JPH11109089A - 攪拌冷却式ウラン・プルトニウム混合酸化物粉末用貯槽 - Google Patents
攪拌冷却式ウラン・プルトニウム混合酸化物粉末用貯槽Info
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- JPH11109089A JPH11109089A JP9282568A JP28256897A JPH11109089A JP H11109089 A JPH11109089 A JP H11109089A JP 9282568 A JP9282568 A JP 9282568A JP 28256897 A JP28256897 A JP 28256897A JP H11109089 A JPH11109089 A JP H11109089A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ウラン・プルトニウム混合酸化物粉末の温度
上昇を抑制し、ウラン・プルトニウム混合酸化物粉末を
大量に貯蔵できるようにする。 【解決手段】 内面は滑らかで外面に冷却管１６が巻き
付けられた円筒形状であって下部が窄まって排出口１４
となっている貯槽本体１０と、その外側を覆う外側断熱
ジャケット１８と、貯槽本体内部に組み込まれて回転自
在の中空攪拌羽根構造体１２と、その各中空羽根の内部
に冷却空気を送り込む冷風導入管２８と、前記貯槽本体
の上面を覆う蓋体２０と、前記中空攪拌羽根構造体の回
転駆動機構（駆動モータ４０及びギア４２，４４）を具
備している。貯槽本体内にウラン・プルトニウム混合酸
化物粉末５０を貯蔵する。そして、冷却管に冷却空気を
供給して冷却し、中空攪拌羽根構造体をウラン・プルト
ニウム混合酸化物粉末中で回転させつつ中空攪拌羽根構
造体内に冷却空気を供給して攪拌冷却する。
上昇を抑制し、ウラン・プルトニウム混合酸化物粉末を
大量に貯蔵できるようにする。 【解決手段】 内面は滑らかで外面に冷却管１６が巻き
付けられた円筒形状であって下部が窄まって排出口１４
となっている貯槽本体１０と、その外側を覆う外側断熱
ジャケット１８と、貯槽本体内部に組み込まれて回転自
在の中空攪拌羽根構造体１２と、その各中空羽根の内部
に冷却空気を送り込む冷風導入管２８と、前記貯槽本体
の上面を覆う蓋体２０と、前記中空攪拌羽根構造体の回
転駆動機構（駆動モータ４０及びギア４２，４４）を具
備している。貯槽本体内にウラン・プルトニウム混合酸
化物粉末５０を貯蔵する。そして、冷却管に冷却空気を
供給して冷却し、中空攪拌羽根構造体をウラン・プルト
ニウム混合酸化物粉末中で回転させつつ中空攪拌羽根構
造体内に冷却空気を供給して攪拌冷却する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウラン・プルトニ
ウム混合酸化物（ＭＯＸ：Mixed Oxide ）粉末を貯蔵す
るための貯槽に関し、更に詳しく述べると、円筒形状の
貯槽本体の内部に中空攪拌羽根構造体を設置して、貯蔵
されているウラン・プルトニウム混合酸化物粉末を攪拌
冷却するようにした攪拌冷却式ウラン・プルトニウム混
合酸化物粉末用貯槽に関するものである。この装置は、
特にウラン・プルトニウム混合酸化物粉末のうち、比較
的プルトニウムの割合が高い粉末、あるいはプルトニウ
ムの発熱量が高い粉末の大量貯蔵に好適である。
ウム混合酸化物（ＭＯＸ：Mixed Oxide ）粉末を貯蔵す
るための貯槽に関し、更に詳しく述べると、円筒形状の
貯槽本体の内部に中空攪拌羽根構造体を設置して、貯蔵
されているウラン・プルトニウム混合酸化物粉末を攪拌
冷却するようにした攪拌冷却式ウラン・プルトニウム混
合酸化物粉末用貯槽に関するものである。この装置は、
特にウラン・プルトニウム混合酸化物粉末のうち、比較
的プルトニウムの割合が高い粉末、あるいはプルトニウ
ムの発熱量が高い粉末の大量貯蔵に好適である。
【０００２】
【従来の技術】従来、ウラン・プルトニウム混合酸化物
