JPS60125587A - 原子炉用燃料棒 - Google Patents
原子炉用燃料棒Info
- Publication number
- JPS60125587A JPS60125587A JP58233538A JP23353883A JPS60125587A JP S60125587 A JPS60125587 A JP S60125587A JP 58233538 A JP58233538 A JP 58233538A JP 23353883 A JP23353883 A JP 23353883A JP S60125587 A JPS60125587 A JP S60125587A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- cladding tube
- stopper
- coil spring
- nuclear reactor
- 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.)
- Pending
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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
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
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。
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〕
本発明は原子炉用燃料棒に係り、被覆管内に装填された
燃料ペレットを内部スジ１ノングで固定し、特に、過大
な内圧上昇の防止と、被覆管への上部端栓の溶接時にお
ける共晶反応の発生の除去と７５；図れるよりにした原
子炉用燃料棒に関する。
燃料ペレットを内部スジ１ノングで固定し、特に、過大
な内圧上昇の防止と、被覆管への上部端栓の溶接時にお
ける共晶反応の発生の除去と７５；図れるよりにした原
子炉用燃料棒に関する。
従来の軽水炉における原子炉用燃料棒は、第１図に示す
ように、ジルカロイ被覆管１１上に二酸イヒウランを焼
結した燃料ペレット１２を装填し、被覆管１１上部のプ
レナム部１３のほぼ全域にわたって西己装したコイルス
シリング１６にてペレット１２の上端を抑圧固定すると
共に、被捺管１１の上下両端を上下部端栓１４ 、１５
にて密封してなるものである。
ように、ジルカロイ被覆管１１上に二酸イヒウランを焼
結した燃料ペレット１２を装填し、被覆管１１上部のプ
レナム部１３のほぼ全域にわたって西己装したコイルス
シリング１６にてペレット１２の上端を抑圧固定すると
共に、被捺管１１の上下両端を上下部端栓１４ 、１５
にて密封してなるものである。
しかして、プレナム部１３は原子炉運転中にべしット１
２から放出される核分裂生成ガスを蓄積させるだめのも
のであり、プレナム部１３の容積が大きいほど燃料棒自
体の内圧を低く抑えることができる。したがって、例え
ば燃料の高燃焼度化に際してはプレナム部１３容積を充
分確保するために、可能な限９プレナム部１３０部品、
すなわち、コイルスプリング１６の体積を小さくするこ
とが必要となる。
２から放出される核分裂生成ガスを蓄積させるだめのも
のであり、プレナム部１３の容積が大きいほど燃料棒自
体の内圧を低く抑えることができる。したがって、例え
ば燃料の高燃焼度化に際してはプレナム部１３容積を充
分確保するために、可能な限９プレナム部１３０部品、
すなわち、コイルスプリング１６の体積を小さくするこ
とが必要となる。
また、コイルスプリング１６は上部端栓１４と接触して
いるために、上部端栓１４を被接管１１上部に溶接する
に際し温度上昇によって共晶反応を発生し、不都合なこ
とが生じる恐れがあり、より高度な安全性を得るために
はこの問題も解決する必要がある。
いるために、上部端栓１４を被接管１１上部に溶接する
に際し温度上昇によって共晶反応を発生し、不都合なこ
