JPS5985995A - 原子炉制御棒駆動機構 - Google Patents
原子炉制御棒駆動機構Info
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- JPS5985995A JPS5985995A JP57195923A JP19592382A JPS5985995A JP S5985995 A JPS5985995 A JP S5985995A JP 57195923 A JP57195923 A JP 57195923A JP 19592382 A JP19592382 A JP 19592382A JP S5985995 A JPS5985995 A JP S5985995A
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- phase
- control rod
- rod drive
- drive mechanism
- alloy
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- 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
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- 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】
〔発明の利用分野〕
本発明は原子炉制御棒駆動機構に係り、特に制御棒を駆
動する駆動水の切換えを行うチェック弁を改良した原子
炉制御棒駆動機構に関する。
動する駆動水の切換えを行うチェック弁を改良した原子
炉制御棒駆動機構に関する。
従来の原子炉制御棒駆動機構においては、チェック弁ボ
ールは高圧水で弁座に押付けられるので硬さ及び耐摩耗
性のすぐれた高Ｃ−Ｃｒ−Ｗ−ＣＯ合金が、また弁座に
は５ＵＳ３０４系や５ＵＳ３１６系のステンレス鋼が使
用されている。しかるに、この従来の原子炉制御棒駆動
機構においては、長期間使用中にチェック弁ボールが摩
耗或いは腐食を受け、その結果合金成分が炉内に循環し
、放射化され、特にＣＯは半減期の長いＣ０６０こなシ
放射能を上げるという欠点を持つ。
ールは高圧水で弁座に押付けられるので硬さ及び耐摩耗
性のすぐれた高Ｃ−Ｃｒ−Ｗ−ＣＯ合金が、また弁座に
は５ＵＳ３０４系や５ＵＳ３１６系のステンレス鋼が使
用されている。しかるに、この従来の原子炉制御棒駆動
機構においては、長期間使用中にチェック弁ボールが摩
耗或いは腐食を受け、その結果合金成分が炉内に循環し
、放射化され、特にＣＯは半減期の長いＣ０６０こなシ
放射能を上げるという欠点を持つ。
また、−チェック弁ボールとして前記ＣＯ基合金に代り
ＣｒａＣ＋＋Ｎｉ系焼結合金のものが提案されている（
特開昭５４−１６０９９３ ）が、この機構においては
、Ｃｒ３Ｃ２とＮｉとの電位差によシ、Ｎｉマトリック
スが隙間腐食で溶出する恐れがある。またＣｒ３Ｃ２の
粒径が約５μｍと大きいのでマトリックスが溶出した場
合、Ｃｒ３Ｃ２粒間の隙間を通って駆動水が一部漏洩す
る。壕だ高Ｃ−高Ｃｒ＠鋼も提案されておシ、これは硬
さが高いが、粗大Ｃｒ炭化物とマトリックスとの電位差
のためマトリックスが隙間腐食で溶出し、粗大Ｃｒ炭化
物の間に流路を形成し、駆動水が一部漏洩する。
ＣｒａＣ＋＋Ｎｉ系焼結合金のものが提案されている（
特開昭５４−１６０９９３ ）が、この機構においては
、Ｃｒ３Ｃ２とＮｉとの電位差によシ、Ｎｉマトリック
スが隙間腐食で溶出する恐れがある。またＣｒ３Ｃ２の
粒径が約５μｍと大きいのでマトリックスが溶出した場
合、Ｃｒ３Ｃ２粒間の隙間を通って駆動水が一部漏洩す
る。壕だ高Ｃ−高Ｃｒ＠鋼も提案されておシ、これは硬
さが高いが、粗大Ｃｒ炭化物とマトリックスとの電位差
のためマトリックスが隙間腐食で溶出し、粗大Ｃｒ炭化
物の間に流路を形成し、駆動水が一部漏洩する。
本発明の目的は、以上の欠点に鑑み成されたもので、駆
動水の炉内への漏洩及び放射能の増大を防止するように
した原子炉制御棒駆動機構を提供するにちる。
動水の炉内への漏洩及び放射能の増大を防止するように
した原子炉制御棒駆動機構を提供するにちる。
本発明者らは、制御棒を駆動する駆動水の切換えを行う
チェックボール弁について鋭意研究した結果、従来重視
されていた硬さ及び耐摩耗性よシもむしろ隙間耐食性が
重要である点に着目した。
チェックボール弁について鋭意研究した結果、従来重視
されていた硬さ及び耐摩耗性よシもむしろ隙間耐食性が
重要である点に着目した。
本発明は以上のような知見から得られたものであって、
チェックボール弁が弁座よシも硬さが高くかつ５μｍよ
シも小さい粒径でマトリックスよ）も硬さの高い化合物
が分散した実質的にＣｏを含有しない合金からなる原子
炉制御棒駆動機構であ゛す、特にチェック弁ボール弁と
してはＣｏを含まないＮｉ基の析出硬化型合金からなる
ものが有効である。
チェックボール弁が弁座よシも硬さが高くかつ５μｍよ
シも小さい粒径でマトリックスよ）も硬さの高い化合物
が分散した実質的にＣｏを含有しない合金からなる原子
炉制御棒駆動機構であ゛す、特にチェック弁ボール弁と
してはＣｏを含まないＮｉ基の析出硬化型合金からなる
ものが有効である。
本発明において、チェックボール弁に用いる合金は、弁
座よシも硬さが高すことが必要である・チェック弁ボー
ルの硬さが弁卒よシも低いと、駆動水辱入加圧時、弁座
との接触部に圧痕が生じ好ましくない。弁座、には通常
５ＵＳ３０４系や５ＵＳ３１６゛系のステンレス鋼が使
用されておシ、これらの硬さはビッカースでＨｖ１５０
〜１８０でちるのでチェック弁ボールの硬さはこれらの
弁座硬さよシも高いＨｖ３００、更に好ましくはＨｖ４
００以上が望ましい。
座よシも硬さが高すことが必要である・チェック弁ボー
ルの硬さが弁卒よシも低いと、駆動水辱入加圧時、弁座
との接触部に圧痕が生じ好ましくない。弁座、には通常
５ＵＳ３０４系や５ＵＳ３１６゛系のステンレス鋼が使
用されておシ、これらの硬さはビッカースでＨｖ１５０
〜１８０でちるのでチェック弁ボールの硬さはこれらの
弁座硬さよシも高いＨｖ３００、更に好ましくはＨｖ４
００以上が望ましい。
本発明において、５μｍ、！：、９も小さい粒径でマト
リックスよシも硬さの高い化合物が分′散したＣｏを実
質的に含有しない合金であることが必要である。上記化
合物の粒径が５μｍよシも大きいと、マトリックスが一
部溶出し弁座との間に牛する隙間が大きくなシ隙間腐食
を助長することになる。上記合金が析出硬化型Ｎｉ基合
金の場合、時効処理によシγ′相及びγ“相の少なくと
も１種を含むが、γ′相はＮ ｉ３ （Ａｔ、 Ｔ ｉ
）、γ“相は間 Ｎｉ３Ｎｂの夫々金属化合物でアシ、これらは合金へ を硬化させるのに必須の相である。γ′相及びγ“相の
大きさは３μｍ以下、望ましくは２μｍ以下が好ましい
。
リックスよシも硬さの高い化合物が分′散したＣｏを実
質的に含有しない合金であることが必要である。上記化
合物の粒径が５μｍよシも大きいと、マトリックスが一
部溶出し弁座との間に牛する隙間が大きくなシ隙間腐食
を助長することになる。上記合金が析出硬化型Ｎｉ基合
金の場合、時効処理によシγ′相及びγ“相の少なくと
も１種を含むが、γ′相はＮ ｉ３ （Ａｔ、 Ｔ ｉ
）、γ“相は間 Ｎｉ３Ｎｂの夫々金属化合物でアシ、これらは合金へ を硬化させるのに必須の相である。γ′相及びγ“相の
大きさは３μｍ以下、望ましくは２μｍ以下が好ましい
。
更に本発明において、チェック弁ボール弁が析出硬化型
Ｎｉ基合金の場合、化学成分上重量比でＣ；０．０５％
以下、Ｓｉ；０．３％以下、Ｍｎ；０．５％以下、Ｃｒ
ｉ １７．０〜２３．０％、ＭＯｉ２、０〜６．０
％、Ｎｂ Ｈ２，５〜４．５％、ＡｚＨｏ、ｓ〜２．０
％、’ｌ’ ｉ ； １．５〜３．０％、Ｆｅ；５．０
〜１５．０％、残部Ｎｉ及び不可避不純物であるのが有
効である。
Ｎｉ基合金の場合、化学成分上重量比でＣ；０．０５％
以下、Ｓｉ；０．３％以下、Ｍｎ；０．５％以下、Ｃｒ
ｉ １７．０〜２３．０％、ＭＯｉ２、０〜６．０
％、Ｎｂ Ｈ２，５〜４．５％、ＡｚＨｏ、ｓ〜２．０
％、’ｌ’ ｉ ； １．５〜３．０％、Ｆｅ；５．０
〜１５．０％、残部Ｎｉ及び不可避不純物であるのが有
効である。
とのような化学成分の限定理由について説明する。
Ｃは炭化物と析出しである程度硬化に役立つがＮｉ３
（ＡＡ、 Ｔ ｓ ）やＮｉ３Ｎｂの金属間化合物によ
る強化の面から多すぎるとＮｂやＴｉと炭化物を作って
金属間化合物量が少なくなシ、硬化に対し負の作用を生
ずる。またＣｒ炭化物析出によシ、その周囲のマ） Ｉ
Ｉラックス隙間耐食性が低下するので１．０．０５％以
下とする。０．０３５％以下にすれば更に好ましい隙間
耐食性が得られる。
（ＡＡ、 Ｔ ｓ ）やＮｉ３Ｎｂの金属間化合物によ
る強化の面から多すぎるとＮｂやＴｉと炭化物を作って
金属間化合物量が少なくなシ、硬化に対し負の作用を生
ずる。またＣｒ炭化物析出によシ、その周囲のマ） Ｉ
Ｉラックス隙間耐食性が低下するので１．０．０５％以
下とする。０．０３５％以下にすれば更に好ましい隙間
耐食性が得られる。
Ｓｉ及びＭｎは脱酸剤として加え、後者は脱流剤として
も加える。Ｓｉは０．３％をこえると加工性が低下し、
Ｍｎは０．５％をこえると隙間耐食性が低下するので夫
々０．３％以下及び０．５γ７以下とする。
も加える。Ｓｉは０．３％をこえると加工性が低下し、
Ｍｎは０．５％をこえると隙間耐食性が低下するので夫
々０．３％以下及び０．５γ７以下とする。
Ｃｒは隙間耐食性の向上に必須の元素であシ、１７．０
％未満ではその作用が十分でなく、多い方が隙間耐食性
は向上するので１７．０％以上とする。
％未満ではその作用が十分でなく、多い方が隙間耐食性
は向上するので１７．０％以上とする。
一方２３．０％をこえると固溶処理時におけるＡｔ。
Ｔｉの固溶が不十分で、時効処理後金属間化合物の析出
量が少なく、十分な硬化が得られないのでＣｒ量は１７
．０〜２３．０％、特に１７．５〜２１．０％が好まし
い。
量が少なく、十分な硬化が得られないのでＣｒ量は１７
．０〜２３．０％、特に１７．５〜２１．０％が好まし
い。
ＭＯはＣｒと共存し隙間耐食性の向上に効果がある。２
．０％以下ではその効果が十分でなく、一方６．０％を
超えるとその効果は飽和し、かつ鍛造性を低下させるの
で２，０〜５．０％とする。ＭＯ量は特に２．５〜５．
０％が好ましい。
．０％以下ではその効果が十分でなく、一方６．０％を
超えるとその効果は飽和し、かつ鍛造性を低下させるの
で２，０〜５．０％とする。ＭＯ量は特に２．５〜５．
０％が好ましい。
Ｎｂは金属間化合物Ｎ ｌ ３Ｎ ｂの析出により、合
金の硬化及び耐摩耗性に大きく貢献する。２．５％未満
ではその作用が不十分で、４．５％を超えると鍛造性、
加工性が低下するので２．５〜４．５％とする。Ｎ ｂ
量は特に３．０〜４．０％が好ましい。
金の硬化及び耐摩耗性に大きく貢献する。２．５％未満
ではその作用が不十分で、４．５％を超えると鍛造性、
加工性が低下するので２．５〜４．５％とする。Ｎ ｂ
量は特に３．０〜４．０％が好ましい。
Ｊ、 を及びＴｉは金属化合物Ｎｉ３ （Ａｔｌ Ｔ
ｉ ）の析出によシ、合金の硬化及び耐摩耗性に犬きく
貢献する。Ａｔ及びＴｉは夫々０．８％未満及び１．５
％未満では硬化が十分でなく、一方夫々２．０％及び３
．０％をこえると鍛造性及び加工性が低下するので、ｋ
ｔは０．８〜２．０％、Ｔｉは１．５〜３．０％とする
。特ＫＡｔは１．０〜１．５％、Ｔｉは１．７〜２．５
％が好ましい。
ｉ ）の析出によシ、合金の硬化及び耐摩耗性に犬きく
貢献する。Ａｔ及びＴｉは夫々０．８％未満及び１．５
％未満では硬化が十分でなく、一方夫々２．０％及び３
．０％をこえると鍛造性及び加工性が低下するので、ｋ
ｔは０．８〜２．０％、Ｔｉは１．５〜３．０％とする
。特ＫＡｔは１．０〜１．５％、Ｔｉは１．７〜２．５
％が好ましい。
ｐｅはフェロ合金を使用する場合添加され、鍛造性を向
上させ、またＮｉの一部と置換してＮｉ量を減じ、コス
トを下げる。３％未満ではその作用が小さく、一方１５
％を超えると合金の硬度を下げるので３．０％〜１５．
０％とする。Ｆｅ量は特に５．０〜１０．０％が好まし
い。
上させ、またＮｉの一部と置換してＮｉ量を減じ、コス
トを下げる。３％未満ではその作用が小さく、一方１５
％を超えると合金の硬度を下げるので３．０％〜１５．
０％とする。Ｆｅ量は特に５．０〜１０．０％が好まし
い。
ＮｉはＣｒと共存して組織を安定化し、隙間耐食性を向
上し、かつＮｂ、Ｔｉ、Ａ７等と金属間化合物を作って
硬度及び耐摩耗性を向上する。前述の元素υ外はＰ、Ｓ
な゛どの不可避不純物を除き、残部Ｎｉとする。
上し、かつＮｂ、Ｔｉ、Ａ７等と金属間化合物を作って
硬度及び耐摩耗性を向上する。前述の元素υ外はＰ、Ｓ
な゛どの不可避不純物を除き、残部Ｎｉとする。
次に上記のような合金からなるチェック弁ボールが用い
られる原子炉制御棒駆動機構の実施例について説明する
。
られる原子炉制御棒駆動機構の実施例について説明する
。
第１図は沸騰水型原子炉制御棒駆動装置の概略断面図で
ある。制御棒１を上昇させるときは、入口ボート３よシ
実線矢印の如く駆動水を圧入する。
ある。制御棒１を上昇させるときは、入口ボート３よシ
実線矢印の如く駆動水を圧入する。
この時、チェック弁ボール５は駆動水によって弁座６に
押し付けられる一方、該駆動水によってインデックスチ
ューブ２は押し上げられる。
押し付けられる一方、該駆動水によってインデックスチ
ューブ２は押し上げられる。
また、制御棒１を下降させるときは、出口ポート７よシ
駆動水を破線矢印のように送シ、コレットピストン８を
上昇きせ、コレットフィンガー９を押し拡げて、インデ
ックスチューブ２を下降させる。この時、駆動水は実線
矢印と逆方向に流れてお）、チェック弁ボール５は該駆
動水によって弁座６に押し付けられている。
駆動水を破線矢印のように送シ、コレットピストン８を
上昇きせ、コレットフィンガー９を押し拡げて、インデ
ックスチューブ２を下降させる。この時、駆動水は実線
矢印と逆方向に流れてお）、チェック弁ボール５は該駆
動水によって弁座６に押し付けられている。
更に、緊急停止時には、高圧水が炉内から一点鎖線の矢
印のように送られ、チェック弁ボール５の下側よシ送入
されるので、チェック弁ボール５は弁座４に押し付けら
れ、−６方インデツクスチユーブ２は該高圧水によって
上昇させられる。
印のように送られ、チェック弁ボール５の下側よシ送入
されるので、チェック弁ボール５は弁座４に押し付けら
れ、−６方インデツクスチユーブ２は該高圧水によって
上昇させられる。
以上のようにチェック弁ボール５は、緊急時以外は常時
的６６Ｃの水中で弁座６に押し付けられた状態となって
いる。従って接触部の水は滞留７するが、本発明におけ
るチェック弁ボール５は隙間耐食性が高いので隙間腐食
が防止される。
的６６Ｃの水中で弁座６に押し付けられた状態となって
いる。従って接触部の水は滞留７するが、本発明におけ
るチェック弁ボール５は隙間耐食性が高いので隙間腐食
が防止される。
第１表に示す化学組成の合金について加速隙間腐食試験
を行った。
を行った。
第 １ 表
第１表中、Ａ１は従来のＣＯ基鋳造合金、Ａ２は従来の
高Ｃ−高Ｃｒ鋳鋼であシ共に市販品を用いた。屋３〜屋
６は本発明の制御棒駆動機構チェック弁ボール用合金で
あシ、真空溶解精度鋳造材及び真空−溶解鍛造材の両方
について調べた。熱処理は共にｉ、ｏｏｏｃｘｉｈ加熱
後水冷し、７００ｃ×１０ｈ時効処理を行った。
高Ｃ−高Ｃｒ鋳鋼であシ共に市販品を用いた。屋３〜屋
６は本発明の制御棒駆動機構チェック弁ボール用合金で
あシ、真空溶解精度鋳造材及び真空−溶解鍛造材の両方
について調べた。熱処理は共にｉ、ｏｏｏｃｘｉｈ加熱
後水冷し、７００ｃ×１０ｈ時効処理を行った。
各試料の硬さを第１表に付記した。各試料はいずれもＳ
ＵＳ ３０４又は５ＵＳ３１６製弁座（Ｈｖ１５０〜１
８０）よシも高い。
ＵＳ ３０４又は５ＵＳ３１６製弁座（Ｈｖ１５０〜１
８０）よシも高い。
加熱隙間腐食試験は第２図に示す装置を用いて行った。
第２図中１０は１０Ｘ２０Ｘ、３を憇の試験片、１１は
φ７ Ｘ １５ ｔｒｒｍの炭素棒である。これらを台
座１２及び板バネ１３との間にセットし、ボルト１４に
よシ、試験片に１０ｋｇの荷重を加えた。台座、板バネ
、ボルトは８ＵＳ ３０４鋼製である。隙間形状を実際
のボールと弁座との組合せよシ狭く、かつ深くして厳し
くシ、弁座５ＵＳ３０４に代シ、電位的に責な炭素を用
いた。また駆動水の温度は約６６Ｃであるが、腐食反応
を促進するため２８８ ｔｌｌ’ 、 ８８ ｋｇ ７
ｃｍ２の高温水中に第２図の装置を浸漬した。この様に
隙間形状、相手材質、温度の何れも実際の場合よシ厳し
くして加速試験したａ１６００時間浸漬後、試験片を取
外し、隙間接触部の腐食状況を調べた。
φ７ Ｘ １５ ｔｒｒｍの炭素棒である。これらを台
座１２及び板バネ１３との間にセットし、ボルト１４に
よシ、試験片に１０ｋｇの荷重を加えた。台座、板バネ
、ボルトは８ＵＳ ３０４鋼製である。隙間形状を実際
のボールと弁座との組合せよシ狭く、かつ深くして厳し
くシ、弁座５ＵＳ３０４に代シ、電位的に責な炭素を用
いた。また駆動水の温度は約６６Ｃであるが、腐食反応
を促進するため２８８ ｔｌｌ’ 、 ８８ ｋｇ ７
ｃｍ２の高温水中に第２図の装置を浸漬した。この様に
隙間形状、相手材質、温度の何れも実際の場合よシ厳し
くして加速試験したａ１６００時間浸漬後、試験片を取
外し、隙間接触部の腐食状況を調べた。
このような加速隙間腐食試験を行い、各試料について隙
間接触部の腐食状況を走査電顕により調べた。！ａ Ｉ
ＣＯ基鋳造合金ばＣｒ及びＷの巨大な炭化物が晶出し
、炭化物は耐食性がすぐれているが、Ｃｒの巨大炭化物
のためマトリックスのＣｒ量が減少して耐食性が低下す
る。このため第３図に示す様にマトリックスが腐食減肉
し、巨大炭化物が浮彫シされた様相を呈している。マト
リックスにはＣｏが含まれており、原子炉の場合にはＣ
Ｏが溶出して炉水中ＯＣＯ量を増加させ、Ｃ０６０とな
シ、放射能を上昇させる。
間接触部の腐食状況を走査電顕により調べた。！ａ Ｉ
ＣＯ基鋳造合金ばＣｒ及びＷの巨大な炭化物が晶出し
、炭化物は耐食性がすぐれているが、Ｃｒの巨大炭化物
のためマトリックスのＣｒ量が減少して耐食性が低下す
る。このため第３図に示す様にマトリックスが腐食減肉
し、巨大炭化物が浮彫シされた様相を呈している。マト
リックスにはＣｏが含まれており、原子炉の場合にはＣ
Ｏが溶出して炉水中ＯＣＯ量を増加させ、Ｃ０６０とな
シ、放射能を上昇させる。
第４図はこのようなマトリックスが溶出した場合の弁接
触部を図解したもので４ｆｉ、１５はチェック弁ボール
のマトリックス、１６は巨大炭化物、１７は弁座、１８
はボール弁と弁座との間に生じた隙間流路である。Ａ
Ｉ ＣＯ基鋳造合金の場合は巨大炭化物が５〜１０μｍ
と大きいので隙間流路も５〜１０μｍの間隙を生じ、閉
塞状態にしてもここを通して高圧駆動水が流通し、細隙
部を高圧水が高流速で通過する際のエロージョンも加わ
って、マトリックスの減肉が更に加速され、遂には弁動
作不良を生ずる。
触部を図解したもので４ｆｉ、１５はチェック弁ボール
のマトリックス、１６は巨大炭化物、１７は弁座、１８
はボール弁と弁座との間に生じた隙間流路である。Ａ
Ｉ ＣＯ基鋳造合金の場合は巨大炭化物が５〜１０μｍ
と大きいので隙間流路も５〜１０μｍの間隙を生じ、閉
塞状態にしてもここを通して高圧駆動水が流通し、細隙
部を高圧水が高流速で通過する際のエロージョンも加わ
って、マトリックスの減肉が更に加速され、遂には弁動
作不良を生ずる。
Ａ２の高Ｃ−高Ｃｒ鋳鋼も隙間腐食試験後は巨大炭化物
が浮彫りされた様相を呈してお）、弁接触部は第４図と
同様になる。
が浮彫りされた様相を呈してお）、弁接触部は第４図と
同様になる。
本発明の屋３〜＆ ４ Ｎ“ｉ基合金は低炭素のため炭
化物は少量かつ微細であシ、Ｎｉ３ （ＡＡ、 Ｔ ｉ
）間 及びＮｉ３Ｎｂの微細な金属化合物が認められる。
化物は少量かつ微細であシ、Ｎｉ３ （ＡＡ、 Ｔ ｉ
）間 及びＮｉ３Ｎｂの微細な金属化合物が認められる。
１＾、
加速隙間腐食試験後もまたマトリックスのＣｒ量は減少
せず、平滑である。
せず、平滑である。
Ａ ４ Ｎ ｉ基合金鍛造材゛の加速隙間腐食試験後の
８８Ｍ写真を第５図に示す。第５図において、第３図（
扁１試料）のように激しい凹凸は認められない。
８８Ｍ写真を第５図に示す。第５図において、第３図（
扁１試料）のように激しい凹凸は認められない。
第６図は本発明の制御棒駆動機構の弁接触部を横形的に
図解したものであシ、１９はチェック・弁ポールのオー
ステナイト相マトリックス、２０は金属間化合物、２１
は弁座、２２はボールと弁座との間に生ずる隙間である
。本発明合金（４，３〜Ａ６）は炭化物の析出は極めて
少なく、金属間化合物で硬化させているので、時効析出
によってもマトリックスのＣｒ量は減少せず、また耐食
性がすぐれているので、マトリックスの溶出はわずかで
ある。かつ本発明合金（扁３〜扁６）は炭化物及び金属
間化合物はその粒直径が約１μｍ以下と小さいので隙間
２２は１μｍ以下であり、弁動作不良を生ずることはな
い。
図解したものであシ、１９はチェック・弁ポールのオー
ステナイト相マトリックス、２０は金属間化合物、２１
は弁座、２２はボールと弁座との間に生ずる隙間である
。本発明合金（４，３〜Ａ６）は炭化物の析出は極めて
少なく、金属間化合物で硬化させているので、時効析出
によってもマトリックスのＣｒ量は減少せず、また耐食
性がすぐれているので、マトリックスの溶出はわずかで
ある。かつ本発明合金（扁３〜扁６）は炭化物及び金属
間化合物はその粒直径が約１μｍ以下と小さいので隙間
２２は１μｍ以下であり、弁動作不良を生ずることはな
い。
次にＡ１〜Ａ６の各試料で原子炉制御棒駆動用チェック
弁ボールを作製し、昇降耐久テストを行った。昇降耐久
テストは第１図に示す駆動機構を用い、ボール５に盃１
〜Ｊｆ６．６製直径２２．２’２消のボールを夫々用い
て駆動水による制御棒の昇降を行った。温度６６Ｃ１圧
力８８ ｋｇ／ｃｒｒ１２、原子炉と同水質の駆動水を
用い、制御棒の昇降駆動及びスクラム駆動合計３００回
の昇降耐久テストを行った。何れのボールを用いた場合
も正常な駆動機能を有した。テスト後ボール表面を調べ
ると扁１〜屋６何れも接触跡その他の異常は認められな
かった。尚、析出物の小さいこと及びマトリックス成分
偏析−の少ない点からは、鋳造材よシも鍛造材の方が望
ましい。
弁ボールを作製し、昇降耐久テストを行った。昇降耐久
テストは第１図に示す駆動機構を用い、ボール５に盃１
〜Ｊｆ６．６製直径２２．２’２消のボールを夫々用い
て駆動水による制御棒の昇降を行った。温度６６Ｃ１圧
力８８ ｋｇ／ｃｒｒ１２、原子炉と同水質の駆動水を
用い、制御棒の昇降駆動及びスクラム駆動合計３００回
の昇降耐久テストを行った。何れのボールを用いた場合
も正常な駆動機能を有した。テスト後ボール表面を調べ
ると扁１〜屋６何れも接触跡その他の異常は認められな
かった。尚、析出物の小さいこと及びマトリックス成分
偏析−の少ない点からは、鋳造材よシも鍛造材の方が望
ましい。
以上のように本発明によれば、硬さを弁座よシも硬くシ
、かつ隙間耐食性を向上させているので隙間腐食による
駆動水の漏洩を防止することができ、又チェック弁ボー
ルの合金は実質的にＣＯを含有しないので放射線の増大
を防止できる。
、かつ隙間耐食性を向上させているので隙間腐食による
駆動水の漏洩を防止することができ、又チェック弁ボー
ルの合金は実質的にＣＯを含有しないので放射線の増大
を防止できる。
