JPH0658422B2 - 高速増殖炉の中性子遮へい体 - Google Patents
高速増殖炉の中性子遮へい体Info
- Publication number
- JPH0658422B2 JPH0658422B2 JP1056099A JP5609989A JPH0658422B2 JP H0658422 B2 JPH0658422 B2 JP H0658422B2 JP 1056099 A JP1056099 A JP 1056099A JP 5609989 A JP5609989 A JP 5609989A JP H0658422 B2 JPH0658422 B2 JP H0658422B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- neutron shield
- fast breeder
- breeder reactor
- partition plate
- neutron
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
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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
- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、高速増殖炉の中性子遮へい体に係り、特に炉
心部構造の小型化、軽量化を図るのに好適な中性子遮へ
い体に関するものである。
心部構造の小型化、軽量化を図るのに好適な中性子遮へ
い体に関するものである。
［従来の技術］ 高速増殖炉の遮へい体用材質としては、特開昭６１−１
６２７９０号公報に記載のように、炭化ボロン等の遮へ
い性能の高い材質の使用が考案されている。これらは粉
末の形態をとる事が多いが、粉末を炉内で使用する例と
しては、沸騰水型軽水炉の制御棒があるが、これを第４
図に示す。第４図に於て粉末状の制御材は被覆管５の中
に振動充填され、両端を端栓４で密封される。充填密度
は対理論密度比で７０％程度であるため、使用期間中に
微粉末が下方に移動して密度が不均一化する事を防止す
るために仕切りとして、第４図に示す如く、被覆管に内
接する直径３．５ｍｍ程度の鋼球を要所に配している。
６２７９０号公報に記載のように、炭化ボロン等の遮へ
い性能の高い材質の使用が考案されている。これらは粉
末の形態をとる事が多いが、粉末を炉内で使用する例と
しては、沸騰水型軽水炉の制御棒があるが、これを第４
図に示す。第４図に於て粉末状の制御材は被覆管５の中
に振動充填され、両端を端栓４で密封される。充填密度
は対理論密度比で７０％程度であるため、使用期間中に
微粉末が下方に移動して密度が不均一化する事を防止す
るために仕切りとして、第４図に示す如く、被覆管に内
接する直径３．５ｍｍ程度の鋼球を要所に配している。
［発明が解決しようとする課題］ 上記の鋼球を使用する従来技術は、遮へい材の体積率を
高めるために被覆管の直径を１５０mm程度の太径とする
高速増殖炉に対しては、下記の点で適していない。
高めるために被覆管の直径を１５０mm程度の太径とする
高速増殖炉に対しては、下記の点で適していない。
鋼の体積が大きくなり、遮へい性能が低下する。
炉内での反応に伴なう発熱によって温度が上昇し、鋼
の溶融をまねくおそれがある。
の溶融をまねくおそれがある。
本発明の目的は、遮へい性能の低下がなく、また炉内で
の反応によっても溶融する事の無い耐熱材で仕切りを行
ない、遮へい性能時に優れた、軽量な遮へい体を提供す
ることにある。
の反応によっても溶融する事の無い耐熱材で仕切りを行
ない、遮へい性能時に優れた、軽量な遮へい体を提供す
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に係る高速増殖炉の中
性子遮へい体の構成は、粉末状中性子遮へい材を、被覆
管内に充填し、両端を端栓で密封してなるものにおい
て、該被覆管の内部を、円盤状仕切り板によって軸方向
に複数の部分に区分するようにしたものである。
性子遮へい体の構成は、粉末状中性子遮へい材を、被覆
管内に充填し、両端を端栓で密封してなるものにおい
て、該被覆管の内部を、円盤状仕切り板によって軸方向
に複数の部分に区分するようにしたものである。
［作用］ 中性子遮へい体の粉末充填部に円盤状仕切り板を設ける
ことによって、つぎのような種々の有効な作用がある。
ことによって、つぎのような種々の有効な作用がある。
粉末状中性子遮へい材は、円盤状仕切り板によって区画
されると、使用中に密度の不均一が生ずることはなくな
る。
