JPH0131676B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0131676B2 JPH0131676B2 JP56022706A JP2270681A JPH0131676B2 JP H0131676 B2 JPH0131676 B2 JP H0131676B2 JP 56022706 A JP56022706 A JP 56022706A JP 2270681 A JP2270681 A JP 2270681A JP H0131676 B2 JPH0131676 B2 JP H0131676B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cladding tube
- inorganic insulating
- insulating powder
- core material
- fuel rod
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は棒状シーズヒータ構造を有する模擬燃
料棒の製造方法に関する。
料棒の製造方法に関する。
原子炉安全確認試験に用いられるこの種の模擬
燃料棒は、一般的に第１図のごとき構造となつて
いる。
燃料棒は、一般的に第１図のごとき構造となつて
いる。
つまり第１図の模擬燃料棒は、棒状の絶縁体よ
りなる心材１の両端に電極２，３が連結され、該
心材１の外周には両電極２，３との接続状態にお
いて発熱体４がスパイラル状に巻きつけられ、か
つ、その外周に被覆管５が外装されると共に上記
心材１と被覆管５との間に無機絶縁粉末層６が形
成されたものとなつている。
りなる心材１の両端に電極２，３が連結され、該
心材１の外周には両電極２，３との接続状態にお
いて発熱体４がスパイラル状に巻きつけられ、か
つ、その外周に被覆管５が外装されると共に上記
心材１と被覆管５との間に無機絶縁粉末層６が形
成されたものとなつている。
上記において心材１と被覆管５との間に形成さ
れている無機絶縁粉末層６はMgOなどがよく採
用され、熱伝導効率を高めるべく設けられている
同層６は、緻密にして薄層であるものがよいとさ
れている。
れている無機絶縁粉末層６はMgOなどがよく採
用され、熱伝導効率を高めるべく設けられている
同層６は、緻密にして薄層であるものがよいとさ
れている。
従来ではこうした課題を満足させるため、上記
被覆管５を金属製の径大なものとしておき、そし
て無機絶縁粉末材を所定箇所に充填した後、該被
覆管５をスエージング加工等により減径して緻密
な無機絶縁粉末層６を形成していたが、この従来
法の場合にはつぎのような問題点が生じていた。
被覆管５を金属製の径大なものとしておき、そし
て無機絶縁粉末材を所定箇所に充填した後、該被
覆管５をスエージング加工等により減径して緻密
な無機絶縁粉末層６を形成していたが、この従来
法の場合にはつぎのような問題点が生じていた。
まずその１つとして、金属製の被覆管５を上記
のように減径した際、該被覆管５は減径に伴つて
長手方向へ伸びてしまい、この伸長作用が発熱体
４側に波及するためこれの巻付ピツチが局部的に
みだれることとなる。
のように減径した際、該被覆管５は減径に伴つて
長手方向へ伸びてしまい、この伸長作用が発熱体
４側に波及するためこれの巻付ピツチが局部的に
みだれることとなる。
この結果、模擬燃料棒に要求される均一な温度
分布が得られず、不良品が多く出る。
分布が得られず、不良品が多く出る。
さらに他の１つとして、スエージングによる上
記減径加工時発熱体４までが一部塑性変形を来
し、その電気抵抗値が変化するため、微妙な精度
誤差が発生し、製品のバラツキが起こる。
記減径加工時発熱体４までが一部塑性変形を来
し、その電気抵抗値が変化するため、微妙な精度
誤差が発生し、製品のバラツキが起こる。
また他の１つとして、被覆管５が金属製である
場合には上記のごとき減径加工は加能であるが、
