JPS58202999A - 特殊圧粉体の製造方法 - Google Patents
特殊圧粉体の製造方法Info
- Publication number
- JPS58202999A JPS58202999A JP57084911A JP8491182A JPS58202999A JP S58202999 A JPS58202999 A JP S58202999A JP 57084911 A JP57084911 A JP 57084911A JP 8491182 A JP8491182 A JP 8491182A JP S58202999 A JPS58202999 A JP S58202999A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- punch
- mold
- rod
- powder
- die
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B30—PRESSES
- B30B—PRESSES IN GENERAL
- B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
- B30B15/02—Dies; Inserts therefor; Mounting thereof; Moulds
- B30B15/022—Moulds for compacting material in powder, granular of pasta form
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (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】
本発明は一般的には外周部と中心部で組成のことなる円
柱状圧粉体の製造法に関する。
柱状圧粉体の製造法に関する。
より限定していえば、゛本発明は上記の二つな外周部と
中心部で組成のことなる円柱状核燃料要素圧粉体の製造
法に関する。
中心部で組成のことなる円柱状核燃料要素圧粉体の製造
法に関する。
一般に原子炉で使用される燃料集合体は複数本の燃料棒
から成り、これらの燃料棒は１本の金属性円筒、即ち、
被覆管に円柱状核燃料素子を多数挿入し１両端を閉塞し
たものである。核燃料素子（以下ペレットという）は通
常核分裂性物質金倉む酸化物炭化物などの粉末を圧縮成
型した後、焼結して製造される。
から成り、これらの燃料棒は１本の金属性円筒、即ち、
被覆管に円柱状核燃料素子を多数挿入し１両端を閉塞し
たものである。核燃料素子（以下ペレットという）は通
常核分裂性物質金倉む酸化物炭化物などの粉末を圧縮成
型した後、焼結して製造される。
ペレットは原子炉内で燃焼中、その中心部が高温となる
ため鼓型に変型し、その端部で被覆管と機械的な相互作
用（ＰＣＭＩ−）を起こす。又ペレッ究：１ ト中に生成、蓄積した核□分裂生成物（ＦＰ）は高温の
ため中心部から移動し、ペレットから放圧されて燃料棒
内の圧力を高めるほか、腐蝕性成分は。
ため鼓型に変型し、その端部で被覆管と機械的な相互作
用（ＰＣＭＩ−）を起こす。又ペレッ究：１ ト中に生成、蓄積した核□分裂生成物（ＦＰ）は高温の
ため中心部から移動し、ペレットから放圧されて燃料棒
内の圧力を高めるほか、腐蝕性成分は。
被壜管と化学的な相互作用（ＰＣＣ工）１７起こす。
このＰＣＭＩとｐｃｃ工が重畳し、出力上昇が過度な状
況下では被覆管に応力腐蝕割れ（ＳＣＣ）を発生させ、
燃料は破損（ｐｃ工破損）する場合がある。
況下では被覆管に応力腐蝕割れ（ＳＣＣ）を発生させ、
燃料は破損（ｐｃ工破損）する場合がある。
この二つな破損を防止するための対策は種々提案されて
いるが、その中で燃焼中のペレットの中心部の温度を外