粉末の貯蔵には、単純な円筒形状の貯槽が用いられてい
る。
粉末の貯蔵には、単純な円筒形状の貯槽が用いられてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ウラン・プル
トニウム混合酸化物粉末は、熱伝導度が低いために、大
量に貯蔵すると、プルトニウムの発熱密度またはプルト
ニウム添加割合によっては粉末中心部の最高温度は２０
０℃をはるかに超える温度となる。この温度により、ウ
ラン・プルトニウム混合酸化物粉末が徐々に酸化した
り、添加した有機物が揮発し、ペレット製造の際に焼結
密度不足や外観不良等の悪影響を及ぼす。これを避けよ
うとすると、従来の単なる円筒形状の貯槽では径が小さ
くなりすぎ、大量のウラン・プルトニウム混合酸化物粉
末を貯蔵できなくなる。
トニウム混合酸化物粉末は、熱伝導度が低いために、大
量に貯蔵すると、プルトニウムの発熱密度またはプルト
ニウム添加割合によっては粉末中心部の最高温度は２０
０℃をはるかに超える温度となる。この温度により、ウ
ラン・プルトニウム混合酸化物粉末が徐々に酸化した
り、添加した有機物が揮発し、ペレット製造の際に焼結
密度不足や外観不良等の悪影響を及ぼす。これを避けよ
うとすると、従来の単なる円筒形状の貯槽では径が小さ
くなりすぎ、大量のウラン・プルトニウム混合酸化物粉
末を貯蔵できなくなる。
【０００４】冷却効率を高めるために、貯槽を中空構造
とすることが考えられる。確かに、中空構造の貯槽で
は、ある程度の冷却効果の向上は認められるが、プルト
ニウムの割合が高い粉末やプルトニウム発熱密度が高く
なると、必ずしも十分には冷却できなくなる。そこで、
より冷却効率が高く、小形化できる貯槽の開発が求めら
れている。
とすることが考えられる。確かに、中空構造の貯槽で
は、ある程度の冷却効果の向上は認められるが、プルト
ニウムの割合が高い粉末やプルトニウム発熱密度が高く
なると、必ずしも十分には冷却できなくなる。そこで、
より冷却効率が高く、小形化できる貯槽の開発が求めら
れている。
【０００５】本発明の目的は、ウラン・プルトニウム混
合酸化物粉末の温度上昇を抑制し、比較的プルトニウム
の割合が高い、あるいはプルトニウム発熱密度の高いウ
ラン・プルトニウム混合酸化物粉末でも大量に貯蔵で
き、小形化できる構造の貯槽を提供することである。
合酸化物粉末の温度上昇を抑制し、比較的プルトニウム
の割合が高い、あるいはプルトニウム発熱密度の高いウ
ラン・プルトニウム混合酸化物粉末でも大量に貯蔵で
き、小形化できる構造の貯槽を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、内面は滑らか
で外面に冷却管が巻き付けられた円筒形状であって下部
が窄まって排出口となっている貯槽本体と、該貯槽本体
の外側を覆う外側断熱ジャケットと、前記貯槽本体内部
に組み込まれて回転自在の中空攪拌羽根構造体と、その
各中空羽根の内部に冷却空気を送り込む冷風導入管と、
前記貯槽本体の上面を覆う蓋体と、前記中空攪拌羽根構
造体の回転駆動機構とを具備している攪拌冷却式ウラン
・プルトニウム混合酸化物粉末用貯槽である。前記貯槽
本体内にウラン・プルトニウム混合酸化物粉末を貯蔵す
る。そして、冷却管に冷却空気を供給して冷却し、中空
攪拌羽根構造体を前記ウラン・プルトニウム混合酸化物
粉末中で回転させつつ該中空攪拌羽根構造体内に冷却空
気を供給して攪拌冷却する。
で外面に冷却管が巻き付けられた円筒形状であって下部
が窄まって排出口となっている貯槽本体と、該貯槽本体
の外側を覆う外側断熱ジャケットと、前記貯槽本体内部
に組み込まれて回転自在の中空攪拌羽根構造体と、その
各中空羽根の内部に冷却空気を送り込む冷風導入管と、
前記貯槽本体の上面を覆う蓋体と、前記中空攪拌羽根構
造体の回転駆動機構とを具備している攪拌冷却式ウラン
・プルトニウム混合酸化物粉末用貯槽である。前記貯槽
本体内にウラン・プルトニウム混合酸化物粉末を貯蔵す