第１図は沸騰水型原子炉制御棒駆動装置の概略断面図、
第２図は高温水中加速隙間−食試験用治具、第３図は従
来のＡｌＣ０基鋳造合金の加速隙間腐食試験後の走査電
顕写真、第４図は従来の屋ＩＣＯ基鋳造合金ボールを長
期間使用した場合の弁接触部の模式図、第５図は本発明
のチェック弁ボール用Ａ４Ｎｉ基４鍛造合金の高温水中
加速隙間腐食試験後の走査電顕写真、第６図は本発明の
チェック弁ボールを長期間使用した場合の弁接触部の模
式図である。 １・・・制御棒、３・・・駆動水入口、４・・・上部弁
座、５・・・チェック弁ボール、６・・・下部弁座、７
・・・出口ポート、１０・・・試験片、１１・・・炭素
棒、１３・・・押付バネ、１５・・・チェック弁ボール
マ■リツクス、１６・・・巨大炭化物、１８・・・隙間
流路、１９・・・チェック弁ボールマ） ＩＪラックス
２０・・・金属間化合物、２２・・・隙間。 ＄ ／ 目 第２日 茅３ 固 ギ４．目 茅５ 目 第Ｚ 目 ０２０
第２図は高温水中加速隙間−食試験用治具、第３図は従
来のＡｌＣ０基鋳造合金の加速隙間腐食試験後の走査電
顕写真、第４図は従来の屋ＩＣＯ基鋳造合金ボールを長
期間使用した場合の弁接触部の模式図、第５図は本発明
のチェック弁ボール用Ａ４Ｎｉ基４鍛造合金の高温水中
加速隙間腐食試験後の走査電顕写真、第６図は本発明の
チェック弁ボールを長期間使用した場合の弁接触部の模
式図である。 １・・・制御棒、３・・・駆動水入口、４・・・上部弁
座、５・・・チェック弁ボール、６・・・下部弁座、７
・・・出口ポート、１０・・・試験片、１１・・・炭素
棒、１３・・・押付バネ、１５・・・チェック弁ボール
マ■リツクス、１６・・・巨大炭化物、１８・・・隙間
流路、１９・・・チェック弁ボールマ） ＩＪラックス
２０・・・金属間化合物、２２・・・隙間。 ＄ ／ 目 第２日 茅３ 固 ギ４．目 茅５ 目 第Ｚ 目 ０２０
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、原子炉の制御棒を駆動するだめの駆動水の切換えを
行うチェック弁ボールが、弁座よシも硬さが高く、かつ
５／Ｊｍよシも小さい粒径でマトリック７よシも硬さが
高い化合物が分散した実質的しでＣＯを含有しない合金
よシなることを特徴とする原子炉制御棒駆動機構。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記チェックボー
ル弁が時効処理によシγ′相及びｒ“相の少なくとも１
種の析出によシ硬さＨｖ３００以上であって、重量比で
Ｃｒを１７％含むＮｉ基合金からなることを特徴とする
原子炉制御棒駆動機構。 ３、特許請求の範囲第２項において、γ′相及びγ“相
の大きさが３μｍ以下であることを特徴とする原子炉制
御棒駆動機構。 ４、特許請求の範囲第２項において、チェック弁ボール
が、重量％でＣ；０．０５％以下、Ｓｉ；０．３％以下
、Ｍｎ；０．５％以下、Ｃｒ；１７．０〜２３．０％、
ＭＯｉ２．０〜６，０％、Ｎｂ；２．５〜４．５％、Ａ
ｔ；０．８〜２０％、Ｔｉ；１．５〜３．０％、Ｆ ｅ
； ５．０〜１５．０％、残部Ｎｉ及び不可避不純物
からなり、組織的にはオーステナイト相マトリックスに
γ′相及びｒ“相の少なくとも１種を含む合金からなる
ことを特徴とする原子炉制御棒駆動機構。 ５、特許請求の範囲第３項において、Ｃ；０．０３５％
以下、Ａ ｔ ； １． Ｏ〜１．５％、Ｔｉ；１．７
〜２，５％、Ｆ ｅ ； ５．０〜１０．０％、残部Ｎ
ｉ及び不可避不純物からなシ、組織的（ではオーステナ
イト相マトリックスにγ′相及びγ“相の少なくとも１
種を含む合金からなることを特徴とする原子炉制御棒駆
動機構。 ６、特許請求の範囲第４項において、チェック弁ボール
が鍛造後浴体化処理及び時効処理によシ、γ′相及びγ
“相の大きさが２μｍ以下の合金からなることを特徴と