該被覆管５を黒鉛などの非金属質とした場合には
減径不可能となり、緻密な無機絶縁粉末層６は形
成できなくなる。
場合には上記のごとき減径加工は加能であるが、
該被覆管５を黒鉛などの非金属質とした場合には
減径不可能となり、緻密な無機絶縁粉末層６は形
成できなくなる。
もちろん、無機絶縁粉末材の粒度配合を最適に
調整し、これを振動法により所定箇所へ充填する
ことも考えられるが、この際の充填密度は上記減
径加工に比べて極端に悪く、熱伝導率が低下して
しまう。
調整し、これを振動法により所定箇所へ充填する
ことも考えられるが、この際の充填密度は上記減
径加工に比べて極端に悪く、熱伝導率が低下して
しまう。
本発明はこうした諸問題点に鑑み、模擬燃料棒
製造時における無機絶縁粉末層の形成手段に改善
を加えたもので、以下その具体的方法を図示の実
施例により説明する。
製造時における無機絶縁粉末層の形成手段に改善
を加えたもので、以下その具体的方法を図示の実
施例により説明する。
本発明の１実施例を示した第２図において、１
は棒状のセラミツク（絶縁体）よりなる心材、
２，３は電極、４は電気抵抗値の高い金属等より
なる発熱体、５は黒鉛よりなる被覆管、６は窒化
硼素（BN）等よりなる無機絶縁粉末層であり、
これら各部の名称、符号は前述した第１図と同じ
である。
は棒状のセラミツク（絶縁体）よりなる心材、
２，３は電極、４は電気抵抗値の高い金属等より
なる発熱体、５は黒鉛よりなる被覆管、６は窒化
硼素（BN）等よりなる無機絶縁粉末層であり、
これら各部の名称、符号は前述した第１図と同じ
である。
また、本発明においても、心材１の両端には電
極２，３が連結され、該心材１の外周には両電極
２，３との接続状態を保持して発熱体４がスパイ
ラル状に巻きつけられるといつた各工程が採られ
る。
極２，３が連結され、該心材１の外周には両電極
２，３との接続状態を保持して発熱体４がスパイ
ラル状に巻きつけられるといつた各工程が採られ
る。
一方、被覆管５は減径加工されるものでないた
め、当初から所定の寸法径を有しており、かつ、
該被覆管５の内周には、第３図イ〜ニのごとき管
状とした薄膜５′があらかじめ添設される。
め、当初から所定の寸法径を有しており、かつ、
該被覆管５の内周には、第３図イ〜ニのごとき管
状とした薄膜５′があらかじめ添設される。
上記薄膜５′は耐熱性、耐摩耗性、機械的強度
に優れた例えばタンタル（Ta）泊等よりなり、
第３図イ〜ニに示すこれら薄膜５′は継目のある
もの（第３図イとハ）、切離間隙のあるもの（第
３図ロ）、継目のないもの（第３図ニ）など、任
意の態様で形成されていて、その厚さは0.02〜
2.0mm程度となつている。
に優れた例えばタンタル（Ta）泊等よりなり、
第３図イ〜ニに示すこれら薄膜５′は継目のある
もの（第３図イとハ）、切離間隙のあるもの（第
３図ロ）、継目のないもの（第３図ニ）など、任
意の態様で形成されていて、その厚さは0.02〜
2.0mm程度となつている。
そして被覆管５の内周には第３図イ〜ニのうち
より選択された薄膜５′が非接着状態で添設され、
この状態の被覆管５が上記心材１等の外周に被せ
られると共に同管５の一端が図示しない手段によ
り閉塞され、該閉塞端から電極３だけが突出され
る。
より選択された薄膜５′が非接着状態で添設され、
この状態の被覆管５が上記心材１等の外周に被せ
られると共に同管５の一端が図示しない手段によ
り閉塞され、該閉塞端から電極３だけが突出され
る。
上記において、本発明では第４図のごとくあら
かじめ輪形に成形されたBN製の無機絶縁粉末材
６′を被覆管５内へ、詳しくは該被覆管内周の薄
膜５′と心材１外周との間へ装填し、これを後述
する手段により粉砕加圧して無機絶縁粉末層６を
形成する。
かじめ輪形に成形されたBN製の無機絶縁粉末材
６′を被覆管５内へ、詳しくは該被覆管内周の薄
膜５′と心材１外周との間へ装填し、これを後述
する手段により粉砕加圧して無機絶縁粉末層６を
形成する。
ここで上記BN製の無機絶縁粉末材６′につい
て説明すると、BNの理論密度（比重）は2.3ｇ／
c.c.、加圧成形の最高密度は1.9ｇ／c.c.、その粉末
状態での嵩比重は1.2ｇ／c.c.である。
て説明すると、BNの理論密度（比重）は2.3ｇ／
c.c.、加圧成形の最高密度は1.9ｇ／c.c.、その粉末
状態での嵩比重は1.2ｇ／c.c.である。
第２図において、被覆管５内には輪の無機絶縁
粉末材６′が順次装填され、該粉末材６′はその都
度粉砕加圧されるが、これに際しては電極２の端
部に棒状の電極補助体７を連設しておき、これら
の外周に中空軸状のクラツシヤ８、プレス器９を
嵌装して当該クラツシヤ８、プレス器９により所
定の粉砕加圧を行なう。
粉末材６′が順次装填され、該粉末材６′はその都
度粉砕加圧されるが、これに際しては電極２の端
部に棒状の電極補助体７を連設しておき、これら
の外周に中空軸状のクラツシヤ８、プレス器９を
嵌装して当該クラツシヤ８、プレス器９により所
定の粉砕加圧を行なう。
つまり、プレス器９によりクラツシヤ８を打叩
し、かつ、押圧しながら輪形の無機絶縁粉末材
６′を粉末状態にまで粉砕すると共に加圧するの
である。
し、かつ、押圧しながら輪形の無機絶縁粉末材
６′を粉末状態にまで粉砕すると共に加圧するの
である。
この際の加圧では、粉砕された上記粉末材６′
の比重が1.6ｇ／c.c.以上となるように圧力をかけ、
これにより緻密な無機絶縁粉末層６を形成する。
の比重が1.6ｇ／c.c.以上となるように圧力をかけ、
これにより緻密な無機絶縁粉末層６を形成する。
また、この際の粉末層形成時では、被覆管５の
内周に強靭な薄膜５′があり、該膜５′が黒鉛製被
覆管５の内周面を防護しているので、クラツシヤ
８等により同管５が削りとられ、その黒鉛粉が無
機絶縁粉末層６中へ混入してしまうといつた絶縁
特性の劣化は生じない。
内周に強靭な薄膜５′があり、該膜５′が黒鉛製被
覆管５の内周面を防護しているので、クラツシヤ
８等により同管５が削りとられ、その黒鉛粉が無
機絶縁粉末層６中へ混入してしまうといつた絶縁
特性の劣化は生じない。
しかも薄膜５′は、当初被覆管５の内周に密着
していなくとも、上記の加圧により該被覆管５の
内周に密着するようになる。
していなくとも、上記の加圧により該被覆管５の
内周に密着するようになる。
このようにして所定の無機絶縁粉末層６を形成
した後は、被覆管５の開口端を適宜の手段により
閉塞し、シールする。
した後は、被覆管５の開口端を適宜の手段により
閉塞し、シールする。
つぎに上記により製造された模擬燃料棒の特性
を第５図により説明する。
を第５図により説明する。
上記において無機絶縁粉末材６′として用いた
BNは、その粉末状態において鱗片状の結晶粒と
なつており、このBNは加圧方向には熱の伝わり
が悪い反面、該加圧方向と直交する方向には熱の
伝わりがよい。
BNは、その粉末状態において鱗片状の結晶粒と
なつており、このBNは加圧方向には熱の伝わり
が悪い反面、該加圧方向と直交する方向には熱の
伝わりがよい。
本発明では上記粉末材６′により無機絶縁粉末
層６を形成するとき、第５図のごとく加圧方向と
伝熱方向とが直交しており、かつ、各結晶粒６′
の長手方向は伝熱方向に沿つている。
層６を形成するとき、第５図のごとく加圧方向と
伝熱方向とが直交しており、かつ、各結晶粒６′
の長手方向は伝熱方向に沿つている。
したがつて無機絶縁粉末層６の熱伝導率はきわ
めてよいことになる。
めてよいことになる。
なお、第４図においてP1、P2間の距離が△Ｌ
であるときの温度差を△Ｔとした場合、△Ｔは次
式により表わせる。
であるときの温度差を△Ｔとした場合、△Ｔは次
式により表わせる。
△Ｔ＝Qln r2／r1／2πlλ
ただし、Ｑ：発熱体４の出力
r1：無機絶縁粉末層６の内径
r2：無機絶縁粉末層６の外径
ｌ：発熱体４の長さ（１ｍとしてよい）