る。そして、冷却管に冷却空気を供給して冷却し、中空
攪拌羽根構造体を前記ウラン・プルトニウム混合酸化物
粉末中で回転させつつ該中空攪拌羽根構造体内に冷却空
気を供給して攪拌冷却する。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明では、冷却管に代えて貯槽
本体の外面にフィンを取り付け、貯槽本体と外側断熱ジ
ャケットとの隙間に下方から冷却空気を供給して冷却す
ることもできる。冷却空気を供給するために、外側断熱
ジャケットの外部及び冷風導入管の上部に、圧縮空気の
断熱膨張を利用して冷却空気を発生させる冷風発生機を
設置するのが望ましい。また貯槽本体若しくは外側断熱
ジャケットに、振動により内部に付着滞留している粉末
を脱粉させるエアノッカーを取り付けることも有効であ
る。
本体の外面にフィンを取り付け、貯槽本体と外側断熱ジ
ャケットとの隙間に下方から冷却空気を供給して冷却す
ることもできる。冷却空気を供給するために、外側断熱
ジャケットの外部及び冷風導入管の上部に、圧縮空気の
断熱膨張を利用して冷却空気を発生させる冷風発生機を
設置するのが望ましい。また貯槽本体若しくは外側断熱
ジャケットに、振動により内部に付着滞留している粉末
を脱粉させるエアノッカーを取り付けることも有効であ
る。
【０００８】
【実施例】図１は本発明に係る攪拌冷却式ウラン・プル
トニウム混合酸化物粉末用貯槽の一実施例を示す全体構
成図であり、図２はその分解説明図である。本装置は、
基本的には円筒形状の貯槽本体１０と、その内部に組み
込まれる中空攪拌羽根構造体１２との組み合わせからな
る。
トニウム混合酸化物粉末用貯槽の一実施例を示す全体構
成図であり、図２はその分解説明図である。本装置は、
基本的には円筒形状の貯槽本体１０と、その内部に組み
込まれる中空攪拌羽根構造体１２との組み合わせからな
る。
【０００９】貯槽本体１０は、円筒形状をなし、下部が
逆円錐状に窄められていて、その先端に排出口１４が形
成されている。貯槽本体１０の内面は滑らかであり、外
面には冷却管１６が螺旋状に巻き付けられている。な
お、冷却管１６は、複数系統に分割して設けている。こ
の貯槽本体１０の外側に、間隔をおいて外側断熱ジャケ
ット１８を設ける。該外側断熱ジャケット１８は、塩化
ビニル製の縦割り２分割構造であって、両側から組み合
わせることで前記貯槽本体１０を覆うようになってい
る。貯槽本体１０及び外側断熱ジャケット１８の上端に
は、それらの上面を覆うような円環板状の蓋体２０を設
ける。該蓋体２０には粉末供給管２２が設けられてい
る。
逆円錐状に窄められていて、その先端に排出口１４が形
成されている。貯槽本体１０の内面は滑らかであり、外
面には冷却管１６が螺旋状に巻き付けられている。な
お、冷却管１６は、複数系統に分割して設けている。こ
の貯槽本体１０の外側に、間隔をおいて外側断熱ジャケ
ット１８を設ける。該外側断熱ジャケット１８は、塩化
ビニル製の縦割り２分割構造であって、両側から組み合
わせることで前記貯槽本体１０を覆うようになってい
る。貯槽本体１０及び外側断熱ジャケット１８の上端に
は、それらの上面を覆うような円環板状の蓋体２０を設
ける。該蓋体２０には粉末供給管２２が設けられてい
る。
【００１０】中空攪拌羽根構造体１２は、下部が窄まっ
て閉じられている有底円管状の軸部２４と、その外周面
から横方向に突出する複数のプロペラ状の中空羽根２６
を有し、各中空羽根２６の接続部分でも連通していて全
体が一つの連続した空洞となっている構造体である。該
中空攪拌羽根構造体１２の内部には冷風導入管２８が組
み込まれる。該冷風導入管２８は、前記軸部２４の中心
軸に沿って挿入され断熱材３０で覆われており、そこか
ら枝管３２によって枝別れして各中空羽根２６内の先端
近傍に達するような構造である。冷風導入管２８の上部
にはフリージョイント３４を設ける。これによって、冷
風導入管２８を通って枝管３２から噴出した冷風は、中
空羽根２６の内部先端に達して該中空羽根２６の内面に
沿って戻り、冷風導入管２８と軸部２４との間を通って
排出されるような冷風流路が形成され、中空攪拌羽根構
造体１２（軸部２４及び各中空羽根２６）の外表面全体
を内部から冷却する。なお、プロペラ状の中空羽根に代
えて、螺旋状の中空羽根を用いてもよい。
て閉じられている有底円管状の軸部２４と、その外周面
から横方向に突出する複数のプロペラ状の中空羽根２６
を有し、各中空羽根２６の接続部分でも連通していて全
体が一つの連続した空洞となっている構造体である。該
中空攪拌羽根構造体１２の内部には冷風導入管２８が組
み込まれる。該冷風導入管２８は、前記軸部２４の中心
軸に沿って挿入され断熱材３０で覆われており、そこか
ら枝管３２によって枝別れして各中空羽根２６内の先端
近傍に達するような構造である。冷風導入管２８の上部
にはフリージョイント３４を設ける。これによって、冷
風導入管２８を通って枝管３２から噴出した冷風は、中
空羽根２６の内部先端に達して該中空羽根２６の内面に
沿って戻り、冷風導入管２８と軸部２４との間を通って
排出されるような冷風流路が形成され、中空攪拌羽根構
造体１２（軸部２４及び各中空羽根２６）の外表面全体
を内部から冷却する。なお、プロペラ状の中空羽根に代
えて、螺旋状の中空羽根を用いてもよい。
【００１１】中空攪拌羽根構造体１２は、蓋体２０に固
定されている軸受３６によって回転自在に支持され、駆
動モータ４０と、ギア機構（中空攪拌羽根構造体側のギ
ア４２及び駆動モータ側のギア４４の組み合わせ）によ
って、所定の速度（毎分数回転程度）で回転するように
構成されている。
定されている軸受３６によって回転自在に支持され、駆
動モータ４０と、ギア機構（中空攪拌羽根構造体側のギ
ア４２及び駆動モータ側のギア４４の組み合わせ）によ
って、所定の速度（毎分数回転程度）で回転するように
構成されている。
【００１２】ウラン・プルトニウム混合酸化物粉末５０
は、貯槽本体１０内に貯蔵する。そして、貯槽本体１０
の各冷却管１６に冷却空気を供給して、該貯槽本体１０
を外側から冷却する。また中空攪拌羽根構造体１２をゆ
っくりと（毎分数回程度の回転速度で）回転してウラン
・プルトニウム混合酸化物粉末５０を攪拌しつつ、冷風
導入管１２にも冷却空気を供給して、該中空攪拌羽根構
造体１２を内部から全体的に冷却する。
は、貯槽本体１０内に貯蔵する。そして、貯槽本体１０
の各冷却管１６に冷却空気を供給して、該貯槽本体１０
を外側から冷却する。また中空攪拌羽根構造体１２をゆ
っくりと（毎分数回程度の回転速度で）回転してウラン
・プルトニウム混合酸化物粉末５０を攪拌しつつ、冷風
導入管１２にも冷却空気を供給して、該中空攪拌羽根構
造体１２を内部から全体的に冷却する。
【００１３】ここでは、各冷却管１６にそれぞれ冷風発
生機５２を設置し、また冷風導入管２８の上部にも冷風
発生機５４を設置する。これらの冷風発生機５２，５４
は、圧縮空気の断熱膨張を利用して冷却空気を発生させ
る方式の装置である。例えば４気圧まで加圧した２０℃
の圧縮空気を瞬時に大気圧まで減圧させると、理論的に
は−７０℃の冷却空気が得られる。実際には効率などが
関係するためそこまで低温にはならないが、−２０℃〜
−３０℃程度の冷却空気を得ることは可能である。冷却
空気に代えて通常温度の空気を流すのみでも、ある程度
の冷却は可能であるが、空気の温度が低いほど冷却の効
率（熱の除去）が高いことは言うまでもない。その点
で、上記のような冷風発生機の使用は好ましい。冷却空
気による熱の除去は、冷却空気の温度が低いほど、流量
が多いほど有効であるが、更に冷却空気の流速が高いこ
とも重要である。そのため、冷却空気の流れる空間（冷
却管内径）は狭い方が望ましい。
生機５２を設置し、また冷風導入管２８の上部にも冷風
発生機５４を設置する。これらの冷風発生機５２，５４
は、圧縮空気の断熱膨張を利用して冷却空気を発生させ
る方式の装置である。例えば４気圧まで加圧した２０℃
