JPS6371692A - 原子炉用制御棒 - Google Patents
原子炉用制御棒Info
- Publication number
- JPS6371692A JPS6371692A JP61215825A JP21582586A JPS6371692A JP S6371692 A JPS6371692 A JP S6371692A JP 61215825 A JP61215825 A JP 61215825A JP 21582586 A JP21582586 A JP 21582586A JP S6371692 A JPS6371692 A JP S6371692A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control rod
- sheath
- nuclear reactor
- rod
- tip
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
- Vibration Dampers (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】
〔発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は軽水炉内で発生する冷却水による腐食劣化を防
止した原子炉用制御棒に関する。
止した原子炉用制御棒に関する。
（従来の技術）
軽水炉、特に沸騰水型原子炉用制御棒は第３図にその要
部を示したように構成されている。
部を示したように構成されている。
すなわち、従来の原子炉用ｆＩＩＩｔＩＩ棒（以下、制
御棒という）は、４枚の縦長のブレード１が直交して十
字状に組立てられ、このブレード１の上端面に先端構造
材２が設けられ、この先端構造材２の上面にハンドル３
が取着されている。４枚のブレード１は図示しないセン
ターポストと称されるタイロッドに固定されており、ま
たブレード１の下端には図示してない制御棒駆動機構と
確実な結合ができるように結合ソケットを有している。
御棒という）は、４枚の縦長のブレード１が直交して十
字状に組立てられ、このブレード１の上端面に先端構造
材２が設けられ、この先端構造材２の上面にハンドル３
が取着されている。４枚のブレード１は図示しないセン
ターポストと称されるタイロッドに固定されており、ま
たブレード１の下端には図示してない制御棒駆動機構と
確実な結合ができるように結合ソケットを有している。
なお、４枚のブレード１は第５図に示すようにＵ字状ス
テンレス鋼板のシース７内にて複数本の中性子吸収棒６
をそれぞれ並列配置してなり、これら中性子吸収棒６は
中性子吸収材としてボロンカーバイド粉末４をステンレ
スｕｉ４製細管５内に密に充填してなる。
テンレス鋼板のシース７内にて複数本の中性子吸収棒６
をそれぞれ並列配置してなり、これら中性子吸収棒６は
中性子吸収材としてボロンカーバイド粉末４をステンレ
スｕｉ４製細管５内に密に充填してなる。
なお、シース７の上端と先端構造材２とは連続スミ肉溶
接部８により溶着されている。
接部８により溶着されている。
また、シース７には多数の孔９が板厚方向に貫通されて
おり、これら孔９を通して冷却材がシース７内に流入し
、流動することにより、制御棒を冷却するように工夫さ
れている。
おり、これら孔９を通して冷却材がシース７内に流入し
、流動することにより、制御棒を冷却するように工夫さ
れている。
（発明が解決しようとする問題点）
軽水炉の炉心においては冷却水の放射線分解が起り、（
１）式で示したように過酸化水素が発生する。
１）式で示したように過酸化水素が発生する。
２Ｈ２０→ ［」２０２＋Ｈ２・・・・・・（１）また
、この過酸化水素は（２）式で示したように熱分解し、
水と酸素を生成する。
、この過酸化水素は（２）式で示したように熱分解し、
水と酸素を生成する。
この熱分解反応は過酸化水素が冷却水中に溶存接触する
