JPH0799398B2 - 核燃料要素 - Google Patents
核燃料要素Info
- Publication number
- JPH0799398B2 JPH0799398B2 JP62160884A JP16088487A JPH0799398B2 JP H0799398 B2 JPH0799398 B2 JP H0799398B2 JP 62160884 A JP62160884 A JP 62160884A JP 16088487 A JP16088487 A JP 16088487A JP H0799398 B2 JPH0799398 B2 JP H0799398B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nuclear fuel
- end plug
- cladding tube
- fuel element
- intermediate end
- 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
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は核分裂性物質を被覆管内に密閉した核燃料要素
に関する。
に関する。
（従来の技術） たとえば高速増殖炉の核燃料としては、従来主として酸
化プルトニウムならびに酸化ウラニウムの混合粉末を焼
結し、ペレット状に成型したセラミック燃料が用いられ
てきたが、近年燃料サイクル全体を通じての費用効率を
改善しようとする観点から、金属プルトニウム、金属ラ
ウニウムならびにジルコニウム等からなる合金を棒状に
形成した金属燃料の採用が研究されている。
化プルトニウムならびに酸化ウラニウムの混合粉末を焼
結し、ペレット状に成型したセラミック燃料が用いられ
てきたが、近年燃料サイクル全体を通じての費用効率を
改善しようとする観点から、金属プルトニウム、金属ラ
ウニウムならびにジルコニウム等からなる合金を棒状に
形成した金属燃料の採用が研究されている。
この金属燃料はセラミック燃料に比べると熱伝導度が大
きく、したがって除熱性に勝れているが、溶融点が低い
ため、液体ナトリウム等の伝熱性に勝れる液状充填材を
核燃料とその被覆管との間に充填し、除熱性の向上を図
っている。
きく、したがって除熱性に勝れているが、溶融点が低い
ため、液体ナトリウム等の伝熱性に勝れる液状充填材を
核燃料とその被覆管との間に充填し、除熱性の向上を図
っている。
このような金属燃料を採用した核燃料要素は、第２図に
示すように、核燃料１を被覆管２の中に収納し、被覆管
２の上下端を端栓３および４によって密封したうえ、核
燃料１と被覆管２の間隙を満たして核燃料１の上端より
やや上方まで、液状充填材５を充填している。液状充填
材５の上方に残る空間は、核燃料１の核分裂反応によっ
て生成される気体状核分裂物質を密閉するためのガス・
プレナム６を形成している。
示すように、核燃料１を被覆管２の中に収納し、被覆管
２の上下端を端栓３および４によって密封したうえ、核
燃料１と被覆管２の間隙を満たして核燃料１の上端より
やや上方まで、液状充填材５を充填している。液状充填
材５の上方に残る空間は、核燃料１の核分裂反応によっ
て生成される気体状核分裂物質を密閉するためのガス・
プレナム６を形成している。
（発明が解決しようとする問題点） 上述した核燃料要素では、液状充填材５を被覆管２の中
に保持するために、ガス・プレナム６は高温となる核燃
料要素の上部に設置せざるをえない。その結果ガス・プ
レナム６内に貯留されてきた気体状態分裂性物質が高温
に熱せられ、次第に被覆管２の内圧が高くなるので、そ
の健全性を確保するためには核燃料要素の使用期間を短
く制限する必要がある。これによって原子炉の稼働性、
ならびに燃料サイクル全体を通じての費用効率が低下す
るという不利な傾向が生じていた。
に保持するために、ガス・プレナム６は高温となる核燃
料要素の上部に設置せざるをえない。その結果ガス・プ
レナム６内に貯留されてきた気体状態分裂性物質が高温
に熱せられ、次第に被覆管２の内圧が高くなるので、そ
の健全性を確保するためには核燃料要素の使用期間を短
く制限する必要がある。これによって原子炉の稼働性、
ならびに燃料サイクル全体を通じての費用効率が低下す
るという不利な傾向が生じていた。
本発明の目的は、ガス・プレナムの内圧を低下させるこ
とよって、使用期間の延長を図ることができる核燃料要
素を提供することにある。
とよって、使用期間の延長を図ることができる核燃料要
素を提供することにある。
（問題点を解決するための手段） 本発明においては、液状充填材に浸漬された核燃料を収
納して密閉された被覆管と、この被覆管の残余の内部空
間を占有するガス・プレナムとを有する核燃料要素に、
被覆管内を上下２段に区画するように内設された中間端
栓と、この中間端栓の上側に配設された核燃料および液
状充填材と、中間端栓の下側を占有する内部空間と中間
端栓の上側に残る内部空間とを連通する連通管とを設け
た。
納して密閉された被覆管と、この被覆管の残余の内部空
間を占有するガス・プレナムとを有する核燃料要素に、
被覆管内を上下２段に区画するように内設された中間端
栓と、この中間端栓の上側に配設された核燃料および液
状充填材と、中間端栓の下側を占有する内部空間と中間
端栓の上側に残る内部空間とを連通する連通管とを設け
た。
（作用） 核燃料が核反応を起したとき発生する気体状核分裂性物
質は、中間端栓の上側に残る内部空間に一旦放出された
後、連通管を通じて中間端栓の下側を占有する内部空
間、すなわちガス・プレナムにも等圧的に配分され流入
する。したがって気体状核分裂性物質は、比較的温度が
低い核燃料要素の下端部に主として貯留されるので、被
覆管の内圧上昇は抑制される。
質は、中間端栓の上側に残る内部空間に一旦放出された
後、連通管を通じて中間端栓の下側を占有する内部空
間、すなわちガス・プレナムにも等圧的に配分され流入
する。したがって気体状核分裂性物質は、比較的温度が
低い核燃料要素の下端部に主として貯留されるので、被
覆管の内圧上昇は抑制される。
（実施例） 以下本発明の一実施例を第１図を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例を表す断面図であり、第１図
において、被覆管２は上端を端栓３によって、下端を端
栓４によって密封され、その内部には被覆管２を上下２
段に区画するように、中段に中間端栓７が設けられてい
る。中間端栓７の上には被覆管２の内壁と間隙を保たせ
て核燃料１が載置され、この核燃料１を浸漬して被覆管
２内部の上段には液状充填材５が封入されている。また
中間端栓７の中心には、中間端栓７に固定され、核燃料
１の中心部を貫いて上方に延びる連通管８が設けられて
いる。この連通管８の下端は被覆管２内部の下段によっ
て形成されるガス・プレナム６に開口し、同じく上端は
液状充填材５の液面5aよりも高い位置に置かれ、液面5a
と端栓３の間に形成される上部プレナム９に開口してい
る。
において、被覆管２は上端を端栓３によって、下端を端
栓４によって密封され、その内部には被覆管２を上下２
段に区画するように、中段に中間端栓７が設けられてい
る。中間端栓７の上には被覆管２の内壁と間隙を保たせ
て核燃料１が載置され、この核燃料１を浸漬して被覆管
２内部の上段には液状充填材５が封入されている。また
中間端栓７の中心には、中間端栓７に固定され、核燃料
１の中心部を貫いて上方に延びる連通管８が設けられて
いる。この連通管８の下端は被覆管２内部の下段によっ
て形成されるガス・プレナム６に開口し、同じく上端は
液状充填材５の液面5aよりも高い位置に置かれ、液面5a
と端栓３の間に形成される上部プレナム９に開口してい
る。
次にこれの作用について述べる。
上述した核燃料要素が図示を省略した原子炉の炉心に装
荷され、核燃料１の核反応が行なわれると気体状核分裂
性物質が放出される。この気体状核分裂性物質は一旦上
部プレナム９に滞留するが、上部プレナム９はガス・プ
レナム６と連通管８によって通じているので、次第にガ
ス・プレナム６に等圧配分される。連通管８の上端は液
面5aよりも高い位置に設置されているので、液状充填材
５がガス・プレナム６内に侵入するおそれはなく、核燃
料１に対する除熱作用が損われることもない。
荷され、核燃料１の核反応が行なわれると気体状核分裂
性物質が放出される。この気体状核分裂性物質は一旦上
部プレナム９に滞留するが、上部プレナム９はガス・プ
レナム６と連通管８によって通じているので、次第にガ
ス・プレナム６に等圧配分される。連通管８の上端は液
面5aよりも高い位置に設置されているので、液状充填材
５がガス・プレナム６内に侵入するおそれはなく、核燃
料１に対する除熱作用が損われることもない。
ここに核燃料要素の上端部の温度は一般に600乃至700℃
であるのに対し、下端部の温度は300乃至400℃である。
したがって本実施例のガス・プレナム６の内圧は、たと
えば第２図に示した従来のガス・プレナム６の内圧に比
べ、ボイル・シャルルの法則に従って低減され約2/3と
なる。その結果被覆管２にかかる応力も低下し、使用期
間を延長することが可能となる。
であるのに対し、下端部の温度は300乃至400℃である。
したがって本実施例のガス・プレナム６の内圧は、たと
えば第２図に示した従来のガス・プレナム６の内圧に比
べ、ボイル・シャルルの法則に従って低減され約2/3と
なる。その結果被覆管２にかかる応力も低下し、使用期
間を延長することが可能となる。
なお連通管８は必ずしも核燃料１の中心を貫通させる必
要はなく、上部プレナム９とガス・プレナム６とを連通
するものであれば、たとえば核燃料１の適宜の位置、被
覆管２と核燃料１との間隙、あるいは被覆管２の内外側
に沿った位置などに、必要に応じては適宜の本数に分散
して配置してもよい。
要はなく、上部プレナム９とガス・プレナム６とを連通
するものであれば、たとえば核燃料１の適宜の位置、被
覆管２と核燃料１との間隙、あるいは被覆管２の内外側
に沿った位置などに、必要に応じては適宜の本数に分散
して配置してもよい。
（発明の効果） 本発明によれば、ガス・プレナムを主として温度が低い
核燃料要素の下部に配置できるので、被覆管に加わる内
圧応力が低減され、核燃料要素の健全性を確保しながら
その使用期間を延長することができるという効果があ
り、これによって原子炉の稼働性の向上、ならびに核燃
料サイクル全体を通じた費用の低減に寄与することがで
きる。
核燃料要素の下部に配置できるので、被覆管に加わる内
圧応力が低減され、核燃料要素の健全性を確保しながら
その使用期間を延長することができるという効果があ
り、これによって原子炉の稼働性の向上、ならびに核燃
料サイクル全体を通じた費用の低減に寄与することがで
きる。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は従来
の核燃料要素を示す断面図である。 １……核燃料、２……被覆管 ５……液状充填材、６……ガス・プレナム ７……中間端栓、８……連通管
の核燃料要素を示す断面図である。 １……核燃料、２……被覆管 ５……液状充填材、６……ガス・プレナム ７……中間端栓、８……連通管
Claims (1)
- 【請求項１】液状充填材に浸漬された核燃料を収納して
密閉された被覆管と、この被覆管の残余の内部空間を占
有するガス・プレナムとを有する核燃料要素において、
前記被覆管内を上下２段に区画するように内設された中
間端栓と、この中間端栓の上側に配設された前記核燃料
および前記液状充填材と、前記中間端栓の下側を占有す
る内部空間と前記中間端栓の上側に残る内部空間とを連
通する連通管とを設けたことを特徴とする核燃料要素。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62160884A JPH0799398B2 (ja) | 1987-06-30 | 1987-06-30 | 核燃料要素 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62160884A JPH0799398B2 (ja) | 1987-06-30 | 1987-06-30 | 核燃料要素 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS646790A JPS646790A (en) | 1989-01-11 |
| JPH0799398B2 true JPH0799398B2 (ja) | 1995-10-25 |
Family
ID=15724452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62160884A Expired - Fee Related JPH0799398B2 (ja) | 1987-06-30 | 1987-06-30 | 核燃料要素 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0799398B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6579842B2 (ja) * | 2015-07-17 | 2019-09-25 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 高速炉用燃料要素及び燃料集合体並びにそれを装荷される炉心 |
-
1987
- 1987-06-30 JP JP62160884A patent/JPH0799398B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS646790A (en) | 1989-01-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |