JPH02136797A - 燃料ペレットの充填装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、軽水炉用燃料に係り、特に燃料被覆管に燃料
ペレットを充填するのに好適な充填装置に関するもので
ある。

［従来の技術］ 従来の技術は、特開昭５９−８３０９４号公報に記載の
ように、燃料ペレットを被覆管内に充填するに際して、
装置内の気体を外部に逃がすためのプレナムスリーブ内
部から外部に通じる溝を設ける構造となっていた。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術は、被覆管内部に充填された燃料ベレット
と被覆管との間隙を気体が通過する時に。

気体の流れにかたよりを生じ、被覆管と燃料ベレットと
の間隔を気体が流れにくくなる現象が発生する。したが
って、燃料ペレットを被覆管に充填する際に、被覆管の
内壁に燃料ペレットが接触し、そのために被覆管内面が
損傷するという可能性があった・ 本発明の目的は、燃料被覆管内に燃料ペレットを充填す
る際に、燃料ベレット下端部から流入する気体に旋回流
を与えることにより、燃料ベレット自体が芯からずれよ
うとする力を調整し、被覆管との接触を減じ、かじりを
防止することができる燃料ペレットの充填装置を提供す
ることにある。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するための本発明の燃料ペレットの充填
装置の構成は、原子炉の燃料被覆管を垂直に保持し、こ
の燃料被覆管の上方からその内部へ燃料ペレットを順次
充填することができる。燃料ペレットの充填装置におい
て、燃料被覆管の内部に、該管の軸方向に沿って上下動
可能で、その上に燃料ペレットを載置することができる
案内棒を設け、この案内棒は、気体流入口と、この気体
流入口から導入した気体を、該案内棒と前記燃料被覆管
との隙間へ、上方へ向かう旋回流として吐出させること
ができる気体流出口とを穿設するようにしたものである
。

［作用］ 燃料ペレット下部から流入した気体は、旋回流となって
燃料被覆管と燃料ペレットの間隙部（０゜０２ｃｍ）を
流れながら上昇する。燃料ペレツＩ・が偏心し、燃料被
覆管内面と接触しても、この上昇する気体の旋回流によ
って、燃料ペレツＩ−の中心軸が被覆管の中心軸と一致
するように働くために、両者は接触することなく、被覆
管内面は、かじり等による損傷を受けることはない。

［実施例］ 以下１本発明の一実施例を第１図および第２図を用いて
説明する。

第１図は、本実施例に係る燃料ペレットの充填装置の部
分縦断面図である。第１図の構成は、垂直に配置された
燃料被覆管１の内側には、バリア層２が設けられている
（純ジルコニウム等の薄肉材）。燃料被覆管１内には、
燃料ペレット３が案内棒４の上に配置されている。案内
棒４の内部には、気体５の流入口６があり１通気孔７が
設けられており、案内棒４の上部には、気体の流出口８
が取り付けられている。また、燃料ペレット３とバリア
層２との間には、気体が通過する間隙９が設けられてい
る。燃料被覆管１の上部には、支持台１０の上に、充填
用燃料ペレット１１が配置されており、さらに、燃料被
覆管１の上部にはダミー被覆管１２が接続されている。

燃料被覆管１内の案内棒４は、垂直に配置されており、
案内棒４の上部の燃料ペレット３は、案内管が下方に移
動することによって、連動して、燃料被覆管１内に順次
挿入される。燃料ペレッ！〜３が、挿入されるごとに、
支持台１０の上に準備された充填用燃料ペレット１１が
、゛ダミー被覆管１２にまで押し付けられる。これを繰
り返すことにより、燃料ペレッｌ−３が被覆管内に次々
と挿入される。この際、案内棒４の内部に設けた通気孔
を通り、気体流出口８より気体が流出する。気体流出口
８は、流れが旋回流となる様に、斜め上向きに配置した
構造とする。これにより、旋回流となった気体は、燃料
被覆管１のバリア層２と燃料ペレット３との間隙を旋回
しながら」１昇し、燃料被覆管１上部より流出する。

つぎに、本装置によって燃料ペレットを充填する動作に
ついて説明する。

燃料ペレット３を燃料被覆管１内に挿入する場合には、
予じめ、燃料ペレット３と燃料被覆管１との軸中心が一
致するようにするため、ダミー被覆管１２の内径が燃料
被覆管１よりも僅かに小さく構成されている。燃料ペレ
ット３を、ダミー被覆管１２に押えつけることにより、
両者の軸中心が一致するようにする。これにより、燃料
ペレット３の自重を利用して燃料被覆管１に充填できる
。

しかし、万−案内棒４が下降する際、燃料ペレット３が
偏心し、燃料被覆管１内面のバリア層２と接触した場合
、偏心した燃料ペレット３は、上昇する旋回流の気体に
よって、気体の旋回方向の回転力を受け、燃料被覆管１
の中心軸に一致するように移動する。゛このため、たと
え燃料被覆管１に燃料ペレット３が偏心し接触しても、
気体の旋回流によって、バリア層２の損傷を防止するこ
とができる。

