JPS60152993A - 吸収板を製造する方法 - 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】 イ、産業上の利用分野 °本発明紘、沸騰水形原子炉における燃料棒集合体間の
ギャップ内に配置される吸収板であって、好ましくは金
属薄板から成りその内部に中性子のための苛燃吸収物質
が包囲される保護ケーシングを有するものに係る。

口、従来の技術 前記種類の吸収板は、スエーデン特許第８００４４１１
−８号（米国特許第４４００３４７号に相当ンに開示さ
れている。前記特許明細書においてはそこで使用される
保護ケーシングは、薄板から作られ、可燃性の吸収物質
、例えば酸化ガドリニウム、を以て満たされるものとし
て説明されている。そして該薄板は、低中性子吸収率を
Ｍするジルコニウム合金から作られ得ると述べられてい
る。

沸騰水形原子炉において従来使用されている、中性子の
ための可燃性吸収物質は、二酸化ウランまたはその他の
燃料の焼結ペレットの形式の成分として含まれている。

多数のそのようなペレットは、次いで、被覆管内におい
て互いの頂に積み重ねられる。

ハ１問題点を解決するための手段、作用および効果 本発明は、吸収物質の同化層を形成式るべき吸収板に含
１れる少なくとも一つの薄板上に、細粒化された融解状
態または塑性変形され得る状態の吸収物質をスプレーが
けすることと、かくのごとく固着された吸収物質を好ｆ
しくけ薄板から成る保護ケーシング内に密閉することと
によって、吸収物質が保護ケーシング内に効率的に固着
されて、原子炉の運転間、所定位置に確保されると同時
に、吸収物質のための要求される空間が最小に減じられ
、従って吸収板が水ギャップにおいて可能最小空間を占
め、従って水ギャップが完全に利用され得るという５ｆ
ｕ益が得られることに基くものである。

前記方法による吸収物質の固着により、そしてこのよう
にして得られる吸収物質の均質組織の故に、前記吸収物
質は、それがばらばらの焼結体から成る場合に焼結体が
亀裂するとき生じ得る、保護ケーシング内での変位、特
に落下、を防止逼れる。

そのような変位は、炉心における原子炉の物理的ジオメ
トリ−の望ましからざる変化をもたらす。

吸収物質が細粒化された可塑性の粒子のスプレーかけに
よって供給されることによって、使用される薄板上の全
ての露出された空間、奥まった所及び隅が吸収物質で被
覆され得、その結果として、吸収物質のために用意され
たケーシング内の空間は最大限に満たされ、従って該空
間はより手延くされ得る。吸収物質の焼結体を使用する
ときは、各個の焼結体間にギャップが生じることは避け
られない。また、本発明に依って供給される吸収物質は
、より一そう均質且つ密災な組織を有し、そのことは、
本質的に、吸収物質のための空間を減じる可能性を増す
。

吸収物質は好ましくはフレーム・スプレーかけによって
供給されるが、吸収物質のタイプに従ってその他の熱ス
プレーかけ例えばプラズマ・スプレーかけ及びアーク・
スプレーがけを使用され得る。スプレーかけ作業間の条
件として吸収物質が薄板表面と接触するとき該吸収物質
の形状が尚接表面に一致し得るように融解状態または星
性質形可能状態で存在することが電要である。スプレー
がけの間、原料物質は粉粒化状態であることが好ましい
０粒子の少なくとも主部分は、好適には、吸収物質の層
を均質な組織にするために、６０〜７０ミクロン、好ま
しくは４０〜６０ミクロンの寸法を有する。吸収板の保
護ケーシング内壁間における吸収物質の厚さは、好！シ
＜は、０．１ｍｍと０．４０　ｍｍ　Ｌ吸収物質の厚さ
が最大の部分ンの間である。前記間隔の範囲内で厚δは
各特定の場合における運転条件を考慮して選ばれる。

吸収物質としては、酸化ガドリニウム、Ｇｄ２ｏ３、ま
たは水酸化ガドリニウム、ＧｄｔＯＦ（Ｊ、、が推奨さ
れるが、その他のガドリニウム化合物及び金属ガトリニ
ウムも使用され、また、サマリウム、硼素、ユーロピウ
ム、ジスプロシラス、インジウム、カドミウムも元系の
形式で、及び化合物の形式で使用ちれ得る。薄板への供
給に先だって、吸収物質は低中性子吸収率を有する物質
、例えば酸化アルミニウムまたは酸化ジルコニウムと混
合され得る。

そのような中間混合物は例えば原子炉の炉心において軸
方向への望筐しい出力分配を達成するため、スプレーか
けによって形成される層が、均一の厚さを石ししかも該
層の異なる区域において異なる量の吸収物質を含むこと
が望まれる場合に使用され得る。これに関連して、吸収
物質と、低中性子・吸収率の物質とのさまざまの含量に
よる混合物が、薄板のさｆざまの区域に対してスプレー
がけするとぎ使用される。