する原子炉制御棒駆動機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57195923A JPS5985995A (ja) | 1982-11-10 | 1982-11-10 | 原子炉制御棒駆動機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57195923A JPS5985995A (ja) | 1982-11-10 | 1982-11-10 | 原子炉制御棒駆動機構 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5985995A true JPS5985995A (ja) | 1984-05-18 |
Family
ID=16349226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57195923A Pending JPS5985995A (ja) | 1982-11-10 | 1982-11-10 | 原子炉制御棒駆動機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5985995A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62170883A (ja) * | 1986-01-24 | 1987-07-27 | 株式会社東芝 | 制御棒駆動機構 |
| JP2009257996A (ja) * | 2008-04-18 | 2009-11-05 | Shimizu Corp | スロッシング防止装置 |
| JP2010096537A (ja) * | 2008-10-14 | 2010-04-30 | Toshiba Corp | スロッシングおよび溢水抑制装置 |
| WO2014099294A1 (en) * | 2012-12-20 | 2014-06-26 | Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc | Control rod drive apparatus utilizing alloys with low to zero cobalt content |
-
1982
- 1982-11-10 JP JP57195923A patent/JPS5985995A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62170883A (ja) * | 1986-01-24 | 1987-07-27 | 株式会社東芝 | 制御棒駆動機構 |
| JP2009257996A (ja) * | 2008-04-18 | 2009-11-05 | Shimizu Corp | スロッシング防止装置 |
| JP2010096537A (ja) * | 2008-10-14 | 2010-04-30 | Toshiba Corp | スロッシングおよび溢水抑制装置 |
| WO2014099294A1 (en) * | 2012-12-20 | 2014-06-26 | Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc | Control rod drive apparatus utilizing alloys with low to zero cobalt content |
| JP2016509204A (ja) * | 2012-12-20 | 2016-03-24 | ジーイー−ヒタチ・ニュークリア・エナジー・アメリカズ・エルエルシーＧｅ−Ｈｉｔａｃｈｉ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｅｎｅｒｇｙ Ａｍｅｒｉｃａｓ， Ｌｌｃ | コバルト含有量が少量から０である合金を用いた制御棒駆動装置 |
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