JPH09178890A - 核燃料粉末の粉砕方法 - Google Patents
核燃料粉末の粉砕方法Info
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- JPH09178890A JPH09178890A JP7340285A JP34028595A JPH09178890A JP H09178890 A JPH09178890 A JP H09178890A JP 7340285 A JP7340285 A JP 7340285A JP 34028595 A JP34028595 A JP 34028595A JP H09178890 A JPH09178890 A JP H09178890A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Crushing And Pulverization Processes (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ウラン酸化物燃料にあっては連続的にＵＯ2粉
末を粉砕でき、ＭＯＸ燃料にあっては連続的にＰｕＯ2
粉末及びＵＯ2粉末を粉砕・混合でき、処理能力及び作
業能率を向上できる。 【解決手段】核燃料粉末１１，１２が臨界にならない直
径を有するミルポット２１を主軸１８の軸方向周囲に配
設し、このミルポットを内部に粉砕媒体２１ｅを収容し
た状態で自転させながら主軸回りを公転させる。凝集粉
を含む粉末１１をミルポットの供給部２３に供給し、同
時に不活性ガスを上記供給部に供給する。供給部からミ
ルポット内に供給された上記凝集粉を含む粉末を、不活
性ガス雰囲気下でミルポットの自転と公転により生じる
遠心力で、粉砕媒体により粉砕する。粉砕した粉末１２
を上記不活性ガスにより粉末が臨界にならない形状の回
収容器に回収する。
末を粉砕でき、ＭＯＸ燃料にあっては連続的にＰｕＯ2
粉末及びＵＯ2粉末を粉砕・混合でき、処理能力及び作
業能率を向上できる。 【解決手段】核燃料粉末１１，１２が臨界にならない直
径を有するミルポット２１を主軸１８の軸方向周囲に配
設し、このミルポットを内部に粉砕媒体２１ｅを収容し
た状態で自転させながら主軸回りを公転させる。凝集粉
を含む粉末１１をミルポットの供給部２３に供給し、同
時に不活性ガスを上記供給部に供給する。供給部からミ
ルポット内に供給された上記凝集粉を含む粉末を、不活
性ガス雰囲気下でミルポットの自転と公転により生じる
遠心力で、粉砕媒体により粉砕する。粉砕した粉末１２
を上記不活性ガスにより粉末が臨界にならない形状の回
収容器に回収する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウラン酸化物燃料
やウラン・プルトニウム混合酸化物燃料を製造する方法
に関する。更に詳しくは、ＵＯ2粉末を均一に粉砕した
り、或いはＰｕＯ2粉末とＵＯ2粉末を均一に粉砕・混合
する方法に関するものである。
やウラン・プルトニウム混合酸化物燃料を製造する方法
に関する。更に詳しくは、ＵＯ2粉末を均一に粉砕した
り、或いはＰｕＯ2粉末とＵＯ2粉末を均一に粉砕・混合
する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ウラン・プルトニウム混合酸化物燃料
（以下、ＭＯＸ燃料という）はペレット製造工程におけ
るプルトニウムスポットの発生を防止するためにＰｕＯ
2粉末とＵＯ2粉末をその混合工程で均一に混合する必要
があった。そのため従来ＰｕＯ2粉末とＵＯ2粉末との混
合はボールミルにより粉砕・混合する方法が採用されて
いる。
（以下、ＭＯＸ燃料という）はペレット製造工程におけ
るプルトニウムスポットの発生を防止するためにＰｕＯ
2粉末とＵＯ2粉末をその混合工程で均一に混合する必要
があった。そのため従来ＰｕＯ2粉末とＵＯ2粉末との混
合はボールミルにより粉砕・混合する方法が採用されて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のボ
ールミルによる粉砕・混合では、バッチ操作であるため
蓋の開閉操作が必要となり、またグローブボックス内で
の操作であるため作業効率は良くなく、更に粉末の投入
と排出は自動化が容易でない等の不具合があった。この
結果、蓋の開閉時にＵＯ2粉末及びＰｕＯ2粉末が散逸す
る問題点もあった。また、上記従来のボールミルによる
粉砕・混合では、臨界安全管理をする必要から、１バッ
チあたりの取扱量が決められ、一度に多量に粉砕・混合
することができず、また８〜１６時間程度の比較的長時
間を要し、処理能力を大きくするにはボールミルの台数
を増加させる必要があった。また、上記従来のボールミ
ルによる粉砕・混合では、上記のように処理時間が比較
的長いため、不活性ガス雰囲気中でＵＯ2粉末及びＰｕ
Ｏ2粉末を粉砕・混合しても、外部から空気が流入して
上記粉末が酸化される恐れがあった。更に、上記従来の
ボールミルによる粉砕・混合では、処理時間が比較的長
いため、ボールミルの粉砕媒体が粉砕・混合中に摩耗し
て、この摩耗粉が粉砕・混合後のＵＯ2粉末及びＰｕＯ2
粉末に不純物として混入する量が比較的多い問題点があ
った。
ールミルによる粉砕・混合では、バッチ操作であるため
蓋の開閉操作が必要となり、またグローブボックス内で
の操作であるため作業効率は良くなく、更に粉末の投入
と排出は自動化が容易でない等の不具合があった。この
結果、蓋の開閉時にＵＯ2粉末及びＰｕＯ2粉末が散逸す
る問題点もあった。また、上記従来のボールミルによる
粉砕・混合では、臨界安全管理をする必要から、１バッ
チあたりの取扱量が決められ、一度に多量に粉砕・混合
することができず、また８〜１６時間程度の比較的長時
間を要し、処理能力を大きくするにはボールミルの台数
を増加させる必要があった。また、上記従来のボールミ
ルによる粉砕・混合では、上記のように処理時間が比較
的長いため、不活性ガス雰囲気中でＵＯ2粉末及びＰｕ
Ｏ2粉末を粉砕・混合しても、外部から空気が流入して
上記粉末が酸化される恐れがあった。更に、上記従来の
ボールミルによる粉砕・混合では、処理時間が比較的長
いため、ボールミルの粉砕媒体が粉砕・混合中に摩耗し
て、この摩耗粉が粉砕・混合後のＵＯ2粉末及びＰｕＯ2
粉末に不純物として混入する量が比較的多い問題点があ
った。
【０００４】本発明の目的は、ウラン酸化物燃料にあっ
ては連続的にＵＯ2粉末を粉砕でき、ＭＯＸ燃料にあっ
ては連続的にＰｕＯ2粉末及びＵＯ2粉末を粉砕・混合で
き、処理能力及び作業能率を向上できる核燃料粉末の粉
砕方法を提供することにある。本発明の別の目的は、粉
砕媒体の摩耗粉が粉砕後の核燃料粉末に混入する量が極
めて僅かで済み、核燃料粉末の散逸及び酸化を防止でき
る核燃料粉末の粉砕方法を提供することにある。本発明
の更に別の目的は、臨界安全管理を容易に行うことがで
き、かつ粉砕又は粉砕・混合の均一性がよい核燃料粉末
の粉砕方法を提供することにある。
ては連続的にＵＯ2粉末を粉砕でき、ＭＯＸ燃料にあっ
ては連続的にＰｕＯ2粉末及びＵＯ2粉末を粉砕・混合で
き、処理能力及び作業能率を向上できる核燃料粉末の粉
砕方法を提供することにある。本発明の別の目的は、粉
砕媒体の摩耗粉が粉砕後の核燃料粉末に混入する量が極
めて僅かで済み、核燃料粉末の散逸及び酸化を防止でき
る核燃料粉末の粉砕方法を提供することにある。本発明
の更に別の目的は、臨界安全管理を容易に行うことがで
き、かつ粉砕又は粉砕・混合の均一性がよい核燃料粉末
の粉砕方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
図１に示すように主軸１８の軸方向周囲に配設されポッ
ト２１内に粉砕媒体２１ｅを収容しかつ核燃料粉末１
１，１２が臨界にならない直径を有する複数のミルポッ
ト２１を自転させながら主軸１８回りに公転させる工程
と、凝集粉を含む核燃料粉末１１をミルポット２１の供
給部２３に搬送する工程と、上記供給部２３に不活性ガ
スを供給する工程と、供給部２３から粉末１１をミルポ
ット２１内に供給し不活性ガス雰囲気下で自転と公転に
より生じる遠心力で粉砕媒体２１ｅにより凝集粉を含む
粉末１１を粉砕する工程と、粉砕した粉末１２を不活性
ガスにより粉末１２が臨界にならない形状の回収容器１
４に回収する工程とを含む核燃料粉末の粉砕方法であ
る。この核燃料粉末の粉砕方法では、凝集粉を含む核燃
料粉末１１が順次ミルポット２１に供給され、このミル
ポット２１で粉砕された粉末１２は不活性ガスにより回
収容器１４に回収されるので、連続的に効率よく粉末１
１を粉砕できる。また粉末１１が粉砕媒体２１ｅと接触
する時間が比較的短いため、粉砕媒体２１ｅの摩耗粉が
粉砕した粉末１２に混入する量が極めて僅かで済む。
図１に示すように主軸１８の軸方向周囲に配設されポッ
ト２１内に粉砕媒体２１ｅを収容しかつ核燃料粉末１
１，１２が臨界にならない直径を有する複数のミルポッ
ト２１を自転させながら主軸１８回りに公転させる工程
と、凝集粉を含む核燃料粉末１１をミルポット２１の供
給部２３に搬送する工程と、上記供給部２３に不活性ガ
スを供給する工程と、供給部２３から粉末１１をミルポ
ット２１内に供給し不活性ガス雰囲気下で自転と公転に
より生じる遠心力で粉砕媒体２１ｅにより凝集粉を含む
粉末１１を粉砕する工程と、粉砕した粉末１２を不活性
ガスにより粉末１２が臨界にならない形状の回収容器１
４に回収する工程とを含む核燃料粉末の粉砕方法であ
る。この核燃料粉末の粉砕方法では、凝集粉を含む核燃
料粉末１１が順次ミルポット２１に供給され、このミル
ポット２１で粉砕された粉末１２は不活性ガスにより回
収容器１４に回収されるので、連続的に効率よく粉末１
１を粉砕できる。また粉末１１が粉砕媒体２１ｅと接触
する時間が比較的短いため、粉砕媒体２１ｅの摩耗粉が
粉砕した粉末１２に混入する量が極めて僅かで済む。
【０００６】請求項２に係る発明は、請求項１に係る発
明であって、図４に示すように粉砕した核燃料粉末１２
を回収容器１４に搬送する不活性ガスが供給部２３に供
給され、不活性ガスの全流路が閉ループを構成する核燃
料粉末の粉砕方法である。この核燃料粉末の粉砕方法で
は、粉砕した核燃料粉末１１を回収容器１４に搬送した
不活性ガスを循環させて何度も使用するため、比較的少
量の不活性ガスで済む。請求項３に係る発明は、請求項
１又は２に係る発明であって、凝集粉を含む粉末の供給
量及び不活性ガスの供給量のいずれか一方又は双方を調
整可能にした核燃料粉末の粉砕方法である。この核燃料
粉末の粉砕方法では、粉砕した核燃料粉末を更に均一に
することができる。
明であって、図４に示すように粉砕した核燃料粉末１２
を回収容器１４に搬送する不活性ガスが供給部２３に供
給され、不活性ガスの全流路が閉ループを構成する核燃
料粉末の粉砕方法である。この核燃料粉末の粉砕方法で
は、粉砕した核燃料粉末１１を回収容器１４に搬送した
不活性ガスを循環させて何度も使用するため、比較的少
量の不活性ガスで済む。請求項３に係る発明は、請求項
１又は２に係る発明であって、凝集粉を含む粉末の供給
量及び不活性ガスの供給量のいずれか一方又は双方を調
整可能にした核燃料粉末の粉砕方法である。この核燃料
粉末の粉砕方法では、粉砕した核燃料粉末を更に均一に
することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面に
基づいて詳しく説明する。図１〜図４に示すように、凝
集粉を含むウラン・プルトニウム混合酸化物粉末１１を
粉砕・混合し回収する装置は、上記粉末１１を粉砕・混
合するボールミル１３と、このボールミル１３により粉
砕・混合した粉末１２をサイクロン分離器２８を介して
回収する回収容器１４と、粉砕・混合した粉末１２をボ
ールミル１３から回収容器１４に搬送する処理後粉末搬
送手段１６とを備える。なお、核燃料粉末としてウラン
・プルトニウム混合酸化物粉末を挙げたが、これに限ら
ずウラン酸化物粉末或いはペレットの解砕粉末でもよ
い。
基づいて詳しく説明する。図１〜図４に示すように、凝
集粉を含むウラン・プルトニウム混合酸化物粉末１１を
粉砕・混合し回収する装置は、上記粉末１１を粉砕・混
合するボールミル１３と、このボールミル１３により粉
砕・混合した粉末１２をサイクロン分離器２８を介して
回収する回収容器１４と、粉砕・混合した粉末１２をボ
ールミル１３から回収容器１４に搬送する処理後粉末搬
送手段１６とを備える。なお、核燃料粉末としてウラン
・プルトニウム混合酸化物粉末を挙げたが、これに限ら
ずウラン酸化物粉末或いはペレットの解砕粉末でもよ
い。
【０００８】ボールミル１３は図１に詳しく示すよう
に、ベース１７に立設された主軸１８と、この主軸１８
に回転可能に嵌入され軸方向周囲に複数のポット収容部
１９ａが形成されたポットホルダ１９と、このポットホ
ルダ１９に回転可能に収容されたミルポット２１とを有
する。主軸１８の下端はベース１７上に固定され、主軸
１８の上端には太陽歯車１８ａが嵌着される。ポットホ
ルダ１９は主軸１８に２つのラジアル軸受１９ｂ，１９
ｂ及び１つのスラスト軸受１９ｃを介して回転可能に嵌
入され、ポットホルダ１９の下端には従動歯車１９ｄが
このホルダ１９と一体的に形成される。従動歯車１９ｄ
は電動モータ２２の出力軸２２ａに嵌着された駆動歯車
２２ｂに噛合する。またポット収容部１９ａは主軸１８
を中心とする同一円周上に等間隔に複数設けられる。こ
の実施の形態ではポット収容部１９ａは４つである。
に、ベース１７に立設された主軸１８と、この主軸１８
に回転可能に嵌入され軸方向周囲に複数のポット収容部
１９ａが形成されたポットホルダ１９と、このポットホ
ルダ１９に回転可能に収容されたミルポット２１とを有
する。主軸１８の下端はベース１７上に固定され、主軸
１８の上端には太陽歯車１８ａが嵌着される。ポットホ
ルダ１９は主軸１８に２つのラジアル軸受１９ｂ，１９
ｂ及び１つのスラスト軸受１９ｃを介して回転可能に嵌
入され、ポットホルダ１９の下端には従動歯車１９ｄが
このホルダ１９と一体的に形成される。従動歯車１９ｄ
は電動モータ２２の出力軸２２ａに嵌着された駆動歯車
２２ｂに噛合する。またポット収容部１９ａは主軸１８
を中心とする同一円周上に等間隔に複数設けられる。こ
の実施の形態ではポット収容部１９ａは４つである。
【０００９】ミルポット２１は上記ポット収容部１９ａ
に２つのラジアル軸受２１ａ，２１ａを介して回転可能
にそれぞれ収容される。ミルポット２１の直径は凝集粉
を含む粉末１１及び粉砕・混合した粉末１２が臨界にな
らない直径に形成される。ポット収容部１９ａの底部に
は通孔１９ｅが形成され、ミルポット２１の底部には上
記通孔１９ｅと略同一の孔径を有する透孔２１ｂが形成
される。またミルポット２１をポット収容部１９ａに収
容した状態で、ポット収容部１９ａの底部上面とミルポ
ット２１の底部下面との間には第１摩擦低減部材３１が
介装される（図１及び図３）。ミルポット２１の上端に
は開口部２１ｃが形成され、ミルポット２１の上部外周
面にはこのポット２１と一体的に遊星歯車２１ｄが設け
られ、遊星歯車２１ｄは上記太陽歯車１８ａと噛合す
る。また２１ｅはミルポット２１に収容された所定の直
径を有するジルコニア製の多数のセラミックボールであ
り、２１ｆは透孔２１ｂを塞ぐ所定のメッシュの網であ
る（図１）。この網２１ｆのメッシュは凝集粉を含む粉
末１１を通過不能にかつ粉砕・混合した粉末１２を通過
可能に形成される。なお、ポット収容部及びミルポット
は４つではなく、２つ、３つ又は５つ以上でもよい。ま
た、ミルポットに収容される多数のボールはジルコニア
に限らず、アルミナ、タングステンカーバイト等により
形成してもよい。
に２つのラジアル軸受２１ａ，２１ａを介して回転可能
にそれぞれ収容される。ミルポット２１の直径は凝集粉
を含む粉末１１及び粉砕・混合した粉末１２が臨界にな
らない直径に形成される。ポット収容部１９ａの底部に
は通孔１９ｅが形成され、ミルポット２１の底部には上
記通孔１９ｅと略同一の孔径を有する透孔２１ｂが形成
される。またミルポット２１をポット収容部１９ａに収
容した状態で、ポット収容部１９ａの底部上面とミルポ
ット２１の底部下面との間には第１摩擦低減部材３１が
介装される（図１及び図３）。ミルポット２１の上端に
は開口部２１ｃが形成され、ミルポット２１の上部外周
面にはこのポット２１と一体的に遊星歯車２１ｄが設け
られ、遊星歯車２１ｄは上記太陽歯車１８ａと噛合す
る。また２１ｅはミルポット２１に収容された所定の直
径を有するジルコニア製の多数のセラミックボールであ
り、２１ｆは透孔２１ｂを塞ぐ所定のメッシュの網であ
る（図１）。この網２１ｆのメッシュは凝集粉を含む粉
末１１を通過不能にかつ粉砕・混合した粉末１２を通過
可能に形成される。なお、ポット収容部及びミルポット
は４つではなく、２つ、３つ又は５つ以上でもよい。ま
た、ミルポットに収容される多数のボールはジルコニア
に限らず、アルミナ、タングステンカーバイト等により
形成してもよい。
【００１０】ミルポット２１の上端には略円錐状の供給
ケース２３が設けられる（図１及び図４）。供給ケース
２３の上端には供給口２３ａが形成され、下端にはミル
ポット２１の開口部２１ｃに第２摩擦低減部材３２（図
１及び図３）を介して挿入可能な排出口２３ｂがそれぞ
れ形成される（図１）。供給ケース２３の供給口２３ａ
には粉末下流側管路２４及び処理前粉末搬送手段２５を
介してホッパ２６が接続される（図４）。このホッパ２
６には凝集粉を含む粉末１１が貯留され、処理前粉末搬
送手段２５はホッパ２６に貯留された粉末１１を供給ケ
ース２３に供給する搬送手段である。上記ホッパ２６の
形状は凝集粉を含む粉末１１が臨界にならない形状に形
成される。この搬送手段２５として例えばスクリューフ
ィーダを用いると、スクリュー（図示せず）の回転速度
を調整することにより、上記粉末１１の供給量を調整可
能となる。供給ケース２３と粉末下流側管路２４との接
続部には第３摩擦低減部材３３が介装される（図１）。
またベース１７上には排出ケース２７が固定される。こ
の排出ケース２７は駆動歯車２２ｂ及び従動歯車１９ｄ
を覆うにベース１７上に固定され、上部にはポット収容
部１９ａの通孔１９ｅを臨みかつ通孔１９ｅから排出さ
れた粉末１２を収容するリング状の粉末収容部２７ａが
形成される。粉末収容部２７ａの外周壁２７ｂ上端及び
内周壁２７ｃ上端は第４摩擦低減部材３４（図１及び図
３）を介してポット収容部１９ａの底面にそれぞれ当接
する（図１）。また粉末収容部２７ａの外周壁２７ｂに
は排出口２７ｄが形成される。
ケース２３が設けられる（図１及び図４）。供給ケース
２３の上端には供給口２３ａが形成され、下端にはミル
ポット２１の開口部２１ｃに第２摩擦低減部材３２（図
１及び図３）を介して挿入可能な排出口２３ｂがそれぞ
れ形成される（図１）。供給ケース２３の供給口２３ａ
には粉末下流側管路２４及び処理前粉末搬送手段２５を
介してホッパ２６が接続される（図４）。このホッパ２
６には凝集粉を含む粉末１１が貯留され、処理前粉末搬
送手段２５はホッパ２６に貯留された粉末１１を供給ケ
ース２３に供給する搬送手段である。上記ホッパ２６の
形状は凝集粉を含む粉末１１が臨界にならない形状に形
成される。この搬送手段２５として例えばスクリューフ
ィーダを用いると、スクリュー（図示せず）の回転速度
を調整することにより、上記粉末１１の供給量を調整可
能となる。供給ケース２３と粉末下流側管路２４との接
続部には第３摩擦低減部材３３が介装される（図１）。
またベース１７上には排出ケース２７が固定される。こ
の排出ケース２７は駆動歯車２２ｂ及び従動歯車１９ｄ
を覆うにベース１７上に固定され、上部にはポット収容
部１９ａの通孔１９ｅを臨みかつ通孔１９ｅから排出さ
れた粉末１２を収容するリング状の粉末収容部２７ａが
形成される。粉末収容部２７ａの外周壁２７ｂ上端及び
内周壁２７ｃ上端は第４摩擦低減部材３４（図１及び図
３）を介してポット収容部１９ａの底面にそれぞれ当接
する（図１）。また粉末収容部２７ａの外周壁２７ｂに
は排出口２７ｄが形成される。
【００１１】処理後粉末搬送手段１６は図４に詳しく示
すように、Ｎ2ガスを貯留するタンク１６ａと、一端が
タンク１６ａに接続され他端が供給ケース２３に接続さ
れたガス供給管路１６ｂと、一端が排出ケース２７の排
出口２７ｄに接続され他端がサイクロン分離器２８の入
口に接続された第１搬送管路１６ｃと、一端がサイクロ
ン分離器２８のガス排出口に接続され他端がバッグフィ
ルタ２９の入口に接続された第２搬送管路１６ｄと、バ
ッグフィルタ２９のガス排出口から排出されたＮ2ガス
をタンク１６ａに供給するブロア１６ｅとを有する。タ
ンク１６ａ、ガス供給管路１６ｂ、ボールミル１３、第
１搬送管路１６ｃ、サイクロン分離器２８、第２搬送管
路１６ｄ、バッグフィルタ２９及びブロア１６ｅにより
Ｎ2ガスが循環する閉ループが構成される。タンク１６
ａ内の圧力は大気圧と略同一であり、このタンク１６ａ
はＮ2ガスを貯留するための他に、ブロア１６ｅにより
発生するＮ2ガスの脈動を防止する機能も有する。また
ミルポット２１、第１搬送管路１６ｃ、サイクロン分離
器２８、第２搬送管路１６ｄ及びバッグフィルタ２９内
はブロア１６ｅによるＮ2の吸引にて負圧状態に保たれ
るように構成される。またガス供給管路１６ｂには流量
調整弁１６ｆが設けられ、ボールミル１３に供給される
Ｎ2ガスの流量が調整される。またタンク１６ａには図
示しない圧力センサが設けられ、このセンサの検出出力
に基づいてタンク１６ａ内の圧力が所定値未満になる
と、Ｎ2ガスが別のタンク（図示せず）から補充管路１
６ｇを介して補充されるようになっている。
すように、Ｎ2ガスを貯留するタンク１６ａと、一端が
タンク１６ａに接続され他端が供給ケース２３に接続さ
れたガス供給管路１６ｂと、一端が排出ケース２７の排
出口２７ｄに接続され他端がサイクロン分離器２８の入
口に接続された第１搬送管路１６ｃと、一端がサイクロ
ン分離器２８のガス排出口に接続され他端がバッグフィ
ルタ２９の入口に接続された第２搬送管路１６ｄと、バ
ッグフィルタ２９のガス排出口から排出されたＮ2ガス
をタンク１６ａに供給するブロア１６ｅとを有する。タ
ンク１６ａ、ガス供給管路１６ｂ、ボールミル１３、第
１搬送管路１６ｃ、サイクロン分離器２８、第２搬送管
路１６ｄ、バッグフィルタ２９及びブロア１６ｅにより
Ｎ2ガスが循環する閉ループが構成される。タンク１６
ａ内の圧力は大気圧と略同一であり、このタンク１６ａ
はＮ2ガスを貯留するための他に、ブロア１６ｅにより
発生するＮ2ガスの脈動を防止する機能も有する。また
ミルポット２１、第１搬送管路１６ｃ、サイクロン分離
器２８、第２搬送管路１６ｄ及びバッグフィルタ２９内
はブロア１６ｅによるＮ2の吸引にて負圧状態に保たれ
るように構成される。またガス供給管路１６ｂには流量
調整弁１６ｆが設けられ、ボールミル１３に供給される
Ｎ2ガスの流量が調整される。またタンク１６ａには図
示しない圧力センサが設けられ、このセンサの検出出力
に基づいてタンク１６ａ内の圧力が所定値未満になる
と、Ｎ2ガスが別のタンク（図示せず）から補充管路１
６ｇを介して補充されるようになっている。
【００１２】サイクロン分離器２８は粉砕・混合した粉
末１２を含むＮ2ガスを上記分離器２８の内周壁に沿っ
て回転させ、その遠心力により上記粉末１２とＮ2ガス
とを概ね分離するように構成される。またバッグフィル
タ２９は内部に収容された布製のバッグ（図示せず）に
より上記サイクロン分離器２８で分離できなかった粉末
１２とＮ2ガスとを分離するように構成される。サイク
ロン分離器２８の粉末排出口及びバッグフィルタ２９の
粉末排出口は粉砕・混合した粉末１２を収容する回収容
器１４に接続される。この回収容器１４の形状は粉砕・
混合した粉末１２が臨界にならない形状に形成される。
なお、不活性ガスとしてＮ2ガスを用いたが、これは一
例であってＡｒガスやＨｅガス等の不活性ガスを用いて
もよいが、経済的にはＮ2ガスが望ましい。
末１２を含むＮ2ガスを上記分離器２８の内周壁に沿っ
て回転させ、その遠心力により上記粉末１２とＮ2ガス
とを概ね分離するように構成される。またバッグフィル
タ２９は内部に収容された布製のバッグ（図示せず）に
より上記サイクロン分離器２８で分離できなかった粉末
１２とＮ2ガスとを分離するように構成される。サイク
ロン分離器２８の粉末排出口及びバッグフィルタ２９の
粉末排出口は粉砕・混合した粉末１２を収容する回収容
器１４に接続される。この回収容器１４の形状は粉砕・
混合した粉末１２が臨界にならない形状に形成される。
なお、不活性ガスとしてＮ2ガスを用いたが、これは一
例であってＡｒガスやＨｅガス等の不活性ガスを用いて
もよいが、経済的にはＮ2ガスが望ましい。
【００１３】このように構成された核燃料粉末、ここで
はウラン・プルトニウム混合酸化物粉末の粉砕・混合方
法を図１〜図５に基づいて説明する。凝集粉を含むウラ
ン・プルトニウム混合酸化物粉末１１を粉砕・混合し回
収する装置は、図５に示すようにＭＯＸペレットの製造
工程における粉砕・混合工程とミクロ混合工程において
使用される。ＭＯＸペレットを製造するには、先ずＰｕ
Ｏ2粉末とＵＯ2粉末の混合原料粉と、ＰｕＯ2−ＵＯ2回
収粉を粉砕・混合する。ＰｕＯ2−ＵＯ2回収粉はペレッ
ト焼結工程においてペレットに欠けや割れ等が発見され
た場合に再度粉砕した粉末である。混合原料粉と回収粉
の粉砕・混合は、上述した装置により行われる。図１〜
図４に示すように、この装置のミルポット２１の直径、
即ち凝集粉を含むウラン・プルトニウム混合酸化物粉末
１１及び粉砕・混合したウラン・プルトニウム混合酸化
物粉末１２が臨界にならない直径を７〜１８ｃｍの範囲
内に設定した。
はウラン・プルトニウム混合酸化物粉末の粉砕・混合方
法を図１〜図５に基づいて説明する。凝集粉を含むウラ
ン・プルトニウム混合酸化物粉末１１を粉砕・混合し回
収する装置は、図５に示すようにＭＯＸペレットの製造
工程における粉砕・混合工程とミクロ混合工程において
使用される。ＭＯＸペレットを製造するには、先ずＰｕ
Ｏ2粉末とＵＯ2粉末の混合原料粉と、ＰｕＯ2−ＵＯ2回
収粉を粉砕・混合する。ＰｕＯ2−ＵＯ2回収粉はペレッ
ト焼結工程においてペレットに欠けや割れ等が発見され
た場合に再度粉砕した粉末である。混合原料粉と回収粉
の粉砕・混合は、上述した装置により行われる。図１〜
図４に示すように、この装置のミルポット２１の直径、
即ち凝集粉を含むウラン・プルトニウム混合酸化物粉末
１１及び粉砕・混合したウラン・プルトニウム混合酸化
物粉末１２が臨界にならない直径を７〜１８ｃｍの範囲
内に設定した。
【００１４】次に、処理前粉末搬送手段２５及び供給ケ
ース２３を介してミルポット２１に、０〜１０％の回収
粉を含むウラン・プルトニウム混合粉末１１を供給す
る。供給された粉末１１はミルポット２１の自転及び主
軸回りの公転により生じる遠心力等により、ボール２１
ｅが複雑な運動をするため、このボール２１ｅにより粉
体相互の凝集力は剪断される。この剪断された粉末１２
は上記遠心力等の力を殆ど受けなくなりかつ網２１ｆを
通過可能な大きさになるため、Ｎ2ガスにより排出ケー
ス２７及び第１搬送管路１６ｃを介してサイクロン分離
器２８に搬送され、粉末１２とＮ2ガスに概ね分離され
る。粉末１２は回収容器１４に収容され、未だ粉末１２
を含むＮ2ガスはバッグフィルタ２９に搬送されて粉末
１２とＮ2ガスに完全に分離される。
ース２３を介してミルポット２１に、０〜１０％の回収
粉を含むウラン・プルトニウム混合粉末１１を供給す
る。供給された粉末１１はミルポット２１の自転及び主
軸回りの公転により生じる遠心力等により、ボール２１
ｅが複雑な運動をするため、このボール２１ｅにより粉
体相互の凝集力は剪断される。この剪断された粉末１２
は上記遠心力等の力を殆ど受けなくなりかつ網２１ｆを
通過可能な大きさになるため、Ｎ2ガスにより排出ケー
ス２７及び第１搬送管路１６ｃを介してサイクロン分離
器２８に搬送され、粉末１２とＮ2ガスに概ね分離され
る。粉末１２は回収容器１４に収容され、未だ粉末１２
を含むＮ2ガスはバッグフィルタ２９に搬送されて粉末
１２とＮ2ガスに完全に分離される。
【００１５】回収容器１４に収容されたウラン・プルト
ニウム混合酸化物粉末１２は図５に示すように、マクロ
混合工程に送られる。マクロ混合工程では予め設定され
た混合比になるようにＵＯ2粉末を添加してＶ型ブレン
ダ等によって回転混合される。このように混合された酸
化物燃料粉末は造粒工程を経てペレット成形工程でウラ
ン・プルトニウム混合酸化物ペレットに成形される。
ニウム混合酸化物粉末１２は図５に示すように、マクロ
混合工程に送られる。マクロ混合工程では予め設定され
た混合比になるようにＵＯ2粉末を添加してＶ型ブレン
ダ等によって回転混合される。このように混合された酸
