JPS58214879A - 燃料集合体 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は高速増殖炉の燃料集合体に係り、特に冷却材出
口温度が一定になるようにしたものに関する。

〔発明の技術的背景〕

従来のブランケット燃料集合体は六角形横断面を有する
外囲管内に細長円筒形の燃料棒を複数本配列したもので
ある。燃料棒は被覆管下部に燃料ベレットを収容し、そ
の上邪念がスデレナムとして燃料ベレットから発生する
ガスを収容するように構成されている。前記燃料ペレッ
トはＵ２３８を含む二酸化ウラン（ＵＯ２）を焼結した
ものである。

前記外囲管の下部開口にはエントランス・ノズルが取付
けられておシ、このエントランス・ノズルのオリフィス
孔から冷却材が流入し前記燃料棒の周囲を通流して燃料
棒を冷却し外囲管の上部開口から流出するように構成さ
れている。

このようなブランケット燃料集合体は高速増殖炉の炉心
周辺部に配置されている。そして、中性子の照射を受け
て燃料棒中のＵ２３８’ｔ”核崩壊させてプルトニウム
を生成するように構成されている。

ところで、このブランケット燃料集合体は炉心中に２〜
５年間の長期間配置されて使用されるものである。この
寿命期間中初期においてはプルトニウムは極くわずかし
か生成されず、従って燃料棒の発熱量も少ないものであ
る。そして、中性子の照射を受けるにつれて次第に発熱
量を増加させ寿命末期には燃料棒の属僚長さ当りの平均
発＠量が１００Ｗ／（７）にも達する。

〔背景技術の問題点〕

前記従来のブランケット燃料集合体では次のような不具
合が８った。すなわち、前記燃料棒からの発熱量は中性
子の照射量に従って増加するものである。−万、冷却材
の流量は前記エントランス・ノズルのオリアイス孔によ
って常時一定に保持さｎている。したがって、冷ｆｉｌ
材の出口温度は燃料棒の発熱量にともなって変動するこ
とになる。このような、？＠却材の温度変動は高速増殖
炉の運転に悪影響企及ぼし、発熱量の増大時には燃料棒
に過大な熱的負荷を加える不具合があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、高速増泊炉における燃料集合体の発熱
量の変動にともなって冷却材流量を調節し冷却材出口温
度を一定にすることができる燃料集合体を提供すること
にある。

〔発明の概要〕

本発明による燃料集合体は、内部に冷却材全通流させる
外囲管内に高速増殖炉用の燃料棒を収容するようにし、
外囲管内に弾性中空体金収中空体を囲む通流管を設けて
この通流管内全前記冷却材が通流するようにし、前記弾
性中空体の膨張ゴ＝緻に従って冷却材流量を調節するよ
うにしたものである。

〔発明の実施例〕

第１図ないし第３図を参照して本発明の一実施例を説明
する。図中２は横断面形状が中空六角彫金なす外囲管で
あって、この外囲１２内には複数の燃料棒４・・が収容
されている。これら燃料棒４は下端部に取付けられた保
持榊構６によって前記外囲管２内に配列され保持されて
いる。前記外囲管２の下部開口にはエントランス・ノズ
ル８が固定されておシ、このエントランス・ノズル８の
オリフィス孔１０・・・から冷却材が流入するように構
成されている。そして、外囲管２の上部開口にはハンド
リング・ヘッド１２が固定されておシ、このハンドリン
グ・ヘッド１２内から冷却材が流出するように構成され
ている。

前記燃料棒４は細長円筒形の被俊管１４円下部に燃料イ
レット１６・・・全収容しており、下端は下部端栓１８
で密閉さｎている。そして、前記被覆管１４の上部空間
には前記・燃料にレット１６から発生するＦＰガス全貯
溜するがスデレムナム２θが形成さｎている。また、被
覆管１４の上端には前記ガスプレムナム２０と連通して
円筒形をなす金属製のベロー、ｅ２２が取付積が増誠す
るように構成されている。

ベローズ２２を囲んで円筒形の通流管２４が設けられて
いる。この通流管２４の内周面とベローズ２２の外周面
との間には間隙が設けられておシ、この間隙を通って冷
却材が下方から上方へ通流するように構成さねている。

そして、通流Ｗ２４は隔壁２６を貫通して固定されてお
シ、冷却材が前記間隙以外を通って流出しないように構
成されている。

以上のように構成されたものは次のように動作する。ま
ず、燃料ベレット１６でのプルトニウムの生成が少量で
発熱量が少ない時には、当然ＦＰｆスの発生も少なく前
記ｆスグレナム２０内の圧力は低圧となっている。した
がって、前記ベローズ２２は第２図に示すように収縮し
、ベローズ２２の横断面積は増大した状態になる。

このため、ベローズ２２の外周面と前記通流管２４の内
周面との間隙は減少し通流する冷却材の流路抵抗が増大
し流量が減少することになるつ次に、燃料ペレット１６
からの発熱量が多い時にはＦ、Ｐガスの発生も増加し前
記ガスプレナム２０内の圧力が上昇する。したがって、
前記ベローズ２２は第３図に示すように膨張し、ベロー
ズ２２の横断面積は減少することになる。

このため、前記間隙は増大し通流する冷却材の流路抵抗
は減少し流量が増加することになる。

とになるので、発熱量が変化しても冷却材の出口温度を
ほぼ一定に保持することができる。

また、各燃料棒４の上端にはベローズ２２が取付けらｎ
ているので、前記被覆管１４内の圧力が過大になること
を防止し被覆管１４を保獲することができる。

なお、本発明は以上の一実施例に限定さｎるものではな
い。たとえば通流管２４は第４図１にΣ 示すように内周面に溝２８卒形成し流路抵抗をさらに増
加させること吃できる。そして、ベローズ２２は全ての
燃料棒４に設けらｎたものに限らず、必要に応じて取付
個数を減少させることもできる。また、弾性中空体は燃
料棒に取付ケラれたベローズ２２に限らず、ガスデレム
ナム内の圧力に従って膨張コ【緒するものであればよい
。さらに、本発明はプランフット燃料集合体のみに適用
されるものではなく炉心中央部に配置される通常の燃料
集合体にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による一実施例を示す縦断面図、第２図
ないし第３図は本発明による一実施例の動作を示す拡大
断面図、第４図は本発明による他の実施例を示す拡大断
面図である。 ２・・・外囲管、４・・・燃料棒、１６・・・燃料にレ
ット、２０・・・がスデレムナム、８・・・エントラン
ス・ノズル、１２・・・ハンドリング・へ、ド、２２・
・ベローズ（弾性中空体）、２４・・・通ｉｆ、２６・
・・隔壁。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 第２図 第３１ 第４図 に

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　内部に複数の高速増殖炉用燃料棒を収容しこ
   れら燃料棒の周囲に冷却材を通流させる外従って膨張：
   裟イする弾性中空体と、この弾性中空体を囲み弾性中空
   体の外面との間に前記冷却材を通流させる通流管と、こ
   の通流管の外面と前記外囲管の内面との間を閉塞する隔
   壁とを具備した燃料集合体。
2. （２）　　前記弾性中空体は複数の・−料ａ毎に設けら
   れ念金属製被ローズであることを特徴とする特許請求の
   範囲第（１）項記載の燃料集合体。