JP2006105799A - 燃料粒子のオーバーコート装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 装置の小型化を実現しつつ、燃料粒子の回収や粒径等の選別作業を容易に行うと同時にオーバーコートされた燃料粒子の品質を向上させる。
【解決手段】 燃料粒子１のオーバーコート装置１０は、オーバーコートすべき燃料粒子１が投入される処理室１２と、この処理室１２内に黒鉛マトリックス材を供給するマトリックス材供給ノズル４６とアルコール噴霧ノズル４２を備えている。処理室１２は、モーター２０により回転自在に設置され、処理室１２の回転時においても投入された燃料粒子１が溜まることができる溜まり部２６を有する。溜まり部２６には、処理室１２の回転の中心から離反する方向に位置する面に篩３０が着脱自在に取り付けられるポート３２が形成されている。処理室１２は、回転体２２と不回転体２４とから成り、マトリックス材供給ノズル４６とアルコール噴霧ノズル４２は、不回転体２４を通じて処理室１２内に黒鉛マトリックス材等を供給する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、高温ガス炉等の原子炉において燃料として使用される燃料粒子にオーバーコート処理を施すオーバーコート装置の改良に関し、特に、オーバーコートされた燃料粒子の品質とオーバーコート処理の作業性を向上させることに関するものである。

高温ガス炉は、燃料を含む炉心構造を、熱容量が大きく高温健全性が良好な黒鉛から形成すると共に、冷却ガスとして高温下でも化学反応を起こさないヘリウムガス等の気体を用いているため、固有の安全性が高く、出口温度が非常に高いヘリウムガスを取り出すことができる原子炉であり、約９００℃前後の高温熱を、発電はもちろんのこと水素製造や化学プラント等、幅広い分野において利用することを可能とするものである。

（被覆燃料粒子）
この高温ガス炉の燃料としては、一般に、二酸化ウランやトリウム等をセラミックス状に焼結した直径約３５０μｍ〜６５０μｍの燃料核の周囲に、第１層から第４層の計４層の被覆が施された直径約５００μｍ〜１０００μｍ被覆燃料粒子が使用される。具体的には、次の４つの被覆である。

即ち、一般にバッファ層と呼ばれる最も内側の第１層は、密度約１ｇ／ｃｍ³の低密度熱分解炭素（ＰｙＣ）から成る層で、ガス状の核分裂生成物（ＦＰ）のガスを溜めるとと共に、核燃料のスウェリングを吸収する機能を併せ持つ。次いで、この第１層の上に施される第２層は、一般に、密度約１．８ｇ／ｃｍ³の高密度熱分解炭素から形成された内側熱分解炭素（ＰｙＣ）層であり、ガス状の核分裂生成物（ＦＰ）の拡散の障壁となってガス状の核分裂生成物（ＦＰ）を保持する機能を有するものである。更に、炭化珪素（ＳｉＣ）層と呼ばれる第３層は、密度約３．２ｇ／ｃｍ³の炭化珪素から成り、主に固体状の核分裂生成物の拡散の障壁となって固体状の核分裂生成物を保持すると共に、被覆燃料粒子全体の主要な強度部材としての機能を有するものである。最も外側の第４層である外側熱分解炭素層は、第２層と同様、密度約１．８ｇ／ｃｍ³の高密度熱分解炭素から成り、照射収縮により第３層である炭化珪素層に圧縮応力を発生させて照射下での被覆燃料粒子全体の強度を保持すると共に、ガス状の核分裂生成物（ＦＰ）を保持する機能を有するものである。

このような被覆燃料粒子は、一般的には、次のような工程を経て製造される。即ち、まず、燃料核の生成であるが、具体的には、酸化ウランの粉末を硝酸に溶かして生成した硝酸ウラニル原液に、純水、増粘剤を添加して撹拌することにより滴下原液を生成する。この場合、増粘剤は、滴下された硝酸ウラニル原液の液滴が、落下中に自身の表面張力により真球状になるように添加される。この増粘剤としては、例えば、ポリビニルアルコール樹脂、アルカリ条件下で凝固する性質を有する樹脂、ポリエチレングリコール、メトローズ等を使用することができる。次いで、このようにして調整された滴下原液を、所定の温度に冷却して粘度を調整した後、細径の滴下ノズルを振動させることによりアンモニア水溶液中に滴下する。なお、この場合、液滴に、アンモニア水溶液表面に着水するまでの空間においてアンモニアガスを吹きかけ、液滴の表面をゲル化させることにより、着水時に液滴が変形するのを防止する。