化物燃料粉末は造粒工程を経てペレット成形工程でウラ
ン・プルトニウム混合酸化物ペレットに成形される。
【００１６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ミ
ルポットを内部に粉砕媒体を収容した状態で自転させな
がら主軸回りを公転させ、ミルポットの供給部に凝集粉
を含む核燃料粉末及び不活性ガスを供給し、凝集粉を含
む核燃料粉末を不活性ガス雰囲気下でミルポットの自転
と公転により生じる遠心力で粉砕媒体により粉砕し、粉
砕した粉末を上記不活性ガスにより回収容器に回収した
ので、上記粉末がウラン酸化物粉末の場合にはこの粉末
が粉砕媒体により効率よく粉砕され、比較的短時間で均
一に粉砕されたウラン酸化物粉末が得られ、上記粉末が
ウラン・プルトニウム混合酸化物粉末の場合にはこれら
の粉末が効率よく分散されて粉砕・混合され、比較的短
時間で均一に粉砕・混合されたウラン・プルトニウム混
合酸化物粉末が得られる。また核燃料粉末は順次ミルポ
ットに所定量ずつ供給され、このミルポットで粉砕され
た粉末は不活性ガスにより回収容器に回収されるので、
ＵＯ2粉末の酸素とウランとの比を一定に保持したまま
連続的に核燃料粉末を粉砕できる。このように連続処理
が可能なため、核燃料粉末の粉砕又は粉砕・混合の処理
能力を大幅に向上できる。
ルポットを内部に粉砕媒体を収容した状態で自転させな
がら主軸回りを公転させ、ミルポットの供給部に凝集粉
を含む核燃料粉末及び不活性ガスを供給し、凝集粉を含
む核燃料粉末を不活性ガス雰囲気下でミルポットの自転
と公転により生じる遠心力で粉砕媒体により粉砕し、粉
砕した粉末を上記不活性ガスにより回収容器に回収した
ので、上記粉末がウラン酸化物粉末の場合にはこの粉末
が粉砕媒体により効率よく粉砕され、比較的短時間で均
一に粉砕されたウラン酸化物粉末が得られ、上記粉末が
ウラン・プルトニウム混合酸化物粉末の場合にはこれら
の粉末が効率よく分散されて粉砕・混合され、比較的短
時間で均一に粉砕・混合されたウラン・プルトニウム混
合酸化物粉末が得られる。また核燃料粉末は順次ミルポ
ットに所定量ずつ供給され、このミルポットで粉砕され
た粉末は不活性ガスにより回収容器に回収されるので、
ＵＯ2粉末の酸素とウランとの比を一定に保持したまま
連続的に核燃料粉末を粉砕できる。このように連続処理
が可能なため、核燃料粉末の粉砕又は粉砕・混合の処理
能力を大幅に向上できる。
【００１７】また粉砕・混合するのに比較的長時間を要
する従来のミルポットによる粉砕・混合と比較して、本
発明では核燃料粉末が粉砕媒体と接触する時間が比較的
短いため、粉砕媒体の摩耗粉が粉砕後の核燃料粉末に混
入する量が極めて僅かで済む。またミルポット内は不活
性ガスにより常に満たされているため、核燃料粉末の酸
化を防止でき、ミルポットの直径が核燃料粉末が臨界に
ならない大きさなので、容易に臨界安全管理が行える。
この結果、運転が容易で、保全性の向上を図ることがで
きる。
する従来のミルポットによる粉砕・混合と比較して、本
発明では核燃料粉末が粉砕媒体と接触する時間が比較的
短いため、粉砕媒体の摩耗粉が粉砕後の核燃料粉末に混
入する量が極めて僅かで済む。またミルポット内は不活
性ガスにより常に満たされているため、核燃料粉末の酸
化を防止でき、ミルポットの直径が核燃料粉末が臨界に
ならない大きさなので、容易に臨界安全管理が行える。
この結果、運転が容易で、保全性の向上を図ることがで
きる。
【００１８】また粉砕した核燃料粉末を回収容器に搬送
する不活性ガスを、再び供給部に供給することにより、
不活性ガスの全流路を閉ループとすれば、粉砕した核燃
料粉末を回収容器に搬送した不活性ガスを循環させて何
度も使用するため、比較的少量の不活性ガスで済む。ま
たミルポットより不活性ガス下流側を負圧状態に保つこ
とにより、核燃料粉末の散逸を防止できる。更に凝集粉
を含む粉末の供給量及び不活性ガスの供給量のいずれか
一方又は双方を調整可能にすれば、粉砕した核燃料粉末
を更に均一にすることができる。
する不活性ガスを、再び供給部に供給することにより、
不活性ガスの全流路を閉ループとすれば、粉砕した核燃
料粉末を回収容器に搬送した不活性ガスを循環させて何
度も使用するため、比較的少量の不活性ガスで済む。ま
たミルポットより不活性ガス下流側を負圧状態に保つこ
とにより、核燃料粉末の散逸を防止できる。更に凝集粉
を含む粉末の供給量及び不活性ガスの供給量のいずれか
一方又は双方を調整可能にすれば、粉砕した核燃料粉末
を更に均一にすることができる。
【図１】本発明一実施形態の核燃料粉末を粉砕するボー
ルミルの縦断面図。
ルミルの縦断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図。
【図４】そのボールミルにより粉砕された核燃料粉末の
回収方法を示す構成図。
回収方法を示す構成図。
【図５】ＭＯＸペレットの製造工程図。
１１ 凝集粉を含むウラン・プルトニウム混合酸化物粉
末（凝集分を含む核燃料粉末） １２ 粉砕・混合したウラン・プルトニウム混合酸化物
粉末（粉砕した核燃料粉末） １４ 回収容器 １８ 主軸 ２１ ミルポット ２１ｅ ボール（粉砕媒体） ２３ 供給ケース（供給部）
末（凝集分を含む核燃料粉末） １２ 粉砕・混合したウラン・プルトニウム混合酸化物
粉末（粉砕した核燃料粉末） １４ 回収容器 １８ 主軸 ２１ ミルポット ２１ｅ ボール（粉砕媒体） ２３ 供給ケース（供給部）
Claims (3)
- 【請求項１】 主軸(18)の軸方向周囲に配設されポット
(21)内に粉砕媒体(21e)を収容しかつ核燃料粉末(11,12)
が臨界にならない直径を有する複数のミルポット(21)を
自転させながら前記主軸(18)回りに公転させる工程と、 凝集粉を含む核燃料粉末(11)を前記ミルポット(21)の供
給部(23)に搬送する工程と、 前記供給部(23)に不活性ガスを供給する工程と、 前記供給部(23)から前記粉末(11)を前記ミルポット(21)
内に供給し前記不活性ガス雰囲気下で前記自転と公転に
より生じる遠心力で前記粉砕媒体(21e)により前記凝集
粉を含む粉末(11)を粉砕する工程と、 前記粉砕した粉末(12)を前記不活性ガスにより前記粉末
(12)が臨界にならない形状の回収容器(14)に回収する工
程とを含む核燃料粉末の粉砕方法。 - 【請求項２】 粉砕した核燃料粉末(12)を回収容器(14)
に搬送する不活性ガスが供給部(23)に供給され、前記前
記不活性ガスの全流路が閉ループを構成する請求項１記
載の核燃料粉末の粉砕方法。 - 【請求項３】 凝集粉を含む粉末の供給量及び不活性ガ
スの供給量のいずれか一方又は双方を調整可能にした請
求項１又は２記載の核燃料粉末の粉砕方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7340285A JPH09178890A (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | 核燃料粉末の粉砕方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7340285A JPH09178890A (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | 核燃料粉末の粉砕方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09178890A true JPH09178890A (ja) | 1997-07-11 |
Family
ID=18335484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7340285A Pending JPH09178890A (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | 核燃料粉末の粉砕方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09178890A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100969942B1 (ko) * | 2008-12-26 | 2010-07-14 | 한전원자력연료 주식회사 | 핵연료 펠릿 제조용 원료 분말 분쇄기 |
| JP2013504049A (ja) * | 2009-09-02 | 2013-02-04 | コミッサリア ア ロンネルジー アトミック エ オ ゾンネルジー ザルテルナティーフ | 少なくとも１つのマイナーアクチニドに基づく多孔性核燃料を調製する方法 |
-
1995
- 1995-12-27 JP JP7340285A patent/JPH09178890A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100969942B1 (ko) * | 2008-12-26 | 2010-07-14 | 한전원자력연료 주식회사 | 핵연료 펠릿 제조용 원료 분말 분쇄기 |
| JP2013504049A (ja) * | 2009-09-02 | 2013-02-04 | コミッサリア ア ロンネルジー アトミック エ オ ゾンネルジー ザルテルナティーフ | 少なくとも１つのマイナーアクチニドに基づく多孔性核燃料を調製する方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20011218 |