の圧縮空気を瞬時に大気圧まで減圧させると、理論的に
は−７０℃の冷却空気が得られる。実際には効率などが
関係するためそこまで低温にはならないが、−２０℃〜
−３０℃程度の冷却空気を得ることは可能である。冷却
空気に代えて通常温度の空気を流すのみでも、ある程度
の冷却は可能であるが、空気の温度が低いほど冷却の効
率（熱の除去）が高いことは言うまでもない。その点
で、上記のような冷風発生機の使用は好ましい。冷却空
気による熱の除去は、冷却空気の温度が低いほど、流量
が多いほど有効であるが、更に冷却空気の流速が高いこ
とも重要である。そのため、冷却空気の流れる空間（冷
却管内径）は狭い方が望ましい。
【００１４】本発明では、冷却管２８に下方から冷却空
気を供給する。冷却空気を下方から流す理由は、途中で
冷却空気が加熱されて膨張することにより、更に流速が
高くなることによる。なお、外側断熱ジャケット１８及
び冷風導入管２８の断熱材３０は、外部からの入熱によ
る冷却空気の温度上昇を少なくする機能を果たす。
気を供給する。冷却空気を下方から流す理由は、途中で
冷却空気が加熱されて膨張することにより、更に流速が
高くなることによる。なお、外側断熱ジャケット１８及
び冷風導入管２８の断熱材３０は、外部からの入熱によ
る冷却空気の温度上昇を少なくする機能を果たす。
【００１５】貯槽本体１０の内面及び中空攪拌羽根構造
体１２の外面は、パフ仕上げを施した滑らかな面とす
る。本来ならば、これらの面に凹凸があった方が熱を除
去する効率は向上するが、凹凸を付けない理由は、粉末
の付着による貯槽内の滞留を減らし、滞留による被曝の
低減を図るためである。外側断熱ジャケット１８にエア
ーノッカー５６を設置して貯槽本体１０に振動を付与す
ると、その振動により内部に付着滞留している粉末を脱
粉できる。なお、貯槽内の清掃は、中空攪拌構造体１２
を引き抜き、貯槽本体１０の上部の蓋体２０を開けるこ
とにより容易に行うことができる。
体１２の外面は、パフ仕上げを施した滑らかな面とす
る。本来ならば、これらの面に凹凸があった方が熱を除
去する効率は向上するが、凹凸を付けない理由は、粉末
の付着による貯槽内の滞留を減らし、滞留による被曝の
低減を図るためである。外側断熱ジャケット１８にエア
ーノッカー５６を設置して貯槽本体１０に振動を付与す
ると、その振動により内部に付着滞留している粉末を脱
粉できる。なお、貯槽内の清掃は、中空攪拌構造体１２
を引き抜き、貯槽本体１０の上部の蓋体２０を開けるこ
とにより容易に行うことができる。
【００１６】本実施例では、貯槽本体１０の外面に冷却
管１６を巻き付けているが、それに代えて貯槽本体の外
面にフィンを螺旋状に設けて、該フィンを冷却空気のガ
イドとして貯槽本体と外側断熱ジャケットとの隙間に、
下方から冷却空気を供給して冷却する方式としてもよ
い。
管１６を巻き付けているが、それに代えて貯槽本体の外
面にフィンを螺旋状に設けて、該フィンを冷却空気のガ
イドとして貯槽本体と外側断熱ジャケットとの隙間に、
下方から冷却空気を供給して冷却する方式としてもよ
い。
【００１７】本発明に係る貯槽の貯蔵対象粉末は、任意
のプルトニウムの発熱密度、プルトニウム添加率の粉体
に適用できるが、特にプルトニウムの発熱密度が大き
い、あるいはプルトニウム添加率が高い粉末の貯蔵に適
している。
のプルトニウムの発熱密度、プルトニウム添加率の粉体
に適用できるが、特にプルトニウムの発熱密度が大き
い、あるいはプルトニウム添加率が高い粉末の貯蔵に適
している。
【００１８】プルトニウムの発熱は、Ｐｕ２３８，Ｐｕ
２４０等が主体であり、これらの同位体の組成でプルト
ニウムの発熱密度は大きく異なる。因みに、発熱密度が
２０w/kgPuの発熱密度のプルトニウムは50000 MWD/T の
使用済燃料を処理して得られたプルトニウムに若干の核
分裂生成物が混入したものが相当する。プルトニウムの
同位体比は軽水炉の使用済燃料の燃焼度により変わる
が、通常は、７〜１３w/kgPu程度である。
２４０等が主体であり、これらの同位体の組成でプルト
ニウムの発熱密度は大きく異なる。因みに、発熱密度が
２０w/kgPuの発熱密度のプルトニウムは50000 MWD/T の
使用済燃料を処理して得られたプルトニウムに若干の核
分裂生成物が混入したものが相当する。プルトニウムの
同位体比は軽水炉の使用済燃料の燃焼度により変わる
が、通常は、７〜１３w/kgPu程度である。
【００１９】ウラン・プルトニウム混合酸化物粉末の発
熱密度は、プルトニウムの発熱密度とプルトニウムの添
加率で決まる。ウラン・プルトニウム混合酸化物粉末の
発熱密度が同じで、粉末の密度が同じであれば、同一温
度となる。例えば、２０w/kgPuのプルトニウムが１０％
添加されたウラン・プルトニウム混合酸化物粉末と１０
w/kgPuのプルトニウムが２０％添加されたウラン・プル
トニウム混合酸化物粉末を同一形状にすると同じ温度と
なる。
熱密度は、プルトニウムの発熱密度とプルトニウムの添
加率で決まる。ウラン・プルトニウム混合酸化物粉末の
発熱密度が同じで、粉末の密度が同じであれば、同一温
度となる。例えば、２０w/kgPuのプルトニウムが１０％
添加されたウラン・プルトニウム混合酸化物粉末と１０
w/kgPuのプルトニウムが２０％添加されたウラン・プル
トニウム混合酸化物粉末を同一形状にすると同じ温度と
なる。
【００２０】本発明では冷却媒体として空気を使用して
いる。水が使用できれば、より冷却効率が高くなり望ま
しい。しかし、水の存在は臨界安全上、臨界が起き易い
方向に働く。更に、貯槽の寸法、貯蔵量に制限を受け、
設計が難しくなる。また、水が貯槽内に漏洩しないため
の構造上の担保が難しく、ウラン・プルトニウム混合酸
化物粉末用貯槽の冷却に水を使用することは現実的でな
い。またフレオン等の冷媒をリサイクルさせても冷却効
果は冷却空気をワンスルーで流すよりは大きくなる。し
かし、冷媒のリサイクルにはコンプレッサ等の装置が必
要であり、そのコストと設置スペースを冷却効果と比べ
てもコスト及びスペースほどの冷却効果は期待できな
い。
いる。水が使用できれば、より冷却効率が高くなり望ま
しい。しかし、水の存在は臨界安全上、臨界が起き易い
方向に働く。更に、貯槽の寸法、貯蔵量に制限を受け、
設計が難しくなる。また、水が貯槽内に漏洩しないため
の構造上の担保が難しく、ウラン・プルトニウム混合酸
化物粉末用貯槽の冷却に水を使用することは現実的でな
い。またフレオン等の冷媒をリサイクルさせても冷却効
果は冷却空気をワンスルーで流すよりは大きくなる。し
かし、冷媒のリサイクルにはコンプレッサ等の装置が必
要であり、そのコストと設置スペースを冷却効果と比べ
てもコスト及びスペースほどの冷却効果は期待できな
い。
【００２１】本発明による中空攪拌羽根構造体を組み込
んだ貯槽を用いた場合のウラン・プルトニウム混合酸化
物粉末の貯蔵性を、プルトニウム発熱密度１０w/kgPu、
プルトニウム添加量３０％、嵩密度３g/ccの粉末４０kg
を貯蔵すると仮定し、各種形状の貯槽の例と比較して、
その大きさ、最高温度、４０kgの粉末を入れた場合の高
さの計算値、冷却条件を表１に示す。なお、貯蔵時の粉
末最高温度は１００℃以下となることを評価の基準とす
る。表１の計算は、実験で求めた物性値を基に行ってい
る。
んだ貯槽を用いた場合のウラン・プルトニウム混合酸化
物粉末の貯蔵性を、プルトニウム発熱密度１０w/kgPu、
プルトニウム添加量３０％、嵩密度３g/ccの粉末４０kg
を貯蔵すると仮定し、各種形状の貯槽の例と比較して、
その大きさ、最高温度、４０kgの粉末を入れた場合の高
さの計算値、冷却条件を表１に示す。なお、貯蔵時の粉
末最高温度は１００℃以下となることを評価の基準とす
る。表１の計算は、実験で求めた物性値を基に行ってい
る。
【００２２】
【表１】
【００２３】ここで貯槽は厚さ０．３mmのステンレス鋼
製、中空羽根は厚さ０．５mmのステンレス鋼製であり、
冷却空気入口温度は−１０℃、流量は貯槽本体外で５０
リットル／分、中空攪拌羽根内で２５リットル／分であ
る。
製、中空羽根は厚さ０．５mmのステンレス鋼製であり、
冷却空気入口温度は−１０℃、流量は貯槽本体外で５０
リットル／分、中空攪拌羽根内で２５リットル／分であ
る。
【００２４】１００℃という温度は、ウラン・プルトニ
ウム混合酸化物粉末の酸化を防止するため、及び粉末に
添加する有機物添加剤の揮発による消失を防止するため
に設定した温度である。この温度は低ければ低いほど望
ましい。
ウム混合酸化物粉末の酸化を防止するため、及び粉末に
添加する有機物添加剤の揮発による消失を防止するため
に設定した温度である。この温度は低ければ低いほど望
ましい。
【００２５】表１の結果は、ある限定された条件下で評
価したものであり、冷却空気導入温度、あるいは流量を
変えれば最高温度はあと２０℃程度は下げられる余地は
ある。しかし、流量を増やしたりしても熱を除去する効
率には限界があり、著しく低温、大流量が得られる冷却
機構を付けても、装置の大きさ、価格の割には冷却効率
は上がらない。表１の結果から、のような中実型の貯
槽であれば内径１３cmという細い径の貯槽となり、４０
kgの粉末を入れると１ｍもの高さとなる。このような貯
槽には上下に粉末の供給・排出機構を付けるために、現
実には高さ２ｍ近いものになってしまう。このように長
いものをグローブボックス内に設置することは、他の機
器の設置を大きく制約するし、また貯槽内の清掃が著し
く困難となる。
価したものであり、冷却空気導入温度、あるいは流量を
変えれば最高温度はあと２０℃程度は下げられる余地は
ある。しかし、流量を増やしたりしても熱を除去する効
率には限界があり、著しく低温、大流量が得られる冷却
機構を付けても、装置の大きさ、価格の割には冷却効率
は上がらない。表１の結果から、のような中実型の貯
槽であれば内径１３cmという細い径の貯槽となり、４０
kgの粉末を入れると１ｍもの高さとなる。このような貯
槽には上下に粉末の供給・排出機構を付けるために、現
実には高さ２ｍ近いものになってしまう。このように長
いものをグローブボックス内に設置することは、他の機
器の設置を大きく制約するし、また貯槽内の清掃が著し
く困難となる。
【００２６】のような中空羽根付き貯槽（本発明と同
様の構成であるが中空羽根を回転させないもの）では、
中空羽根が回転しなくても放熱フィンとして機能するた
め、ある程度の冷却効果は生じる。しかし、に示すよ
うに中空攪拌羽根付き貯槽（本発明品であって中空羽根
を回転させるもの）では、攪拌を行うことで著しく温度
を下げることができる。表１の結果は、羽根形状が完全
に粉末を対流攪拌できるものではなかったが、羽根先端
と貯槽内面の間隙を狭くしたり、羽根形状を改善するこ
とで、更に温度を下げることが可能である。理論的には
５０℃程度までさげることは可能である。
様の構成であるが中空羽根を回転させないもの）では、
中空羽根が回転しなくても放熱フィンとして機能するた
め、ある程度の冷却効果は生じる。しかし、に示すよ
うに中空攪拌羽根付き貯槽（本発明品であって中空羽根
を回転させるもの）では、攪拌を行うことで著しく温度
を下げることができる。表１の結果は、羽根形状が完全
に粉末を対流攪拌できるものではなかったが、羽根先端
と貯槽内面の間隙を狭くしたり、羽根形状を改善するこ
とで、更に温度を下げることが可能である。理論的には
５０℃程度までさげることは可能である。
【００２７】
【発明の効果】本発明は上記のように、内部が中空形状
の攪拌羽根を貯槽内に設けて回転攪拌させ、貯槽外部に
冷却管などを設けて外側から冷却すると共に、前記攪拌
羽根内にも冷却空気を供給して冷却するように構成して
いるため、大量のウラン・プルトニウム混合酸化物粉末
を、温度上昇を抑制しつつ貯蔵できる。本発明に係る貯
槽は、小形化できるためにグローブボックス内に容易に
収容できる。
の攪拌羽根を貯槽内に設けて回転攪拌させ、貯槽外部に
冷却管などを設けて外側から冷却すると共に、前記攪拌
羽根内にも冷却空気を供給して冷却するように構成して
いるため、大量のウラン・プルトニウム混合酸化物粉末
を、温度上昇を抑制しつつ貯蔵できる。本発明に係る貯
槽は、小形化できるためにグローブボックス内に容易に
収容できる。
【図１】本発明の一実施例を示す全体構成図。
【図２】その分解説明図。
１０ 貯槽本体 １２ 中空攪拌羽根構造体 １４ 排出口 １６ 冷却管 １８ 外側断熱ジャケット ２０ 蓋体 ２４ 軸部 ２６ 中空羽根 ２８ 冷風導入管 ３０ 断熱材 ３２ 枝管 ４０ 駆動モータ ４２，４４ ギア
Claims (4)
- 【請求項１】 内面は滑らかで外面に冷却管が巻き付ら
れた円筒形状であって下部が窄まって排出口となってい
る貯槽本体と、該貯槽本体の外側を覆う外側断熱ジャケ
ットと、前記貯槽本体内部に組み込まれて回転自在の中
空攪拌羽根構造体と、その各中空羽根の内部に冷却空気
を送り込む冷風導入管と、前記貯槽本体の上面を覆う蓋
体と、前記中空攪拌羽根構造体の回転駆動機構とを具備
し、 前記貯槽本体内にウラン・プルトニウム混合酸化物粉末
を貯蔵し、冷却管に冷却空気を供給して冷却し、中空攪
拌羽根構造体を前記ウラン・プルトニウム混合酸化物粉
末中で回転させつつ該中空攪拌羽根構造体内に冷却空気
を供給して攪拌冷却することを特徴とする攪拌冷却式ウ
ラン・プルトニウム混合酸化物粉末用貯槽。 - 【請求項２】 冷却管に代えて貯槽本体の外面にフィン
を取り付け、貯槽本体と外側断熱ジャケットとの隙間に
下方から冷却空気を供給する請求項１記載の攪拌冷却式
ウラン・プルトニウム混合酸化物粉末用貯槽。 - 【請求項３】 外側断熱ジャケットの外部及び冷風導入
管の上部に、圧縮空気の断熱膨張を利用して冷却空気を
発生させる冷風発生機を設置する請求項１又は２記載の
攪拌冷却式ウラン・プルトニウム混合酸化物粉末用貯
槽。 - 【請求項４】 貯槽本体若しくは外側断熱ジャケット
に、振動により内部に付着滞留している粉末を脱粉させ
るエアノッカーを取り付けた請求項１又は２記載の攪拌
冷却式ウラン・プルトニウム混合酸化物粉末用貯槽。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09282568A JP3083276B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 攪拌冷却式ウラン・プルトニウム混合酸化物粉末用貯槽 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09282568A JP3083276B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 攪拌冷却式ウラン・プルトニウム混合酸化物粉末用貯槽 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11109089A true JPH11109089A (ja) | 1999-04-23 |
| JP3083276B2 JP3083276B2 (ja) | 2000-09-04 |
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| JP09282568A Expired - Fee Related JP3083276B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 攪拌冷却式ウラン・プルトニウム混合酸化物粉末用貯槽 |
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- 1997-09-30 JP JP09282568A patent/JP3083276B2/ja not_active Expired - Fee Related
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