つぎに、旋回流の効果をさらに向上させ得る実施例を第
２図に示す。

第２図は、改善された案内棒４の部分略示図である。第
２図の構成は、第１図と同様で、新設されたものにつき
説明する。すなわち、案内棒４の上部には、支持軸をも
つ案内棒本体１４．ベアリング１５を介して回転体１６
が取り付けられている。回転体１６には、気体の流出口
８が上向きに配置されている。気体の流入口６より流入
した気体は、気体流出口８より流出する際、その反力に
より流出方向とは逆向きに支持軸の回りに回転する。こ
れにより、気体は旋回流を伴なう上昇流となる。その動
作は、第２図に示す案内棒４を第１図に示す燃料ペレッ
ト３を充填する際に用いれば、燃料被覆管１と燃料ペレ
ット３の間隙に、旋回流が効果的に発生できるため、前
述したように、偏心した燃料ペレット３が気体の旋回流
により、燃料被覆管１の中心軸に一致するように働くた
め。

燃料被覆管のバリア層２の損傷することを防止できる。

以上第１図および第２図で説明したような装置を用いて
、所定量の燃料ペレットを被覆管内に充填した後、被覆
管を一旦、水平にして、不活性ガス雰囲気中にて両端に
端栓溶接を施こすことにより、燃料ペレットの充填作業
は完了となる。

以下５本実施例による効果を説明する。燃料被覆管に燃
料ペレットを挿入する際、旋回流をもつ気体が上昇する
ことにより、偏心した燃料ペレットに回転力を与え、燃
料ペレットの中心軸が燃料被覆管のそれに一致るすよう
に働くため、燃料被覆管内面のバリア層を傷つけること
なく、燃料ペレットを挿入できるため、燃料被覆管の健
全性を向上させる効果がある。

案内棒に穿設する気体流出口を上向きの螺旋状の気体流
出口にすると、吐出後の旋回流の効果が一層有効な作用
を果すことになる。

第１図および第２図に用いる気体は、不活性ガス、例え
ば、窒素ガスまたはアルゴンガスが望ましく、水分を可
能な限り低濃度に保持したものであればよい。

また、案内棒の降下と、充填用燃料ペレットの装置には
、ラッチ機構等を用いることができる。

さらに、下方からの気体の送入については、エアーコン
プレッサ等を用いて行なうことができる。

［発明の効果］ 本発明によれば、燃料被覆管内に燃料ペレットを挿入す
る際、旋回流を有する気体を燃料被覆管と燃料ペレット
の微細な間隙に通過させることにより、偏心した燃料ペ
レットが燃料被覆管内面に接触しても、旋回流の気体に
より、燃料ペレットが回転する力を受け、自ら燃料ペレ
ットの中心軸が燃料被覆管の中心軸に一致するように移
動するため、燃料被覆管と燃料ペレットとの間隙が一定
にだ保たれ、燃料被覆管内面のバリア層の損傷の発生を
防止できるため、炉心に装荷されて、長時間の運転に際
しても、燃料被覆管の内面の損傷を原因とする破損等を
発生することがなく、燃料波ｒＩＩ管の健全性、ひいて
は原子炉の安全性を高める効果がある。

以上要するに、燃料被覆管内に燃料ペレットを充填する
際に、燃料ペレット下端部から流入する気体に旋回流を
与えることにより、燃料ペレット自体の調芯作用を利用
して、被覆管との接触をなくし、かじりを防止すること
ができる燃料ペレットの充填装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の−・実施例に係る燃料ペレットの充
填装置の部分断面図、第２図は、第１図の案内棒の変形
例を示す断面図である。 ［符号の説明］ ｌ・・・燃料被覆管、２・・・バリア層、３・・・燃料
ペレット、４・・・案内棒、６・・・気体流入口、８・
・・気体流出口、９・・・間隙、１１・・・充填用燃料
ペレット、１４・・・案内棒本体、１５・・・ベアリン
グ、１６・・・回転体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原子炉の燃料被覆管を垂直に保持し、この燃料被覆
   管の上方からその内部へ燃料ペレットを順次充填するこ
   とができる、燃料ペレットの充填装置において、 燃料被覆管の内部に、該管の軸方向に沿って上下動可能
   で、その上に燃料ペレットを載置することができる案内
   棒を設け、 この案内棒は、気体流入口と、この気体流入口から導入
   した気体を、該案内棒と前記燃料被覆管との隙間へ、上
   方へ向かう旋回流として吐出させることができる気体流
   出口とを穿設したものである ことを特徴とする、燃料ペレットの充填装置。 ２、気体流出口を、上向きに穿設した複数個の螺旋状流
   出口にした ことを特徴とする、請求項１記載の、燃料ペレットの充
   填装置。 ３、案内棒は、案内棒本体と、この案内棒本体に回転自
   在に支持した回転体とからなり、 この回転体に、気体流出口を穿設したものである ことを特徴とする、請求項１記載の、燃料ペレットの充
   填装置。