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JP5858718B2 - Control rod for boiling water reactor - Google Patents
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Description

本発明は、沸騰水型原子炉用制御棒に関する。   The present invention relates to a control rod for a boiling water reactor.

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。   A control rod used in a boiling water reactor has a cross-shaped cross section, and has four blades extending in four directions from a tie rod disposed at an axial center and having a neutron absorbing member disposed therein. In a boiling water reactor, each operation of inserting the control rod into the core and withdrawing it from the core is performed to start and stop the reactor and to control the reactor power during the operation of the reactor. The control rod is inserted between the fuel assemblies loaded in the core, specifically, between the channel boxes of the fuel assemblies arranged adjacent to each other. There are three types of control rods as the main control rods in boiling water reactors.

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(BC)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)。 The first control rod has four blades each having a sheath whose cross section is U-shaped and whose both ends are joined to tie rods and a neutron absorbing member disposed in the sheath. As an example of the first control rod, there is a control rod using a plurality of neutron absorbing rods filled with boron carbide (B 4 C), which is a neutron absorbing material, as a neutron absorbing member disposed in a sheath. Further, as another example of the first control rod, there is a control rod using a flat hafnium cylindrical body in a neutron absorbing member arranged in the sheath (see JP-A-9-61576).

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)。   The second control rod includes a plurality of blades extending in four directions from a tie rod disposed at an axial center, and a plurality of annular members each having a square cross section arranged in a horizontal direction and coupled to each other in the annular direction. The control rod is formed by filling a neutron absorbing material in a hole extending in the direction (see Japanese Patent Laid-Open No. 1-254895).

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)。   The third control rod includes a plate-shaped metal member and a blade extending in all directions from an axial center including a neutron absorber filled in a hole formed in the metal member in the axial direction of the blade or in a direction perpendicular to the axial direction. (Refer to FIG. 2a and FIG. 2d of JP-T-2002-533736).

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。   All of these control rods are inserted between a plurality of fuel assemblies loaded in the core provided in the reactor pressure vessel of the boiling water reactor. The operation of starting and stopping the reactor and adjusting the output during the operation of the reactor are performed by the operation of inserting the control rod into the core and the operation of extracting the control rod from the core.

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。   In recent years, a deterioration phenomenon of a sheath which is a structural member of a control rod, which is considered to be caused by irradiation-induced stress corrosion cracking (hereinafter referred to as IASCC) (IASCC) has been confirmed. IASCC may occur when the three factors of neutron irradiation dose, tensile stress, and environmental conditions overlap. Generally, the neutron irradiation amount of the control rod tends to increase as it goes toward the handle in the axial direction of the control rod. Further, as one of the generation factors of the tensile stress, the influence of the tensile residual stress generated in the sheath which is the structural member in connection with the welding operation of the structural member at the time of manufacturing the control rod can be considered. Furthermore, as an environmental condition, it is considered that a gap environment in which the cooling water in the control rod flows may be involved in IASCC. In order to suppress the potential of IASCC generation, the second control rod and the third control rod are effective from the viewpoint of avoiding the formation of a gap through which cooling water flows in the control rod.

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。   In the event of an earthquake, it is necessary to quickly stop all of the control rods, including the control rods that have been completely extracted from the core, and to stop the reactor urgently. The greater the magnitude of the earthquake, the greater the horizontal displacement of each fuel assembly loaded in the core, but even if such displacement occurs in each fuel assembly due to the earthquake, the control rods It is required to be rapidly inserted between the cores, that is, horizontally displaced fuel assemblies.

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)。   As a third control rod that is favorable from the viewpoint of suppressing the occurrence of IASCC, a control rod has been proposed that further improves rapid insertion between fuel assemblies when an earthquake occurs (Japanese Patent Laid-Open No. 2011-80985). See the official gazette).

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。   A boiling water reactor control rod described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-80985, which is an example of a third control rod, has a cross-shaped cross section. In this boiling water reactor control rod, four blades extending in four directions from the axial center are made of a plate-shaped metal member and a neutron absorber filled in a hole formed in the metal member in the axial direction of the blade. Contains. The control rod described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-80985 has a first region including a first cross section in which four blades are coupled to each other in the axial direction, and four blades are separated from each other. A second region including two cross sections and two blades arranged side by side in one direction are joined together by a bridging portion, and the other two blades orthogonal to these blades are separated from each other And a third region including a third cross section. In the third region, the other two blades existing in the direction orthogonal to the bridging portion are not joined at the bridging portion but separated from each other.

特開平9−61576号公報JP-A-9-61576 特開平1−254895号公報JP-A-1-254895 特表2002−533736号公報Japanese translation of PCT publication No. 2002-533736 特開2011−80985号公報JP2011-80985A

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。   In the control rod for boiling water reactor described in JP2011-80985A, the occurrence of IASCC in the structural member is suppressed because the gap through which the cooling water flows is not formed inside the blade. This is an effective control rod because it can be easily inserted into the core.

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。   The inventors have examined in detail such an effective control rod described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-80985, and found that four sheets in the first region existing at the upper end portion of the neutron absorber filling portion of the blade. A new problem has been found that there is a possibility that the stress generated in the portion where the blades of the blades are joined may increase.

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。   An object of the present invention is to provide a boiling water reactor control rod that can reduce the stress generated at the insertion-side end of the control rod during insertion into the core in the event of an earthquake.

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。
A feature of the present invention that achieves the above-described object is that the plurality of regions formed in the axial direction of the control rod include a first region including a first cross section that connects the four blades to each other; A plurality of second regions arranged in the axial direction of the control rod including a second cross section in which two blades are separated from each other, and a pair of four blades are coupled by a bridging portion. A pair of blades orthogonal to each other, including a third cross section separated from each other and disposed between the second regions in the axial direction thereof,
The first region is arranged closer to the insertion end side of the control rod than all the second regions and all the third regions,
The width of each gap formed between the bridging portion included in each of the plurality of third regions and the blade orthogonal to the bridging portion is determined by a plurality of bridgings connecting the pair of blades in each pair of blades. This is because the gap formed by the bridging portion located closest to the insertion end of the portion is the narrowest.

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。   When a control rod that has been fully pulled out of the core is quickly inserted into the core during an earthquake, the blades of the control rod are forced to displace the fuel support bracket from the fuel support bracket that supports the fuel assembly during the earthquake. Displaces in the direction of vibration due to the earthquake. However, the widths of the gaps formed between the bridging portions included in the plurality of third regions and the blades orthogonal to the bridging portions are different from each other in the pair of blades. When the control rod 1 fully pulled out from the core at the time of an earthquake is rapidly inserted into the core, the gap formed by the bridge portion present at the position closest to the insertion end of the bridge portion of In addition, even when the pair of blades joined at the bridging portion is displaced by a forced displacement applied from the fuel support bracket during an earthquake, the bridging portion present at the position closest to the insertion end portion is displaced in the horizontal direction. Movement is constrained faster than other bridges by blades orthogonal to the bridge. For this reason, the amount of movement in the horizontal direction of the bridging portion present at the position closest to the insertion end is reduced, and the pair of blades connected by the bridging portion present at the position closest to the insertion end is connected. The fixed end moment generated in the first region on the insertion end side can be reduced. As a result, it is possible to reduce the stress generated in the portion where the pair of blades are connected to the first region.

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。
The above object is achieved by the fact that the plurality of regions formed in the axial direction of the control rod include a first region including a first cross section connecting the four blades to each other, and the four blades are separated from each other. A plurality of second regions arranged in the axial direction of the control rod including two cross sections, and a first pair of four blades of the four blades are coupled by a bridging portion and are orthogonal to the bridging portion. A plurality of third regions arranged in an axial direction including a third cross section in which a pair of two blades are separated from each other;
The first region is disposed closer to the insertion end of the control rod than the plurality of second regions and the plurality of third regions, and forms the other end of the control rod on the side opposite to the insertion end to form four blades A lower support member attached to the
Between the first pair of blades between the plurality of first bridging portions that couple the respective blades of the first pair of blades, than the first bridging portion that is located closest to the insertion end portion. Between the first pair of blades on the insertion end side and between the first pair of blades on the lower support member side of the first bridging portion located closest to the lower support member, respectively. 1 opening is formed,
A plurality of first bridging portions connecting the respective blades of the first pair of blades each form a second opening;
Between the second pair of blades connecting the respective blades of the second pair of blades, between the second pair of blades, than the second bridge portion present at the position closest to the insertion end portion. Between the second pair of blades on the insertion end side and between the second pair of blades on the lower support member side of the second bridging portion located closest to the lower support member, respectively. 3 openings are formed,
A plurality of second bridging portions connecting the respective blades of the second pair of blades respectively form fourth openings communicating with the third opening on the insertion end side of the second bridging portion;
Each second bridging portion is disposed separately through each second opening, and each first bridging portion is disposed separately through each fourth opening,
Each second bridge formed in each of the plurality of first bridges, each of the second bridges penetrating separately from the side face facing each other in the width direction of the first pair of blades and each second opening. The width of each gap formed between the first and second bridging portions is the closest to the insertion end portion among the plurality of first bridging portions that couple the first pair of blades. Is the narrowest gap formed by
Each of the fourth openings formed in the plurality of second bridges, the side faces of the fourth pair of blades facing each other in the width direction and each of the second openings separately penetrating each of the fourth openings. The width of each gap formed between the first and second bridging portions is the second bridging portion and the second bridging portion that are located closest to the insertion end portion among the plurality of second bridging portions that couple the second pair of blades. This can also be achieved by the narrowest gap formed by.

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。   According to the present invention, it is possible to reduce the stress generated at the insertion-side end portion of the control rod during insertion into the reactor core when an earthquake occurs.

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。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of a boiling water nuclear reactor control rod according to embodiment 1, which is a preferred embodiment of the present invention. 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。It is a perspective view of one board member which constitutes the control rod for boiling water reactors shown in FIG. 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。It is a perspective view of two board members arrange | positioned in the direction orthogonal to the board member shown in FIG. 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。It is a cross-sectional view of the connection part which couple | bonds four blades in the upper end part of the handle | steering_wheel of the boiling water reactor control rod shown in FIG. 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。FIG. 2 is a cross-sectional view of the boiling water nuclear reactor control rod shown in FIG. 1 in a region where four blades are separated from each other. 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。The other two blades of the control rod for boiling water reactor shown in FIG. 1 that are arranged in a direction orthogonal to these blades by joining two blades arranged side by side in one direction orthogonal to the axis. It is a cross-sectional view in a region where the blades are separated from each other. 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。In the boiling water reactor control rod shown in FIG. 1, two blades arranged side by side in one direction shown in FIG. 6 are separated from each other and exist in a direction perpendicular to these blades. It is a cross-sectional view in a region where other two blades are coupled. 図4のT−T断面図である。It is TT sectional drawing of FIG. 図8のS−S断面図である。Is S 1 -S 1 cross-sectional view of FIG. 図8のS−S断面図である。Is S 2 -S 2 cross-sectional view of FIG. 図8のS−S断面図である。Is S 3 -S 3 cross-sectional view of FIG. 図8のS−S断面図である。Is S 4 -S 4 cross-sectional view of FIG. 図8のS−S断面図である。Is S 5 -S 5 cross-sectional view of FIG. 図8のS−S断面図である。Is S 6 -S 6 cross-sectional view of FIG. 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。It is explanatory drawing which shows a deformation | transformation when the forced displacement is provided from the fuel support metal fitting at the time of an earthquake of the control rod for boiling water reactors shown in FIG. 1 fully pulled out from the core. 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。It is explanatory drawing which shows the state to which a forced displacement is provided from the fuel support metal fitting at the time of the earthquake of the conventional control rod for boiling water reactors pulled out from the core. 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。It is explanatory drawing which shows the deformation | transformation at the time of the forced displacement being provided from the fuel support metal fitting at the time of the earthquake of the conventional control rod for boiling water reactors fully pulled out from the core. 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。A newly assumed control rod obtained by removing a portion where four blades are joined from the conventional boiling water reactor control rod shown in FIG. 17 is subjected to a forced displacement from the fuel support bracket during an earthquake. It is explanatory drawing which shows a deformation | transformation. 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。It is a cross-sectional view of the control rod for boiling water reactors of Example 2 which is another Example of this invention. 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。It is a block diagram of the control rod for boiling water reactors of Example 3 which is another Example of this invention. 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V−V断面図である。Is V 1 -V 1 cross-sectional view of there Figure 22 a configuration diagram of a boiling water nuclear reactor control rod is Example 4 in another embodiment of the present invention. 図21のV−V断面図である。A V 2 -V 2 cross-sectional view of FIG. 21. 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。It is explanatory drawing which shows the characteristic of each control rod for boiling water reactors of Example 1, 3 and 4 of this invention. 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X−X断面図である。It is X 1 -X 1 cross-sectional view of there Figure 25 a configuration diagram of a boiling water nuclear reactor control rod in an exemplary 5 another embodiment of the present invention. 図24のX−X断面図である。Is X 2 -X 2 cross-sectional view of FIG. 24. 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Y−Y断面図である。Is a Y 1 -Y 1 cross-sectional view of there Figure 27 a configuration diagram of another BWR control rod of Example 6 is an embodiment of the present invention. 図26のY−Y断面図である。It is a Y 2 -Y 2 cross-sectional view of FIG. 26. 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Z−Z断面図である。It is Z 1 -Z 1 cross-sectional view of there Figure 29 a configuration diagram of another embodiment in which a boiling water nuclear reactor control rod according to a seventh embodiment of the present invention. 図28のZ−Z断面図である。It is Z 2 -Z 2 cross-sectional view of FIG. 28.

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。   As described above, the inventors examined in detail the control rod described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-80985. As a result, the four rods in the first region existing at the upper end portion of the neutron absorber filling portion of the blade were obtained. A new problem has been found that there is a risk that the stress generated in the portion where the blades are joined may increase. The result of this examination will be described below.

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。   The control rod described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-80985 has a cross-shaped cross section, and a first region including a first cross section in which four blades are coupled to each other in the axial direction, A second region including a second cross section in which four blades are separated from each other, and two blades arranged side by side in one direction orthogonal to the axis of the control rod are joined together by a bridging portion; The other two blades orthogonal to these blades have a third region including a third cross section separated from each other. The control rod having such a configuration imparts an appropriate bending rigidity to the structural strength member of the control rod, thereby improving the insertability of the control rod into the core during an earthquake.

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。   However, at the time of rapid insertion of the control rod into the core during an earthquake, the control rod is inserted from the fuel support fitting through which the control rod passes and the control rod guide tube that guides the control rod according to the amount of insertion of the control rod into the core. Restraint changes. As shown in FIG. 16, the control rod 32 that has been completely extracted from the core is present in the control rod guide tube 39. The handle 3 </ b> A of the control rod 32 having four blades 31 passes through the fuel support fitting 38 that supports the fuel assembly 37 and reaches above the fuel support fitting 38. When an earthquake occurs in this state, the control rod 32 is given a forced displacement 30 from the fuel assembly 37, the fuel support bracket 38, and the control rod guide tube 39 displaced by the earthquake inertia force. The control rod 32 is provided with a speed limiter 36 at the lower end, and is arranged side by side in one direction orthogonal to the axis of the control rod 32 as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-80985. The two blades 31 are coupled to each other by a bridging portion 34A at a plurality of positions in the axial direction. An opening 35 is formed between the adjacent bridge portions 34A.

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。8Aはハンドル3Aに形成された開口部である。 The deformation of the control rod 32 given the forced displacement 30 will be described with reference to FIG. The control rod 32 has four blades 31, that is, blades 2A ′, 2B ′, 2C ′ and 2D ′. In FIG. 17, the blade 2B ′ is not shown. The blades 2A ′, 2B ′, 2C ′ and 2D ′ are connected to each other by a connecting portion 33 located at the upper end. The blades 2A ′ and 2C ′ arranged in a straight line in one direction orthogonal to the axis of the control rod 32 are joined by a bridging portion 34A at a plurality of locations in the axial direction. The blade 2B ′ and the blade 2D ′, which are linearly arranged in a direction orthogonal to the blades 2A ′ and 2C ′, are joined by a bridging portion 34B at a plurality of positions in the axial direction. The bridging portion 34B is disposed in an opening 35 formed between the blade 2A ′ and the blade 2C ′. The bridging portion 34A is also disposed in an opening (not shown) formed between the blade 2B ′ and the blade 2D ′. 8A 1 is an opening formed in the handle 3A.

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。   As shown in FIG. 16, the control rod 32 that has been completely pulled out from the core is deformed by the forced displacement 30 applied from the fuel support fitting 38 during an earthquake (see FIG. 17). Due to the forced displacement 30 applied from the fuel support bracket 38, displacement occurs in the blades 2B ′ and 2D ′ orthogonal to the direction in which the forced displacement 30 is applied (the direction in which the fuel support bracket 38 vibrates due to an earthquake) The inventors have found that high bending stress may occur in the blades 2B ′ and 2D ′ in the vicinity of the connecting portion 33. The inventors considered that this high bending stress is generated due to movement of the blades 2 </ b> B ′ and 2 </ b> D ′ in the direction in which the forced displacement 30 is applied by applying the forced displacement 30. Among the bridging portions 34B connecting the blade 2A 'and the blade 2C', which are respectively disposed in a plurality of openings 35 formed between the blade 2A 'and the blade 2C' in the axial direction of the control rod 32, the handle As shown in FIG. 17, the bridging portion 34B closest to 3A moves until it collides with the side surface on the opening 35 side of the blade 2C ′. By such movement of the bridging portion 34B, the blade 2D 'and the blade 2B', which are in a state perpendicular to the handle 3A as indicated by the dotted line before the occurrence of the earthquake, are bent as indicated by the solid line. As a result, high bending stress is generated in the blades 2B 'and 2D' in the vicinity of the connecting portion 33.

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8A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。 Therefore, the inventors considered a new control rod 32A in communication with the opening 35 closest to the opening 8A 1 and the handle 3A remove the coupling portion 33 in the control rod 32 shown in FIG. 17 (FIG. 18). In the control rod 32A, the blades 2A ′, 2B ′, 2C ′ and 2D ′ are coupled to each other by a connecting portion 45. As shown in FIG. 16, the control rod 32 </ b> A that has been completely pulled out from the core is deformed by the forced displacement 30 applied from the fuel support fitting 38 during an earthquake, in the same manner as the control rod 32. As shown in FIG. 18, the bridging portion 34 </ b> B closest to the handle 3 </ b> A among the bridging members 34 </ b> B that join the blade 2 </ b> B ′ and the blade 2 </ b> D ′ by applying the forced displacement 30 is similar to the control rod 32, as shown in FIG. It moves until it collides with the side surface on the opening 35 side of '. As a result, the blade 2D ′ and the blade 2B ′, which are in a state perpendicular to the connecting portion 45 of the handle 3A before the occurrence of the earthquake, are indicated by the solid line by the movement of the bridging portion 34B. To be bent.

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。   However, in the control rod 32A, the distance between the bridging portion 34B closest to the handle 3A and the connecting portion 45 among the bridging portions 34B connecting the blade 2B 'and the blade 2D' is the largest handle in the control rod 32 shown in FIG. Since the distance between the bridging portion 34B and the connecting portion 33 near 3A is longer, the degree of bending of the blades 2B 'and 2D' of the control rod 32A is slightly larger than the degree of bending of the blades 2B 'and 2D' of the control rod 32 Get smaller. Therefore, the bending stress generated in the vicinity of the connecting portion 45 of the blades 2B 'and 2D' in the control rod 32A is slightly smaller than the bending stress generated in the vicinity of the connecting portion 33 of the blades 2B 'and 2D' in the control rod 32. Although the bending stress is reduced, the amount of the reduction is slight, and the bending stress generated in the vicinity of the connecting portion 45 of the blades 2B 'and 2D' is also high in the control rod 32A.

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。   The inventors examined various measures for further reducing the bending stress generated by the blades in the vicinity of the connecting portion where the four blades 2A 'to 2D' are coupled in the control rod 32A. As a result of these studies, the inventors have a new measure that when the forced displacement 30 is applied during an earthquake, the amount of movement of the bridging portion that moves in the direction in which the forced displacement 30 is applied may be reduced. I came up with the idea. For this reason, a pair of blades (for example, blades 2A ′ and 2C ′) arranged in a straight line in one direction orthogonal to the axis of the control rod among the four blades are coupled to each other. A bridging portion (for example, bridging portion 34A) that is closest to the handle 3A among the bridging portions (for example, bridging portion 34A), and two blades (for example, blade 2B ′) orthogonal to the bridging portion The width of the gap formed between the blade 2D ′) is set such that the other bridge part (the other bridge part 34A) disposed below the bridge part and the blade (for example, the blade 2B) orthogonal to the bridge part. Narrower than the width of the gap formed between 'and blade 2D') and arranged in a direction orthogonal to the pair of blades (for example, blades 2A 'and 2C') among the four blades. In the pair of blades (for example, blades 2B ′ and 2D ′), a bridge portion (for example, the bridge portion 34B) that couples the other pair of blades is located closest to the handle 3A (for example, the bridge portion 34B). The width of the gap formed between the bridging portion 34B) and two blades orthogonal to the bridging portion (for example, the blade 2A ′ and the blade 2C ′) is disposed below the bridging portion. A structure of a new control rod that is narrower than the width of the gap formed between the other bridging portion (the other bridging portion 34B) and a blade (for example, blade 2A ′ and blade 2C ′) orthogonal to the bridging portion. The inventors have figured out.

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。   An embodiment of the present invention that reflects the new structure obtained by the above examination will be described below.

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。   A boiling water nuclear reactor control rod according to embodiment 1, which is a preferred embodiment of the present invention, will be described with reference to FIGS.

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。   The control rod 1 for boiling water reactor of this embodiment (simply referred to as “control rod” in the embodiment described below) 1 includes four blades 2A, 2B, 2C and 2D, a handle 3 and a lower support member 4. It has. The blades 2A and 2C and the handle element 3E which is a part of the handle 3 are constituted by a single plate member 4A. The blade 2B and the handle element 3F which is a part of the handle 3 are constituted by a single plate member 4B. The blade 2D and the handle element 3G which is a part of the handle 3 are constituted by a single plate member 4C.

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8A,8A,8A及び8A及び複数の開口部8Aが形成されている。開口部8A,8A,8A及び8A及び複数の開口部8A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。 The blades 2A and 2C constituted by the plate member 4A and the handle element 3E which is a part of the handle 3 will be described with reference to FIG. The plate member 4A is formed with a connecting portion 5A that is a part of the handle 3 at one end, and further, with openings 8A 1 , 8A 2 , 8A 3 and 8A 4 and a plurality of openings 8A 5 . . The openings 8A 1 , 8A 2 , 8A 3 and 8A 4 and the plurality of openings 8A 5 are in the axial direction of the control rod 1, that is, the other end of the plate member 4A from the connecting portion 5A in the longitudinal direction of the plate member 4A. Are arranged in this order toward the center of the plate member 4 </ b> A. The width direction of the plate member 4A is a direction orthogonal to the longitudinal direction of the plate member 4A, and is also the width direction of the blades 2A and 2C.

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8A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8A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8Aの幅はWhである。開口部8A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8Aが、開口部8Aと連通している。開口部8A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8A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8A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8A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。 Have a width of WO3, the openings 8A 5 forming the opposite sides 15 is of a rectangular shape, the long sides of the rectangle is facing the longitudinal direction of the plate member 4A. Opening 8A 1 is rectangular, the long side of the rectangle is facing the width direction of the plate member 4A. Width of the opening 8A 1 is Wh. The formation of the openings 8A 1, handle element 3E including connecting portion 5A is formed at one end of the plate member 4A. Forming a side 9 that faces have a width Wo1, openings 8A 2 which is elongated in the longitudinal direction of the plate member 4A is in communication with the openings 8A 1. Opening 8A 3 includes an opening width Wo1 that forms the opening and opposing sides 11 of the opposing width to form the sides 10 Wo2. In the opening 8A 3, the opening of the opposite sides 11 and the form which the width Wo1 is positioned in the connecting parts 5A side of the aperture width Wo2 forming the side surfaces 10 facing each other. Opening 8A 4 includes an opening width Wo2 forming the side surfaces 14 opening and opposing wide Wo3 forming the side surfaces 13 opposed. In the opening 8A 4, the opening of the opposing width to form the sides 14 Wo2 is positioned in the connecting parts 5A side of the aperture width Wo3 forming the side surfaces 13 opposed. The widths Wo1, Wo2 and Wo3 satisfy the relationship Wo1 <Wo2 <Wo3.

開口部8A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6A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6A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8A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6A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6A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8A及び8Aは、矩形となり、製作が容易になる。 Opening 8A 3 has an opening of the aperture and the width Wo2 of width Wo1, it forms a stepped portion by the side 11 and the side surface 10 to side surface. Even if the bridging portion 6A 1 is moved to the end portion of the plate member 4A opposite to the connecting portion 5A, the end surface of the bridging portion 6A 1 opposite to the connecting portion 5A is positioned at the upper end position of the side surface 10. Good. Also in the opening 8A 4, the step portion is formed by the side surface 14 and side surfaces 13 on the sides. Even when the bridge portion 6A 1 connecting parts 5A of the bridge portion 6A 2 is moved to the end opposite to the plate member 4A, it is positioned at the position of the upper end of the side surface 13 of the end surface opposite to the connecting portion 5A Good. With such a configuration, the opening 8A 3 and 8A 4 becomes a rectangle, fabrication is facilitated.

図2に示す板部材4Aでは、ブレード2Aが開口部8A,8A,8A,8A及び8A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。 In the plate members 4A shown in FIG. 2, the blades 2A is formed on the right side of the opening 8A 1, 8A 2, 8A 3 , 8A 4 and 8A 5, blade 2C is formed on the left side of these openings.

開口部8A,8A,8A及び8A及び複数の開口部8A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6Aが開口部8Aと開口部8Aの間に形成され、架橋部6Aが開口部8Aと開口部8Aの間に形成される。さらに、3つの架橋部6Aのうちハンドル要素3Eに最も近い架橋部6Aが開口部8Aと開口部8Aの間に形成される。3つの開口部8Aのそれぞれ間にも架橋部6Aが形成される。架橋部6A〜6Aが、ブレード2Aとブレード2Cを結合している。 By forming the openings 8A 1 , 8A 2 , 8A 3 and 8A 4 and the plurality of openings 8A 5 , a plurality of bridging portions (bridging members) that join the blade 2A and the blade 2C are formed in the plate member 4A. That is, the bridge portion 6A 1 is formed between the openings 8A 2 and the opening 8A 3, the bridge portion 6A 2 is formed between the openings 8A 3 and the opening 8A 4. Furthermore, the closest bridge 6A 3 to the handle element 3E of the three bridge portions 6A 3 is formed between the opening 8A 4 and the opening 8A 5. Also between each of the three openings 8A 5 is cross section 6A 3 are formed. The bridging portions 6A 1 to 6A 3 join the blade 2A and the blade 2C.

架橋部6Aの、ブレード2A,2Cの幅方向における長さは、開口部8Aの幅Wo1と同じである。架橋部6Aの、ブレード2A,2Cの幅方向における長さは、開口部8A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6Aの、ブレード2A,2Cの幅方向における長さは、開口部8A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6A,6A及びA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6A,架橋部6A及び架橋部6Aの順に短くなっており、架橋部6A,6A及びA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。 Bridge portions 6A 1, the length in the width direction of the blade 2A, 2C is the same as the width Wo1 openings 8A 2. Bridge portions 6A 2, the length of the blade 2A, 2C width direction is the same as the width Wo2 of the portion forming the side surface 10 facing the opening 8A 3. Bridge portions 6A 3, the length of the blade 2A, 2C width direction is the same as the width Wo3 of the portion forming the side surface 13 facing the opening 8A 4. For this reason, the respective lengths of the bridging portions 6A 1 , 6A 2 and A 3 in the width direction of the blades 2A and 2C are shorter in the order of the bridging portion 6A 3 , the bridging portion 6A 2 and the bridging portion 6A 1 . In the bridging portions 6A 1 , 6A 2 and A 3 , the length of the bridging portion close to the connecting portion 5A, that is, the handle 3, becomes shorter.

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8A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8A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。 The widths of the blades 2A and 2C are the narrowest in the region h3 shown in FIG. 2 and become wider as the regions h2 and h1 and the handle 3 are closer to each other. The lengths of the regions h1 and h2 in the longitudinal direction of the plate member 4A are equal. Region h1 is the region between the lower end of the blade 2A, the upper end 16 of 2C the opening 8A 3 sides 11. Region h2 is lower edges of the side surfaces 11, i.e., a region between the lower end of the side surface 14 of the upper end and the opening 8A 4 sides 10. The region h3 is a region between the lower end of the side surface 14, that is, the upper end of the side surface 13 and the lower ends of the blades 2A and 2C. The width Wb3 of each of the blades 2A and 2C in the region h3, the width Wb2 of each of the blades 2A and 2C in the region h2, and the width Wb1 of each of the blades 2A and 2C in the region h1 satisfy the relationship of Wb3 <Wb2 <Wb1. ing.

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。   The width of the plate member 4A is W. In the region h1, (Wo1 + 2 × Wb1) has a width W, and in the region h2, (Wo2 + 2 × Wb2) has a width W. Further, in the region h3, (Wo3 + 2 × Wb3) is the width W. The plate member 4A is symmetric with respect to the central axis of the plate member 4A passing through the middle in the width direction of the plate member 4A.

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。   Next, the blade 2B constituted by the plate member 4B and the handle element 3F which is a part of the handle 3 will be described with reference to FIG. A connecting portion 5B that becomes a part of the handle 3 is formed at one end of the plate member 4B. An L-shaped handle element 3F including the connecting portion 5B is connected to the upper end 16 of the blade 2B.

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17A及び17A及び複数の連結部17A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17A及び17A及び複数の連結部17A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。 One end portion of the plate member 4B in the width direction of the plate member 4B, i.e., the end of the shaft center side of the control rod 1, in addition to connecting portion 5B, a connecting portion 17A 1 and 17A 2 and a plurality of connecting portions 17A 3, They are formed in this order from the connecting portion 5B toward the other end of the plate member 4B. Connecting portions 17A 1 and 17A 2 and a plurality of connecting portions 17A 3 is extends blades 2B which is formed in the plate member 4B, from the axial center side of the side surface of the control rod 1 in the width direction of the plate member 4B. The width direction of the plate member 4B is the width direction of the blade 2B.

ブレード2Bの側面23Aが、隣り合う連結部17A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17A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17Aと複数の連結部17Aのうち連結部5Bに最も近い位置に存在する連結部17A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17Aと連結部17Aの間に形成される。ブレード2Bの側面18Aが連結部17Aよりもブレード2Bの上端16側に存在する。 Side 23A of the blade 2B are each present between the connecting portions 17A 3 adjacent each other, and between the lower end of the connecting portion 17A 3 and the blade 2B present at a position closest to the lower end of the blade 2B. One stepped portion formed in the side surface 22A of the side 21A and the blade 2B blade 2B is between connecting portions 17A 3 present at a position closest to the connecting portion 5B of the connection portion 17A 2 and a plurality of connecting portions 17A 3 Formed. One stepped portion formed in the side surface 20A of the side 19A and the blade 2B blade 2B is formed between the connecting portions 17A 1 and the connecting portion 17A 2. Side 18A of the blade 2B is present on the upper end 16 side of the blade 2B than the connecting portion 17A 1.

側面18A及び19Aから連結部17Aの先端までの長さがL1である。側面20A及び21Aから連結部17Aの先端までの長さがL2である。側面23A及び22Aから連結部17Aのうち連結部5Bに最も近い連結部17A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17A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。 The length from the side face 18A and 19A to the distal end of the connecting portion 17A 1 is L1. The length from the side face 20A and 21A to the distal end of the connecting portion 17A 2 is L2. The length from the side face 23A and 22A to the most close coupling portion 17A 3 distal to the connecting portion 5B of the connection portion 17A 3 is L3. Length from the side surface 23A to the rest of the tip of each coupling portion 17A 3 also L3. The lengths L1, L2, and L3 satisfy the relationship L1 <L2 <L3.

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。   In the plate member 4B, the region h1 is a region between the upper end 16 of the blade 2B and the lower end of the side surface 19A. The region h2 is a region between the lower end of the side surface 19A, that is, between the upper end of the side surface 20A and the lower end of the side surface 21A. Region h3 is the lower end of side surface 21A, that is, the region between the upper end of side surface 22A and the lower end of blade 2B. The width of the blade 2B in the region h3 including the side surface 22A and the plurality of side surfaces 23A is Wb3, the width of the blade 2B in the region h2 including the side surfaces 20A and 21A is Wb2, and further in the region h1 including the side surfaces 18A and 19A. The width of the blade 2B is Wb1. These widths Wb3, Wb2 and Wb3 satisfy the relationship of Wb3 <Wb2 <Wb1.

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。   The width of the plate member 4B is 1/2 of the width W of the plate member 4A and is W / 2. In the plate member 4B, (Wb1 + L1) has a width W / 2 in the region h1, and (Wb2 + L2) has a width W / 2 in the region h2. Further, in the area h3, (Wb3 + L3) has a width W / 2.

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。   In the control rod 1, the plate member 4C aligned with the plate member 4B in the direction orthogonal to the axis of the control rod 1 has the same shape as the plate member 4B.

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。   The blade 2D constituted by the plate member 4C and the handle element 3G which is a part of the handle 3 will be described with reference to FIG. A connecting portion 5C that becomes a part of the handle 3 is formed at one end of the plate member 4C. An L-shaped handle element 3G including the connecting portion 5C is connected to the upper end 16 of the blade 2D.

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17B及び17B及び複数の連結部17B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17B及び17B及び複数の連結部17B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。 One end portion of the plate member 4C in the width direction of the plate member 4C, i.e., the end of the shaft center side of the control rod 1, in addition to connecting portion 5C, the connecting portion 17B 1 and 17B 2 and a plurality of connecting portions 17B 3, They are formed in this order from the connecting portion 5C toward the other end of the plate member 4C. Connecting portions 17B 1 and 17B 2 and a plurality of connecting portions 17B 3 is extends blade 2D formed in the plate member 4C, from the axial center side of the side surface of the control rod 1 in the width direction of the plate member 4C. The width direction of the plate member 4C is the width direction of the blade 2D.

ブレード2Dの側面23Bが隣り合う連結部17B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17A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17Bと複数の連結部17Bのうち連結部5Cに最も近い連結部17B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17Bと連結部17Bの間に形成される。ブレード2Dの側面18Bが連結部17Bよりもブレード2Dの上端16側に存在する。 Between blades mutual coupling portion 17B 3 side surface 23B is adjacent 2D, and exists between each of the connecting portions 17A 3 and the blade 2D lower end present at a position closest to the lower end of the blade 2D. One stepped portion formed by the blade 2D sides 21B and the blade 2D side 22B is formed between the nearest connection portion 17B 3 to the connecting portion 5C of the connecting portion 17B 2 and a plurality of connecting portions 17B 3 . One stepped portion formed by the blade 2D sides 19B and the blade 2D side 20B is formed between the connecting portions 17B 1 and the connecting portion 17B 2. Blade 2D side 18B is present on the upper end 16 side of the blade 2D than the connecting portion 17B 1.

側面18B及び19Bから連結部17Bの先端までの長さがL1である。側面20B及び21Bから連結部17Bの先端までの長さがL2である。側面23B及び22Bから連結部17Bのうち連結部5Cに最も近い連結部17B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17B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。 Length from the side surface 18B and 19B to the distal end of the connecting portion 17B 1 is L1. Length from the side surface 20B and 21B to the distal end of the connecting portion 17B 2 is L2. Length from the side surface 23B and 22B to the most close coupling portion 17B 3 distal to the connecting portion 5C of the connecting portion 17B 3 is L3. Length from the side surface 23B to the rest of the tip of each coupling portion 17B 3 also L3. Also in the plate member 4C, the lengths L1, L2, and L3 satisfy the relationship L1 <L2 <L3.

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。   In the plate member 4C, the region h1 is a region between the upper end 16 of the blade 2D and the lower end of the side surface 19B. The region h2 is a lower end of the side surface 19B, that is, a region between the upper end of the side surface 20B and the lower end of the side surface 21B. The region h3 is a lower end of the side surface 21B, that is, a region between the upper end of the side surface 22B and the lower end of the blade 2D. The width of the blade 2D in the region h3 including the side surface 22B and the plurality of side surfaces 23B is Wb3, the width of the blade 2D in the region h2 including the side surfaces 20B and 21B is Wb2, and further in the region h1 including the side surfaces 18B and 19B. The width of the blade 2D is Wb1. These widths Wb3, Wb2 and Wb3 also satisfy the relationship of Wb3 <Wb2 <Wb1.

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。   The width of the plate member 4C is 1/2 of the width W of the plate member 4A and is W / 2. In the plate member 4C, (Wb1 + L1) has a width W / 2 in the region h1, and (Wb2 + L2) has a width W / 2 in the region h2. Further, in the area h3, (Wb3 + L3) has a width W / 2.

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6B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。 In the plate member 4A, the neutron absorber filling portion 7A is formed on the blade 2A, and the neutron absorber filling portion 7C is formed on the blade 2C. In the plate member 4B, the neutron absorber filling portion 7B is formed on the blade 2B. It is necessary to form the neutron absorber filling portion 7D on the blade 2D. For this reason, the plurality of neutron absorber filling holes 28 are filled with the neutron absorber filling portion 7A of the blade 2A, the neutron absorber filling portion 7B of the blade 2B, the neutron absorber filling portion 7C of the blade 2C, and the neutron absorber filling of the blade 2D. The portions 7D are formed side by side in the width direction of the blade (see FIGS. 5, 6, and 7) and extend in the longitudinal direction of each plate member. Each neutron absorbing material filling hole 28 is, for example, extends from the lower end of each blade to the position of the bridge portion 6B 1 (or blade upper end 16 close to the position of). Each neutron absorber filling hole 28 has a square cross section and a central axis with respect to each of the plate members 4A, 4B and 4C by mechanical hole machining such as gun drilling and electric discharge machining from the lower end of each plate member. Manufactured by arranging multiple tubes with circular holes in the cross section in the width direction of the blade and bonding these tubes to each other by hot isostatic pressing (HIP). Is done.

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、BC及びハフニウムの少なくとも1つが用いられる。BCは、BC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BC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。BC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。 Neutron absorbers 29 are filled in the respective neutron absorber filling holes 28 (see FIGS. 5, 6 and 7). As the neutron absorber 29, at least one of B 4 C and hafnium is used. B 4 C may be directly filled into the neutron absorber filling hole 28 as B 4 C powder, or the neutron absorber filling hole as a neutron absorber rod filled with B 4 C powder in a sealed stainless steel tube. 28 may be inserted. Hafnium is inserted into the neutron absorber filling hole 28 as a solid round bar of metal Hf. Since B 4 C absorbs neutrons and releases helium gas, a plenum for storing helium gas is formed in each blade. Moreover, since hafnium causes irradiation elongation by neutron absorption, it is preferable to pay attention to the design of the plenum so that each blade does not deform. After each neutron absorber filling hole 28 is filled with a neutron absorber 29, a plug is inserted into the neutron absorber filling hole 28, the stopper is joined to the corresponding plate member by welding, and the neutron absorber 29 is filled. Each neutron absorber filling hole 28 is sealed.

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。   The plate members 4A, 4B, and 4C themselves may be made of a hafnium-based alloy, a gadolinium-based alloy, or a cadmium-based alloy having neutron absorption capability. In this case, the neutron absorber filling hole 28 is not formed in each plate member.

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。   The plate member 4B is disposed at the center in the width direction of the plate member 4A so that the connecting portion 5B is perpendicular to the connecting portion 5A of the plate member 4A. The connecting portion 5B is coupled to the connecting portion 5A by the welded portion 26. The plate member 4C is also arranged at the center in the width direction of the plate member 4A so that the connecting portion 5C is perpendicular to the connecting portion 5A of the plate member 4A. The connecting portion 5C is coupled to the connecting portion 5A by the welded portion 26. The upper ends of the lower support member 4 having a cross-shaped cross section are joined to the lower ends of the plate members 4A, 4B and 4C by welding. The plate members 4A, 4B, and 4C are integrated by the above welding, and blades 2A, 2B, 2C, and 2D extending in four directions from the axis of the control rod 1 are formed. Four rollers 25 are provided on the lower support member 4, and a connecting portion 12 connected to the control rod drive mechanism is provided on the lower support member 4.

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17A〜17Aと板部材4Cに形成された連結部17B〜17B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。 Each weld connection portions 5A and the connecting portion 5B and 5C, each weld of the connection portion 17A formed in the plate member 4B 1 ~17A 3 and the plate connecting portion 17B formed in the member 4C 1 ~17B 3, Since there is a tensile residual stress in the welded portion between the plate members 4A, 4B and 4C and the lower support member 4, peening techniques such as water jet peening and shot peening are applied to those welded portions to weld them. It is preferable to apply compressive residual stress to the parts to improve the stress of those welds. Instead of applying the peening technique, stress relaxation polishing may be applied to those welds to improve the stress of those welds.

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17A〜17Aと板部材4Cに形成された連結部17B〜17B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。 The coupling between the coupling portion 5A and the coupling portions 5B and 5C, the coupling portions 17A 1 to 17A 3 formed on the plate member 4B and the coupling portions 17B 1 to 17B 3 formed on the plate member 4C, and the plate member 4A , 4B and 4C and the lower support member 4 may be joined by friction diffusion bonding instead of welding.

板部材4B及び4Cにおいて、連結部17A及び17Bが溶接部27で結合されて架橋部6Bが形成され、連結部17A及び17Bが溶接部27で結合されて架橋部6Bが形成され、連結部17A及び17Bが溶接部27で結合されて架橋部6B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8Bが架橋部6Bよりも連結部5B及び5C側に形成され、開口部8Bが架橋部6Bと架橋部6Bの間に形成され、開口部8Bが架橋部6Bと3つの架橋部6Bのうち連結部5B及び5Cに最も近い架橋部6Bの間に形成される。2つの開口部8Bが3つの架橋部6Bのうちで隣り合う架橋部6Bの相互間にそれぞれ形成される。1つの開口部8Bが下部支持部材4に最も近い位置に存在する架橋部6Bと下部支持部材4の間に形成される。 In the plate member 4B and 4C, connecting portions 17A 1 and 17B 1 are formed bridge portion 6B 1 are joined by welds 27, the connecting portion 17A 2 and 17B 2 is is bonded bridge portion 6B 2 at weld 27 is formed, the connecting portion 17A 3 and 17B 3 are cross-linked portion 6B 3 is formed are joined by welds 27. A plurality of openings are formed in the plate members 4B and 4C integrated by the coupling of the respective connecting portions, like the plate member 4A, by the plurality of bridging portions formed by the coupling of the respective connecting portions. That is, the opening 8B 2 is formed in the connecting portions 5B and 5C side of the bridge portion 6B 1, opening 8B 3 is formed between the bridge portion 6B 1 and bridge portion 6B 2, openings 8B 4 is bridge formed between 6B 2 and three nearest bridge 6B 3 to the connecting part 5B and 5C of the bridge portion 6B 3. Two openings 8B 5 are formed respectively between the three mutually mutually cross section 6B 3 to next among the bridge portions 6B 3. One opening 8 </ b> B 5 is formed between the bridge portion 6 </ b> B 3 and the lower support member 4 that are located closest to the lower support member 4.

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17A〜17Aを連結部17b〜17B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。 The filling of the neutron absorber 29 into the respective neutron absorber filling holes 28 formed in the plate members 4A, 4B and 4C may be performed before the plate members 4A, 4B and 4C are integrated by welding. The connecting portions 5B and 5C are connected to the connecting portion 5A by welding, and the connecting portions 17A 1 to 17A 3 are connected to the connecting portions 17b 1 to 17B 3 by welding, whereby the plate members 4A, 4B and 4C are integrated. It may be performed after conversion.

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。   The control rod 1 is completed by integrating the plate members 4A, 4B and 4C as described above by welding and welding the lower support member 4 to the lower ends of the plate members 4A, 4B and 4C. The handle 3 is formed by coupling of the connecting portions 5A, 5B, and 5C, that is, coupling of the handle elements 3E, 3F, and 3G.

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6B〜6B及び開口部8B〜8Bについて説明する。架橋部6B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6B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6B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。 In the control rod 1, the bridge portions 6B 1 to 6B 3 and the opening portions 8B 2 to 8B 4 formed by coupling the plate members 4B and 4C will be described. The bridge portion 6B 1, length in the blade 2B and 2D in the width direction is Wo1 (= 2 × L1). Bridge portions 6B 2, the length of the blade 2B and 2D in the width direction is Wo2 (= 2 × L2). Each bridge portion 6B 3, the length of the blade 2B and 2D in the width direction is Wo3 (= 2 × L3).

開口部8Bはハンドル要素3F及び3Gによって形成される開口部8Bに連通している。開口部8B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8B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8Bにおいて、幅Wo1の開口が幅Wo2の開口よりも架橋部6B側に位置している。開口部8B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8Bにおいて、幅Wo2の開口が幅Wo3の開口よりも架橋部6B側に位置している。開口部8B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。 Opening 8B 2 communicates with opening 8B 1 formed by handle elements 3F and 3G. Openings 8B 2, (the dimension between the side surface 18A and the side surface 18B which faces) width of the blade 2B and 2D in the width direction is Wo1. Opening 8B 3 includes an opening facing the width to form an opening and opposing sides 20A and 20B of a width to form the sides 19A and 19B Wo1 Wo2. In the opening 8B 3, located in the bridge portion 6B 1 side of the aperture opening width Wo2 width Wo1. Opening 8B 4 includes an opening facing the width to form an opening and opposing sides 22A and 22B of a width to form the sides 21A and 21B Wo2 WO3. In the opening 8B 4, located in the bridge portion 6B 1 side of the aperture opening width Wo3 width Wo2. Openings 8B 5, (the dimension between the side surface 23A and the side surface 23B which faces) width of the blade 2B and 2D in the width direction is WO3. The widths Wo1, Wo2 and Wo3 satisfy the relationship Wo1 <Wo2 <Wo3.

制御棒1において、架橋部6Aが開口部8B内で側面19Aと側面19Bの間に配置され、架橋部6Aが開口部8B内で側面21Aと側面21Bの間に配置され、それぞれの架橋部6Aが各開口部8B内に別々に配置されている。また、架橋部6Bが開口部8A内に配置され、架橋部6Bが開口部8A内で対向する側面10の間に配置され、架橋部6Bのうちハンドル3に最も近い位置に配置された架橋部6Bが開口部8A内で対向する側面13の間に配置され、残りの各架橋部6Bが各開口部8A内に別々に配置されている。 In the control rod 1, the bridge portion 6A 1 is disposed between the side surface 19A and the side surface 19B in the opening 8B 3, the bridge portion 6A 2 is disposed between the side 21A and the side surface 21B in the opening 8B 4, respectively of the bridge portion 6A 3 are arranged separately each opening 8B 5. Further, the bridge portion 6B 1 is disposed in the opening 8A 2, the bridge portion 6B 2 is disposed between the side 10 facing in the opening 8A 3, closest to the handle 3 of the bridge portion 6B 3 The arranged bridging portion 6B 3 is arranged between the side surfaces 13 facing each other in the opening 8A 4 , and the remaining bridging portions 6B 3 are arranged separately in each opening 8A 5 .

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6Bの間、架橋部6Bと架橋部6Aの間、架橋部6Aと架橋部6Bの間、架橋部6Bと架橋部6Aの間、架橋部6Aと複数の架橋部6Bのうちハンドル3に最も近い位置に存在する架橋部6Bの間、この架橋部6Bと複数の架橋部6Aのうちハンドル3に最も近い位置に存在する架橋部6Aの間、残りの各架橋部6Bと残りの架橋部6A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6A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6A)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6B)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。 The control rod 1 has three cross sections having different shapes in the axial direction. The first cross section exists at the position of the upper end portion (insertion end portion) of the handle 3 that is first inserted into the core and the lower support member 4. One of the first cross sections is a cross section in a region where the connecting portions 5A, 5B, and 5C are connected to each other, which connects the four blades 2A, 2B, 2C, and 2D (see FIG. 4). Another one of the first cross sections is a cross section of the lower support member 4 having a cross shape. Region forming a second cross-section, while the upper end 16 of the blade and the bridge portion 6B 1, between the bridge portion 6B 1 and bridge portions 6A 1, between the bridge portion 6A 1 and bridge portion 6B 2, the bridge portion 6B 2 and between the bridge portion 6A 2, between the bridge portion 6B 3 existing at the nearest position to the handle 3 of the bridge portions 6A 2 and a plurality of bridge portions 6B 3, the bridge portion 6B 3 and a plurality of bridge portions 6A 3 Of these, between the bridging portions 6A 3 that are closest to the handle 3, between the remaining bridging portions 6B 3 and the remaining bridging portions 6A 3 , and the bridging portions that are closest to the lower support member 4. 6A 3 and the lower support member 4 are respectively present. The second cross section is a cross section in a region where the four blades 2A, 2B, 2C and 2D are separated from each other, as shown in FIG. The region forming the third cross section exists at the position of each bridging portion of the control rod 1. As shown in FIG. 6, one region forming the third cross section is a blade in which the blade 2A and the blade 2C are connected by a bridging portion (for example, the bridging portion 6A 2 ), and arranged at right angles to these blades. It is a cross section in the field where 2B and blade 2D are separated from each other. Another region forming the third cross section is, as shown in FIG. 7, the blade 2B and the blade 2D are connected by a bridging portion (for example, the bridging portion 6B 3 ), and arranged perpendicular to these blades. 2B is a cross section in a region where the blade 2A and the blade 2C are separated from each other.

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。   The control rod 1 in which the first cross section, the second cross section, and the third cross section are formed has a plurality of first regions including the first cross section, a plurality of second regions including the second cross section, and A plurality of third regions including a third cross section are provided.

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。   In the present embodiment, for example, in the region between the upper end 16 of the blade and the half of the axial length of the blade from the upper end 16 of the blade in the control rod 1, the bridge is opposed to the bridge. As shown in FIG. 8, the width of the gap formed between the side surfaces of the blades, that is, the side surfaces of the openings where the bridging portions are arranged becomes narrower as the handle 3 is approached. The gap formed between the bridging portion and the blade orthogonal to the bridging portion will be described with reference to FIGS.

架橋部6A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6Aは、この架橋部6A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6A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6Aが配置されている位置での開口部8Bの幅Wo1に等しくなる(2×Wg1+t=Wo1)。 The position of the bridge portion 6A 1, the control rod 1 has a cross-sectional shape shown in FIG. Bridge 6A attached blade 2A and the blade 2C 1 is disposed between the blade 2B and the blade 2D that are perpendicular to the bridge portion 6A 1. In the normal state of the control rod 1 the axis of the control rod 1 is straight, the width of the gap formed between the respective bridge portions 6A 1 and the blade 2B and 2D are both Wg1. The width of each of the blades 2A, 2B, 2C and 2D at this position is Wb1. The addition of the thickness t of the blade 2A and 2C to twice the width Wg1 of the gap is equal to the width Wo1 the opening 8B 3 at the position where the bridge portion 6A 1 are arranged (2 × Wg1 + t = Wo1 ).

架橋部6A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6Aは、この架橋部6A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6A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6Aが配置されている位置での開口部8Bの幅Wo2に等しくなる(2×Wg2+t=Wo2)。 The position of the bridge portion 6A 2, the control rod 1 has a cross-sectional shape shown in FIG. 10. Bridge 6A attached blade 2A and the blade 2C 2 is disposed between the blade 2B and the blade 2D that are perpendicular to the bridge section 6A 2. In the normal state of the control rod 1, the width of the gap formed between the respective bridge portions 6A 2 and the blade 2B and 2D are both Wg2. The width of each of the blades 2A, 2B, 2C, and 2D at this position is Wb2. The addition of the thickness t of the blade 2A and 2C to twice the width Wg2 of the gap is equal to the width Wo2 of the opening 8B 4 at the position where the bridge portion 6A 2 are arranged (2 × Wg2 + t = Wo2 ).

架橋部6A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6Aは、この架橋部6A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6A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6Aが配置されている開口部8Bの幅Wo3に等しくなる(2×Wg3+t=Wo3)。 The position of the bridge portion 6A 3, the control rod 1 has a cross-sectional shape shown in FIG. 11. Bridge 6A attached blade 2A and the blade 2C 3 is disposed between the blade 2B and the blade 2D that are perpendicular to the bridge portion 6A 3. In the normal state of the control rod 1, the width of the gap formed between the respective bridge portions 6A 3 and the blade 2B and 2D are both Wg3. The width of each of the blades 2A, 2B, 2C and 2D at this position is Wb3. The addition of the thickness t of the blade 2A and 2C to twice the width Wg3 of the gap is equal to the width WO3 openings 8B 5 the cross section 6A 3 are arranged (2 × Wg3 + t = Wo3 ).

架橋部6B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6Bは、この架橋部6B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6B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6Bが配置されている位置での開口部8Aの幅Wo1に等しくなる(2×Wg1+t=Wo1)。 The position of the bridge portion 6B 1, the control rod 1 has a cross-sectional shape shown in FIG. 12. The bridging portion 6B 1 that couples the blade 2B and the blade 2D is disposed between the blade 2A and the blade 2C that are orthogonal to the bridging portion 6B 1 . In the normal state of the control rod 1, the width of the gap formed between the respective bridge portions 6B 1 and the blade 2A and 2C are both Wg1. The width of each of the blades 2A, 2B, 2C and 2D at this position is Wb1. The addition of 2 fold blade 2B and 2D the thickness t of the width Wg1 of the gap is equal to the width Wo1 the opening 8A 2 at the position where the bridge portion 6B 1 are arranged (2 × Wg1 + t = Wo1 ).

架橋部6B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6Bは、この架橋部6B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6B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6Bが配置されている位置での開口部8Aの幅Wo2に等しくなる(2×Wg2+t=Wo2)。 The position of the bridge portion 6B 2, the control rod 1 has a cross-sectional shape shown in FIG. 13. Bridge portion 6B are attached to the blade 2B and the blade 2D 2 is disposed between the blade 2A and the blade 2C are orthogonal to the bridge portion 6B 2. In the normal state of the control rod 1, the width of the gap formed between the respective bridge portions 6B 2 and the blade 2A and 2C are both Wg2. The width of each of the blades 2A, 2B, 2C, and 2D at this position is Wb2. The addition of 2 fold blade 2B and 2D the thickness t of the width Wg2 of the gap is equal to the width Wo2 of the opening 8A 3 at the position where the bridge portion 6B 2 are arranged (2 × Wg2 + t = Wo2 ).

架橋部6B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6Bは、この架橋部6B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6B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6Bが配置されている位置での開口部8Aの幅Wo3に等しくなる(2×Wg3+t=Wo3)。 The position of the bridge portion 6B 3, the control rod 1 has a cross-sectional shape shown in FIG. 14. The bridging portion 6B 3 that couples the blade 2B and the blade 2D is disposed between the blade 2A and the blade 2C that are orthogonal to the bridging portion 6B 3 . In the normal state of the control rod 1, the width of the gap formed between the respective bridge portions 6B 3 and the blade 2A and 2C are both Wg3. The width of each of the blades 2A, 2B, 2C and 2D at this position is Wb3. The addition of 2 fold blade 2B and 2D the thickness t of the width Wg3 of the gap is equal to the width WO3 openings 8A 4 at the position where the bridge portion 6B 3 are arranged (2 × Wg3 + t = Wo3 ).

間隙の幅Wg1,Wg2及びWg3は、Wg1<Wg2<Wg3の関係を満足している。   The gap widths Wg1, Wg2, and Wg3 satisfy the relationship of Wg1 <Wg2 <Wg3.

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。   During the operation of the boiling water reactor, all the control rods 1 other than the plurality of control rods 1 used for controlling the reactor power are arranged in the reactor pressure vessel so as to have a plurality of fuel assemblies. It is in a state of being completely extracted from the core in which the body is loaded. When an earthquake occurs during operation of the boiling water reactor, all the control rods 1 are rapidly inserted into the reactor core, and the boiling water reactor is urgently stopped. In particular, each control rod 1 that has been completely extracted from the core during operation of the boiling water reactor is a control rod insertion hole having a cross-shaped cross section formed in a fuel support fitting that supports the lower end of the fuel assembly. And is fully inserted between the fuel assemblies. Each fuel assembly is displaced so as to bend in the horizontal direction as shown in FIG. 16 during an earthquake. Under the influence of these horizontal displacements of the fuel assemblies, the blades of the control rod 1 inserted between the fuel assemblies facing the displacing fuel assemblies are also displaced in the horizontal direction.

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。   In the control rod 1, the blades 2 </ b> A, 2 </ b> B, 2 </ b> C and 2 </ b> D are connected to each other at the upper end (insertion end) and the lower end (lower support member 4) of the control rod 1. In FIG. 2, the two blades 2A and 2C and the other two blades 2B and 2D orthogonal to the bridging portion connecting these blades are separated from each other. For this reason, since the control rod 1 inserted between the fuel assemblies at the time of the earthquake can displace the blade in the horizontal direction according to the horizontal displacement of the fuel assembly at the time of the earthquake, the control rod 1 at the time of the earthquake Is smoothly inserted between the fuel assemblies, and the time required for rapid insertion of the control rod 1 is shortened.

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6A)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6A)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。 In the present embodiment, like the control rod described in JP 2011-80985 A, a pair of blades (for example, blade 2B) in which a bridging portion (for example, bridging portion 6A 3 ) is orthogonal to the bridging portion. , 2D) is formed with a bridging member (for example, bridging portion 6A 3 ) when affected by the horizontal displacement of the fuel assembly. The two blades (for example, the blades 2A and 2C) are easily displaced in the horizontal direction during an earthquake. Such a configuration of the control rod 1 can smoothly insert between the fuel assemblies during an earthquake.

また、架橋部(例えば、架橋部6A)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6A)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6A)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。 In addition, a bridging portion (for example, bridging portion 6A 3 ) forms a gap (for example, width Wg3) between each of a pair of blades (for example, blades 2B and 2D) orthogonal to the bridging portion. Since the two blades face each other, the two blades (for example, blades 2A and 2C) joined by the bridge portion (for example, the bridge portion 6A 3 ) at the time of the earthquake are displaced in the horizontal direction at the time of the earthquake. Even so, the amount of movement in the horizontal direction of the two blades (for example, the blades 2A and 2C) due to this displacement is such that the bridging portion (for example, the bridging portion 6A 3 ) is orthogonal to the blade (for example, the blade). 2B) (see FIG. 12 of JP2011-80985A). For this reason, the control rod 1 can suppress the buckling deformation of the blade at the time of rapid insertion into the core at the time of an excessive earthquake, similarly to the control rod described in JP2011-80985A.

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。   The control rod 1 of the present embodiment can obtain good insertability into the core even during an excessive earthquake.

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。   When the control rod 1 that has been fully pulled out is rapidly inserted into the core during an earthquake, the blade of the control rod 1 is subjected to the forced displacement 30 applied from the fuel support bracket 38 during the earthquake, as described above. 38 is displaced in the direction of vibration due to the earthquake. However, in the present embodiment, a plurality of bridging portions that couple a pair of blades (for example, blades 2A and 2C) that are part of a plurality of bridging portions that couple the pair of blades and exist in the upper region of the control rod 1. The width of each gap formed between (for example, a plurality of cross-linking portions 6A) and blades (for example, blades 2B and 2D) orthogonal to these cross-linking portions (for example, cross-linking portions 6A) A position formed in a plurality of gaps formed by the above-described partial bridging portions (for example, bridging portions 6A) that couple a pair of blades (for example, blades 2A and 2C) is an insertion end portion (handle) of the control rod 1 3) The closer the gap, the narrower (Wg1 <Wg2 <Wg3). For this reason, even if the pair of blades (for example, blades 2B and 2D) of the control rod 1 are displaced by the forced displacement 30 applied from the fuel support fitting 38, as shown in FIG. As the bridging portion exists, the movement in the horizontal direction is more quickly restrained by the blades orthogonal to the bridging portion (for example, blades 2A and 2C), and the amount of movement in the horizontal direction is reduced. As a result, a pair of blades (for example, blades 2B and 2D) joined at the bridging portion are displaced in the horizontal direction and formed at the upper end of the handle 3 that joins the blades 2A, 2B, 2C, and 2D. The fixed end moment generated in the first region (the portion of the connecting portion 5A) including the first cross section to be reduced can be reduced, and a pair of blades (for example, the blades 2B and 2D) coupled at the bridging portion can be obtained. It is possible to reduce a stress generated in a portion (for example, the handle elements 3F and 3G) connected to the first region. Even when the pair of blades 2A and 2C joined at the bridge portion are displaced in the horizontal direction under the influence of the forced displacement 30 applied from the fuel support fitting 38 at the time of an earthquake, It is possible to reduce stress generated in a portion (for example, the handle element 3E) where the pair of blades (for example, the blades 2A and 2C) that are coupled to each other are connected to the first region.

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。   A boiling water reactor control rod according to embodiment 2, which is another embodiment of the present invention, will be described with reference to FIG. The control rod 1A of the present embodiment forms neutron absorber filling holes in regions where the width of the bridging portion and the blade is increased in the control rod 1 of the first embodiment, and the neutron absorber is placed in these neutron absorber filling holes. It has a filled configuration. Other configurations of the control rod 1A are the same as those of the control rod 1.

架橋部6B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6Bに形成されている。中性子吸収材充填孔28Aは架橋部6B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6Bに溶接することによって封鎖される。 Will be described in detail with reference to FIG. 19 is a cross-sectional at the position where the bridge portion 6B 2 exists. A plurality of neutron absorbing material filling hole 28A is formed in the bridge portion 6B 2 which couples the blade 2B and the blade 2D. Neutron absorbing material filling hole 28A does not pass through the bridge portion 6B 2. Neutron absorbing material is filled in each neutron absorbing material filling hole 28A from the open end of the neutron absorbing material filling hole 28A, the open end of the neutron absorbing material filling hole 28A is by welding to the cross section 6B 2 end plug Blocked.

架橋部6B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。 Blade 2A at the position of the bridge portion 6B 2, 2B, 2C and 2D of the respective width (the width of each blade in the region h2) is greater than the width of each blade in the lower region h3 than the area h2 (Wb2-Wb3) Only getting wider. Further, the widths of the blades 2A, 2B, 2C, and 2D in the region h1 are wider by (Wb1-Wb3) than the widths of the blades in the region h3. In each of the blades 2A, 2B, 2C and 2D, a plurality of neutron absorbers are filled in a region where the width is increased by (Wb2-Wb3) in the region h2 and a region where the width is increased by (Wb1-Wb3) in the region h1. Holes 28B are respectively formed, and the neutron absorber 29 is also filled in these neutron absorber filling holes 28B. After filling with the neutron absorbing material 29, each neutron absorbing material filling hole 28B is sealed. The neutron absorber filling holes 28 provided in these bridging portions can be formed by providing holes in the bridging portions when forming the blades 2A, 2B, 2C and 2D by machining or HIP. .

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。   Also in other bridging portions, a plurality of neutron absorber filling holes 28A filled with neutron absorber 29 and sealed are formed.

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。   In the present embodiment, each effect produced in the first embodiment can be obtained. Further, in the present embodiment, the neutron absorber 29 is also filled in the region where the width of the bridging portion and the blade is increased, so that the value of the control rod of the control rod 1A can be increased more than that of the control rod 1.

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。   A boiling water nuclear reactor control rod according to embodiment 3, which is another embodiment of the present invention, will be described with reference to FIG. In the control rod 1B of the present embodiment, the shape of a part of the openings (openings positioned on the handle 3 side) arranged in the axial direction in the control rod 1 of the first embodiment is directed from the handle 3 to the lower support member 4. The structure is formed so as to spread. Other configurations of the control rod 1B are the same as those of the control rod 1.

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40A,40A,40A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40A,40A,40A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40A,40A及び40Aにおいて、開口部40Aの、下部支持部材4側の端部での幅、開口部40Aの、下部支持部材4側の端部での幅、及び開口部40Aの、下部支持部材4側の端部での幅は、開口部40A,40A及び40Aの順に広くなっている。開口部40Aの、ハンドル3側の端部での幅は、開口部40A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40Aの、ハンドル3側の端部での幅は、開口部40A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40A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。 The openings 40A 1 , 40A 2 , 40A 3 formed in the plate member 4A forming the blades 2A, 2C have a width at the end on the lower support member 4 side that is larger than a width at the end on the handle side. It is getting bigger. Therefore, in each of the openings 40A 1, 40A 2, 40A 3 , opposite sides is an inclined surface. Furthermore, in the openings 40A 1 , 40A 2 and 40A 3 , the width of the opening 40A 1 at the end on the lower support member 4 side, the width of the opening 40A 2 at the end on the lower support member 4 side, and the opening 40A 3, the width of the end portion of the lower support member 4 side is wider in the order of the opening 40A 1, 40A 2 and 40A 3. Openings 40A 2, the width at the end of the handle 3 side of the opening 40A 1, is slightly wider than the width of the end portion of the lower support member 4 side. Openings 40A 3, width at the end of the handle 3 side of the opening 40A 2, is slightly wider than the width of the end portion of the lower support member 4 side. The remaining shape of the opening 40A 4 formed in the plate member 4A is in a rectangle extending in the axial direction of the control rod 1B.

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40B,40B,40B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40B,40B,40B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40B,40B及び40Bにおいて、開口部40Bの、下部支持部材4側の端部での幅、開口部40Bの、下部支持部材4側の端部での幅、及び開口部40Bの、下部支持部材4側の端部での幅は、開口部40B,40B及び40Bの順に広くなっている。開口部40Bの、ハンドル3側の端部での幅は、開口部40B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40Bの、ハンドル3側の端部での幅は、開口部40B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40B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。 The openings 40B 1 , 40B 2 , 40B 3 formed in the plate member 4B forming the blade 2B and the plate member 4C forming the blade 2D are also end portions on the lower support member 4 side. The width at is larger than the width at the end on the handle side (see FIG. 27). Therefore, in each of the openings 40B 1, 40B 2, 40B 3 , opposite sides is an inclined surface. Further, in the openings 40B 1 , 40B 2 and 40B 3 , the width of the opening 40B 1 at the end on the lower support member 4 side, the width of the opening 40B 2 at the end on the lower support member 4 side, And the width of the opening 40B 3 at the end on the lower support member 4 side becomes wider in the order of the openings 40B 1 , 40B 2 and 40B 3 . The opening 40B 2, the width at the end of the handle 3 side of the opening 40B 1, and slightly wider than the width of the end portion of the lower support member 4 side. The opening 40B 3, width at the end of the handle 3 side of the opening 40B 2, are slightly wider than the width of the end portion of the lower support member 4 side. Integrated plate member 4B, the remaining shape of the opening 40B 4 formed in 4C is in a rectangle extending in the axial direction of the control rod 1B.

ブレード2Bとブレード2Dを結合している架橋部6B,6B,6Bは、開口部40A,40A,40A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6A,6A,6Aは、開口部40B,40B,40B内に別々に配置される。 The bridging portions 6B 1 , 6B 2 , 6B 3 connecting the blade 2B and the blade 2D are separately arranged in the openings 40A 1 , 40A 2 , 40A 3 . The bridging portions 6A 1 , 6A 2 , 6A 3 connecting the blade 2A and the blade 2C are separately arranged in the openings 40B 1 , 40B 2 , 40B 3 .

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。   Similarly to the control rod 1, the control rod 1B includes a first region including the first cross section (the integrated connecting portions 5A to 5C and the lower support member 4), and a second region including the second cross section. (A region between the bridging portions in the axial direction of the control rod) and a third region including the third cross section (each region where each bridging portion is located).

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。   Further, in the control rod 1B, which is a part of a plurality of bridging portions that couple a pair of blades, a plurality of bridging portions that couple a pair of blades (for example, blades 2B and 2D) that exist in the upper region of the control rod 1B. The width of the plurality of gaps formed between the blades (for example, the blades 2A and 2C) orthogonal to the bridge portions (for example, the bridge portions 6B) (for example, the plurality of bridge portions 6A) 1, the positions formed in the plurality of gaps formed by the above-described partial bridging portions (for example, bridging portions 6A) that couple the pair of blades (for example, blades 2A and 2C) are control rods 1. The gap closer to the insertion end (handle 3) is narrower.

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。   In the present embodiment, each effect produced in the first embodiment can be obtained.

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。   A boiling water reactor control rod according to embodiment 4, which is another embodiment of the present invention, will be described with reference to FIGS. In the control rod 1C of the present embodiment, an opening is formed in the bridging portion that couples a pair of blades in the control rod 1 of the first embodiment, and the width of the opening formed in the bridging portion toward the handle 3 is set to the handle 3. It has the structure which narrows the bridge | crosslinking part near. Other configurations of the control rod 1A are the same as those of the control rod 1.

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。   Five bridging portions that join the blade 2B and the blade 2D are formed in the axial direction of the control rod 1C on the plate members 4B and 4C that are joined and integrated. FIG. 21 shows two bridging portions 43A and 43B located on the handle 3 side among these bridging portions. The bridging portion 43A is located closer to the handle 3 than the bridging portion 43B.

さらに、開口部41B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41B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8Bに連通している。開口部41Bが架橋部43Aと架橋部43Bの間に形成され、開口部41B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41B及び41Bはブレード2Bとブレード2Dの間に配置される。 Furthermore, the opening 41B 1 is formed between the blade 2B and the blade 2D the handle 3 side of the bridge portion 43A. This opening 41B 1 by binding the connecting portion 5C and the connecting portion 5B, and communicates with the opening 8B 1 formed in the combined plate member 4B and 4C. Opening 41B 3 is formed between the bridge portion 43A and the bridge portions 43B, without other bridge section (shown with an opening 41B 5 is adjacent the lower support member 4 side bridge portion 43B of the bridge portion 43B Toko ). Openings (not shown) are also formed between three bridging portions (not shown) formed closer to the lower support member 4 than the bridging portion 43B. Opening 41B 3 and 41B 5 is disposed between the blade 2B and the blade 2D.

開口部41Bが架橋部43Aに形成され、開口部41Bが架橋部43Bに形成される。開口部41B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41B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41B及び開口部41Bの、ブレード2B,2Dの幅方向における幅は、開口部41B,41B及び41B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41Bよりもハンドル3の近くに配置される開口部41Bの、ブレード2B,2Dの幅方向における幅は、開口部41Bのその幅よりも狭くなっている。 Opening 41B 2 are formed on the bridge portion 43A, the opening 41B 4 are formed on the bridge portion 43B. The opening 41B 2, blade 2B, the width in the width direction of the 2D is, for example, a Wo1, openings 41B 4, blade 2B, the width in the width direction of the 2D is, for example, Wo2. Openings are also formed in the remaining three bridging portions. The widths of the openings formed in the three bridging portions in the width direction of the blades 2B and 2D are the same as the width of the gap between the blades 2B and 2B, for example, Wo3. Openings 41B 2 and the opening 41B 4, blade 2B, the width in the width direction of the 2D is narrower than the width in the width direction of the opening 41B 1, 41B 3 and 41B 5. Moreover, the opening 41B 2 positioned near the handle 3 from the opening portion 41B 4, blade 2B, the width in the width direction of the 2D is narrower than the width of the opening 41B 4.

連結部5B,5Cから下部支持部材4に向かって、開口部41B,41B,41B,41B,及び41B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41B,41B,41B,41B,及び41Bの右に存在し、ブレード2Dが開口部41B,41B,41B,41B,及び41Bの左に存在する。 Openings 41B 1 , 41B 2 , 41B 3 , 41B 4 , and 41B 5 are formed in this order from the connecting portions 5B and 5C toward the lower support member 4. These openings are arranged on the axis of the control rod 1C. In Figure 21, the blade 2B openings 41B 1, 41B 2, 41B 3 , 41B 4, and present in the right 41B 5, blade 2D openings 41B 1, 41B 2, 41B 3 , 41B 4, and 41B 5 Present to the left of

架橋部43Aは、開口部41B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44A及び44Aを形成している。架橋部43Aは架橋44A及び44Aを含んでいる。架橋44A及び44Aのそれぞれの高さは、架橋部43Aの高さから開口部41B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41B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44A及び44Aを形成している。架橋部43Bは架橋44A及び44Aを含んでいる。架橋44A及び44Aのそれぞれの高さは、架橋部43Bの高さから開口部41Bの高さを引いて得られる高さの1/2である。 Bridge portion 43A is by the formation of the opening 41B 2, blade 2B, in the center of the 2D in the width direction to form the two bridge 44A 1 and 44A 2. Bridge portion 43A includes a cross-linking 44A 1 and 44A 2. Each of the height of the bridge 44A 1 and 44A 2 is half of the height obtained is by subtracting the height of the opening portion 41B 2 from the height of the bridge portion 43A. Bridge portion 43B is by the formation of the opening 41B 4, the blade 2B, in the center of the 2D in the width direction to form the two bridge 44A 3 and 44A 4. Bridge portion 43B includes a bridge 44A 3 and 44A 4. Each of the height of the bridge 44A 3 and 44A 4 are half the height obtained is by subtracting the height of the opening portion 41B 4 from the height of the bridge portion 43B.

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41B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44A及び44Aと同じ高さを有する2つの架橋でそれぞれ構成される。 As described above, the width in the width direction of the blades 2B and 2D of the respective openings formed in the three bridging portions located on the lower support member 4 side with respect to the bridging portion 43B is the same as that of the opening 41B 1 or the like. It is the same as the width in the width direction. Therefore, the three bridge portions are substantially, respectively composed of two bridge having the same height as the two bridge 44A 3 and 44A 4 in cross section 43B.

架橋44A及び44Aよりもハンドル3の近くに存在する架橋44A及び44Aのブレードの幅方向における長さは、架橋44A及び44A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。 The length in the width direction of the blade of the bridge 44A 1 and 44A 2 present near the bridge 44A 3 and 44A 4 wheel 3 than is shorter than the length in the width direction of the bridge 44A 3 and 44A 4 blade .

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6A及び6Aが示されている。架橋部6Aは架橋部6Aよりもハンドル3側に位置している。 Five bridging portions that join the blade 2A and the blade 2C to the plate member 4A are formed in the axial direction of the control rod 1C. Figure 22, of these bridge portions, two bridge portions 6A 1 and 6A 2 located on the handle 3 side is shown. Bridge portions 6A 1 is located on the handle 3 side of the bridge portion 6A 2.

さらに、開口部41Aが、架橋部6A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41A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8Aに連通している。開口部41Aが架橋部6Aと架橋部6Aの間に形成され、開口部41Aが架橋部6Aとこの架橋部6A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6A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。 Moreover, the opening 41A 1 is formed between the blade 2A and the blade 2C the handle 3 side of the bridge portion 6A 1. The opening 41A 1 communicates with the opening 8A 1 formed in the plate member A by forming the connecting portion 5A. Openings 41A 4 is formed between the bridge portion 6A 1 and bridge portions 6A 2, another bridge an opening 41A 7 is adjacent the lower support member 4 side bridge portion 6A 2 bridge portions 6A 2 Toko (Not shown). Opening to mutual three bridge portions which are formed on the lower support member 4 side of the bridge portion 6A 2 (not shown) (not shown) is formed.

開口部41A及び41Aが架橋部6Aに形成され、開口部41A及び41Aが架橋部6Aに形成される。開口部41Aが開口部41Aと連通し、開口部41Aが開口部41Aと連通している。開口部41Aが開口部41Aに連通され、開口部41Aが開口部41Aに連通される。開口部41A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41A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41A,41A,41A及び41Aのそれぞれのブレードの幅方向における幅は開口部41A,41A及び41A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41A,41A及び41Aのそれぞれのブレードの幅方向における幅は、開口部41A,41A及び41Aの順に狭くなっている。開口部41A,41A,41A及び41A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。 Openings 41A 2 and 41A 3 are formed on the bridge portion 6A 1, openings 41A 5 and 41A 3 are formed on the bridge portion 6A 2. Openings 41A 2 communicates with the opening 41A 1, openings 41A 3 is in communication with the opening 41A 4. Openings 41A 5 is communicated with the opening 41A 4, the opening 41A 6 is communicated with the opening 41A 7. Openings 41A 2, blade 2A, the width in the width direction of 2C, for example, a Wo1, the opening 41A 5, blade 2A, the width in the width direction of 2C is, for example, Wo2. The width in the width direction of each blade of the openings 41A 2 , 41A 3 , 41A 5 and 41A 6 is narrower than the width in the width direction of the blades of the openings 41A 1 , 41A 4 and 41A 7 . Further, the widths of the opening portions 41A 2 , 41A 3 and 41A 5 in the width direction of the respective blades become narrower in the order of the opening portions 41A 5 , 41A 3 and 41A 2 . The width of each of the openings 41A 2 , 41A 3 , 41A 5 and 41A 6 in the width direction of the blade is narrower as the opening located near the handle 3 among these openings.

架橋部6A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6A及び6A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6A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41Bの幅と同じ幅を有する2つの開口部が、架橋部6A及び6A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。 The three bridging portions formed on the lower support member 4 side than the bridging portion 6A 2 do not form openings like the bridging portions 6A 1 and 6A 2 and have the same shape as the bridging portion 6A 3 in the first embodiment. have. In other words, in the three bridge portions, said two openings having the same width as the width of the opening 41B 5 is also formed in the same manner as the bridge portions 6A 1 and 6A 2, three bridge portions It becomes a part of opening part which exists in each handle 3 side and the lower support member 4 side.

連結部5Aから下部支持部材4に向かって、開口部41A,41A,41A,41A,41A,41A及び41A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41A,41A,41A,41A,41A,41A及び41Aの右に存在し、ブレード2Cが開口部41A,41A,41A,41A,41A,41A及び41Aの左に存在する。 Openings 41A 1 , 41A 2 , 41A 3 , 41A 4 , 41A 5 , 41A 6 and 41A 7 are formed in this order from the connecting portion 5A toward the lower support member 4. These openings are arranged on the axis of the control rod 1C. In FIG. 22, the blade 2A is present to the right of the openings 41A 1 , 41A 2 , 41A 3 , 41A 4 , 41A 5 , 41A 6 and 41A 7 , and the blade 2C is the openings 41A 1 , 41A 2 , 41A 3 , 41A. 4 , 41A 5 , 41A 6 and 41A 7 are on the left.

架橋部6Aは、開口部41A及び41A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41Aと開口部41Aの間に、1つの架橋42Aを形成している。架橋部6Aは架橋42Aを含んでいる。架橋42Aの高さは、架橋部6Aの高さから開口部41A及び41A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41Bの高さよりも低くなっている。架橋部6Aは、開口部41A及び41A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41Aと開口部41Aの間に、1つの架橋42Aを形成している。架橋部6Aは架橋42Aを含んでいる。架橋42Aの高さは、架橋部6Aの高さから開口部41A及び41A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41Bの高さよりも低くなっている。 The bridging portion 6A 1 is formed by forming one bridging 42A 1 between the opening 41A 2 and the opening 41A 3 at the center in the width direction of the blades 2A and 2C by forming the openings 41A 2 and 41A 3. Yes. Bridge portions 6A 1 includes a bridge 42A 1. The height of the bridge 42A 1 is from height bridge section 6A 1 is a height obtained by subtracting each of the height of the opening portion 41A 2 and 41A 3, the opening 41B 2 formed on the bridge portion 43A It is lower than the height. The bridging portion 6A 2 is formed by forming one bridging 42A 2 between the opening 41A 5 and the opening 41A 6 at the center in the width direction of the blades 2A and 2C by forming the openings 41A 5 and 41A 6. Yes. Bridge 6A 2 includes a bridge 42A 2. The height of the bridge 42A 2 is from height bridge section 6A 2 are each of height obtained by subtracting the height of the opening portion 41A 5 and 41A 6, the opening 41B 4 formed in the bridge portion 43B It is lower than the height.

架橋42Aよりもハンドル3の近くに存在する架橋42Aのブレードの幅方向における長さは、架橋42A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。 The length in the width direction of the blade of the bridge 42A 1 existing near the handle 3 than crosslinking 42A 2 is shorter than the length in the width direction of the bridge 42A 2 blades.

ブレード2A,2Cを結合する架橋部6Aの架橋42Aは開口部41B内に配置される。ブレード2A,2Cを結合する架橋部6Aの架橋42Aは開口部41B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44Aは開口部41A内に配置され、架橋部43Aの架橋44Aは開口部41A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44Aは開口部41A内に配置され、架橋部43Bの架橋44Aは開口部41A内に配置される。 Blade 2A, crosslinked 42A 1 of the bridge portion 6A 1 to bind 2C is disposed in the opening 41B 2. Blade 2A, crosslinked 42A 2 of the bridge portions 6A 2 that binds 2C is disposed in an opening 41B 4. Blade 2B, crosslinking 44A 1 of the bridge portion 43A for coupling the 2D is disposed in the opening 41A 2, bridge 44A 2 of the bridge portion 43A is disposed in the opening 41A in 3. Blade 2B, crosslinking 44A 3 of the bridge portion 43B for coupling the 2D is disposed in the opening 41A in 5, crosslinking 44A 4 bridge portions 43B are disposed in an opening 41A in 6.

架橋部6A、具体的には架橋42Aと開口部41B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6A、具体的には架橋42Aと開口部41B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44Aと開口部41A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44Aと開口部41A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44Aと開口部41A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44Aと開口部41A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。 The width of each gap formed between the opposing side surfaces of the bridging portion 6A 1 , specifically the bridging 42A 1 and the opening portion 41B 2 , is equal to the bridging portion 6A 2 , specifically the bridging portion 42A 2 and the opening portion. 41B 4 is narrower than the width of each gap formed between the opposing side surfaces. Bridge portions 43B, each gap width is specifically formed between the opposite sides of the bridge 44A 4 and the opening 41A 6, the bridge portion 43B, in particular of the crosslinked 44A 3 and the opening portion 41A 5 each of the gap width formed between each opposing side surfaces, bridge portion 43A, each of the gap width is specifically formed between the opposite sides of the bridge 44A 2 and the opening 41A 3 and, bridge portions 43A, each of the gap width is specifically formed between the opposite sides of the bridge 44A 1 and the opening 41A 2 is made narrower toward the handle 3 in this order.

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。   Similarly to the control rod 1, the control rod 1C includes a first region including the first cross section (the integrated connecting portions 5A to 5C and the lower support member 4), and a second region including the second cross section. (A region between the bridging portions in the axial direction of the control rod) and a third region including the third cross section (each region where each bridging portion is located).

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。   As in the first embodiment, when the control rod 1C, which has been fully extracted from the core, is inserted between the fuel assemblies in the core at the time of an earthquake, it is affected by the displacement of the fuel assemblies in the horizontal direction. A cross-linking portion (specifically, cross-linking) that connects a pair of displaced blades is orthogonal to the cross-linking portion (specifically cross-linking), that is, the cross-linking portion (specifically, cross-linking). ) Is constrained by the opposing side surfaces of the opening where the blades are disposed, so that it is possible to suppress the buckling deformation of the blade during rapid insertion into the core during an excessive earthquake. The control rod 1 of the present embodiment can obtain good insertability into the core even during an excessive earthquake.

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。   Also in the present embodiment, a plurality of bridging portions (for example, a plurality of bridging portions 6A) that couple a pair of blades (for example, blades 2A and 2C), which exist in the upper region of the control rod 1C, and these bridging portions (for example, , The width of the gap formed between the other bridging portions orthogonal to the bridging portion 6A) (for example, the bridging portions 43A and 43B and the blades 2B and 2D are coupled) Of the plurality of bridging portions (for example, the plural bridging portions 6A) that connect the blades (for example, the blades 2A and 2C), as described above, the gap formed by the bridging portions that are located closer to the handle 3 is narrower. It has become. For this reason, even if the pair of blades of the control rod 1C are displaced in the direction in which the fuel support bracket 38 vibrates due to the earthquake due to the forced displacement 30 applied from the fuel support bracket 38 in the event of an earthquake, the blades are close to the handle 3. As the cross-linked portion is present, the movement in the horizontal direction is more quickly restrained by other cross-linked portions orthogonal to the cross-linked portion, and the amount of movement in the horizontal direction is reduced. Therefore, similar to the control rod 1, the blades 2A, 2B, 2C and 2D are coupled to each other, and are generated in the first region including the first cross section formed at the upper end portion of the handle 3 (part of the connecting portion 5A). The fixed end moment can be reduced, and is generated at a portion (for example, handle elements 3F and 3G) where a pair of blades (for example, blades 2B and 2D) connected at the bridging portion are connected to the first region. Stress can be reduced. In the present embodiment, when an earthquake occurs, a certain bridging portion located closer to the handle 3 is more quickly restrained in the horizontal direction by another bridging portion orthogonal to the bridging portion. In Example 1, this is the same as that a certain bridging portion located closer to the handle 3 is restrained from moving in the horizontal direction earlier by a blade orthogonal to the bridging portion.

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。   In the present embodiment, each effect produced in the first embodiment can be obtained.

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。   Here, the features of the control rod 1 of the first embodiment, the control rod 1B of the third embodiment, and the control rod 1C of the fourth embodiment will be described. The features of each of these embodiments are summarized in FIG. The effect of reducing the local fixed end moment generated in the first region existing at the insertion end of the control rod (upper end of the handle) and the insertability into the core at the time of the earthquake are different in the control rod of each embodiment. No (see function in FIG. 23). In consideration of manufacturability of the opening portion 41 composed of the bridging portion 6, the bridging portion 44 and the protrusion 43 provided on the control rod, and the gap formed between the bridging portion 6 and the opening portion 41, Embodiments 1 and 3 Since each control rod can reduce gap formation, it is superior to the control rod of the fourth embodiment. Further, with respect to the displacement of the control rod with respect to the direction in which the forced displacement is applied from the fuel support fitting when the earthquake occurs, the control rod 1C of the fourth embodiment generates the same displacement regardless of the direction of the forced displacement. .

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。   A boiling water reactor control rod according to embodiment 5, which is another embodiment of the present invention, will be described with reference to FIGS. 24 and 25. FIG. The control rod 1D of the present embodiment has a configuration in which the handle 3 is replaced with the handle 3A in the control rod 1 of the first embodiment. Other configurations of the control rod 1D are the same as those of the control rod 1.

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。   The handle 3A not only forms a first region in which the connecting portions 5A, 5B and 5C are integrally connected to the upper end portion of the handle 3A, but also connects the connecting portions 33, 33A and 33B to the lower end portion of the handle 3A. The first region is formed. The upper ends of the blades 2A, 2B, 2C, and 2D are joined to the connecting portions 33, 33A, and 33B that are integrally coupled to the handle 3A by welding.

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。   Similarly to the control rod 1, the control rod 1 </ b> D also includes the first region including the first cross section (the integrated connecting portions 5 </ b> A to 5 </ b> C, the integrated connecting portions 33 to 33 </ b> B, and the lower support member 4. ), A second region including the second cross section (region between the bridging portions in the axial direction of the control rod) and a third region including the third cross section (each region where each bridging portion is located). Yes.

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。   This embodiment can also obtain each effect produced in the first embodiment. However, the reduction of the fixed end moment in the present embodiment is mainly performed on the first region which is a portion of the integrated connecting portions 33 to 33B, and is connected to the first region, and supports the fuel in the event of an earthquake. The stress generated by the pair of blades that are displaced under the influence of the forced displacement 30 applied from the metal fitting 38 can be reduced.

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。   A boiling water reactor control rod according to embodiment 6, which is another embodiment of the present invention, will be described with reference to FIGS. 26 and 27. FIG. The control rod 1E of the present embodiment has a configuration in which the handle 3 is replaced with the handle 3A in the control rod 1B of the third embodiment. Other configurations of the control rod 1E are the same as those of the control rod 1B.

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。   The handle 3A not only forms a first region in which the connecting portions 5A, 5B and 5C are integrally connected to the upper end portion of the handle 3A, but also connects the connecting portions 33, 33A and 33B to the lower end portion of the handle 3A. The first region is formed. The upper ends of the blades 2A, 2B, 2C, and 2D are joined to the connecting portions 33, 33A, and 33B that are integrally coupled to the handle 3A by welding.

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。   Similarly to the control rod 1B, the control rod 1E also includes the first region including the first cross section (the integrated connecting portions 5A to 5C, the integrated connecting portions 33 to 33B, and the lower support member 4). ), A second region including the second cross section (region between the bridging portions in the axial direction of the control rod) and a third region including the third cross section (each region where each bridging portion is located). Yes.

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。   This embodiment can also obtain each effect produced in the first embodiment. However, the reduction of the fixed end moment in the present embodiment is mainly performed on the first region which is a portion of the integrated connecting portions 33 to 33B, and is connected to the first region, and supports the fuel in the event of an earthquake. The stress generated by the pair of blades that are displaced under the influence of the forced displacement 30 applied from the metal fitting 38 can be reduced.

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。   A boiling water nuclear reactor control rod according to embodiment 6, which is another embodiment of the present invention, will be described with reference to FIGS. 28 and 29. FIG. The control rod 1F of the present embodiment has a configuration in which the handle 3 is replaced with the handle 3A in the control rod 1C of the fourth embodiment. Other configurations of the control rod 1E are the same as those of the control rod 1B.

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。   The handle 3A not only forms a first region in which the connecting portions 5A, 5B and 5C are integrally connected to the upper end portion of the handle 3A, but also connects the connecting portions 33, 33A and 33B to the lower end portion of the handle 3A. The first region is formed. The upper ends of the blades 2A, 2B, 2C, and 2D are joined to the connecting portions 33, 33A, and 33B that are integrally coupled to the handle 3A by welding.

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。   Similarly to the control rod 1C, the control rod 1F has a first region including the first cross section (the integrated connecting portions 5A to 5C, the integrated connecting portions 33 to 33B, and the lower support member 4). ), A second region including the second cross section (region between the bridging portions in the axial direction of the control rod) and a third region including the third cross section (each region where each bridging portion is located). Yes.

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。   This embodiment can also obtain each effect produced in the first embodiment. However, the reduction of the fixed end moment in the present embodiment is mainly performed on the first region which is a portion of the integrated connecting portions 33 to 33B, and is connected to the first region, and supports the fuel in the event of an earthquake. The stress generated by the pair of blades that are displaced under the influence of the forced displacement 30 applied from the metal fitting 38 can be reduced.

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,17A〜17A,17B〜17B,33,33A,33B…連結部、6A〜6A,6B〜6B,44A〜44A…架橋部、7A,7B,7C,7D…中性子吸収材充填部、8A〜8A,8B〜8b,41A〜41A,41B〜41B…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。 1~1F ... control rod, 2A, 2B, 2C, 2D ... blade, 3, 3A ... handle, 4 ... lower support portion, 4A, 4B, 4C ... plate member, 5A~5C, 17A 1 ~17A 3, 17B 1 -17B 3 , 33, 33A, 33B ... connecting part, 6A 1 to 6A 3 , 6B 1 to 6B 3 , 44A 1 to 44A 4 ... bridging part, 7A, 7B, 7C, 7D ... neutron absorber filling part, 8A 1 8A 5 , 8B 1 to 8b 5 , 41A 1 to 41A 6 , 41B 1 to 41B 5 ... opening, 28, 28A, 28B ... neutron absorber filling hole, 29 ... neutron absorber, 37 ... fuel assembly, 38 ... Fuel support bracket.

Claims (12)

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。
A control rod for a boiling water reactor having four blades having a neutron absorber filling region in which a neutron absorber is accommodated and orthogonal to each other,
A plurality of regions formed in the axial direction of the control rod include a first region including a first cross section connecting the four blades to each other, and a second crossing where the four blades are separated from each other. A plurality of second regions arranged in the axial direction of the control rod including the surface, and a pair of the four blades of the four blades coupled by a bridging portion, and another pair orthogonal to the bridging portion A plurality of third regions disposed between the second regions in the axial direction, including a third cross section separated from each other by the blade,
The first region is disposed closer to the insertion end of the control rod than the plurality of second regions and the plurality of third regions,
The width of each gap formed between the bridging portion included in each of the plurality of third regions and the blade orthogonal to the bridging portion is determined by the pair of blades. A control rod for a boiling water reactor, which is narrowest in the gap formed by the bridging portion located closest to the insertion end portion among the plural bridging portions to be coupled.
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、A control rod for a boiling water reactor having four blades having a neutron absorber filling region in which a neutron absorber is accommodated and orthogonal to each other,
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、A plurality of regions formed in the axial direction of the control rod include a first region including a first cross section connecting the four blades to each other, and a second crossing where the four blades are separated from each other. A plurality of second regions arranged in the axial direction of the control rod including the surface, and a pair of the four blades of the four blades coupled by a bridging portion, and another pair orthogonal to the bridging portion A plurality of third regions disposed between the second regions in the axial direction, including a third cross section separated from each other by the blade,
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、The first region is disposed closer to the insertion end of the control rod than the plurality of second regions and the plurality of third regions,
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。The width of each gap formed between the bridging portion included in each of the plurality of third regions and the blade orthogonal to the bridging portion is determined by the pair of blades. A boiling water reactor control rod, wherein the gap formed by the bridge portion adjacent to the insertion end portion among the plurality of bridge portions to be coupled is narrower than the other gaps.
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。
A lower support member attached to the four blades to form the other end of the control rod opposite to the insertion end;
In each of the pair of blades, the plurality of bridging portions that couple the pair of blades are arranged on the insertion end portion side adjacent to the bridging portion that is present at a position closest to the insertion end portion. A first opening is formed between the pair of blades;
A second opening is formed between the pair of blades disposed on the side of the lower support member adjacent to the bridging portion present at the closest position;
Each side surface of the first and second openings facing each other in the width direction of the blade is an inclined surface,
The control rod for a boiling water reactor according to claim 1 or 2 , wherein the width of the first and second openings in the width direction of the blade is widened from the insertion end toward the lower support member. .
記4つのブレードのうち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。
A pair of said blades and the first plate member forming a first bridge portion a plurality of a plurality of bridge portions connecting these blades of the previous SL four blades, arranged orthogonal to the first plate member The second plate member that is coupled to the first plate member in the first region and forms the other one of the four blades, and is disposed perpendicular to the first plate member, The first plate member and the second plate member are coupled to the first plate member in the first region by extending in a direction opposite to the second plate member from the coupling position of the second plate member, and the remaining of the four blades A third plate member forming one of the blades;
Each of a plurality of second bridging portions that are the plurality of bridging portions that couple the blade formed on the second plate member and the blade formed on the third plate member is the second plate member. Formed by combining a part of the second bridging part formed by the remaining part of the second bridging part formed by the third plate member,
The boiling according to any one of claims 1 to 3 , wherein each of the blades has the neutron absorber filled in a plurality of neutron absorber filling holes formed in the corresponding plate member. Control rod for water reactor.
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。
A control rod for a boiling water reactor comprising four blades having a neutron absorber filling region in which a neutron absorber is accommodated and orthogonal to each other,
A plurality of regions formed in the axial direction of the control rod include a first region including a first cross section connecting the four blades to each other, and a second crossing where the four blades are separated from each other. A plurality of second regions arranged in the axial direction of the control rod including a surface, and a first pair of blades of the four blades are coupled by a bridging portion and are orthogonal to the bridging portion. A plurality of third regions arranged in the axial direction including a third cross section in which a pair of two blades are separated from each other;
The first region is disposed closer to the insertion end of the control rod than the plurality of second regions and the plurality of third regions, and the other end of the control rod on the side opposite to the insertion end A lower support member formed and attached to the four blades;
The first pair of blades that are located closest to the insertion end portion between the first pair of blades among the plurality of first bridging portions that couple the blades of the first pair of blades. Between the first pair of blades closer to the insertion end than the first bridging portion, and closer to the lower support member than the first bridging portion located closer to the lower support member, the first A first opening is formed between each of the pair of blades,
The plurality of first bridging portions connecting the respective blades of the first pair of blades each form a second opening;
Among the second pair of blades, the second pair of blades that connect the blades, and the second pair of blades are located between the second pair of blades and closest to the insertion end. Between the second pair of blades on the insertion end side with respect to the two bridging portions and on the lower support member side with respect to the second bridging portion located closest to the lower support member. A third opening is formed between each of the pair of blades,
The plurality of second bridging portions that couple the respective blades of the second pair of blades respectively have fourth openings that communicate with the third opening on the insertion end side of the second bridging portion. Forming,
Each of the second bridges is disposed separately through each of the second openings, and each of the first bridges is disposed separately through each of the fourth openings,
Each of the second openings formed in the plurality of first bridging portions, the side surfaces facing each other in the width direction of the first pair of blades, and each of the second openings separately penetrating each of the second openings. The width of each gap formed between the second bridging portions is the first of the plurality of first bridging portions that couple the first pair of blades at a position closest to the insertion end portion. The gap formed by the bridging portion and the second bridging portion is the narrowest,
Each of the fourth openings formed in a plurality of second bridging portions, which respectively penetrates the side surfaces facing each other in the width direction of the second pair of blades and the fourth openings separately. The width of each gap formed between the second bridging portions is the first of the plurality of second bridging portions that couple the second pair of blades at a position closest to the insertion end portion. A control rod for a boiling water reactor, which is narrowest in the gap formed by two bridging portions and the second bridging portion.
記4つのブレードのうち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に記載の沸騰水型原子炉用制御棒。
A pair of said blades and said plurality of first first plate member forming a bridge, the first region is arranged perpendicular to the first plate member that couples the blades of the previous SL four blades A second plate member that is coupled to the first plate member and forms the other one of the four blades, and is disposed orthogonal to the first plate member, The second plate member extends from the coupling position of the second plate member in a direction opposite to the second plate member and is coupled to the first plate member in the first region to form the remaining one of the four blades. A third plate member
Each of a plurality of second bridging portions that are the plurality of bridging portions that couple the blade formed on the second plate member and the blade formed on the third plate member is the second plate member. Formed by combining a part of the second bridging part formed by the remaining part of the second bridging part formed by the third plate member,
6. The boiling water reactor control rod according to claim 5 , wherein each of the blades has the neutron absorber filled in a plurality of neutron absorber filling holes formed in the corresponding plate member. .
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、The second plate member and the third plate member in which the pair of blades formed on the first plate member is coupled by the first bridging portion, and the third region is orthogonal to the first bridging portion. A plurality of fourth regions arranged between the second regions in the axial direction, including a fourth cross section in which the blades formed in each of the blades are separated from each other, the second plate member, and the third The blades formed on each of the plate members are coupled by the second bridging portion, and the pair of blades formed on the first plate member orthogonal to the second bridging portion are separated from each other. Including a plurality of fifth regions disposed between the second regions in the axial direction including five transverse sections;
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。The control rod for a boiling water reactor according to claim 4 or 6, wherein the fourth region and the fifth region are arranged at different positions in the axial direction.
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。 Handle, said four of said first coupled include blade, the second and third being disposed in said insertion end is thus formed on the plate members, according to claim 4 which is connected to each blade, The control rod for a boiling water reactor according to any one of 6 and 7 . 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ないしのいずれか1項に記載の沸騰水型原子炉用制御棒。 The control rod for a boiling water reactor according to any one of claims 1 to 8 , wherein compressive residual stress is applied to a joint portion of the plurality of plate members. 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。
A lower support member attached to the four blades to form the other end of the control rod opposite to the insertion end;
The first region for connecting the four blades to each other is formed at each of an end portion on the insertion end portion side and an end portion on the lower support member side of a handle disposed at the insertion end portion,
The lower support member side end portion of the first region is the first formed, coupled to the second and third each plate member, according to claim 4, wherein the handle is connected in front Symbol four blades, The control rod for a boiling water reactor according to any one of 6 and 7 .
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。 The control rod for a boiling water reactor according to claim 10 , wherein compressive residual stress is applied to a joint portion between the plurality of plate members and a joint portion between the handle and the plurality of plate members. 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ないしのいずれか1項に記載の沸騰水型原子炉用制御棒。 The boiling water reactor control rod according to any one of claims 1 to 4 , wherein the neutron absorbing material is filled in the bridging portion.
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