アンモニア水溶液中に滴下された原液は、アンモニア水溶液中で、硝酸ウラニルがアンモニアと充分に反応して重ウラン酸アンモニウムの粒子となる。この重ウラン酸アンモニウムの粒子を、大気中でばい焼して、三酸化ウラン粒子とした後、更に還元、焼結することにより、高密度のセラミックス状二酸化ウランから成る燃料核を得る。このようにして得られた燃料核の粒径や真球度は、次の被覆工程における製造条件に非常に大きな影響を与えることから、燃料核は、篩により粒径選別及び真球度選別を行った上で、被覆工程に送られる。

次に、燃料核の被覆工程においては、燃料核を流動床に装荷し、被覆となるガスを熱分解させることにより第１層から順次、上述した被覆を施していく。この場合、具体的には、第１層の低密度炭素層については、アセチレン（Ｃ₂Ｈ₂）を約１４００℃で熱分解して燃料核を被覆する。第２層、第４層の高密度の熱分解炭素層については、プロピレン（Ｃ₃Ｈ₆）を約１４００度で熱分解して被覆を施していく。第３層である炭化珪素層は、メチルトリクロロシラン（ＣＨ₃ＳｉＣｌ₃）を約１６００℃で熱分解して形成する。

（オーバーコート）
このようにして製造された被覆燃料粒子は、燃料コンパクト又はペブルベッド燃料として使用する場合には、更に、黒鉛マトリックスをコーティングしてオーバーコートされる。具体的には、例えば、燃料コンパクトの場合には、この被覆燃料粒子を黒鉛マトリックス中に分散させオーバーコートした後、中空円筒形又は円筒形にプレス成型又はモールド成型した上で焼結させて一定形状の燃料コンパクトとし、更に、この燃料コンパクトを黒鉛から形成された筒に一定数量入れて、上下に栓をした燃料棒の形態として使用される。この燃料棒の形態とされた被覆燃料粒子は、最終的には、この燃料棒を、高温ガス炉の六角柱型黒鉛ブロックの複数の挿入口に装填し、この六角柱型黒鉛ブロックを多数個ハニカム配列に複数段重ねることにより、炉心を構成する。

（粒径等の選別）
この被覆燃料粒子のオーバーコートは、アルコールで湿らせた被服燃料粒子の表面に、黒鉛粉末、粘結剤等から成る黒鉛マトリックス材をコーティングして、オーバーコート粒子とすることにより行われるが、この場合、前工程である燃料核への第１層から第４層の被覆工程で製造された被覆燃料粒子の粒径や真球度が、このオーバーコート処理における製造条件に非常に大きな影響を与えることから、オーバーコート処理に付する前に被覆燃料粒子を篩に掛けて粒径の選別及び真球度の選別を行う必要がある。

一方、オーバーコート後の被覆燃料粒子の粒径等も、次の燃料コンパクトの製造条件に非常に大きな影響を与えることから、その粒径の管理が非常に重要な要素となる。この場合、オーバーコート工程においては、コーティング処理中に投入した黒鉛マトリックス材がどの程度被覆燃料粒子にコーティングされているかを把握する必要があるため、マトリックス材の消費量はもちろんのこと、同様に、コーティング処理途中の中間体を篩に掛けて粒径選別を行う等して、その直径を管理すること、及び、篩により粒径選別された中間体等の収量が、重要な品質管理要素となる。勿論、コーティング後の最終製品についても、適正にオーバーコートされた被覆燃料粒子のみを、プレス成型等によるコンパクト成型工程に供給する必要がある。