場合、非常に速くなる。
場合、非常に速くなる。
このような分解が行なわれる炉心に位置する制御棒は過
酸化水素を含む冷却水と接しており、したがって、その
Ｍ４逍において冷却水の流れのＩｒ９滞を引き起すよう
な構造部分を有する場合、過酸化水素の熱分解で生成す
る酸素がＦ９９滞分の冷却水の溶存酸素濃度を局部的に
高くするか、または酸素の気相が停滞部分に形成される
。
酸化水素を含む冷却水と接しており、したがって、その
Ｍ４逍において冷却水の流れのＩｒ９滞を引き起すよう
な構造部分を有する場合、過酸化水素の熱分解で生成す
る酸素がＦ９９滞分の冷却水の溶存酸素濃度を局部的に
高くするか、または酸素の気相が停滞部分に形成される
。
さらに、縦長のブレード１内の幅方向先端部では中性子
吸収棒６とシース７との曲率半径がほぼ１ｉ’ｉ１様で
あり、広い接触部分に冷却水の流れの停滞部分が形成さ
れる。このような停滞部分では前述したように冷却水の
溶存酸素濃度が局部的に高くなるか、または酸素の気相
が存在することになる。
吸収棒６とシース７との曲率半径がほぼ１ｉ’ｉ１様で
あり、広い接触部分に冷却水の流れの停滞部分が形成さ
れる。このような停滞部分では前述したように冷却水の
溶存酸素濃度が局部的に高くなるか、または酸素の気相
が存在することになる。
溶存酸素Ｃ度が高い場合には旧Ｑ加速があり、高い応力
が負荷された非正常な冶金粗織を持つン１−ステナイト
系ステンレス鋼に応力腐食割れが起きることが明らかで
ある。したがって、軽水炉用制御棒においても、場合に
よってはこの応力腐食割れを招来するおそれがある。
が負荷された非正常な冶金粗織を持つン１−ステナイト
系ステンレス鋼に応力腐食割れが起きることが明らかで
ある。したがって、軽水炉用制御棒においても、場合に
よってはこの応力腐食割れを招来するおそれがある。
また、気相が形成された場合には気液界面での腐食加速
による不具合のおそれもある。
による不具合のおそれもある。
第６図は鋭敏化した非正常状態にある５ＵＳ３ｏ４ステ
ンレス鋼について応力腐食割れ（ＳＣＣ）感受性の２９
０℃純水中の溶存Ｉ！２素濃度依存性を示したもので、
この図から溶存酸素ｆ３ｒｆＸが高いど応力腐食割れ感
受性が大きくなり、応力腐食割れが発生することが明ら
かである。
ンレス鋼について応力腐食割れ（ＳＣＣ）感受性の２９
０℃純水中の溶存Ｉ！２素濃度依存性を示したもので、
この図から溶存酸素ｆ３ｒｆＸが高いど応力腐食割れ感
受性が大きくなり、応力腐食割れが発生することが明ら
かである。
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
冷却水の流れのＩＪＦ？？ｉ１部分を除去して腐食加速
を抑制または軽減させ、局部的な応力腐食割れを防止す
ることにより、信頼性のより向上した原子炉用制御棒を
提供することを目的とする。
冷却水の流れのＩＪＦ？？ｉ１部分を除去して腐食加速
を抑制または軽減させ、局部的な応力腐食割れを防止す
ることにより、信頼性のより向上した原子炉用制御棒を
提供することを目的とする。
〔発明の構成］
（問題点を解決するための手段）
本発明は、中性子吸収棒の複数本を内蔵する複数のシー
スを、タイロッド周りに所定形状に配列して結合し、こ
れらシースの上端に先端構造材ｆ−１８八 峰 １６
７ ＆ ｍ ４１１４１ｍ ４４ｒ Ｉ−−
＋−％ ｌ −−Ｆ Ｊ４ 普１−％、
−１内の幅方向先端部と、この先端部側に配列され
る前記中性子吸収棒との間にスペーサを介在してなるも
のである。
スを、タイロッド周りに所定形状に配列して結合し、こ
れらシースの上端に先端構造材ｆ−１８八 峰 １６
７ ＆ ｍ ４１１４１ｍ ４４ｒ Ｉ−−
＋−％ ｌ −−Ｆ Ｊ４ 普１−％、
−１内の幅方向先端部と、この先端部側に配列され
る前記中性子吸収棒との間にスペーサを介在してなるも
のである。
（作用）
ブレードを形成するシースの内部幅方向先端部において
、中性子吸収棒との間にスペーサを介在させることによ
りシース内の先端部内壁と先端部側配置の中性子吸収棒
の外周壁との間に間隙が設定され、この間隙に冷却水を
通水することができるので、冷却水の流れの停滞部分を
解８１できる。
、中性子吸収棒との間にスペーサを介在させることによ
りシース内の先端部内壁と先端部側配置の中性子吸収棒
の外周壁との間に間隙が設定され、この間隙に冷却水を
通水することができるので、冷却水の流れの停滞部分を
解８１できる。
その結果、冷却水に含まれる過酸化水素の分解により酸
素が生成マＳ積し、このＰＡ素の腐食加速のおそれがあ
る冷却水の流れが促進されるので、局部的な応力腐食割
れを防止し、もって信頼性のより優れた制御棒となる。
素が生成マＳ積し、このＰＡ素の腐食加速のおそれがあ
る冷却水の流れが促進されるので、局部的な応力腐食割
れを防止し、もって信頼性のより優れた制御棒となる。
（実店例）
第１図および第２図を参照しながら本発明に係る原子炉
用制御棒の一実茄例を説朗づ−る。
用制御棒の一実茄例を説朗づ−る。
第１図において、符号１１はブレードを示してｔ（ｈ７
のブｌ／ ｋ １ ”ｌ ！＋ ｔ！１Ｖ Ｅ ７”
Ａ ＭＴ ＡＳ 古六ｌ図示してないクイロッドを中
心にして十字状に組立てられている。このブレード１１
の上部には先端構造材１２が、下部には図示してないが
制御棒駆動機構と結合する結合ソケットを右している。
のブｌ／ ｋ １ ”ｌ ！＋ ｔ！１Ｖ Ｅ ７”
Ａ ＭＴ ＡＳ 古六ｌ図示してないクイロッドを中
心にして十字状に組立てられている。このブレード１１
の上部には先端構造材１２が、下部には図示してないが
制御棒駆動機構と結合する結合ソケットを右している。
先端構造材１２の上面にはハンドル１３が取着されてい
る。ブレード１１は第２図に示すようにＵ字状ステンレ
ス鋼製のシース１７内にて複数本の中性子吸収棒１６を
それぞれ並列配置してなり、これら中性子吸収棒１６は
中性子吸収材としてボロンカーバイド粉末１４をステン
レス鋼製細管１５に充填してなる。
る。ブレード１１は第２図に示すようにＵ字状ステンレ
ス鋼製のシース１７内にて複数本の中性子吸収棒１６を
それぞれ並列配置してなり、これら中性子吸収棒１６は
中性子吸収材としてボロンカーバイド粉末１４をステン
レス鋼製細管１５に充填してなる。
また、このブレード１１はシース１７内の先端部２０と
、この先端部２０側に配置される中性子吸収棒１６ａ、
！？の間に、横断面が円形状の丸棒スペーサ２１が介在
されている。
、この先端部２０側に配置される中性子吸収棒１６ａ、
！？の間に、横断面が円形状の丸棒スペーサ２１が介在
されている。
なお、シース１７の上端と先端構造材１２の下端とは連
続スミ肉溶接部１８により溶着され、シース１７には多
数の孔１９が板厚方向に貝通されており、これら孔１゛
９を通して冷ＩＩ水がシース１７内に流入し、流動する
ことにより制御棒を冷却する。
続スミ肉溶接部１８により溶着され、シース１７には多
数の孔１９が板厚方向に貝通されており、これら孔１゛
９を通して冷ＩＩ水がシース１７内に流入し、流動する
ことにより制御棒を冷却する。
しかして、従来例においては、過酸化水素を含む冷却水
の停滞部分では溶存酸素濃度が高くなるか、ざらには酸
素の気相が形成するために発生する。つまり、腐食反応
は金属の酸化、すなわちアノード反応（Ｍ−＋Ｍ ＋
ｎｅ）と、これに対応する還元、すなわら、カソード反
応と、酸素が存在する場合には酸素消費反応（１／２０
２＋ｌ−１２０＋２ｅ→２０Ｈ−）とが対となって進行
する。
の停滞部分では溶存酸素濃度が高くなるか、ざらには酸
素の気相が形成するために発生する。つまり、腐食反応
は金属の酸化、すなわちアノード反応（Ｍ−＋Ｍ ＋
ｎｅ）と、これに対応する還元、すなわら、カソード反
応と、酸素が存在する場合には酸素消費反応（１／２０
２＋ｌ−１２０＋２ｅ→２０Ｈ−）とが対となって進行
する。
したがって、冷却水中の溶存酸素濃度が低くなれば、腐
