JPH02130141A - 放熱性のすぐれた原子燃料容器の構造部材用クラッド板材 - Google Patents
放熱性のすぐれた原子燃料容器の構造部材用クラッド板材Info
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- JPH02130141A JPH02130141A JP63285213A JP28521388A JPH02130141A JP H02130141 A JPH02130141 A JP H02130141A JP 63285213 A JP63285213 A JP 63285213A JP 28521388 A JP28521388 A JP 28521388A JP H02130141 A JPH02130141 A JP H02130141A
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、原子燃料あるいは使用済原子燃料の貯蔵や
輸送などに用いられる容器の構造部材として適用される
放熱性のすぐれたクラッド板材に関するものである。
輸送などに用いられる容器の構造部材として適用される
放熱性のすぐれたクラッド板材に関するものである。
一般に、原子燃料や、これの使用済原子燃料の貯蔵や輸
送などには、第１図に概略断面図で示される容器が使用
されており、この容器は、図示される通り、例えば球状
黒鉛鋳鉄製の円筒状容器本体１の内部に、ボロン入りス
テンレス鋼材製の格子状バスケット２を装若した構造を
もつものであって、原子燃料から放出される中性子を前
記バスケットを構成するボロン入りステンレス鋼で吸収
して中性子が原子燃料中で連鎖的な核分裂反応を起さな
い状態、すなわち臨界状態にならない状態に保持してい
る。
送などには、第１図に概略断面図で示される容器が使用
されており、この容器は、図示される通り、例えば球状
黒鉛鋳鉄製の円筒状容器本体１の内部に、ボロン入りス
テンレス鋼材製の格子状バスケット２を装若した構造を
もつものであって、原子燃料から放出される中性子を前
記バスケットを構成するボロン入りステンレス鋼で吸収
して中性子が原子燃料中で連鎖的な核分裂反応を起さな
い状態、すなわち臨界状態にならない状態に保持してい
る。
しかし、上記の従来原子燃料容器においては、構造部材
としてのバスケットを構成するボロン入リステンレス鋼
が熱伝導性の低いものであるために、原子燃料中の放射
性物質の壊変に伴い発生する崩壊熱を容器外へ速かに放
熱することができず、容器内の温度が高くなることから
、これに収納される原子燃料の数量を低く押えざるを得
ず、この結果原子燃料に対して相対的に多くの容器を必
要とするばかりでなく、容器の大型化も制約され、経済
性の面から好ましくない。
としてのバスケットを構成するボロン入リステンレス鋼
が熱伝導性の低いものであるために、原子燃料中の放射
性物質の壊変に伴い発生する崩壊熱を容器外へ速かに放
熱することができず、容器内の温度が高くなることから
、これに収納される原子燃料の数量を低く押えざるを得
ず、この結果原子燃料に対して相対的に多くの容器を必
要とするばかりでなく、容器の大型化も制約され、経済
性の面から好ましくない。
特に、近年の原子炉における原子燃料の高燃焼度化を求
めるすう勢のもとでは、使用済燃料の残留崩壊熱が一段
と増大する傾向にあり、上記問題の解決が強く望まれて
いる。
めるすう勢のもとでは、使用済燃料の残留崩壊熱が一段
と増大する傾向にあり、上記問題の解決が強く望まれて
いる。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、放熱性
のすぐれた原子燃料容器を開発すべく研究を行なった結
果、原子燃料容器の構造部材である、例えばバスケット
の少なくとも一部（全部でもよい）を、ボロン入りステ
ンレス鋼材と鋼材の交互３層以上からなり、かつ両側表
面材を前記ボロン入りステンレス鋼材としたクラッド板
材で構成すると、原子燃料から放出される中性子が前記
クラッド板材のボロン入りステンレス鋼によって吸収さ
れ、かつ原子燃料から発生する崩壊熱は、前記ボロン入
リステンレス鋼材を通して熱伝導性にすぐれた鋼材に伝
えられ、この鋼材中の熱は速やかに容器本体に伝達し、
これより放散されることから、容器の収納量の増加およ
び容量の大型化が可能になるという知見を得たのである
。
のすぐれた原子燃料容器を開発すべく研究を行なった結
果、原子燃料容器の構造部材である、例えばバスケット
の少なくとも一部（全部でもよい）を、ボロン入りステ
ンレス鋼材と鋼材の交互３層以上からなり、かつ両側表
面材を前記ボロン入りステンレス鋼材としたクラッド板
材で構成すると、原子燃料から放出される中性子が前記
クラッド板材のボロン入りステンレス鋼によって吸収さ
れ、かつ原子燃料から発生する崩壊熱は、前記ボロン入
リステンレス鋼材を通して熱伝導性にすぐれた鋼材に伝
えられ、この鋼材中の熱は速やかに容器本体に伝達し、
これより放散されることから、容器の収納量の増加およ
び容量の大型化が可能になるという知見を得たのである
。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て、中性子吸収性能のすぐれたボロン入リステンレス鋼
材と熱伝導性のすぐれた鋼材の交互３層以上のクラッド
板材にして、かつ両側表面材を前記ボロン入りステンレ
ス鋼材で構成してなる放熱性のすぐれた原子燃料容器の
構造部材用クラッド板材に特徴を有するものである。
て、中性子吸収性能のすぐれたボロン入リステンレス鋼
材と熱伝導性のすぐれた鋼材の交互３層以上のクラッド
板材にして、かつ両側表面材を前記ボロン入りステンレ
ス鋼材で構成してなる放熱性のすぐれた原子燃料容器の
構造部材用クラッド板材に特徴を有するものである。
つぎに、この発明のクラッド板材を実施例により具体的
に説明する。
に説明する。
まず、重量％で、Ｃ：０．０２５％、Ｓ ｉ：０．６５
％、Ｍｎ：１．８０％、Ｐ ：０．０２０％、Ｓ ：０
．００１％、Ｎｊ：１０．５０％、Ｃｒ：１８．９０９
６、Ｂ ： １．１０％を歯台し、残りがＦｅとその他
の不可避不純物からなる組成を有し、かつ幅９００ｍ＋
ｍ、厚さ１８ｍ＋ｓ、長さ２５００ｍｍの寸法をもった
ボロン入りステンレス鋼板２枚と、両面がＮｆメツキさ
れ、かつ幅９００１１１１１％厚さ６ｍｒｍｓ長さ２５
００ｍｍの寸法をもった無酸素銅板を用意し、これらの
板材を、２枚のボロン入りステンレス鋼板で無酸素銅板
をサンドイッチした状態で積み重ね、この状態で、真空
雰囲気中、９５０〜１０００℃の温度範囲で熱間圧延を
施すことにより、両側表面材を構成するボロン入りステ
ンレス鋼材の厚さがそれぞれ９關にして、コアの無酸素
鋼材の厚さが２ｍｍの本発明３層クラッド板材を製造し
た。
％、Ｍｎ：１．８０％、Ｐ ：０．０２０％、Ｓ ：０
．００１％、Ｎｊ：１０．５０％、Ｃｒ：１８．９０９
６、Ｂ ： １．１０％を歯台し、残りがＦｅとその他
の不可避不純物からなる組成を有し、かつ幅９００ｍ＋
ｍ、厚さ１８ｍ＋ｓ、長さ２５００ｍｍの寸法をもった
ボロン入りステンレス鋼板２枚と、両面がＮｆメツキさ
れ、かつ幅９００１１１１１％厚さ６ｍｒｍｓ長さ２５
００ｍｍの寸法をもった無酸素銅板を用意し、これらの
板材を、２枚のボロン入りステンレス鋼板で無酸素銅板
をサンドイッチした状態で積み重ね、この状態で、真空
雰囲気中、９５０〜１０００℃の温度範囲で熱間圧延を
施すことにより、両側表面材を構成するボロン入りステ
ンレス鋼材の厚さがそれぞれ９關にして、コアの無酸素
鋼材の厚さが２ｍｍの本発明３層クラッド板材を製造し
た。
この結果得られた本発明３層クラッド板材においては、
接合面の剪断強度： １３．Ｏｋｇ ｆ ／ｍａ、剥離
強度： ２Ｂ、５ｋｇ ｆ ／−を示し、きわめて強固
な接合がなされていることを示し、また、４００℃での
熱伝導率の測定では、板厚と直角方向： ０．５５ｗ／
印・玉を示し、同一板厚のボロン入りステンレス鋼材の
０．１９ｗ／ｅｍ−’Ｋに比して熱伝導性にすぐれてい
ることを示した。
接合面の剪断強度： １３．Ｏｋｇ ｆ ／ｍａ、剥離
強度： ２Ｂ、５ｋｇ ｆ ／−を示し、きわめて強固
な接合がなされていることを示し、また、４００℃での
熱伝導率の測定では、板厚と直角方向： ０．５５ｗ／
印・玉を示し、同一板厚のボロン入りステンレス鋼材の
０．１９ｗ／ｅｍ−’Ｋに比して熱伝導性にすぐれてい
ることを示した。
なお、上記の本発明３層クラッド板材を構成するボロン
入りステンレス鋼材と無酸素鋼材とは、共に室温から４
００℃までの平均線熱膨張係数：ｔｙｘｔｏ−８°に−
１を示し、したがって、これが実用時の熱サイクルによ
って変形することはない。
入りステンレス鋼材と無酸素鋼材とは、共に室温から４
００℃までの平均線熱膨張係数：ｔｙｘｔｏ−８°に−
１を示し、したがって、これが実用時の熱サイクルによ
って変形することはない。
つぎに、第１図に示される外径２３００ｍｍ、内径１５
０（ｌ止、高さ５３００ｍｍの寸法をもった球状黒鉛鋳
鉄製の円筒状容器本体内に、１つの格子の平面寸法が１
５０ｍｍにして、上記した組成および２０順の厚さを有
するボロン入りステンレス鋼材製の格子状バスケットを
装着した構造の原子燃料容器に、沸騰水型使用済燃料集
合体を５２体（０，４ｋＷ／体）収納した場合の使用済
燃料集合体の燃料被覆管の温度を解析により求めたとこ
ろ、最高温度４１０℃が求められたが、前記格子状バス
ケットのうちの縦および横の中心材１枚ずつを上記の本
発明３層クラッド材で置換した場合（十字の配置とする
）、これより一段と低い３３５℃の最高温度が解析によ
り求められた。
０（ｌ止、高さ５３００ｍｍの寸法をもった球状黒鉛鋳
鉄製の円筒状容器本体内に、１つの格子の平面寸法が１
５０ｍｍにして、上記した組成および２０順の厚さを有
するボロン入りステンレス鋼材製の格子状バスケットを
装着した構造の原子燃料容器に、沸騰水型使用済燃料集
合体を５２体（０，４ｋＷ／体）収納した場合の使用済
燃料集合体の燃料被覆管の温度を解析により求めたとこ
ろ、最高温度４１０℃が求められたが、前記格子状バス
ケットのうちの縦および横の中心材１枚ずつを上記の本
発明３層クラッド材で置換した場合（十字の配置とする
）、これより一段と低い３３５℃の最高温度が解析によ
り求められた。
なお、上記実施例では３層構造のクラッド板材について
述べたが、鋼材を２層以上設け、これとボロン入りステ
ンレス鋼材の３層以上との交互積層構造としても同様な
効果が得られる。
述べたが、鋼材を２層以上設け、これとボロン入りステ
ンレス鋼材の３層以上との交互積層構造としても同様な
効果が得られる。
上述のように、この発明のクラッド板材は、ボロン入リ
ステンレス鋼材と鋼材とが強固に接合し、実用時の熱サ
イクルによる変形もなく、さらにすぐれた放熱性を有す
るので、これを特に原子燃料容器の構造部材として用い
た場合には、該容器内に発生した熱は、これを通して速
やかに容器外へ放散され、容器内が過熱されることがな
いことから、容器への原子燃料収納量の増加をはかるこ
とができるほか、容器の大型化も可能となるなど経済性