この場合、従来のオーバーコート装置においては、この被覆燃料粒子の選別に際して、図４に示すオーバーコート装置１０の処理室１２から燃料被覆粒子１を図示しないスコップ等により回収した上で、篩に掛けて粒径選別した後、選別された適正な被覆燃料粒子１のみを再び処理室１２に投入してモーター２０により処理室１２を回転させてコーティング処理を行う必要があった。このため、粒径選別に非常に手間が掛かる問題があった。

また、図４に示すように、処理室１２の底部に角があるため、被覆燃料粒子１を処理室１２から完全にスコップにより回収して選別作業を行うことが容易ではなく、その結果、製品ロスにつながるのは勿論のこと、処理室１２から回収されずに処理室１２内に残留した不適正な粒子１が混入して、選別の制度、ひいては、オーバーコートされた被覆燃料粒子１の品質が低下するおそれがあった。

更に、従来のオーバーコート装置１０は、図４に示すように、処理室１２全体が回転するため、オーバーコートに必要な黒鉛マトリックス材を供給するホッパー４４やノズル４６、また、アルコール噴霧ノズル４２等を処理室１２の回転の影響を受けないように配置、導入する必要があったため、設計上の自由度が小さく、ひいては、装置が大型化する問題もあった。

本発明が解決しようとする課題は、上記の問題点に鑑み、装置を小型化して省スペース化を実現しつつ、燃料粒子の回収や粒径等の選別作業を容易に行うことができると同時にオーバーコートされた燃料粒子の品質を向上させることができる燃料粒子のオーバーコート装置を提供することにある。

本発明は、上記の課題を解決するための第１の手段として、オーバーコートすべき燃料粒子が投入される処理室と、この処理室内に燃料粒子のオーバーコートに必要な材料を供給する材料供給手段とを備えた燃料粒子のオーバーコート装置において、処理室は回転自在に設置され、処理室の回転時においても投入された燃料粒子が溜まることができる溜まり部を有し、この溜まり部は処理室の回転の中心から離反する方向に位置する面に篩その他の部材を着脱自在に取り付けることができるポートが形成されていることを特徴とする燃料粒子のオーバーコート装置を提供するものである。

本発明は、上記の課題を解決するための第２の手段として、上記第１の解決手段において、ポートは、溜まり部に複数形成されていることを特徴とするオーバーコート装置を提供するものである。

本発明は、上記の課題を解決するための第３の手段として、上記第１又は第２のいずれかの解決手段において、ポートには、異なる種類の篩その他の部材を着脱自在に取り付けることができることを特徴とする燃料粒子のオーバーコート装置を提供するものである。

本発明は、上記の課題を解決するための第４の手段として、上記第１乃至第３のいずれかの解決手段において、ポートは、開閉自在に設定されていることを特徴とする燃料粒子のオーバーコート装置を提供するものである。

本発明は、上記の課題を解決するための第５の手段として、上記第４の解決手段において、ポートは、ポートに進退自在なシャッターにより開閉自在に設定されていることを特徴とする燃料粒子のオーバーコート装置を提供するものである。

本発明は、上記の課題を解決するための第６の手段として、上記第５の解決手段において、シャッターは、処理室の回転方向とは反対方向に進出してポートを遮蔽する一方、処理室の回転方向と同方向に退避してポートを開放することを特徴とする燃料粒子のオーバーコート装置を提供するものである。

本発明は、上記の課題を解決するための第７の手段として、上記第１乃至第６のいずれかの解決手段において、処理室は、少なくとも溜まり部を含み駆動源により回転する回転体と、駆動源の駆動力が伝達されず回転しない不回転体とから成ることを特徴とする燃料粒子のオーバーコート装置を提供するものである。

本発明は、上記の課題を解決するための第８の手段として、上記第７の解決手段において、材料供給手段は、処理室の不回転体を通じて処理室内部に材料を供給することを特徴とする燃料粒子のオーバーコート装置を提供するものである。

