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【発明の名称】 制御棒案内管および制御棒案内管における中板の固定方法
【発明者】 【氏名】藤原 芳久

【氏名】上坂 泰彦

【氏名】米元 聡志
【要約】 【課題】原子炉用の制御棒案内管において、囲板の中における中板の振動を低減すること。

【解決手段】長尺パイプからなり、その内部を長尺方向に沿って上下移動する制御棒集合体を囲む囲板２であって、長尺方向に直交する断面の形状が正多角形または円である囲板２と、囲板２の内周側に長尺方向に沿って複数備えられ、断面の中心側に、制御棒集合体が長尺方向に沿って移動可能な案内孔４が設けられた中板３とを備えてなる制御棒案内管１であって、中板３を囲板２に固定する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 長尺パイプからなり、その内部を長尺方向に沿って上下移動する制御棒集合体を囲む囲板であって、前記長尺方向に直交する断面の形状が正多角形または円である囲板と、前記囲板の内周側に前記長尺方向に沿って複数備えられ、前記断面の中心側に、前記制御棒集合体が前記長尺方向に沿って移動可能な案内孔が設けられた中板とを備えてなる制御棒案内管であって、前記中板を前記囲板に固定するようにしたことを特徴とする制御棒案内管。
【請求項２】 請求項１に記載の制御棒案内管において、前記中板を前記囲板にネジを用いて固定するようにしたことを特徴とする制御棒案内管。
【請求項３】 請求項１に記載の制御棒案内管において、前記中板にテーパーを挿入するテーパー挿入孔を穿孔し、前記囲板に前記テーパーを貫通させるテーパ−貫通孔を穿孔し、前記テーパー貫通孔を貫通させて前記テーパ−挿入孔にテーパーを挿入することによりこのテーパーを前記中板に固定し、前記中板に固定されたテーパーを前記囲板に溶接することによって前記中板を前記囲板に固定するようにしたことを特徴とする制御棒案内管。
【請求項４】 請求項１に記載の制御棒案内管において、前記中板の上部および下部を保持する保持部と突起部とを備え前記中板と前記囲板とを固定する固定手段を、前記中板の所定位置に配置するための位置決め穴を前記中板に穿孔し、前記穿孔された位置決め穴に前記突起部を嵌めることによって前記固定手段を前記中板の前記所定位置に配置するとともに、前記保持部によって前記中板の上部および下部を保持し、前記中板の上部および下部を保持した前記固定手段を前記囲板に溶接により固定するようにしたことを特徴とする制御棒案内管。
【請求項５】 長尺パイプからなり、その内部を長尺方向に沿って移動する制御棒集合体を囲む囲板であって、前記長尺方向に直交する断面の形状が正多角形または円である囲板と、前記囲板の内周側に前記長尺方向に沿って複数備えられ、前記断面の中心側に、前記制御棒集合体が前記長尺方向に沿って移動可能な案内孔が設けられた前記断面の形状が対称体である中板とを備えてなる制御棒案内管であって、前記中板の前記断面の対称体の各辺において、前記断面の中心と前記辺の中央点とを結ぶ軸線に対して互いに対称な位置に固定部材を配し、前記固定部材によって前記中板を前記囲板に固定するようにしたことを特徴とする制御棒案内管。
【請求項６】 長尺パイプからなり、その内部を長尺方向に沿って上下移動する制御棒集合体を囲む囲板であって、前記長尺方向に直交する断面の形状が正多角形または円である囲板と、前記囲板の内周側に前記長尺方向に沿って複数備えられ、前記断面の中心側に、前記制御棒集合体が前記長尺方向に沿って移動可能な案内孔が設けられた中板とを備えてなる制御棒案内管における前記中板の固定方法であって、前記中板を前記囲板にネジを用いて固定するようにしたことを特徴とする制御棒案内管における中板の固定方法。
【請求項７】 請求項６に記載の制御棒案内管における中板の固定方法において、前記中板にテーパーを挿入するテーパー挿入孔を穿孔する段階と、前記囲板に前記テーパーを貫通させるテーパ−貫通孔を穿孔する段階と、前記テーパー貫通孔を貫通させて前記テーパ−挿入孔にテーパーを挿入することによりこのテーパーを前記中板に固定する段階と、前記中板に固定されたテーパーを前記囲板に溶接する段階とからなることを特徴とする制御棒案内管における中板の固定方法。
【請求項８】 請求項６に記載の制御棒案内管における中板の固定方法において、前記中板の上部および下部を保持する保持部と突起部とを備え前記中板と前記囲板とを固定する固定手段を、前記中板の所定位置に配置するための位置決め穴を前記中板に穿孔する段階と、前記穿孔された位置決め穴に前記突起部を嵌めることによって前記固定手段を前記中板の前記所定位置に配置するとともに、前記保持部によって前記中板の上部および下部を保持する段階と、前記中板の上部および下部を保持した前記固定手段を前記囲板に溶接により固定する段階とからなることを特徴とする制御棒案内管における中板の固定方法。
【請求項９】 長尺パイプからなり、その内部を長尺方向に沿って移動する制御棒集合体を囲む囲板であって、前記長尺方向に直交する断面の形状が正多角形または円である囲板と、前記囲板の内周側に前記長尺方向に沿って複数備えられ、前記断面の中心側に、前記制御棒集合体が前記長尺方向に沿って移動可能な案内孔が設けられた前記断面の形状が対称体である中板とを備えてなる制御棒案内管における前記中板の固定方法であって、前記中板の前記断面の対称体の各辺において、前記断面の中心と前記辺の中央点とを結ぶ軸線に対して互いに対称な位置に固定部材を配し、前記固定部材によって前記中板を前記囲板に固定するようにしたことを特徴とする制御棒案内管における中板の固定方法。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、制御棒案内管および制御棒案内管における中板の固定方法に係り、更に詳しくは、原子炉の炉心に未挿入の制御棒を収納する制御棒案内管、および制御棒案内管の構成部材であって、収納している制御棒を炉心に挿入する場合に、制御棒を所定の挿入位置に正しく導くための中板の固定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常、原子炉の出力を調節する場合には、内部に中性子を吸収する物質を充填した原子炉用制御棒が用いられている。
【０００３】この種の原子炉用制御棒４０は、図９（ａ）および図９（ｂ）に示すように、その両端が上部端栓４１および下部端栓４２で封入されたステンレス鋼製の被覆管４３を備え、この被覆管４３内にバネ４４で押圧された中性子吸収材４５が収納されている。
【０００４】このような原子炉用制御棒４０は、単独で用いられるのではなく、図１０に示すように、複数の原子炉用制御棒４０が束ねられて構成される制御棒集合体４７として用いられる。すなわち、このような制御棒集合体４７を、炉心へ挿入したり、炉心から引き抜いたりすることによって原子炉の出力が調整される。
【０００５】図１０に示す制御棒集合体４７は、加圧水型原子炉（以下「ＰＷＲ」と称する）用のものであり、スパイダー４８に複数本の原子炉用制御棒４０を、その中心軸４９を回転軸として１／４回転対称になるように配置して吊設することにより構成される。
【０００６】原子炉の出力を低下する場合には、図１１に示すような制御棒駆動装置５１を用いてスパイダー４８を駆動し、制御棒集合体４７を炉心上部から下降させる。これによって、原子炉用制御棒４０が、図１２に示すような燃料集合体５２内の制御棒案内シンブル５３に挿入され、炉心に負の反応度が投入されるので、原子炉出力が低下する。なお、制御棒案内シンブル５３は、原子炉用制御棒４０が挿入できるような中空管からなる。
【０００７】一方、原子炉の出力を上昇する場合には、制御棒駆動装置５１を用いてスパイダー４８を駆動し、制御棒集合体４７を上昇させる。これによって、原子炉用制御棒４０が、制御棒案内シンブル５３から引き抜かれ、炉心に正の反応度が投入されるので、原子炉出力が上昇する。このように、ＰＷＲでは、制御棒集合体４７の挿入引抜によって炉心の出力が制御される。
【０００８】図１３は、ＰＷＲにおける原子炉容器５５の一例を示す斜視図である。
【０００９】上述したような制御棒集合体４７は、制御棒案内シンブル５３に未挿入の場合には、原子炉容器５５の上部側に設けられた制御棒案内管１内に収納されている。この制御棒案内管１は、図１４（ａ）にその斜視図を示すように、断面円筒形状である上部案内管５６と断面正方形状である下部案内管５７とから構成されている。
【００１０】そして、図１４（ｂ）の断面図に示すように、円筒パイプ（上部案内管５６）および角管パイプ（下部案内管５７）からなる囲板２と、囲板２の内周側に固定ピン３４によって囲板２に固定された中板３とから構成されている。
【００１１】中板３は、スパイダー４８が横ズレすることなく、原子炉用制御棒４０が制御棒案内シンブル５３に正しく挿入されるようにガイドするためのものであり、制御棒案内管１の軸方向に沿って複数備えられている。図１４（ａ）において、固定ピン３４のある高さに中板３が備えられている。そして、その中心側は、スパイダー４８に吊設された原子炉用制御棒４０の配置形状にあわせて、制御棒案内孔４が穿孔されている。これによって、制御棒集合体４７を下降する場合には、原子炉用制御棒４０が、この制御棒案内孔４に沿って下降することによって所定の制御棒案内シンブル５３に正しく挿入される。また、制御棒集合体４７を上昇する場合には、制御棒案内シンブル５３から引抜かれた原子炉用制御棒４０がこの制御棒案内孔４に沿って真っ直ぐに引抜かれ、制御棒案内管１に再び収納される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このような従来の制御棒案内管では、以下のような問題がある。
【００１３】上述するような従来の制御棒案内管１では、各中板３は、４本の固定ピン３４によって、以下のようにして囲板２に固定されている。すなわち、図１５の断面図、および図１６の詳細図に示すように、まず、中板３に４箇所のピン穴３５が穿孔される。次に、囲板２のピン穴３５と対向する箇所に貫通孔７が穿孔され、この貫通孔７を介して、囲板２の外側から固定ピン３４がピン穴３５に嵌め込まれる。最後に、固定ピンヘッド３６が囲板２に溶接される（溶接部３７）ことによって中板３が囲板２に固定される。
【００１４】しかしながら、原子炉容器５５内では、図１３に示すように、入口ノズル５９から供給された冷却水６０が、図中矢印に示すように、燃料集合体５２の下部側から上部側へと高流量で循環して出口ノズル６０から流出されている。したがって、図１１に示すように、制御棒案内管１は、下部側から冷却水６１による流体力を外力として受ける。固定ピン３４は、ピン穴３５に嵌め込まれていても、溶接等は行われておらず完全に固定されている訳ではないので、図１６に示すように、ピン穴３５と固定ピン３４との間に僅かな隙間３８がある。中板３を囲板２に溶接によって固定することも考えられるが、中板３は囲板２の内部に収納されるように配置される都合上、溶接を行うことは困難である。また、囲板２は薄肉の長尺パイプであることから、溶接変形が生じ易く、軸方向の芯を一致させることが困難である。
【００１５】このように、ピン穴３５と固定ピン３４との間に僅かな隙間３８がある状態で中板３が冷却水６０によって外力を受けると、中板３は、この隙間３８の範囲で振動する。これによって、ピン穴３５と固定ピン３４とは互いに摩耗し、振動が益々大きくなり、ピン穴３５および固定ピン３４の摩耗がますます加速され、隙間３８が拡大し、振動も益々激しくなるという悪循環に陥る。
【００１６】囲板２の内部における中板３の振動が大きくなると、軸方向に複数備えられた中板３同士の芯にズレが生じ、原子炉用制御棒４０を移動させることができなくなるという問題がある。
【００１７】本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、原子炉の出力調整を行うための制御棒を原子炉内の所定の挿入場所に導くための中板を、この中板の外周を囲み制御棒を保護する囲板に固定する固定方法を改良し、もって、囲板の中における中板の振動を低減することが可能な制御棒案内管および制御棒案内管における中板の固定方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を講じる。
【００１９】すなわち、請求項１の発明では、長尺パイプからなり、その内部を長尺方向に沿って上下移動する制御棒集合体を囲む囲板であって、長尺方向に直交する断面の形状が正多角形または円である囲板と、囲板の内周側に長尺方向に沿って複数備えられ、断面の中心側に、制御棒集合体が長尺方向に沿って移動可能な案内孔が設けられた中板とを備えてなる制御棒案内管であって、中板を囲板に固定する。
【００２０】請求項２の発明では、請求項１の発明の制御棒案内管において、中板を囲板にネジを用いて固定する。
【００２１】請求項３の発明では、請求項１の発明の制御棒案内管において、中板にテーパーを挿入するテーパー挿入孔を穿孔し、囲板にテーパーを貫通させるテーパ−貫通孔を穿孔し、テーパー貫通孔を貫通させてテーパ−挿入孔にテーパーを挿入することによりこのテーパーを中板に固定し、中板に固定されたテーパーを囲板に溶接することによって中板を囲板に固定する。
【００２２】請求項４の発明では、請求項１の発明の制御棒案内管において、中板の上部および下部を保持する保持部と突起部とを備え中板と囲板とを固定する固定手段を、中板の所定位置に配置するための位置決め穴を中板に穿孔し、穿孔された位置決め穴に突起部を嵌めることによって固定手段を中板の所定位置に配置するとともに、保持部によって中板の上部および下部を保持し、中板の上部および下部を保持した固定手段を囲板に溶接により固定する。
【００２３】請求項５の発明では、長尺パイプからなり、その内部を長尺方向に沿って移動する制御棒集合体を囲む囲板であって、長尺方向に直交する断面の形状が正多角形または円である囲板と、囲板の内周側に長尺方向に沿って複数備えられ、断面の中心側に、制御棒集合体が長尺方向に沿って移動可能な案内孔が設けられた断面の形状が対称体である中板とを備えてなる制御棒案内管であって、中板の断面の対称体の各辺において、断面の中心と辺の中央点とを結ぶ軸線に対して互いに対称な位置に固定部材を配し、固定部材によって中板を囲板に固定する。
【００２４】請求項６の発明では、長尺パイプからなり、その内部を長尺方向に沿って上下移動する制御棒集合体を囲む囲板であって、長尺方向に直交する断面の形状が正多角形または円である囲板と、囲板の内周側に長尺方向に沿って複数備えられ、断面の中心側に、制御棒集合体が長尺方向に沿って移動可能な案内孔が設けられた中板とを備えてなる制御棒案内管における中板の固定方法であって、中板を囲板にネジを用いて固定する。
【００２５】請求項７の発明では、請求項６の発明の制御棒案内管における中板の固定方法において、中板にテーパーを挿入するテーパー挿入孔を穿孔する段階と、囲板にテーパーを貫通させるテーパ−貫通孔を穿孔する段階と、テーパー貫通孔を貫通させてテーパ−挿入孔にテーパーを挿入することによりこのテーパーを中板に固定する段階と、中板に固定されたテーパーを囲板に溶接する段階とからなる。
【００２６】請求項８の発明では、請求項６の発明の制御棒案内管における中板の固定方法において、中板の上部および下部を保持する保持部と突起部とを備え中板と囲板とを固定する固定手段を、中板の所定位置に配置するための位置決め穴を中板に穿孔する段階と、穿孔された位置決め穴に突起部を嵌めることによって固定手段を中板の所定位置に配置するとともに、保持部によって中板の上部および下部を保持する段階と、中板の上部および下部を保持した固定手段を囲板に溶接により固定する段階とからなる。
【００２７】請求項９の発明では、長尺パイプからなり、その内部を長尺方向に沿って移動する制御棒集合体を囲む囲板であって、長尺方向に直交する断面の形状が正多角形または円である囲板と、囲板の内周側に長尺方向に沿って複数備えられ、断面の中心側に、制御棒集合体が長尺方向に沿って移動可能な案内孔が設けられた断面の形状が対称体である中板とを備えてなる制御棒案内管における中板の固定方法であって、中板の断面の対称体の各辺において、断面の中心と辺の中央点とを結ぶ軸線に対して互いに対称な位置に固定部材を配し、固定部材によって中板を囲板に固定する。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２９】なお、以下の各実施の形態の説明に用いる図中の符号は、図９から図１６と同一部分については同一符号を付して示すことにする。
【００３０】（第１の実施の形態）第１の実施の形態を図１から図３を用いて説明する。
【００３１】図１および図２は、第１の実施の形態に係る中板の固定方法を適用した制御棒案内管１の断面図であって、特に、囲板２と中板３との固定部分を示すものである。図１は、断面形状が正方形である下部案内管５７の囲板２と中板３との固定部分を示すものであり、図２は、断面形状が円筒形である上部案内管５６の囲板２と中板３との固定部分を示すものである。
【００３２】本実施の形態に係る中板の固定方法を適用した制御棒案内管１は、以下のようにして構成する。
【００３３】まず、中板３に、テーパー５を挿入するテーパー挿入孔６を穿孔する。テーパー挿入孔６は、テーパー５が隙間無く挿入されるように、テーパー５の先端側の先細円錐形状にあわせて穿孔している。このテーパー挿入孔６は、最低４箇所設ける。図１に示すような下部案内管５７に関しては、断面の略正方形の各辺に少なくとも１箇所設け、図２に示すような、上部案内管５６に関しては、断面中心を中心として回転させた場合に、互いに回転対称となるような位置に少なくとも４箇所設ける。
【００３４】次に、テーパー５を貫通させる貫通孔７を、囲板２に穿孔する。そして、テーパー５を、囲板２の貫通孔７を貫通させて、中板３のテーパー挿入孔６に挿入することによりこのテーパー５を中板３に固定する。更に、中板３に固定されたテーパー５の頭部をリング８と溶接し（溶接部９）、このリング８を囲板２に溶接する（溶接部１０）。
【００３５】次に、以上のように構成した本実施の形態に係る中板の固定方法を適用した制御棒案内管の作用について説明する。
【００３６】すなわち、本実施の形態における中板の固定方法を適用した制御棒案内管では、まず、中板３にテーパー挿入孔６が、囲板２に貫通孔７がそれぞれ穿孔される。そして、貫通孔７を介してテーパー５がテーパー挿入孔６に挿入される。テーパー挿入孔６は、テーパー５が隙間無く挿入されるように、テーパー５の先端側の先細円錐形状にあわせて穿孔しているので、テーパー５はテーパー挿入孔６に隙間無く、密着して固定される。
【００３７】このようにして、各辺に少なくとも１箇所設けられたテーパー挿入孔６に密着して固定された各テーパー５は、その頭部がリング８と溶接され、更に、このリング８が囲板２に溶接される。これによって、中板３は囲板２に固定される。
【００３８】上述したように、本実施の形態に係る中板の固定方法を適用した制御棒案内管においては、上記のような作用により、テーパー５を用いることによって、中板３を囲板２に固定することができる。中板３の固定部材であるテーパー５は、中板３に穿孔されたテーパー挿入孔６に隙間無く、密着して固定されるので、中板３が、原子炉容器５５を流れる冷却水による流体力を外力として受けても、それによって振動することは無い。
【００３９】したがって、原子炉用制御棒４０が上下に移動する方向である軸方向に複数備えられた中板３同士の芯にズレが生じることもなく、原子力発電所の運転の信頼性を高めることが可能となる。
【００４０】なお、本発明の実施の形態は、上記構成に限定されるものではなく、次のようにしても同様に実施できるものである。
【００４１】図３は、本実施の形態の変形例を示すものであり、テーパー５の代わりにネジ付きピン１２を適用したものである。このネジ付きピン１２はその先端部を球面状に加工している。一方、中板３の、ネジ付きピン１２の先端部によって押圧される部もまた球面状に加工している。更にこのネジ付きピン１２は、ネジ１３を備えている。
【００４２】このような構成によって、各辺に少なくとも設けられたネジ付きピン１２は、ネジ１３によって囲板２にネジ固定されるとともに、その先端部が中板３を押圧固定する。ネジ付きピン１２の先端部、および中板３においてネジ付きピン１２の先端部によって押圧される部は、ともに球面状に加工している。これによって、ネジ付きピン１２の先端部と中板３との接触面積が確保され、ネジ付きピン１２が中板３を効率よく押圧することができるようにしている。更に、ネジ付きピン１２のピンヘッド１４を、囲板２の表面に溶接する（溶接部１５）。
【００４３】上述したような構成によっても、固定部材であるネジ付きピン１２と中板３とが隙間無く、密着して固定されるので、中板３が、原子炉容器５５内を流れる冷却水による流体力を外力として受けても、それによって振動することは無く、図１に示す中板の固定方法を適用した制御棒案内管と同様の効果が得られる。
【００４４】（第２の実施の形態）第２の実施の形態を図４を用いて説明する。
【００４５】図４（ａ）は、第２の実施の形態に係る中板の固定方法を適用した制御棒案内管の断面図であって、図４（ｂ）は、特に、囲板２と中板３との固定部分の詳細図を示すものである。ここでは、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００４６】本実施の形態に係る中板の固定方法を適用した制御棒案内管は、以下のようにして構成する。
【００４７】まず、中板３に、ネジ付きピン１７をネジ固定するためのネジ穴１８を穿孔する。このネジ穴１８は最低４箇所設ける。図１に示すような下部案内管５７ に関しては、断面の略正方形の各辺に少なくとも１箇所設け、図２に示すような、上部案内管５６ に関しては、断面中心を中心として回転させた場合に、互いに回転対称となるような位置に少なくとも４箇所設ける。
【００４８】次に、ネジ付きピン１７を貫通させる貫通孔７を、囲板２に穿孔する。そして、ネジ付きピン１７を、囲板２の貫通孔７を貫通させて、中板３のネジ穴１８にネジ固定することにより、ネジ付きピン１７を中板３に固定する。更に、ネジ付きピン１７をネジ穴１８にネジ込み、ピンヘッド１９が囲板２を押圧することによって、中板３と囲板２とを固定する。なお、必要に応じてピンヘッド１９を囲板２に溶接していも良い。
【００４９】次に、以上のように構成した本実施の形態に係る中板の固定方法を適用した制御棒案内管の作用について説明する。
【００５０】すなわち、本実施の形態における中板の固定方法を適用した制御棒案内管では、まず、中板３にネジ穴１８が、囲板２に貫通孔７がそれぞれ穿孔される。そして、貫通孔７を介してネジ付きピン１７がネジ穴１８にネジ固定される。また、ネジ付きピン１７をネジ穴１８にネジ込むことによって、囲板２がピンヘッド１９によって押圧固定される。このようにして、囲板２と中板３とが固定される。
【００５１】上述したような構成によっても、中板３が囲板２に固定されるので、第１の実施の形態で説明したものと同様の効果を奏することができる。
【００５２】（第３の実施の形態）第３の実施の形態を図５を用いて説明する。
【００５３】図５（ａ）は、第３の実施の形態に係る中板の固定方法を適用した制御棒案内管の断面図であって、図５（ｂ）は、特に、囲板２と中板３との固定部分の詳細図を示すものである。ここでは、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００５４】本実施の形態に係る中板の固定方法を適用した制御棒案内管は、以下のようにして構成する。
【００５５】まず、中板３に、薄肉パイプ２１を挿入して固定するための円周ミゾ付き穴２２を穿孔する。この円周ミゾ付き穴２２は、図５に示すように、部分的に他の穴径よりも太い穴径であるミゾ２３を備えている。この円周ミゾ付き穴２２は最低４箇所設ける。図１に示すような下部案内管５７ に関しては、断面の略正方形の各辺に少なくとも１箇所設け、図２に示すような、上部案内管５６ に関しては、断面中心を中心として回転させた場合に、互いに回転対称となるような位置に少なくとも４箇所設ける。
【００５６】次に、薄肉パイプ２１を貫通させる貫通孔７を、囲板２に穿孔する。そして、薄肉パイプ２１を、囲板２の貫通孔７を貫通させて、中板３の円周ミゾ付き穴２２に挿入する。そして、薄肉パイプ２１内にウレタンゴムを詰め、このウレタンゴムに力を加え圧縮する。圧縮されたウレタンゴムは、その圧縮力によって、薄肉パイプ２１を膨張させる。特に、ミゾ２３の内周側の薄肉パイプ２１は、ほぼミゾ２３に沿って膨張するので、このミゾ２３において薄肉パイプ２１と中板３とが固定されるようになる。ウレタンゴムは圧縮状態から解放されると、元の形状に戻るので、薄肉パイプ２１を膨張するために用いられた後には、薄肉パイプ２１から容易に引抜可能である。
【００５７】次に、中板３に固定された薄肉パイプ２１の頭部をリング２４と溶接し（溶接部２５）、このリング２４を更に囲板２に溶接する（溶接部２６）。このように、薄肉パイプ２１を用いて囲板２に中板３を固定する。
【００５８】次に、以上のように構成した本実施の形態に係る中板の固定方法を適用した制御棒案内管の作用について説明する。
【００５９】すなわち、本実施の形態における中板の固定方法を適用した制御棒案内管では、まず、中板３に薄肉パイプ２１を挿入するための円周ミゾ付き穴２２が、囲板２に薄肉パイプ２１を貫通させる貫通孔７がそれぞれ穿孔される。薄肉パイプ２１は、この貫通孔７を介して、中板３の円周ミゾ付き穴２２に挿入される。次に、薄肉パイプ２１内にウレタンゴムが詰め込まれ、このウレタンゴムが力を加えられると、ウレタンゴムが圧縮し、その圧縮力によって、薄肉パイプ２１が膨張する。特に、ミゾ２３の内周側の薄肉パイプ２１は、ほぼミゾ２３に沿って膨張するので、このミゾ２３において薄肉パイプ２１と中板３とが固定される。
【００６０】次に、中板３に固定された薄肉パイプ２１の頭部が、リング２４と溶接され（溶接部２５）、このリング２４が更に囲板２に溶接される（溶接部２６）。これによって、囲板２と中板３とが固定される。
【００６１】上述したような構成によっても、中板３が囲板２に固定されるので、第１の実施の形態で説明したものと同様の効果を奏することができる。
【００６２】（第４の実施の形態）第４の実施の形態を図６を用いて説明する。
【００６３】図６（ａ）は、第４の実施の形態に係る中板の固定方法を適用した制御棒案内管の断面図である。図６（ｂ）および図６（ｃ）は、特に、囲板２と中板３とを固定する固定治具２８の詳細図であって、図６（ｂ）は、この固定治具２８を囲板２の外側から見た正面図、図６（ｃ）は、中板３に固定された固定治具２８の、原子炉用制御棒４０が上下に移動する方向（軸方向）に沿った断面図を示すものである。図６（ｄ）は、囲板２の斜視図であって、その表面に固定治具２８を中板３に取り付けるための作業穴である固定治具用穴２９を示す図である。ここでは、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００６４】本実施の形態に係る中板の固定方法を適用した制御棒案内管は、以下のように、中板３と囲板２とを固定する固定治具２８を用いて構成する。
【００６５】固定治具２８は、図６（ｃ）に示すように、断面コの字形状をしており、コの字の凹部に中板３を挟んで固定する。また、コの字の凹部にはボス３０を備えている。
【００６６】一方、中板３には、このボス３０を嵌め合わせるためのボス穴３１を穿孔する。このボス穴３１は、ボス３０を嵌め合わせることによって、固定治具２８の位置合わせをすることを目的としている。したがって、図１に示すテーパー挿入孔６、図４に示すネジ穴１８、あるいは図５に示す円周ミゾ付き穴２２のように深く穿孔する必要はない。したがって、原子炉用制御棒４０と対向した部位に備えることも可能であり、図６（ａ）に示すように、略正方形状の断面における各辺の中点に穿孔することも可能である。更に、囲板２には、図６（ｄ）に示すように、その表面に固定治具２８を中板３に取り付けるための作業穴である固定治具用穴２９を穿孔する。
【００６７】そして、固定治具２８を、囲板２の固定治具用穴２９を貫通させて、中板３側に挿入する。そして、固定治具２８のボス３０を、中板３のボス穴３１に嵌め合わせながら、固定治具２８のコの字の凹部に中板３を挟む。これによって、固定治具２８を所定位置に正しく設置するとともに、中板３を固定する。
【００６８】更に、図６（ｂ）に示すように、固定治具用穴２９を塞ぐように、固定治具２８の４辺を囲板２に溶接する（溶接部３２）。これによって、中板３を囲板２に固定する。
【００６９】次に、以上のように構成した本実施の形態に係る中板の固定方法を適用した制御棒案内管の作用について説明する。
【００７０】すなわち、本実施の形態における中板の固定方法を適用した制御棒案内管では、まず、図６（ｃ）に示すように中板３の上下端が固定治具２８によって挟まれ固定される。また、この固定治具２８は、固定治具２８のボス３０と、中板３のボス穴３１とを嵌め合わせることによって、所定位置に正しく配置される。
【００７１】次に、固定治具用穴２９を塞ぐように、固定治具２８の４辺が囲板２に溶接される（溶接部３２）。これによって、固定治具２８が囲板２と一体化され、中板３が囲板２に固定される。
【００７２】上述したような構成では、中板３に穿孔するボス穴３１は、固定治具２８を位置決めするためのものであり、深い穴を穿孔する必要が無くなるので、原子炉用制御棒４０と対向し、深い穴を穿孔することができない略正方形状の断面における辺の中央部にも固定治具２８を配することができる。
【００７３】各辺の中央部に固定治具２８を配することにより、各辺における固定強度が対称となるので、断面に対して径方向（横方向）に作用する外力に対して安定した抵抗力を発揮することができ、中板３の同方向の振動を効果的に無くすことができる。また、中板３は、固定治具２８によってその上下部が挟まれ固定されるので、原子炉用制御棒４０が移動する方向（上下方向）に作用する外力に対しても安定した抵抗を発揮することができ、中板３の同方向の振動もまた効果的に無くすことができる。
【００７４】（第５の実施の形態）第５の実施の形態を図７から図８を用いて説明する。
【００７５】図７（ａ）は、第５の実施の形態に係る中板の固定方法を適用した制御棒案内管の断面図であって、図７（ｂ）は、特に、囲板２と中板３との固定部分の詳細図を示すものである。ここでは、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００７６】本実施の形態に係る中板の固定方法を適用した制御棒案内管は、中板３の断面の各辺において、断面の中心Ｇと各辺の中点Ｍ（Ｍ１〜Ｍ４）とを結ぶ各軸線に対して互いに対称な位置に固定ピン３４を配し、この固定ピン３４によって中板３を囲板２に固定するようにしたものである。
【００７７】この固定ピン３４および、固定ピン３４による中板３と囲板２との固定方法については、図１５に示す従来技術による方法と同一である。すなわち、まず、中板３にピン穴３５を、囲板２のピン穴３５と対向する箇所に貫通孔７をそれぞれ穿孔する。そして、この貫通孔７を介して、囲板２の外側から固定ピン３４をピン穴３５に嵌合する。最後に、固定ピンヘッド３６を囲板２に溶接する（溶接部３７）ことによって中板３が囲板２に固定される。
【００７８】なお、ピン穴３５は、上述したように中板３の断面の中心Ｇと各辺の中点Ｍ（Ｍ１〜Ｍ４）とを結ぶ軸線に対して互いに対称な位置に穿孔する。これによって、ピン穴３５に嵌合された各固定ピン３４の位置は、中板３の断面の中心Ｇと辺の中点Ｍ（Ｍ１〜Ｍ４）とを結ぶ軸線に対して互いに対称な位置となる。すなわち、図７（ａ）において、固定ピン３４（１ａ）と固定ピン３４（１ｂ）とは軸線Ｇ−Ｍ１に対して互いに対称な位置である。固定ピン３４（２ａ）と固定ピン３４（２ｂ）とは軸線Ｇ−Ｍ２に対して、固定ピン３４（３ａ）と固定ピン３４（３ｂ）とは軸線Ｇ−Ｍ３に対して、固定ピン３４（４ａ）と固定ピン３４（４ｂ）とは軸線Ｇ−Ｍ４に対してそれぞれ互いに対称な位置である。
【００７９】図７（ａ）では、どの辺においても軸線Ｇ−Ｍから等距離の場所に固定ピン３４を配置した例を示しているが、図８に示すように、各辺において軸線Ｇ−Ｍとの距離が異なるように固定ピン３４を配置しても良い。
【００８０】次に、以上のように構成した本実施の形態に係る中板の固定方法を適用した制御棒案内管の作用について説明する。
【００８１】すなわち、本実施の形態に係る中板の固定方法を適用した制御棒案内管は、まず、中板３にピン穴３５が穿孔される。このピン穴３５は、中板３の断面の略正方形の各辺において、断面の中心Ｇと各辺の中点Ｍ（Ｍ１〜Ｍ４）とを結ぶ各軸線に対して互いに対称な位置に穿孔される。更に、囲板２のピン穴３５と対向する箇所にも貫通孔７がそれぞれ穿孔される。そして、この貫通孔７を介して、囲板２の外側から固定ピン３４がピン穴３５に嵌合される。最後に、固定ピンヘッド３６が囲板２に溶接される（溶接部３７）ことによって中板３が囲板２に固定される。
【００８２】これによって、中板３の断面の略正方形の各辺において、断面の中心Ｇと辺の中点Ｍ（Ｍ１〜Ｍ４）とを結ぶ各軸線に対して互いに対称な位置に配置された固定ピン３４によって、中板３が囲板２に固定される。
【００８３】上述したような構成では、中板３の断面の略正方形の各辺において、断面の中心Ｇと辺の各中点Ｍ（Ｍ１〜Ｍ４）とを結ぶ軸線に対して互いに対称な位置を、固定ピン３４によって固定することができるので、第４の実施の形態で説明したように、各辺における固定強度が対称となるので、断面に対して径方向（横方向）に作用する外力に対して安定した抵抗力を発揮することができ、中板３の同方向の振動を低減することができる。
【００８４】なお、ピン穴３５と固定ピン３４とは溶接されてはおらず、僅かな隙間３８があるために、ピン穴３５と固定ピン３４との振動は避けられないが、固定ピン３４を増やしたことによって、固定ピン３４とピン穴３５との接触面積が増加しているので、振動を低減することにより、摩耗の進行を防ぐことが可能である。
【００８５】また、固定ピン３４の固定方法自体は、図１５を用いて説明した従来技術によるものと同様である。したがって、現状の製造ラインを何ら改造することなく製造することが可能である。
【００８６】以上、本発明の好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかかる構成に限定されない。特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００８７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、原子炉の出力調整を行うための制御棒を原子炉内の所定の挿入場所に導くための中板を、この中板の外周を囲み制御棒を保護する囲板に固定する固定方法を改良することによって、中板の振動を低減することが可能な制御棒案内管および制御棒案内管における中板の固定方法を実現することができる。
【出願人】 【識別番号】０００００６２０８
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
【出願日】 平成１２年１２月１２日（２０００．１２．１２）
【代理人】 【識別番号】１０００５８４７９
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴江 武彦 （外５名）
【公開番号】 特開２００２−１８１９７９（Ｐ２００２−１８１９７９Ａ）
【公開日】 平成１４年６月２６日（２００２．６．２６）
【出願番号】 特願２０００−３７７７６０（Ｐ２０００−３７７７６０）