とが生じる恐れがあり、より高度な安全性を得るために
はこの問題も解決する必要がある。
一方、高速増殖炉にて用いられる燃料棒としては、特開
昭５８−１４２２９２号公報にあるように、第１被覆管
と第２被覆管との接合部に中間端栓を溶着し、この中間
端栓の下方である第２被覆管内にガスプレナムを形成す
ることで燃料棒内の圧力上昇を緩和するものが提案され
ている。しかし、これは構造的に複雑であるという難点
がある。
昭５８−１４２２９２号公報にあるように、第１被覆管
と第２被覆管との接合部に中間端栓を溶着し、この中間
端栓の下方である第２被覆管内にガスプレナムを形成す
ることで燃料棒内の圧力上昇を緩和するものが提案され
ている。しかし、これは構造的に複雑であるという難点
がある。
また、他の従来例としては第２図（Ａ）（Ｂ）に示すよ
うにばね材よシなる筒体加に割溝２１を軸方向に凹設し
てストツノξ−２２を形成し、このストッパーｎを燃料
被覆管１１内の上部プレナム１３の軸方向中間部に固定
し、このストッパー加と燃料ベレン目２との間に小型の
コイルスプリングを介在させて上部プレナム１３の各積
増大を図ったものがある。しかし、このストッパー加を
燃料被覆管１１内へ固定する場合は、筒体かの外周側面
よりその中心方向へ押圧してその筒径を縮小させて挿入
し、挿入後は固定位Ｗまで圧入することになる。したが
って、このストッパー加の圧入の際に燃料被覆管１１の
内壁を損傷させ、しかも、この圧入作業はストッパー加
のばね力によっては非常に困難なものとなるという問題
点があった。。
うにばね材よシなる筒体加に割溝２１を軸方向に凹設し
てストツノξ−２２を形成し、このストッパーｎを燃料
被覆管１１内の上部プレナム１３の軸方向中間部に固定
し、このストッパー加と燃料ベレン目２との間に小型の
コイルスプリングを介在させて上部プレナム１３の各積
増大を図ったものがある。しかし、このストッパー加を
燃料被覆管１１内へ固定する場合は、筒体かの外周側面
よりその中心方向へ押圧してその筒径を縮小させて挿入
し、挿入後は固定位Ｗまで圧入することになる。したが
って、このストッパー加の圧入の際に燃料被覆管１１の
内壁を損傷させ、しかも、この圧入作業はストッパー加
のばね力によっては非常に困難なものとなるという問題
点があった。。
そこで、本発明は上述した事情に鑑みなされたもので、
核分裂生成ガスを蓄積するプレナム部の容積を増大させ
ることで被覆管の内圧を低く抑えることかでき、また、
被覆管と上部端栓との溶接時における共晶反応の発生を
除去できるようにすることを目的とする。
核分裂生成ガスを蓄積するプレナム部の容積を増大させ
ることで被覆管の内圧を低く抑えることかでき、また、
被覆管と上部端栓との溶接時における共晶反応の発生を
除去できるようにすることを目的とする。
上述した目的を達成するため、本発明は、−側にプレナ
ム部を有する被接管内に燃料ペレットを装填すると共に
、被覆管の上下両端を上下部端栓にて密封した原子炉用
燃料棒において、短尺のコイルスプリングと、径方向で
拡開傾向に付勢されて被覆管内側面に圧接する略筒状の
ストン・ξ−とをプレナム部に配装して、燃料ペレット
を押圧するようにしたことに存するものである。
ム部を有する被接管内に燃料ペレットを装填すると共に
、被覆管の上下両端を上下部端栓にて密封した原子炉用
燃料棒において、短尺のコイルスプリングと、径方向で
拡開傾向に付勢されて被覆管内側面に圧接する略筒状の
ストン・ξ−とをプレナム部に配装して、燃料ペレット
を押圧するようにしたことに存するものである。
以下、第２図乃至第６図を参照して本発明の一実施例を
説明すると次の通りである。
説明すると次の通りである。
図において示される符号１はジルコニウム合金（ジルカ
ロイ）にて細長円筒状に形成された被覆管であシ、この
被覆管１内に、二酸化ウランの粉末を焼結して円柱状に
形成した多数の燃料ペレット２を積とねて収納すること
で装填させである。
ロイ）にて細長円筒状に形成された被覆管であシ、この
被覆管１内に、二酸化ウランの粉末を焼結して円柱状に