本発明によれば、上記のように、オーバーコート処理中に燃料粒子が溜まる溜まり部の底面又は側面等の処理室の回転の中心から離反する方向に位置する面にポートを形成し、このポートに篩を着脱自在に取り付けることができるため、このポートに篩を取り付けることにより、燃料粒子を処理室から取り出して回収することなく、処理の途中において同時に燃料粒子の粒径選別を行うことができる一方、ポートから篩を取り外すことにより、処理室内の燃料粒子を簡易に取り出して回収することができるので、オーバーコートの作業が容易となると共に、燃料粒子の粒径を漏れなく確実に選別することができるので、オーバーコートされた燃料粒子の品質を向上させることができる実益がある。

本発明によれば、上記のように、溜まり部に複数のポートを形成しているため、燃料粒子の選別作業又は回収作業を、複数の箇所で同時に行うことができるため、作業性及び品質がより一層向上する実益がある。

この場合、本発明によれば、上記のように、ポートには、異なる種類の篩その他の部材を着脱自在に取り付けることができるため、１つのポートで異なる大きさの粒径選別に対応することができると共に、特に、上記のように、複数のポートを形成した場合には、各ポート毎に異なる種類の篩を取り付けることにより、例えば、とあるポートに取り付けられた篩により規格下限に至らない小さな燃料粒子を篩い落とした後、他のポートに取り付けられた篩により規格上限に達した粒子を回収する等、異なる複数の選別や回収等の処理を行うことができ、作業性及び品質が更に向上する実益がある。

また、この場合、本発明によれば、上記のように、ポートを開閉自在に設定しているため、任意のポートを燃料粒子の回収又は篩い落とし作業を行うことが可能又は不可能な状態に任意に設定することができるため、例えば、とあるポートを開けて篩による粒径選別をしている間は、篩が取り付けられていない回収用の他のポートを閉めて燃料粒子の飛び出しを防止する一方、最終的な回収の際には篩が取り付けられたポートを閉じる一方、篩が取り付けられていないポートのみを開放して回収作業を行う等、ポートを必要に応じて適切な状態に設定して、各種作業を円滑に行うことができる実益がある。

この場合、本発明によれば、ポートの開閉を、ポートに進退自在なシャッターにより行っているため、簡易な構造で円滑に行うことができる実益がある。この場合、特に、本発明によれば、このシャッターを、処理室の回転方向とは反対方向に進出してポートを遮蔽する一方、前処理室の回転方向と同方向に退避してポートを開放するように設定しているため、回転時に処理室本体と篩との間に燃料粒子が入り込むのを防止することができる実益がある。

本発明によれば、上記のように、処理室を、少なくとも溜まり部を含む回転体と、回転しない不回転体とから構成しているため、燃料粒子等の投入や回収等の、この不回転体から簡易に行うことができる実益がある。この場合、具体的には、モーター等の駆動源を、例えば、処理室の回転の中心以外の箇所に設置する等して、回転体にのみ回転駆動力を伝達する位置に設置することにより、回転体のみを回転させることができる。

この場合、本発明によれば、上記のように、処理室の不回転体を通じて材料供給手段により処理室内部に材料を供給しているため、各部の配置設計上、材料供給手段と処理室の回転体の回転とが干渉しないように考慮する必要がなくなるので、設計の自由度が増し、例えば、材料供給手段を回転する処理室の横方向に設置する等して、オーバーコート装置全体を小型化することができる実益がある。

本発明を実施するための形態を図面を参照しながら詳細に説明すると、図１及び図２は本発明の燃料粒子１のオーバーコート装置１０を示し、このオーバーコート装置１０は、図１及び図２に示すように、オーバーコートすべき燃料粒子１が投入される処理室１２と、この処理室１２内に燃料粒子１のオーバーコートに必要な材料を供給する材料供給手段１４とを備えている。これらの処理室１２及び材料供給手段１４は、図１及び図２に示すように、側面が三角形状のフレーム１６の頂上付近に支持されている。

処理室１２は、図１及び図２に示すように、略タブレット形状を有し、駆動源１８により回転自在に設置されている。この場合、駆動源１８は、図１及び図２に示すように、略タブレット形状の処理室１２の中心点以外の箇所に回転の駆動力を伝達するように設置されている。

