JPH02168197A - 核燃料集合体の組立方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は原子炉で用いられる核燃料集合体の組立方法に
関し、特に、燃料棒を支持格子に挿入する際に生じる燃
料棒表面傷の防止に関するものである。

〔従来の技術］ 第３図は加圧水型原子炉に用いられる一般的な核燃料集
合体１を示している０図示するように、核燃料集合体１
は多数の細長い燃料棒２を束ねたものから成り、これら
の燃料棒２を支持するために支持格子３が長さ方向に必
要数配置されている。

これらの支持格子３には複数の制御棒案内管４が挿入さ
れ、各支持格子３はこれらの制御棒案内管４に固定され
ている。また、制御棒案内管４の上端及び下端にはそれ
ぞれ上部ノズル５及び下部ノズル６が取り付けられてい
る。

支持格子３は、第４図に示す如く、複数枚の金属薄板を
格子状に組み合わせて構成され、断面四角形の格子セル
フを複数画成している。燃料棒２及び制御棒案内管４は
それぞれ対応の格子セルフ内に挿入される。また、燃料
棒２が挿入される各格子セルフの壁部には、第５図及び
第６図に明示するように、剛性支持部材８及び弾性支持
部材９が設けられており、弾性支持部材９の弾性力によ
り燃料棒２が剛性支持部材８に押し付けられて保持され
るようになっている。

このような構成の核燃料集合体１の組立は、まず、支持
格子３を所定間隔に配列し、これらの支持格子３の格子
セルフに制御棒案内管４を通して両者を固定し核燃料集
合体１の骨格を構成し、この後、燃料棒２を所定の格子
セルフ内に挿入することにより行われる６しかし、燃料
棒２は剛性支持部材８及び弾性支持部材９に接しながら
挿入されるために、燃料棒２の表面にはほぼ全長に亘り
引掻き傷が生ずるという問題がある。

このような核燃料集合体組立時における燃料棒表面傷を
防止する方法としては、従来から色々と考えられている
０例えば、燃料棒２を挿入する前に弾性支持部材９を撓
ませて剛性支持部材８との間隔を燃料棒２の外径よりも
広げておき、燃料棒挿入後に、弾性支持部材９を元に戻
して燃料棒２を固定する方法がある。

この方法は、弾性支持部材９を広い弾性領域で使用して
いる場合には適用可能であるが、変位量に余裕のない弾
性支持部材９の場合、即ち小さな変位で塑性変形する弾
性支持部材９の場合には適用できない。また、弾性支持
部材９を大きく変形することができるとしても、幾段も
の支持格子３内を全く支持部材８．９と接触することな
く燃料棒２を挿入させることは不可能であり、従って軽
微な引掻き傷は免れない。

そこで従来においては、予め燃料棒２の表面にニトロセ
ルローズの薄膜を形成し、燃料棒２を支持格子３に挿入
して核燃料集合体１を組み立てた後に溶剤でこの薄膜を
除去する方法が提案され、海外では実際に用いられてい
る。

この方法は、薄膜により燃料棒挿入時の引掻き傷を防止
するものであるが、強固な薄膜を形成するには、ブチル
アセテート等の揮発・引火性の溶剤を多量に必要とする
ため放射線管理区域内での使用となるので、安全性の面
で好ましくなく、我国ではこの方法は採用されていない
。

また、燃料棒２の表面に薄膜を形成する方法としては、
氷の薄膜によるものが従来から知られている。

しかしながら、この方法では、氷膜の厚さを一定とし且
つ表面平滑度を一定レベル以上とすることは実際上極め
て困難であり、従って、弾性支持部材９のばね変位に余
裕がない場合にはこの方法は不適当である。また、氷膜
形成工程から燃料棒挿入工程までには時間がかかり、燃
料棒２の保管のための冷却設備が必要となる。更に、氷
膜は支持部材８．９との片当たりだけで剥離する可能性
が大きいという問題もある。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、燃料棒表面傷の発生を防止するために燃料棒
の表面に薄膜を形成する手段を取り入れた核燃料集合体
の組立方法に係り、上述した従来技術における種々の課
題を解決することを目的とするものである。即ち、燃料
棒表面に形成される薄膜は、燃料棒を支持格子の支持部
材から十分に保護できる強度を有していなければならず
、その形成及び除去等の取扱いも容易である必要がある
。

また、薄膜の材料及び溶剤は、環境及びプラント設備に
対して悪影響を与えるものであってはならない。

［課題を解決するための手段］ 前記課題を解決するなめに、本発明は、支持格子の格子
セルに燃料棒を挿入することにより核燃料集合体を組み
立てる方法において、各燃料棒の表面に所定厚さのポリ
ビニルアルコールの薄膜を形成し、前記各燃料棒を支持
格子の対応の格子セル内に挿入して所定位置に保持し、
核燃料集合体全体を水中又は水蒸気に浸漬して前記薄膜
を溶解し除去することにより燃料棒表面に生ずる摺動傷
の防止を特徴としている。

［作用コ 本発明によれば、ポリビニルアルコールの：３膜は強度
が高く、燃料棒を十分に保護し、挿入時における支持格
子の支持部材による引掻き傷を防止する。また、ポリビ
ニルアルコールは水溶性且つ無害であるので、薄膜の形
成及び除去を容易に、しかも安全に行うことができる。

［実施例］ 以下、図面と共に本発明の好適な実施例について詳細に
説明する。

本発明による核燃料集合体の組立方法は、上述したよう
に、燃料棒の表面にポリビニルアルコールの薄膜を形成
した後に支持格子に燃料棒を挿入する点で従来のものと
異なるが、その他の工程は従来の組立方法と実質的に同
一である。よって、以下の説明では第３図〜第６図も併
せて参照されたい。

まず、燃料棒２の表面にポリビニルアルコールの薄膜を
形成するために、第１図に示すように、液槽１０内のポ
リビニルアルコール水溶液１１中に燃料棒２を浸漬する
０次いで、この燃料棒２を所定の速さで引き上げつつ、
乾燥筒１２内でヒータ１３により乾燥することにより、
燃料棒２の表面に薄膜を形成する。１回の引上げによる
薄膜の厚さは、ポリビニルアルコール水溶液１１の濃度
及び燃料棒引上げ速度を適宜選択することにより調整で
きる。

才な、前記作業を繰り返し、複数層から成る薄膜を形成
することもでき、この場合には、均質でより一層強固な
薄膜が得られる。

このようにして、各燃料棒２にポリビニルアルコールの
薄膜を形成したｔ麦、予め制御棒案内管４に所定の間隔
で固定された支持格子３の各格子セルフに燃料棒２を挿
入する。この際、燃料棒２は剛性支持部材８及び弾性支
持部材９に対して接触摺動し、これらにより締付は力を
受けるが、薄膜の存在により燃料棒２への直接接触は回
避される。

実験では、９段の支持格子３を持つ核燃料集合体１の場
合、支持部材８．９による締付は力を約６ｋｇｆ、Ｆｉ
！膜の厚さを１０μ鞘とすると、薄膜上の傷深さは４μ
ｍ前後となり、燃料棒２自体は無傷であった。また、こ
の場合、燃料棒挿入による弾性支持部材９の変位量も、
薄膜無しのものに比し殆ど差がなく、燃料棒２に対する
締付は力に悪影響を与えるものでないことも確認されて
いる。

この後、第２図に示すように、水１４を満たした溶解槽
１５内に核燃料集合体１全体と沈め、ヒータ１６で水１
４を５０℃以上に均等に加熱して放置する。

この結果、ポリビニルアルコールの薄膜は溶解し燃料棒
２から完全に除去され、表面傷のない燃料棒２を備えた
核燃料集合体１が得られる９本発明の実験では、８０℃
の温水において１〜１．５時間で１０〜２０μ鴎の薄膜
が完全に除去された。この溶解槽１５には、複数の核燃
料集合体１を同時に入れて処理することができるので、
作業効率が良く、また、ポリビニルアルコールは安全性
の高いものであるので大気開放で作業を行うことができ
る。更に、１００℃以下の温水でポリビニルアルコール
除去が可能であるので、加圧加熱設備等の必要がなく、
設備コストの低減化を図ることも可能である。

尚、上記実施例では、ポリビニルアルコール水溶液に燃
料棒を浸漬する浸漬法により薄膜を形成することとして
いるが、薄膜は、噴霧吹付けによる等の他の適宜な方法
によっても形成することができる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、薄膜の材料としてポリ
ビニルアルコールを用いているので、燃料棒表面に強固
な保護膜を形成することができ、燃料棒の無傷化を達成
することができる。

また、ポリビニルアルコールは、不燃性であり、人体に
対して何等の影響ら与えず、しかも原子力禁止材を成分
として含んでいないので、燃料棒から完全に除去されな
くともプラント設備に悪影響を及ぼす心配もない、更に
、ポリビニルアルコールは水を溶剤として取り汲うので
、この点からも安全であり、燃料棒表面に所定厚さの薄
膜を容易に形成することができ、その除去も極めて簡単
に行うことができる。従って、本発明による核燃料集合
体の組立方法は、放射線管理区域内で安全に行い得る施
工性の高い方法である。

また、実験から薄膜の厚さは１０μｍ程度で良いことが
分かっているため、燃料棒挿入時に弾性支持部材に余分
な変位を与えることがなく、薄膜除去後に燃料棒の支持
力が低下する恐れもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従って燃料棒にポリビニルアルコール
の薄膜を形成しているところを示す概略説明図、第２図
は燃料棒からポリビニルアルコールの薄膜を除去してい
るところを示す概略説明図、第３図は核燃料集合体の全
体を示す概略正面図、第４図は第３図のＡ−Ａ線に沿っ
ての概略断面図、第５図は支持格子の構成を明瞭に示す
ための第３図のＡ−Ａ線に沿っての断面部分図、第６図
は第５図のＢ−Ｂ線に沿っての断面図である０図中、１
・・・核燃料集合体　　２・・・燃料棒３・・・支持格
子　　　　７・・・格子セル８・・・剛性支持部材　　
９・・・弾性支持部材１０・・・液槽 １１・・・ポリビニルアルコール水溶液１２・・・乾燥
筒　　　　　１４・・・水１５・・・溶解槽　　　　　
１６・・・ヒータ特許出願人　　　三菱重工業株式会社 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 支持格子の格子セルに燃料棒を挿入することにより核燃
   料集合体を組み立てる方法において、各燃料棒の表面に
   所定厚さのポリビニルアルコールの薄膜を形成し、前記
   各燃料棒を支持格子の対応の格子セル内に挿入して所定
   位置に保持し、核燃料集合体全体を水中に浸漬して前記
   薄膜を溶解し除去することにより燃料棒表面に生ずる摺
   動傷の防止を特徴とする核燃料集合体の組立方法。