JPS58161877A - 核燃料要素 - Google Patents
核燃料要素Info
- Publication number
- JPS58161877A JPS58161877A JP57045205A JP4520582A JPS58161877A JP S58161877 A JPS58161877 A JP S58161877A JP 57045205 A JP57045205 A JP 57045205A JP 4520582 A JP4520582 A JP 4520582A JP S58161877 A JPS58161877 A JP S58161877A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cladding tube
- nuclear fuel
- pellets
- fuel element
- fuel
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
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】
［発明の技術分野］
この発明は燃料ペレットとこれを被覆する被覆管との間
に生じる機械的な相互作用を防止した核燃料要素に関す
る。
に生じる機械的な相互作用を防止した核燃料要素に関す
る。
沸騰水形原子炉に使用されている核燃料要素は通常ジル
カイロで形成された被覆管の内部に複数の燃料ペレット
を装填し、上記被覆管の両端開口部を端栓で密封したも
のとなっている。ジルカイロは高温下においても耐食性
に富み極めて有用な材料であるが、この材料を使って上
記のように構成された従来の核燃料要素にあっては次の
ような欠点があった。
カイロで形成された被覆管の内部に複数の燃料ペレット
を装填し、上記被覆管の両端開口部を端栓で密封したも
のとなっている。ジルカイロは高温下においても耐食性
に富み極めて有用な材料であるが、この材料を使って上
記のように構成された従来の核燃料要素にあっては次の
ような欠点があった。
すなわち、燃料要素には燃料ペレットとこれを被覆する
被覆管との間に一定のギャップが設けてあり、両者の熱
＃腋を吸収するようになっている。
被覆管との間に一定のギャップが設けてあり、両者の熱
＃腋を吸収するようになっている。
しかし熱伝達の面から十分に広いギャップを設けること
はできず、したがって、端面効果によって熱膨張の大き
い燃料ペレットの端面部では燃料ペレットと被覆管とが
接触し、局部的な応力が発生するようになる。このよう
な現象は燃料ペレットと被覆管との機械的相互作用とい
われており、このような局部応力の発生した場所に腐食
性核分裂生成ガスの１つであるよう素が作用すると割れ
、いわゆる応力腐食割れが発生し、被覆管は破損して冷
却水中に核分裂生成物を放出するといった危険な事故を
招くおそれが多分にあった。
はできず、したがって、端面効果によって熱膨張の大き
い燃料ペレットの端面部では燃料ペレットと被覆管とが
接触し、局部的な応力が発生するようになる。このよう
な現象は燃料ペレットと被覆管との機械的相互作用とい
われており、このような局部応力の発生した場所に腐食
性核分裂生成ガスの１つであるよう素が作用すると割れ
、いわゆる応力腐食割れが発生し、被覆管は破損して冷
却水中に核分裂生成物を放出するといった危険な事故を
招くおそれが多分にあった。
この発明はこのような事情に鑑みなされたもので、その
目的とするところは燃料ペレットと被覆管との相互作用
による応力の発生を防止でき、これによって被覆管の破
損を防止し得る安定性に富んだ核燃料要素を提供するこ
とにある。
目的とするところは燃料ペレットと被覆管との相互作用
による応力の発生を防止でき、これによって被覆管の破
損を防止し得る安定性に富んだ核燃料要素を提供するこ
とにある。
すなわち、この発明は被覆管内に複数の燃料ペレットを
積層状に装填し、該被覆管の両端な端栓で密封してなる
核燃料要素において、前記被覆管の内面と該燃料ペレッ
トとの間に炭素繊維製のバリア層が介在されてなること
を特徴とする核燃料要素である。
積層状に装填し、該被覆管の両端な端栓で密封してなる
核燃料要素において、前記被覆管の内面と該燃料ペレッ
トとの間に炭素繊維製のバリア層が介在されてなること
を特徴とする核燃料要素である。
以下、この発明の詳細を図示の一実施例によって説明す
る。
る。
第１図および第２図において、本発明に係る核燃料要素
はジルカロイで形成された被覆管１の内面にたとえば厚
さ５０〜１００ミクロンに形成した炭素繊維筒からなる
バリア層２を挿入し、このバリア層２内に二酸化ウラン
の圧粉焼結体からなる複数の円柱状燃料ペレット３を装
填し、被覆管１のト下開ロ部を上部端栓４および下部端
栓５で気密に閉塞してなるものである。なお、被覆管１
内には燃料ペレット３を固定するために上部端栓４の下
部と燃料ペレット３とのプレナム６にはスプリング７が
介在されて、ペレット３の位置づれを防止している。ま
たスプリング７の位置するプレナム６にはヘリウムなど
の不活性ガスが充填さ才１ており、燃料ペレット３の変
形を吸収するようになっている。
はジルカロイで形成された被覆管１の内面にたとえば厚
さ５０〜１００ミクロンに形成した炭素繊維筒からなる
バリア層２を挿入し、このバリア層２内に二酸化ウラン
の圧粉焼結体からなる複数の円柱状燃料ペレット３を装
填し、被覆管１のト下開ロ部を上部端栓４および下部端
栓５で気密に閉塞してなるものである。なお、被覆管１
内には燃料ペレット３を固定するために上部端栓４の下
部と燃料ペレット３とのプレナム６にはスプリング７が
介在されて、ペレット３の位置づれを防止している。ま
たスプリング７の位置するプレナム６にはヘリウムなど
の不活性ガスが充填さ才１ており、燃料ペレット３の変
形を吸収するようになっている。
しかして、−ヒ記構成によれば、原子炉内に装荷した場
合原子炉が出力上昇して燃料ペレット３の温度が上昇す
ると、燃料ペレット３に熱膨張が生ずるが、被覆管１の
内面には熱膨張を十分吸収できる厚さにバリア層２が設
けられている。このバリア層２は第３図に示すように不
活性雰囲気では引張強度はほとんど変らず、しかもその
強度は非常に大きく、容易に変形しないため燃料ペレッ
ト３の熱膨張を拘束することが可能であり、従来の被覆
管のような変形は発生しない。したがって、局部的な応
力も発生しないので、たとえ腐食性核分裂生成ガスが作
用しても応力腐食割れには至らず、燃料破損を防止する
ことが可能である。また、炭素繊維をバリア層にするに
は熱伝達を良好にするため被覆管とペレットの間隙を小
さくする必要がある。
合原子炉が出力上昇して燃料ペレット３の温度が上昇す
ると、燃料ペレット３に熱膨張が生ずるが、被覆管１の
内面には熱膨張を十分吸収できる厚さにバリア層２が設
けられている。このバリア層２は第３図に示すように不
活性雰囲気では引張強度はほとんど変らず、しかもその
強度は非常に大きく、容易に変形しないため燃料ペレッ
ト３の熱膨張を拘束することが可能であり、従来の被覆
管のような変形は発生しない。したがって、局部的な応
力も発生しないので、たとえ腐食性核分裂生成ガスが作
用しても応力腐食割れには至らず、燃料破損を防止する
ことが可能である。また、炭素繊維をバリア層にするに
は熱伝達を良好にするため被覆管とペレットの間隙を小
さくする必要がある。
なお、本発明において使用するバリア層の倹素繊維は第
３図に示した各ガラス繊維、ボロン繊維、高張力鋼、ア
ルミニウム合金などに比較し温度に対する引張強度が変
化しないため燃料ペレットの熱変形を拘束し燃料ペレッ
トと被覆管との機械的相互作用（ＰＣＭＩ）の発生を防
止するのに有効である。なお、バリア層２の厚さは３０
〜１００ミクロンが望ましく、３０ミクロン未満では製
造上の困難性を伴ないまた強度の低下を来たすので好ま
しくない。また１００ミクロンを越えると熱伝達性が低
下し、また製造上も好しくない。
３図に示した各ガラス繊維、ボロン繊維、高張力鋼、ア
ルミニウム合金などに比較し温度に対する引張強度が変
化しないため燃料ペレットの熱変形を拘束し燃料ペレッ
トと被覆管との機械的相互作用（ＰＣＭＩ）の発生を防
止するのに有効である。なお、バリア層２の厚さは３０
〜１００ミクロンが望ましく、３０ミクロン未満では製
造上の困難性を伴ないまた強度の低下を来たすので好ま
しくない。また１００ミクロンを越えると熱伝達性が低
下し、また製造上も好しくない。
以上詳述したようにこの発明によれば原子炉の出力上昇
にともなう燃料ペレットの熱膨張を拘束させるため被覆
管の内面に炭素繊維によるバリヤ層を設けさせるように
しているので、被覆管と燃料ペレットとの機械的相互作
用と腐食性核分裂生成ガスとによる応力腐食割れは発生
せず、被覆管の破損を防止できる安全性に富んだ核燃料
要素を提供できる。
にともなう燃料ペレットの熱膨張を拘束させるため被覆
管の内面に炭素繊維によるバリヤ層を設けさせるように
しているので、被覆管と燃料ペレットとの機械的相互作
用と腐食性核分裂生成ガスとによる応力腐食割れは発生
せず、被覆管の破損を防止できる安全性に富んだ核燃料
要素を提供できる。
第１図はこの発明の一実施例の縦断面図、第２図は第１
図のＡ−Ａ線に沿って切断し矢印方向にみた断面図、第
３図は第１図における炭素繊維および他の繊維を比較し
て示す強度特性図である。 ｌ・・被覆管、 ２・・・バリア層、３・・・
燃料ペレット、 ４．５・・・端 栓、６・・・プレナ
ム、 ７パ°スプリング出願代理人 弁理士 菊
池 五 部
図のＡ−Ａ線に沿って切断し矢印方向にみた断面図、第
３図は第１図における炭素繊維および他の繊維を比較し
て示す強度特性図である。 ｌ・・被覆管、 ２・・・バリア層、３・・・
燃料ペレット、 ４．５・・・端 栓、６・・・プレナ
ム、 ７パ°スプリング出願代理人 弁理士 菊
池 五 部
Claims (2)
- （１）被覆管内に複数の燃料ペレットを積層状に装填し
、該被覆管の両端を端栓で密封して成る核燃料要素にお
いて、前記被覆管の内面と該燃料ペレットとの間に炭素
繊維製のバリア層が介在されてなることを特徴とする核
燃料要素。 - （２）バリア層の厚さは３０〜１００ミクロンからなる
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の核燃料要
素。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57045205A JPS58161877A (ja) | 1982-03-19 | 1982-03-19 | 核燃料要素 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57045205A JPS58161877A (ja) | 1982-03-19 | 1982-03-19 | 核燃料要素 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58161877A true JPS58161877A (ja) | 1983-09-26 |
Family
ID=12712763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57045205A Pending JPS58161877A (ja) | 1982-03-19 | 1982-03-19 | 核燃料要素 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58161877A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010145235A (ja) * | 2008-12-18 | 2010-07-01 | Global Nuclear Fuel-Japan Co Ltd | 核燃料棒 |
| JP2016176961A (ja) * | 2010-06-16 | 2016-10-06 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | 核燃料棒のための開孔を有する固体インターフェースジョイント |
-
1982
- 1982-03-19 JP JP57045205A patent/JPS58161877A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010145235A (ja) * | 2008-12-18 | 2010-07-01 | Global Nuclear Fuel-Japan Co Ltd | 核燃料棒 |
| JP2016176961A (ja) * | 2010-06-16 | 2016-10-06 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | 核燃料棒のための開孔を有する固体インターフェースジョイント |
| JP2016186491A (ja) * | 2010-06-16 | 2016-10-27 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | 核制御棒のための開孔を有する固体インターフェースジョイント |
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