具体的には、図示の実施の形態では、駆動源１８は、モーター２０から成り、このモーター２０は、図１及び図２に示すように、処理室１２の中心ではなく、外周付近において、処理室１２に円周状に形成された図示しないギヤ等に噛み合うように設置されている。但し、駆動源１８は、必ずしも、この処理室１２に直接噛み合うモーター２０に限定されるものではなく、略タブレット形状の処理室１２の中心点以外に回転の駆動力を伝達できれば、他の、例えば、処理室１２の外周付近に掛けられるプーリー等の形態とすることもできる。

このように、本発明においては、処理室１２の中心点以外の地点に回転のための駆動力を伝達しているため、処理室１２を、図１及び図２に示すように、この駆動源１８により回転する回転体２２と、この駆動源の駆動力が伝達されずに回転しない不回転体２４とに分割して形成することができる。

具体的には、処理室１２は、図示の実施の形態では、略タブレット形状の処理室の中央付近に配置されフレーム１６に直接又は間接的に回転しないように設置される略円盤状の不回転体２４と、この不回転体２４の外側に設置された略リング状の回転体２２とから成り、これらの不回転体２４と回転体２２とは、例えば、ベアリング等を介して連結される。このため、不回転体２４は、燃料粒子１のオーバーコート処理のために、駆動源１８であるモーター２０により回転体２２が回転しても、回転することがない。

なお、この回転体２２のみを回転させる機構は、特に限定はなく、例えば、不回転体２４を回転しないように固定的に設置する一方、回転体２２を、この不回転体２４の外側に又は不回転体２４自体に、設置された図示しないレール上を回転させることにより、回転体２２のみを回転させることもできる。

本発明における処理室１２は、図１及び図２に示すように、処理室１２の回転時においても投入された燃料粒子１が溜まることができる溜まり部２６を有する。具体的には、溜まり部２６は、図１及び図２に示すように、略タブレット状の形状を有する処理室１２の外周付近に、テーパ２８を形成して処理室１２の外周付近をドレン状に加工して溜まり部２６とすることができる。従って、燃料粒子１は、図示の実施の形態のように、略タブレット状の処理室１２の外周面側を上下に配置して回転させる場合には、重力により自然にこの溜まり部２６に蓄積される。

この場合、溜まり部２６は、集まった燃料粒子１を、オーバーコートされる黒鉛マトリックス材等と、効率よくかつ多数の燃料粒子１間で均等に接触させて、接触効率を高めるため、この溜まった位置で流動させる必要がある。このため、溜まり部２６は、処理室１２のうち回転体２２に設置し、回転体２２の回転により燃料粒子１を自転等により流動させることが必要となる。

この溜まり部２６は、図１乃至図３に示すように、処理室１２の回転の中心から離反する方向に位置する面に、篩３０その他の部材を着脱自在に取り付けることができるポート３２が形成されている。具体的には、図示の実施の形態のように、処理室１２の回転軸を水平方向に設定し、回転体２２が上下方向に回転する場合には、このポート３２は、特に、図３に示すように、処理室１２の溜まり部２６の底面（回転体２２の外周面）に、篩３０等を係止することができる係止部３４が設けられた開口から形成することができる。篩３０は、この係止部３４に嵌合等することによりポート３２に着脱自在に取り付けることができる。なお、このポート３２に取り付ける部材は、篩３０以外でも必要に応じて、適宜選択することができる。

この場合、溜まり部２６に溜まった多数の燃料粒子１は、上記のように、オーバーコートの作業中、溜まり部２６において回転体２２の回転により自転するようにして流動しているが、その際、比重が軽い燃料粒子１、即ち、黒鉛マトリックス材のコーティングが比較的厚い燃料粒子１や黒鉛マトリックス材のみが固まったガス等よりも、比重が重い燃料粒子１、即ち、黒鉛マトリックス材のコーティングが比較的薄い燃料粒子１が粒子溜まりの下層に位置する傾向がある。そのため、溜まり部２６の底面（粒子溜まりの下層）に形成されたポート３２に、所定の篩３０を取り付けることにより、規格下限に至らない粒径の燃料粒子１のみを篩３０により篩い落として回収することにより、作業中（オーバーコート処理中）において、同時に粒径選別を行うことができる。

なお、この場合、ポート３２に取り付ける篩３０その他の部材において、係止部３４へ嵌合する部材を統一することにより、ポート３２に異なる種類の篩その他の部材を着脱自在に取り付けることができる。これにより、必要に応じて、目の粗い篩３０、目の細かい篩３０等のように、適宜対応する篩３０その他の部材を選択して交換等することにより、１つのポート３２を様々な用途に使用することができる。

一方、このポート３２に何も取り付けないで開放することにより、例えば、オーバーコート処理の終了後において、処理済みの燃料粒子１等をポート３２の通じて処理室１２から取り出して回収することができ、回収作業も容易に行うことができる。

なお、この場合、図１及び図２に示すように、処理室１２の下方に、篩３０により篩い落とされた、あるいは、ポート３２から取り出された燃料粒子１を回収するための樋３６を設置すると、燃料粒子１の回収作業がより一層容易となる。この場合、樋３６は、少なくとも、オーバーコート処理中に燃料粒子１が存在している可能性がある範囲（燃料粒子１が篩３０により篩い落とされる範囲）をカバーするように設置することが望ましい。具体的には、燃料粒子１の投入量にもよるが、通常では、図１に示すように、処理室１２の下半分をカバーするように設置することにより、ほぼ充分に対応することができる。なお、図面において、符号４８は、樋３６に流出した燃料粒子１等を回収する回収口を示す。

また、このポート３２は、溜まり部２６に複数形成することができる。この場合、複数のポート３２間で、篩３０その他の部材を係止することができる係止部３４の規格を統一することにより、篩３０その他の部材を共通して使用することができる。このため、例えば、同じ種類の篩３０を複数のポート３２に取り付けることにより、同じ粒径選別処理を複数の箇所で同時並行的に行うことができ、粒径選別処理の効率を向上させることができる。

一方、複数のポート３２間で、異なる種類の篩３０その他の部材を着脱自在に取り付けることにより、異なる２つの処理を同時に又は順次連続的に行うこともできる。具体的には、例えば、とあるポート３２に取り付けた篩３０により、規格下限に至らない燃料粒子１を回収した後、他のポート３２に取り付けられた篩３０により規格上限に達した燃料粒子１を回収し、最終的に処理室１２内に残存したマトリックスの屑や異形状にオーバーコートされた燃料粒子１等を更に他の、何も取り付けていないポート３２から回収すること等もできる。

この場合、このポート３２は、図３に示すように、開閉自在に設定することが望ましい。これにより、ポート３２の使用の可否を設定することができ、特に、複数のポート３２を設定した場合には、ポート３２間で使用時期をずらして、とあるポート３２で篩３０に粒径選別した後、当該ポートを閉鎖して、次に、他の何も取り付けていないポート３２を開放することにより、燃料粒子を回収する等、一連の作業を円滑に行うことができる。

このポート３２の開閉は、例えば、図３に示すように、シャッター３８により行うことができる。具体的には、図３に示すように、処理室１２本体（回転体２２）と、篩３０その他のポート３２に取り付けられる部材との間に２つのシャッター３８Ａ、３８Ｂを配置して、これらの２つのシャッター３８のうち、一方のシャッター３８Ａを、図３に示すように、ポート３２に進退自在に設定することにより対応することができる。これにより、シャッター３８Ａをポート３２に進出させるだけで、又は、ポート３２から退避させるだけで、簡易にポート３２を開閉させることができる。

なお、このシャッター３８Ａの進退は、自動制御又は手動のいずれにより行うこともできるが、当該開閉すべきポート３２が、処理中の燃料粒子１と接触しない箇所、具体的には、図１及び図２に示す上方に回転してきたときに行うことにより、開閉の際に、シャッター３８Ａが燃料粒子１を噛み込むのを防止することができる。

また、この場合、ポート３２に進退可能なシャッター３８Ａは、図３に示すように、処理室１２の回転方向（図３の矢印Ａ参照）とは反対方向に進出してポート３２を遮蔽する一方、処理室１２の回転方向と同方向に退避してポートを開放するように設定することが望ましい。これは、図３の矢印Ｂに示すように、燃料粒子１は、処理室１２の回転方向と反対方向に流動するため、いわば燃料粒子１の流動方向とは逆向きに退避させると共に、同方向に進出させることで、処理室１２と篩３０等との間の隙間に、燃料粒子が進入するのを防止するためである。この意味において、シャッター３８は、ポート３２をシールする役割をも併せ持つ。

上記のように、ポート３２の開閉は、シャッター３８により行うと作業が円滑となるため望ましいが、必ずしも、このシャッター３８に限定されるものではなく、ポート３２を開閉できれば、他の、例えば、篩３０の代わりにポート３２に着脱自在に取り付けることができる図示しない蓋等により行うこともできる。

一方、材料供給手段１４は、図１及び図２に示すように、オーバーコートすべき燃料被覆を湿らせるアルコールを供給するアルコール供給チューブ４０及びアルコール噴霧ノズル４２と、このアルコールにより燃料粒子１が充分に湿った後に、処理室１２内に黒鉛マトリックス材を供給するホッパー４４及びマトリックス材供給ノズル４６とを備えている。この場合、本発明においては、燃料供給手段１４は、図１及び図２に示すように、処理室１２の不回転体２４を通じて処理室１２内部に材料を供給するように設定されている。具体的には、図１及び図２に示すように、燃料供給手段１４は、アルコール噴霧ノズル４２及びマトリックス材供給ノズル４６が、不回転体２４を貫通して処理室１２内に伸びるように設置されている。

この場合、不回転体２４は、前述したように、燃料粒子１のオーバーコート処理中においても回転しないため、これらのアルコール噴霧ノズル４２及びマトリックス材供給ノズル４６は、処理室１２と共に供回りすることはなく、必要な材料を安定して処理室１２内に供給することができる。また、駆動源１８の配置を工夫して、不回転体２４を設定可能としたことにより、これらの材料供給手段１４の配置を、材料供給手段１４が処理室１２の回転と干渉しないように配慮して決定する必要がなくなるため、設計の自由度が増し、図４に示すように材料供給手段１４をオーバーコート装置１０の外側方向に配置してオーバーコート装置１０の外側方向から処理室１２内にノズル４２、４６を導入する必要があった従来技術と異なり、図１及び図２に示すように、オーバーコート装置１０の中央側からアルコール噴霧ノズル４２やマトリックス材供給ノズル４６を処理室１２内に導入することができるため、各部材を集中して配置することができ、装置１０を小型化することもできる。なお、このように、不回転体２４が回転しないことを利用して、この不回転体２４の一部等を開閉自在なハッチとすることにより、処理室１２内の点検や燃料粒子１の取り出し等の際に、処理室１２内部にアクセスする機能を持たせることもできる。

また、図示の実施の形態では、不回転体２４は、回転体２２よりも回転の中心側に配置したが、回転体２２に形成された溜まり部２６に燃料粒子１を溜めることができれば、不回転体２４の位置に特に限定はなく、他に、例えば、回転体２２の周囲に不回転体２４を配置する構成とすることもできる。この場合にも、燃料供給手段１４であるアルコール噴霧ノズル４２やマトリックス材供給ノズル４６を、この回転体２２の周囲に配置された不回転体２４を通じて処理室１２の内部に必要な材料を送り込むように設置することにより、例えば、ポート３２から黒鉛マトリックス材等を供給することもでき、いわばポート３２を処理室１２内への必要な材料の供給口として利用することもできる。この場合には、ポート３２に近い下層側に位置に存在している燃料粒子１から優先的にオーバーコートすることもでき、コーティング層が薄く比重が比較的重い燃料粒子１のコーティングを補充して全体的に満遍なく均等にコーティングされた燃料粒子１とすることができる。

なお、図１及び図２では、処理室１２の回転の中心を水平方向に設定したが、処理室１２を揺動可能に設置することにより、この回転の中心軸の傾斜角度を調整することができるように設定することもできる。従って、処理室１２の回転の中心軸を鉛直方向に設定して、処理室１２の回転体２２を水平方向に回転するように設定することもでき、この場合には、溜まり部２６やポート３２を処理室１２の側面に形成することができる。即ち、本発明において、処理室１２の回転の中心から離反する方向に位置する面とは、処理室１２の回転方向により相対的に変動しうるものであり、処理室１２の傾斜角度に対応して決定されるものである。このため、ポート３２を形成する面は、この点を考慮して、必要に応じて、溜まり部２６の底面若しくは側面のいずれか一方又は双方に設定することができる。

本発明は、特に、オーバーコートの途中における粒径選別に適用することができるが、必ずしもこれに限定されるものではなく、適宜の篩３０をポート３０に取り付けることによりオーバーコート処理前の燃料粒子の粒径選別に適用することもできる。即ち、従来、燃料粒子は、所定の被覆処理が施された後、粒径選別した上で、オーバーコート装置１０に投入されていたが、オーバーコートの前処理として粒径選別を兼任させることができ、これによれば、別途粒径選別を行う必要がないため、一連の処理をより一層簡易にかつ円滑に行うことができる。

本発明のオーバーコート装置の概略正面図である。 本発明のオーバーコート装置の概略側面図である。 本発明に用いられるポートの拡大断面図である。 従来のオーバーコート装置の概略側面図である。

符号の説明

１ 燃料粒子
１０ オーバーコート装置
１２ 処理室
１４ 燃料供給手段
１６ フレーム
１８ 駆動源
２０ モーター
２２ 回転体
２４ 不回転体
２６ 溜まり部
２８ テーパ
３０ 篩
３２ ポート
３４ 係止部
３６ 樋
３８Ａ、３８Ｂ シャッター
４０ アルコール供給チューブ
４２ アルコール噴霧ノズル
４４ ホッパー
４６ マトリックス材供給ノズル
４８ 回収口

Claims (8)

1. オーバーコートすべき燃料粒子が投入される処理室と、前記処理室内に前記燃料粒子のオーバーコートに必要な材料を供給する材料供給手段とを備えた燃料粒子のオーバーコート装置において、前記処理室は回転自在に設置され、前記処理室の回転時においても前記投入された燃料粒子が溜まることができる溜まり部を有し、前記溜まり部は前記処理室の回転の中心から離反する方向に位置する面に篩その他の部材を着脱自在に取り付けることができるポートが形成されていることを特徴とする燃料粒子のオーバーコート装置。
2. 請求項１に記載された燃料粒子のオーバーコート装置であって、前記ポートは、前記溜まり部に複数形成されていることを特徴とするオーバーコート装置。
3. 請求項１又は請求項２のいずれかに記載された燃料粒子のオーバーコート装置であって、前記ポートには、異なる種類の篩その他の部材を着脱自在に取り付けることができることを特徴とする燃料粒子のオーバーコート装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載された燃料粒子のオーバーコート装置であって、前記ポートは、開閉自在に設定されていることを特徴とする燃料粒子のオーバーコート装置。
5. 請求項４に記載された燃料粒子のオーバーコート装置であって、前記ポートは、前記ポートに進退自在なシャッターにより開閉自在に設定されていることを特徴とする燃料粒子のオーバーコート装置。
6. 請求項５に記載された燃料粒子のオーバーコート装置であって、前記シャッターは、前記処理室の回転方向とは反対方向に進出して前記ポートを遮蔽する一方、前前記処理室の回転方向と同方向に退避して前記ポートを開放することを特徴とする燃料粒子のオーバーコート装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載された燃料粒子のオーバーコート装置であって、前記処理室は、少なくとも前記溜まり部を含み駆動源により回転する回転体と、前記駆動源の駆動力が伝達されず回転しない不回転体とから成ることを特徴とする燃料粒子のオーバーコート装置。
8. 請求項７に記載された燃料粒子のオーバーコート装置であって、前記材料供給手段は、前記処理室の前記不回転体を通じて前記処理室内部に材料を供給することを特徴とする燃料粒子のオーバーコート装置。
   

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