JPS6064294A - 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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、高速増殖炉の冷却材として用いられる液体金
属に含まれている放射性腐食生成物を炉心部に捕獲滞留
させておくことができるようにした燃料集合体ｌと関す
る。

〔従来技術とその問題点〕

高速増殖炉においては、冷却材として一般に液体ナトリ
ウムで代表されるアルカリ性の液体金属が用いられてい
る。そして、このような静体金属冷却材は、原子炉容器
内に設置された炉心で加熱された後、原子炉容器外に設
けられた１次冷却系へと導かれ、再び原子炉容器内へと
戻され、循環する。

ところで、高速増殖炉の場合、燃料要素の被夏管や上記
燃料要素群の外側拘束等の機能を持つラッパ管、および
炉心構造物は、通常、ステンレス鋼で構成されるが、こ
れらの構成拐料が中性子の照射をうけると、上記構成拐
料に含まれている鉄。

コバルト等が核反応を起し、マンガン−５４，コバルト
−６０，コバルト−５８等の放射性核種が多量に生成さ
れる。この構成側斜は６却Ｉとじて用いられている前述
のアルカリ土類金属により腐食され冷却材中へ放出され
る。このとき前述の放射性核種も冷却材中へ放出され、
いわゆる放射性腐食生成物が冷却材へ混入することにな
る。

冷却材へ混入した放射性腐食生成物は冷却材の流れに従
って１次冷却系へと運ばれ、中間熱交換器等の１次冷却
系機器配管の壁面等に沈着する。

このように１仄冷却系の壁面等に沈着した放射性腐食生
成物の放射能はポンプ、熱交換器、パルプ、泥縫計等の
機器やこれ等の機器に接続された配管の保守、補修等の
作業に障害を与える。・特にマンガン−５４、コバル１
−−６ｏ、コバルトー５８等は生成層も多く半減期も長
いためその影響が大きい。

そこで、このような不具合を解消するために、最近では
、原子炉容器内にニッケル等の放射性核種捕獲材を用い
た放射性ル６食生成物捕獲装置を設置することが考えら
れている。この放射性腐食生成Ｊ吻捕獲装置は、炉心の
冷却材出口に対向させて、つまり炉心上部に、捕獲材を
収納した要素を複数配置し、炉心から流出した冷却材に
上記捕獲材を直接接触させることによって、放射性腐食
生成物を捕獲するようにしている。

前述のような従来の捕獲装置によっては、設置する場合
に炉心の上方に空間が必要となる。その空間は、効率よ
く放射性腐食生成物を捕獲するには、約３０ｃｍといわ
れている。したがって、上記捕獲装置を設置するには、
原子炉容器を大型化しなければならない。その結果、原
子炉建屋も大型化する必要があり、結局原子炉プラント
の建設費が増大化する問題がある。

また上記のような問題を避けるために、燃料集合体内の
燃料棒上部に捕獲装置を設置することが考えられている
。しかし、この場合には燃料集合体のラッパ管外周面が
腐食して冷却材中に放出された放射性腐食生成物の捕獲
ができないという問題がある。

〔発明の目的〕

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは燃料集合体外周面に、この燃料集
合体の大型化を招くことなしｌこ放射性腐食生成物の捕
獲作用を行わせることができ、もって原子炉容器の大ム
ツ化を防ぎ原子炉プラントの建設費の減少化に寄与でき
る燃料集合体を提供することｌこある。

〔発明の４我要〕 本発明は、ハンドリングヘッド、ラッパ管、エントラン
スノズル、燃料要素および燃料要素支持威（１？から成
る燃料集合体の）１ノドリンクヘッド外周面に、ニッケ
ル、ニッケル合金１表面にニッケルメッキが施さイ１．
たステンレス鋼または表面にニッケルメッキハ孔だニッ
ケル合金製のワイヤにより形成される放射性１ｉ”ｉ食
生成物捕獲装置を設けた燃料集合体である。

〔発明の効果〕

上述の構成であると、燃料集合体間の間隙を流れる冷却
材中に含まれる放射性腐食生成物は、燃料集合体外周面
に沿って流れ炉心上部に流出する過程で上記燃料集合体
のハンドリングヘッド外周面に形成された放射性腐食生
成物捕獲装［置に捕獲される。この場合、原子炉に裂荷
される燃料集合体は大型炉においては炉心燃料集合体、
半径方向プランフット燃料集合体合わせて６００体前後
であり、これら燃料集合体に捕獲装置をつけた。男合そ
の表面積を非常に大きなものにできる。そして、上記捕
獲装置がワイヤにより形成さ３％でいるため。

その表面は燃料集合体のラッパ管に比べ表面に凹凸があ
り、冷却材の流れが乱さイする。その結果、上記捕獲装
置部分ではいわゆる境界ｊＺが助（なり、境界層内にお
ける放射性腐食生成物の拡散が容易になって放射性腐食
生成物を多量に確実に捕獲させることができる。

したがって、燃料集合体間の間隙をＯｉｒ、　２％る冷
却材中に含まれる放射性腐食生成物の原子炉容器外への
流出を防止できる。尚、燃料集合体内を流２１゜る冷却
材中に含まれる放射性腐食生成物の捕獲は従来のように
燃料棒上部に捕獲装置を設ｉへしζ行えばよい。本発明
では、燃料集合体を格別大型化する必要がなく放射性腐
食生成物の捕獲ができ、したかって原子炉容器の大型化
を招くことがなく、結局原子炉プラントの高価格化防止
に寄与できる。

〔発明の実施例〕

第１図は本発明の一実施例に係る燃料集合体の１既略構
成を示す斜視図であり、この燃料集合体は、。

ハンドリングヘッド１と、図示しない内部の燃料要素と
燃料要素支持機構、そしてそれらの外側拘束等の機能を
持つラッパ管２と、冷却材を燃料集合体内に導入する（
幾重をもつエントランスノズル３と、ハンドリングヘッ
ド外周面に幾重にも巻かれた二１ツケル製のワイヤから
成る放射性腐食生成物捕獲装置４から成る。

上記ハンドリングヘッド１およびラッパ管２には燃料集
合体間の間隙を維持するためのスペーサーバッド５がそ
の外周部に取り付けられており、エントランスノズル３
には冷却材を上記燃料集合体内に導入するためにオリフ
ィス孔６が設けられている。

なお、上記ハンドリングヘッド１に巻かれたワイヤの巻
き厚さはスペーサーバッド５の厚みより小さくしである
。

このような構成であると、エントランスノズル３のオリ
フィス孔６より燃料集合体内へ流入しなかった冷却材り
は燃料集合体間の間隙を流れる。

そして、放射性腐食生成物捕獲装置部を通流するとき、
上記捕獲装置部の流路が狭くなっているため、冷却１’
Ｌの流速が速（なり、またその形状がラッパ管部と異な
るため流ｎが乱される。このため放射性腐食生成物捕獲
装置部では、その表面に形成される境界層が薄くなり、
ラッパ管２の外周部が腐食されて冷却材りに混入した放
射性腐食生成物の境界層内の拡散が容易になる。また、
放射性腐食生成物捕獲装置をワイヤを幾重にも巻いて形
成しているため、上記捕獲装置と冷却材りとの接触面積
が大きいものとなる。この結果、冷却材中に混入してい
る放射性腐食生成物が上記捕獲装置の表面に容易に確実
に接触する。上記捕獲装置は活性の強いニッケル製であ
るため、接触した放射性腐食生成物はこの捕獲装置に捕
獲さイ１７、前述した効果が得られる。

〔発明の他の実施例〕

本発明は上述した実施例に限定されるものではない。実
施例では捕獲装置にニッケル製のワイヤを用いたが、ニ
ッケル合金１表面にニッケルメッキが繍されたステンレ
ス鋼または表面にニッケルメッキされたニッケル合金製
のワイヤであってもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例１こ係る燃料集合体の概略構
成を示す斜視図である。 １・・・ハンドリングヘッド、２・・・ラッパ管、３・
・・エントランスノズル、４・・・放射性腐食生成物捕
獲装置、５・・・スペーサーバッド、６・・・オリフィ
ス孔、Ｌ・・・冷却材。 代理人弁理士　則　近　意　佑（ほか１名）第　１　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１ハンドリングヘツト、ラツノク管、エントランス
   ノズル、燃料要素および燃料要素支持機構から成る燃料
   集合体において、前記７１ンドリンクヘッド外周而に放
   射性腐食生成物捕獲装置を設けたことを特徴とする燃料
   集合体。 （２）放射性腐食生成物捕獲装置を放射性腐食生成物を
   捕獲するだめの金属製のワイヤとしたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載Ｑ）燃料集合体。 （３）ワイヤをニッケル製もしくはニッケル合金もしく
   はニッケルメッキの施されたステンレス鋼もしくはニッ
   ケルメッキの施された二・ノケル合金としたことを特徴
   とする特許請求の範囲第２項記載の燃料集合体。