JPS6262285A - 原子炉用制御棒 - Google Patents

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〕 本発明は沸騰水型原子炉に使用される制御棒に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

炉心出力を制御するために用いられる従来の制御棒は、
ウィング内に中性子吸収棒を一様に装填して構成されて
いる。

ところが、制御棒の使用目的によっては、従来の制御棒
よりも、タイロッド近傍の反応度価値が小さい方がよい
場合がある。例えば、原子炉出力調整にしばしば挿抜さ
れる制御棒の場合には、タイロッド近傍の反応度価値が
低い方が引抜時の熱的インパクトが少なくてすむ。また
、制御棒は多量の中性子が照射されるので、中性子吸収
の進行につれて中性子吸収物質が減損すると新しい制御
棒と交換しなければならない。

しかして使用済みの制御棒は高度の放射能を帯びており
、その保管、処理に多大の費用を必要とする。そこで制
御棒の交換をできるだけ少なくするため、制御棒は長寿
命型であることが望ましい。

ところで、長寿命型の制御棒には、中性子吸収棒として
ハフニウム性の中実棒＃　Ｅｕ２Ｏ３混合物を金属管に
充填したもの、Ａｇ　−Ｉｎ　−Ｃｄ合金棒等を使用し
たものが適している。しかしながら、これらの中性子吸
収棒は高価であり、また、比重が大きく制御棒が重くな
るため、制御棒駆動装置を変更せねばならないという不
具合がある。

〔発明の目的〕

本発明は上記の事情に基きなされたもので、その目的は
、制御棒の引抜時に燃料集合体に与える熱的インパクト
が少なく、長寿命でしかも軽量な原子炉用制御棒を提供
することにある。

〔発明の概要〕

本発明は上記目的を達成するために、十字状断面のタイ
ロッドの各突出脚に細長いＵ字状断面のシースを取付け
、前記シース内に配ａすれる中性子吸収棒を区切る間隔
保持部材を当該シース内に設けて十字状に突出するウィ
ングを構成した原子炉用制御棒において、前記各ウィン
グ内のウィング側縁近傍には中性子吸収棒を密に、前記
ウィング内のそれ以外の部分には中性子吸収棒を疎に配
置したものである。

しかして本発明は、下記の実験の結果得られた知見に基
きなされたものである。すなわち、中性子吸収棒のウィ
ング幅方向の中性子吸収率分布を測定したところ第３図
に示すデータが得られた。

この図において、横軸はタイロッドからの距離、縦軸は
吸収率（相対値）を示している。この図からウィング側
縁近傍の３〜５本の中性子吸収棒の吸収率が特に高いこ
とが分る。従って、ウィング側縁近傍は中性子吸収棒を
密に配置し、それ以外で１本置きのように疎に配置すれ
ば中性子吸収棒を減らしても極端に反応度価値が低下す
ることはないと言える。

本発明は上記の知見に基づいて、制御棒引抜の際に隣接
する燃料集合体に与える熱的インパクトが少なく、しか
も軽量でかつ安価な原子炉用制御棒を構成したものであ
る。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図は本発明に係る制御棒全体の斜視図であり、同図
において、制御棒１は十字状断面のタイロッド２の各突
出脚に細長いＵ字状断面のシース３を取付けて構成した
ウィング内に多数の中性子＝３− 吸収棒４を装填して構成されている。

第２図は制御棒１のウィング部分の詳細を示すための一
部切断した横断面図であり、同図に示すように、ウィン
グ側縁近傍の約１／３は中性子吸収棒４を密に配置し、
それからタイロッド２までは間隔保持部材５である仕切
板により区切られたスペースの一つ置きに中性子吸収棒
４が配置されている。

次に、上記の如く構成された本実施例の制御棒の引抜時
における隣接する燃料集合体の熱的インパクトを第４図
について説明する。第４図において燃料集合体６は８Ｘ
８バンドルであり、６４本の燃料棒７を格子状に配列し
てチャンネルボックス８内に収容して構成されている。

そして、隣接する４箇の燃料集合体６の十字状間隙には
制御棒１が挿抜自在に挿入されている。

ところで、上記の状態において、燃料集合体６の燃料棒
７中制御棒１のウィングに直面対向している燃料棒７□
〜７８は、この制御棒が従来の制御棒であれば制御棒の
挿入時には出力が大幅に押えられて、制御棒の引抜時に
は大幅に出力が上昇する。

特にタイロッド２近傍の燃料棒７において前記の出力の
抑制、上昇は著しい。

他方、本実施例の制御棒１においては、タイロッド２近
傍の中性子吸収棒４は一本置きに配置されているので、
制御棒挿入時であっても燃料棒７１の出力低下は従来の
ものに比べてそれ程大幅ではなく、また、制御棒引抜時
の出力上昇も従来のものに比べて大幅ではなく、燃料集
合体６に与える熱的インパクトはかなり軽減される。

第５図は第４図に示した燃料集合体６の燃料棒７□〜７
１１の制御棒挿入時の出力を示したグラフである。第５
図において曲線Ｃ１は従来の制御棒を挿入した時の出力
、曲線Ｃ２は本実施例の制御棒を挿入した時の出力をそ
れぞれ示している。

第５図からも分るように、本実施例の制御棒１を挿入す
れば、従来の制御棒の挿入により最も出力を抑制されて
いた燃料棒７１の出力はかなり上昇し、引抜時の熱的イ
ンパクトが軽減される。

上記したように本実施例によれば、比重が太きく高価な
中性子吸収棒４をへらして軽量化し、でも、制御棒反応
度価値の極端な低下を生じることはなく、制御棒１の引
抜時に隣接する燃料集合体６に与える熱的インパクトの
小さい反応度価値の制御棒１とすることができる。

本発明の他の実施例を第６図〜第８図について説明する
。第６図は本発明に係る中性子吸収棒の外観図であり、
同図に示すように、中性子の吸収棒９の軸方向に２〜５
箇所程度の溝１０をつくり、この溝１０に合致するよう
に第７図に示すような半円形状の切り込み１２をもった
スペーサである平板１１を２枚対象的につなぎ合わせて
円形の孔を形成し、この円形の孔に中性子吸収棒９を挿
入すると、中性子吸収棒９を一本置きに配置することが
できる。第８図はこの中性子吸収棒９を平板１１の円形
孔に配置した場合のウィングの拡大断面図であり、タイ
ロッド２の突出脚に細長いＵ字状断面のシース３を取付
け、このシース３の内部に切り込み１２を有する平板１
１により円形の孔を形成し、中性子の吸収棒９をこの孔
に挿入配置した構成としたものである。

また、本発明のさらに他の実施例を第９図及び第１０図
について説明する。第９図に示すような半円形に湾曲し
た、スペーサであるワイヤー１３を２つ重ね合わせて円
形の孔を形成し、この円形の孔に第１０図に示すように
中性子吸収棒９を挿入配置すると、中性子吸収棒９は一
本置きに配置されることになる。

また、本発明のさらにまた他の実施例を第１１図につい
て説明すると、同図に示すように中性子吸収棒をタイロ
ッド近傍は２本置き、中間部は１本置き、ウィング側縁
近傍は連続に配置するように構成してもよい。

上記各実施例も第１図の実施例と同様な効果を得ること
ができることは勿論である。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば制御棒反応度価値の低
下を抑制しつつ、制御棒引抜時に燃料集合体に与える熱
的インパクトを軽減し、さらに装填する中性子吸収棒が
従来よりも少いので軽量でかつ安価な制御棒を提供する
ことができるというすぐれた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の一部切断された斜視図、第２
図は第１図の一部切断した横断面図、・第３図は本発明
の詳細な説明するための線図、第４図は本発明の制御棒
と燃料集合体との関係を示す模式図、第５図は本発明の
制御棒と従来の制御棒との出力を比較するための図、第
６図〜第８図は本発明の他の実施例の切り込みを有する
平板およびウィングを説明するための図、第９図は本発
明のさらに他の実施例のスペーサの外観図、第１０図は
第９図のスペーサに中性子吸収棒を挿入配置した図、第
１１図は本発明のさらにまた他の実施例のウィングを説
明するための図である。 １・・・制御棒　　　　　　　２・・・タイロッド３．
９・・・中性子吸収棒　　４・・・仕切板５・・・シー
ス　　　　　　　６・・・燃料集合体１．１．１３・・
・スペーサ （８７３３）代理人　弁理士　猪　股　祥　晃（ほか１
名）第１図 第８図 第４図 第５図 第９図 第１０図 第１１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）十字状断面のタイロッドの各突出脚に細長いＵ字
   状断面のシースを取付け、前記シース内に配置される中
   性子吸収棒を区切る間隔保持部材を当該シース内に設け
   て十字状に突出するウイングを構成した原子炉用制御棒
   において、前記各ウイング内のウイング側縁近傍には中
   性子吸収棒を密に、前記ウイング内のそれ以外の部分に
   は中性子吸収棒を疎に配置したことを特徴とする原子炉
   用制御棒。
2. （２）間隔保持部材は仕切板またはスペーサである特許
   請求の範囲第１項記載の原子炉用制御棒。