λ：BNの熱伝導率
上記式においてＱが一定ならば△Ｔはλによつ
て定まり、また、△Ｔはこれが小さい程温度分布
が均一化する。
て定まり、また、△Ｔはこれが小さい程温度分布
が均一化する。
本発明ではBNによる無機絶縁粉末層６の熱伝
導率λが大きいことにより△Ｔが小さくなり、し
たがつて温度分布が均一化する。
導率λが大きいことにより△Ｔが小さくなり、し
たがつて温度分布が均一化する。
以上に述べた本発明の実施例では、輪形に成形
された無機絶縁粉末材６′を用いるようにしたが、
該粉末材６′としては当初から粉末状となつてい
るものを用いてよく、また、BN以外にMgOなど
も該粉末材６′として用いる他、被覆管５として
も金属質のものを用いる。
された無機絶縁粉末材６′を用いるようにしたが、
該粉末材６′としては当初から粉末状となつてい
るものを用いてよく、また、BN以外にMgOなど
も該粉末材６′として用いる他、被覆管５として
も金属質のものを用いる。
本発明は上記の通り、模擬燃料棒を製造する場
合において、被覆管の内周には耐熱耐摩耗性の薄
膜を添設しておき、この被覆管を、発熱体が巻き
つけられている心材の外周に被せると共に該被覆
管内周の薄膜と心材外周との間に無機絶縁粉末材
を充填した後、これら心材および被覆管の長手方
向に沿つて当該粉末材を加圧し、これにより緻密
な無機絶縁粉末層を形成することを特徴としてい
る。
合において、被覆管の内周には耐熱耐摩耗性の薄
膜を添設しておき、この被覆管を、発熱体が巻き
つけられている心材の外周に被せると共に該被覆
管内周の薄膜と心材外周との間に無機絶縁粉末材
を充填した後、これら心材および被覆管の長手方
向に沿つて当該粉末材を加圧し、これにより緻密
な無機絶縁粉末層を形成することを特徴としてい
る。
したがつて被覆管を塑性加工する場合とは異な
り、発熱体の巻付ピツチのみだれや変形を来すこ
となく上記粉末層が所定通りに形成できることと
なり、この結果、寸法精度、容量精度、温度分
布、熱伝導率などの点で品質の高い模擬燃料棒が
得られることとなり、また、被覆管の内周を上記
薄膜により防護した状態として所定の加圧を行な
うから、該加圧時に被覆管の内周面を削りとり、
その削粉を無機絶縁粉末層中へ混入させるといつ
たことも防止できるようになり、したがつて同粉
末層の絶縁特性を劣化させることもない。
り、発熱体の巻付ピツチのみだれや変形を来すこ
となく上記粉末層が所定通りに形成できることと
なり、この結果、寸法精度、容量精度、温度分
布、熱伝導率などの点で品質の高い模擬燃料棒が
得られることとなり、また、被覆管の内周を上記
薄膜により防護した状態として所定の加圧を行な
うから、該加圧時に被覆管の内周面を削りとり、
その削粉を無機絶縁粉末層中へ混入させるといつ
たことも防止できるようになり、したがつて同粉
末層の絶縁特性を劣化させることもない。
しかも被覆管が非金属質、金属質の何れであつ
ても上記粉末層は問題なく形成できるから、被覆
管の材質に制約されず、各種の態様で実施できる
こととなる。
ても上記粉末層は問題なく形成できるから、被覆
管の材質に制約されず、各種の態様で実施できる
こととなる。
第１図は従来例の説明図、第２図は本発明方法
の１実施例を示した説明図、第３図は同上で用い
る各種薄膜の斜視図、第４図は同上で用いる無機
絶縁粉末材の斜視図、第５図は本発明方法による
模擬燃料棒特性の説明図である。 １……心棒、４……発熱体、５……被覆管、
５′……薄膜、６……無機絶縁粉末層、６′……無
機絶縁粉末材、８……クラツシヤ、９……プレス
器。
の１実施例を示した説明図、第３図は同上で用い
る各種薄膜の斜視図、第４図は同上で用いる無機
絶縁粉末材の斜視図、第５図は本発明方法による
模擬燃料棒特性の説明図である。 １……心棒、４……発熱体、５……被覆管、
５′……薄膜、６……無機絶縁粉末層、６′……無
機絶縁粉末材、８……クラツシヤ、９……プレス
