JPS6117980A - 制御棒集合体 - Google Patents

制御棒集合体

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JPS6117980A
JPS6117980A JP59137329A JP13732984A JPS6117980A JP S6117980 A JPS6117980 A JP S6117980A JP 59137329 A JP59137329 A JP 59137329A JP 13732984 A JP13732984 A JP 13732984A JP S6117980 A JPS6117980 A JP S6117980A
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JP
Japan
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control rod
cold
stainless steel
dash
austenitic stainless
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JP59137329A
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富士男 松本
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Load-Engaging Elements For Cranes (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (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。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野1 本発明は高速増殖炉の制御棒集合体において、□制御棒
の下端に設けたダッシュラムと、下部案内管の下端近傍
に設けたダッシュポットの寸法の狂いを低減させて、長
期間に亘り侵れた緩wIJ機能を発揮し得る制御棒集合
体に関する。
[発明の技術的背景1 一般に、高速増殖炉の制御棒集合体は第6図に示すよう
に構成されている。
即ち、下部案内管1の下端部にはエントランスノズル2
が設けられている。このエントランスノズルは炉心支持
板(図示せず)に挿入され、ハイドロリンクホールドダ
ウン等により下部案内管1の浮き上がりを防止し、これ
を炉心内の所定位置に保持する。
下部案内管1内には制御棒3が上下動自在に挿入されて
おり、この制御棒の上端にはハンドリングヘッド4が設
けられている。このハンドリングヘッド4には制御棒駆
動機構(図示せず)の延長管が連結され、この制御棒駆
動機機構によって制御棒3が上下に移動され、原子炉の
出力を刊御する。なお、第6図は制御棒3が上方に引抜
かれた状態を示している。
制御棒3の下端には円柱状のり゛ツシュラム5が突設さ
れており、また、下部案内管1内の下部には有底円筒状
のダッシュポット6が設けられている。
制御棒3が炉心内へ挿入され、下降してきた際には、第
7図に示すように、ダッシュラム5はダッシュポット6
内に挿入されるが、この場合、ダッシュラム5の外周部
とダッシュポット6の内周面との間には所定の間隙7が
形成されるように構成されでいる。
従って、原子炉のスクラム時に制御棒3が挿入された場
合には、ダッシュラム5がダッシュポット6内に進入し
、このダッシュポット内の冷却材が間隙7から押し出さ
れ、その際の抵抗によって制御棒3は減速緩衝される。
第8図はこのスクラム時における制御棒3の挿入特性す
なわちスクラム特性を示す。同図中、Aは制御棒駆動機
構内のガス圧あるいはスプリングの付勢力によって下向
に加速される加速区間、Bは制御棒3が一定速度で下降
する下降区間、Cはダッシュラム5とダッシュポット6
によって制御棒3が減速されて停止する緩衝区間である
前記したダッシュラム5とダッシュポット6との間の間
隙7は制御棒3の全挿入までの時間でなわちスクラム時
間が所定の時間以上とならないように、かつ停止時の衝
撃が所定の値を超えないようにその寸法を設定されてい
る。また、下部案内管1、制御棒3の構造部材、ダッシ
ュラム5、ダッシュポット6等は通常、耐食性および耐
熱性の大きなオーステティ1〜系ステンレス鋼で形成さ
れている。
[背蹟技術の問題点] 一般に、炉心内にある部材は高速中性子の照射によって
ボイドスエリングを生じ、体積が膨張する。このため、
ダッシュラム5の外径およびダッシュポット6の内径が
次第に変化し、これらの間の間隙7の寸法が変化する。
このため、第8図に示すスクラム特性のうち、緩衝区間
Cの特性が変化する。
通常、上記ダッシュポット6は炉心の下端に位置し、温
度が低く、しかも中性子照射量が少いが、制御棒3は通
常は引抜状態で使用されるため、ダッシュラム5は炉心
の中心位置8の近傍に位置し、温度が高く、しかも中性
子照射最も多い。このため、ダッシュラム5の方がダラ
シ1ボツト6よりボイドスエリング量が大きく、従って
ダッシュポット6の内径増大聞よりダッシュポット6の
外径増大量の方が大きくなる。その結果、間隙7の寸法
が小さくなり、緩衝区間Cの時間が長くなり、スクラム
時間が長くなるという欠点があった。
このような欠・点を解消するには、ボイドスエリングの
影響を見込んでダッシュポット6とダッシュラム5との
間の間隙7をあらかじめ大きくしておくことも考えちれ
るが、このようにすると、初期の状態において間隙7が
過大となり、充分な緩衝をなすことができず、スクラム
時のi撃が大きくなる等の欠点を生じる。
これらの欠点を回避するため、棒材を冷間加工してダッ
シュラムを構成する方法も案出されているが、この方法
では、使用材料が棒材のため、冷間加工が表面にしか入
らず、また、冷間加工に対する信頼性にも問題がある。
[発明の目的] 本発明は背頻技術における上述の如き問題点を解消すべ
くなされたもので、ボイドスエリングによる体積膨張の
小さい冷間加工バイブを使用覆ることによって、安定し
たスクラム作動を確保できる制御棒集合体を提供するこ
とを目的とする。
[発明の概要] 本発明の制御棒集合体は、下部案内管ど、この下部案内
管内に上下動自在に挿入される制御棒の下部に設【プら
れたダッシュラムと、上記下部案内管の下部に設けられ
たダッシュポットとを備えた制御棒集合体において、上
記ダッシュラムが冷間加工されたオーステナイト系ステ
ンレス鋼パイプと、その下端に溶着されたキャップとか
ら成り、かつ、ダッシュポットはその全部あるいは一部
が冷間加工を施していないオーステナイト系ステンレス
鋼または上記ダッシュラムに使用されているオーステナ
イト系ステンレス鋼パイプよりも小さな加工度で冷間加
工されたオーステナイト系ステンレス鋼で形成されてい
ることを特徴とするものである。
本発明においてはダッシュラムのうち、スクラム時にダ
ッシュポットに挿入されてダッシュポットとの間で小間
隙を形成する部分については、製造実績が豊富で、しか
も照射データが十分に蓄積されている冷間加ニオーステ
ナイト系ステンレス鋼パイプ材を使用するが、ダッシュ
ポットに挿入された際、間隙の大きい部分に位置する先
端部およびダッシュポットに挿入されない上部について
はアニール材で形成するのが望ましい。また、上記ダッ
シュポットはその全部あるいは一部が冷間加■をしくい
ないオーステナイト系ステンレス鋼または上記ダッシュ
ラムに使用されているオーステナイト系ステンレス鋼パ
イプ材の冷間加工度より小さな加工度で冷間加工された
オーステナイト系ステンレス鋼で形成するものである。
オーステナイト系ステンレス鋼は冷間加工することによ
つ゛Cボイドスエリング量が減少し、冷間加工度が大き
くなるに従ってボイドスエリング吊の減少量も大ぎくな
る。従ってダッシュラムとダッシュポットに対する温度
、中性子照射量等の差は上記冷間加工度の差により相殺
され、ダッシュラムとダッシュポットのボイドスエリン
グ昂はほぼ等しくなり、これらの間の間隙の寸法が変化
しないのでスクラム特性に影響が与えられることがなく
、安定したスクラム作動が得られるものである。
[発明の実施例] 次に、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
なお、本発明の制御棒集合体の基本的構成と作動は第6
図につき説明したものと同一であるので、その説明は省
略し、本発明の特徴部分についてのみ詳述する。
第1図は本発明の制御棒集合体が炉心内に挿入され、下
端に設けたダッシュラム105がダッシュポット106
内に全挿入されている状態を示す。
ダッシュラム105は下端近傍が縮径するオー−7= ステナイト系ステンレス鋼パイプ105aと、その下端
に溶接されたテーパ状のキャップ105bとから構成さ
れており、制御棒103の構造部材の下端に溶接によっ
て接続されている。
105c1106dは溶接線を示す。これらの溶接線は
ダッシュラム105と、106どの間の微小なli!l
隙107と干渉しないよう、位置を選定されている。
このような構成の制御棒集合体において、スクラム時に
