JP6382685B2 - 高速炉用燃料要素、高速炉用燃料集合体および高速炉炉心 - Google Patents
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Description
図1は、第1の実施形態に係る高速炉炉心を有する高速炉の構成例を示す立断面図である。高速炉1は、高速炉炉心3と、高速炉炉心3を内包し底部を有し鉛直方向に延びる円筒状の原子炉容器2と、原子炉容器2の上部の開口を塞ぐように設けられた遮へいプラグ11を有する。高速炉炉心3は、炉心支持板4に支持されている。高速炉炉心3は、後述する複数の高速炉用燃料集合体20のそれぞれの炉心部分を構成要素として形成されている。遮へいプラグ11の高速炉炉心3の上方には、制御棒駆動装置15が設けられており、高速炉炉心3に図示しない制御棒を挿入可能に構成されている。冷却材10は、たとえば液体金属ナトリウムであって、冷却材入口配管8より原子炉容器2内に流入し、冷却材出口配管9より流出する。
0.6<((So2−Si2)/(Ci2−Mo2))<0.8
図9は、第2の実施形態に係る高速炉用燃料要素の構成を示す立断面図である。本実施形態は、第1の実施形態の変形である。本第2の実施形態においては、炉心燃料41のみ中空燃料棒46であって、下部ブランケット燃料42aおよび上部ブランケット燃料42bは中空燃料棒46ではなく中実の燃料である。したがって、ドップラー効果増強材の中実棒47は、炉心燃料41の中央孔46a内にのみ設けられている。
図10は、第3の実施形態に係る高速炉用燃料要素の構成を示す立断面図である。本実施形態は、第1の実施形態の変形である。本第3の実施形態においては、下部ガスプレナム43aを設けずに、上部ガスプレナム43bを広くしている。
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。また、各実施形態の特徴を組み合わせてもよい。さらに、これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
Claims (8)
- 径方向中央に鉛直方向に貫通する中央孔が形成され鉛直方向に延びて金属燃料を用いた中空燃料棒と、
前記中央孔内に配され鉛直方向に延びてドップラー効果増強材を用いた中実棒と、
前記中空燃料棒および前記中実棒を収納し鉛直方向に延びた円筒状で上部および下部を閉止されその内部の密閉空間に熱伝達物質として希ガスが充填されている被覆管と、
を備えることを特徴とする高速炉用燃料要素。 - 前記金属燃料は、ウラニウム、プルトニウム、ネプツニウム、アメリシウム及びキュリウムの少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする請求項1に記載の高速炉用燃料要素。
- 前記ドップラー効果増強材は、酸化ベリリウム、酸化リチウム、炭化ホウ素、水素化ジルコニウム、ベリリウム、黒鉛及び炭化ケイ素の少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の高速炉用燃料要素。
- 前記ドップラー効果増強材は、クロム、鉄、ニッケル、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、およびタングステンの少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の高速炉用燃料要素。
- 前記ドップラー効果増強材は、バナジウム、マンガン、セリウムおよびチタニウムの少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の高速炉用燃料要素。
- 前記希ガスは、ヘリウム、アルゴン、クリプトンおよびキセノンの少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の高速炉用燃料要素。
- 互いに並列に配されて鉛直方向に延びる複数の高速炉用燃料要素と、
前記複数の高速炉用燃料要素の下方に水平に設置され前記複数の高速炉用燃料要素のそれぞれの下部を支持し冷却材が通過可能に形成された燃料要素支持グリッドと、
前記複数の高速炉用燃料要素および前記燃料要素支持グリッドを収納し、鉛直方向に延びて、下部および上部は冷却材が通過可能に形成されたラッパ管と、
を備える高速炉用燃料集合体であって、
前記高速炉用燃料要素は、
径方向中央に鉛直方向に貫通する中央孔が形成され鉛直方向に延びて金属燃料を用いた中空燃料棒と、
前記中央孔内に配され鉛直方向に延びてドップラー効果増強材を用いた中実棒と、
前記中空燃料棒および前記中実棒を収納し鉛直方向に延びた円筒状で上部および下部を閉止されその内部の密閉空間に熱伝達物質として希ガスが充填されている被覆管と、
を有することを特徴とする高速炉用燃料集合体。 - 互いに平行に配列され鉛直方向に延びる複数の高速炉用燃料集合体と、
前記複数の高速炉用燃料集合体の中に互いに隣接することなく設けられた複数の制御棒集合体と、
前記高速炉用燃料集合体の径方向外側に配されて鉛直方向に延びる複数のブランケット燃料集合体と、
を具備することを特徴とする高速炉炉心であって、
前記高速炉用燃料集合体は、
互いに並列に配されて鉛直方向に延びる複数の高速炉用燃料要素と、
前記複数の高速炉用燃料要素の下方に水平に設置され前記複数の高速炉用燃料要素のそれぞれの下部を支持し冷却材が通過可能に形成された燃料要素支持グリッドと、
前記複数の高速炉用燃料要素および前記燃料要素支持グリッドを収納し、鉛直方向に延びて、下部および上部は冷却材が通過可能に形成されたラッパ管と、
を備え、
前記高速炉用燃料要素は、
径方向中央に鉛直方向に貫通する中央孔が形成され鉛直方向に延びて金属燃料を用いた中空燃料棒と、
前記中央孔内に配され鉛直方向に延びてドップラー効果増強材を用いた中実棒と、
前記中空燃料棒および前記中実棒を収納し鉛直方向に延びた円筒状で上部および下部を閉止されその内部の密閉空間に熱伝達物質として希ガスが充填されている被覆管と、
を有することを特徴とする高速炉炉心。
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