器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 棒状の絶縁体よりなる心材の外周に発熱体を
スパイラル状に巻きつけると共に同状態の心材外
周に被覆管を被せ、かつ、該心材と被覆管との間
に無機絶縁粉末層を形成する模擬燃料棒の製造方
法において、上記被覆管の内周には管状とした耐
熱耐摩耗性の薄膜を添設しておき、この被覆管
を、発熱体が巻きつけられている上記心材の外周
に被せると共に該被覆管内周の薄膜と心材外周と
の間に無機絶縁粉末材を充填した後、これら心材
および被覆管の長手方向に沿つて当該粉末材を加
圧し、これにより緻密な無機絶縁粉末層を形成す
ることを特徴とした模擬燃料棒の製造方法。 ２ 輪形に成形された無機絶縁粉末材を被覆管内
周の薄膜と心材外周との間に順次装填すると共に
該各輪形無機絶縁粉末材を所定の長手方向から粉
砕かつ加圧して緻密な無機絶縁粉末層を形成する
特許請求の範囲第１項記載の模擬燃料棒の製造方
法。 ３ 粉末状とした無機絶縁粉末材を被覆管内周の
薄膜と心材外周との間に充填し、該粉末状無機絶
縁材を所定の長手方向から加圧して緻密な無機絶
縁粉末層を形成する特許請求の範囲第１項記載の
模擬燃料棒の製造方法。 ４ 被覆管は黒鉛からなる特許請求の範囲第１項
または第２項または第３項記載の模擬燃料棒の製
造方法。 ５ 無機絶縁粉末材は窒化硼素である特許請求の
範囲第１項または第２項または第３項記載の模擬
燃料棒の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56022706A JPS57136792A (en) | 1981-02-18 | 1981-02-18 | Method of producing quali-fuel rod |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56022706A JPS57136792A (en) | 1981-02-18 | 1981-02-18 | Method of producing quali-fuel rod |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57136792A JPS57136792A (en) | 1982-08-23 |
| JPH0131676B2 true JPH0131676B2 (ja) | 1989-06-27 |
Family
ID=12090293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56022706A Granted JPS57136792A (en) | 1981-02-18 | 1981-02-18 | Method of producing quali-fuel rod |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57136792A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5025626B2 (ja) * | 2008-12-12 | 2012-09-12 | 株式会社東芝 | 模擬燃料棒、模擬燃料棒集合体、および模擬燃料棒の製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5418226Y2 (ja) * | 1973-06-30 | 1979-07-10 |
-
1981
- 1981-02-18 JP JP56022706A patent/JPS57136792A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57136792A (en) | 1982-08-23 |
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