(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中性子吸収材が収容される中性子吸収材充填領域を有して互いに直交する４つのブレードを備えた沸騰水型原子炉用制御棒であって、
前記制御棒の軸方向に形成された複数の領域が、前記４つのブレードを互いに結合している第１横断面を含む第１の領域と、前記４つのブレードが互いに分離されている第２横断面を含んで前記制御棒の軸方向に配置された複数の第２領域と、及び前記４つのブレードのうち一対の前記ブレードが架橋部により結合され、この架橋部に直交している他の一対の前記ブレードが互いに分離されている第３横断面を含んで前記軸方向において前記第２領域の間に配置される複数の第３領域とを有し、
前記第１領域が前記複数の第２領域及び前記複数の第３領域よりも前記制御棒の挿入端部側に配置され、
前記複数の第３領域にそれぞれ含まれる前記架橋部とこの架橋部に直交している前記ブレードの間に形成されるそれぞれの間隙の幅は、それぞれの前記一対のブレードにおいて、前記一対のブレードを結合する複数の前記架橋部のうち前記挿入端部に最も近い位置に存在する前記架橋部によって形成される前記間隙で最も狭くなっていることを特徴とする沸騰水型原子炉用制御棒。
【請求項２】
中性子吸収材が収容される中性子吸収材充填領域を有して互いに直交する４つのブレードを備えた沸騰水型原子炉用制御棒であって、
前記制御棒の軸方向に形成された複数の領域が、前記４つのブレードを互いに結合している第１横断面を含む第１の領域と、前記４つのブレードが互いに分離されている第２横断面を含んで前記制御棒の軸方向に配置された複数の第２領域と、及び前記４つのブレードのうち一対の前記ブレードが架橋部により結合され、この架橋部に直交している他の一対の前記ブレードが互いに分離されている第３横断面を含んで前記軸方向において前記第２領域の間に配置される複数の第３領域とを有し、
前記第１領域が前記複数の第２領域及び前記複数の第３領域よりも前記制御棒の挿入端部側に配置され、
前記複数の第３領域にそれぞれ含まれる前記架橋部とこの架橋部に直交している前記ブレードの間に形成されるそれぞれの間隙の幅は、それぞれの前記一対のブレードにおいて、前記一対のブレードを結合する複数の前記架橋部のうち前記挿入端部に隣接する前記架橋部によって形成される前記間隙が他の前記間隙よりも狭くなっていることを特徴とする沸騰水型原子炉用制御棒。
【請求項３】
前記挿入端部とは反対側の、前記制御棒の他端部を形成して前記４つのブレードに取り付けられた下部支持部材を有し、
それぞれの前記一対のブレードにおいて、前記一対のブレードを結合する複数の前記架橋部のうち前記挿入端部に最も近い位置に存在する前記架橋部に隣接して前記挿入端部側に配置されて前記一対のブレードの間に第１開口部が形成され、
前記最も近い位置に存在する架橋部に隣接して前記下部支持部材側に位置する側に配置されて前記一対のブレードの間に第２開口部が形成され、
前記第１及び第２開口部の、前記ブレードの幅方向において対向するそれぞれの側面は傾斜面になっており、
前記第１及び第２開口部の、前記ブレードの幅方向における幅が、前記挿入端部から前記下部支持部材に向かって広がっている請求項１または２に記載の沸騰水型原子炉用制御棒。
【請求項４】
前記４つのブレードのうちの一対の前記ブレード及びこれらのブレードを結合する前記複数の架橋部である複数の第１架橋部を形成する第１板部材、前記第１板部材に直交して配置されて前記第１領域で前記第１板部材に結合され、前記４つのブレードのうちの他の１つの前記ブレードを形成する第２板部材、及び前記第１板部材に直交して配置され、前記第１板部材と前記第２板部材の結合位置から前記第２板部材とは反対方向に伸びて前記第１領域で前記第１板部材に結合され、前記４つのブレードのうちの残りの１つの前記ブレードを形成する第３板部材を有し、
前記第２板部材に形成された前記ブレードと前記第３板部材に形成された前記ブレードを結合する他の前記複数の架橋部である複数の第２架橋部のそれぞれは、前記第２板部材によって形成される前記第２架橋部の一部と前記第３板部材によって形成される前記第２架橋部の残りの部分を結合することによって形成され、
それぞれの前記ブレードが、該当する前記板部材に形成された複数の中性子吸収材充填孔内に充填された前記中性子吸収材を有している請求項１ないし３のいずれか１項に記載の沸騰水型原子炉用制御棒。
【請求項５】
中性子吸収材が収容される中性子吸収材充填領域を有して互いに直交する４つのブレード、を備えた沸騰水型原子炉用制御棒であって、
前記制御棒の軸方向に形成された複数の領域が、前記４つのブレードを互いに結合している第１横断面を含む第１の領域と、前記４つのブレードが互いに分離されている第２横断面を含んで前記制御棒の軸方向に配置された複数の第２領域と、及び前記４つのブレードのうち第１の一対のブレードが架橋部により結合され、この架橋部に直交している第２の一対のブレードが互いに分離されている第３横断面を含んで前記軸方向に配置された複数の第３領域とを有し、
前記第１領域が前記複数の第２領域及び前記複数の第３領域よりも前記制御棒の挿入端部側に配置され、前記挿入端部とは反対側の、前記制御棒の他端部を形成して前記４つのブレードに取り付けられた下部支持部材を有し、
前記第１の一対のブレードのそれぞれのブレードを結合する複数の第１の前記架橋部の相互間で前記第１の一対のブレードの間に、前記挿入端部に最も近い位置に存在する前記第１架橋部よりも前記挿入端部側で前記第１の一対のブレードの間に、及び前記下部支持部材に最も近い位置に存在する前記第１架橋部よりも前記下部支持部材側で前記第１の一対のブレードの間に、それぞれ、第１開口部が形成され、
前記第１の一対のブレードのそれぞれのブレードを結合する前記複数の第１の架橋部が第２開口部をそれぞれ形成し、
前記第２の一対のブレードのそれぞれのブレードを結合する複数の第２の前記架橋部の相互間で前記第２の一対のブレードの間に、前記挿入端部に最も近い位置に存在する前記第２架橋部よりも前記挿入端部側で前記第２の一対のブレードの間に、及び前記下部支持部材に最も近い位置に存在する前記第２架橋部よりも前記下部支持部材側で前記第２の一対のブレードの間に、それぞれ、第３開口部が形成され、
前記第２の一対のブレードのそれぞれのブレードを結合する前記複数の第２の架橋部が、前記第２架橋部の前記挿入端部側の前記第３開口部に連通する第４開口部をそれぞれ形成し、
それぞれの前記第２架橋部が各前記第２開口部を別々に貫通して配置され、それぞれの前記第１架橋部が各前記第４開口部を別々に貫通して配置され、
複数の第１架橋部に形成されたそれぞれの第２開口部の、前記第１の一対のブレードの幅方向で対向している側面と各前記第２開口部を別々に貫通している各前記第２架橋部の間に形成されるそれぞれの間隙の幅は、前記第１の一対のブレードを結合する前記複数の第１架橋部のうち前記挿入端部に最も近い位置に存在する前記第１架橋部及び前記第２架橋部によって形成される前記間隙で最も狭くなっており、
複数の第２架橋部に形成されたそれぞれの前記第４開口部の、前記第２の一対のブレードの幅方向で対向している側面と各前記第４開口部を別々に貫通している各前記第２架橋部の間に形成されるそれぞれの間隙の幅は、前記第２の一対のブレードを結合する前記複数の第２架橋部のうち前記挿入端部に最も近い位置に存在する前記第２架橋部及び前記第２架橋部によって形成される前記間隙で最も狭くなっていることを特徴とする沸騰水型原子炉用制御棒。
【請求項６】
前記４つのブレードのうちの一対の前記ブレード及びこれらのブレードを結合する前記複数の第１架橋部を形成する第１板部材、前記第１板部材に直交して配置されて前記第１領域で前記第１板部材に結合され、前記４つのブレードのうちの他の１つの前記ブレードを形成する第２板部材、及び前記第１板部材に直交して配置され、前記第１板部材と前記第２板部材の結合位置から前記第２板部材とは反対方向に伸びて前記第１領域で前記第１板部材に結合され、前記４つのブレードのうちの残りの１つの前記ブレードを形成する第３板部材を有し、
前記第２板部材に形成された前記ブレードと前記第３板部材に形成された前記ブレードを結合する他の前記複数の架橋部である複数の第２架橋部のそれぞれは、前記第２板部材によって形成される前記第２架橋部の一部と前記第３板部材によって形成される前記第２架橋部の残りの部分を結合することによって形成され、
それぞれの前記ブレードが、該当する前記板部材に形成された複数の中性子吸収材充填孔内に充填された前記中性子吸収材を有している請求項５に記載の沸騰水型原子炉用制御棒。
【請求項７】
前記第３領域が、前記第１板部材に形成された前記一対のブレードが前記第１架橋部により結合され、この第１架橋部に直交している前記第２板部材及び前記第３板部材のそれぞれに形成された前記ブレードが互いに分離されている第４横断面を含んで前記軸方向において前記第２領域の間に配置される複数の第４領域、前記第２板部材及び前記第３板部材のそれぞれに形成された前記ブレードが前記第２架橋部により結合され、この第２架橋部に直交している前記第１板部材に形成された前記一対のブレードが互いに分離されている第５横断面を含んで前記軸方向において前記第２領域の間に配置される複数の第５領域を含んでおり、
前記第４領域と前記第５領域は、前記軸方向において異なる位置に配置される請求項４または６に記載の沸騰水型原子炉用制御棒。
【請求項８】
ハンドルが、前記４つのブレードを含んで結合された前記第１、第２及び第３の各板部材によって形成されて前記挿入端部に配置され、前記各ブレードにつながっている請求項４，６及び７のいずれか１項に記載の沸騰水型原子炉用制御棒。
【請求項９】
前記複数の板部材の結合部に圧縮残留応力が付与されている請求項１ないし８のいずれか１項に記載の沸騰水型原子炉用制御棒。
【請求項１０】
前記挿入端部とは反対側の、前記制御棒の他端部を形成して前記４つのブレードに取り付けられた下部支持部材を有し、
前記４つのブレードを互いに結合する前記第１領域が、前記挿入端部に配置されるハンドルの、前記挿入端部側の端部及び前記下部支持部材側の端部のそれぞれに形成され、
前記下部支持部材側の端部に形成された前記第１領域が前記第１、第２及び第３の各板部材に結合され、前記ハンドルが前記４つのブレードにつながっている請求項４，６及び７のいずれか１項に記載の沸騰水型原子炉用制御棒。
【請求項１１】
前記複数の板部材の結合部及び前記ハンドルと前記複数の板部材の結合部に圧縮残留応力が付与されている請求項１０に記載の沸騰水型原子炉用制御棒。
【請求項１２】
前記架橋部内に前記中性子吸収材を充填している請求項１ないし４のいずれか１項に記載の沸騰水型原子炉用制御棒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、沸騰水型原子炉用制御棒に関する。
【背景技術】
【０００２】
沸騰水型原子炉において使用される制御棒は、十字形の横断面を有し、軸心に配置されたタイロッドから四方に伸びて内部に中性子吸収部材を配置した４枚のブレードを有する。沸騰水型原子炉では、その制御棒の炉心内への挿入及び炉心からの引抜きの各操作が行われ、原子炉の起動及び停止、及び原子炉運転中の原子炉出力の制御を行う。制御棒は、炉心に装荷された燃料集合体の相互間、具体的には、隣接して配置された燃料集合体のチャンネルボックスの相互間に挿入される。沸騰水型原子炉の主な制御棒として、三種類の制御棒が存在する。
【０００３】
第１の制御棒は、横断面がＵ字状をして両側端部がタイロッドに接合されるシース及びシース内に配置された中性子吸収部材を有する４枚のブレードを有している。第１の制御棒の一例に、シース内に配置された中性子吸収部材として、中性子吸収材であるボロンカーバイト（Ｂ４Ｃ）を充填した複数の中性子吸収棒を用いた制御棒がある。また、第１の制御棒の他の例として、シース内に配置された中性子吸収部材に、扁平なハフニウム筒状体を用いた制御棒がある（特開平９−６１５７６号公報参照）。
【０００４】
第２の制御棒は、軸心に配置されたタイロッドから四方に伸びる各ブレードを、横断面が正方形をした複数の環状部材を水平方向に並べて結合し、各環状部材内で環状部材の軸方向に伸びる孔部内に中性子吸収材を充填して構成された制御棒である（特開平１−２５４８９５号公報参照）。
【０００５】
第３の制御棒は、板状の金属部材、及びブレードの軸方向またはこの軸方向に直交する方向で金属部材に開けた孔部内に充填した中性子吸収材を含む軸心から四方に伸びるブレードを有する制御棒である（特表２００２−５３３７３６号公報の図２ａ及び図２ｄ参照）。
【０００６】
これらの制御棒は、いずれも、沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器内に設けられている炉心に装荷された複数の燃料集合体の相互間に挿入される。制御棒の炉心内への挿入操作、及び制御棒の炉心からの引抜き操作により、原子炉の起動、停止及び原子炉運転中の出力調整が行われる。
【０００７】
近年、照射誘起型応力腐食割れ（以下、ＩＡＳＣＣという）（ＩＡＳＣＣ：Irradiation Assisted Stress Corrosion Cracking）が原因と考えられる制御棒の構造部材であるシースの劣化現象が確認されている。ＩＡＳＣＣは、中性子照射量、引張応力及び環境条件の３つの要因が重畳すると発生することがある。制御棒の中性子照射量は、一般的に、制御棒の軸方向において、ハンドルに向かうに伴って高くなる傾向にある。また、引張応力の発生要因の一つとして、制御棒製造時における構造部材の溶接施工に伴って構造部材であるシースに生じる引張残留応力の影響が考えられる。さらに環境条件として、制御棒内の冷却水が流れる隙間環境がＩＡＳＣＣに関与する可能性があると考えられる。ＩＡＳＣＣ発生のポテンシャル抑制のために、制御棒内で、冷却水が流れる隙間の形成を避けるという観点では、第２の制御棒及び第３の制御棒が有効である。
【０００８】
また、地震発生時においては、炉心から全引き抜きされている制御棒も含めて全ての制御棒を炉心内に急速挿入して原子炉を緊急停止する必要がある。地震の規模が大きくなるほど、炉心に装荷されている各燃料集合体の水平方向における変位が大きくなるが、地震によってこのような変位が各燃料集合体に生じた場合であっても、制御棒が、炉心、すなわち水平方向に変位している燃料集合体間に急速挿入されることが求められる。
【０００９】
ＩＡＳＣＣの発生が抑制される観点では良好な第３の制御棒において、地震発生時における燃料集合体間への急速挿入性をさらに向上させた制御棒が提案されている（特開２０１１−８０９８５号公報参照）。
【００１０】
第３の制御棒の一例である特開２０１１−８０９８５号公報に記載された沸騰水型原子炉用制御棒は、十字形の横断面を有している。この沸騰水型原子炉用制御棒では、軸心から四方に伸びる４枚のブレードが、板状の金属部材、及びブレードの軸方向で金属部材に開けられた孔部内に充填した中性子吸収材を含んでいる。特開２０１１−８０９８５号公報に記載された制御棒は、軸方向において、４枚のブレードが互いに結合されている第１横断面を含む第１領域、４枚のブレードが互いに分離されている第２横断面を含む第２領域、及び１つの方向に並んで配置された２枚のブレードが架橋部により互いに結合され、これらのブレードと直交している他の２枚のブレードが互いに分離されている第３横断面を含む第３領域を有している。第３領域では、架橋部と直交する方向に存在する他の２枚のブレードが、この架橋部で結合されていなく互いに分離されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平９−６１５７６号公報
【特許文献２】特開平１−２５４８９５号公報
【特許文献３】特表２００２−５３３７３６号公報
【特許文献４】特開２０１１−８０９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特開２０１１−８０９８５号公報に記載された沸騰水型原子炉用制御棒は、ブレードの内部に冷却水が流れる隙間が形成されていないために構造部材におけるＩＡＳＣＣの発生が抑制され、地震発生時における炉心への挿入性も向上するため、有効な制御棒である。
【００１３】
発明者らは、このような有効な、特開２０１１−８０９８５号公報に記載された制御棒を詳細に検討したところ、ブレードの中性子吸収材充填部の上端部に存在する第１領域における４枚のブレードが結合されている部分に発生する応力が高くなる恐れがあるという新たな課題を見出した。
【００１４】
本発明の目的は、地震発生時における炉心への挿入の際に制御棒の挿入側端部で生じる応力を低減することができる沸騰水型原子炉用制御棒を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記した目的を達成する本発明の特徴は、制御棒の軸方向に形成された複数の領域が、４つの前記ブレードを互いに結合している第１横断面を含む第１の領域と、前記４つのブレードが互いに分離されている第２横断面を含んで制御棒の軸方向に配置された複数の第２領域と、及び４つのブレードのうち一対のブレードが架橋部により結合され、この架橋部に直交している他の一対のブレードが互いに分離されている第３横断面を含んでその軸方向において第２領域の間に配置されるとを有し、
第１領域が全ての第２領域及び全ての第３領域よりも制御棒の挿入端部側に配置され、
複数の第３領域にそれぞれ含まれる架橋部とこの架橋部に直交しているブレードの間に形成されるそれぞれの間隙の幅は、それぞれの一対のブレードにおいて、一対のブレードを結合する複数の架橋部のうち挿入端部に最も近い位置に存在する架橋部によって形成される間隙で最も狭くなっていることにある。
【００１６】
炉心から全引き抜きされている制御棒が地震時に炉心に急速挿入されるとき、制御棒のブレードは、地震時において燃料集合体を支持する燃料支持金具から付与される強制変位により、燃料支持金具が地震により振動する方向に変位する。しかしながら、複数の第３領域にそれぞれ含まれる架橋部とこの架橋部に直交しているブレードの間に形成されるそれぞれの間隙の幅が、それぞれの一対のブレードにおいて、一対のブレードを結合する複数の架橋部のうち挿入端部に最も近い位置に存在する架橋部によって形成される間隙で最も狭くなっているので、地震時に炉心から全引き抜きされている制御棒１が炉心に急速挿入されるときに、架橋部で結合された一対のブレードが、地震時に燃料支持金具から付与される強制変位により変位した場合でも、挿入端部に最も近い位置に存在する架橋部のその変位による水平方向への移動が、その架橋部と直交しているブレードによって他の架橋部よりも早く拘束される。このため、挿入端部に最も近い位置に存在する架橋部の水平方向への移動量が少なくなり、挿入端部に最も近い位置に存在する架橋部により結合されている一対のブレードがつながっている挿入端部側の第１領域に生じる固定端モーメントを低減することができる。この結果、この一対のブレードが第１領域に連結される部分において発生する応力を低減することができる。
【００１７】
上記の目的は、制御棒の軸方向に形成された複数の領域が、４つのブレードを互いに結合している第１横断面を含む第１の領域と、４つのブレードが互いに分離されている第２横断面を含んで制御棒の軸方向に配置された複数の第２領域と、及び４つのブレードのうち第１の一対のブレードが架橋部により結合され、この架橋部に直交している第２の一対のブレードが互いに分離されている第３横断面を含んで軸方向に配置された複数の第３領域とを有し、
第１領域が複数の第２領域及び複数の第３領域よりも制御棒の挿入端部側に配置され、挿入端部とは反対側の、制御棒の他端部を形成して４つのブレードに取り付けられた下部支持部材を有し、
第１の一対のブレードのそれぞれのブレードを結合する複数の第１の架橋部の相互間で第１の一対のブレードの間に、挿入端部に最も近い位置に存在する第１架橋部よりも挿入端部側で第１の一対のブレードの間に、及び下部支持部材に最も近い位置に存在する第１架橋部よりも下部支持部材側で第１の一対のブレードの間に、それぞれ、第１開口部が形成され、
第１の一対のブレードのそれぞれのブレードを結合する複数の第１の架橋部が第２開口部をそれぞれ形成し、
第２の一対のブレードのそれぞれのブレードを結合する複数の第２の架橋部の相互間で第２の一対のブレードの間に、挿入端部に最も近い位置に存在する第２架橋部よりも挿入端部側で第２の一対のブレードの間に、及び下部支持部材に最も近い位置に存在する第２架橋部よりも下部支持部材側で第２の一対のブレードの間に、それぞれ、第３開口部が形成され、
第２の一対のブレードのそれぞれのブレードを結合する複数の第２の架橋部が、第２架橋部の挿入端部側の第３開口部に連通する第４開口部をそれぞれ形成し、
それぞれの第２架橋部が各第２開口部を別々に貫通して配置され、それぞれの第１架橋部が各第４開口部を別々に貫通して配置され、
複数の第１架橋部に形成されたそれぞれの第２開口部の、第１の一対のブレードの幅方向で対向している側面と各第２開口部を別々に貫通している各第２架橋部の間に形成されるそれぞれの間隙の幅は、第１の一対のブレードを結合する複数の第１架橋部のうち挿入端部に最も近い位置に存在する第１架橋部及び第２架橋部によって形成される間隙で最も狭くなっており、
複数の第２架橋部に形成されたそれぞれの第４開口部の、第２の一対のブレードの幅方向で対向している側面と各第４開口部を別々に貫通している各第２架橋部の間に形成されるそれぞれの間隙の幅は、第２の一対のブレードを結合する複数の第２架橋部のうち挿入端部に最も近い位置に存在する第２架橋部及び第２架橋部によって形成される間隙で最も狭くなっていることによっても達成できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、地震発生時における炉心への挿入の際に制御棒の挿入側端部で生じる応力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の好適な一実施例である実施例１の沸騰水型原子炉用制御棒の斜視図である。
【図２】図１に示す沸騰水型原子炉用制御棒を構成する１つの板部材の斜視図である。
【図３】図２に示す板部材と直交する方向に配置される２つの板部材の斜視図である。
【図４】図１に示す沸騰水型原子炉用制御棒のハンドルの上端部における、４枚のブレードを結合する連結部の横断面図である。
【図５】図１に示す沸騰水型原子炉用制御棒の、４枚のブレードが互いに分離されている領域での横断面図である。
【図６】図１に示す沸騰水型原子炉用制御棒の、軸心に直交する１つの方向に並んで配置された２枚のブレードが結合されてこれらのブレードと直交する方向に存在する他の２枚のブレードが互いに分離された状態にある領域での横断面図である。
【図７】図１に示す沸騰水型原子炉用制御棒の、図６に示す１つの方向に並んで配置された２枚のブレードが互いに分離された状態にあってこれらのブレードと直交する方向に存在する他の２枚のブレードが結合されている領域での横断面図である。
【図８】図４のＴ−Ｔ断面図である。
【図９】図８のＳ１−Ｓ１断面図である。
【図１０】図８のＳ２−Ｓ２断面図である。
【図１１】図８のＳ３−Ｓ３断面図である。
【図１２】図８のＳ４−Ｓ４断面図である。
【図１３】図８のＳ５−Ｓ５断面図である。
【図１４】図８のＳ６−Ｓ６断面図である。
【図１５】炉心から全引抜きされている図１に示す沸騰水型原子炉用制御棒の、地震時において燃料支持金具から強制変位を付与された際における変形を示す説明図である。
【図１６】炉心から全引抜きされている従来の沸騰水型原子炉用制御棒の、地震時において燃料支持金具から強制変位を付与される状態を示す説明図である。
【図１７】炉心から全引抜きされている従来の沸騰水型原子炉用制御棒の、地震時において燃料支持金具から強制変位を付与され際における変形を示す説明図である。
【図１８】図１７に示す従来の沸騰水型原子炉用制御棒から４枚のブレードが結合されている部分を取り除いた新たに想定した制御棒の、地震時において燃料支持金具から強制変位を付与され際における変形を示す説明図である。
【図１９】本発明の他の実施例である実施例２の沸騰水型原子炉用制御棒の横断面図である。
【図２０】本発明の他の実施例である実施例３の沸騰水型原子炉用制御棒の構成図である。
【図２１】本発明の他の実施例である実施例４の沸騰水型原子炉用制御棒の構成図であり図２２のＶ１−Ｖ１断面図である。
【図２２】図２１のＶ２−Ｖ２断面図である。
【図２３】本発明の実施例１、３及び４の各沸騰水型原子炉用制御棒の特徴を示す説明図である。
【図２４】本発明の他の実施例である実施例５の沸騰水型原子炉用制御棒の構成図であり図２５のＸ１−Ｘ１断面図である。
【図２５】図２４のＸ２−Ｘ２断面図である。
【図２６】本発明の他の実施例である実施例６の沸騰水型原子炉用制御棒の構成図であり図２７のＹ１−Ｙ１断面図である。
【図２７】図２６のＹ２−Ｙ２断面図である。
【図２８】本発明の他の実施例である実施例７の沸騰水型原子炉用制御棒の構成図であり図２９のＺ１−Ｚ１断面図である。
【図２９】図２８のＺ２−Ｚ２断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
前述したように、発明者らは、特開２０１１−８０９８５号公報に記載された制御棒を詳細に検討したところ、ブレードの中性子吸収材充填部の上端部に存在する第１領域における４枚のブレードが結合されている部分に発生する応力が高くなる恐れがあるという新たな課題を見出した。この検討結果を以下に説明する。
【００２１】
特開２０１１−８０９８５号公報に記載された制御棒は、十字形の横断面を有しており、軸方向において、４枚のブレードが互いに結合されている第１横断面を含む第１領域、４枚のブレードが互いに分離されている第２横断面を含む第２領域、及び制御棒の軸心と直交する１つの方向に並んで配置された２枚のブレードが架橋部により互いに結合され、これらのブレードと直交している他の２枚のブレードが互いに分離されている第３横断面を含む第３領域を有している。このような構成を有する制御棒は、制御棒の構造強度部材に適切な曲げ剛性を与え、地震時における制御棒の炉心への挿入性の向上を図っている。
【００２２】
しかしながら、地震時における制御棒の炉心への急速挿入時において、制御棒の炉心への挿入量に応じて、制御棒が通過する燃料支持金具及び制御棒をガイドする制御棒案内管から制御棒が受ける拘束が変化する。図１６に示すように、炉心から全引き抜きされている制御棒３２は制御棒案内管３９内に存在する。４枚のブレード３１を有する制御棒３２のハンドル３Ａは、燃料集合体３７を支持する燃料支持金具３８内を貫通して燃料支持金具３８の上方に達している。この状態で地震が発生したとき、制御棒３２は、地震慣性力により変位した燃料集合体３７、燃料支持金具３８及び制御棒案内管３９から強制変位３０を付与される。なお、制御棒３２は、下端部に速度リミッタ３６を設けており、特開２０１１−８０９８５号公報に記載されているように、制御棒３２の軸心と直交する１つの方向に並んで配置された２枚のブレード３１が軸方向の複数個所において架橋部３４Ａにより互いに結合されている。隣り合う架橋部３４Ａの間には、開口部３５が形成されている。
【００２３】
強制変位３０を付与された制御棒３２の変形を、図１７を用いて説明する。制御棒３２は４枚のブレード３１、すなわち、ブレード２Ａ’，２Ｂ’，２Ｃ’及び２Ｄ’を有する。図１７において、ブレード２Ｂ’は図示されていない。ブレード２Ａ’，２Ｂ’，２Ｃ’及び２Ｄ’は、上端部に位置する連結部３３により互いに結合されている。制御棒３２の軸心と直交する１つの方向で直線状に並んで配置されたブレード２Ａ’とブレード２Ｃ’は、軸方向の複数個所において、架橋部３４Ａにより結合される。ブレード２Ａ’及び２Ｃ’と直交する方向で直線状に配置されたブレード２Ｂ’とブレード２Ｄ’は、軸方向の複数個所において、架橋部３４Ｂにより結合される。架橋部３４Ｂは、ブレード２Ａ’とブレード２Ｃ’の間に形成される開口部３５内に配置される。架橋部３４Ａも、ブレード２Ｂ’とブレード２Ｄ’の間に形成される開口部（図示せず）内に配置される。８Ａ１はハンドル３Ａに形成された開口部である。
【００２４】
図１６に示すように炉心から全引き抜きされている制御棒３２は、地震時において燃料支持金具３８から付与される強制変位３０により変形する（図１７参照）。燃料支持金具３８から付与される強制変位３０により、この強制変位３０が付与される方向（燃料支持金具３８が地震により振動する方向）と直交しているブレード２Ｂ’及び２Ｄ’に変位が生じ、連結部３３付近でブレード２Ｂ’及び２Ｄ’に高い曲げ応力が生じる恐れがあることを、発明者らが見出した。この高い曲げ応力は、強制変位３０の付与により、ブレード２Ｂ’及び２Ｄ’が、強制変位３０が付与される方向に移動するために発生すると、発明者らは考えた。制御棒３２の軸方向においてブレード２Ａ’とブレード２Ｃ’の間に形成された複数の開口部３５内にそれぞれ配置された、ブレード２Ａ’とブレード２Ｃ’を結合する各架橋部３４Ｂのうち、ハンドル３Ａに最も近い架橋部３４Ｂが、図１７に示すように、ブレード２Ｃ’の開口部３５側の側面に衝突するまで移動する。架橋部３４Ｂのこのような移動により、地震発生前では点線で示すようにハンドル３Ａに対して垂直の状態になっていたブレード２Ｄ’及びブレード２Ｂ’が、実線で示されるように曲げられる。この結果、連結部３３付近でブレード２Ｂ’及び２Ｄ’に高い曲げ応力が生じるのである。
【００２５】
そこで、発明者らは、図１７に示された制御棒３２において連結部３３を削除して開口部８Ａ１とハンドル３Ａに最も近い開口部３５を連絡した新たな制御棒３２Ａを考えた（図１８参照）。この制御棒３２Ａでは、ブレード２Ａ’，２Ｂ’，２Ｃ’及び２Ｄ’が、連結部４５で互いに結合されている。図１６に示すように炉心から全引き抜きされている制御棒３２Ａは、制御棒３２と同様に、地震時において燃料支持金具３８から付与される強制変位３０により変形する。強制変位３０の付与により、ブレード２Ｂ’とブレード２Ｄ’を結合する架橋部材３４Ｂのうちハンドル３Ａに最も近い架橋部３４Ｂが、制御棒３２の場合と同様に、図１８に示すように、ブレード２Ｃ’の開口部３５側の側面に衝突するまで移動する。この結果、地震発生前では点線で示すようにハンドル３Ａの連結部４５に対して垂直の状態になっていたブレード２Ｄ’及びブレード２Ｂ’が、架橋部３４Ｂのその移動により、実線で示されるように曲げられる。
【００２６】
しかしながら、制御棒３２Ａでは、ブレード２Ｂ’とブレード２Ｄ’をつなぐ架橋部３４Ｂのうち最もハンドル３Ａに近い架橋部３４Ｂと連結部４５の間の距離が、図１７に示される制御棒３２において最もハンドル３Ａに近い架橋部３４Ｂと連結部３３の間の距離よりも長いため、制御棒３２Ａのブレード２Ｂ’及び２Ｄ’の曲がる度合いが、制御棒３２のブレード２Ｂ’及び２Ｄ’の曲がる度合いよりも若干小さくなる。このため、制御棒３２Ａにおいてブレード２Ｂ’及び２Ｄ’の連結部４５付近で生じる曲げ応力が、制御棒３２においてブレード２Ｂ’及び２Ｄ’の連結部３３付近で生じる曲げ応力よりも若干小さくなる。曲げ応力が低下するとはいえ、この低下量は僅かであり、制御棒３２Ａにおいても、ブレード２Ｂ’及び２Ｄ’の連結部４５付近で生じる曲げ応力は高い状態にある。
【００２７】
発明者らは、制御棒３２Ａにおいて４枚のブレード２Ａ’〜２Ｄ’が結合される連結部付近でブレードの生じる曲げ応力をさらに低減する対策を種々検討した。これらの検討の結果、発明者らは、地震時において強制変位３０が付与されたとき、強制変位３０が付与される方向に移動する架橋部の移動量を減少させれば良いとの新たな対策を発想するに至った。このため、４枚のブレードのうち制御棒の軸心と直交する１つの方向で直線状に並んで配置された一対のブレード（例えば、ブレード２Ａ’及び２Ｃ’）において、この一対のブレードを結合する架橋部（例えば、架橋部３４Ａ）のうちハンドル３Ａに最も近い位置に存在する架橋部（例えば、架橋部３４Ａ）と、この架橋部に直交している２枚のブレード（例えば、ブレード２Ｂ’とブレード２Ｄ’）の間に形成される間隙の幅を、この架橋部よりも下方に配置された他の架橋部（他の架橋部３４Ａ）とこの架橋部と直交するブレード（例えば、ブレード２Ｂ’とブレード２Ｄ’）との間に形成される間隙の幅よりも狭くし、４枚のブレードのうち前述の一対のブレード（例えば、ブレード２Ａ’及び２Ｃ’）と直交する方向に配置された他の一対のブレード（例えば、ブレード２Ｂ’及び２Ｄ’）において、この他の一対のブレードを結合する架橋部（例えば、架橋部３４Ｂ）のうちハンドル３Ａに最も近い位置に存在する架橋部（例えば、架橋部３４Ｂ）と、この架橋部に直交している２枚のブレード（例えば、ブレード２Ａ’とブレード２Ｃ’）の間に形成される間隙の幅を、この架橋部よりも下方に配置された他の架橋部（他の架橋部３４Ｂ）とこの架橋部と直交するブレード（例えば、ブレード２Ａ’とブレード２Ｃ’）との間に形成される間隙の幅よりも狭くした新たな制御棒の構造を、発明者らは考え出した。
【００２８】
上記した検討により得られた新たな構造を反映した、本発明の実施例を、以下に説明する。
【実施例１】
【００２９】
本発明の好適な一実施例である実施例１の沸騰水型原子炉用制御棒を、図１から図８を用いて説明する。
【００３０】
本実施例の沸騰水型原子炉用制御棒（以下に説明する実施例においては、単に、制御棒という）１は、４枚のブレード２Ａ，２Ｂ，２Ｃ及び２Ｄ、ハンドル３及び下部支持部材４を備えている。ブレード２Ａ及び２Ｃ及びハンドル３の一部であるハンドル要素３Ｅが、１枚の板部材４Ａによって構成される。ブレード２Ｂ及びハンドル３の一部であるハンドル要素３Ｆが、１枚の板部材４Ｂによって構成される。ブレード２Ｄ及びハンドル３の一部であるハンドル要素３Ｇが、１枚の板部材４Ｃによって構成される。
【００３１】
板部材４Ａによって構成されるブレード２Ａ及び２Ｃ及びハンドル３の一部であるハンドル要素３Ｅを、図２を用いて説明する。板部材４Ａには、一端部にハンドル３の一部になる連結部５Ａが形成され、さらに、開口部８Ａ１，８Ａ２，８Ａ３及び８Ａ４及び複数の開口部８Ａ５が形成されている。開口部８Ａ１，８Ａ２，８Ａ３及び８Ａ４及び複数の開口部８Ａ５は、制御棒１の軸方向、すなわち、板部材４Ａの長手方向において、連結部５Ａから板部材４Ａの他端部に向かってこの順番に配置され、板部材４Ａの幅方向の中央部に配置される。板部材４Ａの幅方向は、板部材４Ａの長手方向と直交している方向であり、ブレード２Ａ，２Ｃの幅方向でもある。
【００３２】
Ｗｏ３の幅を有して、対向する側面１５を形成している各開口部８Ａ５は長方形をしており、この長方形の長辺が板部材４Ａの長手方向を向いている。開口部８Ａ１は長方形であり、この長方形の長辺が板部材４Ａの幅方向を向いている。開口部８Ａ１の幅はＷｈである。開口部８Ａ１の形成により、連結部５Ａを含むハンドル要素３Ｅが板部材４Ａの一端部に形成される。幅Ｗｏ１を有して対向する側面９を形成し、板部材４Ａの長手方向に細長くなっている開口部８Ａ２が、開口部８Ａ１と連通している。開口部８Ａ３は、対向する側面１０を形成している幅Ｗｏ２の開口及び対向する側面１１を形成している幅Ｗｏ１の開口を含んでいる。開口部８Ａ３において、対向する側面１１を形成している幅Ｗｏ１の開口が、対向する側面１０を形成している幅Ｗｏ２の開口よりも連結部５Ａ側に位置している。開口部８Ａ４は、対向する側面１３を形成している幅Ｗｏ３の開口及び対向する側面１４を形成している幅Ｗｏ２の開口を含んでいる。開口部８Ａ４において、対向する側面１４を形成している幅Ｗｏ２の開口が、対向する側面１３を形成している幅Ｗｏ３の開口よりも連結部５Ａ側に位置している。幅Ｗｏ１，Ｗｏ２及びＷｏ３は、Ｗｏ１＜Ｗｏ２＜Ｗｏ３の関係を満足している。
【００３３】
開口部８Ａ３は、幅Ｗｏ１の開口及び幅Ｗｏ２の開口を有し、側面に側面１１と側面１０による段差部を形成している。架橋部６Ａ１を板部材４Ａの連結部５Ａとは反対側の端部に移動させて架橋部６Ａ１の、連結部５Ａとは反対側の端面を側面１０の上端の位置に位置させてもよい。開口部８Ａ４においても、側面に側面１４と側面１３による段差部が形成されている。架橋部６Ａ１を板部材４Ａの連結部５Ａとは反対側の端部に移動させて架橋部６Ａ２の、連結部５Ａとは反対側の端面を側面１３の上端の位置に位置させてもよい。このような構成にすることにより、開口部８Ａ３及び８Ａ４は、矩形となり、製作が容易になる。
【００３４】
図２に示す板部材４Ａでは、ブレード２Ａが開口部８Ａ１，８Ａ２，８Ａ３，８Ａ４及び８Ａ５の右側に形成され、ブレード２Ｃがこれらの開口部の左側に形成される。
【００３５】
開口部８Ａ１，８Ａ２，８Ａ３及び８Ａ４及び複数の開口部８Ａ５の形成により、ブレード２Ａとブレード２Ｃを結合する複数の架橋部（架橋部材）が板部材４Ａに形成される。すなわち、架橋部６Ａ１が開口部８Ａ２と開口部８Ａ３の間に形成され、架橋部６Ａ２が開口部８Ａ３と開口部８Ａ４の間に形成される。さらに、３つの架橋部６Ａ３のうちハンドル要素３Ｅに最も近い架橋部６Ａ３が開口部８Ａ４と開口部８Ａ５の間に形成される。３つの開口部８Ａ５のそれぞれ間にも架橋部６Ａ３が形成される。架橋部６Ａ１〜６Ａ３が、ブレード２Ａとブレード２Ｃを結合している。
【００３６】
架橋部６Ａ１の、ブレード２Ａ，２Ｃの幅方向における長さは、開口部８Ａ２の幅Ｗｏ１と同じである。架橋部６Ａ２の、ブレード２Ａ，２Ｃの幅方向における長さは、開口部８Ａ３の対向する側面１０を形成している部分の幅Ｗｏ２と同じである。架橋部６Ａ３の、ブレード２Ａ，２Ｃの幅方向における長さは、開口部８Ａ４の対向する側面１３を形成している部分の幅Ｗｏ３と同じである。このため、架橋部６Ａ１，６Ａ２及びＡ３の、ブレード２Ａ，２Ｃの幅方向におけるそれぞれの長さは、架橋部６Ａ３，架橋部６Ａ２及び架橋部６Ａ１の順に短くなっており、架橋部６Ａ１，６Ａ２及びＡ３では、連結部５Ａ、すなわち、ハンドル３に近い架橋部ほど長さが短くなる。
【００３７】
ブレード２Ａ，２Ｃのそれぞれの幅は、図２に示す領域ｈ３で最も狭く、領域ｈ２及びｈ１とハンドル３に近くなるほど広くなっている。領域ｈ１及びｈ２の、板部材４Ａの長手方向におけるそれぞれの長さは等しくなっている。領域ｈ１はブレード２Ａ，２Ｃの上端１６と開口部８Ａ３の側面１１の下端の間の領域である。領域ｈ２は側面１１の下端、すなわち、側面１０の上端と開口部８Ａ４の側面１４の下端の間の領域である。領域ｈ３は側面１４の下端、すなわち、側面１３の上端とブレード２Ａ，２Ｃの下端の間の領域である。領域ｈ３におけるブレード２Ａ，２Ｃのそれぞれの幅Ｗｂ３、領域ｈ２におけるブレード２Ａ，２Ｃのそれぞれの幅Ｗｂ２及び領域ｈ１におけるブレード２Ａ，２Ｃのそれぞれの幅Ｗｂ１は、Ｗｂ３＜Ｗｂ２＜Ｗｂ１の関係を満足している。
【００３８】
板部材４Ａの幅はＷである。領域ｈ１においては（Ｗｏ１＋２×Ｗｂ１）が幅Ｗであり、領域ｈ２においては（Ｗｏ２＋２×Ｗｂ２）が幅Ｗである。さらに、領域ｈ３においては（Ｗｏ３＋２×Ｗｂ３）が幅Ｗである。板部材４Ａは、板部材４Ａの幅方向の真ん中を通る板部材４Ａの中心軸に対して、左右対称になっている。
【００３９】
次に、板部材４Ｂによって構成されるブレード２Ｂ及びハンドル３の一部であるハンドル要素３Ｆを、図３を用いて説明する。板部材４Ｂの一端部には、ハンドル３の一部になる連結部５Ｂが形成されている。連結部５Ｂを含むＬ字状のハンドル要素３Ｆが、ブレード２Ｂの上端１６につながっている。
【００４０】
板部材４Ｂの幅方向における板部材４Ｂの一端部、すなわち、制御棒１の軸心側の端部に、連結部５Ｂ以外に、連結部１７Ａ１及び１７Ａ２及び複数の連結部１７Ａ３が、連結部５Ｂから板部材４Ｂの他端に向かってこの順番に形成される。連結部１７Ａ１及び１７Ａ２及び複数の連結部１７Ａ３が、板部材４Ｂに形成されるブレード２Ｂの、制御棒１の軸心側の側面から板部材４Ｂの幅方向に伸びている。板部材４Ｂの幅方向は、ブレード２Ｂの幅方向である。
【００４１】
ブレード２Ｂの側面２３Ａが、隣り合う連結部１７Ａ３の相互間、及びブレード２Ｂの下端に最も近い位置に存在する連結部１７Ａ３とブレード２Ｂの下端の間にそれぞれ存在する。ブレード２Ｂの側面２１Ａとブレード２Ｂの側面２２Ａで形成される１つの段差部が、連結部１７Ａ２と複数の連結部１７Ａ３のうち連結部５Ｂに最も近い位置に存在する連結部１７Ａ３の間に形成される。ブレード２Ｂの側面１９Ａとブレード２Ｂの側面２０Ａで形成される１つの段差部が、連結部１７Ａ１と連結部１７Ａ２の間に形成される。ブレード２Ｂの側面１８Ａが連結部１７Ａ１よりもブレード２Ｂの上端１６側に存在する。
【００４２】
側面１８Ａ及び１９Ａから連結部１７Ａ１の先端までの長さがＬ１である。側面２０Ａ及び２１Ａから連結部１７Ａ２の先端までの長さがＬ２である。側面２３Ａ及び２２Ａから連結部１７Ａ３のうち連結部５Ｂに最も近い連結部１７Ａ３の先端までの長さがＬ３である。側面２３Ａから残りの各連結部１７Ａ３の先端までの長さもＬ３である。長さＬ１，Ｌ２及びＬ３は、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３の関係を満足している。
【００４３】
板部材４Ｂにおいて、領域ｈ１はブレード２Ｂの上端１６と側面１９Ａの下端の間の領域である。領域ｈ２は側面１９Ａの下端、すなわち、側面２０Ａの上端と側面２１Ａの下端の間の領域である。領域ｈ３は側面２１Ａの下端、すなわち、側面２２Ａの上端とブレード２Ｂの下端の間の領域である。側面２２Ａ及び複数の側面２３Ａを含む領域ｈ３におけるブレード２Ｂの幅はＷｂ３であり、側面２０Ａ及び２１Ａを含む領域ｈ２におけるブレード２Ｂの幅はＷｂ２であり、さらに、側面１８Ａ及び１９Ａを含む領域ｈ１におけるブレード２Ｂの幅はＷｂ１である。これらの幅Ｗｂ３，Ｗｂ２及びＷｂ３は、Ｗｂ３＜Ｗｂ２＜Ｗｂ１の関係を満足している。
【００４４】
板部材４Ｂの幅は、板部材４Ａの幅Ｗの１／２であり、Ｗ／２である。板部材４Ｂでは、領域ｈ１において（Ｗｂ１＋Ｌ１）が幅Ｗ／２あり、領域ｈ２において（Ｗｂ２＋Ｌ２）が幅Ｗ／２である。さらに、領域ｈ３において（Ｗｂ３＋Ｌ３）が幅Ｗ／２である。
【００４５】
制御棒１において、制御棒１の軸心に直交する方向に板部材４Ｂと並んでいる板部材４Ｃは、板部材４Ｂと同じ形状を有している。
【００４６】
板部材４Ｃによって構成されるブレード２Ｄ及びハンドル３の一部であるハンドル要素３Ｇを、図３を用いて説明する。板部材４Ｃの一端部には、ハンドル３の一部になる連結部５Ｃが形成されている。連結部５Ｃを含むＬ字状のハンドル要素３Ｇが、ブレード２Ｄの上端１６につながっている。
【００４７】
板部材４Ｃの幅方向における板部材４Ｃの一端部、すなわち、制御棒１の軸心側の端部に、連結部５Ｃ以外に、連結部１７Ｂ１及び１７Ｂ２及び複数の連結部１７Ｂ３が、連結部５Ｃから板部材４Ｃの他端に向かってこの順番に形成される。連結部１７Ｂ１及び１７Ｂ２及び複数の連結部１７Ｂ３が、板部材４Ｃに形成されるブレード２Ｄの、制御棒１の軸心側の側面から板部材４Ｃの幅方向に伸びている。板部材４Ｃの幅方向は、ブレード２Ｄの幅方向である。
【００４８】
ブレード２Ｄの側面２３Ｂが隣り合う連結部１７Ｂ３の相互間、及びブレード２Ｄの下端に最も近い位置に存在する連結部１７Ａ３とブレード２Ｄの下端の間にそれぞれ存在する。ブレード２Ｄの側面２１Ｂとブレード２Ｄの側面２２Ｂで形成される１つの段差部が、連結部１７Ｂ２と複数の連結部１７Ｂ３のうち連結部５Ｃに最も近い連結部１７Ｂ３の間に形成される。ブレード２Ｄの側面１９Ｂとブレード２Ｄの側面２０Ｂで形成される１つの段差部が、連結部１７Ｂ１と連結部１７Ｂ２の間に形成される。ブレード２Ｄの側面１８Ｂが連結部１７Ｂ１よりもブレード２Ｄの上端１６側に存在する。
【００４９】
側面１８Ｂ及び１９Ｂから連結部１７Ｂ１の先端までの長さがＬ１である。側面２０Ｂ及び２１Ｂから連結部１７Ｂ２の先端までの長さがＬ２である。側面２３Ｂ及び２２Ｂから連結部１７Ｂ３のうち連結部５Ｃに最も近い連結部１７Ｂ３の先端までの長さがＬ３である。側面２３Ｂから残りの各連結部１７Ｂ３の先端までの長さもＬ３である。板部材４Ｃにおいても、長さＬ１，Ｌ２及びＬ３は、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３の関係を満足している。
【００５０】
板部材４Ｃにおいて、領域ｈ１はブレード２Ｄの上端１６と側面１９Ｂの下端の間の領域である。領域ｈ２は側面１９Ｂの下端、すなわち、側面２０Ｂの上端と側面２１Ｂの下端の間の領域である。領域ｈ３は側面２１Ｂの下端、すなわち、側面２２Ｂの上端とブレード２Ｄの下端の間の領域である。側面２２Ｂ及び複数の側面２３Ｂを含む領域ｈ３におけるブレード２Ｄの幅はＷｂ３であり、側面２０Ｂ及び２１Ｂを含む領域ｈ２におけるブレード２Ｄの幅はＷｂ２であり、さらに、側面１８Ｂ及び１９Ｂを含む領域ｈ１におけるブレード２Ｄの幅はＷｂ１である。これらの幅Ｗｂ３，Ｗｂ２及びＷｂ３も、Ｗｂ３＜Ｗｂ２＜Ｗｂ１の関係を満足している。
【００５１】
板部材４Ｃの幅は、板部材４Ａの幅Ｗの１／２であり、Ｗ／２である。板部材４Ｃでは、領域ｈ１においては（Ｗｂ１＋Ｌ１）が幅Ｗ／２あり、領域ｈ２においては（Ｗｂ２＋Ｌ２）が幅Ｗ／２である。さらに、領域ｈ３においては（Ｗｂ３＋Ｌ３）が幅Ｗ／２である。
【００５２】
板部材４Ａにおいてブレード２Ａに中性子吸収材充填部７Ａを、ブレード２Ｃに中性子吸収材充填部７Ｃをそれぞれ形成し、板部材４Ｂにおいてブレード２Ｂに中性子吸収材充填部７Ｂを形成し、板部材４Ｃにおいてブレード２Ｄに中性子吸収材充填部７Ｄを形成する必要がある。このため、複数の中性子吸収材充填孔２８が、ブレード２Ａの中性子吸収材充填部７Ａ、ブレード２Ｂの中性子吸収材充填部７Ｂ、ブレード２Ｃの中性子吸収材充填部７Ｃ及びブレード２Ｄの中性子吸収材充填部７Ｄに、それぞれ、ブレードの幅方向に並んで形成され（図５、図６及び図７参照）、各板部材の長手方向に伸びている。各中性子吸収材充填孔２８は、例えば、それぞれのブレードの下端から架橋部６Ｂ１の位置（またはブレードの上端１６近くの位置）まで伸びている。各中性子吸収材充填孔２８は、板部材４Ａ，４Ｂ及び４Ｃのそれぞれに対し、各板部材の下端からのガンドリル及び放電加工等の機械的な孔加工により、または横断面が正方形で中心軸に横断面が円である孔部を形成した複数の管をブレードの幅方向に並べ、これらの管を熱間等方圧加圧接合法（以下，ＨＩＰ：Hot Isostatic Pressing）により互いに接合することにより製作される。
【００５３】
中性子吸収材２９がそれぞれの中性子吸収材充填孔２８内に充填されている（図５、図６及び図７参照）。中性子吸収材２９として、Ｂ４Ｃ及びハフニウムの少なくとも１つが用いられる。Ｂ４Ｃは、Ｂ４Ｃ粉末として中性子吸収材充填孔２８内に、直接、充填してもよいし、密閉されたステンレス管内にＢ４Ｃ粉末を充填した中性子吸収棒として中性子吸収材充填孔２８内に挿入してもよい。ハフニウムは、金属Ｈｆの中実丸棒として中性子吸収材充填孔２８内に挿入する。Ｂ４Ｃは中性子を吸収してヘリウムガスを放出するため、ヘリウムガスを溜めるプレナムを各ブレード内に形成する。また、ハフニウムは中性子吸収により照射伸びを生じるため、各ブレードが変形しないように、プレナムの設計には注意することが好ましい。各中性子吸収材充填孔２８内に中性子吸収材２９を充填した後、これらの中性子吸収材充填孔２８に栓が挿入されて栓を該当する板部材に溶接で接合し、中性子吸収材２９を充填した各中性子吸収材充填孔２８を密封する。
【００５４】
板部材４Ａ，４Ｂ及び４Ｃ自体を、中性子吸収能力を有するハフニウム基合金、ガドリニウム基合金又またはカドミウム基合金で構成してもよい。この場合には、各板部材には中性子吸収材充填孔２８が形成されない。
【００５５】
板部材４Ｂは、連結部５Ｂが板部材４Ａの連結部５Ａに垂直になるように、板部材４Ａの幅方向の中央に配置される。連結部５Ｂが溶接部２６によって連結部５Ａに結合される。板部材４Ｃも、連結部５Ｃが板部材４Ａの連結部５Ａに垂直になるように、板部材４Ａの幅方向の中央に配置される。連結部５Ｃが溶接部２６によって連結部５Ａに結合される。十字形の横断面を有する下部支持部材４の上端が、板部材４Ａ，４Ｂ及び４Ｃのそれぞれの下端に溶接にて接合される。以上の溶接により板部材４Ａ，４Ｂ及び４Ｃが一体化され、制御棒１の軸心から四方に伸びるブレード２Ａ，２Ｂ，２Ｃ及び２Ｄが形成される。４個のローラ２５が下部支持部材４に設けられ、制御棒駆動機構に連結される連結部１２が下部支持部材４に設けられる。
【００５６】
連結部５Ａと連結部５Ｂ及び５Ｃのそれぞれの溶接部、板部材４Ｂに形成された連結部１７Ａ１〜１７Ａ３と板部材４Ｃに形成された連結部１７Ｂ１〜１７Ｂ３のそれぞれの溶接部、及び板部材４Ａ，４Ｂ及び４Ｃと下部支持部材４の溶接部には引張残留応力が存在するため、ウォータジェットピーニング及びショットピーニング等のピーニング技術の、それらの溶接部への適用により、それらの溶接部に圧縮残留応力を付与し、それらの溶接部の応力を改善することが好ましい。ピーニング技術の適用の替りに応力緩和研磨をそれらの溶接部に施し、それらの溶接部の応力を改善しても良い。
【００５７】
連結部５Ａと連結部５Ｂ及び５Ｃの結合、板部材４Ｂに形成された連結部１７Ａ１〜１７Ａ３と板部材４Ｃに形成された連結部１７Ｂ１〜１７Ｂ３のそれぞれの結合、及び板部材４Ａ，４Ｂ及び４Ｃと下部支持部材４の結合は、溶接の替りに摩擦拡散接合によって行っても良い。
【００５８】
板部材４Ｂ及び４Ｃにおいて、連結部１７Ａ１及び１７Ｂ１が溶接部２７で結合されて架橋部６Ｂ１が形成され、連結部１７Ａ２及び１７Ｂ２が溶接部２７で結合されて架橋部６Ｂ２が形成され、連結部１７Ａ３及び１７Ｂ３が溶接部２７で結合されて架橋部６Ｂ３が形成される。各連結部の結合によって一体化された板部材４Ｂ及び４Ｃには、各連結部の結合によって形成された複数の架橋部により、板部材４Ａと同様に、複数の開口部が形成される。すなわち、開口部８Ｂ２が架橋部６Ｂ１よりも連結部５Ｂ及び５Ｃ側に形成され、開口部８Ｂ３が架橋部６Ｂ１と架橋部６Ｂ２の間に形成され、開口部８Ｂ４が架橋部６Ｂ２と３つの架橋部６Ｂ３のうち連結部５Ｂ及び５Ｃに最も近い架橋部６Ｂ３の間に形成される。２つの開口部８Ｂ５が３つの架橋部６Ｂ３のうちで隣り合う架橋部６Ｂ３の相互間にそれぞれ形成される。１つの開口部８Ｂ５が下部支持部材４に最も近い位置に存在する架橋部６Ｂ３と下部支持部材４の間に形成される。
【００５９】
板部材４Ａ，４Ｂ及び４Ｃに形成されたそれぞれの中性子吸収材充填孔２８への中性子吸収材２９の充填は、板部材４Ａ，４Ｂ及び４Ｃを溶接にて一体化する前に行ってもよいし、連結部５Ａに連結部５Ｂ及び５Ｃを溶接にて結合し、連結部１７Ａ１〜１７Ａ３を連結部１７ｂ１〜１７Ｂ３にそれぞれ溶接にて結合することにより板部材４Ａ，４Ｂ及び４Ｃを一体化した後に行ってもよい。
【００６０】
以上に述べた板部材４Ａ，４Ｂ及び４Ｃの溶接による一体化、及び下部支持部材４の板部材４Ａ，４Ｂ及び４Ｃの下端への溶接によって、制御棒１が完成する。連結部５Ａ，５Ｂ及び５Ｃの結合、すなわち、ハンドル要素３Ｅ，３Ｆ及び３Ｇの結合によりハンドル３が形成される。
【００６１】
制御棒１において、板部材４Ｂ及び４Ｃの結合により形成される架橋部６Ｂ１〜６Ｂ３及び開口部８Ｂ２〜８Ｂ４について説明する。架橋部６Ｂ１の、ブレード２Ｂ及び２Ｄの幅方向における長さはＷｏ１（＝２×Ｌ１）である。架橋部６Ｂ２の、ブレード２Ｂ及び２Ｄの幅方向における長さはＷｏ２（＝２×Ｌ２）である。各架橋部６Ｂ３の、ブレード２Ｂ及び２Ｄの幅方向における長さはＷｏ３（＝２×Ｌ３）である。
【００６２】
開口部８Ｂ２はハンドル要素３Ｆ及び３Ｇによって形成される開口部８Ｂ１に連通している。開口部８Ｂ２の、ブレード２Ｂ及び２Ｄの幅方向における幅（対向している側面１８Ａと側面１８Ｂの間の寸法）はＷｏ１である。開口部８Ｂ３は、対向する側面１９Ａ及び１９Ｂを形成している幅Ｗｏ１の開口及び対向する側面２０Ａ及び２０Ｂを形成している幅Ｗｏ２の開口を含んでいる。開口部８Ｂ３において、幅Ｗｏ１の開口が幅Ｗｏ２の開口よりも架橋部６Ｂ１側に位置している。開口部８Ｂ４は、対向する側面２１Ａ及び２１Ｂを形成している幅Ｗｏ２の開口及び対向する側面２２Ａ及び２２Ｂを形成している幅Ｗｏ３の開口を含んでいる。開口部８Ｂ４において、幅Ｗｏ２の開口が幅Ｗｏ３の開口よりも架橋部６Ｂ１側に位置している。開口部８Ｂ５の、ブレード２Ｂ及び２Ｄの幅方向における幅（対向している側面２３Ａと側面２３Ｂの間の寸法）はＷｏ３である。幅Ｗｏ１，Ｗｏ２及びＷｏ３は、Ｗｏ１＜Ｗｏ２＜Ｗｏ３の関係を満足している。
【００６３】
制御棒１において、架橋部６Ａ１が開口部８Ｂ３内で側面１９Ａと側面１９Ｂの間に配置され、架橋部６Ａ２が開口部８Ｂ４内で側面２１Ａと側面２１Ｂの間に配置され、それぞれの架橋部６Ａ３が各開口部８Ｂ５内に別々に配置されている。また、架橋部６Ｂ１が開口部８Ａ２内に配置され、架橋部６Ｂ２が開口部８Ａ３内で対向する側面１０の間に配置され、架橋部６Ｂ３のうちハンドル３に最も近い位置に配置された架橋部６Ｂ３が開口部８Ａ４内で対向する側面１３の間に配置され、残りの各架橋部６Ｂ３が各開口部８Ａ５内に別々に配置されている。
【００６４】
制御棒１は、軸方向において、形状が異なる３つの横断面を有する。第１横断面は、炉心に最初に挿入されるハンドル３の上端部（挿入端部）、及び下部支持部材４の位置に存在する。第１横断面の１つは、４枚のブレード２Ａ，２Ｂ，２Ｃ及び２Ｄを結合する、連結部５Ａ，５Ｂ及び５Ｃが互いにつながっている領域での横断面である（図４参照）。第１横断面の他の１つは、十字形をした下部支持部材４の横断面である。第２横断面を形成する領域は、ブレードの上端１６と架橋部６Ｂ１の間、架橋部６Ｂ１と架橋部６Ａ１の間、架橋部６Ａ１と架橋部６Ｂ２の間、架橋部６Ｂ２と架橋部６Ａ２の間、架橋部６Ａ２と複数の架橋部６Ｂ３のうちハンドル３に最も近い位置に存在する架橋部６Ｂ３の間、この架橋部６Ｂ３と複数の架橋部６Ａ３のうちハンドル３に最も近い位置に存在する架橋部６Ａ３の間、残りの各架橋部６Ｂ３と残りの架橋部６Ａ３のそれぞれの間、及び下部支持部材４に最も近い位置に存在する架橋部６Ａ３と下部支持部材４の間に、それぞれ、存在する。第２横断面は、図５に示すように、４枚のブレード２Ａ，２Ｂ，２Ｃ及び２Ｄが互いに分離されている領域での横断面である。第３横断面を形成する領域は、制御棒１の各架橋部の位置に存在する。第３横断面を形成する１つの領域は、図６に示すように、ブレード２Ａとブレード２Ｃが架橋部（例えば、架橋部６Ａ２）でつながり、そしてこれらのブレードと直交して配置されたブレード２Ｂとブレード２Ｄが互いに分離されている領域での横断面である。第３横断面を形成する他の１つの領域は、図７に示すように、ブレード２Ｂとブレード２Ｄが架橋部（例えば、架橋部６Ｂ３）でつながり、そしてこれらのブレードと直交して配置されたブレード２Ａとブレード２Ｃが互いに分離されている領域での横断面である。
【００６５】
上記した第１横断面、第２横断面及び第３横断面が形成される制御棒１は、第１横断面を含む複数の第１領域、第２横断面を含む複数の第２領域、及び第３横断面を含む複数の第３領域を有している。
【００６６】
本実施例では、例えば、制御棒１の、ブレードの上端１６とブレードの上端からブレードの軸方向長さの１／２の位置の間の領域において、架橋部と、この架橋部に対向しているブレードの側面、すなわち、架橋部が配置される開口部の側面の間に形成される間隙の幅が、図８に示すように、ハンドル３に近づくほど狭くなっている。図９〜図１４を用いて、架橋部とこの架橋部に直交しているブレードの間に形成される間隙について説明する。
【００６７】
架橋部６Ａ１の位置では、制御棒１は図９に示す横断面形状を有している。ブレード２Ａとブレード２Ｃを結合している架橋部６Ａ１は、この架橋部６Ａ１と直交しているブレード２Ｂとブレード２Ｄの間に配置されている。制御棒１の軸心が真っ直ぐになっている制御棒１の正常状態においては、架橋部６Ａ１とブレード２Ｂ及び２Ｄのそれぞれの間に形成される間隙の幅は、ともにＷｇ１である。この位置でのブレード２Ａ，２Ｂ，２Ｃ及び２Ｄのそれぞれの幅はＷｂ１である。その間隙の幅Ｗｇ１の２倍にブレード２Ａ及び２Ｃの厚みｔを加えると、架橋部６Ａ１が配置されている位置での開口部８Ｂ３の幅Ｗｏ１に等しくなる（２×Ｗｇ１＋ｔ＝Ｗｏ１）。
【００６８】
架橋部６Ａ２の位置では、制御棒１は図１０に示す横断面形状を有している。ブレード２Ａとブレード２Ｃを結合している架橋部６Ａ２は、この架橋部６Ａ２と直交しているブレード２Ｂとブレード２Ｄの間に配置されている。制御棒１の正常状態においては、架橋部６Ａ２とブレード２Ｂ及び２Ｄのそれぞれの間に形成される間隙の幅は、ともにＷｇ２である。この位置でのブレード２Ａ，２Ｂ，２Ｃ及び２Ｄのそれぞれの幅はＷｂ２である。その間隙の幅Ｗｇ２の２倍にブレード２Ａ及び２Ｃの厚みｔを加えると、架橋部６Ａ２が配置されている位置での開口部８Ｂ４の幅Ｗｏ２に等しくなる（２×Ｗｇ２＋ｔ＝Ｗｏ２）。
【００６９】
架橋部６Ａ３の位置では、制御棒１は図１１に示す横断面形状を有している。ブレード２Ａとブレード２Ｃを結合している架橋部６Ａ３は、この架橋部６Ａ３と直交しているブレード２Ｂとブレード２Ｄの間に配置されている。制御棒１の正常状態においては、架橋部６Ａ３とブレード２Ｂ及び２Ｄのそれぞれの間に形成される間隙の幅は、ともにＷｇ３である。この位置でのブレード２Ａ，２Ｂ，２Ｃ及び２Ｄのそれぞれの幅はＷｂ３である。その間隙の幅Ｗｇ３の２倍にブレード２Ａ及び２Ｃの厚みｔを加えると、架橋部６Ａ３が配置されている開口部８Ｂ５の幅Ｗｏ３に等しくなる（２×Ｗｇ３＋ｔ＝Ｗｏ３）。
【００７０】
架橋部６Ｂ１の位置では、制御棒１は図１２に示す横断面形状を有している。ブレード２Ｂとブレード２Ｄを結合している架橋部６Ｂ１は、この架橋部６Ｂ１と直交しているブレード２Ａとブレード２Ｃの間に配置されている。制御棒１の正常状態においては、架橋部６Ｂ１とブレード２Ａ及び２Ｃのそれぞれの間に形成される間隙の幅は、ともにＷｇ１である。この位置でのブレード２Ａ，２Ｂ，２Ｃ及び２Ｄのそれぞれの幅はＷｂ１である。その間隙の幅Ｗｇ１の２倍にブレード２Ｂ及び２Ｄの厚みｔを加えると、架橋部６Ｂ１が配置されている位置での開口部８Ａ２の幅Ｗｏ１に等しくなる（２×Ｗｇ１＋ｔ＝Ｗｏ１）。
【００７１】
架橋部６Ｂ２の位置では、制御棒１は図１３に示す横断面形状を有している。ブレード２Ｂとブレード２Ｄを結合している架橋部６Ｂ２は、この架橋部６Ｂ２と直交しているブレード２Ａとブレード２Ｃの間に配置されている。制御棒１の正常状態においては、架橋部６Ｂ２とブレード２Ａ及び２Ｃのそれぞれの間に形成される間隙の幅は、ともにＷｇ２である。この位置でのブレード２Ａ，２Ｂ，２Ｃ及び２Ｄのそれぞれの幅はＷｂ２である。その間隙の幅Ｗｇ２の２倍にブレード２Ｂ及び２Ｄの厚みｔを加えると、架橋部６Ｂ２が配置されている位置での開口部８Ａ３の幅Ｗｏ２に等しくなる（２×Ｗｇ２＋ｔ＝Ｗｏ２）。
【００７２】
架橋部６Ｂ３の位置では、制御棒１は図１４に示す横断面形状を有している。ブレード２Ｂとブレード２Ｄを結合している架橋部６Ｂ３は、この架橋部６Ｂ３と直交しているブレード２Ａとブレード２Ｃの間に配置されている。制御棒１の正常状態においては、架橋部６Ｂ３とブレード２Ａ及び２Ｃのそれぞれの間に形成される間隙の幅は、ともにＷｇ３である。この位置でのブレード２Ａ，２Ｂ，２Ｃ及び２Ｄのそれぞれの幅はＷｂ３である。その間隙の幅Ｗｇ３の２倍にブレード２Ｂ及び２Ｄの厚みｔを加えると、架橋部６Ｂ３が配置されている位置での開口部８Ａ４の幅Ｗｏ３に等しくなる（２×Ｗｇ３＋ｔ＝Ｗｏ３）。
【００７３】
間隙の幅Ｗｇ１，Ｗｇ２及びＷｇ３は、Ｗｇ１＜Ｗｇ２＜Ｗｇ３の関係を満足している。
【００７４】
沸騰水型原子炉の運転時においては、原子炉出力を制御するために用いられている複数の制御棒１以外の全ての制御棒１は、原子炉圧力容器内に配置されて複数の燃料集合体が装荷されている炉心から全引き抜きされた状態になっている。沸騰水型原子炉の運転時に地震が発生した場合には、全ての制御棒１が炉心内に急速挿入されて沸騰水型原子炉が緊急停止される。特に、沸騰水型原子炉の運転時に炉心から全引き抜きされている各制御棒１は、燃料集合体の下端部を支持する燃料支持金具に形成された十字形の横断面を有する制御棒挿入孔を通して、燃料集合体間に全挿入される。各燃料集合体は、地震時において図１６に示すように水平方向に湾曲するように、変位する。これらの燃料集合体の水平方向の変位の影響を受けて、燃料集合体の相互間に挿入された制御棒１の、変位する燃料集合体に向かい合っているブレードも、水平方向に変位する。
【００７５】
制御棒１では、ブレード２Ａ，２Ｂ，２Ｃ及び２Ｄは制御棒１の上端部（挿入端部）及び下端部（下部支持部材４）で互いに連結される構造となっており、軸方向の大部分において、２枚のブレード２Ａ，２Ｃと、これらのブレードを結合している架橋部と直交する他の２枚のブレード２Ｂ，２Ｄは互いに分離されている。このため、地震時に燃料集合体間に挿入される制御棒１は、燃料集合体の地震時における水平方向の変位に応じてブレードを水平方向に変位させることができるので、地震時における制御棒１の燃料集合体間への挿入が円滑に行われ、制御棒１の急速挿入に要する時間が短くなる。
【００７６】
本実施例では、特開２０１１−８０９８５号公報に記載された制御棒と同様に、架橋部（例えば、架橋部６Ａ３）が、この架橋部に直交している一対のブレード（例えば、ブレード２Ｂ，２Ｄ）との間に間隙（例えば、幅Ｗｇ３）を形成しているので、燃料集合体の水平方向の変位の影響を受けたとき、架橋部材（例えば、架橋部６Ａ３）によって結合されている２枚のブレード（例えば、ブレード２Ａ，２Ｃ）が、地震時において水平方向に変位しやすい。制御棒１のこのような構成は、地震時における燃料集合体間への挿入を円滑に行うことができる。
【００７７】
また、架橋部（例えば、架橋部６Ａ３）が、この架橋部に直交している一対のブレード（例えば、ブレード２Ｂ，２Ｄ）とのそれぞれの間に間隙（例えば、幅Ｗｇ３）を形成してこの一対のブレードと対向しているため、地震時においてその架橋部（例えば、架橋部６Ａ３）によって結合されている２枚のブレード（例えば、ブレード２Ａ，２Ｃ）が地震時において水平方向に変位しても、この変位による２枚のブレード（例えば、ブレード２Ａ，２Ｃ）の水平方向における移動量は、その架橋部（例えば、架橋部６Ａ３）がこれと直交しているブレード（例えば、ブレード２Ｂ）に当ることによって制限される（特開２０１１−８０９８５号公報の図１２参照）。このため、制御棒１は、特開２０１１−８０９８５号公報に記載された制御棒と同様に、過大地震時における炉心への急速挿入時におけるブレードの座屈変形を抑制することができる。
【００７８】
本実施例の制御棒１は、過大地震時においても、良好な炉心への挿入性を得ることができる。
【００７９】
全引き抜きされている制御棒１が地震時に炉心に急速挿入されるとき、制御棒１のブレードは、前述したように、地震時において燃料支持金具３８から付与される強制変位３０により、燃料支持金具３８が地震により振動する方向に変位する。しかしながら、本実施例では、一対のブレードを結合する複数の架橋部の一部であり制御棒１の上部領域に存在する、一対のブレード（例えば、ブレード２Ａ，２Ｃ）を結合する複数の架橋部（例えば、複数の架橋部６Ａ）と、これらの架橋部（例えば、架橋部６Ａ）と直交しているブレード（例えば、ブレード２Ｂ，２Ｄ）の間に形成されるそれぞれの間隙の幅は、その一対のブレード（例えば、ブレード２Ａ，２Ｃ）を結合する上記した一部の架橋部（例えば、架橋部６Ａ）によって形成された複数の間隙において形成された位置が制御棒１の挿入端部（ハンドル３）により近い間隙ほど狭くなっている（Ｗｇ１＜Ｗｇ２＜Ｗｇ３）。このため、燃料支持金具３８から付与される強制変位３０により、制御棒１の一対のブレード（例えば、ブレード２Ｂ，２Ｄ）が、図１５に示すように、変位した場合でも、ハンドル３に近い位置に存在する架橋部ほど、水平方向への移動が架橋部と直交しているブレード（例えば、ブレード２Ａ，２Ｃ）によってより早く拘束され、水平方向における移動量が少なくなる。この結果、架橋部にて結合されている一対のブレード（例えば、ブレード２Ｂ，２Ｄ）の水平方向における変位により、ブレード２Ａ，２Ｂ，２Ｃ及び２Ｄを結合している、ハンドル３の上端部に形成される第１横断面を含む第１領域（連結部５Ａの部分）に生じる固定端モーメントを低減することができ、架橋部にて結合されている一対のブレード（例えば、ブレード２Ｂ，２Ｄ）が第１領域に連結される部分（例えば、ハンドル要素３Ｆ，３Ｇ）において発生する応力を低減することができる。地震時における燃料支持金具３８から付与される強制変位３０の影響を受けて架橋部で結合されている一対のブレード２Ａ，２Ｃが水平方向に変位した場合でも、により、同様に、架橋部にて結合されている一対のブレード（例えば、ブレード２Ａ，２Ｃ）が第１領域に連結される部分（例えば、ハンドル要素３Ｅ）において発生する応力を低減することができる。
【実施例２】
【００８０】
本発明の他の実施例である実施例２の沸騰水型原子炉用制御棒を、図１９を用いて説明する。本実施例の制御棒１Ａは、実施例１の制御棒１において架橋部及びブレードの幅が増大した領域にも中性子吸収材充填孔を形成し、これらの中性子吸収材充填孔に中性子吸収材を充填した構成を有する。制御棒１Ａの他の構成は制御棒１と同じである。
【００８１】
架橋部６Ｂ２が存在する位置での横断面である図１９を用いて詳細に説明する。複数の中性子吸収材充填孔２８Ａが、ブレード２Ｂとブレード２Ｄを結合している架橋部６Ｂ２に形成されている。中性子吸収材充填孔２８Ａは架橋部６Ｂ２を貫通していない。中性子吸収材が各中性子吸収材充填孔２８Ａの開放端から各中性子吸収材充填孔２８Ａ内に充填され、各中性子吸収材充填孔２８Ａの開放端は端栓を架橋部６Ｂ２に溶接することによって封鎖される。
【００８２】
架橋部６Ｂ２の位置におけるブレード２Ａ，２Ｂ，２Ｃ及び２Ｄのそれぞれの幅（領域ｈ２における各ブレードの幅）は、領域ｈ２よりも下方の領域ｈ３における各ブレードの幅よりも（Ｗｂ２−Ｗｂ３）だけ広くなっている。また、領域ｈ１におけるブレード２Ａ，２Ｂ，２Ｃ及び２Ｄのそれぞれの幅は、領域ｈ３における各ブレードの幅よりも（Ｗｂ１−Ｗｂ３）だけ広くなっている。ブレード２Ａ，２Ｂ，２Ｃ及び２Ｄのそれぞれにおいて、領域ｈ２では（Ｗｂ２−Ｗｂ３）だけ幅が増加した領域、及び領域ｈ１では（Ｗｂ１−Ｗｂ３）だけ幅が増加した領域に、複数の中性子吸収材充填孔２８Ｂをそれぞれ形成し、これらの中性子吸収材充填孔２８Ｂ内にも中性子吸収材２９を充填する。中性子吸収材２９の充填後に各中性子吸収材充填孔２８Ｂを封鎖する。これらの架橋部に設けられた中性子吸収材充填孔２８は、機械加工またはＨＩＰによりブレード２Ａ，２Ｂ，２Ｃおよび２Ｄを形成する際に、架橋部にも孔を設けることによって、形成することができる。
【００８３】
他の架橋部においても、中性子吸収材２９が充填されて密封された複数の中性子吸収材充填孔２８Ａが形成される。
【００８４】
本実施例は、実施例１で生じる各効果を得ることができる。さらに、本実施例は架橋部及びブレードの幅が増加する領域にも中性子吸収材２９を充填するので、制御棒１Ａの制御棒価値を制御棒１よりも増加することができる。
【実施例３】
【００８５】
本発明の他の実施例である実施例３の沸騰水型原子炉用制御棒を、図２０を用いて説明する。本実施例の制御棒１Ｂは、実施例１の制御棒１において軸方向に配置される一部の開口部（ハンドル３側に位置する開口部）の形状をハンドル３から下部支持部材４に向かって広がるように形成した構成を有する。制御棒１Ｂの他の構成は制御棒１と同じである。
【００８６】
ブレード２Ａ，２Ｃを形成している板部材４Ａに形成された開口部４０Ａ１，４０Ａ２，４０Ａ３は、下部支持部材４側の端部での幅をハンドル側の端部での幅よりも大きくしている。このため、開口部４０Ａ１，４０Ａ２，４０Ａ３のそれぞれにおいて、対向する側面が傾斜面になっている。さらに、開口部４０Ａ１，４０Ａ２及び４０Ａ３において、開口部４０Ａ１の、下部支持部材４側の端部での幅、開口部４０Ａ２の、下部支持部材４側の端部での幅、及び開口部４０Ａ３の、下部支持部材４側の端部での幅は、開口部４０Ａ１，４０Ａ２及び４０Ａ３の順に広くなっている。開口部４０Ａ２の、ハンドル３側の端部での幅は、開口部４０Ａ１の、下部支持部材４側の端部での幅よりも若干広くなっている。開口部４０Ａ３の、ハンドル３側の端部での幅は、開口部４０Ａ２の、下部支持部材４側の端部での幅よりも若干広くなっている。板部材４Ａに形成される残りの開口部４０Ａ４の形状は制御棒１Ｂの軸方向に伸びる長方形になっている。
【００８７】
一体化されて、ブレード２Ｂを形成している板部材４Ｂ及びブレード２Ｄを形成している板部材４Ｃに形成された開口部４０Ｂ１，４０Ｂ２，４０Ｂ３も、下部支持部材４側の端部での幅をハンドル側の端部での幅よりも大きくしている（図２７参照）。このため、開口部４０Ｂ１，４０Ｂ２，４０Ｂ３のそれぞれにおいて、対向する側面が傾斜面になっている。さらに、開口部４０Ｂ１，４０Ｂ２及び４０Ｂ３において、開口部４０Ｂ１の、下部支持部材４側の端部での幅、開口部４０Ｂ２の、下部支持部材４側の端部での幅、及び開口部４０Ｂ３の、下部支持部材４側の端部での幅は、開口部４０Ｂ１，４０Ｂ２及び４０Ｂ３の順に広くなっている。開口部４０Ｂ２の、ハンドル３側の端部での幅は、開口部４０Ｂ１の、下部支持部材４側の端部での幅よりも若干広くなっている。開口部４０Ｂ３の、ハンドル３側の端部での幅は、開口部４０Ｂ２の、下部支持部材４側の端部での幅よりも若干広くなっている。一体化された板部材４Ｂ，４Ｃに形成される残りの開口部４０Ｂ４の形状は制御棒１Ｂの軸方向に伸びる長方形になっている。
【００８８】
ブレード２Ｂとブレード２Ｄを結合している架橋部６Ｂ１，６Ｂ２，６Ｂ３は、開口部４０Ａ１，４０Ａ２，４０Ａ３内に別々に配置される。ブレード２Ａとブレード２Ｃを結合している架橋部６Ａ１，６Ａ２，６Ａ３は、開口部４０Ｂ１，４０Ｂ２，４０Ｂ３内に別々に配置される。
【００８９】
制御棒１Ｂも、制御棒１と同様に、第１横断面を含む第１領域（一体化された連結部５Ａ〜５Ｃの部分、及び下部支持部材４）、第２横断面を含む第２領域（制御棒の軸方向における架橋部相互間の領域）及び第３横断面を含む第３領域（各架橋部が位置するそれぞれの領域）を有している。
【００９０】
さらに、一対のブレードを結合する複数の架橋部の一部であり制御棒１Ｂでは、制御棒１Ｂの上部領域に存在する、一対のブレード（例えば、ブレード２Ｂ，２Ｄ）を結合する複数の架橋部（例えば、複数の架橋部６Ａ）とこれらの架橋部（例えば、架橋部６Ｂ）と直交しているブレード（例えば、ブレード２Ａ，２Ｃ）の間に形成される複数の間隙の幅は、制御棒１と同様に、その一対のブレード（例えば、ブレード２Ａ，２Ｃ）を結合する上記した一部の架橋部（例えば、架橋部６Ａ）によって形成された複数の間隙において形成された位置が制御棒１の挿入端部（ハンドル３）により近い間隙ほど狭くなっている。
【００９１】
本実施例は、実施例１で生じる各効果を得ることができる。
【実施例４】
【００９２】
本発明の他の実施例である実施例４の沸騰水型原子炉用制御棒を、図２１及び図２２を用いて説明する。本実施例の制御棒１Ｃは、実施例１の制御棒１において一対のブレードを結合する架橋部に開口部を形成し、ハンドル３に向かって架橋部に形成された開口部の幅をハンドル３に近い架橋部ほど狭くする構成を有する。制御棒１Ａの他の構成は制御棒１と同じである。
【００９３】
結合されて一体化された板部材４Ｂ及び４Ｃに、ブレード２Ｂとブレード２Ｄを結合する５つの架橋部が、制御棒１Ｃの軸方向において、形成されている。図２１には、これらの架橋部のうち、ハンドル３側に位置する２つの架橋部４３Ａ及び４３Ｂが示されている。架橋部４３Ａは架橋部４３Ｂよりもハンドル３側に位置している。
【００９４】
さらに、開口部４１Ｂ１が、架橋部４３Ａよりもハンドル３側でブレード２Ｂとブレード２Ｄの間に形成される。この開口部４１Ｂ１は、連結部５Ｂと連結部５Ｃを結合することによって、結合された板部材４Ｂ及び４Ｃに形成される開口部８Ｂ１に連通している。開口部４１Ｂ３が架橋部４３Ａと架橋部４３Ｂの間に形成され、開口部４１Ｂ５が架橋部４３Ｂとこの架橋部４３Ｂに下部支持部材４側で隣接している他の架橋部（図示せず）の間に形成される。架橋部４３Ｂよりも下部支持部材４側に形成された３つの架橋部（図示せず）の相互間にも開口部（図示せず）が形成されている。開口部４１Ｂ３及び４１Ｂ５はブレード２Ｂとブレード２Ｄの間に配置される。
【００９５】
開口部４１Ｂ２が架橋部４３Ａに形成され、開口部４１Ｂ４が架橋部４３Ｂに形成される。開口部４１Ｂ２の、ブレード２Ｂ，２Ｄの幅方向における幅は、例えば、Ｗｏ１であり、開口部４１Ｂ４の、ブレード２Ｂ，２Ｄの幅方向における幅は、例えば、Ｗｏ２である。残りの３つの架橋部にも開口部がそれぞれ形成されている。この３つの架橋部に形成された開口部の、ブレード２Ｂ，２Ｄの幅方向における幅は、ブレード２Ｂとブレード２Ｂの間の間隙の幅と同じ、例えば、Ｗｏ３である。開口部４１Ｂ２及び開口部４１Ｂ４の、ブレード２Ｂ，２Ｄの幅方向における幅は、開口部４１Ｂ１，４１Ｂ３及び４１Ｂ５のその幅方向における幅よりも狭くなっている。さらに、開口部４１Ｂ４よりもハンドル３の近くに配置される開口部４１Ｂ２の、ブレード２Ｂ，２Ｄの幅方向における幅は、開口部４１Ｂ４のその幅よりも狭くなっている。
【００９６】
連結部５Ｂ，５Ｃから下部支持部材４に向かって、開口部４１Ｂ１，４１Ｂ２，４１Ｂ３，４１Ｂ４，及び４１Ｂ５が、この順番に形成される。これらの開口部は、制御棒１Ｃの軸心上に配置される。図２１において、ブレード２Ｂが開口部４１Ｂ１，４１Ｂ２，４１Ｂ３，４１Ｂ４，及び４１Ｂ５の右に存在し、ブレード２Ｄが開口部４１Ｂ１，４１Ｂ２，４１Ｂ３，４１Ｂ４，及び４１Ｂ５の左に存在する。
【００９７】
架橋部４３Ａは、開口部４１Ｂ２の形成によって、ブレード２Ｂ，２Ｄの幅方向の中央部において、２つの架橋４４Ａ１及び４４Ａ２を形成している。架橋部４３Ａは架橋４４Ａ１及び４４Ａ２を含んでいる。架橋４４Ａ１及び４４Ａ２のそれぞれの高さは、架橋部４３Ａの高さから開口部４１Ｂ２の高さを引いて得られる高さの１／２である。架橋部４３Ｂは、開口部４１Ｂ４の形成によって、ブレード２Ｂ，２Ｄの幅方向の中央部において、２つの架橋４４Ａ３及び４４Ａ４を形成している。架橋部４３Ｂは架橋４４Ａ３及び４４Ａ４を含んでいる。架橋４４Ａ３及び４４Ａ４のそれぞれの高さは、架橋部４３Ｂの高さから開口部４１Ｂ４の高さを引いて得られる高さの１／２である。
【００９８】
架橋部４３Ｂよりも下部支持部材４側に位置している３つの架橋部に形成された各開口部の、ブレード２Ｂ，２Ｄの幅方向における幅は、前述したように、開口部４１Ｂ１等のその幅方向における幅と同じである。このため、この３つの架橋部は、実質的に、架橋部４３Ｂにおける２つの架橋４４Ａ３及び４４Ａ４と同じ高さを有する２つの架橋でそれぞれ構成される。
【００９９】
架橋４４Ａ３及び４４Ａ４よりもハンドル３の近くに存在する架橋４４Ａ１及び４４Ａ２のブレードの幅方向における長さは、架橋４４Ａ３及び４４Ａ４のブレードの幅方向における長さよりも短くなっている。
【０１００】
板部材４Ａに、ブレード２Ａとブレード２Ｃを結合する５つの架橋部が、制御棒１Ｃの軸方向において、形成されている。図２２には、これらの架橋部のうち、ハンドル３側に位置する２つの架橋部６Ａ１及び６Ａ２が示されている。架橋部６Ａ１は架橋部６Ａ２よりもハンドル３側に位置している。
【０１０１】
さらに、開口部４１Ａ１が、架橋部６Ａ１よりもハンドル３側でブレード２Ａとブレード２Ｃの間に形成される。この開口部４１Ａ１は、連結部５Ａを形成することによって板部材Ａに形成された開口部８Ａ１に連通している。開口部４１Ａ４が架橋部６Ａ１と架橋部６Ａ２の間に形成され、開口部４１Ａ７が架橋部６Ａ２とこの架橋部６Ａ２に下部支持部材４側で隣接している他の架橋部（図示せず）の間に形成される。架橋部６Ａ２よりも下部支持部材４側に形成された３つの架橋部（図示せず）の相互間にも開口部（図示せず）が形成されている。
【０１０２】
開口部４１Ａ２及び４１Ａ３が架橋部６Ａ１に形成され、開口部４１Ａ５及び４１Ａ３が架橋部６Ａ２に形成される。開口部４１Ａ２が開口部４１Ａ１と連通し、開口部４１Ａ３が開口部４１Ａ４と連通している。開口部４１Ａ５が開口部４１Ａ４に連通され、開口部４１Ａ６が開口部４１Ａ７に連通される。開口部４１Ａ２の、ブレード２Ａ，２Ｃの幅方向における幅は、例えば、Ｗｏ１であり、開口部４１Ａ５の、ブレード２Ａ，２Ｃの幅方向における幅は、例えば、Ｗｏ２である。開口部４１Ａ２，４１Ａ３，４１Ａ５及び４１Ａ６のそれぞれのブレードの幅方向における幅は開口部４１Ａ１，４１Ａ４及び４１Ａ７のブレードの幅方向における幅よりも狭くなっている。さらに、開口部４１Ａ２，４１Ａ３及び４１Ａ５のそれぞれのブレードの幅方向における幅は、開口部４１Ａ５，４１Ａ３及び４１Ａ２の順に狭くなっている。開口部４１Ａ２，４１Ａ３，４１Ａ５及び４１Ａ６のそれぞれのブレードの幅方向における幅は、これらの開口部のうちでハンドル３に近い位置に存在する開口部ほど狭くなっている。
【０１０３】
架橋部６Ａ２よりも下部支持部材４側に形成された３つの架橋部は、架橋部６Ａ１及び６Ａ２のように開口部を形成していなく、実施例１における架橋部６Ａ３と同じ形状を有している。換言すれば、その３つの架橋部においては、開口部４１Ｂ５の幅と同じ幅を有する２つの開口部が、架橋部６Ａ１及び６Ａ２と同様に形成されているとも言え、３つの架橋部のそれぞれのハンドル３側及び下部支持部材４側に存在する開口部の一部になっている。
【０１０４】
連結部５Ａから下部支持部材４に向かって、開口部４１Ａ１，４１Ａ２，４１Ａ３，４１Ａ４，４１Ａ５，４１Ａ６及び４１Ａ７が、この順番に形成されている。これらの開口部は、制御棒１Ｃの軸心上に配置される。図２２において、ブレード２Ａが開口部４１Ａ１，４１Ａ２，４１Ａ３，４１Ａ４，４１Ａ５，４１Ａ６及び４１Ａ７の右に存在し、ブレード２Ｃが開口部４１Ａ１，４１Ａ２，４１Ａ３，４１Ａ４，４１Ａ５，４１Ａ６及び４１Ａ７の左に存在する。
【０１０５】
架橋部６Ａ１は、開口部４１Ａ２及び４１Ａ３の形成によって、ブレード２Ａ，２Ｃの幅方向の中央部で開口部４１Ａ２と開口部４１Ａ３の間に、１つの架橋４２Ａ１を形成している。架橋部６Ａ１は架橋４２Ａ１を含んでいる。架橋４２Ａ１の高さは、架橋部６Ａ１の高さから開口部４１Ａ２及び４１Ａ３のそれぞれの高さを引いて得られる高さであり、架橋部４３Ａに形成された開口部４１Ｂ２の高さよりも低くなっている。架橋部６Ａ２は、開口部４１Ａ５及び４１Ａ６の形成によって、ブレード２Ａ，２Ｃの幅方向の中央部で開口部４１Ａ５と開口部４１Ａ６の間に、１つの架橋４２Ａ２を形成している。架橋部６Ａ２は架橋４２Ａ２を含んでいる。架橋４２Ａ２の高さは、架橋部６Ａ２の高さから開口部４１Ａ５及び４１Ａ６のそれぞれの高さを引いて得られる高さであり、架橋部４３Ｂに形成された開口部４１Ｂ４の高さよりも低くなっている。
【０１０６】
架橋４２Ａ２よりもハンドル３の近くに存在する架橋４２Ａ１のブレードの幅方向における長さは、架橋４２Ａ２のブレードの幅方向における長さよりも短くなっている。
【０１０７】
ブレード２Ａ，２Ｃを結合する架橋部６Ａ１の架橋４２Ａ１は開口部４１Ｂ２内に配置される。ブレード２Ａ，２Ｃを結合する架橋部６Ａ２の架橋４２Ａ２は開口部４１Ｂ４内に配置される。ブレード２Ｂ，２Ｄを結合する架橋部４３Ａの架橋４４Ａ１は開口部４１Ａ２内に配置され、架橋部４３Ａの架橋４４Ａ２は開口部４１Ａ３内に配置される。ブレード２Ｂ，２Ｄを結合する架橋部４３Ｂの架橋４４Ａ３は開口部４１Ａ５内に配置され、架橋部４３Ｂの架橋４４Ａ４は開口部４１Ａ６内に配置される。
【０１０８】
架橋部６Ａ１、具体的には架橋４２Ａ１と開口部４１Ｂ２の対向する各側面の間に形成されるそれぞれの間隙の幅は、架橋部６Ａ２、具体的には架橋４２Ａ２と開口部４１Ｂ４の対向する各側面の間に形成されるそれぞれの間隙の幅よりも狭くなっている。架橋部４３Ｂ、具体的には架橋４４Ａ４と開口部４１Ａ６の対向する各側面の間に形成されるそれぞれの間隙の幅、架橋部４３Ｂ、具体的には架橋４４Ａ３と開口部４１Ａ５の対向する各側面の間に形成されるそれぞれの間隙の幅、架橋部４３Ａ、具体的には架橋４４Ａ２と開口部４１Ａ３の対向する各側面の間に形成されるそれぞれの間隙の幅、及び架橋部４３Ａ、具体的には架橋４４Ａ１と開口部４１Ａ２の対向する各側面の間に形成されるそれぞれの間隙の幅は、この順番でハンドル３に向かうほど狭くなっている。
【０１０９】
制御棒１Ｃも、制御棒１と同様に、第１横断面を含む第１領域（一体化された連結部５Ａ〜５Ｃの部分、及び下部支持部材４）、第２横断面を含む第２領域（制御棒の軸方向における架橋部相互間の領域）及び第３横断面を含む第３領域（各架橋部が位置するそれぞれの領域）を有している。
【０１１０】
実施例１と同様に、地震時に、炉心から全引き抜きされている制御棒１Ｃを炉心内の燃料集合体間に挿入するとき、燃料集合体の水平方向への変位の影響を受けて水平方向に変位する一対のブレードを結合する架橋部（具体的には、架橋）が、この架橋部（具体的には、架橋）に直交しているブレード、すなわち、その架橋部（具体的には、架橋）が配置されている開口部の対向する側面によって水平方向における移動が拘束されるので、過大地震時における炉心への急速挿入時におけるブレードの座屈変形を抑制することができる。本実施例の制御棒１は、過大地震時においても、良好な炉心への挿入性を得ることができる。
【０１１１】
本実施例においても、制御棒１Ｃの上部領域に存在する、一対のブレード（例えば、ブレード２Ａ，２Ｃ）を結合する複数の架橋部（例えば、複数の架橋部６Ａ）とこれらの架橋部（例えば、架橋部６Ａ）と直交している他の架橋部（例えば、架橋部４３Ａ，４３Ｂ等であり、ブレード２Ｂ，２Ｄを結合）の間に形成される間隙の幅が、この結合された一対のブレード（例えば、ブレード２Ａ，２Ｃ）を結合する複数の架橋部（例えば、複数の架橋部６Ａ）のうち、前述したように、ハンドル３により近い位置に存在する架橋部によって形成される間隙ほど狭くなっている。このため、地震時において燃料支持金具３８から付与される強制変位３０により、制御棒１Ｃの一対のブレードが、燃料支持金具３８が地震により振動する方向に変位したとしても、ハンドル３に近い位置に存在する架橋部ほど、水平方向への移動がこの架橋部と直交している他の架橋部によってより早く拘束され、水平方向における移動量が少なくなる。したがって、制御棒１と同様に、ブレード２Ａ，２Ｂ，２Ｃ及び２Ｄを結合している、ハンドル３の上端部に形成される第１横断面を含む第１領域（連結部５Ａの部分）に生じる固定端モーメントを低減することができ、架橋部にて結合されている一対のブレード（例えば、ブレード２Ｂ，２Ｄ）が第１領域に連結される部分（例えば、ハンドル要素３Ｆ，３Ｇ）において発生する応力を低減することができる。本実施例は、地震発生時に、ハンドル３により近い位置に存在する或る架橋部が、この架橋部と直交する他の架橋部によって水平方向の移動をより早く拘束されるが、これは、実施例１において、ハンドル３により近い位置に存在する或る架橋部が、この架橋部と直交するブレードによって水平方向の移動をより早く拘束されることと同じである。
【０１１２】
本実施例は、実施例１で生じる各効果を得ることができる。
【０１１３】
ここで、実施例１の制御棒１、実施例３の制御棒１Ｂ及び実施例４の制御棒１Ｃの特徴について説明する。これらの実施例のそれぞれの特徴が図２３にまとめられている。地震発生時における炉心への挿入性、及び制御棒の挿入端部（ハンドルの上端部）に存在する第１領域に生じる局所的な固定端モーメントの低減効果は、各実施例の制御棒において差はない（図２３の機能を参照）。制御棒に設けられた架橋部６、架橋部４４と突出部４３から成る開口部４１の製造性及び架橋部６と開口部４１の間に形成される隙間を考えた場合、実施例１及び３の各制御棒が、隙間形成を減らすことができるため、実施例４の制御棒よりも優れている。また、地震発生時において燃料支持金具から付与される強制変位の付与方向に対する制御棒の変位に対しては、実施例４の制御棒１Ｃは、強制変位の作用方向によらず同等の変位が生じる。
【実施例５】
【０１１４】
本発明の他の実施例である実施例５の沸騰水型原子炉用制御棒を、図２４及び図２５を用いて説明する。本実施例の制御棒１Ｄは、実施例１の制御棒１においてハンドル３をハンドル３Ａに替えた構成を有する。制御棒１Ｄの他の構成は制御棒１と同じである。
【０１１５】
ハンドル３Ａは、ハンドル３Ａの上端部に連結部５Ａ，５Ｂ及び５Ｃを一体に結合した第１領域を形成するだけでなく、ハンドル３Ａの下端部にも連結部３３，３３Ａ及び３３Ｂを一体に結合した第１領域を形成している。ブレード２Ａ，２Ｂ，２Ｃ及び２Ｄのそれぞれの上端が、ハンドル３Ａの一体に結合された連結部３３，３３Ａ及び３３Ｂに溶接にて接合されている。
【０１１６】
制御棒１Ｄも、制御棒１と同様に、第１横断面を含む第１領域（一体化された連結部５Ａ〜５Ｃの部分、一体化された連結部３３〜３３Ｂの部分及び下部支持部材４）、第２横断面を含む第２領域（制御棒の軸方向における架橋部相互間の領域）及び第３横断面を含む第３領域（各架橋部が位置するそれぞれの領域）を有している。
【０１１７】
本実施例も実施例１で生じる各効果を得ることができる。ただし、本実施例における固定端モーメントの低減は一体化された連結部３３〜３３Ｂの部分である第１領域に対して主に行われ、この第１領域に結合される、地震時における燃料支持金具３８から付与される強制変位３０の影響を受けて変位する一対のブレードで生じる応力を低減できる。
【実施例６】
【０１１８】
本発明の他の実施例である実施例６の沸騰水型原子炉用制御棒を、図２６及び図２７を用いて説明する。本実施例の制御棒１Ｅは、実施例３の制御棒１Ｂにおいてハンドル３をハンドル３Ａに替えた構成を有する。制御棒１Ｅの他の構成は制御棒１Ｂと同じである。
【０１１９】
ハンドル３Ａは、ハンドル３Ａの上端部に連結部５Ａ，５Ｂ及び５Ｃを一体に結合した第１領域を形成するだけでなく、ハンドル３Ａの下端部にも連結部３３，３３Ａ及び３３Ｂを一体に結合した第１領域を形成している。ブレード２Ａ，２Ｂ，２Ｃ及び２Ｄのそれぞれの上端が、ハンドル３Ａの一体に結合された連結部３３，３３Ａ及び３３Ｂに溶接にて接合されている。
【０１２０】
制御棒１Ｅも、制御棒１Ｂと同様に、第１横断面を含む第１領域（一体化された連結部５Ａ〜５Ｃの部分、一体化された連結部３３〜３３Ｂの部分及び下部支持部材４）、第２横断面を含む第２領域（制御棒の軸方向における架橋部相互間の領域）及び第３横断面を含む第３領域（各架橋部が位置するそれぞれの領域）を有している。
【０１２１】
本実施例も実施例１で生じる各効果を得ることができる。ただし、本実施例における固定端モーメントの低減は一体化された連結部３３〜３３Ｂの部分である第１領域に対して主に行われ、この第１領域に結合される、地震時における燃料支持金具３８から付与される強制変位３０の影響を受けて変位する一対のブレードで生じる応力を低減できる。
【実施例７】
【０１２２】
本発明の他の実施例である実施例６の沸騰水型原子炉用制御棒を、図２８及び図２９を用いて説明する。本実施例の制御棒１Ｆは、実施例４の制御棒１Ｃにおいてハンドル３をハンドル３Ａに替えた構成を有する。制御棒１Ｅの他の構成は制御棒１Ｂと同じである。
【０１２３】
ハンドル３Ａは、ハンドル３Ａの上端部に連結部５Ａ，５Ｂ及び５Ｃを一体に結合した第１領域を形成するだけでなく、ハンドル３Ａの下端部にも連結部３３，３３Ａ及び３３Ｂを一体に結合した第１領域を形成している。ブレード２Ａ，２Ｂ，２Ｃ及び２Ｄのそれぞれの上端が、ハンドル３Ａの一体に結合された連結部３３，３３Ａ及び３３Ｂに溶接にて接合されている。
【０１２４】
制御棒１Ｆも、制御棒１Ｃと同様に、第１横断面を含む第１領域（一体化された連結部５Ａ〜５Ｃの部分、一体化された連結部３３〜３３Ｂの部分及び下部支持部材４）、第２横断面を含む第２領域（制御棒の軸方向における架橋部相互間の領域）及び第３横断面を含む第３領域（各架橋部が位置するそれぞれの領域）を有している。
【０１２５】
本実施例も実施例１で生じる各効果を得ることができる。ただし、本実施例における固定端モーメントの低減は一体化された連結部３３〜３３Ｂの部分である第１領域に対して主に行われ、この第１領域に結合される、地震時における燃料支持金具３８から付与される強制変位３０の影響を受けて変位する一対のブレードで生じる応力を低減できる。
【符号の説明】
【０１２６】
１〜１Ｆ…制御棒、２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ…ブレード、３，３Ａ…ハンドル、４…下部支持部、４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…板部材、５Ａ〜５Ｃ，１７Ａ１〜１７Ａ３，１７Ｂ１〜１７Ｂ３，３３，３３Ａ，３３Ｂ…連結部、６Ａ１〜６Ａ３，６Ｂ１〜６Ｂ３，４４Ａ１〜４４Ａ４…架橋部、７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ…中性子吸収材充填部、８Ａ１〜８Ａ５，８Ｂ１〜８ｂ５，４１Ａ１〜４１Ａ６，４１Ｂ１〜４１Ｂ５…開口部、２８，２８Ａ，２８Ｂ…中性子吸収材充填孔、２９…中性子吸収材、３７…燃料集合体、３８…燃料支持金具。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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