されると、使用中に密度の不均一が生ずることはなくな
る。
区画毎に充填密度を変えることによって、粉末状中性子
遮へい材の量を必要最小とし、軽量化を図ることができ
る。すなわち、区画毎に粉末状中性子遮へい材の充填密
度を変えることによって、ヘリウムガスの生成量を最小
化することができるようになる。
遮へい材の量を必要最小とし、軽量化を図ることができ
る。すなわち、区画毎に粉末状中性子遮へい材の充填密
度を変えることによって、ヘリウムガスの生成量を最小
化することができるようになる。
また、区画毎の粉末状中性子遮へい材の充填密度を変え
ることによって、高温部や高発熱部の中心温度を低減す
ることができる。
ることによって、高温部や高発熱部の中心温度を低減す
ることができる。
さらに、円盤状仕切り板として、耐熱性セラミックスか
らなる円盤状焼結体を用いる事によって遮へい体の高温
下での使用を可能にすることができる。
らなる円盤状焼結体を用いる事によって遮へい体の高温
下での使用を可能にすることができる。
そして、円盤状焼結体に、粉末状中性子遮へい材と同材
質で、ホットプレス法をよって製造したものを用いるこ
とにより、遮へい性能の局所的な低下を防止することが
できる。
質で、ホットプレス法をよって製造したものを用いるこ
とにより、遮へい性能の局所的な低下を防止することが
できる。
一方、円盤状板状焼結体にスリットを設けることによ
り、被覆管との強固な相互作用を軽減することができ
る。
り、被覆管との強固な相互作用を軽減することができ
る。
［実施例］ 以下本発明の実施例を第１図〜第３図を用いて説明す
る。
る。
第１図は、本発明の１実施例を示す中性子遮へい体の縦
断面略示図である。
断面略示図である。
第１図の構成は、２は、粉末状中性子遮へい材、３は、
粉末中性子遮へい材２を仕切るための円盤状仕切り板、
５は、粉末状中性子遮へい材２を充填する被覆管、４
は、被覆管５を密封するための端栓、６は、被覆管５の
内部で生成するヘリウムガスを放出するためのベント機
構である。
粉末中性子遮へい材２を仕切るための円盤状仕切り板、
５は、粉末状中性子遮へい材２を充填する被覆管、４
は、被覆管５を密封するための端栓、６は、被覆管５の
内部で生成するヘリウムガスを放出するためのベント機
構である。
核分裂により炉心部で発生した中性子は、設置された粉
末状中性子遮へい体２に到達した減衰を受けた後、中間
熱交換器に至り、２次系Ｎａ冷却材を放射化するという
傾向がある。この２次系Ｎａの放射化を防止するために
炉心周辺部にすぐれた性能の中性子遮へい体を設置する
ことが必要である。
末状中性子遮へい体２に到達した減衰を受けた後、中間
熱交換器に至り、２次系Ｎａ冷却材を放射化するという
傾向がある。この２次系Ｎａの放射化を防止するために
炉心周辺部にすぐれた性能の中性子遮へい体を設置する
ことが必要である。
炉心部から放射される中性子の強度は、放射される方位
（中性子の放射角度）によって異なる。本実施例では、
中性子遮へい体内の各区画毎に粉末状中性子遮へい材の
充填密度を変えているので、中性子放射強度の小さい区
画では充填密度を小さく、すなわち軽量にすることがで
きる。
（中性子の放射角度）によって異なる。本実施例では、
中性子遮へい体内の各区画毎に粉末状中性子遮へい材の
充填密度を変えているので、中性子放射強度の小さい区
画では充填密度を小さく、すなわち軽量にすることがで
きる。
充填する遮へい材は、軽量な耐熱材がよいので、例えば
炭化ボロン（Ｂ4Ｃ）などを使用するが、この場合は、
中性子照射によってヘリウムガスを生成する。多量のヘ
リウムガスの発生によって、炉の制御および熱除去には
不利となる。本実施例では、炭化ボロンの充填量を各区
画毎に制限し、充填密度を各区画毎に変えて、それらの
不利を解消している。
炭化ボロン（Ｂ4Ｃ）などを使用するが、この場合は、
中性子照射によってヘリウムガスを生成する。多量のヘ
リウムガスの発生によって、炉の制御および熱除去には
不利となる。本実施例では、炭化ボロンの充填量を各区
画毎に制限し、充填密度を各区画毎に変えて、それらの
不利を解消している。
さらに、本実施例の円盤状仕切り板の効果について説明
する。
する。
粉末状中性子遮へい材２として炭化ボロンを使用する場
合には中性子との反応によって発熱する。高速増殖炉の
場合には冷却材温度が４００〜６００℃と高温であるた
め、中性子遮へい体の中心温度も１０００℃以上とな
る。特に炉心部の冷却材出口付近即ち上端側では冷却材
温度が高いため厳しい高温となる。また中性子高度の高
い中央部付近も発熱量が多いため、温度が上昇し、厳し
くなる。粉末状中性子遮へい材は充填密度を上げること
によって熱伝導率が向上する事を利用し、中心温度を下
