[发明专利]高温燃气炉用控制棒

说明书

技术领域

本发明涉及在原子能发电的高温燃气炉中使用的高温燃气炉用控制棒。

背景技术

在原子能发电的高温燃气炉中使用的高温燃气炉用控制棒是将多个控制棒元件沿着铅垂方向(上下方向)连结的结构，在各控制棒元件中收纳有B₄C等中子吸收体。

以往，作为高温燃气炉中的中子吸收体的收容机构即控制棒元件，开始使用金属系的高温燃气炉用控制棒，但在应用于炉心输出或输出密度大的温度条件严格的大规模的高温燃气炉时，若控制棒元件使用金属材料，则会引起金属的熔融，可能无法反复使用，这种情况成为技术课题。因此，在大规模的高温燃气炉中，作为取代金属材料的控制棒材料，有时使用可反复使用的C/C合成物制的高温燃气炉用控制棒或SiC/SiC合成物制的控制棒元件。

在此，作为由控制棒驱动装置进行升降驱动的高温燃气炉用控制棒的升降机构，已知有与控制棒元件固定成一体的金属线穿过各控制棒元件的内筒内部，使该金属线上下移动而使高温燃气炉用控制棒升降的机构。考虑到这种情况，提出了在各控制棒元件的外筒和内筒的下部设置螺钉或嵌合部来将各控制棒元件连接的机构(参照下述专利文献1)。若为这种机构，则能够在某种程度上抑制高温燃气炉用控制棒的摆动，然而在螺钉连接中具有如下的课题：由于在螺纹牙上集中有拉伸、弯曲、剪切等应力，因此无法增大悬吊载荷(即，控制棒元件的连结个数受限制)，而且，螺钉因稍微的摇晃等会发生断裂。

因此，提出有在使用了C/C合成物的外筒与内筒之间填充B₄C粉末而使其烧结，并且在控制棒元件的外筒内配置C/C制的连结用带，使用C/C制的十字的十字接头将该连结用带连结的结构(参照下述专利文献2)。需要说明的是，沿上下方向相邻的连结用带以扭转90°的状态配置。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开平03-134592号公报

【专利文献2】日本特开平06-148372号公报

然而，在上述以往的发明中，由于是利用连结用带将设置于各控制棒元件的十字状的十字接头之间连结的结构，因此不得不利用长条的连结用带来支承控制棒的整体重量，具有强度方面存在问题这样的课题。需要说明的是，在增大十字状的十字接头的直径而实现十字接头的强度提高时，必须相应减小连结用带的宽度，因此会导致连结用带的强度下降。另一方面，在增大连结用带的宽度而实现连结用带的强度提高时，必须相应减小十字状的十字接头的直径，因此会导致十字接头的强度下降。从而，作为高温燃气炉用控制棒整体，难以实现强度提高。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种通过高强度的支承结构，即使在被施加拉伸、弯曲、剪切等应力的情况下，也不会损害各控制棒元件之间的连结状态，且通过提高耐热性，能够飞跃性地提高高温燃气炉的安全性的高温燃气炉用控制棒。

本发明为了实现上述目的，而提供一种高温燃气炉用控制棒，具备多个在呈双重圆筒状的外筒与内筒之间配置有中子吸收体的控制棒元件，并将所述控制棒元件沿铅垂方向连结，其特征在于，在所述内筒内配置有至少支承所述中子吸收体的柱状的支承体，在该支承体的上下两端部中的至少一方的端部设有与其他控制棒元件连结的连结机构。

如上述构成那样，若在内筒内配置支承中子吸收体的支承体，则中子吸收体的重量施加给支承体，由于该支承体为柱状，因此比连结用带的强度高。从而，即使在被施加拉伸、弯曲、剪切等应力的情况下，也不会损害各控制棒元件之间的连结状态。因此，在向原子炉炉心的紧急插入及输出调整时，不会损伤控制棒主体，能够毫无障碍地进行之后的原子炉的再起动。而且，由于在支承体的上下两端部中的至少一方的端部设有与其他的控制棒元件连结的连结机构，因此也能够顺利地实现各控制棒元件间的连结。因此，能实现安全性的提高且利用简便的方法来制作高温燃气炉用控制棒。

优选的是，构成控制棒元件的构件中的除中子吸收体之外的构件由C/C合成物材料或SiC/SiC合成物材料构成。