JPH0434116B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0434116B2 JPH0434116B2 JP58033802A JP3380283A JPH0434116B2 JP H0434116 B2 JPH0434116 B2 JP H0434116B2 JP 58033802 A JP58033802 A JP 58033802A JP 3380283 A JP3380283 A JP 3380283A JP H0434116 B2 JPH0434116 B2 JP H0434116B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nuclear fuel
- fuel rod
- cladding tube
- coolant
- nickel
- 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 - Lifetime
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Classifications
-
- 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)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、冷却材中の放射性核種を炉心部に捕
獲滞留させておくことができるようにした核燃料
棒に関する。
獲滞留させておくことができるようにした核燃料
棒に関する。
高速増殖炉においては、冷却材として、一般に
液体ナトリウムで代表されるアルカリ性の液体金
属が用いられている。そして、このような液体金
属冷却材は、原子炉容器内に設置された炉心で加
熱された後、容器外に設けられた中間熱交換器へ
と導かれ、再び原子炉容器内へと戻され、循環す
る。
液体ナトリウムで代表されるアルカリ性の液体金
属が用いられている。そして、このような液体金
属冷却材は、原子炉容器内に設置された炉心で加
熱された後、容器外に設けられた中間熱交換器へ
と導かれ、再び原子炉容器内へと戻され、循環す
る。
ところで、高速増殖炉にあつては、通常核燃料
棒の被覆管や炉心構造物を耐腐食性に富んだステ
ンレス鋼で構成するようにしている。しかし、ス
テンレス鋼も液体ナトリウムで腐食されることは
変りない。被覆管や炉心構造物の構成材料は放射
化されるので、上記のように腐食されると放射性
の腐食生成物が冷却材へ混入することになる。冷
却材へ混入した放射性腐食生成物は上記冷却材に
より前記中間熱交換器系へと運ばれ、上記中間熱
交換器系の配管壁面等に沈着する。このように、
中間熱交換器系の壁面等に沈着した放射性核種に
よる放射線はポンプ、熱交換器、パルプ、流量計
等の機器やこれ等の機器に接続された配管の保
守、補修作業に障害を与える。放射性核種のう
ち、特にマンガン−54、コバルト−60、コバルト
−58等は生成量も多く、半減期も長いためにその
影響が大きい。
棒の被覆管や炉心構造物を耐腐食性に富んだステ
ンレス鋼で構成するようにしている。しかし、ス
テンレス鋼も液体ナトリウムで腐食されることは
変りない。被覆管や炉心構造物の構成材料は放射
化されるので、上記のように腐食されると放射性
の腐食生成物が冷却材へ混入することになる。冷
却材へ混入した放射性腐食生成物は上記冷却材に
より前記中間熱交換器系へと運ばれ、上記中間熱
交換器系の配管壁面等に沈着する。このように、
中間熱交換器系の壁面等に沈着した放射性核種に
よる放射線はポンプ、熱交換器、パルプ、流量計
等の機器やこれ等の機器に接続された配管の保
守、補修作業に障害を与える。放射性核種のう
ち、特にマンガン−54、コバルト−60、コバルト
−58等は生成量も多く、半減期も長いためにその
影響が大きい。
そこで、このような不具合を解消するために、
最近では、炉容器内に、ニツケル等の放射性核種
捕獲材を用いた放射性腐食生成物捕獲装置を設置
することが考えられている。この放射性腐食生成
物捕獲装置は、炉心の冷却材出口に対向させて、
つまり炉心上方に、前記捕獲材を収容した要素を
複数配置し、炉心から流出した冷却材に上記捕獲
材を直接接触させることによつて、放射性核種を
捕獲するようにしている。
最近では、炉容器内に、ニツケル等の放射性核種
捕獲材を用いた放射性腐食生成物捕獲装置を設置
することが考えられている。この放射性腐食生成
物捕獲装置は、炉心の冷却材出口に対向させて、
つまり炉心上方に、前記捕獲材を収容した要素を
複数配置し、炉心から流出した冷却材に上記捕獲
材を直接接触させることによつて、放射性核種を
捕獲するようにしている。
前記のような装置にあつて、効率よく放射性核
種を捕獲するには、捕獲材と冷却材との接触面積
をある程度以上にする必要があり、装置自体が大
型化する懸念がある。すなわち、実際に上記装置
を設置するには炉心の上方に高さ約30cmの空間が
必要である。したがつて、上記装置を設置するた
めには、炉心上部機構や原子炉容器を大型化しな
ければならず、原子炉プラントの建設費も増大化
する問題がある。
種を捕獲するには、捕獲材と冷却材との接触面積
をある程度以上にする必要があり、装置自体が大
型化する懸念がある。すなわち、実際に上記装置
を設置するには炉心の上方に高さ約30cmの空間が
必要である。したがつて、上記装置を設置するた
めには、炉心上部機構や原子炉容器を大型化しな
ければならず、原子炉プラントの建設費も増大化
する問題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは核燃料棒自身に、
この核燃料棒の大型化を招くことなしに放射性核
種捕獲作用を行なわせることができ、もつて炉心
上部機構および炉容器の小型化および原子炉プラ
ントの建設費の減少化に寄与できる核燃料棒を提
供することにある。
ので、その目的とするところは核燃料棒自身に、
この核燃料棒の大型化を招くことなしに放射性核
種捕獲作用を行なわせることができ、もつて炉心
上部機構および炉容器の小型化および原子炉プラ
ントの建設費の減少化に寄与できる核燃料棒を提
供することにある。
本発明は、燃料ペレツトを被覆管により被覆し
てなる核燃料棒において、前記核燃料棒の外周面
側を流れる冷却材の流れ方向を基準として、最下
流側に位置する前記被覆管の径を他の部分の前記
被覆管の径より大きくかつ内部を空洞に形成する
とともに、この径の大きい被覆管の部分をニツケ
ル、ニツケル合金、外表面にニツケルメツキが施
されたステンレス鋼、外表面にニツケルメツキが
施されたニツケル合金の中から選ばれる少なくと
も一種で形成して冷却材中に含まれる放射性核種
を捕獲するように構成したことを特徴とするもの
である。
てなる核燃料棒において、前記核燃料棒の外周面
側を流れる冷却材の流れ方向を基準として、最下
流側に位置する前記被覆管の径を他の部分の前記
被覆管の径より大きくかつ内部を空洞に形成する
とともに、この径の大きい被覆管の部分をニツケ
ル、ニツケル合金、外表面にニツケルメツキが施
されたステンレス鋼、外表面にニツケルメツキが
施されたニツケル合金の中から選ばれる少なくと
も一種で形成して冷却材中に含まれる放射性核種
を捕獲するように構成したことを特徴とするもの
である。
上述の構成であると、冷却材に混入した放射性
核種は冷却材が核燃料棒に沿つて流れる過程で上
記核燃料棒本体の最下流端に形成された放射性核
種捕獲器に捕獲されることになる。この場合、炉
心に装荷される核燃料棒本体は、周知のように１
集合体当り数十本から数百本といつた具合に多数
であり、これらの核燃料棒本体に捕獲器をつけた
場合、総表面積が非常に大きなものとなる。ま
た、核燃料棒本体は一般に数mm間隔に設けられる
ものであり、しかも捕獲器部分は他の燃料部と形
状が異なり流れが乱される。
核種は冷却材が核燃料棒に沿つて流れる過程で上
記核燃料棒本体の最下流端に形成された放射性核
種捕獲器に捕獲されることになる。この場合、炉
心に装荷される核燃料棒本体は、周知のように１
集合体当り数十本から数百本といつた具合に多数
であり、これらの核燃料棒本体に捕獲器をつけた
場合、総表面積が非常に大きなものとなる。ま
た、核燃料棒本体は一般に数mm間隔に設けられる
ものであり、しかも捕獲器部分は他の燃料部と形
状が異なり流れが乱される。
また、捕獲器部分は外径を太くし流路を狭める
ことにより流速が速くなつている。このため、上
記捕獲器部分で流れの乱された冷却材を広い表面
積を有する捕獲器に接触させることができまた、
流速が速くなつたため薄くなつた境界層を放射性
核種の拡散速度が上がりこの冷却材に混入してい
る放射性核種を確実に捕獲させることができる。
したがつて、放射性核種が中間熱交換器系まで流
れ出すのを防止できるので、この系の保守、補修
等の作業の容易化に寄与できる。
ことにより流速が速くなつている。このため、上
記捕獲器部分で流れの乱された冷却材を広い表面
積を有する捕獲器に接触させることができまた、
流速が速くなつたため薄くなつた境界層を放射性
核種の拡散速度が上がりこの冷却材に混入してい
る放射性核種を確実に捕獲させることができる。
したがつて、放射性核種が中間熱交換器系まで流
れ出すのを防止できるので、この系の保守、補修
等の作業の容易化に寄与できる。
また、核燃料棒本体の前述した最下流端内に
は、一般的にガスプレナム部が形成されている。
本発明では、被覆管の径を太くしているので、こ
のガスプレナムの容積を大きくでき、燃料ペレツ
トから発生する放射性ガスを多量に溜めることが
でき、燃料棒本体の内圧上昇防止、被覆管の損傷
防止といつた効果も得られる。つまり、放射性核
種捕獲機能をもたせることによつて核燃料棒本体
が格別に大型化するようなこともない。したがつ
て、炉心上部機構や炉容器の大型化を招くことな
く放射性核種の捕獲作用を行なわせることがで
き、結局、原子炉プラントの高価格化防止に寄与
できる。
は、一般的にガスプレナム部が形成されている。
本発明では、被覆管の径を太くしているので、こ
のガスプレナムの容積を大きくでき、燃料ペレツ
トから発生する放射性ガスを多量に溜めることが
でき、燃料棒本体の内圧上昇防止、被覆管の損傷
防止といつた効果も得られる。つまり、放射性核
種捕獲機能をもたせることによつて核燃料棒本体
が格別に大型化するようなこともない。したがつ
て、炉心上部機構や炉容器の大型化を招くことな
く放射性核種の捕獲作用を行なわせることがで
き、結局、原子炉プラントの高価格化防止に寄与
できる。
以下本発明の実施例を図面を参照しながら説明
する。
する。
図は本発明の一実施例に係る核燃料棒の要部を
取り出して示す縦断面図であり、この核燃料棒１
は核燃料棒本体２と、この核燃料棒本体２の外周
面で、かつ上記核燃料棒本体２に接触する冷却材
ｐの流れ方向を基準にした最下流端部３に形成さ
れた放射性核種捕獲器４とで構成されている。
取り出して示す縦断面図であり、この核燃料棒１
は核燃料棒本体２と、この核燃料棒本体２の外周
面で、かつ上記核燃料棒本体２に接触する冷却材
ｐの流れ方向を基準にした最下流端部３に形成さ
れた放射性核種捕獲器４とで構成されている。
核燃料棒本体２は薄肉のステンレス鋼管で形成
された被覆管５と、この被覆管５の上部開口を閉
塞する上部端栓６および下部開口を閉塞する下部
端栓（図示せず）と、被覆管５内に収容された燃
料ペレツト７と、この燃料ペレツト７と前記上部
端栓６と燃料ペレツト７との間にガスプレナム９
を形成するスプリング１０と板体８で構成されて
いる。そして、上記被覆管５の前記ガスプレナム
９が設けられている部分に形成した放射性核種捕
獲器４の外径は他の部分の外径より大きくなつて
おり、表面にはたとえばニツケルメツキが施して
ある。そして、上記のように構成された核燃料棒
１は捕獲器４の側が核燃料棒本体２に接触しなが
ら流れる冷却材ｐの流れ方向を基準にして最下流
側に位置するように集合されて炉心に装荷され
る。
された被覆管５と、この被覆管５の上部開口を閉
塞する上部端栓６および下部開口を閉塞する下部
端栓（図示せず）と、被覆管５内に収容された燃
料ペレツト７と、この燃料ペレツト７と前記上部
端栓６と燃料ペレツト７との間にガスプレナム９
を形成するスプリング１０と板体８で構成されて
いる。そして、上記被覆管５の前記ガスプレナム
９が設けられている部分に形成した放射性核種捕
獲器４の外径は他の部分の外径より大きくなつて
おり、表面にはたとえばニツケルメツキが施して
ある。そして、上記のように構成された核燃料棒
１は捕獲器４の側が核燃料棒本体２に接触しなが
ら流れる冷却材ｐの流れ方向を基準にして最下流
側に位置するように集合されて炉心に装荷され
る。
このような構成であると、原子炉運転時には、
冷却材ｐが図中矢印で示すように、核燃料棒１に
接触しながら流れるのであるが、この冷却材ｐに
は放射性核種捕獲器４の部分を通流するとき、捕
獲器部分の形状が他の部分と異なるために流れが
乱される。また捕獲器部分４の形径は他の燃料部
本体２の外径より太くなつており、流路が狭く流
速が速くなり、薄くなつた境界層を放射性核種が
速い速度で拡散することができる。このため冷却
材中に混入している放射性核種が確実に捕獲器４
の表面に接触することになる。捕獲器４は活性の
強いニツケルで例えば10μ以上メツキが施されて
いるので、接触した放射性核種は、この捕獲器に
捕獲され、メツキ層の内部へと拡散によつて侵透
し、結局前述した効果が得られることになる。
冷却材ｐが図中矢印で示すように、核燃料棒１に
接触しながら流れるのであるが、この冷却材ｐに
は放射性核種捕獲器４の部分を通流するとき、捕
獲器部分の形状が他の部分と異なるために流れが
乱される。また捕獲器部分４の形径は他の燃料部
本体２の外径より太くなつており、流路が狭く流
速が速くなり、薄くなつた境界層を放射性核種が
速い速度で拡散することができる。このため冷却
材中に混入している放射性核種が確実に捕獲器４
の表面に接触することになる。捕獲器４は活性の
強いニツケルで例えば10μ以上メツキが施されて
いるので、接触した放射性核種は、この捕獲器に
捕獲され、メツキ層の内部へと拡散によつて侵透
し、結局前述した効果が得られることになる。
本発明は上述した実施例に限定されるものでは
ない。実施例では、放射性捕獲器の表面にニツケ
ルメツキを施したが、捕獲器やガスプレナム部は
ニツケル材又はニツケル合金であつてもよく、さ
らに放射性核種を捕獲する機能を有する他の金属
材料であつてもよい。また捕獲器表面は形状を凹
凸にすることにより更に捕獲効率を高めることが
可能である。
ない。実施例では、放射性捕獲器の表面にニツケ
ルメツキを施したが、捕獲器やガスプレナム部は
ニツケル材又はニツケル合金であつてもよく、さ
らに放射性核種を捕獲する機能を有する他の金属
材料であつてもよい。また捕獲器表面は形状を凹
凸にすることにより更に捕獲効率を高めることが
可能である。
第１図は本発明の一実施例に係る核燃料棒の要
部を取り出して示す縦断面図である。 １……核燃料棒、２……核燃料棒本体、３……
ガスプレナム、４……放射性核種捕獲器、５……
被覆管、６……上部端栓、７……燃料ペレツト、
８……板体、１０……スプリング、ｐ……冷却
材。
部を取り出して示す縦断面図である。 １……核燃料棒、２……核燃料棒本体、３……
ガスプレナム、４……放射性核種捕獲器、５……
被覆管、６……上部端栓、７……燃料ペレツト、
８……板体、１０……スプリング、ｐ……冷却
材。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 燃料ペレツトを被覆管により被覆してなる核
燃料棒において、 前記核燃料棒の外周面側を流れる冷却材の流れ
方向を基準として、最下流側に位置する前記被覆
管の径を他の部分の前記被覆管の径より大きくか
つ内部を空洞に形成するとともに、この径の大き
い被覆管の部分をニツケル、ニツケル合金、外表
面にニツケルメツキが施されたステンレス鋼、外
表面にニツケルメツキが施されたニツケル合金の
中から選ばれる少なくとも一種で形成して冷却材
中に含まれる放射性核種を捕獲するように構成し
たことを特徴とする核燃料棒。 ２ 前記径の太い被覆管の部分の外表面を凹凸形
状に形成したことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の核燃料棒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58033802A JPS59160794A (ja) | 1983-03-03 | 1983-03-03 | 核燃料棒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58033802A JPS59160794A (ja) | 1983-03-03 | 1983-03-03 | 核燃料棒 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59160794A JPS59160794A (ja) | 1984-09-11 |
| JPH0434116B2 true JPH0434116B2 (ja) | 1992-06-04 |
Family
ID=12396602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58033802A Granted JPS59160794A (ja) | 1983-03-03 | 1983-03-03 | 核燃料棒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59160794A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6329798U (ja) * | 1986-08-12 | 1988-02-26 | ||
| US5219519A (en) * | 1992-02-21 | 1993-06-15 | General Electric Company | Increased fuel column height for boiling water reactor fuel rods |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4202730A (en) * | 1977-01-18 | 1980-05-13 | The United States Of America As Represented By The Department Of Energy | Radionuclide deposition control |
| JPS5673385A (en) * | 1979-11-20 | 1981-06-18 | Tokyo Shibaura Electric Co | Fast breeder |
-
1983
- 1983-03-03 JP JP58033802A patent/JPS59160794A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59160794A (ja) | 1984-09-11 |
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