JP5025626B2 - 模擬燃料棒、模擬燃料棒集合体、および模擬燃料棒の製造方法 - Google Patents
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Description
また、本発明によれば、複数の模擬燃料棒を備える模擬燃料棒集合体のうち、所定の模擬燃料棒の発熱体において、発熱体の両端部に取り付けられている電極部のうち少なくとも1方の電極部に、電極部と直列に、電流が所定の大きさを超えた場合に電流を遮断するヒューズが接続されている。このため、温度上昇により所定の模擬燃料棒が破損し、所定の模擬燃料棒に流れる電流が増加した場合であっても、直ちに当該電極部に接続されているヒューズが切断され、所定の模擬燃料棒に流れる電流が遮断される。このことにより、所定の模擬燃料棒が破損したとしても、所定の模擬燃料棒に隣接している模擬燃料棒が連鎖的に破損するのを防ぐことができる。
以下、図面を参照して、本発明の第1の実施の形態について説明する。ここで、図1および図2は、本発明の第1の実施の形態における模擬燃料棒を示す図である。このうち図1は、本発明の実施の形態における模擬燃料棒の水平方向の断面を示す図であり、図2は、本発明の第1の実施の形態において、模擬燃料棒が設置された試験装置の鉛直方向の断面を示す図である。
まず図2により、本発明による試験装置40について説明する。試験装置40は、原子炉の圧力容器を模擬する装置であり、円筒形の外壁27と、外壁27の上端に取り付けられている上部フランジ28と、外壁27の下端に取り付けられている下部フランジ29とを備えている。また、外壁27の上方部には開口部26が設けられ、外壁27の下方部には開口部25が設けられている。開口部25には冷却材24が注入され、注入された冷却材24は試験装置40の中を通り、その後、冷却材24は開口部26から排出される。
次に、図1および図2により、模擬燃料棒10について説明する。模擬燃料棒10は、円筒状の外管11と、外管11内に設けられた円筒状の発熱体12と、外管11と発熱体12との間に収納された絶縁体14と、発熱体12内に収納された中央絶縁体13とを備えている。絶縁体14はボロンナイトライドの成型品14aからなり、ボロンナイトライドの成型品14aは、ボロンナイトライドの粉末14bを高温高圧で圧縮して成型加工した円筒状の成型品からなる。ボロンナイトライドの成型品14aの単位体積当りのボロンナイトライド重量は1.8g/cc以上となる。
次に、図1および図2により、模擬燃料棒10の製造方法について説明する。
次に、図3を参照して、本発明の第2の実施の形態について説明する。ここで、図3は、本発明の第2の実施の形態における模擬燃料棒の鉛直方向の断面を示す図である。
なお沸騰遷移とは、燃料の被覆管表面が液膜(冷却水)で覆われている状態から、液膜が消失する状態へ移行する現象のことである。
また、模擬燃料棒10のうち、模擬燃料棒10の表面の温度を特に高い温度まで上昇させる必要がない位置では、ボロンナイトライドの粉末14bが、外管11と発熱体12との間に充填されている。このことにより、外管11と発熱体12との間のすべての領域にボロンナイトライドの成型品14aが収納されている場合と比べて、模擬燃料棒10を製造する際のコストを削減することができる。
次に、図4を参照して、本発明の第3の実施の形態について説明する。ここで、図4は、本発明の第3の実施の形態において、模擬燃料棒が設置された試験装置の鉛直方向の断面を示す図である。
11 外管
12 発熱体
13 中央絶縁体
14 絶縁体
14a ボロンナイトライドの成型品
14b ボロンナイトライドの粉末
15 熱電対
15s 円筒形の空間
21 電極部
24 冷却材
25 下方部の開口部
26 上方部の開口部
27 外壁
28 上部フランジ
29 下部フランジ
30 模擬燃料集合体
31 ヒューズ
32 電線
40 試験装置
50 制御装置
Claims (5)
- 原子炉圧力容器内の伝熱流動性能を評価する試験において用いられ、核燃料の発熱を模擬する模擬燃料棒において、
外管と、
外管内に設けられた円筒状の発熱体と、
外管と発熱体との間に収納された絶縁体とを備え、
絶縁体はボロンナイトライドの成型品を含み、
ボロンナイトライドの成型品は、ボロンナイトライドの粉末を高温高圧で圧縮して成型加工した成型品からなり、単位体積当りのボロンナイトライド重量は1.8g/cc以上となることを特徴とする模擬燃料棒。 - 絶縁体はボロンナイトライドの粉末を更に含み、
ボロンナイトライドの成型品は、外管の長手方向における所定の位置で外管と発熱体との間に配置され、
ボロンナイトライドの粉末は、ボロンナイトライドの成型品が配置されていない位置で、外管と発熱体との間に充填されることを特徴とする請求項1に記載の模擬燃料棒。 - 発熱体の両端部に、発熱体に電流を流すための電極部が取り付けられ、
少なくとも1方の電極部に、電極部と直列に、電流が所定の大きさを超えた場合に電流を遮断するヒューズを接続したことを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記載の模擬燃料棒。 - 複数の模擬燃料棒を備え、原子炉圧力容器内の伝熱流動性能を評価する試験において用いられ、核燃料の発熱を模擬する模擬燃料棒集合体において、
各模擬燃料棒は、外管と、外管内に設けられた円筒状の発熱体と、外管と発熱体との間に収納された絶縁体とを備え、
絶縁体はボロンナイトライドの成型品を含み、
ボロンナイトライドの成型品は、ボロンナイトライドの粉末を高温高圧で圧縮して成型加工した成型品からなり、単位体積当りのボロンナイトライド重量は1.8g/cc以上となり、
発熱体の両端部に、発熱体に電流を流すための電極部が取り付けられ、
所定の模擬燃料棒の発熱体の両端部に取り付けられている電極部のうち少なくとも1方の電極部に、電極部と直列に、電流が所定の大きさを超えた場合に電流を遮断するヒューズを接続したことを特徴とする模擬燃料集合体。 - 原子炉圧力容器内の伝熱流動性能を評価する試験において用いられ、核燃料の発熱を模擬する模擬燃料棒を製造する模擬燃料棒の製造方法において、
外管を準備する工程と、
外管の中に円筒状の発熱体を挿入するとともに、円筒状の発熱体と外管との間に絶縁体を収納する工程とを備え、
絶縁体はボロンナイトライドの成型品からなり、
ボロンナイトライドの成型品は、ボロンナイトライドの粉末を高温高圧で圧縮して成型加工した成型品からなり、単位体積当りのボロンナイトライド重量を1.8g/cc以上としたことを特徴とする模擬燃料棒の製造方法。
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