周部二り低くことに二り、半径方向の温度分布を平担イ
ヒし、鼓型変型の度合及び’ＦＰＥの放出車を低下させ
ることは極めて有効な方法でおる。このためには、ペレ
ット中心部での発熱量を減少させるため中心部での核分
裂性物質密度（以下単Ｖｃｆ！に縮度という）を外周部
よりも低くした２重構造をもクペレットを使用する方法
かあり、その効果も実験的に確認されている。しかし。
いるが、その中で燃焼中のペレットの中心部の温度を外
周部二り低くことに二り、半径方向の温度分布を平担イ
ヒし、鼓型変型の度合及び’ＦＰＥの放出車を低下させ
ることは極めて有効な方法でおる。このためには、ペレ
ット中心部での発熱量を減少させるため中心部での核分
裂性物質密度（以下単Ｖｃｆ！に縮度という）を外周部
よりも低くした２重構造をもクペレットを使用する方法
かあり、その効果も実験的に確認されている。しかし。
従来この二うな構造をもつベレット針量産するための有
効な方法が見出されでいないため実用化されるに至って
いない□・。
１上記の目的のために、外周部に和尚する中空ペレット
（円環型）と中心部のペレット（円柱型）とを各々別
個に製造し後で中心部ペレットを円環型の中空部に挿入
する方法があるがこの方法では各部を別個に製造し、こ
れらを組み合わせるためのコストは、現行ペレットの製
造コストに比べ数倍にな、るものと思われる。又２重構
造をもつベレット’ｉＬ体として圧縮成型するためまず
外周部となるべき組成の原料粉末を圧縮成型用金型内に
装入した後金型を高速回転し粉末を遠心力で金型内壁に
固着させ、その後中心部となるべき組成の原料粉末を装
入し圧縮成型するとの提案もあるが明らかに、この方法
による量産は不可能である。
効な方法が見出されでいないため実用化されるに至って
いない□・。
１上記の目的のために、外周部に和尚する中空ペレット
（円環型）と中心部のペレット（円柱型）とを各々別
個に製造し後で中心部ペレットを円環型の中空部に挿入
する方法があるがこの方法では各部を別個に製造し、こ
れらを組み合わせるためのコストは、現行ペレットの製
造コストに比べ数倍にな、るものと思われる。又２重構
造をもつベレット’ｉＬ体として圧縮成型するためまず
外周部となるべき組成の原料粉末を圧縮成型用金型内に
装入した後金型を高速回転し粉末を遠心力で金型内壁に
固着させ、その後中心部となるべき組成の原料粉末を装
入し圧縮成型するとの提案もあるが明らかに、この方法
による量産は不可能である。
本発明の目的はこの二うな２重構造をもつベレツ゛トを
量産するための方法を提供することである。
量産するための方法を提供することである。
本発明にこれば外周の円環状部と中心の円柱状部が異質
の粉体材料で構成され全体として中実円柱状の圧粉体の
製造法であって、圧粉体の外径に等しい控長を有する金
型と、該金型に下側から挿入される下パンチであってそ
の中心部に圧粉体の中心円柱状部の直径に等しい直径の
貫通孔を有するものと、該貫通孔に密着摺動するロッド
と、該金型に上側から挿入される上パンチからなるダイ
セットを用意し＋４ｆ金型に下バ／す金所足−ｇ、五ま
で挿入し、つき゛にロッドを金型の貫通孔を貫通して上
昇させ、金型と下バンチとロッドで形成される円環状空
間に外周部用粉体材料を充填してから、上パンチでそｆ
が円環状を保つ程度に圧縮し。
の粉体材料で構成され全体として中実円柱状の圧粉体の
製造法であって、圧粉体の外径に等しい控長を有する金
型と、該金型に下側から挿入される下パンチであってそ
の中心部に圧粉体の中心円柱状部の直径に等しい直径の
貫通孔を有するものと、該貫通孔に密着摺動するロッド
と、該金型に上側から挿入される上パンチからなるダイ
セットを用意し＋４ｆ金型に下バ／す金所足−ｇ、五ま
で挿入し、つき゛にロッドを金型の貫通孔を貫通して上
昇させ、金型と下バンチとロッドで形成される円環状空
