(57)【要約】【課題】矯正作業を低減し、製造時間及びコストの低減を図ることができる沸騰水型原子炉用制御棒の製造方法及び沸騰水型原子炉用制御棒を提供する。【解決手段】十字形横断面形状のタイロッド４と、このタイロッド４の軸方向上部に取り付けたハンドル５と、タイロッド４の軸方向下部に取り付けた下部支持部材６と、タイロッド４の各辺先端部４ａに取り付けたＵ字形横断面形状のシース８と、このシース８内に収納した反応度制御材７とを備えた沸騰水型原子炉用制御棒１の製造方法において、反応度制御材７は、２つのハフニウム金属板９の一方側端部９ａを曲げ加工し、それら一方側端部９ａを互いに反対側端部９ｂにそれぞれ接合して、管状に形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
十字形横断面形状のタイロッドと、前記タイロッドの軸方向上部に取り付けたハンドルと、前記タイロッドの軸方向下部に取り付けた下部支持部材または落下速度リミッタと、前記タイロッドの各辺先端部に取り付けたＵ字形横断面形状のシースと、前記シース内に収納した反応度制御材とを備えた沸騰水型原子炉用制御棒の製造方法において、
前記反応度制御材は、２つの金属板の一方側端部をそれぞれ曲げ加工し、それら一方側端部を互いに反対側端部にそれぞれ接合して、管状に形成することを特徴とする沸騰水型原子炉用制御棒の製造方法。
【請求項２】
十字形横断面形状のタイロッドと、前記タイロッドの軸方向上部に取り付けたハンドルと、前記タイロッドの軸方向下部に取り付けた下部支持部材または落下速度リミッタと、前記タイロッドの各辺先端部に取り付けたＵ字形横断面形状のシースと、前記シース内に収納した反応度制御材とを備えた沸騰水型原子炉用制御棒において、
前記反応度制御材は、２つの金属板の一方側端部がそれぞれ曲げ加工され、それら一方側端部が互いに反対側端部にそれぞれ接合されて、管状に形成されたことを特徴とする沸騰水型原子炉用制御棒。
【請求項３】
十字形横断面形状のタイロッドと、前記タイロッドの軸方向上部に取り付けたハンドルと、前記タイロッドの軸方向下部に取り付けた下部支持部材または落下速度リミッタと、前記タイロッドの各辺先端部に取り付けたＵ字形横断面形状のシースと、前記シース内に収納した反応度制御材とを備えた沸騰水型原子炉用制御棒において、
前記反応度制御材は、２つの金属板の一方側端部がそれぞれ円弧状に曲げ加工され、それら一方側端部が互いに反対側端部にそれぞれ接合されて、管状に形成されたことを特徴とする沸騰水型原子炉用制御棒。
【請求項４】
十字形横断面形状のタイロッドと、前記タイロッドの軸方向上部に取り付けたハンドルと、前記タイロッドの軸方向下部に取り付けた下部支持部材または落下速度リミッタと、前記タイロッドの各辺先端部に取り付けたＵ字形横断面形状のシースと、前記シース内に収納した反応度制御材とを備えた沸騰水型原子炉用制御棒において、
前記反応度制御材は、２つの金属板の一方側端部がそれぞれ鈍角をなすように曲げ加工され、それら一方側端部が互いに反対側端部にそれぞれ接合されて、斜方形管状に形成されたことを特徴とする沸騰水型原子炉の制御棒。
【請求項５】
十字形横断面形状のタイロッドと、前記タイロッドの軸方向上部に取り付けたハンドルと、前記タイロッドの軸方向下部に取り付けた下部支持部材または落下速度リミッタと、前記タイロッドの各辺先端部に取り付けたＵ字形横断面形状のシースと、前記シース内に収納した反応度制御材とを備えた沸騰水型原子炉用制御棒において、
前記反応度制御材は、２つの金属板の一方側端部がそれぞれ直角をなすように曲げ加工され、それら一方側端部が互いに反対側端部にそれぞれ接合されて、矩形管状に形成されたことを特徴とする沸騰水型原子炉の制御棒。
【請求項６】
請求項２〜５記載のいずれか１項記載の沸騰水型原子炉用制御棒において、前記反応度制御材は、前記シース内の上下両側にそれぞれ配設されており、上側の反応度制御材は、前記ハンドルの下側に設けた舌状部位に差し込まれるとともに固定され、下側の反応度制御材は、前記下部支持部材または落下速度リミッタの上側に設けた舌状部位に差し込まれるとともに固定されたことを特徴とする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、沸騰水型原子炉の出力を制御する沸騰水型原子炉用制御棒の製造方法及び沸騰水型原子炉用制御棒に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、沸騰水型原子炉の圧力容器には、減速材を兼ねた冷却材が収容されるとともに、原子炉圧力容器の中央部には多くの燃料集合体が装荷された炉心が配置される。燃料集合体の間には制御棒が挿入・引抜自在に設置され、原子炉の起動・停止、反応度補償、負荷追従などの制御は、炉心への制御棒の挿入・引抜により行われる。
【０００３】
この制御棒は通常、十字形横断面形状のタイロッドの軸方向上部にハンドルを取り付けるとともに、タイロッドの軸方向下部に落下速度リミッタ（または下部支持部材、以下同様）を取り付け、さらに応度制御材をそれぞれ内包させた４つのシースをハンドルの下端部、下部支持部材の上端部、及びタイロッドの各辺先端部にそれぞれ溶接により固定した構造となっている。
【０００４】
反応度制御材の１つとして、例えばハフニウム金属（Ｈｆ）を楕円形管状に形成したものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。この反応度制御材の製造方法は、２つのハフニウム金属板の両端部をプレス手段（プレスブレーキ）によって円弧状に曲げ加工し、それらハフニウム金属板の両端部をつき合わせて溶接手段で接合して楕円形管状に形成するようになっている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−６４５６４号公報（第３−４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術には以下のような課題が存在する。
すなわち、上記反応度制御材の製造方法は、２つのハフニウム金属板の両端部をプレス手段によって円弧状に曲げ加工し、それらハフニウム金属板の両端部をつき合わせて溶接手段で接合して楕円形管状に形成するようになっている。ところが、プレス手段によってハフニウム金属板の両端部を曲げ加工する際、曲げ加工部の間の中央部に大きな曲げモーメントが生じ、ハフニウム金属板が湾曲してしまう。そして、そのまま湾曲したハフニウム金属板を接合すると、反応度制御材の厚み寸法が所定の範囲（設計値）より大きくなるため、ハフニウム金属板の湾曲を取り除く矯正作業を実施する必要があった。ところが、この矯正作業は、ハフニウム金属板１枚毎に目視確認及び寸法計測確認を繰り返しながら実施するため、多大な時間を要し、コストが増大していた。
【０００７】
本発明の目的は、矯正作業を低減し、製造時間及びコストの低減を図ることができる沸騰水型原子炉用制御棒の製造方法及び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】
【０００８】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、十字形横断面形状のタイロッドと、前記タイロッドの軸方向上部に取り付けたハンドルと、前記タイロッドの軸方向下部に取り付けた下部支持部材または落下速度リミッタと、前記タイロッドの各辺先端部に取り付けたＵ字形横断面形状のシースと、前記シース内に収納した反応度制御材とを備えた沸騰水型原子炉用制御棒の製造方法において、前記反応度制御材は、２つの金属板の一方側端部をそれぞれ曲げ加工し、それら一方側端部を互いに反対側端部にそれぞれ接合して、管状に形成する。
【０００９】
本発明においては、反応度制御材は、２つの金属板（例えばハフニウム金属板等）の一方側端部をプレス手段等でそれぞれ曲げ加工し、それら一方側端部を互いに反対側端部に溶接手段等でそれぞれ接合して、管状に形成する。これにより、例えば金属板の両端部をプレス手段等で曲げ加工する場合に比べ、曲げ加工部を１カ所とすることで曲げ加工部以外の部分に生じる曲げモーメントが低減され、金属板の湾曲を抑制することができる。したがって、金属板の湾曲を取り除く矯正作業を低減し、製造時間及びコストの低減を図ることができる。
【００１０】
（２）上記目的を達成するために、また本発明は、十字形横断面形状のタイロッドと、前記タイロッドの軸方向上部に取り付けたハンドルと、前記タイロッドの軸方向下部に取り付けた下部支持部材または落下速度リミッタと、前記タイロッドの各辺先端部に取り付けたＵ字形横断面形状のシースと、前記シース内に収納した反応度制御材とを備えた沸騰水型原子炉用制御棒において、前記反応度制御材は、２つの金属板の一方側端部がそれぞれ曲げ加工され、それら一方側端部が互いに反対側端部にそれぞれ接合されて、管状に形成される。
【００１１】
（３）上記目的を達成するために、また本発明は、十字形横断面形状のタイロッドと、前記タイロッドの軸方向上部に取り付けたハンドルと、前記タイロッドの軸方向下部に取り付けた下部支持部材または落下速度リミッタと、前記タイロッドの各辺先端部に取り付けたＵ字形横断面形状のシースと、前記シース内に収納した反応度制御材とを備えた沸騰水型原子炉用制御棒において、前記反応度制御材は、２つの金属板の一方側端部がそれぞれ円弧状に曲げ加工され、それら一方側端部が互いに反対側端部にそれぞれ接合されて、管状に形成される。
【００１２】
（４）上記目的を達成するために、また本発明は、十字形横断面形状のタイロッドと、前記タイロッドの軸方向上部に取り付けたハンドルと、前記タイロッドの軸方向下部に取り付けた下部支持部材または落下速度リミッタと、前記タイロッドの各辺先端部に取り付けたＵ字形横断面形状のシースと、前記シース内に収納した反応度制御材とを備えた沸騰水型原子炉用制御棒において、前記反応度制御材は、２つの金属板の一方側端部がそれぞれ鈍角をなすように曲げ加工され、それら一方側端部が互いに反対側端部にそれぞれ接合されて、斜方形管状に形成される。
【００１３】
（５）上記目的を達成するために、また本発明は、十字形横断面形状のタイロッドと、前記タイロッドの軸方向上部に取り付けたハンドルと、前記タイロッドの軸方向下部に取り付けた下部支持部材または落下速度リミッタと、前記タイロッドの各辺先端部に取り付けたＵ字形横断面形状のシースと、前記シース内に収納した反応度制御材とを備えた沸騰水型原子炉用制御棒において、前記反応度制御材は、２つの金属板の一方側端部がそれぞれ直角をなすように曲げ加工され、それら一方側端部が互いに反対側端部にそれぞれ接合されて、矩形管状に形成される。
【００１４】
（６）上記（２）〜（５）のいずれか１つにおいて、好ましくは、前記反応度制御材は、前記シース内の上下両側にそれぞれ配設されており、上側の反応度制御材は、前記ハンドルの下側に設けた舌状部位に差し込まれるとともに固定され、下側の反応度制御材は、前記下部支持部材または落下速度リミッタの上側に設けた舌状部位に差し込まれるとともに固定される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、矯正作業を低減し、製造時間及びコストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の沸騰水型原子炉用制御棒の一実施形態を構成する反応度制御材の横断面図であり、図２は、本発明の沸騰水型原子炉用制御棒の一実施形態の全体構造を表す側面図であり、図３は、図２中断面III−IIIによる横断面図である。
【００１７】
これら図１〜図３において、本実施形態による沸騰水型原子炉用制御棒１は、骨格構造としてのフレーム２と、このフレーム２の軸心（言い換えれば、後述のタイロッド４の軸心）より四方に延びるように配設された４つのブレード３とで構成され、全体として横断面が十字型形状となっている。
【００１８】
フレーム２は、十字形横断面形状のタイロッド４と、このタイロッド４の上端部に接合されたハンドル５と、タイロッド４の下端部に接合された下部支持部材６（または、公知の落下速度リミッタ、例えば特開平１１−９４９７５号公報の図５参照、以下同様）とで構成されている。ハンドル５には下方向に向かって伸びる複数（本実施形態では、１つのブレード３に対応して２つずつ、計８つ）の舌状部位５ａが設けられ、この舌状部位５ａには取付孔５ｂが形成されている。また、下部支持部材６には上方向に向かって伸びる複数（本実施形態では、１つのブレード３に対応して２つずつ、計８つ）の舌状部位６ａが設けられ、この舌状部位６ａには取付孔６ｂが形成されている。
【００１９】
ブレード３は、例えばハフニウム金属からなる管状の反応度制御材（中性子吸収材）７と、この反応度制御材７を覆うＵ字型横断面形状のシース８とを備えている。反応度制御材７は、１つのシース８内に、上下両側（図２中上下両側）にそれぞれ２つずつ、計４つ配設されている。このとき、上側の反応度制御材７は、その上端部がハンドル５の舌状部位５ａに差し込まれるとともに、舌状部位５ａの取付孔５ｂ及び対応する反応度制御材７の取付孔（図示せず）を連通する固定ピン（図示せず）によって結合されている。また、下側の反応度制御材７は、その下端部が下部支持部材６の舌状部位６ａに差し込まれるととともに、舌状部位６ａの取付孔６ｂ及び対応する反応度制御材７の取付孔（図示せず）を連通する固定ピン（図示せず）によって結合されている。
【００２０】
シース８は、Ｕ字形に曲げ加工された例えばステンレス製のプレートであり、その両端部には複数の凸部８ａが形成されている。これら凸部８ａとタイロッド４の各辺先端部４ａとが溶接され、シース８の上端部とハンドル５とが溶接され、シース８の下端部と下部支持材６とが溶接されることにより、シース８がフレーム２に固定されるようになっている。
【００２１】
次に、本実施形態による沸騰水型原子炉用制御棒１の製造方法について説明する。
【００２２】
反応度制御材７は、２つのハフニウム金属板９の一方側端部９ａをプレスブレーキ等のプレス手段によって円弧状に曲げ加工し、それら一方側端部９ａを互いに反対側端部９ｂに溶接手段によってそれぞれ溶接接合して、管状に形成する。このとき、溶接ビードの余盛によって反応度制御材７の厚み寸法ｄが大きくならないように、ハフニウム金属板９の一方側端部９ａを他方側端部９ｂの内面側（図１中上側又は下側）に当接（または近接）し、その当接部外側の溶接部１０で接合している。
【００２３】
そして、上述のように製造した複数の反応度制御材７を、フレーム２におけるハンドル５の舌状部位５ａ及び下部支持部材６の舌状部位６ａにそれぞれ固定する。このとき、反応度制御材７同士の干渉をできるだけ避けるため、図３に示すように反応度制御材７の断面形状の向きを揃えることが好ましい。そして、反応度制御材７を覆うようにシース８をそれぞれ被せ、シース８の端部をタイロッド４、ハンドル５、及び下部支持部材６にそれぞれ溶接して固定する。これにより、沸騰型原子炉用制御棒１が完成する。
【００２４】
以上のように本実施形態においては、反応度制御材７は、２つのハフニウム金属板９の一方側端部９ａをプレス手段で曲げ加工し、それら一方側端部９ａを互いに反対側端部９ｂに溶接手段でそれぞれ接合して、管状に形成する。これにより、例えばハフニウム金属板９の両端部をプレス手段で曲げ加工する場合に比べ、曲げ加工部を１カ所とすることで曲げ加工部以外の部分に生じる曲げモーメントが低減され、ハフニウム金属板９の湾曲を抑制することができる。したがって、ハフニウム金属板９の湾曲を取り除く矯正作業を低減し、製造時間及びコストの低減を図ることができる。
【００２５】
なお、上記一実施形態においては、反応度制御材７は、２つのハフニウム金属板９の一方側端部９ａが円弧状に曲げ加工され、それら一方側端部９ａが互いに反対側端部９ｂにそれぞれ接合されて、管状に形成される場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えば図４に示すように、２つのハフニウム金属板１１の一方側端部１１ａが鈍角をなすように曲げ加工され、それら一方側端部１１ａが互いに反対側端部１１ｂにそれぞれ接合されて、斜方形管状に形成された反応度制御材７’としてもよい。また、例えば図５に示すように、２つのハフニウム金属板１２の一方側端部１２ａが直角をなすように曲げ加工され、それら一方側端部１２ａが互いに反対側端部１２ｂにそれぞれ接合されて、矩形管状に形成された反応度制御材７”としてもよい。これらの場合も、上記同様の効果を得ることができる。
【００２６】
また、上記一実施形態及び変形例においては、ハフニウム金属からなる反応度制御材を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えばハフニウム金属を含む合金としてもよいし、また例えば銀−インジウム−カドミウム（Ａｇ−Ｉｎ−Ｃｄ）合金等としてもよい。これらの場合も、上記同様の効果を得ることができる。
【００２７】
また、上記一実施形態においては、沸騰水型原子炉用制御棒１は、１つのシース８内に上下両側にそれぞれ２つずつ反応度制御材７を収納する場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えば１つのシース８内に上下両側にそれぞれ１つずつとしてもよいし、或いはそれぞれ３つ以上としてもよい。これらの場合も、上記同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の沸騰水型原子炉用制御棒の一実施形態を構成する反応度制御材の横断面図である。
【図２】本発明の沸騰水型原子炉用制御棒の一実施形態の全体構造を表す側面図である。
【図３】図２中断面III−IIIによる横断面図である。
【図４】本発明の沸騰水型原子炉用制御棒の第１の変形例を構成する反応度制御材の横断面図である。
【図５】本発明の沸騰水型原子炉用制御棒の第２の変形例を構成する反応度制御材の横断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１      沸騰型原子炉用制御棒
４      タイロッド
４ａ    各辺先端部
５      ハンドル
５ａ    舌状部位
６      下部支持部材
６ａ    舌状部位
７      反応度制御材
８      シース
９      ハフニウム金属板
９ａ    一方側端部
９ｂ    他方側端部
１１    ハフニウム金属板
１１ａ  一方側端部
１１ｂ  他方側端部
１２    ハフニウム金属板
１２ａ  一方側端部
１２ｂ  他方側端部
【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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