食反応を抑制または軽減できることになる。
食反応を抑制または軽減できることになる。
そこで、本発明の実施例の如くシース１７内にスペーサ
２１を介在させことによって、シース１７内においてシ
ース１７と中性子吸収棒１０どの広い面積での接触によ
る冷却水の流れ停滞部分がなくなる。この結果、冷却水
に含まれる過酸化水素の分解により酸素が生成蓄積し、
この酸素の店ｉ食加速のおそれがある冷却水の停滞部分
が改善きれる。
２１を介在させことによって、シース１７内においてシ
ース１７と中性子吸収棒１０どの広い面積での接触によ
る冷却水の流れ停滞部分がなくなる。この結果、冷却水
に含まれる過酸化水素の分解により酸素が生成蓄積し、
この酸素の店ｉ食加速のおそれがある冷却水の停滞部分
が改善きれる。
第３図は本発明の他の実施例の要部のみを示したもので
、第２図と同一部分には同一符号で示し重複する部分の
説明を省略する。
、第２図と同一部分には同一符号で示し重複する部分の
説明を省略する。
この第３図の実施例が第２図と異なる点は丸棒スペーサ
２１の代りに横断面が三角形の柱状体スペーサ２２を使
用した点にあり、柱状体スペーサ２２の３辺の外側面外
方に冷却水通水用の間隙が設定される。また、このスペ
ーサ２２の材質はハフニウムからなっており、スペーサ
２２としては高渇水に対する耐食性が優れていることは
勿論のこと、シース１７の先端部内部と中性子吸収棒１
６との接触部の接触腐食を防止する。
２１の代りに横断面が三角形の柱状体スペーサ２２を使
用した点にあり、柱状体スペーサ２２の３辺の外側面外
方に冷却水通水用の間隙が設定される。また、このスペ
ーサ２２の材質はハフニウムからなっており、スペーサ
２２としては高渇水に対する耐食性が優れていることは
勿論のこと、シース１７の先端部内部と中性子吸収棒１
６との接触部の接触腐食を防止する。
なお、上記実施例における作用効果は第１図および第２
図の実施例とほぼ同様であるので、その説明を省略する
。
図の実施例とほぼ同様であるので、その説明を省略する
。
上記各実施例でシース１７および中性子吸収棒１６との
接触部での接触腐食を防ぐためには、シース１７および
中性子吸収棒１６とは同一系統の材料を選ぶことが好ま
しい。しかしながら、設計の特性を要求される場合には
、これらスペーサ２１．２２を内部に中性子吸収材とし
てのボロンカーバイドを充填した上記同一系統材料の丸
棒、角棒とするか、または耐ｆｆｌ性が優れ、それ自身
の中性子吸収能力を右するハフニウムをスペーサとする
こともできる。
接触部での接触腐食を防ぐためには、シース１７および
中性子吸収棒１６とは同一系統の材料を選ぶことが好ま
しい。しかしながら、設計の特性を要求される場合には
、これらスペーサ２１．２２を内部に中性子吸収材とし
てのボロンカーバイドを充填した上記同一系統材料の丸
棒、角棒とするか、または耐ｆｆｌ性が優れ、それ自身
の中性子吸収能力を右するハフニウムをスペーサとする
こともできる。
また、スペーサ形状はシースと中性子吸収棒との面接触
を避ける観点から、シースおよび中性子吸収棒とは１ユ
または線接触する形状が好ましく、必ずしもその断面は
上部から下部まで均一である必要はない。
を避ける観点から、シースおよび中性子吸収棒とは１ユ
または線接触する形状が好ましく、必ずしもその断面は
上部から下部まで均一である必要はない。
木光明によれば、ブレード先端部内でのシースと中性子
吸収棒との広い面積での接触部がなくなり、溶接酸素が
高い冷！ＪＪ水の停滞部分を除去できるので、局部的な
応力腐食割れを防止し、もって制御棒の信頼性を向上さ
せる効果がある。
吸収棒との広い面積での接触部がなくなり、溶接酸素が
高い冷！ＪＪ水の停滞部分を除去できるので、局部的な
応力腐食割れを防止し、もって制御棒の信頼性を向上さ
せる効果がある。
”６１Ｅ’Ａ ｌ −Ａ−ｎ ＩＴＩＩ ｌ−Ｍ ７．
ｒｉ＋ｉヱ梠田ｆｆ、ｌｌ ｍｌ １１ ／Ｉｌ’ｌ
−巾ず六例の要部を示す斜視図、第２図は第１図におけ