間に外周部用粉体材料を充填してから、上パンチでそｆ
が円環状を保つ程度に圧縮し。
次いでロッドを□その上面が下パンチの上面に一致する
まで下げて、該ロッドの占めていた空間に中心部用粉体
材料を充填し、最後に上パンチを下げて完全に圧縮する
ことからなる製造方法が提供される。
まで下げて、該ロッドの占めていた空間に中心部用粉体
材料を充填し、最後に上パンチを下げて完全に圧縮する
ことからなる製造方法が提供される。
以下図面を参照して不発明をその一実施態様について詳
細に説明する。
細に説明する。
第１図は本発明の方法に使用するダイセットの概念を示
す断面図である。ダイセットは製造される在粉体の外径
に等しい直径の腔１ａを有する金型１と、該金型に下側
から挿入される下パンチ２であってそれ自身も貫通孔２
ａを有するもノ、ソの下パンチの貫通孔に２ ａ Ｋ
４１Ｆ人されているロッド３と、金型の腔１ａに上方か
ら挿入される下バンチ４つ）ら傳波される。
す断面図である。ダイセットは製造される在粉体の外径
に等しい直径の腔１ａを有する金型１と、該金型に下側
から挿入される下パンチ２であってそれ自身も貫通孔２
ａを有するもノ、ソの下パンチの貫通孔に２ ａ Ｋ
４１Ｆ人されているロッド３と、金型の腔１ａに上方か
ら挿入される下バンチ４つ）ら傳波される。
第２図は上記のダイセットの操作の概念を示す模式図で
ある。この図において、左側の第（１）段階では、下パ
ンチ２は金型内に第１の高さまで挿入され、コアロッド
３はその上端面が金型の上面に一致する高さに上げられ
ており、外周部用粉体材料５が充填される。
ある。この図において、左側の第（１）段階では、下パ
ンチ２は金型内に第１の高さまで挿入され、コアロッド
３はその上端面が金型の上面に一致する高さに上げられ
ており、外周部用粉体材料５が充填される。
欠の第（２）段階では、下パンチは固定され、上パンチ
が粉体材料を圧縮すべく下降する。コアロッドは同時に
下げられる。この段階での圧縮は粉体が環状の形状を保
つに必要な最小限度であることが望ましい。
が粉体材料を圧縮すべく下降する。コアロッドは同時に
下げられる。この段階での圧縮は粉体が環状の形状を保
つに必要な最小限度であることが望ましい。
第（３）段階では、下パンチが、圧縮された粉体（ＩＥ
粉体）の上面が金型の上面に一致する第２の高さまで上
昇させられ、コアにラドはその上端面が下パンチの上面
に一致するまで下降させられる。
粉体）の上面が金型の上面に一致する第２の高さまで上
昇させられ、コアにラドはその上端面が下パンチの上面
に一致するまで下降させられる。
第（４）段階では中空環状に成１型された圧粉体の中心
体に第２の粉体材料６が導入される。
体に第２の粉体材料６が導入される。
第（５）段階では下パンチとコアロッドは同じ位置に留
まり、上パンチが下降して来て、さらに圧縮する。この
Ｌうにして第（２）段階で１次成型された外周部と第（
４）段階で導入された中心部用粉体が１体となって成型
され２重構造を有する成型体が形成される。
まり、上パンチが下降して来て、さらに圧縮する。この
Ｌうにして第（２）段階で１次成型された外周部と第（
４）段階で導入された中心部用粉体が１体となって成型
され２重構造を有する成型体が形成される。
第（６）段階では、下パンチとコアロッドは一緒に上昇
して成型体を金型の表面まで押し出す。
して成型体を金型の表面まで押し出す。
第（７）段階では、リジェクタ−が成型（ｉｆロータリ
プレスから取り出す。
プレスから取り出す。
第（８）段階では下パンチの与が第１段階の位置まで下
降させられる。これで１ナイクルが終了し。
降させられる。これで１ナイクルが終了し。
第（１）段階に戻って外周部用粉体の充填から２サイク
ル目が始まる。
ル目が始まる。
上に述べた工程は、第３図に示す二うに８個のダイセッ