二、実施例 以下、添付図面を参照して、実施例によって、より詳細
に本発明に就て説明する。

厚’８０−Ａ　ｍｍ、幅６０ｍｍ、長さ４．、Ｉの、本
発明に依る２本のジルコニウム合金薄板１０．１１は、
おのおの、注意深く清浄にされ、そして吸収物質を以て
被覆さるべき側面をプラスト処理されることによって脂
肪と酸化物とを除去される。前記薄板のプラスト処理さ
れた側面は、アセチレン・ガスと酸素ガスとの雰囲気内
で４０〜６０ミクロンの粒度を有する酸化ガドリニウム
粉のフレーム・スプレーかけによって酸化ガドリニウム
のコーティングを施される。酸化ガドリニウムの粒子は
、前記薄板面に衝突するとき、融解状態または塑性的に
成形可能状態にされている。薄板の曲がりを防ぐために
、薄板は例えばそれらの背面を水冷銅板と接触させて配
置することによって、スプレーがけの間背側面を冷却さ
れる。スプレーがけの間、酸化ガドリニウム層１２．１
３が各薄板の各部分に対してフレーム・スプレー装置を
多数回移動させることによって、各薄板上に形成される
。その全長において、各薄板上の層は中央において０．
１８ｍｍの厚さを有し、それは長手方向縁に向がって漸
次的に薄くされる。スプレーがけの間、各薄板の縁ｉｏ
ａ、ｉｏｂ及び１１％１１１）はそれらが吸収物質によ
って被覆されないように防饅される。

次いで２本の薄板はガドリニウム層を互いに対向させて
合体されたのち全ての緑に沿って溶接場れ、従って吸収
物質は、完成された吸収板において、薄板によって形成
されたケーシング内の空間に完全に包囲される。

第２図に示される実施例においては、清浄にされそして
プラスト処理された厚さ０．４ｍＩｎ、幅３０　ｍｍ−
長さ４ｍのジルコニウム合金薄板１４は、第１図に示し
た実施例において説明された方式と同じ方式でフレーム
・スプレーかけによって両側面に酸化ガドリニウム層１
５．１６を形成される。薄板１４の各側面上の前記層は
、その全長において、０・１８　ｍｍの中央厚さを有し
、それは長手方向縁に向かって連続的に薄くなっている
。層１５゜１６を有する薄板１４は、次ぎに、きわめて
薄ぺ例えば肌１　ｍｍ以下、ジルコニウム合金薄板から
成るケーシング１７内に完全に包囲される。ケーシング
１７は薄板１４の周囲に折り曲げられ、その密封は、長
手方向の継目１８と、それへ横断方向に延びる２個の継
目（図示されずツー薄板の各端に１個設けられるーとの
形成によってそれを互いに溶接結合することによって達
成され得る。

フレーム・スプレーがけを使用することに代えて、酸化
ガげリニウムは、実施例において、アルゴンの雰囲気内
で、またはヘリウムの雰囲気内で、または窒素がス及び
アルゴンの雰囲気内で、ｆたけ水素ガス及びアルゴンの
雰囲気内で、または窒素ガス及び水素ガスの雰囲気で、
プラズマ°スプレーかけによって層として付層され得る
。

第３図は、被覆管に収容された６４本の燃料棒２１を包
囲するジルコニウム合金から成るケーシング２０を五す
る燃料集合体を示す。燃料棒はおのおの部分ケーシング
２６，２７，２８．２９によって包囲された４個の部分
集合体２２．２３゜２４．２５のなかに均等に分配され
ている。前記部分ケーシングは燃料集会体を、燃料棒と
同じ長さの距離に沿って、おのおの５字形の横断面をＭ
するジルコニウム合金の細長い薄板要素から成る４個の
部分に区分することによって形成姑れる。

前記薄板要素は複数の対向する連結部片１．８を石し、
これによって、相隣する部分ケーシング間に４個の長手
方向のチャンネルまたはイヤツゾ３０．３１．３２．３
３を形成する、前記薄板要素は、各要素の連結部片７，
８が隣接要素の同じ種類の連結部片と接触する点におい
てたがいに溶接嘔れ、そして薄板要素の長手方向縁が燃
料集合体のケーシング２０と接触する点において該ケー
シングと溶接されている。中心部において、薄板要素は
、燃料集合体の中心部に中心貫通チャンネル３４を形成
するように形づくられている。燃料集合体は上タイ・プ
レート及び下タイ・プレートを配設嘔れている（図示せ
ず）。運転間、冷却材として作用する水は部分ケーシン
グ２６〜２９を通って燃料集合体の長手方向に燃料棒２
１に添って流れ、減速材として作用する水は燃料集合体
の長手方向にイヤツゾ３０〜３４を通って流れる。

ギャップ３０〜３４内には、第１図または第２図に説明
された形式の吸収板３５．３６，３７゜３８が配置され
ている。可燃物質が消費されるとぎ、吸収板は、燃料集
合体ｆたけその部分集合体２２〜２５を炉心から持上げ
る必要無しに、ギヤ、ツゾ３０〜３３から移転され得る
。このことは中性子に対して低吸収横断面をＭするガド
リニウムの同位元素−吸収物質に含有されている−の腐
蝕力を除くことを可能にするから非常に重要である。

本発明のもう一つの重要な性質は、被覆管２１内のペレ
ット内の可燃吸収物質の量が著しく減少され得ることで
あり、そのことはペレット内の核分裂物質の量が相当増
加され得ることを意味する。

部分ケーシング２６〜２９並びにギャップ３０〜３３は
４ｍの長石を有する。各ヤヤツｆ３０〜３３は５３ｍｍ
の幅と３　ｍｍの厚さをＭする。

実施例に説明されたごとき、吸収物質を配置される薄板
及び保護ケーシング用の薄板の材料、即ちジルコニウム
合金（１，２〜１．７重量りのｓｎ。

０．０７〜０．２４重量％のＦｅ、　０．０５〜０．１
５’ｔｆ％のクロム、０〜０．０８重量％のＮ１．０．
０９〜０．１６ｔｔ％の酸素、残余はｚｒ及び反応器等
級のｚｒに通常生じる不純物］に代えて、吸収板におけ
る前記要素のために、その他のジルコニウム系の合金並
びにその他の金属材料であって低い中性子吸収率を石す
るものが使用され得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従って製造逼れる吸収板の第１の実施
例の横断面図、；第２図は本発明に従って製造される吸
収板の第２の実施例の横断面図；第３図は燃料集合体に
含まれる燃料棒の部分集分体間のギャップ内に本発明に
よる吸収板を配置された燃料集会体の横断面図である。 図面上、１０，１１．１４はｒジルコニウム合金薄板に
　１２　、１３　、１５　、１６は「酸化ガドリニウム
層」；１７は「ケーシングｊ；２０はｒケーシング」；
２１は「燃料棒に２２，２３゜２４．２５はｒ部分集合
体に２６，２７．２８゜２９は「部分ケーシングＪ：３
０，３１．３２゜３３は「ギャップ」を示す。 代理人　浅　村　皓 Ｆ／６．７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）沸騰水形原子炉における燃料棒集合体（２２〜２
   ５）間のイヤツブ（３０〜３３）内に配置逼れる吸収板
   であって、好ましくは金属薄板から成りその内部に中性
   子のための可燃吸収物質（１２゜１３．１５，１６Ｊが
   包囲される保護ケーシング（１０，１１，１７ＪをＭす
   るものを製造する方法において：前記可燃吸収物質が少
   なくとも一つの薄板に細粒化された融解されたまたは塑
   性変形可能の状態でスプレーがけされて前記吸収物質の
   固化された層を形成することによって固着されることと
   、このように固着された吸収物質が前記保護ケーシング
   内に納められることとを特徴とする吸収板を製造する方
   法。 （２、特許請求の範囲第１項記載の方法において：吸収
   物質１２．１３）が保護ケーシング（１０゜１１）の一
   部分を構成する少なくとも一つの薄板（ｉｎ、ｉｌ）に
   固着されることを特徴とする吸収板を製造する方法。 （３）特許請求の範囲第１項記載の方法において：吸収
   物質（１５，１６）が、独立した保護ケーシング（１７
   ）内に該吸収物質と一緒に包囲される薄板（１４）に固
   Ｎ−Ｇれることを特徴とする吸収板を製造する方法。 （４）特許請求の範囲第１項から第６項の何れか一つの
   項に記載される方法において：吸収物質（１２，１３，
   １５，１６）がプラズマ・スプレーかけによって薄板１
   ０，１１．１４）上に吹付けられることを特徴とする吸
   収板を製造する方法０ （５）　特許請求の範囲第１項から第３項の何れか一つ
   の項に記載される方法において：吸収物質（１２，１３
   ，１５，１６）がフレーム・スプレーかけによって薄板
   （１０，１１，１４３上に吹付けられることを特徴とす
   る吸収板を製造する方法。 （６）　特許請求の範囲第１項から第５項の何れか−つ
   の項に記載される方法において：吸収物質の粒子の少な
   くとも主要の部分が、スプレーがけの間、３０〜７０ミ
   クロンの寸法を有することを特徴とする吸収板を製造す
   る方法。