形成した多数の燃料ペレット２を積とねて収納すること
で装填させである。
そして、被覆管１の上端にはゾレナム部３空間を配して
上部端栓４を、また下端には下部端栓５を夫々溶接する
ことで密封しである。
上部端栓４を、また下端には下部端栓５を夫々溶接する
ことで密封しである。
プレナム部３には短尺のコイルスプリング６−とストッ
パー８とを配装してあシ、コイルスプリング６は燃料ペ
レット２がわに、ストッパー８は上部端栓４がわに夫々
位置されており、ストツノξ−８と上部端栓４との間に
は大きなプレナムが得られるようにしである（第３図参
照）。
パー８とを配装してあシ、コイルスプリング６は燃料ペ
レット２がわに、ストッパー８は上部端栓４がわに夫々
位置されており、ストツノξ−８と上部端栓４との間に
は大きなプレナムが得られるようにしである（第３図参
照）。
コイルスプリング６は、従来のそれを短かくしたもので
あシ、第５図に示すように、その上下端に押圧円盤７を
溶接固着しであることで、プレナム部３内に配装された
ときでの倒立を防止し上下の正位置を安定的に確保する
と共に、ストン・ξ−８との間に介在された押圧円盤７
はストッパー８がわへのコイルスプリング６の突出を防
止し、両者６，８が絡まらないようにする。
あシ、第５図に示すように、その上下端に押圧円盤７を
溶接固着しであることで、プレナム部３内に配装された
ときでの倒立を防止し上下の正位置を安定的に確保する
と共に、ストン・ξ−８との間に介在された押圧円盤７
はストッパー８がわへのコイルスプリング６の突出を防
止し、両者６，８が絡まらないようにする。
一方、ストッパー８は、径方向で拡開傾向に付勢されて
被接管１内側面に圧接する略筒状に形成されておシ、核
分裂生成ガスによって侵食されないようにインコネル、
ステンレス鋼材を素材として形成されている。図示にお
けるストツノ々−８は、断面略Ｃ字状の圧接片９の開口
端縁から、相対峙したつかみ片１０を圧接片９内に延設
して成るものである。こうすることで、被覆管１内に挿
入するに際しては、つかみ片１０相互を近接させるよう
相反する一方向から押圧変形させることで圧接片９外径
を小さくシ、この状態で挿入して所定位置でつかみ片１
０に対しての押圧力を解除すれば、その反力によって圧
接片９が原形に復してその外径が大きくなり、被覆管１
内側面に抑圧固定したものとなる。したがって、極めて
簡単な操作によってストッパー８を所定位置にセットで
き、しかも、強い圧接作用によりコイルスプリング６を
固定できるものである。
被接管１内側面に圧接する略筒状に形成されておシ、核
分裂生成ガスによって侵食されないようにインコネル、
ステンレス鋼材を素材として形成されている。図示にお
けるストツノ々−８は、断面略Ｃ字状の圧接片９の開口
端縁から、相対峙したつかみ片１０を圧接片９内に延設
して成るものである。こうすることで、被覆管１内に挿
入するに際しては、つかみ片１０相互を近接させるよう
相反する一方向から押圧変形させることで圧接片９外径
を小さくシ、この状態で挿入して所定位置でつかみ片１
０に対しての押圧力を解除すれば、その反力によって圧
接片９が原形に復してその外径が大きくなり、被覆管１
内側面に抑圧固定したものとなる。したがって、極めて
簡単な操作によってストッパー８を所定位置にセットで
き、しかも、強い圧接作用によりコイルスプリング６を
固定できるものである。
また、このストッパー８は板厚を約Ｑ 、５１１１１１
．軸方向長さを約１０ｍとし、被覆管１内に挿入セット
された状態（第３図参照）では、被覆管１内径面に約１
０ＫＦの接触荷重が負荷されるようにしてあり、更に、
挿入セット前にあっては、第６図（４）（Ｂ） Ｋ示す
ように、被覆管１内径に比しｄｌは０．５−小さく、同
１じ＜ｄ２は３〜４ｍｍ大きくしである。
．軸方向長さを約１０ｍとし、被覆管１内に挿入セット
された状態（第３図参照）では、被覆管１内径面に約１
０ＫＦの接触荷重が負荷されるようにしてあり、更に、
挿入セット前にあっては、第６図（４）（Ｂ） Ｋ示す
ように、被覆管１内径に比しｄｌは０．５−小さく、同
１じ＜ｄ２は３〜４ｍｍ大きくしである。
しかして、燃料輸送中には最大約１．５Ｇの加速度が作
用し、これによってコイルスプリング６及びストッパー
８には燃料ペレット２の全荷重が作用する。例えば、通
常の軽水炉に使用される燃料棒における燃料ベレット２
０重量は約３に９であるから、約４．５Ｋｇの荷重がス
トン、ｅ−３に作用するものである。この荷重がストッ
パー８に作用しても、ストツノぞ−８と被覆管１内側面
との接触荷重は約１０１’ｇで、摩擦係数は０．５であ
るから、５ＫＰ以下の軸方向荷重、すなわち燃料ペレッ
ト２における荷重に対しては充分にこれを固定できるも
のである。このため、輸送中の燃料ペレット２の移動等
による欠損は従来と同様に確実に防止できる。
用し、これによってコイルスプリング６及びストッパー
８には燃料ペレット２の全荷重が作用する。例えば、通
常の軽水炉に使用される燃料棒における燃料ベレット２
０重量は約３に９であるから、約４．５Ｋｇの荷重がス
トン、ｅ−３に作用するものである。この荷重がストッ
パー８に作用しても、ストツノぞ−８と被覆管１内側面
との接触荷重は約１０１’ｇで、摩擦係数は０．５であ
るから、５ＫＰ以下の軸方向荷重、すなわち燃料ペレッ
ト２における荷重に対しては充分にこれを固定できるも
のである。このため、輸送中の燃料ペレット２の移動等
による欠損は従来と同様に確実に防止できる。
一方、原子炉使用中、燃料ペレット２と被覆管１との熱
膨張量差によって、コイルスプリング６及びストッパー
８には大きな軸方向荷重が負荷されても、５に９ですべ
りが生じるので、被覆管１にはこれ以上の軸方向荷重は
作用せず、健全性を損うおそれは全くない。
膨張量差によって、コイルスプリング６及びストッパー
８には大きな軸方向荷重が負荷されても、５に９ですべ
りが生じるので、被覆管１にはこれ以上の軸方向荷重は
作用せず、健全性を損うおそれは全くない。
本発明は上述のように、短尺のコイルスプリングと、径
方向で拡開傾向に付勢されて被恍管内側面に圧接する略
筒状のストッパーとをプレナム部に配装して、燃料ペレ
ットを押圧するようにしたから、従来の如く長尺なスプ
リングをプレナム部空間全域にわたって配装していたの
に比し、スプリングによる占有体積を極めて小さくでき
、従って、プレナム部空間の容積を有効に活用できるこ
とになって、発生した核分裂生成ガスを充分に蓄積する
ことができ、その内圧を低く抑え、過大な内圧上昇を防
止することが可能である。また、コイルスプリングが上
部端栓と接触しないので、被覆管と上部端栓との溶接時
における共晶反応の発生を除去できるばかシでなく、従
来の燃料棒の構造を犬きく変更せずに構成できる等の極
めて優れた効果を奏するものである。
方向で拡開傾向に付勢されて被恍管内側面に圧接する略
筒状のストッパーとをプレナム部に配装して、燃料ペレ
ットを押圧するようにしたから、従来の如く長尺なスプ
リングをプレナム部空間全域にわたって配装していたの
に比し、スプリングによる占有体積を極めて小さくでき
、従って、プレナム部空間の容積を有効に活用できるこ
とになって、発生した核分裂生成ガスを充分に蓄積する
ことができ、その内圧を低く抑え、過大な内圧上昇を防
止することが可能である。また、コイルスプリングが上
部端栓と接触しないので、被覆管と上部端栓との溶接時
における共晶反応の発生を除去できるばかシでなく、従
来の燃料棒の構造を犬きく変更せずに構成できる等の極
めて優れた効果を奏するものである。
第１図は従来例を示す一部省略断面図であり、第２図は
他の従来例に組み込まれるストッパーを示し、同（〜は
斜視図、同（Ｂ）は平面図、第３図は本発明の一実施例
を示す一部省略断面図、第４図は第３図におけるＩＶ−
ＩＶ線断面図、第５図はコイルスプリングの斜視図、第
６図（５）（Ｂ）は被覆管内への挿入セット前における
ストン・ξ−を示し、囚は平面図、（Ｂ）は正面図であ
る。 １・・・被覆管、２・・・燃料ペレット、３・・・プレ
ナム部、４・・・上部端栓、５・・・下部端栓、６・・
・コイルスプリング、７・・・押圧円盤、８・・・スト
ツノξ−１９・・・圧接片、１０・・・つかみ片、１１
・・・被俵管、１２・・・燃料ペレット、１３・・・プ
レナム部、１４・・・上部端栓、１５・・・下部端栓、
１６・・・コイルスプリング。 出願人代理人 波 多 野 久 第４図 ６ 第６図 第５図
他の従来例に組み込まれるストッパーを示し、同（〜は
斜視図、同（Ｂ）は平面図、第３図は本発明の一実施例
を示す一部省略断面図、第４図は第３図におけるＩＶ−
ＩＶ線断面図、第５図はコイルスプリングの斜視図、第
６図（５）（Ｂ）は被覆管内への挿入セット前における
ストン・ξ−を示し、囚は平面図、（Ｂ）は正面図であ
る。 １・・・被覆管、２・・・燃料ペレット、３・・・プレ
ナム部、４・・・上部端栓、５・・・下部端栓、６・・
・コイルスプリング、７・・・押圧円盤、８・・・スト
ツノξ−１９・・・圧接片、１０・・・つかみ片、１１
・・・被俵管、１２・・・燃料ペレット、１３・・・プ
レナム部、１４・・・上部端栓、１５・・・下部端栓、
１６・・・コイルスプリング。 出願人代理人 波 多 野 久 第４図 ６ 第６図 第５図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、−側にプレナム部を有する被覆管内に燃料ペレット
ｅ装填すると共に、被覆管の上下両端を上下部端栓にて
密封した原子炉用燃料棒において、短尺のコイルスプリ
ングと、径方向で拡開傾向に付勢されて被倒管内側面に
圧接する略筒状のストッパーとをプレナム部に配装して
、燃料ペレットを押圧するようにしたことを特徴とする
原子炉用燃料棒。 ２、ストツーセーは、断面路Ｃ字−状の圧接片の開口端
縁から、相対峙したつかみ片を圧接片内に延設して成る
特許請求の範囲第１項記載の原子炉用燃料棒。 ３、ストッパーは、インコネル、ステンレス鋼材を特徴
とする特許請求の範囲第１項または第２４、コイルスプ
リングとストツノぞ−との間に押圧円盤を介在させた特
許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか記載の原子炉
用燃料棒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58233538A JPS60125587A (ja) | 1983-12-13 | 1983-12-13 | 原子炉用燃料棒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58233538A JPS60125587A (ja) | 1983-12-13 | 1983-12-13 | 原子炉用燃料棒 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60125587A true JPS60125587A (ja) | 1985-07-04 |
Family
ID=16956617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58233538A Pending JPS60125587A (ja) | 1983-12-13 | 1983-12-13 | 原子炉用燃料棒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60125587A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2023545150A (ja) * | 2020-10-13 | 2023-10-26 | フラマトム | 核燃料棒および製造方法 |
-
1983
- 1983-12-13 JP JP58233538A patent/JPS60125587A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2023545150A (ja) * | 2020-10-13 | 2023-10-26 | フラマトム | 核燃料棒および製造方法 |
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