JPH01101498A - 核燃料ペレットの装填方法およびその装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、核燃料ペレットの被覆管への装填方法および
その装置に関する。

（従来の技術） 原子炉に用いられる核燃料棒は、金属ウランの粉末を直
径、長さとも１０〜１５龍の円筒状ペレットに焼結し、
これを長さ約４ｍのステンレス鋼またはジルコニューム
合金等の、被覆管に多数個を同一軸的に装填し密封する
ことにより形成されている。

ところで、上記核燃料ペレットを被覆管へ装填するには
、被覆管の一端を密封したのち開口されている他端から
整列されている核燃料ベレットの列を押し棒を介して被
覆管へ装填して核燃料棒を形成する方法が一般におこな
われている。

（発明が解決しようとする問題点） しかるに上記従来の方法では、核燃料ペレットの外径と
被覆管内径とのすきまが、約０．２５ｍ１と極めて小さ
いために、核燃料ペレットを押し棒を介して被覆管へ装
填する場合、被覆管内の空気が核燃料ベレット外径と被
覆管内径とのすきまを通って被覆管外へ放出されること
が困難となり、被覆管の内圧が上昇し、そのために核燃
料ペレットを被覆管へ装填するための押圧力が大となり
、したがって、無理に核燃料ペレットを被覆管へ押込む
こととなり、その結果、核燃料ペレットに割れ、欠は等
の損傷および被覆管内面にも傷が生じるとともに、手作
業で行なう場合には作業者の負担も増大する。一方、こ
れらを防止するためには核燃料ペレットの押し込み速度
を遅くすることが必要となり、作業能率が低下する等の
問題点があった。

本発明は、燃料性能を向上させるために前記すきまが益
々小さくなる傾向にあること等に鑑み、押し棒を介して
常圧状態の被覆管内部へ装填することに代え、被覆管内
部を減圧状態とすることにより核燃料ペレットを被覆管
へ装填する場合の被覆管内部への圧力と押圧力とを減少
させて核燃料ペレットの品質および作業能率を向上させ
る方法と装置とを提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するため核燃料ペレットの装填方法は
、核燃料ペレットが通過し得る貫通孔を設けた案内治具
の上記貫通孔の一端部に被覆管の開口端部を装着すると
ともに、他端側に設けられた整列台上に整列された核燃
料ペレット列を、上記貫通孔を経て被覆管内に抑圧装填
するようにしたものにおいて、上記被覆管および案内治
具の貫通孔内を減圧状態としたのち、上記核燃料ペレッ
ト列を上記被覆管内に装填するものである。

また、核燃料ペレットの装填装置は、核燃料ペレットを
挿通し得る貫通孔が設けられ、その貫通孔の一端部に被
覆管の開口端を上記貫通孔と同一線上に装着し得るよう
にした案内治具と、その案内治具の他端側に配設され、
上記貫通孔と同一軸線上に核燃料ペレット列を支持する
整列台とを有し、上記案内治具には上記貫通孔に連通ず
る減圧装置を設けるとともに貫通孔には上記整列台側に
開閉扉を設けることにより構成されている。

（作　用） 本発明によれば、案内治具とこれに装着されている被覆
管の内部を減圧装置により減圧状態とすることにより、
核燃料ペレットを被覆管へ装填するに際しての押圧力が
小となるので、核燃料ペレットおよび被覆管に対する圧
力も小となり、したがって、核燃料ペレットおよび被覆
管に損傷が生じない。

（実施例） 第１図およびｆｆ１２図において、符号１は図示しない
機台等の上に支持装着された案内治具であって、その案
内治具１の一側には、核燃料ペレットを装填すべき先端
が密閉された被覆管２が装着可能としてあり、また上記
案内治具の他側部には上記被覆管２内に装填される核燃
料ペレット３の列を支持する整列台４が配設されている
。

上記案内治具１には核燃料ペレット３が通過し得る貫通
孔５が形成されており、その貫通孔５の一端部は核燃料
棒の被覆管２の開口端部を挿入装着し得るように形成さ
れている。また、上記貫通孔５の他端開口部近傍にはロ
ータリーソレノイド（図示せず）により開閉可能なシー
ル機構付開閉扉６が設けられている。

上記貫通孔５の中央部には一部を拡張した減圧室７が形
成されており、その減圧室７には、貫通孔５の一端から
被覆管２の開口端部を把持しセンター合わせを行なう３
点支持によるセンター合せ金具８が設けられており（第
３図）、また上記減圧室７には排気孔９が連通せしめら
れており、その排気孔９には遮断弁ｌＯを介して真空ポ
ンプ等からなる減圧装置１１が接続されている。さらに
上記案内治具１の被覆管２挿入口側には被覆管２の外径
部と貫通孔５との気密を保持するためのＯリング１２が
設けられている。

一方、前記整列台４の上面には、上記貫通孔５と同一方
向に延びるＶ溝１３が形成されており、そのＶ溝１３上
に多数の核燃料ベレット３を一列の整列状態に保持し、
かつそのベレット列と貫通孔５の中心軸が同一軸線上に
なるようにしである。

ところで、上記整列台４の上方および下方には、前記案
内治具１の近傍に光電検出器を構成する投光器１４ａお
よび受光器１４ｂが設けられており、整列台４には上記
■溝１３の底部に上記投光器１４ａからの光を通過させ
るための孔１５が穿設されている。なお、図中符号１６
は減圧状態を検出するゲージである。

次に、この実施例の装填方法を説明する。まず、被覆管
２の開口端部２ａを案内治具１の内部に設けられている
センター合せ金具８に装着し、被覆管２と貫通孔５とが
同一軸線上になるように固定するとともに、０リング１
２によって被覆管２と貫通孔５との間をシールする。次
いで、整列台４のＶ溝１３上に核燃料ペレット３を一列
に並べるとともに案内治具１に設けられている開閉扉６
を閉の状態にする。

そして、遮断弁１０を開の状態として、減圧装置１１を
作動させゲージ１６の指示圧力を１７２０気圧の減圧状
態としたのち、整列台４のＶ溝１３上の核燃料ペレット
３を押１．棒１７により案内治具１の方へ移動させる。

これにより、投光器１４ａの光線が整列台４に穿設され
ている孔１５を通るものの核燃料ペレット３に光線がさ
えぎられて受光器１４ｂに光線は到達せず、これにより
核燃料ペレット３の位置を検出することとなり案内治具
１に設けられている開閉扉６が光電検出器と連動してい
るロータリーソレノイドにより開の状態となり核燃料ペ
レット３は減圧状態の案内治具１を通って被覆管２に装
填される。

以上説明した実施例において、−列の核燃料ペレット３
の被覆管２への装填装置と装填方法について述べたが、
二列以上の核燃料ペレット３を同時に被覆管２へ装填す
る構成であってもよい。またセンター合せ金具８は排気
孔つきテーバ管方式や４点支持方式でもよいし、光電検
出器はこれに代えて近接スイッチやリミットスイッチで
もよい。

さらに、開閉扉６の開閉機構はシリンダーまたはモータ
ーを使用してもよく本発明はこのような構成のみに限定
されるものではない。

第４−１図および第４−２図は核燃料ペレット３の被覆
管２への装填力特性を示す図である。図によれば押圧力
および被覆管内圧は、核燃料ペレット３が被覆管２の開
口端部２ａから内部へ挿入されるに従い上昇するが、第
４−２図に示す従来方式では、押圧力および被覆管内圧
は急上昇し、その最大押圧力は約６ｋｇｆ／ｃｊ、最大
被覆管内圧は約３．　５ｋｇｆ／ｃ−となるのに対して
、第４−１図に示す減圧後装填する方法によれば、その
最大押圧力は約３ｋｇｆ／ｃｄ、最大被覆管内圧は約０
．　５ｋｇｆ’／Ｃ−となり、しかも押圧ツバ被覆管内
圧共急激な圧力上昇の傾向はみられない。また、第５図
は減圧後接燃料ペレット３を被覆管２へ装填した場合の
初期減圧値と最大押圧力との関係を示す図である。

図によれば、初期減圧値が０．５気圧以下の場合最大押
圧力の減少が顕著となる傾向が明らかに示されている。

したがって、本発明による装填方法および装填装置によ
り、案内治具１および被覆管２の内部を減圧状態とする
ことにより核燃料ペレット３への押圧力および被覆管内
圧を極めて小さくすることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は案内治具と該案内治具の一
端に装着した被覆管の内部を減圧装置によって０．５気
圧以下の減圧状態とすることによる核燃料ペレットを被
覆管に装填する方法および装置を提供するものであり、
これにより核燃料ペレットへの押圧力および被覆管への
内圧を小さくすることができ、核燃料ペレットに割れ、
欠は等の損傷および被覆管内面に傷が生じることがなく
なり、核燃料ペレットの品質を向上することができる。

また、押圧力も小さくてよいので核燃料ペレットの被覆
管への押し込み速度を遅くする必要がなくなり作業能率
を向上させることができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装填装置を示す斜視図、第２図は第１
図のＡ−Ａ線断面図、第３図は第２図のＢ−Ｂ線断面図
、第４−１図は減圧後装填した場合の装填力特性を示す
図、第４−２図は減圧をおこなわない従来方式の場合の
装填力特性を示す図、第５図は減圧後装填した場合の初
期減圧値を最大押圧力との関係を示す図である。 １・・・案内治具、２・・・被覆管、３・・・核燃料ペ
レット、４・・・整列台、６・・・開閉扉、７・・・減
圧室、８・・・センター合せ金具、９・・・排気孔、１
０・・・遮断弁、１１・・・減圧装置、１２・・・０リ
ング、１３・・・Ｖ溝、１４ａ・・・投光器、１４ｂ・
・・受光器、１６・・・ゲージ、１７・・・押し棒。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 莞１図 馬２図 ８−日Ｖ面図 嶌３図 矛五大声−糾ベレアトの？Ｊｊ４￥’を内４立１【（り
し５頁べ・レット）、Ｒ４刊図 ↑変黙ネ牛τしｖトの？Ｌｌ”を内イ立ｆｆ１（先！員
へマド）初期威圧値 焉５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、核燃料ペレットが通過し得る貫通孔を設けた案内治
   具の上記貫通孔の一端部に被覆管の開口端部を装着する
   とともに、他端側に設けられた整列台上に整列された核
   燃料ペレット列を、上記貫通孔を経て被覆管内に押圧装
   填するようにしたものにおいて、上記被覆管および案内
   治具の貫通孔内を０．５気圧以下の減圧状態としたのち
   、上記核燃料ペレット列を上記被覆管内に装填するよう
   にしたことを特徴とする、核燃料ペレットの装填方法。 ２、核燃料ペレットを挿通し得る貫通孔が設けられ、そ
   の貫通孔の一端部に被覆管の開口端を上記貫通孔と同一
   線上に装着し得るようにした案内治具と、その案内治具
   の他端側に配設され、上記貫通孔と同一軸線上に核燃料
   ペレット列を支持する整列台とを有し、上記案内治具に
   は上記貫通孔に連通する減圧装置を接続するとともに、
   貫通孔には上記整列台側に開閉扉が設けられていること
   を特徴とする、核燃料ペレットの装填装置。