および安全性の面で有用な効果をもたらすのである。
ステンレス鋼材と鋼材とが強固に接合し、実用時の熱サ
イクルによる変形もなく、さらにすぐれた放熱性を有す
るので、これを特に原子燃料容器の構造部材として用い
た場合には、該容器内に発生した熱は、これを通して速
やかに容器外へ放散され、容器内が過熱されることがな
いことから、容器への原子燃料収納量の増加をはかるこ
とができるほか、容器の大型化も可能となるなど経済性
および安全性の面で有用な効果をもたらすのである。
第１図は原子燃料容器を励磁する概略断面図である。
１・・・容器本体 ２・・・バスケット第１
Claims (1)
- （１）中性子吸収性能を有するボロン入りステンレス鋼
材と熱伝導性のすぐれた銅材の交互３層以上のクラッド
板材にして、かつ両側表面材を前記ボロン入りステンレ
ス鋼材で構成したことを特徴とする放熱性のすぐれた原
子燃料容器の構造部材用クラッド板材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63285213A JP2853133B2 (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | 放熱性のすぐれた原子燃料容器の構造部材用クラッド板材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63285213A JP2853133B2 (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | 放熱性のすぐれた原子燃料容器の構造部材用クラッド板材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02130141A true JPH02130141A (ja) | 1990-05-18 |
| JP2853133B2 JP2853133B2 (ja) | 1999-02-03 |
Family
ID=17688570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63285213A Expired - Fee Related JP2853133B2 (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | 放熱性のすぐれた原子燃料容器の構造部材用クラッド板材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2853133B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009096023A (ja) * | 2007-10-15 | 2009-05-07 | Nisshin Steel Co Ltd | 高強度複合金属材料およびその製造方法 |
| JP2010217024A (ja) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | バスケット及びキャスク |
| JP2014089166A (ja) * | 2012-10-31 | 2014-05-15 | Nippon Light Metal Co Ltd | 中性子吸収材及びその製造方法 |
| JP2017512909A (ja) * | 2014-04-04 | 2017-05-25 | アルセロールミタル | 複数層基板および製造方法 |
| JP2019089339A (ja) * | 2019-01-10 | 2019-06-13 | アルセロールミタル | 複数層基板および製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63172639A (ja) * | 1987-01-12 | 1988-07-16 | 住友金属工業株式会社 | 熱伝導の優れた両面クラツド鋼帯 |
-
1988
- 1988-11-11 JP JP63285213A patent/JP2853133B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63172639A (ja) * | 1987-01-12 | 1988-07-16 | 住友金属工業株式会社 | 熱伝導の優れた両面クラツド鋼帯 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US10619250B2 (en) | 2014-04-04 | 2020-04-14 | Arcelormittal | Multi-layer substrate |
| CN111139477A (zh) * | 2014-04-04 | 2020-05-12 | 安赛乐米塔尔公司 | 多层基材及制造方法 |
| US11447874B2 (en) | 2014-04-04 | 2022-09-20 | Arcelormittal | Fabrication method for a multi-layer substrate |
| JP2019089339A (ja) * | 2019-01-10 | 2019-06-13 | アルセロールミタル | 複数層基板および製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2853133B2 (ja) | 1999-02-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |