型構造部１１を設けこれに各ハフニウム棒１３上部の凸型構造部１２を係合させてシース１０で覆った専用の構成要素１Ｂａ″からなる第２ユニットを準備しておくことで、各タイプにおいて制御棒主要寸法（制御棒１全長、制御棒１全体の幅、ブレードの厚さ、及び上部・下部ハフニウム２Ｕ，２Ｌの長さ等）を予め統一しておけば、ハンドル５、下部支持部材６、及びタイロッド４の組立体からなる第１ユニット１Ａは上記３タイプのすべてに対し共通に用いること（共有化）ができる。
【００４５】
したがって、各タイプ毎に別々の工程・設備にて製造を行う必要があった従来に比べ、工程及び設備を縮小し、生産性を向上することができる。
【００４６】
また共通化した第１ユニット１Ａについては同一の流通ルートで同一の場所に保管し、互いに異なる第２ユニット構成要素１Ｂａ，１Ｂａ′，１Ｂａ″についてのみ別々の場所に保管すれば足りるので、流通上の無駄をなくし、保管スペースを低減できるという効果もある。
【００４７】
さらに、従来構造の制御棒と主要寸法を同一にしておけば、従来の既存の制御棒を置き換えるときに、制御棒まわりの他の部分（制御棒駆動機構を含む他の周囲部材、構造物等）の改造の必要がなく、また従来の制御棒の生産工程・設備の一部を流用できる効果もある。
【００４８】
（２）組立作業における作業性・作業効率向上、及び工程簡素化
従来構造では、横断面十字形の構造体としてハンドル、タイロッド、及び下部支持部材を組み立てた後、その組立体に対して、その十字形に備えた４辺の１辺１辺について、上部・下部舌状部位へ上部・下部ハフニウム楕円管ピン結合にて取り付け→Ｕ字型シース内へ上部・下部ハフニウム楕円管取り込み→シースとタイロッドとの溶接固定→シースとハンドル・下部支持部材との溶接という手順を順次行っていく必要があった。
【００４９】
これに対し、上記本実施形態の制御棒１においては、横断面十字形の構造体として組み上がるハンドル５、タイロッド４、及び下部支持部材６の第１ユニット１Ａの製造とは別個独立して、第２ユニット１Ｂを構成する４つの各構成要素（上記十字形の４辺に対応）１Ｂａごとに、上述したように上部・下部舌状部位７Ｕ，７Ｌへ上部・下部ハフニウム楕円管８Ｕ，８Ｌピン結合にて取り付け→シース１０内へ上部・下部ハフニウム楕円管８Ｕ，８Ｌ挿入→シース１０と上部・下部エンドプレート９Ｕ，９Ｌとの溶接固定を行える。
【００５０】
そして、以上のように第１ユニット１Ａと、４つの第２ユニット構成要素１Ｂａとを別々に製造しておき、最後に、各第２ユニット構成要素１Ｂａの上部・下部エンドプレート９Ｕ，９Ｌを、第１ユニット１Ａのハンドル５下部及び下部支持部材６上部にまとめて溶接固定すれば足りるので、組立部品の取り回しを容易にでき、組立作業の作業性及び作業効率を著しく向上することができる。
【００５１】
また、上記本実施形態の制御棒１においては、第２ユニット１Ｂに備えられるシース１０を楕円管としている。これにより、反応度制御材を内包させる閉空間をシース１０のみで形成することができるので、従来構造のようにシースＵ字開口側端部を横断面十字型のタイロッドの十字型端面に溶接固定する必要がなくなる。すなわち、全長数ｍにも及ぶ長尺のタイロッド４の長手方向複数箇所における煩雑な溶接作業を省略することができるので、工程を簡素化でき、また信頼性を向上できる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、略十字形状のブレードを備えた沸騰水型原子炉の制御棒において、複数種類のタイプにおいて部品の共通化を図り、工程及び設備を縮小し生産性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の制御棒の全体構造を表す一部分解して示す破断斜視図である。
【図２】図１中II−II断面による横断面図である。
【図３】Ｂ４Ｃ入り中性子吸収棒を用いるタイプの制御棒に本発明を適用し共通化を図る場合の第２ユニットの構成要素１Ｂａ′の構造を表す一部分解して示す破断斜視図である。
【図４】ハフニウム中実棒を用いるタイプの制御棒に本発明を適用し共通化を図る場合の第２ユニットの構成要素１Ｂａ″の構造を表す一部分解して示す破断斜視図である。
【符号の説明】
１ 制御棒
１Ａ 第１ユニット
１Ｂ 第２ユニット
１Ｂａ 第２ユニットの構成要素
１Ｂａ′ 第２ユニットの構成要素
１Ｂａ″ 第２ユニットの構成要素
２Ｌ 下部ハフニウム楕円管（反応度制御材）
２Ｕ 上部ハフニウム楕円管（反応度制御材）
４ タイロッド
５ ハンドル
６ 下部支持部材
７Ｌ 下部舌状部位
７Ｕ 上部舌状部位
９Ｌ 下部エンドプレート
９Ｕ 上部エンドプレート
１０ シース
１３ ハフニウム棒（反応度制御材）
１４ 中性子吸収棒（反応度制御材）
【発明の属する技術分野】
本発明は、沸騰水型原子炉の出力を制御する沸騰水型原子炉の制御棒及び制御棒用ユニット並びに沸騰水型原子炉の制御棒の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、略十字型形状のブレードを備えたこの種の沸騰水型原子炉の制御棒の一例として、例えば、特開平５−２０９２号公報や特開平９−６１５７６号公報に記載のものがある。
【０００３】
これら従来技術による制御棒は、横断面略十字形のタイロッドの軸方向上部にハンドルを取り付けるとともにタイロッドの軸方向下部に下部支持部材（または落下速度リミッタ、以下同様）を取り付け、また横断面略楕円形の楕円管に構成した上部ハフニウムをハンドルに固定するとともに同様に楕円管に構成した下部ハフニウムを下部支持部材に固定し、さらにこれら反応度制御材としての上部及び下部ハフニウムをそれぞれ内包させた４つのシースをハンドル、下部支持部材、及びタイロッドの略十字形端部にそれぞれ固定した構造となっている。
【０００４】
このとき、上記制御棒の製造手順は、上記公報中には特に明確には示されていないが、通常、以下のようにして行われる。
すなわち、まず予め、タイロッドの軸方向上部に、下方に向かって伸びる上部舌状部位がハンドル本体と一体に形成されたハンドルを取り付ける。また、タイロッドの軸方向下部に、上方に向かって伸びる下部舌状部位が下部支持部材本体と一体に形成された下部支持部材を取り付ける。これによってハンドル、タイロッド、及び下部支持部材の組立体（フレームともいう）が完成する。
【０００５】
そして、ハンドルの上部舌状部位を上部ハフニウム楕円管の上方より内部に挿入した後、その挿入した上部舌状部位と上部ハフニウム楕円管とを、お互いを貫通して取り付けられる固定ピンによって係合する。一方、下部支持部材の下部舌状部位についても、上記同様、下部ハフニウム楕円管の下方より内部に挿入し、下部舌状部位と下部ハフニウム楕円管とを固定ピンによって係合する。
【０００６】
以上のようにして上部・下部ハフニウム楕円管を固定させてから、横断面Ｕ字形のステンレス鋼製シースのＵ字開口側からシース内部にそれら上部・下部ハフニウム楕円管を順次取り込み、すべての上部・下部ハフニウム楕円管がシース内に配設されるように包含する。
【０００７】
その後、前述のシースＵ字開口側端部を横断面十字型のタイロッドの対応する十字形端面に溶接固定し（例えば長手方向複数箇所）、最後にシースの上・下端部をハンドルの下部及び下部支持部材の上部にそれぞれ溶接し固定する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術には以下の課題が存在する。
【０００９】
一般に、略十字型形状のブレードを備える沸騰水型原子炉の制御棒は、適用する沸騰水型原子炉の仕様や性能等に応じて複数種類が存在し、それぞれによって反応度制御材の形状やその固定構造が異なる。上記の特開平５−２０９２号公報や特開平９−６１５７６号公報では、前述のように反応度制御材（中性子吸収材）としてハフニウム楕円管を用いている。そして、ハンドルに一体的に設けた上部舌状部位と上部ハフニウム楕円管をピン結合するとともに、下部支持部材に一体的に設けた下部舌状部位と下部ハフニウム楕円管とをピン結合することにより、上下両側からハフニウム楕円管を固定している。
【００１０】
一方、他のタイプの制御棒としては、例えば特開平１１−９４９７５号公報に記載のように、反応度制御材として、例えばステンレス製被覆管内に炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）を充填した中性子吸収棒を用いる構造が提唱されている。この場合、各中性子吸収棒とハンドル及び下部支持部材側との係合又は固定構造は一切設けられず、各中性子吸収棒はシース内で自重により下部支持部材の上に載置されているのみとなっている。
【００１１】
さらに他のタイプの制御棒としては、反応度制御材としてハフニウム中実棒（略丸棒状）を用い、各ハフニウム棒の上部に設けた凸型構造とハンドル側に設けたカーテンレール状の凹型構造とを係合させることにより、シース内にてハフニウム棒を支持する構造も既に提唱されている。この場合、各ハフニウム棒と下部支持部材側との係合又は固定構造は設けられない。
【００１２】
上記特開平５−２０９２号公報や特開平９−６１５７６号公報に記載のハフニウム楕円管を用いる制御棒は、横断面十字型のタイロッドの上・下にハンドル及び下部支持部材をそれぞれ取り付け、ハンドルと下部支持部材との間の空間に、反応度制御材を内包したシースを配設するという基本構造の点で、上記した特開平１１−９４９７５号公報に記載のＢ４Ｃ充填中性子吸収棒を用いる制御棒や、カーテンレール状構造にてハフニウム中実棒を係合支持する制御棒と極めて類似しており、異なるのは、その反応度制御材側の構造のみである。したがって、その類似構造部分を共通部品化できれば、その共通部品を上記３種類の制御棒のすべてに適用できることとなる。
【００１３】
しかしながら、上記特開平５−２０９２号公報や特開平９−６１５７６号においては、このような点に配慮されていない。すなわち、ハンドル、タイロッド、下部支持部材の組立体を予め組み立てたとき、ハンドルの下部には上部ハフニウム楕円管を取り付けるための上部舌状部位が既に一体に形成され、また下部支持部材の上部には下部ハフニウム楕円管を取り付けるための下部舌状部位が既に一体に形成されている。このため、このような舌状部位による固定構造を用いない、前述のＢ４Ｃ充填中性子吸収棒を用いる制御棒やハフニウム中実棒を係合支持する制御棒に適用することができなかった。
【００１４】
この結果、比較的類似構造の部分が多いにもかかわらず、上記２つの他のタイプの制御棒とは別の工程・設備にて製造を行う必要があり、生産工程や生産設備の増大、及び生産効率（生産性）の低下を招いていた。またあまり大きな違いのない制御棒がそれぞれのタイプ毎に製造され流通、保管されていたため、流通上の無駄が増大したり、保管スペースが広く必要となるという課題もあった。
【００１５】
本発明の目的は、略十字形状のブレードを備えた沸騰水型原子炉の制御棒において、複数種類のタイプにおいて部品の共通化を図り、工程及び設備を縮小し生産性を向上できる構造を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、横断面十字型のタイロッドの軸方向上部にハンドルを取り付けると共に、前記タイロッドの軸方向下部に下部支持部材または落下速度リミッタを取り付けて、前記タイロッドとハンドルと下部支持部材または落下速度リミッタとを横断面十字型の構造体として一体に組み立てた第１ユニットと、各々が、反応度制御材を内包したシースの軸方向上部に上部エンドプレートの下部を溶接により固定すると共に、前記シースの軸方向下部に下部エンドプレートの上部を溶接により固定した４つのユニット構成要素からなる第２ユニットとを備え、各ユニット構成要素の前記上部エンドプレートの上部を前記ハンドルに溶接により固定し、前記下部エンドプレートの下部を前記下部支持部材または落下速度リミッタに溶接により固定することにより、前記第１ユニットの十字型の４辺に対して前記４つのユニット構成要素を前記第１ユニットに溶接固定して、前記第１ユニットと第２ユニットとの結合体として構成する。
【００１７】
本発明においては、ハンドルのうち、従来反応度制御材を取り付けていた側である下部側領域を上部エンドプレートとして分離して別部材とし、同様に下部支持部材（又は落下速度リミッタ、以下同様）上部側領域を下部エンドプレートとして分離して別部材とする。そして、それら下部側領域を分離したハンドル及び上部領域を分離した下部支持部材をタイロッドの上下にそれぞれ取り付けて、タイロッドとハンドルと下部支持部材とを横断面十字型の構造体として一体に組み立てた第１ユニットとする一方で、前述のようにハンドル及び下部支持部材から分離した上部エンドプレート及び下部エンドプレートを、反応度制御材を内包するシースに溶接により取り付けて第２ユニットとする。
【００１８】
これにより、上部・下部ハフニウム楕円管を用いる制御棒に対しては、上部・下部エンドプレートに上部・下部舌状部位を固定しこれらに上部・下部ハフニウム楕円管をピン結合させさらにシースで覆った専用の第２ユニットを準備し、Ｂ４Ｃを充填した中性子吸収棒を用いる制御棒に対しては、下部エンドプレート上に中性子吸収棒を載置しシースで覆った専用の第２ユニットを準備し、ハフニウム中実棒を用いる制御棒に対しては、上部エンドプレートの下部にカーテンレール状の凹型構造を設けこれに各ハフニウム棒上部の凸型構造を係合させてシースで覆った専用の第２ユニットを準備しておくことで、ハンドル、下部支持部材、及びタイロッドの組立体からなる第１ユニットは上記３タイプのすべてに対し共通に用いること（共有化）ができる。
【００１９】
したがって、各タイプ毎に別々の工程・設備にて製造を行う必要があった従来に比べ、工程及び設備を縮小し、生産性を向上することができる。また共通化した第１ユニットについては同一の流通ルートで同一の場所に保管し、互いに異なる第２ユニットについてのみ別々の場所に保管すれば足りるので、流通上の無駄をなくし、保管スペースを低減できるという効果もある。
【００２０】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記シースを、略楕円形の横断面形状を備えた楕円管で構成する。
【００２１】
これにより、反応度制御材を内包させる閉空間をシースのみで形成することができるので、従来構造のようにシースＵ字開口側端部を横断面十字型のタイロッドの十字型端面に溶接固定する必要がなくなる。すなわち、全長数ｍにも及ぶ長尺のタイロッドの長手方向複数箇所における煩雑な溶接作業を省略することができるので、工程を簡素化でき、また信頼性を向上できる。
【００２２】
（３）上記（１）又は（２）において、また好ましくは、前記反応度制御材を、略楕円形の横断面形状を備えたハフニウム楕円管、ハフニウム棒、及び炭化ホウ素を包含した中性子吸収棒の少なくとも１つで構成する。
【００２４】
（４）さらに上記目的を達成するために、本発明の沸騰水型原子炉の制御棒の製造方法では、横断面十字型のタイロッドの軸方向上部にハンドルを取り付けると共に、前記タイロッドの軸方向下部に下部支持部材または落下速度リミッタを取り付けて、前記タイロッドとハンドルと下部支持部材または落下速度リミッタとを横断面十字型の構造体として一体に組み立てることにより第１ユニットを構成し、反応度制御材を内包したシースの軸方向上部に上部エンドプレートの下部を溶接により固定すると共に、前記シースの軸方向下部に下部エンドプレートの上部を溶接により固定して第２ユニットの構成要素を構成し、その後、前記第２ユニットの構成要素を４つ用意し、各構成要素における前記上部エンドプレートの上部を前記ハンドルに溶接により固定し、前記下部エンドプレートの下部を前記下部支持部材または落下速度リミッタに溶接により固定することにより、前記第１ユニットの十字型の４辺に対応して前記４つのユニット構成要素を前記第１ユニットに溶接固定して前記第１ユニットと第２ユニットとを結合させる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照しつつ説明する。
本実施形態による制御棒は、沸騰水型原子炉炉心の制御セルに配置され、原子炉運転中は出力調整用として炉心に挿入されるものであり、反応度制御材としてハフニウム楕円管を用いたものである。
【００２６】
図１は、この本発明の一実施形態の制御棒の全体構造を表す一部分解して示す破断斜視図であり、図２は、図１中II−II断面による横断面図である。
【００２７】
これら図１及び図２において、制御棒１は、横断面形状が略十字形をしており、軸心から四方に延びる４つのブレードを有している。ブレードの下方には、下部支持部材６（または公知の落下速度リミッタ、例えば特開平１１−９４９７５号公報の図５参照、以下同様）が設けられ、ハンドル５はブレードの上端に取り付けられる構造である。
【００２８】
そして、この制御棒１は、タイロッド４にハンドル５及び下部支持部材６を取り付けた部品（第１ユニット）１Ａと、反応度制御材を包含した横断面略楕円形状の楕円管のステンレス鋼製シース１０に上部エンドプレート９Ｕ及び下部エンドプレート９Ｌを取り付けた部品（第２ユニット）１Ｂとを結合した構造となっている。
【００２９】
以下、その製造手順を順を追って説明する。
【００３０】
まず、第１ユニット１Ａを組み立てる。すなわち、タイロッド４の上端部にハンドル５の下部を溶接固定すると共に、タイロッド４の下端部に下部支持部材６を溶接固定し、横断面十字形の構造体として組み立てる。
【００３１】
このとき、一方で、第２ユニット１Ｂを構成する４つのユニット構成要素１Ｂａを組み立てる。すなわち、上部エンドプレート９Ｕの下側に、下方に向かって伸びるように舌状部位７Ｕが予め一体的に設けられており（一体成形でも良いし溶接接合しておいても良い）、この舌状部位７Ｕを反応度制御材である上部ハフニウム楕円管２Ｕの上方からその内部に挿入し、上部ハフニウム２Ｕと舌状部位７Ｕを、お互いを貫通して取り付けられる固定ピン８Ｕによって係合する。
またこのとき、下部エンドプレート９Ｌの上側にも、舌状部位７Ｌが上方に向かって伸びるように予め一体的に設けられており、この舌状部位７Ｌを反応度制御材である下部ハフニウム楕円管２Ｌの下方から挿入させ、下部ハフニウム２Ｌと舌状部位７Ｌとを、お互いを貫通して取り付けられる固定ピン８Ｌによって係合する。
【００３２】
そして、上記のように上部・下部エンドプレート９Ｕ，９Ｌとそれぞれピン結合した上部・下部ハフニウム楕円管２Ｕ，２Ｌをシース１０中に挿入配置し、上部・下部エンドプレート９Ｕ，９Ｌの下縁部・上縁部をシース１０の上縁部・下縁部にそれぞれ溶接固定する（図１中太実線で示す溶接線参照）。これにより、上部エンドプレート９Ｕ、上部ハフニウム楕円管２Ｕ、シース１０、下部ハフニウム楕円管２Ｌ、及び下部エンドプレート９Ｌが互いに一体に組み立てられ、第２ユニット１Ｂを構成する各ユニット構成要素１Ｂａが完成する。
【００３３】
そして、ハンドル５、タイロッド４、及び下部支持部材６の組立体となっている第１ユニット１Ａのハンドル５の下端部及び下部支持部材６の上端部に、各第２ユニット構成要素１Ｂａの上部エンドプレート９Ｕの上端部及び下部エンドプレート９Ｌの下端部を溶接して接合固定する（図１中太実線で示す溶接線参照）。これにより、第１ユニット１Ａと、４つの構成要素１Ｂａからなる第２ユニット１Ｂとが結合され、制御棒１が完成する。
【００３４】
以上のように構成した本実施形態の制御棒１の効果を以下詳細に説明する。
【００３５】
（１）部品共通化による生産性向上
本実施の形態の最も大きな効果は、ハンドル５、下部支持部材６、及びタイロッド４の組立体からなる第１ユニット１Ａを異なるタイプの制御棒に対し共通に用いることにより、生産性を向上することである。
【００３６】
そこで、この効果を説明するにあたり、上記共通に用いることのできる他のタイプの制御棒の例を示す。
【００３７】
（１−Ａ）Ｂ４Ｃ入り中性子吸収棒を用いる制御棒
図３は、Ｂ４Ｃ入り中性子吸収棒を用いるタイプの制御棒に本発明を適用し共通化を図る場合の第２ユニットの構成要素１Ｂａ′の構造を表す一部分解して示す破断斜視図である。図１及び図２と同等の部分には同一の符号を付す。
【００３８】
図３において、この第２ユニット構成要素１Ｂａ′は、沸騰水型原子炉炉心の非制御セルに配置され原子炉運転中は原子炉停止用として炉心に挿入される制御棒を構成するためのものであり、シース１０内に配置する反応度制御材として、例えばステンレス製被覆管内に炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）を充填した中性子吸収棒１４を用いるものである。
【００３９】
この場合、各中性子吸収棒１４とハンドル５側の上部エンドプレート９Ｕ及び下部支持部材６側の下部エンドプレート９Ｌとの係合又は固定構造は一切設けられず、各中性子吸収棒１４はシース１０内で自重により下部エンドプレート９Ｌの上に載置されているのみとなっている。
【００４０】
（１−Ｂ）ハフニウム中実棒を用いる制御棒
図４は、ハフニウム中実棒を用いるタイプの制御棒に本発明を適用し共通化を図る場合の第２ユニットの構成要素１Ｂａ″の構造を表す一部分解して示す破断斜視図である。図１〜図３と同等の部分には同一の符号を付す。
【００４１】
図４において、この制御棒は沸騰水型原子炉炉心の制御セルに配置され、原子炉運転中は出力調整用として炉心に挿入される制御棒を構成するためのものであり、シース１０内に配置する反応度制御材として、ハフニウム中実棒（略段付き丸棒状）１３を用いるものである。
【００４２】
このとき、各ハフニウム棒１３の上部にカーテンレール状の凸型構造部１２を設けており、これら凸型構造部１２と上部エンドプレート９Ｕ側に設けたカーテンレール状の凹型構造１１とを挿入係合させることにより、シース１０内にてハフニウム棒１３を支持するようになっている。この場合、各ハフニウム棒１３と下部エンドプレート９Ｌ側との係合又は固定構造は設けられない。
【００４３】
（１−Ｃ）第１ユニットの共通化
ここで、先に図１及び図２に示した本実施の形態の制御棒１においては、ハンドル５のうち、従来構造において反応度制御材を取り付けていた側である下部側領域を上部エンドプレート９Ｕとして分離して別部材とし、同様に下部支持部材（又は落下速度リミッタ、以下同様）６の上部側領域を下部エンドプレート９Ｌとして分離して別部材とする。そして、それら下部側領域を分離したハンドル５及び上部側領域を分離した下部支持部材６をタイロッド４の上下にそれぞれ取り付けて第１ユニット１Ａとする一方で、前述のようにハンドル５及び下部支持部材６から分離した上部エンドプレート９Ｕ及び下部エンドプレート９Ｌを、反応度制御材を内包するシース１０に取り付けて第２ユニット１Ｂの構成要素１Ｂａとする。
【００４４】
これにより、図１及び図２に示したように、上部・下部ハフニウム楕円管２Ｕ，２Ｌを用いる制御棒１に対しては、上部・下部エンドプレート９Ｕ，９Ｌに上部・下部舌状部位７Ｕ，７Ｌを固定しこれらに上部・下部ハフニウム楕円管８Ｕ，８Ｌをピン結合させさらにシース１０で覆った専用の構成要素１Ｂａからなる第２ユニット１Ｂを準備し、上記（１−Ａ）で説明したようなＢ４Ｃを充填した中性子吸収棒１４を用いる制御棒に対しては、図３に示したような下部エンドプレート９Ｌ上に中性子吸収棒１４を載置しシース１０で覆った専用の構成要素１Ｂａ′からなる第２ユニットを準備し、上記（１−Ｂ）で説明したようなハフニウム中実棒１３を用いる制御棒に対しては、上部エンドプレート９Ｕの下部にカーテンレール状の凹型構造部１１を設けこれに各ハフニウム棒１３上部の凸型構造部１２を係合させてシース１０で覆った専用の構成要素１Ｂａ″からなる第２ユニットを準備しておくことで、各タイプにおいて制御棒主要寸法（制御棒１全長、制御棒１全体の幅、ブレードの厚さ、及び上部・下部ハフニウム２Ｕ，２Ｌの長さ等）を予め統一しておけば、ハンドル５、下部支持部材６、及びタイロッド４の組立体からなる第１ユニット１Ａは上記３タイプのすべてに対し共通に用いること（共有化）ができる。
【００４５】
したがって、各タイプ毎に別々の工程・設備にて製造を行う必要があった従来に比べ、工程及び設備を縮小し、生産性を向上することができる。
【００４６】
また共通化した第１ユニット１Ａについては同一の流通ルートで同一の場所に保管し、互いに異なる第２ユニット構成要素１Ｂａ，１Ｂａ′，１Ｂａ″についてのみ別々の場所に保管すれば足りるので、流通上の無駄をなくし、保管スペースを低減できるという効果もある。
【００４７】
さらに、従来構造の制御棒と主要寸法を同一にしておけば、従来の既存の制御棒を置き換えるときに、制御棒まわりの他の部分（制御棒駆動機構を含む他の周囲部材、構造物等）の改造の必要がなく、また従来の制御棒の生産工程・設備の一部を流用できる効果もある。
【００４８】
（２）組立作業における作業性・作業効率向上、及び工程簡素化
従来構造では、横断面十字形の構造体としてハンドル、タイロッド、及び下部支持部材を組み立てた後、その組立体に対して、その十字形に備えた４辺の１辺１辺について、上部・下部舌状部位へ上部・下部ハフニウム楕円管ピン結合にて取り付け→Ｕ字型シース内へ上部・下部ハフニウム楕円管取り込み→シースとタイロッドとの溶接固定→シースとハンドル・下部支持部材との溶接という手順を順次行っていく必要があった。
【００４９】
これに対し、上記本実施形態の制御棒１においては、横断面十字形の構造体として組み上がるハンドル５、タイロッド４、及び下部支持部材６の第１ユニット１Ａの製造とは別個独立して、第２ユニット１Ｂを構成する４つの各構成要素（上記十字形の４辺に対応）１Ｂａごとに、上述したように上部・下部舌状部位７Ｕ，７Ｌへ上部・下部ハフニウム楕円管８Ｕ，８Ｌピン結合にて取り付け→シース１０内へ上部・下部ハフニウム楕円管８Ｕ，８Ｌ挿入→シース１０と上部・下部エンドプレート９Ｕ，９Ｌとの溶接固定を行える。
【００５０】
そして、以上のように第１ユニット１Ａと、４つの第２ユニット構成要素１Ｂａとを別々に製造しておき、最後に、各第２ユニット構成要素１Ｂａの上部・下部エンドプレート９Ｕ，９Ｌを、第１ユニット１Ａのハンドル５下部及び下部支持部材６上部にまとめて溶接固定すれば足りるので、組立部品の取り回しを容易にでき、組立作業の作業性及び作業効率を著しく向上することができる。
【００５１】
また、上記本実施形態の制御棒１においては、第２ユニット１Ｂに備えられるシース１０を楕円管としている。これにより、反応度制御材を内包させる閉空間をシース１０のみで形成することができるので、従来構造のようにシースＵ字開口側端部を横断面十字型のタイロッドの十字型端面に溶接固定する必要がなくなる。すなわち、全長数ｍにも及ぶ長尺のタイロッド４の長手方向複数箇所における煩雑な溶接作業を省略することができるので、工程を簡素化でき、また信頼性を向上できる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、略十字形状のブレードを備えた沸騰水型原子炉の制御棒において、複数種類のタイプにおいて部品の共通化を図り、工程及び設備を縮小し生産性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の制御棒の全体構造を表す一部分解して示す破断斜視図である。
【図２】図１中II−II断面による横断面図である。
【図３】Ｂ４Ｃ入り中性子吸収棒を用いるタイプの制御棒に本発明を適用し共通化を図る場合の第２ユニットの構成要素１Ｂａ′の構造を表す一部分解して示す破断斜視図である。
【図４】ハフニウム中実棒を用いるタイプの制御棒に本発明を適用し共通化を図る場合の第２ユニットの構成要素１Ｂａ″の構造を表す一部分解して示す破断斜視図である。
【符号の説明】
１ 制御棒
１Ａ 第１ユニット
１Ｂ 第２ユニット
１Ｂａ 第２ユニットの構成要素
１Ｂａ′ 第２ユニットの構成要素
１Ｂａ″ 第２ユニットの構成要素
２Ｌ 下部ハフニウム楕円管（反応度制御材）
２Ｕ 上部ハフニウム楕円管（反応度制御材）
４ タイロッド
５ ハンドル
６ 下部支持部材
７Ｌ 下部舌状部位
７Ｕ 上部舌状部位
９Ｌ 下部エンドプレート
９Ｕ 上部エンドプレート
１０ シース
１３ ハフニウム棒（反応度制御材）
１４ 中性子吸収棒（反応度制御材）
Claims (4)
- 横断面十字型のタイロッドの軸方向上部にハンドルを取り付けると共に、前記タイロッドの軸方向下部に下部支持部材または落下速度リミッタを取り付けて、前記タイロッドとハンドルと下部支持部材または落下速度リミッタとを横断面十字型の構造体として一体に組み立てた第１ユニットと、
各々が、反応度制御材を内包したシースの軸方向上部に上部エンドプレートの下部を溶接により固定すると共に、前記シースの軸方向下部に下部エンドプレートの上部を溶接により固定した４つのユニット構成要素からなる第２ユニットとを備え、
各ユニット構成要素の前記上部エンドプレートの上部を前記ハンドルに溶接により固定し、前記下部エンドプレートの下部を前記下部支持部材または落下速度リミッタに溶接により固定することにより、前記第１ユニットの十字型の４辺に対応して前記４つのユニット構成要素を前記第１ユニットに溶接固定して、前記第１ユニットと第２ユニットとの結合体として構成したことを特徴とする沸騰水型原子炉の制御棒。 - 請求項１記載の沸騰水型原子炉の制御棒において、前記シースを、略楕円型の横断面形状を備えた楕円管で構成したことを特徴とする沸騰水型原子炉の制御棒。
- 請求項１又は２記載の沸騰水型原子炉の制御棒において、前記反応度制御材を、略楕円形の横断面形状を備えたハフニウム楕円管、ハフニウム棒、及び炭化ホウ素を包含した中性子吸収棒の少なくとも１つで構成したことを特徴とする沸騰水型原子炉の制御棒。
- 横断面十字型のタイロッドの軸方向上部にハンドルを取り付けると共に、前記タイロッドの軸方向下部に下部支持部材または落下速度リミッタを取り付けて、前記タイロッドとハンドルと下部支持部材または落下速度リミッタとを横断面十字型の構造体として一体に組み立てることにより第１ユニットを構成し、
反応度制御材を内包したシースの軸方向上部に上部エンドプレートの下部を溶接により固定すると共に、前記シースの軸方向下部に下部エンドプレートの上部を溶接により固定して第２ユニットの構成要素を構成し、
その後、前記第２ユニットの構成要素を４つ用意し、各構成要素における前記上部エンドプレートの上部を前記ハンドルに溶接により固定し、前記下部エンドプレートの下部を前記下部支持部材または落下速度リミッタに溶接により固定することにより、前記第１ユニットの十字型の４辺に対応して前記４つのユニット構成要素を前記第１ユニットに溶接固定して前記第１ユニットと第２ユニットとを結合させたことを特徴とする沸騰水型原子炉の制御棒の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000261136A JP3779866B2 (ja) | 2000-08-30 | 2000-08-30 | 沸騰水型原子炉の制御棒及び制御棒用ユニット並びに沸騰水型原子炉の制御棒の製造方法 |
| US09/916,274 US6654438B1 (en) | 2000-08-30 | 2001-07-30 | Control rod for boiling water reactor, unit for control rod and production method of control rod |
| EP01118819A EP1184877B1 (en) | 2000-08-30 | 2001-08-10 | Control rod for boiling water reactor and method of manufacturing the control rod |
| DE60103108T DE60103108T2 (de) | 2000-08-30 | 2001-08-10 | Steuerstab für einen Siedewasserreaktor und Verfahren zur Herstellung eines Steuerstabes |
| US10/195,122 US20030053581A1 (en) | 2000-08-30 | 2002-07-15 | Control rod for boiling water reactor, unit for control rod and production method of control rod |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000261136A JP3779866B2 (ja) | 2000-08-30 | 2000-08-30 | 沸騰水型原子炉の制御棒及び制御棒用ユニット並びに沸騰水型原子炉の制御棒の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002071868A JP2002071868A (ja) | 2002-03-12 |
| JP3779866B2 true JP3779866B2 (ja) | 2006-05-31 |
Family
ID=18749028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000261136A Expired - Lifetime JP3779866B2 (ja) | 2000-08-30 | 2000-08-30 | 沸騰水型原子炉の制御棒及び制御棒用ユニット並びに沸騰水型原子炉の制御棒の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6654438B1 (ja) |
| EP (1) | EP1184877B1 (ja) |
| JP (1) | JP3779866B2 (ja) |
| DE (1) | DE60103108T2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5269327B2 (ja) * | 2007-02-20 | 2013-08-21 | 株式会社東芝 | 原子炉用制御棒 |
| US8699652B2 (en) * | 2007-02-22 | 2014-04-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Control rod for nuclear reactor and method of manufacturing control rod |
| JP4369493B2 (ja) * | 2007-03-30 | 2009-11-18 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 制御棒 |
| SE531037C2 (sv) * | 2007-04-03 | 2008-11-25 | Westinghouse Electric Sweden Ab | Styrstav |
| JP5171151B2 (ja) * | 2007-08-07 | 2013-03-27 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 沸騰水型原子炉用制御棒 |
| JP5364424B2 (ja) * | 2009-04-14 | 2013-12-11 | 三菱重工業株式会社 | 原子炉 |
| US8761331B2 (en) * | 2009-09-11 | 2014-06-24 | Hitachi-Ge Nuclear Energy, Ltd. | Control rod for boiling water reactor |
| JP6120492B2 (ja) * | 2012-05-28 | 2017-04-26 | 一般財団法人電力中央研究所 | 熱中性子炉用制御棒 |
| USD710302S1 (en) * | 2012-11-28 | 2014-08-05 | American Ceramic Technology | Reactor vessel radiation shielding |
Family Cites Families (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE344845B (ja) | 1964-06-09 | 1972-05-02 | Asea Ab | |
| GB1126585A (en) * | 1964-12-30 | 1968-09-05 | Combustion Eng | Nuclear reactor and control rod therefor |
| SE450061B (sv) * | 1982-02-08 | 1987-06-01 | Asea Atom Ab | Flexibel styrstav for en kernreaktor |
| FI830172A7 (fi) | 1982-03-16 | 1983-09-17 | Kraftwerk Union Ag | Menetelmä latauksen poistamiseksi ydinreaktorista ja sen lataamiseksi ja ohjauselementti erityisesti tätmenetelmää varten. |
| JPS603584A (ja) * | 1983-06-22 | 1985-01-09 | 株式会社日立製作所 | 原子炉用制御棒 |
| SE444743B (sv) * | 1984-09-03 | 1986-04-28 | Asea Atom Ab | Styrstav for kernreaktorer |
| US4874574A (en) * | 1986-03-14 | 1989-10-17 | Hitachi, Ltd. | Control rod |
| DE3721627A1 (de) * | 1986-06-30 | 1988-01-14 | Toshiba Kawasaki Kk | Steuerblatt fuer einen kernreaktor |
| JP2510565B2 (ja) * | 1987-04-08 | 1996-06-26 | 株式会社日立製作所 | 原子炉の燃料集合体 |
| US5034185A (en) * | 1988-02-09 | 1991-07-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Control blade for nuclear reactor |
| US4882123A (en) | 1988-03-01 | 1989-11-21 | General Electric Company | Hafnium control rod for nuclear reactors |
| FI890998A7 (fi) | 1988-04-14 | 1989-10-15 | Gen Electric | Käyttöiältään pitkä ydinreaktorin säätösauva |
| JPH02124496A (ja) * | 1988-11-02 | 1990-05-11 | Toshiba Corp | 原子炉用制御棒 |
| JP2741974B2 (ja) | 1990-09-14 | 1998-04-22 | 株式会社日立製作所 | 制御棒 |
| US5075069A (en) * | 1990-10-01 | 1991-12-24 | Energy Control Development, Inc. | Method and apparatus for increasing fuel efficiency in nuclear reactors |
| JP3055820B2 (ja) * | 1991-07-05 | 2000-06-26 | 株式会社東芝 | 燃料集合体と炉心 |
| JPH05341078A (ja) | 1992-06-10 | 1993-12-24 | Toshiba Corp | 原子炉用制御棒 |
| JPH06174874A (ja) * | 1992-12-03 | 1994-06-24 | Hitachi Ltd | 燃料集合体及び炉心 |
| JPH08105989A (ja) | 1994-10-07 | 1996-04-23 | Hitachi Ltd | 制御棒 |
| JPH0961576A (ja) | 1995-08-29 | 1997-03-07 | Hitachi Ltd | 沸騰水型原子炉用制御棒及びその製造方法 |
| US5719912A (en) * | 1996-03-14 | 1998-02-17 | General Electric Company | Control rod for a nuclear reactor |
| JP3313624B2 (ja) * | 1997-08-22 | 2002-08-12 | 株式会社日立製作所 | 沸騰水型原子炉用制御棒の製造方法 |
| JPH1194975A (ja) * | 1997-09-19 | 1999-04-09 | Hitachi Ltd | 原子炉用制御棒 |
| US5883931A (en) * | 1997-12-01 | 1999-03-16 | General Electric Company | Control rod for a nuclear reactor having mounting structures for replacing/rearranging/inverting absorber tubes |
| JP2000131479A (ja) * | 1998-10-29 | 2000-05-12 | Hitachi Ltd | 制御棒及び制御棒の製造方法 |
-
2000
- 2000-08-30 JP JP2000261136A patent/JP3779866B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-07-30 US US09/916,274 patent/US6654438B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-08-10 EP EP01118819A patent/EP1184877B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-08-10 DE DE60103108T patent/DE60103108T2/de not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-07-15 US US10/195,122 patent/US20030053581A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1184877B1 (en) | 2004-05-06 |
| JP2002071868A (ja) | 2002-03-12 |
| EP1184877A1 (en) | 2002-03-06 |
| US6654438B1 (en) | 2003-11-25 |
| US20030053581A1 (en) | 2003-03-20 |
| DE60103108D1 (de) | 2004-06-09 |
| DE60103108T2 (de) | 2005-05-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0233200Y2 (ja) | ||
| JP2583022B2 (ja) | 核燃料集合体 | |
| JPH0686097U (ja) | 燃料集合体 | |
| JPH0736036B2 (ja) | インコネル製のグリッドおよびジルカロイ製のバンドを有する複合スペーサ | |
| JPH06194479A (ja) | 原子炉燃料集合体における下部タイプレート | |
| ES2947208T3 (es) | Una góndola de un aerogenerador | |
| US5732116A (en) | Spacer grid of a fuel assembly for a nuclear reactor, including attached springs | |
| JP4275760B2 (ja) | 核燃料棒集合体の貯蔵ラック | |
| JP2002071868A (ja) | 沸騰水型原子炉の制御棒及び制御棒用ユニット並びに沸騰水型原子炉の制御棒の製造方法 | |
| JP5553589B2 (ja) | ガスタービン用ロータブレード | |
| KR910001635B1 (ko) | 원자로용 연료체 | |
| JPS6283687A (ja) | 原子炉燃料集合体 | |
| US4873051A (en) | Nuclear fuel grid outer strap | |
| US5188798A (en) | Grid for nuclear fuel assembly | |
| JP5322439B2 (ja) | 核燃料集合体 | |
| US5104609A (en) | Assembly method for nuclear fuel assembly | |
| JP5537353B2 (ja) | 使用済燃料貯蔵ラック | |
| KR101442088B1 (ko) | 고주파진동 감소를 위한 핵연료 집합체의 지지격자 | |
| JPS60225090A (ja) | 制御棒支持用スパイダ組立体 | |
| CZ295294A3 (en) | Nuclear reactor fuel element | |
| US5174950A (en) | Grid for nuclear fuel assembly | |
| JP3007442B2 (ja) | 燃料スペーサ及び燃料集合体 | |
| SE454823B (sv) | Spridare for sammanhallning och fixering av brenslestavar i en brenslepatron till en kernreaktor | |
| JPH08105989A (ja) | 制御棒 | |
| JPH067192B2 (ja) | 原子燃料用支持格子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040116 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050926 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051004 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051130 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060228 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060303 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090310 Year of fee payment: 3 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090310 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100310 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110310 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110310 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120310 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130310 Year of fee payment: 7 |