るＡ−Ａ矢視方向を切断して示す横断面図、第３図は本
発明の原子炉用ル制御棒の他の実施例を部分的に示す横
断面図、第４図は従来の制御棒の要部を示す斜視図、第
５図は第４図におけるＢ−Ｂ矢視方向を切断して示す横
断面図、第６図は溶存酸素温度に対する応力腐食割れ感
受性の依存性を示す特性図である。 １．１１・・・ブレード、２，１２・・・先端構造材、
３．１３・・・ハンドル、４，１４・・・ボロンカーバ
イド粉末、５．１５・・・細管、６．１６・・・中性子
吸収棒、７，１７・・・シース、８．１８・・・連続ス
ミ肉溶接部、９．１９・・・孔、２ｏ・・・先端部、２
１．２２・・・スペーサ。 代理人弁理士 則 近 憲 佑 同 三 俣 弘 文＄ｌ飄 県３固
ｒｉ＋ｉヱ梠田ｆｆ、ｌｌ ｍｌ １１ ／Ｉｌ’ｌ
−巾ず六例の要部を示す斜視図、第２図は第１図におけ
るＡ−Ａ矢視方向を切断して示す横断面図、第３図は本
発明の原子炉用ル制御棒の他の実施例を部分的に示す横
断面図、第４図は従来の制御棒の要部を示す斜視図、第
５図は第４図におけるＢ−Ｂ矢視方向を切断して示す横
断面図、第６図は溶存酸素温度に対する応力腐食割れ感
受性の依存性を示す特性図である。 １．１１・・・ブレード、２，１２・・・先端構造材、
３．１３・・・ハンドル、４，１４・・・ボロンカーバ
イド粉末、５．１５・・・細管、６．１６・・・中性子
吸収棒、７，１７・・・シース、８．１８・・・連続ス
ミ肉溶接部、９．１９・・・孔、２ｏ・・・先端部、２
１．２２・・・スペーサ。 代理人弁理士 則 近 憲 佑 同 三 俣 弘 文＄ｌ飄 県３固
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、中性子吸収棒の複数本を内蔵する複数のシースを、
タイロッド周りに所定形状に配列して結合し、これらシ
ースの上端に先端構造材を結合する原子炉用制御棒にお
いて、前記シース内の幅方向先端部と、この先端部側に
配列される前記中性子吸収棒との間にスペーサを介在し
てなることを特徴とする原子炉用制御棒。 ２、スペーサとシースとは同一系統の材質からなること
を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の原子炉用制
御棒。 ３、スペーサはハフニウムまたはボロンカーバイドを充
填してなるものから形成されていることを特徴とする特
許請求の範囲第１項に記載の原子炉用制御棒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61215825A JPS6371692A (ja) | 1986-09-16 | 1986-09-16 | 原子炉用制御棒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61215825A JPS6371692A (ja) | 1986-09-16 | 1986-09-16 | 原子炉用制御棒 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6371692A true JPS6371692A (ja) | 1988-04-01 |
Family
ID=16678881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61215825A Pending JPS6371692A (ja) | 1986-09-16 | 1986-09-16 | 原子炉用制御棒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6371692A (ja) |
-
1986
- 1986-09-16 JP JP61215825A patent/JPS6371692A/ja active Pending
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