JPH01155295A - 自己作動型原子炉停止機構 - Google Patents
自己作動型原子炉停止機構Info
- Publication number
- JPH01155295A JPH01155295A JP62315886A JP31588687A JPH01155295A JP H01155295 A JPH01155295 A JP H01155295A JP 62315886 A JP62315886 A JP 62315886A JP 31588687 A JP31588687 A JP 31588687A JP H01155295 A JPH01155295 A JP H01155295A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- armature
- electromagnet
- temperature
- magnetic
- control rod
- 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.)
- Granted
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-
- 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
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
- Electromagnets (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】
［産業上の利用分野］
本発明は、原子炉停止系に係り、特にＡＴＷＳ （異常
な温度変化時のスクラム失敗）の発生を防止するのに好
適な電磁石型の５ＡＳＳ （自己作動型炉停止機構）に
関する。
な温度変化時のスクラム失敗）の発生を防止するのに好
適な電磁石型の５ＡＳＳ （自己作動型炉停止機構）に
関する。
［従来の技術］
高速増殖炉の合理化を行う上で、仮想炉心崩壊事故（Ｈ
ＣＤＡ）を設計基準外事象とすることは国際的なすう勢
どなって来ている。ＨＣＤＡに至る事故シーケンスは幾
つか存在するが、その中で最も重要視されているシーケ
ンスとしてＡＴＷＳがある。このためＡＴＷＳの発生を
防止する方法として、原子炉停止系の信頼性を向上させ
ＡＴＷＳの発生確率を無視しうるほと小さくすることが
考えられている。
ＣＤＡ）を設計基準外事象とすることは国際的なすう勢
どなって来ている。ＨＣＤＡに至る事故シーケンスは幾
つか存在するが、その中で最も重要視されているシーケ
ンスとしてＡＴＷＳがある。このためＡＴＷＳの発生を
防止する方法として、原子炉停止系の信頼性を向上させ
ＡＴＷＳの発生確率を無視しうるほと小さくすることが
考えられている。
しかし、にａｈｌ炉（西独）での定検中におけるほとん
ど全てのスクラムリレーの故障の発見（１９８５年）
、Ｂｒｏｗｎｓ Ｆｅｒｒｙ−３号機（米国）の半数の
制御棒の挿入失敗（１９８０年）、及びＳａｌｅｍ−１
号機のトリップ時のトリップしゃ断器の不作動（１９８
３年）などが発生しており、これらは、多重性を持たせ
た機器が同様の原因で同時に故障する共通原因故障の一
種である。
ど全てのスクラムリレーの故障の発見（１９８５年）
、Ｂｒｏｗｎｓ Ｆｅｒｒｙ−３号機（米国）の半数の
制御棒の挿入失敗（１９８０年）、及びＳａｌｅｍ−１
号機のトリップ時のトリップしゃ断器の不作動（１９８
３年）などが発生しており、これらは、多重性を持たせ
た機器が同様の原因で同時に故障する共通原因故障の一
種である。
このような共通原因故障を防止し炉停止系の信頼性を向
上させるために、従来の方法とは異なり、炉心に生じた
物理現象を原子炉スクラム信号を介さずに直接捉えて制
御棒を挿入する自己作動型炉停止機構（ＳＡＳＳ）が考
えられている。５ＡＳＳのタイプとしては、異常が発生
した時に炉心部の出口ナトリウム温度が上昇することを
捉える磁性体のキュリー点を利用したもの（特開昭５６
−１３７２７１号参照）、流体の圧力を利用したもの、
溶融金属を利用したもの等がある。
上させるために、従来の方法とは異なり、炉心に生じた
物理現象を原子炉スクラム信号を介さずに直接捉えて制
御棒を挿入する自己作動型炉停止機構（ＳＡＳＳ）が考
えられている。５ＡＳＳのタイプとしては、異常が発生
した時に炉心部の出口ナトリウム温度が上昇することを
捉える磁性体のキュリー点を利用したもの（特開昭５６
−１３７２７１号参照）、流体の圧力を利用したもの、
溶融金属を利用したもの等がある。
上記の磁性体キュリー点を利用した５ＡＳＳの従来例を
第２図に示す、高速増殖炉の炉心内に設けられた下部案
内管１内には、中性子吸収体を内蔵する制御棒３が挿入
されるようになっている。制御棒３の上端部には温度範
囲６００℃ないし８００℃にキュリー点を有する磁性体
よりなるアーマチュア４が設けられ、このアーマチュア
４はキュリー点において磁力が減少するようになってい
る。下部案内管１の直上位置には、内部に吊下管２が配
置されている炉心上部案内管６が支持されている。
第２図に示す、高速増殖炉の炉心内に設けられた下部案
内管１内には、中性子吸収体を内蔵する制御棒３が挿入
されるようになっている。制御棒３の上端部には温度範
囲６００℃ないし８００℃にキュリー点を有する磁性体
よりなるアーマチュア４が設けられ、このアーマチュア
４はキュリー点において磁力が減少するようになってい
る。下部案内管１の直上位置には、内部に吊下管２が配
置されている炉心上部案内管６が支持されている。
吊下管２の下端部には、アーマチュア４を吸着する電磁
石８が固着されている。通常運転時には制御棒３が炉心
から上方に引抜かれた状態にあるが、異常により炉心燃
料９の温度が上昇した場合、アーマチュア４は高温冷却
材によりキュリー点に到達し、磁力が減少して制御棒３
は自重で落下し原子炉は停止する。
石８が固着されている。通常運転時には制御棒３が炉心
から上方に引抜かれた状態にあるが、異常により炉心燃
料９の温度が上昇した場合、アーマチュア４は高温冷却
材によりキュリー点に到達し、磁力が減少して制御棒３
は自重で落下し原子炉は停止する。
［発明が解決しようとする問題点］
しかし、原子炉プラントに上記のような５ＡＳＳ構造を
導入した場合には、誤動作等により通常運転中制御棒が
落下してプラント運転に影響を与えるという事がないよ
うに、その誤動作を防止する必要がある。そのためには
、通常運転中での電磁石の保持力と異常時の作動温度で
の電磁石の保持力との差を大きく取ることが重要であり
、そのためには、前記アーマチュアへの炉心冷却材から
の熱伝達効果を向上させ、通常時のアーマチュア温度と
異常時の炉心冷却材温度上昇によるアーマチュア上昇温
度との差を大きくすることが必要となる。従来技術は、
この事について格別の工夫がなされていなかった。
導入した場合には、誤動作等により通常運転中制御棒が
落下してプラント運転に影響を与えるという事がないよ
うに、その誤動作を防止する必要がある。そのためには
、通常運転中での電磁石の保持力と異常時の作動温度で
の電磁石の保持力との差を大きく取ることが重要であり
、そのためには、前記アーマチュアへの炉心冷却材から
の熱伝達効果を向上させ、通常時のアーマチュア温度と
異常時の炉心冷却材温度上昇によるアーマチュア上昇温
度との差を大きくすることが必要となる。従来技術は、
この事について格別の工夫がなされていなかった。
本発明は、キュリー点を有する磁性体を利用した電磁石
型の自己作動型原子炉停止機構において、該磁性体への
炉心冷却材からの熱伝達効果を高め、通常時゛の電磁石
の保持力と異常時のそれとの差を大きくとることを可能
に、以て、誤動作を防止することを可能にした改良を提
供することを目的とする。
型の自己作動型原子炉停止機構において、該磁性体への
炉心冷却材からの熱伝達効果を高め、通常時゛の電磁石
の保持力と異常時のそれとの差を大きくとることを可能
に、以て、誤動作を防止することを可能にした改良を提
供することを目的とする。
［問題点を解決するための手段］
本発明による自己作動型の原子炉停止機構は、制御棒の
上部に取り付けられた磁性体のアーマチュアと該アーマ
チュアを磁気的に吸着する電磁石とよりなり、該アーマ
チュアもしくは電磁石の磁心またはその双方が異常時に
おける原子炉炉心冷却材の上昇温度に相当するキュリー
点を有し、該アーマチュアもしくは該電磁石またはその
双方の周部に、原子炉炉心冷却材の流過する複数の溝を
設けたことを特徴とする。
上部に取り付けられた磁性体のアーマチュアと該アーマ
チュアを磁気的に吸着する電磁石とよりなり、該アーマ
チュアもしくは電磁石の磁心またはその双方が異常時に
おける原子炉炉心冷却材の上昇温度に相当するキュリー
点を有し、該アーマチュアもしくは該電磁石またはその
双方の周部に、原子炉炉心冷却材の流過する複数の溝を
設けたことを特徴とする。
［作 用］
前記の溝を設けたことにより、炉心冷却材は該溝を流れ
るので、該冷却材からアーマチュアや電磁石への熱伝達
が向上し、これにより、通常時と異常時とにおけるその
温度の差を大きくでき、以て、通常時と異常時の電磁石
の保持力の差を大きくし、誤動作の発生を防止できる。
るので、該冷却材からアーマチュアや電磁石への熱伝達
が向上し、これにより、通常時と異常時とにおけるその
温度の差を大きくでき、以て、通常時と異常時の電磁石
の保持力の差を大きくし、誤動作の発生を防止できる。
［実 施 例］
本発明を高速増殖炉に適用した実施例を以下に述べる。
高速増殖炉における制御棒の一例を第３図に示す。第３
図（ａ）に、示すような中性子吸収材ベレット１４を内
包した制御棒要素１５の複数本を集めて構成される制御
棒３は、第３図（ｂ）の如く、制御棒３を炉心部゛に挿
入する通路となる下部案内管１に挿入されるようになっ
ている。５は制御棒連結管である。
図（ａ）に、示すような中性子吸収材ベレット１４を内
包した制御棒要素１５の複数本を集めて構成される制御
棒３は、第３図（ｂ）の如く、制御棒３を炉心部゛に挿
入する通路となる下部案内管１に挿入されるようになっ
ている。５は制御棒連結管である。
第４図は、原子炉内の配置の断面図であって、３は上記
の下部案内管に挿入された制御棒、５は制御棒連結管、
９は制御棒３の周りに配置された燃料集合体、１３は燃
料集合体導入管、３０は上部案内管、８は制御棒吊下管
３１の下端に設けられた電磁石、４は制御棒の連結管５
の上端に取り付けられたアーマチュアである。制御棒３
の周りに存在する燃料集合体９から燃料集合体導入管１
３に集められた熱い液体ナトリウムの流れ１０の一部は
電磁石８へ矢印の如く導かれる。制御棒３は、常時はア
ーマチュア４が電磁石８に磁力で吸着されていることに
よって吊下げられており、原子炉の通常運転時には炉心
の上部に引き上げられている。原子炉を緊急停止すると
きには、電磁石８の励磁を止めれば、アーマチュア４は
電磁石８から離れ、制御棒３を炉心に落下させることが
できる。制御棒の落下のｆｆｌ！Ｉを緩和するために、
第３図（ｂ）のように、下部案内管１の下部に緩衝器１
６が設けられている。
の下部案内管に挿入された制御棒、５は制御棒連結管、
９は制御棒３の周りに配置された燃料集合体、１３は燃
料集合体導入管、３０は上部案内管、８は制御棒吊下管
３１の下端に設けられた電磁石、４は制御棒の連結管５
の上端に取り付けられたアーマチュアである。制御棒３
の周りに存在する燃料集合体９から燃料集合体導入管１
３に集められた熱い液体ナトリウムの流れ１０の一部は
電磁石８へ矢印の如く導かれる。制御棒３は、常時はア
ーマチュア４が電磁石８に磁力で吸着されていることに
よって吊下げられており、原子炉の通常運転時には炉心
の上部に引き上げられている。原子炉を緊急停止すると
きには、電磁石８の励磁を止めれば、アーマチュア４は
電磁石８から離れ、制御棒３を炉心に落下させることが
できる。制御棒の落下のｆｆｌ！Ｉを緩和するために、
第３図（ｂ）のように、下部案内管１の下部に緩衝器１
６が設けられている。
アーマチュア４は、異常時にナトリウムの流れ１０の温
度が上昇したときの温度をキュリー点とする磁性体で構
成され、異常時に燃料集合体９の出口ナトリウムの温度
が上昇してアーマチュア４の温度がキュリー点に達する
ことにより電磁石８との磁気的吸着力が弱まり、アーマ
チュア４が電磁石８から離れ、制御棒３は炉心に落下す
る。
度が上昇したときの温度をキュリー点とする磁性体で構
成され、異常時に燃料集合体９の出口ナトリウムの温度
が上昇してアーマチュア４の温度がキュリー点に達する
ことにより電磁石８との磁気的吸着力が弱まり、アーマ
チュア４が電磁石８から離れ、制御棒３は炉心に落下す
る。
さて、上記の構成において、本発明に基づき、上記のキ
ュリー点を有するアーマチュア４および電磁石８の幾つ
かの実施例を以下説明する。
ュリー点を有するアーマチュア４および電磁石８の幾つ
かの実施例を以下説明する。
第５図は、その−例を示すもので、３２は電磁石８の巻
線、３３はその磁心、１７は磁束を示す。アーマチュア
４には、その周部に上下方向の複数の溝１１が設けてあ
り、これにより、燃料集合体９から導かれたナトリウム
１０は図示矢印のように流れ、その温度が効果的にアー
マチュア４に伝わるようにする。このようにすることに
より通常運転時におけるアーマチュア４の温度と異常時
に生じる燃料集合体９出ロナトリウムの温度上昇時のア
ーマチュア４の温度との差を大きくでき、通常時と異常
時の電磁石８の保持力の差が大きくなり、誤動作の発生
の可能性を小さくすることができる。
線、３３はその磁心、１７は磁束を示す。アーマチュア
４には、その周部に上下方向の複数の溝１１が設けてあ
り、これにより、燃料集合体９から導かれたナトリウム
１０は図示矢印のように流れ、その温度が効果的にアー
マチュア４に伝わるようにする。このようにすることに
より通常運転時におけるアーマチュア４の温度と異常時
に生じる燃料集合体９出ロナトリウムの温度上昇時のア
ーマチュア４の温度との差を大きくでき、通常時と異常
時の電磁石８の保持力の差が大きくなり、誤動作の発生
の可能性を小さくすることができる。
しかし、第５図に示されるようにアーマチュア４のみに
溝１１を設けた実施例では、出口ナトリウム１０が途中
で外にそれるため電磁石８付近のアーマチュア４の部分
の温度上昇が小さくなる。
溝１１を設けた実施例では、出口ナトリウム１０が途中
で外にそれるため電磁石８付近のアーマチュア４の部分
の温度上昇が小さくなる。
このため、異常時に対応して適切に落下させるためには
、定格運転時の温度からそれほど温度上昇がない内に落
下させなければならず、定格運転時の保持力と落下させ
るべき保持力の差が小さくなり、定格運転時の誤動作の
可能性を残すことになる。
、定格運転時の温度からそれほど温度上昇がない内に落
下させなければならず、定格運転時の保持力と落下させ
るべき保持力の差が小さくなり、定格運転時の誤動作の
可能性を残すことになる。
そこで、第１図に示す実施例では、アーマチュア４だけ
でなく電磁石８の磁心３３にも周部に多数の溝１１を設
けである。このようにすると、ナトリウム１０はアーマ
チュア４中で磁力線１７が通る部分全体に触れるのでア
ーマチュア４への温度伝達が良好になり、定格運転時と
異常時の保持力の差を大きく取ることが出来、誤勤差の
可能性をより小さくすることが出来る。
でなく電磁石８の磁心３３にも周部に多数の溝１１を設
けである。このようにすると、ナトリウム１０はアーマ
チュア４中で磁力線１７が通る部分全体に触れるのでア
ーマチュア４への温度伝達が良好になり、定格運転時と
異常時の保持力の差を大きく取ることが出来、誤勤差の
可能性をより小さくすることが出来る。
ところで、電磁石８とアーマチュア４の両者に溝１１を
設けた場合、両者の溝１１同志が一致するように両者を
接触させないと、接触面積が減少して保持力が小さくな
り、誤動作の可能性が残る。そこで、第６図〜第８図に
示す実施例では、電磁石８とアーマチュア４とに溝１１
を設けるとともに、両者の溝１１同志が常に一致するよ
うに電磁石８側に突起１８を設け、アーマチュア４に凹
み１２を設けた構造とし、これらを嵌め合せるようにし
たものである。なお、アーマチュア４側には、電磁□石
８側の姿勢に常に対応できるよう制御棒連結管５との間
に回転接手構造１９を設け、常に電磁石８側の溝１１に
アーマチュア４が対応できるようにする。第７図は上記
電磁石８の下面図、第８図はアーマチュア４の上面図で
ある。電磁石８とアーマチュア４を互に近づけてやると
、突起１８が凹み１２に嵌まり、アーマチュア４は回転
接手１９のために自然に回転して両者の溝１１同志が一
致する角度をとって両者は吸着される。なお、センター
を合せるため突起１８の中心部には凸部を、凹み１２の
中心部には凹部を設ける。
設けた場合、両者の溝１１同志が一致するように両者を
接触させないと、接触面積が減少して保持力が小さくな
り、誤動作の可能性が残る。そこで、第６図〜第８図に
示す実施例では、電磁石８とアーマチュア４とに溝１１
を設けるとともに、両者の溝１１同志が常に一致するよ
うに電磁石８側に突起１８を設け、アーマチュア４に凹
み１２を設けた構造とし、これらを嵌め合せるようにし
たものである。なお、アーマチュア４側には、電磁□石
８側の姿勢に常に対応できるよう制御棒連結管５との間
に回転接手構造１９を設け、常に電磁石８側の溝１１に
アーマチュア４が対応できるようにする。第７図は上記
電磁石８の下面図、第８図はアーマチュア４の上面図で
ある。電磁石８とアーマチュア４を互に近づけてやると
、突起１８が凹み１２に嵌まり、アーマチュア４は回転
接手１９のために自然に回転して両者の溝１１同志が一
致する角度をとって両者は吸着される。なお、センター
を合せるため突起１８の中心部には凸部を、凹み１２の
中心部には凹部を設ける。
以上の各実施例では、制御棒に付属したアーマチュア４
がキュリー点を有する磁性体であったが、電磁石８の磁
心にキュリー点を有する磁性体を用いてもよく、又は、
アーマチュア４および電磁石８の両者にキュリー点を有
する磁性体を用いてもよい。また本発明は高速増殖炉に
限らず、−般に原子炉に適用できる。
がキュリー点を有する磁性体であったが、電磁石８の磁
心にキュリー点を有する磁性体を用いてもよく、又は、
アーマチュア４および電磁石８の両者にキュリー点を有
する磁性体を用いてもよい。また本発明は高速増殖炉に
限らず、−般に原子炉に適用できる。
［発明の効果］
本発明によれば、異常時における原子炉心出口冷却材の
温度上昇を捉えるキュリー点を有する磁性体を利用した
電磁石型５ＡＳＳの磁性体に該冷却材の温度が良好に伝
達でき、定格運転時と異常時の３磁石の保持力の差を大
きくとることができ、誤１動差が少なく、異常時に確実
に作動する信頼性の高いＡＴＷＳ防止手段を提供するこ
とができる。
温度上昇を捉えるキュリー点を有する磁性体を利用した
電磁石型５ＡＳＳの磁性体に該冷却材の温度が良好に伝
達でき、定格運転時と異常時の３磁石の保持力の差を大
きくとることができ、誤１動差が少なく、異常時に確実
に作動する信頼性の高いＡＴＷＳ防止手段を提供するこ
とができる。
第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は従来例を
示す図、第３図（ａ）は制御棒要素を示す図、第３図（
ｂ）は下部案内管に挿入された制御棒を示す図、第４図
は本発明実施例の高速増殖炉内での配置を示す図、第５
図は本発明の他の実施例を示す図、第６図は本発明の更
に他の実施例を示す図、第７図および第８図は夫々第６
図における電磁石の下面図およびアーマチュアの上面図
である。 １・・・下部案内管 ３・・・制御棒４・・・ア
ーマチュア ５・・・連結管９・・・燃料集合体 １０・・・（出口）ナトリウム １１００．溝 １２・・・凹み１３・・・
燃料集合体導入管 １４・・・吸収材ベレット １５・・・制御棒要素１６
・・・）Ｊｔ衝器 １８・・・突起１９・・・
回転接手 ３２・・・巻線３３・・・磁心 第１図 ４−・アーマチュア 第３図 （ｂ）（α） 慨６図
示す図、第３図（ａ）は制御棒要素を示す図、第３図（
ｂ）は下部案内管に挿入された制御棒を示す図、第４図
は本発明実施例の高速増殖炉内での配置を示す図、第５
図は本発明の他の実施例を示す図、第６図は本発明の更
に他の実施例を示す図、第７図および第８図は夫々第６
図における電磁石の下面図およびアーマチュアの上面図
である。 １・・・下部案内管 ３・・・制御棒４・・・ア
ーマチュア ５・・・連結管９・・・燃料集合体 １０・・・（出口）ナトリウム １１００．溝 １２・・・凹み１３・・・
燃料集合体導入管 １４・・・吸収材ベレット １５・・・制御棒要素１６
・・・）Ｊｔ衝器 １８・・・突起１９・・・
回転接手 ３２・・・巻線３３・・・磁心 第１図 ４−・アーマチュア 第３図 （ｂ）（α） 慨６図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 制御棒の上部に取り付けられた磁性体のアーマチュ
アと該アーマチュアを磁気的に吸着する電磁石とよりな
り、該アーマチュアもしくは電磁石の磁心またはその双
方が異常時における原子炉炉心冷却材の上昇温度に相当
するキュリー点を有し、該アーマチュアもしくは該電磁
石またはその双方の周部に、原子炉炉心冷却材の流過す
る複数の溝を設けたことを特徴とする自己作動型原子炉
停止機構。 ２ 前記溝がアーマチュアと電磁石の双方に設けられて
おり、両者の溝の位置を合わせるための位置決め用嵌合
手段を該電磁石およびアーマチュアに設けた特許請求の
範囲第１項記載の自己作動型原子炉停止機構。 ３ アーマチュアと制御棒の間に回転接手を設けた特許
請求の範囲第１項記載の自己作動型原子炉停止機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62315886A JP2510228B2 (ja) | 1987-12-14 | 1987-12-14 | 自己作動型原子炉停止機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62315886A JP2510228B2 (ja) | 1987-12-14 | 1987-12-14 | 自己作動型原子炉停止機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01155295A true JPH01155295A (ja) | 1989-06-19 |
| JP2510228B2 JP2510228B2 (ja) | 1996-06-26 |
Family
ID=18070786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62315886A Expired - Lifetime JP2510228B2 (ja) | 1987-12-14 | 1987-12-14 | 自己作動型原子炉停止機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2510228B2 (ja) |
-
1987
- 1987-12-14 JP JP62315886A patent/JP2510228B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2510228B2 (ja) | 1996-06-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
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