げる事が可能である。
合には中性子との反応によって発熱する。高速増殖炉の
場合には冷却材温度が４００〜６００℃と高温であるた
め、中性子遮へい体の中心温度も１０００℃以上とな
る。特に炉心部の冷却材出口付近即ち上端側では冷却材
温度が高いため厳しい高温となる。また中性子高度の高
い中央部付近も発熱量が多いため、温度が上昇し、厳し
くなる。粉末状中性子遮へい材は充填密度を上げること
によって熱伝導率が向上する事を利用し、中心温度を下
げる事が可能である。
すなわち、各区画毎に充填密度を変えることにより、熱
伝導率を変えて、各区画毎の温度の均一化をはかること
ができる。
伝導率を変えて、各区画毎の温度の均一化をはかること
ができる。
円盤状仕切り板３は、炉内で照射されると体積膨張（ス
エリング）し、粉末状中性子遮へい材２を含む被覆材５
と機械的相互作用を生ずる場合がある。この場合には、
円盤状仕切り板にスリットを設けたものを用いて局部応
力の集中を軽減させることができる。
エリング）し、粉末状中性子遮へい材２を含む被覆材５
と機械的相互作用を生ずる場合がある。この場合には、
円盤状仕切り板にスリットを設けたものを用いて局部応
力の集中を軽減させることができる。
第２図、焼結体からなるスリット付き円盤状仕切り板の
斜視図である。焼結体からなる円盤状仕切り板３の半径
方向に放射状に設けたスリット７の存在によって焼結体
から円盤状仕切り板３に蓄えられたエネルギーを開放
し、被覆管に及ぼす応力の影響を緩和するものである。
斜視図である。焼結体からなる円盤状仕切り板３の半径
方向に放射状に設けたスリット７の存在によって焼結体
から円盤状仕切り板３に蓄えられたエネルギーを開放
し、被覆管に及ぼす応力の影響を緩和するものである。
第３図は、スリット付き円盤状仕切り板の他の実施例の
平面図である。
平面図である。
スリット７によって限られた円盤状仕切り板３の外周部
の曲率を大きくし、凸部８のように凸形とすることによ
り、被覆管内面と、円盤状仕切り板３とが点接触で滑り
を生じ易くし、被覆管に無用の応力が発生するのを防止
するものである。
の曲率を大きくし、凸部８のように凸形とすることによ
り、被覆管内面と、円盤状仕切り板３とが点接触で滑り
を生じ易くし、被覆管に無用の応力が発生するのを防止
するものである。
円盤状仕切り板３は耐熱性材質のものがよく、汎用のセ
ラミックスを用いることで低価格化がはかれる。また、
粉末状中性子遮へい材と同材質で、ホットプレスしたも
のを用いれば、遮へい性能の局部的な劣化を防ぐことが
できることになる。本実施例ではボロン炭化物Ｂ4Ｃを
用いている。
ラミックスを用いることで低価格化がはかれる。また、
粉末状中性子遮へい材と同材質で、ホットプレスしたも
のを用いれば、遮へい性能の局部的な劣化を防ぐことが
できることになる。本実施例ではボロン炭化物Ｂ4Ｃを
用いている。
また、充填密度については以下のようなことがわかって
いる。
いる。
単一粒径の粉末を充填する場合の理想最高密度は、約７
４％である。粒径を異にする複数種の粉末を混合すれ
ば、さらに高密度化が可能となる。例えば、３種類の粉
末を用いて充填試験を実施した結果、粒度配合の組合せ
を変えることにより、対理論密度比を７０〜９０％の範
囲内で任意に選択できることがわかった。この方法を、
本実施例に適用し、よりすぐれた中性子遮へい体を得る
ことができた。
４％である。粒径を異にする複数種の粉末を混合すれ
ば、さらに高密度化が可能となる。例えば、３種類の粉
末を用いて充填試験を実施した結果、粒度配合の組合せ
を変えることにより、対理論密度比を７０〜９０％の範
囲内で任意に選択できることがわかった。この方法を、
本実施例に適用し、よりすぐれた中性子遮へい体を得る
ことができた。
［発明の効果］ 本発明によれば、粉末状中性子遮へい材は、焼結体から
なる円盤状仕切り板を用いることにより、使用中に密度
の不均一を生ずることがなく、各仕切り区間の間に所要
遮へい性能に応じた密度差を持たせることができるよう
になり、遮へい体の軽量化および低廉化が達成できる。
なる円盤状仕切り板を用いることにより、使用中に密度
の不均一を生ずることがなく、各仕切り区間の間に所要
遮へい性能に応じた密度差を持たせることができるよう
になり、遮へい体の軽量化および低廉化が達成できる。
また、軸方向に密度分布を持たせて、遮へい性能の最適
化を図った中性子遮へい体を使用することにより、中性
子遮へい体のみならず、原子炉システムとしても軽量化
効果および経済性の向上に寄与することができる。
化を図った中性子遮へい体を使用することにより、中性
子遮へい体のみならず、原子炉システムとしても軽量化
効果および経済性の向上に寄与することができる。
また、円盤状仕切り板を、セラミックス製にすることに
より、高温度まで使用可能となり、粉末状中性子遮へい
材と同材質とすることにより、遮へい性能を一定に保つ
ことができる。さらに、スリット付き円盤状仕切り板を
用いることにより、被覆管との機械的相互作用を低減す
ることができる。
より、高温度まで使用可能となり、粉末状中性子遮へい
材と同材質とすることにより、遮へい性能を一定に保つ
ことができる。さらに、スリット付き円盤状仕切り板を
用いることにより、被覆管との機械的相互作用を低減す
ることができる。
第１図は、本発明の１実施例の中性子遮へい体の縦断面
略示図、第２図は、本発明の１実施例の円盤状仕切り板
の斜視図、第３図は、本発明の他の実施例の円盤状仕切
り板の平面図、第４図は、従来例の沸騰水型軽水炉用制
御棒の縦断面略示図である。 ＜符号の説明＞ １……鋼球、２……粉末状中性子遮へい材、３……円盤
状仕切り板、４……端栓、５……被覆管、６……ベント
機構、７……スリット、８……凸部。
略示図、第２図は、本発明の１実施例の円盤状仕切り板
の斜視図、第３図は、本発明の他の実施例の円盤状仕切
り板の平面図、第４図は、従来例の沸騰水型軽水炉用制
御棒の縦断面略示図である。 ＜符号の説明＞ １……鋼球、２……粉末状中性子遮へい材、３……円盤
状仕切り板、４……端栓、５……被覆管、６……ベント
機構、７……スリット、８……凸部。
Claims (6)
- 【請求項１】粉末状中性子遮へい材を、被覆管内に充填
し、両端を端栓で密封してなる高速増殖炉の中性子遮へ
い体において、前記被覆管の内部を、円盤状仕切り板に
よって軸方向に複数の部分に区分したことを特徴とする
高速増殖炉の中性子遮へい体。 - 【請求項２】区分された複数部分の各々における前記粉
末状中性子遮へい材の粉末の充填密度を、任意なものと
する請求項１記載の高速増殖炉の中性子遮へい体。 - 【請求項３】前記粉末状中性子遮へい材の粉末が、粒径
の異なったものからなる請求項２記載の高速増殖炉の中
性子遮へい体。 - 【請求項４】前記円盤状仕切り板がセラミックスからな
る請求項１記載の高速増殖炉の中性子遮へい体。 - 【請求項５】前記円盤状仕切り板が前記粉末状中性子遮
へい材と同材質からなり、熱圧縮して得られたものであ
る請求項１記載の高速増殖炉の中性子遮へい体。 - 【請求項６】前記円盤状仕切り板に半径方向のスリット
を設けてある請求項１ないし５記載の高速増殖炉の中性
子遮へい体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1056099A JPH0658422B2 (ja) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | 高速増殖炉の中性子遮へい体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1056099A JPH0658422B2 (ja) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | 高速増殖炉の中性子遮へい体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02236497A JPH02236497A (ja) | 1990-09-19 |
| JPH0658422B2 true JPH0658422B2 (ja) | 1994-08-03 |
Family
ID=13017659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1056099A Expired - Fee Related JPH0658422B2 (ja) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | 高速増殖炉の中性子遮へい体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0658422B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4909951B2 (ja) * | 2008-07-14 | 2012-04-04 | 株式会社東芝 | 中性子遮蔽体 |
-
1989
- 1989-03-10 JP JP1056099A patent/JPH0658422B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02236497A (ja) | 1990-09-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |