JPS63271194A - Control rod for nuclear reactor - Google Patents
Control rod for nuclear reactorInfo
- Publication number
- JPS63271194A JPS63271194A JP62104379A JP10437987A JPS63271194A JP S63271194 A JPS63271194 A JP S63271194A JP 62104379 A JP62104379 A JP 62104379A JP 10437987 A JP10437987 A JP 10437987A JP S63271194 A JPS63271194 A JP S63271194A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rod
- hafnium
- shaped
- rods
- insertion space
- 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
Links
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 145
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims abstract description 60
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims abstract description 60
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims abstract description 10
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 145
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000011295 pitch Substances 0.000 claims description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 abstract description 6
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 abstract description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 17
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 17
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 13
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 11
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 8
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 description 7
- 230000004992 fission Effects 0.000 description 5
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 4
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 3
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 2
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 239000003758 nuclear fuel Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-BJUDXGSMSA-N Boron-10 Chemical compound [10B] ZOXJGFHDIHLPTG-BJUDXGSMSA-N 0.000 description 1
- 241000219198 Brassica Species 0.000 description 1
- 235000003351 Brassica cretica Nutrition 0.000 description 1
- 235000003343 Brassica rupestris Nutrition 0.000 description 1
- 241001494479 Pecora Species 0.000 description 1
- 229910052778 Plutonium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- QKSKPIVNLNLAAV-UHFFFAOYSA-N bis(2-chloroethyl) sulfide Chemical compound ClCCSCCCl QKSKPIVNLNLAAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 1
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 235000010460 mustard Nutrition 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- OYEHPCDNVJXUIW-UHFFFAOYSA-N plutonium atom Chemical compound [Pu] OYEHPCDNVJXUIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002901 radioactive waste Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
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
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
(産業上の利用分野)
本発明は原子炉の炉出力を調節制御する原子炉用制御棒
に係り、特に長寿命型の)11m水型原子炉用制御棒に
関する。[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a control rod for a nuclear reactor that adjusts and controls the reactor power of a nuclear reactor, particularly for a long-life 11m water type nuclear reactor. related to control rods.
(従来の技術)
原子炉用制御棒は、中央タイロッドに細長いU?状シー
スを取付けて形成した複数個のウィング内に多数の中性
子吸収棒を装填して構成されている。中性子吸収棒は5
usa被覆管内にボロンカーバイド(84C)粉末を充
填する一方、被覆管内に粉末移動防止用の仕切法を一定
間隔で配置して構成される。(Prior art) Nuclear reactor control rods have a central tie rod with an elongated U? It is constructed by loading a large number of neutron absorption rods into a plurality of wings formed by attaching a shaped sheath. The neutron absorption rod is 5
The cladding tube is filled with boron carbide (84C) powder, and partitions are placed at regular intervals within the cladding tube to prevent powder movement.
中性子吸収棒内に充填された84Cは中性子を吸収して
中性子吸収能力が次第に失われる一方、その間にボロン
−10(”B)が中性子と反応してHeガスを発生させ
、被覆管内の圧力を上Rさせる。中性子吸収能力によっ
て定まる寿命を核的寿命といい、被覆管内のガス圧によ
って定まる寿命を機械的寿命という。The 84C filled in the neutron absorption rod absorbs neutrons and gradually loses its neutron absorption ability. Meanwhile, boron-10 ("B) reacts with the neutrons to generate He gas and reduce the pressure inside the cladding tube. The life determined by the neutron absorption capacity is called the nuclear life, and the life determined by the gas pressure inside the cladding tube is called the mechanical life.
ところで、原子炉の炉心に出し入れされる制御棒は一様
な中性子照射を受けるものではなく、例えば各ウィング
の側縁や上端部は強い中性子照射を受ける。このため制
御棒の各ウィングの側縁部や上端部近傍の中性子吸収棒
は多量の中性子を吸収するので、他部の中性子吸収棒よ
り早期に核的寿命に達する。そのため、他部の中性子吸
収棒は充分核的寿命を残しているにもかかわらず、制御
棒を放射性廃棄物として廃棄しなければならなかった。By the way, control rods that are moved in and out of the core of a nuclear reactor are not uniformly irradiated with neutrons; for example, the side edges and upper ends of each wing are exposed to strong neutron irradiation. For this reason, the neutron-absorbing rods near the side edges and top ends of each wing of the control rod absorb a large amount of neutrons, and therefore reach their nuclear lifetime earlier than the other neutron-absorbing rods. As a result, the control rod had to be disposed of as radioactive waste, even though the other neutron-absorbing rods still had sufficient nuclear lifespan.
そのような問題を解決するために、強い中性子照射を受
けるウィング側縁近傍に核的寿命の長い長寿命型中性子
吸収体を配置した原子炉用ailJ御棒を本出願人は開
発した。この原子炉用制御棒は特開昭53−74697
号公報に開示されている。In order to solve such problems, the present applicant has developed an AILJ control rod for nuclear reactors in which a long-life neutron absorber with a long nuclear life is placed near the side edge of the wing, which is exposed to strong neutron irradiation. This reactor control rod is published in Japanese Patent Application Publication No. 53-74697.
It is disclosed in the publication No.
しかし、特開昭53−74697号公報に開示された原
子炉用制御棒は通常型fIIJIll棒の2程度度の寿
命にすぎず、制御棒の長寿命化を図る上で必ずしも満足
のいくものではなかった。However, the reactor control rod disclosed in JP-A-53-74697 has a lifespan only about twice that of a normal type fIIJIll rod, and is not necessarily satisfactory in terms of extending the lifespan of the control rod. There wasn't.
この長寿命化の問題に対処するために、本出願人は格段
に優れた長寿命タイプの原子炉用制御棒を開発した。こ
の原子炉用1i11tll棒は特開昭58−55887
号公報に開示されているように、Ill Ill棒の各
ウィング内に長寿命型中性子吸収材からなる中実の中性
子吸収板を装填したものである。この中性子吸収板は炉
停止余裕の軸方向分布が小さくなる部位では生伍の板材
削取りを行ない、逆に大きくなる部位では多量の板材削
取りを行なうように透孔または四部の径および分布数を
定めている。In order to address this problem of longer life, the present applicant has developed a control rod for nuclear reactors of a much superior long life type. This 1i11tll rod for nuclear reactor is published in Japanese Patent Publication No. 58-55887.
As disclosed in the publication, each wing of the Ill Ill rod is loaded with a solid neutron absorbing plate made of a long-life neutron absorbing material. This neutron absorption plate is designed to remove as much plate material as possible in areas where the axial distribution of reactor shutdown margin is small, and conversely to remove a large amount of plate material in areas where it becomes large. has been established.
(発明が解決しようとする問題点)
ところが、この原子炉用制御棒では、中性子吸収材とし
て高価で比重の大きな板状ハフニウム(Hf)金属板を
用いているためIQが非常に大きく、高価であるととも
に、この制御棒を取扱う制御棒駆動i横は耐重■的な設
計変更が必要となり、従来のlIJ御棒駆動機構をその
まま用いることができなかった。(Problem to be solved by the invention) However, this control rod for a nuclear reactor uses an expensive hafnium (Hf) metal plate with a high specific gravity as a neutron absorbing material, so the IQ is very large and the control rod is expensive and has a large specific gravity. At the same time, the design of the control rod drive i side that handles this control rod needed to be changed in terms of its weight resistance, and the conventional lIJ rod drive mechanism could not be used as is.
一方、原子炉用$11611棒に用いられる長寿命型中
性子吸収材であるハフニウム金属板はff1m的に削除
余地が残っており、余肉削除により原子炉用制御棒の重
a削減ができれば制御棒駆動機構は設計変更することな
(使用できることが、その後の検討で確認された。On the other hand, there is still room for deletion of the hafnium metal plate, which is a long-life neutron absorbing material used in $11,611 rods for nuclear reactors, in terms of FF1M, and if it is possible to reduce the weight of nuclear reactor control rods by removing excess metal, the control rod Subsequent studies confirmed that the drive mechanism could be used without any design changes.
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、シー
ス内に挿入されるハフニウムの総量を低減させて原子炉
用制御棒を軽量化することにより、1ilIIj棒駆e
機構を設計変更することなく使用可能な長寿命型原子炉
用制御棒を提供することを目的とする。The present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and by reducing the total amount of hafnium inserted into the sheath and reducing the weight of nuclear reactor control rods, 1ilIIj rod drive
The purpose is to provide a long-life nuclear reactor control rod that can be used without changing the design of the mechanism.
(問題点を解決するための手段)
本発明に係る原子炉用制御棒は、先端構造材と末端構造
材とが中央タイロッドによって結合され、上記中央タイ
ロッドの各突出部にシースが軸方向に固設され、上記シ
ース内に長寿命型中性子吸収体が挿入された原子炉用制
御棒において、上記長寿命型中性子吸収体は複数本の棒
状ハフニウムから成るとともに、制御棒末端側から棒状
ハフニウム挿入空間全長の3/4ないし2/3の範囲の
挿入空間のうち、その側端部を除いた挿入空間に挿入さ
れる複数本の棒状ハフニウムのハフニウム平均密度が、
その挿入空間以外の挿入空間に挿入される棒状ハフニウ
ムのハフニウム平均密度よりも低減されたものである。(Means for Solving the Problems) In the nuclear reactor control rod according to the present invention, the tip structural member and the terminal structural member are connected by a central tie rod, and a sheath is fixed in the axial direction to each protrusion of the central tie rod. In the control rod for a nuclear reactor, in which a long-life neutron absorber is inserted into the sheath, the long-life neutron absorber is composed of a plurality of rod-shaped hafnium rods, and a rod-shaped hafnium insertion space is inserted from the control rod end side. The average hafnium density of the plurality of bar-shaped hafnium rods inserted into the insertion space ranging from 3/4 to 2/3 of the total length, excluding the side ends thereof, is:
This is lower than the average hafnium density of rod-shaped hafnium inserted into an insertion space other than the insertion space.
(作用)
本発明に係る原子炉用制御棒は、シース内に長寿命型中
性子吸収、体として複数本の棒状ハフニウムが挿入され
たから、制御棒の長寿命化を達成することができる。(Function) In the control rod for a nuclear reactor according to the present invention, a plurality of rod-shaped hafnium rods are inserted as long-life neutron absorbing bodies in the sheath, so that a long life of the control rod can be achieved.
また、制御棒末端側から棒状ハフニウム挿入空間全長の
約3/4ないし2/3の範囲の挿入空間のうち、その側
端部を除いた挿入空間に挿入される複数本の棒状ハフニ
ウムのハフニウム平均密度が、その挿入空間以外の挿入
空間に挿入される棒状ハフニウムのハフニウム平均密度
よりb低減されたから、f、II Illl金棒のハフ
ニウム総量が低減される。したがって、υ制御棒の軽a
化を達成することができる。In addition, the hafnium average of multiple rod-shaped hafnium rods inserted into the insertion space within the range of about 3/4 to 2/3 of the total length of the rod-shaped hafnium insertion space from the end side of the control rod, excluding the side ends thereof. Since the density is reduced b from the average hafnium density of the rod-shaped hafnium inserted into an insertion space other than the insertion space, the total amount of hafnium in the f, II Ill gold rod is reduced. Therefore, the light a of the υ control rod is
can be achieved.
(実施例)
以下、本発明に係る原子炉用制御ill棒の実施例につ
いて添付図面を参照して説明する。(Example) Hereinafter, an example of a control ill rod for a nuclear reactor according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
第1図は本発明に係る原子炉用υJIB棒の一実施例を
示す全体斜視図であり、この原子炉用制御棒10はハン
ドル11を備えた先端構造材12と末端構造材13とを
一体的に結合する横断面十字状の中央タイロッド14を
有する。中央タイロッド14の各突出脚には深いU字状
断面を有する高純度ステンレス鋼のシース15が固設さ
れて、ウィング16が形成される。上記シース15内に
はハフニウム(Hf)金属棒からなる棒状の長寿命型中
性子吸収体18が挿入される。FIG. 1 is an overall perspective view showing an embodiment of a υJIB rod for a nuclear reactor according to the present invention, and this control rod 10 for a nuclear reactor has a tip structure member 12 provided with a handle 11 and an end structure member 13 integrally. It has a central tie rod 14 having a cruciform cross section. A high purity stainless steel sheath 15 with a deep U-shaped cross section is fixed to each protruding leg of the central tie rod 14 to form a wing 16. A rod-shaped long-life neutron absorber 18 made of a hafnium (Hf) metal rod is inserted into the sheath 15 .
長寿命型原子炉用制御棒10では先端構造材12は非常
に多聞の中性子照射を受け、この中性子照射による脆性
化の可能性があるので、高純度ステンレス鋼が用いられ
、中性子照射による脆性化の問題を緩和している。また
、先端構造材12や末端構造材13、この末端構造材1
3に取付けられるスピードリミッタ22は極力薄肉化さ
れ、軽伍化される。さらに、本実施例の原子炉用制御棒
10は先端構造材12の下部に空隙23が形成され、こ
の空隙23が補助ハンドル部として構成される。補助ハ
ンドル部23は中性子吸収性能上、はとんど中性子吸収
材を必要としない部分であり、補助ハンドル部の空隙2
3により原子炉用制御棒10はさらに軽減化される。In the control rod 10 for a long-life nuclear reactor, the tip structural member 12 is subjected to extremely high neutron irradiation, and there is a possibility that this neutron irradiation may cause brittleness. problem is alleviated. In addition, the tip structure material 12, the end structure material 13, this end structure material 1
The speed limiter 22 attached to 3 is made as thin as possible and lightweight. Further, in the nuclear reactor control rod 10 of this embodiment, a gap 23 is formed in the lower part of the tip structure member 12, and this gap 23 is configured as an auxiliary handle part. The auxiliary handle part 23 is a part that does not require neutron absorbing material in terms of neutron absorption performance, and the void 2 of the auxiliary handle part
3, the reactor control rod 10 is further reduced in weight.
一方、補助ハンドル上部の高速中性子照射Gはハンドル
上部の高速中性子照射伍の1/3から1/5程度あるい
はそれ以下であることが実験的に確められている。この
ことから、補助ハンドル部23の中性子照射による脆性
化はハンドル部の脆性化の1/3〜115程度あるいは
それ以下であるので補助ハンドル部23を設けると、万
一の場合に非常に健全なハンドルバックアップ機能とな
る。補助ハンドル23は原子炉用制御棒の設削や使用条
件によっては必ずしも必要とせず、設けなくてもよい。On the other hand, it has been experimentally confirmed that the fast neutron irradiation G on the upper part of the auxiliary handle is about 1/3 to 1/5 or less than the fast neutron irradiation G on the upper part of the handle. From this, the embrittlement of the auxiliary handle part 23 due to neutron irradiation is about 1/3 to 115 or less than the embrittlement of the handle part. It has a handle backup function. The auxiliary handle 23 is not necessarily required and may not be provided depending on the construction of the reactor control rod and the conditions of use.
また、中央タイロッド14に固設されるシース15は、
その強度を失わない範囲で可能な限り薄肉化され、原子
炉用1blJ m棒10の軽減化が図られる。In addition, the sheath 15 fixed to the central tie rod 14 is
It is made as thin as possible without losing its strength, and the weight of the 1 blJm rod 10 for a nuclear reactor is reduced.
第2図は上記実施例の原子炉用制御棒を示tlI7i面
図である。この断面図のうち左半分にはシース15内の
棒状ハフニウム18の挿入空間25が示され、右半分に
はシース15内の棒状ハフニウム18の挿入空間が、挿
入される棒状ハフニウム18のハフニウム平均密度によ
り概念的に区分されて示されている。FIG. 2 is a tlI7i plane view showing the nuclear reactor control rod of the above embodiment. The left half of this sectional view shows the insertion space 25 for the rod-shaped hafnium 18 in the sheath 15, and the right half shows the insertion space 25 for the rod-shaped hafnium 18 in the sheath 15, and the hafnium average density of the rod-shaped hafnium 18 to be inserted. They are conceptually divided and shown.
本実施例では、制御棒末端側から棒状ハフニウム挿入空
間25全長の約3/4の範囲の挿入空間25aのうち、
その側端部を除いた挿入空間に挿入される複数本の棒状
ハフニウム18のハフニウム平均密度が、その挿入空間
以外の挿入空間に挿入される棒状ハフニウム18のハフ
ニウム平均密度よりも低減される。そのため、制御棒軸
方向の反応度効果(中性子吸収特性)の分布は第3図に
示すようになる。すなわち、棒状ハフニウム挿入空間2
5の制御棒軸方向全長をLとすると、制御棒末端側から
3/4Lの範囲の反応度効果が、3/4Lからしの範囲
の反応度効果に比較して一段と低くなっている。In this embodiment, in the insertion space 25a that covers about 3/4 of the total length of the rod-shaped hafnium insertion space 25 from the control rod end side,
The average hafnium density of the plurality of rod-shaped hafnium 18 inserted into the insertion space excluding the side ends is lower than the hafnium average density of the rod-shaped hafnium 18 inserted into the insertion space other than the insertion space. Therefore, the distribution of the reactivity effect (neutron absorption characteristics) in the control rod axis direction is as shown in FIG. That is, the rod-shaped hafnium insertion space 2
If the total axial length of the control rod of No. 5 is L, then the reactivity effect in the range of 3/4L from the end of the control rod is much lower than the reactivity effect in the range of 3/4L.
第4図および第5図(A)、(B)は第2図に示す棒状
ハフニウム挿入空間25に挿入される棒状ハフニウム1
8の一例を示す図である。4 and 5 (A) and (B) show the rod-shaped hafnium 1 inserted into the rod-shaped hafnium insertion space 25 shown in FIG.
FIG. 8 is a diagram showing an example of No. 8;
第4図に示す棒状ハフニウム18のうち、3/4Lから
しの範囲の棒状ハフニウム18の断面は第5図(A)に
示すようになっている。Among the rod-shaped hafnium 18 shown in FIG. 4, the cross section of the rod-shaped hafnium 18 in the 3/4 L mustard range is as shown in FIG. 5(A).
棒状ハフニウム18は中実ハフニウム棒18aと中空ハ
フニウム棒18bとが組み合されて構成される。各ハフ
ニウム捧18a、18bはほぼ同一の幅すなわち外径を
右し、その外径はシース15によって囲まれて形成され
る挿入空間25bのウィング厚さ方向寸法とほぼ同一に
形成される。The rod-shaped hafnium rod 18 is constructed by combining a solid hafnium rod 18a and a hollow hafnium rod 18b. Each hafnium bar 18a, 18b has substantially the same width, that is, an outer diameter, and the outer diameter is formed to be substantially the same as the wing thickness direction dimension of the insertion space 25b formed by being surrounded by the sheath 15.
言い換えれば、シース15内に各ハフニウム棒18a、
18bが等ピッチで密に配列され、ハフニウム棒18a
、18bのシース15内における移動が制限される。上
記中空ハフニウム棒18bは肉厚が同一のものを使用し
てもよいが、肉厚が異なる各種類のものを使用してもよ
い。In other words, within the sheath 15 each hafnium rod 18a,
18b are arranged densely at equal pitches, and the hafnium rods 18a
, 18b within the sheath 15 is restricted. The hollow hafnium rods 18b may have the same wall thickness, or may have different wall thicknesses.
また、この挿入空間25bの中央部に金属製等の棒状の
部材(以下ステイフナという)26が配設され、このス
テイフナ26を介してシース15の対向する面が相互に
固着される。このようにシース15の対向する面を相互
に固着させるのは、シース15を強度上の限界近くまで
薄肉化したことから、U字状シース15の血が開いてハ
フニウム棒18a、18bの配列が乱れ、ブレード部分
が厚くなることによって制御棒の炉心引抜時に支障が生
じないように強度を維持するためである。Further, a rod-shaped member (hereinafter referred to as a stiffener) 26 made of metal or the like is provided in the center of the insertion space 25b, and the opposing surfaces of the sheath 15 are fixed to each other via the stiffener 26. The reason why the opposing surfaces of the sheath 15 are fixed to each other in this way is that the sheath 15 is thinned to almost its strength limit, so that the U-shaped sheath 15 opens up and the hafnium rods 18a, 18b are arranged in a similar manner. This is to maintain strength so that the control rods will not be disturbed when withdrawing from the core due to turbulence and thickening of the blade portions.
この挿入空間25bに挿入される棒状ハフニウム18は
第4図に示すように、前記補助ハンドル部23にあたる
ウィング内側端部の挿入先端部が短尺化される。この部
分は反応度的にほとんど効果がない部分であり、また上
記補助ハンドル部23に減速材としての水が介在するこ
とにより、この部分に隣接する核燃料の燃焼が進むこと
から、制御棒引抜時にその燃料部分の出力が異常に上昇
する現客(以下ブレードヒストリ効果という)が緩和さ
れる。As shown in FIG. 4, the rod-shaped hafnium 18 inserted into the insertion space 25b has a shortened insertion tip at the inner end of the wing corresponding to the auxiliary handle portion 23. This part has almost no effect in terms of reactivity, and due to the presence of water as a moderator in the auxiliary handle part 23, the combustion of the nuclear fuel adjacent to this part progresses, so when the control rod is withdrawn, The current customer (hereinafter referred to as blade history effect) where the output of the fuel portion abnormally increases is alleviated.
さらに、上記補助ハンドル部23の棒状ハフニウム18
が節減されることから制御棒の軽?化の一助となる。Further, the rod-shaped hafnium 18 of the auxiliary handle portion 23 is
Is it possible to reduce the weight of control rods because of the savings? It helps in the development of
また、棒状ハフニウム18の挿入先端部で、棒状ハフニ
ウム18が交互に短尺化される。このように、交互に短
尺化されるのは、この部分のハフニウム平均7度が低減
され、中性子吸収能力が弱くなることにより、この部分
の中性子束が上昇して、制御棒引抜時の急激な燃料の出
力上昇が緩和されるからである(フォロア効果あるいは
グレーノーズ効果)。そして、その部分のハフニウム平
均密度が低減されることから、制御棒のlff1 量化
が図られる。Moreover, at the insertion tip of the rod-shaped hafnium 18, the rod-shaped hafnium 18 is alternately shortened. The reason why the lengths of the control rods are alternately shortened is that the average hafnium angle of 7 degrees in this part is reduced and the neutron absorption capacity is weakened, which increases the neutron flux in this part and causes a sudden increase in the length when the control rod is withdrawn. This is because the increase in fuel output is alleviated (follower effect or gray nose effect). Since the average hafnium density in that part is reduced, the lff1 quantity of the control rod can be quantified.
上記挿入空間25bのウィング内側端部とウィング外側
端部には中実ハフニウム棒18aが挿入され、これらの
部分のハフニウム母が確保される。A solid hafnium rod 18a is inserted into the wing inner end and the wing outer end of the insertion space 25b to secure the hafnium base of these parts.
これらのIs分は中性子照射量が特に高いため、より多
くのハフニウム材を配置して中性子吸収能力の低下を防
止するものである。、また、3/4LがらLの範囲は反
応度を高める必要がある部分であることから、この範囲
にハフニウム材を多(配置して反応度を効果的に高める
ものである。Since these Is components have a particularly high neutron irradiation dose, more hafnium material is arranged to prevent a decrease in neutron absorption ability. In addition, since the range from 3/4L to L is a region where it is necessary to increase the reactivity, a large amount of hafnium material is placed in this range to effectively increase the reactivity.
一方、第4図に示す棒状ハフニウム18のうちvIIl
l捧末端側から3/4Lの範囲の棒状ハフニウム18の
断面は第5図(8)に示すようになっている。On the other hand, among the rod-shaped hafnium 18 shown in FIG.
The cross section of the rod-shaped hafnium 18 within 3/4L from the end of the rod is as shown in FIG. 5(8).
棒状ハフニウム18は第5図(A)に示した場合と同様
に中実ハフニウム棒18aと中空ハフニウム棒18bと
が組み合されて構成される。そして、この挿入空間25
aのうち、その側端部を除いた挿入空間に挿入される複
数体の棒状ハフニウム18のハフニウム平均密度が低減
される。The rod-shaped hafnium rod 18 is constructed by combining a solid hafnium rod 18a and a hollow hafnium rod 18b, similar to the case shown in FIG. 5(A). And this insertion space 25
The average hafnium density of the plurality of hafnium rods 18 inserted into the insertion space excluding the side ends of a is reduced.
すなわち、上記挿入空間25aのウィング外側端部およ
びウィング内側端部には中実ハフニウム捧18aが配設
され、挿入空間25aのうち外側端部および内側端部を
除いた挿入空間には中空ハフニウム棒18bが配設され
る。つまり、中空ハフニウム棒18bは、その中心部分
のハフニウムが除かれているから、ハフニウムの平均密
度は中実ハフニウム棒18aよりも低い。That is, solid hafnium rods 18a are disposed at the outer end of the wing and the inner end of the wing of the insertion space 25a, and hollow hafnium rods are provided in the insertion space other than the outer and inner ends of the insertion space 25a. 18b is provided. That is, since the hafnium in the center of the hollow hafnium rod 18b is removed, the average density of hafnium is lower than that of the solid hafnium rod 18a.
また、挿入空間25bと同様に挿入空間25aにもステ
イフナ26が配設され、シース15の対向1゛る面が相
互に固着される。Further, a stiffener 26 is provided in the insertion space 25a as well as in the insertion space 25b, and the opposing surfaces of the sheath 15 are fixed to each other.
前記中空ハフニウム棒18bは、第4図に示すように、
挿入空間25b側に中実ハフニウム棒18aが配設され
る場合には、その中実ハフニウム棒18aと接合される
。この接合は、例えば中実ハフニウム棒18aの接合末
端を細く削って、中空ハフニウム棒18bの中空部分に
嵌合させる等の方法により行なわれる。このように接合
しておくと、制御棒の組立て時の作業効率が向上する。The hollow hafnium rod 18b, as shown in FIG.
When the solid hafnium rod 18a is disposed on the side of the insertion space 25b, it is joined to the solid hafnium rod 18a. This joining is carried out, for example, by shaving the joining end of the solid hafnium rod 18a and fitting it into the hollow portion of the hollow hafnium rod 18b. By joining them in this way, work efficiency during assembly of the control rods will be improved.
さらに、その接合部分を点溶接等で固着して一体化して
おGプば、原子炉内使用時も位置ずれが生じにくくなり
、安定性が向上する。Furthermore, if the joint parts are fixed and integrated by spot welding or the like, positional displacement will be less likely to occur during use in a nuclear reactor, and stability will be improved.
また、中空ハフニウム棒18bには減速材としての水を
通水させる多数の通水孔が設けられる。Further, the hollow hafnium rod 18b is provided with a large number of water passage holes through which water as a moderator passes.
この実施例においては、中空ハフニウム棒18bの制御
棒挿入先端側が短尺化されるから、中空ハフニウム棒1
8b内を流れ出る水の動圧が変化して中空ハフニウム棒
18b内の水を吸い出す作用(ベルヌイの効果)が生じ
る。In this embodiment, since the control rod insertion end side of the hollow hafnium rod 18b is shortened, the hollow hafnium rod 1
The dynamic pressure of the water flowing out inside the hollow hafnium rod 18b changes, causing an action (Bernoulli effect) to suck out the water inside the hollow hafnium rod 18b.
次に、原子炉用aIII111棒の作用を説明する。Next, the action of the aIII111 rod for nuclear reactors will be explained.
沸騰水型原子炉において、燃焼がある程度選んだ原子炉
炉心の軸方向核分裂核種濃度分布曲線Aは第6図に示す
ように代表的に表わされる。In a boiling water reactor, the axial fission nuclide concentration distribution curve A of a reactor core selected to have a certain degree of combustion is typically expressed as shown in FIG.
原子炉炉心の下端は燃焼時に燃焼の進行が遅れるため、
核分裂核種濃度値が大きくなっている。At the bottom of the reactor core, the progress of combustion is delayed during combustion, so
The fission nuclide concentration value is increasing.
また、原子炉炉心の軸方向長さを[とした場合、中央部
分(2/41)から上端にかけては、発生する気泡(ボ
イド)によって中性子スペクトルの硬化現象が生じる。Further, when the axial length of the reactor core is [,], from the center portion (2/41) to the upper end, a hardening phenomenon of the neutron spectrum occurs due to generated air bubbles (voids).
その結果、プルトニウム生成反応(中性子捕獲反応)が
促進され、また、発生したボイドにより熱中性子束が低
下し、この低下により燃焼遅れが生じるため、核分裂核
種濃度分布は第6図に示されるように表わされる。As a result, the plutonium production reaction (neutron capture reaction) is promoted, and the thermal neutron flux decreases due to the generated voids, and this decrease causes a combustion delay, resulting in the fission nuclide concentration distribution as shown in Figure 6. expressed.
原子炉の炉心に第6図の核分裂核種濃度が存在する場合
において、原子炉停止時の中性子増倍率は第7図に示す
軸方向分布曲線Bとなっている。When the nuclear fission nuclide concentration shown in FIG. 6 exists in the reactor core, the neutron multiplication factor at the time of reactor shutdown becomes the axial distribution curve B shown in FIG. 7.
中性子増倍率は値が大きくなる程、原子炉の停止余裕が
小さく、未臨界度が浅くなることを示しており、第7図
から原子炉炉心の下端および上端において中性子増倍率
が低下しているのは、中性子の洩れに起因する現象であ
る。The larger the value of the neutron multiplication factor, the smaller the reactor shutdown margin and the shallower the subcriticality. Figure 7 shows that the neutron multiplication factor decreases at the lower and upper ends of the reactor core. This is a phenomenon caused by neutron leakage.
第8図は本発明に係る原子炉用制御棒10を使用した場
合における原子炉用制御棒10の軸方向中性子照射量分
布曲線Cである。この分布曲線Cから、原子炉用制御棒
10は上端の極(限られた領域(通常先端から30c!
R程度)で中性干魚o4ffiが急激に上界する部位が
存在する。その他の部分は原子炉用制御棒10の下端に
向って連続的になめらかに減少している。FIG. 8 is an axial neutron irradiation dose distribution curve C of the nuclear reactor control rod 10 when the nuclear reactor control rod 10 according to the present invention is used. From this distribution curve C, it can be seen that the reactor control rod 10 is located at the upper end pole (limited area (usually 30 cm from the tip!
There is a region where the neutral dried fish o4ffi rapidly increases at around R). The other portions continuously and smoothly decrease toward the lower end of the reactor control rod 10.
上記実施例においては、第7図に示される中性子増倍率
特性と第8図の中性子照射量特性に対して満足な制御効
果が得られるように構成されている。すなわち、棒状ハ
フニウム挿入空間25のうち3/4LからLの範囲の棒
状ハフニウム挿入空間25bに挿入される棒状ハフニウ
ム18は、中実ハフニウム18aの割合が高く、すなわ
ちハフニウム平均密度が高く、第3図に示すように反応
度効果が高められている。したがって、3/4LからL
の範囲における中性子増倍率の盛上り(すなわち原子炉
停止余裕が小さくなること)や中性子照射量が高くなり
原子炉停止余裕が低下し易いことに対処している。In the above embodiment, the structure is such that a satisfactory control effect can be obtained for the neutron multiplication factor characteristics shown in FIG. 7 and the neutron irradiation amount characteristics shown in FIG. That is, the rod-shaped hafnium 18 inserted into the rod-shaped hafnium insertion space 25b in the range from 3/4L to L of the rod-shaped hafnium insertion space 25 has a high proportion of solid hafnium 18a, that is, a high average density of hafnium, as shown in FIG. As shown in Figure 2, the reactivity effect is enhanced. Therefore, from 3/4L to L
The measures are taken against the fact that the neutron multiplication factor rises in the range of (that is, the margin for reactor shutdown becomes smaller) and that the neutron irradiation dose increases and the margin for reactor shutdown tends to decrease.
また、制御棒末端側から3/4Lの範囲の棒状ハフニウ
ム挿入空間25aに挿入される棒状ハフニウム18は、
中空ハフニウム棒18bの割合が高く、すなわちハフニ
ウム平均密度が低く、第3図に示すように反応度効果が
低減されている。これは、第7図および第8図に示すよ
うに、中性子照射量および中性子増倍率が制御捧挿入末
端側から3/4Lの範囲で比較的小さくなることから、
それに対応させて可能な限りハフニウムmを低減させた
ものである。Moreover, the rod-shaped hafnium 18 inserted into the rod-shaped hafnium insertion space 25a within a range of 3/4L from the control rod end side is
The proportion of hollow hafnium rods 18b is high, that is, the average density of hafnium is low, and the reactivity effect is reduced, as shown in FIG. This is because, as shown in Figures 7 and 8, the neutron irradiation amount and neutron multiplication rate are relatively small in the range of 3/4L from the end of the control tube insertion.
In response to this, hafnium m is reduced as much as possible.
ところで、第7図に示す中性子増倍率が高くなる範囲は
一定ではなく、近年の原子炉燃料設計の分野における原
子炉停止余裕の分布の改良策により、下方ヘシフトする
ようになってきている。By the way, the range in which the neutron multiplication factor increases as shown in FIG. 7 is not constant, but has been shifting downward due to recent measures to improve the distribution of reactor shutdown margins in the field of reactor fuel design.
そのため、ハフニウム平均密度を低減させる範囲は、中
性子増倍率が高くなる範囲の状態に応じて弾力的に決定
する必要がある。したがって、中性子増倍率が高くなる
範囲が下方ヘシフトする場合には、ハフニウム平均密度
を低減させ為範囲を、制御捧末端側から3/4Lないし
2/3Lの範囲のうちから、原子炉停止余裕を確保でき
る限度で選択する必要がある。Therefore, the range in which the average hafnium density is reduced needs to be determined flexibly depending on the state of the range in which the neutron multiplication factor increases. Therefore, if the range where the neutron multiplication factor increases shifts downward, the range for reducing the average hafnium density should be changed from 3/4L to 2/3L from the end of the control shaft to increase the reactor shutdown margin. It is necessary to choose within the limits that can be secured.
第9図は原子炉用制御棒10の各ウィング16の幅方向
における典型的な中性干魚DJ(i1分布曲線りを示す
もので、この分布曲線りから分るようにウィング外側で
は急激に高くなり、ウィング内側(中央タイロッド14
側)では、わずかに高くなっている。本実施例では、ウ
ィング16の両側端部に中実ハフニウム棒18aを配設
し、ぞれ以外の部分の中空ハフニウム棒18bの91合
を増加さヒたから、第10図に示すような反応度効果E
を実現でき、ウィング16幅方向の中性子照射量分布に
対処できる。Figure 9 shows a typical neutral dried fish DJ (i1 distribution curve) in the width direction of each wing 16 of the reactor control rod 10. higher, inside the wing (center tie rod 14)
side) is slightly higher. In this embodiment, the solid hafnium rods 18a are disposed at both ends of the wing 16, and the number of hollow hafnium rods 18b in the other portions is increased by 91, so that the reactivity as shown in FIG. 10 is achieved. Effect E
can be realized, and the neutron irradiation dose distribution in the width direction of the wing 16 can be dealt with.
このように本実施例では、第7図ないし第9図に示され
る特性を考慮して中性子増倍率および中性子照射量が比
較的低くなる範囲、部分の八ツニウム侶を可能な限り低
減させたから原子炉用制御棒10全体の重量を軽減させ
ることができる。In this way, in this example, taking into consideration the characteristics shown in FIGS. 7 to 9, the octium content in the range and portion where the neutron multiplication factor and neutron irradiation amount are relatively low is reduced as much as possible, so that the atomic The overall weight of the reactor control rod 10 can be reduced.
この場合において、棒状ハフニウム挿入空間25のウィ
ング側端部を中実ハフニウム棒18aとしたり、各中空
ハフニウム棒18b内に減速材としての水を案内するこ
とにより反応度を向上させることができ、その分ハフニ
ウムmを低減させることができる。また、ハフニウムを
原子炉停止余裕の点から重要な位置に効果的に配置する
ことができるので、最少限度のハフニウム口により効果
的に反応度を上昇させ、原子炉停止余裕を確保すること
ができる。In this case, the reactivity can be improved by making the wing-side end of the rod-shaped hafnium insertion space 25 into a solid hafnium rod 18a or by guiding water as a moderator into each hollow hafnium rod 18b. The amount of hafnium m can be reduced. In addition, since hafnium can be effectively placed in important positions from the standpoint of reactor shutdown margin, the reactivity can be effectively increased with the minimum amount of hafnium ports, ensuring reactor shutdown margin. .
さらに、燃料の燃焼が遅れやすい範囲、部分に中空ハフ
ニウム棒18bを配設し、その中空ハフニウム棒18b
に減速材としての水を案内したから、燃料の過度の出力
低下分を回復することができる。その結果、!、lJ御
棒挿入時でも燃焼の局所的な遅れが抑制され、制御棒引
扱時の局所的な出力上昇の割合を低減させることができ
、燃料の健全性が向上する。Furthermore, hollow hafnium rods 18b are arranged in areas and parts where fuel combustion is likely to be delayed, and the hollow hafnium rods 18b
Since water is introduced as a moderator, it is possible to recover from the excessive decrease in fuel output. the result,! , even when a lJ control rod is inserted, local delays in combustion are suppressed, the rate of local increase in output during control rod handling can be reduced, and fuel integrity is improved.
このように、上記実施例においては、原子炉用制御棒1
0全体のff1mを低減させたから、既存の制御棒駆動
R構を設計変更することなく、そのまま使用することが
可能となる。また、棒状ハフニウム18として中空ハフ
ニウム棒18bを組み込み、その中空ハフニウム棒18
b内に減速材としての水を案内したから、燃料の過度の
出力低下を防止し、燃料のブレードヒストリ効果を緩和
して燃料の健全性を維持することができる。さらに、シ
ース15を薄肉化することにより生じる強度上の問題を
、ステフィナ26、スティック28、スペーサ30等を
用いることにより解決し、原子炉用制御棒の機械的替金
性を維持することができる。In this way, in the above embodiment, the reactor control rod 1
Since the overall ff1m has been reduced, the existing control rod drive R structure can be used as is without any design changes. Further, a hollow hafnium rod 18b is incorporated as the rod-shaped hafnium rod 18, and the hollow hafnium rod 18
Since water is introduced as a moderator into the fuel cell b, it is possible to prevent an excessive drop in fuel output, alleviate the blade history effect of the fuel, and maintain the integrity of the fuel. Furthermore, the strength problem caused by thinning the sheath 15 can be solved by using the stiffener 26, the stick 28, the spacer 30, etc., and the mechanical replaceability of the reactor control rod can be maintained. .
第11図は本発明における棒状ハフニウム18の他の実
施例を示す図である。りなわら、第11図(A)は第5
図(A)に対応する棒状ハフニウム18の組合せ例であ
り、第11図(B)、(C)、(D)は第5図(B)に
対応する棒状ハフニウム18の組合せ例である。FIG. 11 is a diagram showing another embodiment of the rod-shaped hafnium 18 in the present invention. However, Figure 11 (A) is the fifth
This is an example of a combination of rod-shaped hafnium 18 corresponding to FIG. 5(A), and FIGS. 11(B), (C), and (D) are examples of a combination of rod-shaped hafnium 18 corresponding to FIG. 5(B).
第11図(A>、(B)は第5図(Δ)、(B)に比較
して中実ハフニウム棒18aの本数が全体的に少なくな
っている。これらの組合せは、中性子照射量が比較的少
なく、原子炉停止余裕を確保できる場合に好適である。The number of solid hafnium rods 18a is generally smaller in FIG. 11 (A>, (B)) than in FIG. 5 (Δ), (B). It is relatively small and suitable for cases where reactor shutdown margin can be secured.
また、第11図(C)はステイフナ26を配設せず、複
数本の中空ハフニウム棒18bをスティック28により
串差しにし、列状に結合させて板状構造を形成したもの
である。このように板状tΔ造を形成することにより、
中空ハフニウム棒18bの配列の乱れが防止され、U字
状シース15の拡がりが防止される。Further, in FIG. 11(C), the stiffener 26 is not provided, and a plurality of hollow hafnium rods 18b are skewered by the sticks 28 and joined in a row to form a plate-like structure. By forming the plate-like tΔ structure in this way,
The arrangement of the hollow hafnium rods 18b is prevented from being disturbed, and the U-shaped sheath 15 is prevented from expanding.
さらに、第11図(D)はステイフナ26を配設すると
ともに、複数本の中空ハフニウム棒18bをスペーサ3
0とともに串差しにして、列状に結合し板状1ili造
を形成したものである。スペーサ30としてはスクリュ
ーロッドを有するボルト状のスペーサ30aと、上記ス
クリューロッドにねじ結合されるナツト状のスペーサ3
0bとが用いられる。このスペーサ30は中空ハフニウ
ム棒18bの配列の乱れを防止するとともに、空間を開
けるために配設されるものである。つまり、このスペー
サ30部分は実際には減速材としての水が占め棒状減速
材部を構成する。そして、この部分の熱中性子束が増大
することから、この部分に隣接する燃料の燃焼度を上げ
ることができ、制御棒軸方向における異常な出力上昇が
防止され、燃料の健全性が維持される。Further, in FIG. 11(D), a stiffener 26 is provided and a plurality of hollow hafnium rods 18b are inserted into the spacer 3.
They are skewered together with 0 and connected in rows to form a plate-like structure. The spacer 30 includes a bolt-shaped spacer 30a having a screw rod, and a nut-shaped spacer 3 screwed to the screw rod.
0b is used. This spacer 30 is provided to prevent the arrangement of the hollow hafnium rods 18b from being disturbed and to open a space. In other words, this spacer 30 portion is actually occupied by water as a moderator and constitutes a rod-shaped moderator section. Since the thermal neutron flux in this area increases, the burnup of the fuel adjacent to this area can be increased, preventing an abnormal increase in output in the axial direction of the control rod, and maintaining the integrity of the fuel. .
その他、第11図に示す実施例による場合にも前記実施
例と同様の効果がある。In addition, the embodiment shown in FIG. 11 also has the same effects as the embodiment described above.
以上の実施例においては、棒状ハフニウム18が丸棒で
ある場合について説明したが、本発明はこれに限定され
ず角棒あるいは矩形と円形とを組合せた外形を有するも
のでもよい。In the above embodiments, the case where the bar-shaped hafnium 18 is a round bar has been described, but the present invention is not limited to this, and it may have an outer shape that is a square bar or a combination of a rectangle and a circle.
また、上記実施例においては、制御棒末端側から棒状ハ
フニウム挿入空間全長の約3/4の範囲の挿入空間に挿
入される複数本の棒状ハフニウムのハフニウム平均密度
が低減された場合について説明したが、本発明はこれに
限定されず、υ1111棒末端側から棒状ハフニラ云挿
入空間全長の約3/4ないし2/3の範囲のうち、いず
れかの範囲の挿入空間に挿入される複数本の棒状ハフニ
ウムのハフニウム平均密度を低減させることとしてもよ
い。Furthermore, in the above embodiment, a case was described in which the average hafnium density of a plurality of rod-shaped hafnium rods inserted into the insertion space within a range of about 3/4 of the total length of the rod-shaped hafnium insertion space from the control rod end side was reduced. , the present invention is not limited to this, but a plurality of rod-shaped rods inserted into the insertion space within a range of about 3/4 to 2/3 of the total length of the rod-shaped hafnilla insertion space from the end side of the υ1111 rod. The hafnium average density of hafnium may be reduced.
本発明に係る原子炉用制御棒は、シース内に長寿命型中
性子吸収体としての複数本の棒状ハフニウムが挿入され
るとともに、制御棒末端側から棒状ハフニウム挿入空間
全長の3/4ないし2/3の範囲の挿入空間のうち、そ
の側端部を除いた挿入空間に挿入される複数本の棒状ハ
フニウムのハフニウム平均密度が、その挿入空間以外の
挿入空間に挿入される棒状ハフニウムのハフニウム平均
密度よりも低減されたから、原子炉停止余裕を効果的に
確保するとともに、原子炉用制御棒の長寿命化を維持し
つつ、原子炉用制御棒の軽量化を実現することができる
。したがって、制御棒駆動機構を設計変更することなく
使用することができる。In the nuclear reactor control rod according to the present invention, a plurality of rod-shaped hafnium rods as long-life neutron absorbers are inserted into the sheath, and 3/4 to 2/2 of the total length of the rod-shaped hafnium insertion space from the control rod end side. Among the insertion spaces in the range of 3, the average hafnium density of the plurality of rod-shaped hafniums inserted into the insertion space excluding the side ends is the hafnium average density of the rod-shaped hafnium inserted into the insertion spaces other than the insertion space. Since the weight of the reactor control rods is reduced, it is possible to effectively secure reactor shutdown margin, maintain a long life of the reactor control rods, and realize a reduction in the weight of the reactor control rods. Therefore, the control rod drive mechanism can be used without any design changes.
第1図は本発明に係る原子炉用I11 ill棒の一実
施例を示す全体斜視図、第2図は上記実施例の原子炉用
制御棒を示す断面図、第3図は上記実施例における制御
棒軸方向の反応度効果(中性子吸収特性)の分布を示す
図、第4図は上記実施例の原子炉用i!I11wJ棒に
挿入される棒状ハフニウムの一例を示す図、第5図(A
)および(B)は第4図に示す棒状ハフニウムの断面図
、第6図は燃焼がある程度進んだ原子炉炉心の軸方向核
分裂核種濃度分布曲線を示す図、第7図は第6図に示す
原子炉炉心の原子炉停止時における中性子増倍率の軸方
向分布曲線を示す図、第8図は原子炉用1ノ制御杯の軸
方向中性子照射母分布曲線を示す図、第9図は原子炉用
制御棒の各ウィング幅方向における典型的な中性子照射
m分布曲線を示す図、第10図は上記実施例におけるウ
ィング幅方向の反応度効果の分布を示す図、第11図(
A)〜(D)は本発明における棒状ハフニウムの他の実
施例を示す図である。
10・・・原子炉用11JI!l棒、11・・・ハンド
ル、12・・・先端構造材、13・・・末端構造材、1
4・・・中央タイロッド、15・・・シース、16・・
・ウィング、18・・・棒状ハフニウム、18a・・・
中実ハフニウム棒、18b・・・中空ハフニウム棒、2
2・・・スピードリミッタ、23・・・空隙、25・・
・挿入空間、26・・・ステイフナ、28・・・スティ
ック、30・・・スペーサ。
午1図
茶2図 $3回
ミ 陣
羊7図
下涜 チL iL
iL −”a# Oに了
羊9扁FIG. 1 is an overall perspective view showing an embodiment of the I11 ill rod for a nuclear reactor according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing the control rod for a nuclear reactor of the above embodiment, and FIG. Figure 4 shows the distribution of the reactivity effect (neutron absorption characteristics) in the control rod axis direction, and Figure 4 shows the i! Figure 5 (A
) and (B) are cross-sectional views of the rod-shaped hafnium shown in Figure 4, Figure 6 is a diagram showing the axial fission nuclide concentration distribution curve of the nuclear reactor core after combustion has progressed to a certain extent, and Figure 7 is shown in Figure 6. A diagram showing the axial distribution curve of the neutron multiplication factor during reactor shutdown in the nuclear reactor core, Figure 8 is a diagram showing the axial neutron irradiation population distribution curve of the 1st control cup for the reactor, and Figure 9 is a diagram showing the axial distribution curve of the neutron irradiation factor in the reactor core. Figure 10 is a diagram showing a typical neutron irradiation m distribution curve in each wing width direction of a control rod, Figure 10 is a diagram showing the reactivity effect distribution in the wing width direction in the above example, and Figure 11 (
A) to (D) are diagrams showing other examples of rod-shaped hafnium in the present invention. 10...11JI for nuclear reactors! L rod, 11... Handle, 12... Tip structure material, 13... End structure material, 1
4...Central tie rod, 15...Sheath, 16...
・Wing, 18...rod-shaped hafnium, 18a...
Solid hafnium rod, 18b...Hollow hafnium rod, 2
2...Speed limiter, 23...Gap, 25...
- Insertion space, 26...Stiffener, 28...Stick, 30...Spacer. 1st figure, 2nd figure, 3 times Mi, 7th figure of the sheep, lower part, ChiL iL
iL-”a# O ni ryo 9bian
Claims (1)
て結合され、上記中央タイロッドの各突出部にシースが
軸方向に固設され、上記シース内に長寿命型中性子吸収
体が挿入された原子炉用制御棒において、上記長寿命型
中性子吸収体は複数本の棒状ハフニウムから成るととも
に、制御棒末端側から棒状ハフニウム挿入空間全長の3
/4ないし2/3の範囲の挿入空間のうち、その側端部
を除いた挿入空間に挿入される複数本の棒状ハフニウム
のハフニウム平均密度が、その挿入空間以外の挿入空間
に挿入される棒状ハフニウムのハフニウム平均密度より
も低減されたことを特徴とする原子炉用制御棒。 2、前記棒状ハフニウムは、前記挿入空間のウィング厚
さ方向の寸法に対応する幅を有する特許請求の範囲第1
項記載の原子炉用制御棒。 3、前記複数本の棒状ハフニウムは、シース内に等ピッ
チで密に配列された特許請求の範囲第1項記載の原子炉
用制御棒。 4、前記複数本の棒状ハフニウムは中実ハフニウム棒お
よび1種または肉厚が異なる2種以上の中空ハフニウム
棒のうち、少なくとも2種以上のハフニウム棒が組み合
されて構成された特許請求の範囲第1項記載の原子炉用
制御棒。 5、前記のハフニウム平均密度が低減された棒状ハフニ
ウム挿入空間には、1種または肉厚が異なる2種以上の
中空ハフニウム棒が挿入された特許請求の範囲第1項記
載の原子炉用制御棒。 6、前記のハフニウム平均密度が低減された棒状ハフニ
ウム挿入空間には、1種または肉厚が異なる2種以上の
中空ハフニウム棒のうち少なくとも1種のハフニウム棒
が挿入されるとともに、中性子吸収体を排除した棒状減
速材部が設けられた特許請求の範囲第1項記載の原子炉
用制御棒。 7、前記棒状ハフニウム挿入空間のうち、その側端部を
除いた挿入空間に、前記シースの対向する面を相互に固
着させる細長い部材が配設された特許請求の範囲第1項
記載の原子炉用制御棒。 8、前記棒状ハフニウムのうち複数本が列状に結合され
、板状構造を形成した特許請求の範囲第1項記載の原子
炉用制御棒。 9、前記中空ハフニウム棒は、その内部に減速材を流通
させる通水孔が設けられた特許請求の範囲第4項記載の
原子炉用制御棒。[Claims] 1. The tip structural member and the terminal structural member are connected by a central tie rod, a sheath is axially fixed to each protrusion of the central tie rod, and a long-life neutron absorber is installed in the sheath. In the reactor control rod into which the long-life neutron absorber is inserted, the long-life neutron absorber is composed of a plurality of rod-shaped hafnium rods, and the rod-shaped hafnium insertion space extends from the end of the control rod by 3.
The hafnium average density of the plurality of rod-shaped hafnium inserted into the insertion space excluding the side ends of the insertion space in the range of /4 to 2/3 is the same as that of the rod-shaped hafnium inserted into the insertion space other than the insertion space. A control rod for a nuclear reactor, characterized in that the average density of hafnium is lower than that of hafnium. 2. The rod-shaped hafnium has a width corresponding to the dimension of the insertion space in the wing thickness direction.
Control rods for nuclear reactors as described in Section 1. 3. The control rod for a nuclear reactor according to claim 1, wherein the plurality of rod-shaped hafnium rods are densely arranged at equal pitches within the sheath. 4. The claim that the plurality of rod-shaped hafnium rods is a combination of at least two or more types of hafnium rods among a solid hafnium rod and one type or two or more types of hollow hafnium rods having different wall thicknesses. The control rod for a nuclear reactor according to item 1. 5. The control rod for a nuclear reactor according to claim 1, wherein one type or two or more types of hollow hafnium rods having different wall thicknesses are inserted into the rod-shaped hafnium insertion space with a reduced average hafnium density. . 6. At least one type of hafnium rod among one type or two or more types of hollow hafnium rods with different wall thicknesses is inserted into the rod-shaped hafnium insertion space with a reduced average hafnium density, and a neutron absorber is inserted. A control rod for a nuclear reactor according to claim 1, which is provided with an excluded rod-shaped moderator portion. 7. The nuclear reactor according to claim 1, wherein an elongated member for fixing opposing surfaces of the sheath to each other is disposed in the rod-shaped hafnium insertion space excluding the side ends thereof. control rod. 8. The control rod for a nuclear reactor according to claim 1, wherein a plurality of the rod-shaped hafnium rods are connected in a row to form a plate-like structure. 9. The control rod for a nuclear reactor according to claim 4, wherein the hollow hafnium rod is provided with a water hole through which a moderator flows through the hollow hafnium rod.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62104379A JPS63271194A (en) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | Control rod for nuclear reactor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62104379A JPS63271194A (en) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | Control rod for nuclear reactor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63271194A true JPS63271194A (en) | 1988-11-09 |
Family
ID=14379138
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62104379A Pending JPS63271194A (en) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | Control rod for nuclear reactor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63271194A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009058447A (en) * | 2007-08-31 | 2009-03-19 | Toshiba Corp | Control rod for reactor |
-
1987
- 1987-04-30 JP JP62104379A patent/JPS63271194A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009058447A (en) * | 2007-08-31 | 2009-03-19 | Toshiba Corp | Control rod for reactor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1085525B1 (en) | Light water reactor core and fuel assembly | |
US6137854A (en) | Reactor control rod and method of manufacturing the same | |
JPS63271194A (en) | Control rod for nuclear reactor | |
JPH036493A (en) | Reactor control rod | |
JPS59192992A (en) | Control rod of reactor | |
JPH10288688A (en) | Control rod for reactor | |
JPS5855886A (en) | Control rod of reactor | |
JP2563434B2 (en) | Control rod for nuclear reactor | |
JPH0134358B2 (en) | ||
JPH02236198A (en) | Control rod for nuclear reactor | |
JP2878813B2 (en) | Reactor control rod | |
JPH01287499A (en) | Control rod for nuclear reactor | |
JP2735211B2 (en) | Reactor control rod | |
JPH01196595A (en) | Control rod for nuclear reactor | |
JPH0134359B2 (en) | ||
JPH01148998A (en) | Control rod for nuclear reactor | |
JP3121543B2 (en) | Control rods for boiling water reactors and boiling water reactor cores | |
JPS62235595A (en) | Control rod for nuclear reactor | |
JP2507512B2 (en) | Control rod for nuclear reactor | |
JPS63196889A (en) | Control rod for nuclear reactor | |
JPH022984A (en) | Nuclear reactor control rod | |
JPH01148997A (en) | Control rod for nuclear reactor | |
JPH04128691A (en) | Reactor control rod | |
JP3788170B2 (en) | Fuel assemblies and reactor cores | |
JPH01123195A (en) | Control rod for nuclear reactor |