制御棒103が炉心に挿入された場合、ダッシュラム1
05がダッシュポット106内に進入し、このダッシュ
ポット106内の冷IfI材が間隙107から押し出さ
れ、その際の抵抗によって制御棒103の速度を減速し
、緩衝を行なう。
ダッシュラム105とダシュボット106どの間の間隙
107は制御棒103の全挿入までの時間すなわちスク
ラム時間が所定の時間以上とならないように、かつ停止
詩の衝撃が所定の値を超えないようにその寸法が設定さ
れている。108はダッシュポット106内の冷却材の
一部を間隙107を通さずに逃すため、必要に応じて設
(Jられる逃し通路である。
制御棒103の構造部材、ダッシュラム105、ダッシ
ュポット106等は耐食性および耐熱11の大きなオー
ステナイト系ステンレス鋼で形成されている。ダッシュ
ラム105のパイプ105aはオーステナイト系ステン
レス鋼を冷間加工して構成されており、また、制御棒1
03の構造部材とキャップ105bはオーステナイト系
ステンレス鋼を溶体化処理したままの材料から構成れて
いる。
また、上記ダッシュポット106はオーステナイト系ス
テンレス鋼を溶体化処理で形成したまJ。
の材料あるいはこれに上記ダッシュラム105のパイプ
の冷間加工度より小さな加工度で冷間加工したものから
構成されている。
このJ:うに、本発明においてはダッシュラム105の
パイプ部材とダッシュポット106の部材に所定の冷間
加工度の差が与えられているが、この冷間加工痕の差は
両者に対する中性子照射条件の差を考虞して、以下の如
く設定される。
即”ち、炉心内における軸方向の温度分布および中性子
照射量の分布は第2図に示す如きものであり、このよう
な特性は設計時あるいは運転実績のデータの解析によっ
てあらかじめ知られている。
よって、第5図に示す如くダッシュラム105およびダ
ッシュポット106の炉心に対する位置P1.P2を上
述の分布特性に対応させればダッシュラム105および
ダッシュポット106の温度、中性子照射量の中性子照
射条件をそれぞれ求めることができる。なお、制御棒1
03は原子炉運転中における位置が変更される場合もあ
るが、このような場合には各位置における時間から平均
的な中性子照射条件を求めればよい。
次に、このような中性子照射条件から、ダッシュラム1
05およびダッシュポット106を同一の材料で形成し
た場合に生じるボイドスエリング昂を求める。なお、オ
ーステティ1〜系ステンレス鋼に対する中性子照射条件
とボイドスエリングとの関係は実験的に知られている。
たとえば第3図には中性子照射量を一定とした場合にお
ける温度とボイドスエリング量との特性を示す。また、
第4図には温度を一定とした場合における中性子照射量
とボイドスエリングとの特性を示す。
よって、これらの特性から、上記ダッシュラ11105
とダッシュポット106を同一材料で形成した場合にお
けるボイドスエリング母を求めることがCぎる。
次に、これらのダッシュラム105どダッシュポット1
06に生じるボイドスエリング閲の差を相殺するに必要
な冷間加■瘍の差を求める。一般にオーステナイト系ス
テンレス鋼は冷間加工を施こすことによってボイドスエ
リング母が減少1ノ、しかも冷間加工度が大きくなるに
従ってボイドスエリングの減少量も大きくなることが知
られている。第5図はこの特性の一例を示す。
以上のような特性から上記ダッシュラム105とダッシ
ュポット106の中性子前01条件の差によるボイドス
エリング串の差をちょうど相殺するに必要な冷間加工度
の差を求めることができる。
なお、本発明は上記の実施例に限定されるもの=11− ではない。
例えばダラシコラム、ダッシュポット全体を前述の如く
冷間加工度に差を与えた材料で形成する必要はなく、一
部のみ例えばダラシコラムの外周面部分、あるいはダッ
シュポットの内周面部分のみに前述の如き冷間加工度に
差を与えたオーステナイト系ステンレス鋼で形成しても
よい。
[発明の効果] 上述の如く本発明はダッシュラムの全部あるいは一部が
冷間加工されたオーステナイト系ステンレス鋼パイプで
形成され、またダッシュポットは全部あるいは一部が冷
間加工をしていないオーステナイト系ステンレス鋼また
は−V記ダッシュラムに使用されているオーステナイト
系ステンレス鋼の冷間加工度より小さな加■痘で冷間加
工されたオーステナイト系ステンレス鋼で形成したもの
であり、そして、オーステナイト系ステンレス鋼は冷間
前Tすることによってボイドスエリング量が減少し、冷
間加工度が大きくなるに従ってボイドスエリング最の減
少量も大きくなるので、ダラシユラムとダッシュポット
に対する温度、中性子照射量の差は上記冷間加工度の差
により相殺され、ダッシュラムとダッシュポットのボイ
ドスエリング母はほぼ等しくなり、これらの間の間隙の
寸法が変化しないのでスクラム特性に影響が与えられる
ことがなく、安定したスクラム作動が得られる等その効
果は大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の要部を示す縦断面図、第2図は炉心の
温度、中性子前aviの分布と制御棒集合体との位置関
係を示す線図、第3図は温度に対するボイドスエリング
の特性を示す線図、第4図は温度に対するボイドスエリ
ングの特性を示す線図、第5図は冷間加工度がボイドス
エリングに与える影響を示す線図、第6図は制御棒集合
体の縦断面図、第7図は第6図におけるダッシュラムと
ダッシュポット部分の縦断面図、第8図はスクラム特性
を示す線図である。 1.101・・・・・・下部案内管 2.102・・・・・・エン1−ランスノズル103・
・・・・・・・・・・・制御棒5.105・・・・・・
ダッシュラム 105a・・・・・・バイブ 105b・・・キャップ 6.106・・・ダッシュポット 7.107・・・間 隙 代理人弁理士   則 近 憲 佑 (ほか1名) 第1図 第3図 第4図 中性子照射1t”A m2(F 〉0.I Mev )
第 5 図 中性子[対量’/cm2(E>0.IMev)第7図 第8図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)下部案内管と、この下部案内管内に上下動自在に
    挿入される制御棒の下部に設けられたダツシユラムと、
    上記下部案内管の下部に設けられたダツシユポットとを
    備えた制御棒集合体において、上記ダツシユラムが冷間
    加工されたオーステナイト系ステンレス鋼パイプとその
    下端に溶着したキャップとから成り、かつ、ダツシユポ
    ットはその全部あるいは一部が冷間加工を施していない
    オーステナイト系ステンレス鋼または上記ダッシュラム
    に使用されている冷間加工オーステナイト系ステンレス
    鋼パイプよりも小さな加工度で冷間加工されたオーステ
    ナイト系ステンレス鋼で形成されていることを特徴とす
    る制御棒集合体。
JP59137329A 1984-07-04 1984-07-04 制御棒集合体 Granted JPS6117980A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59137329A JPS6117980A (ja) 1984-07-04 1984-07-04 制御棒集合体

Applications Claiming Priority (1)

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JP59137329A JPS6117980A (ja) 1984-07-04 1984-07-04 制御棒集合体

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JPS6117980A true JPS6117980A (ja) 1986-01-25
JPH0519673B2 JPH0519673B2 (ja) 1993-03-17

Family

ID=15196120

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JP59137329A Granted JPS6117980A (ja) 1984-07-04 1984-07-04 制御棒集合体

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JP (1) JPS6117980A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6337296A (ja) * 1986-07-31 1988-02-17 株式会社東芝 原子炉用制御棒

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6337296A (ja) * 1986-07-31 1988-02-17 株式会社東芝 原子炉用制御棒

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JPH0519673B2 (ja) 1993-03-17

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