トを１個の円板上に設置し、上パンチ。
トを１個の円板上に設置し、上パンチ。
下パンチ、コアロッドがカム機構に一つて連携して上下
運動する二うに設定することに二つで、実施される。こ
の二うなロータリープレス装置は当業者は容易に設計−
作することができる。
運動する二うに設定することに二つで、実施される。こ
の二うなロータリープレス装置は当業者は容易に設計−
作することができる。
よう、。７．え工、あっ、、４よ。 １方法は種
にの態様で実施できる。上記の回転式プレスにおいて段
階は８に限らない。例えは、上の実施例では、第（３）
段階と第（４）段階、第（８）段階と第（１）段階は別
／ｒＫ＆っているが、これを統合して。
にの態様で実施できる。上記の回転式プレスにおいて段
階は８に限らない。例えは、上の実施例では、第（３）
段階と第（４）段階、第（８）段階と第（１）段階は別
／ｒＫ＆っているが、これを統合して。
下パンチを降下させると同時に粉体の充填を実施する二
うに設計しても！い。時間のか！る段階とか＼らない段
階を適宜調整するのが有利である。
うに設計しても！い。時間のか！る段階とか＼らない段
階を適宜調整するのが有利である。
本発明の方法に二り外局部と中心部で組成の異なる２重
構造の成型体が従来の巣−組成の成型体と同様に容易に
量産可能となる。この方法に二り外局部よ？４！ｒ、中
心部の方が按分５！性物質密度の低いペレットを製造し
、これを使用した燃料棒は原子炉内での燃焼中、ペレッ
ト半径方向での温度分布が平担化し、熱膨張に二る鼓型
変型の程度が減少するとともに、同一出力においては、
中心部の温度が低下し、？Ｐの放出本が低下する。従っ
て現在核燃料の破損の主な原因となっているＰＣ工破損
を減少させることができる。
構造の成型体が従来の巣−組成の成型体と同様に容易に
量産可能となる。この方法に二り外局部よ？４！ｒ、中
心部の方が按分５！性物質密度の低いペレットを製造し
、これを使用した燃料棒は原子炉内での燃焼中、ペレッ
ト半径方向での温度分布が平担化し、熱膨張に二る鼓型
変型の程度が減少するとともに、同一出力においては、
中心部の温度が低下し、？Ｐの放出本が低下する。従っ
て現在核燃料の破損の主な原因となっているＰＣ工破損
を減少させることができる。
この方法はまた可燃性中性子毒物を−含むペレットにお
いて例えば外周部を可燃性中性子毒物入り燃料物質中央
部を燃料物質の与とするＬうｌ場合にも同様に適用でき
る。
いて例えば外周部を可燃性中性子毒物入り燃料物質中央
部を燃料物質の与とするＬうｌ場合にも同様に適用でき
る。
本発明方法は第１義的に残燃料ペレットの、！！！造を
意図したものであるが、一般に２重構造を有する圧粉体
の成型に適用できることは自明である。
意図したものであるが、一般に２重構造を有する圧粉体
の成型に適用できることは自明である。
第１図は本発明の方法に使用されるダイセットの構造を
示す概念図である。 第２図は本発明の方法の工程を示す模式図である。 ＠３図は本発明の方法を実施するための回転式プレス機
の配置を示す概念図である。 特許出願人 原子燃料工業採大会社 代理人 弁理士松 井 政 広（外１名）ｓ３凶
示す概念図である。 第２図は本発明の方法の工程を示す模式図である。 ＠３図は本発明の方法を実施するための回転式プレス機
の配置を示す概念図である。 特許出願人 原子燃料工業採大会社 代理人 弁理士松 井 政 広（外１名）ｓ３凶
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、外周の円環状部と中心の円柱状部が異質の粉体材料
で構成され全体として中実円柱状の圧粉体の製造法であ
って、圧粉体の外径に等しい控長を有する金型と、該金
型に下側から挿入される下パンチであってその中心部に
圧粉体の中心円柱状部の直径に等しい直径の貫通孔を有
するものと、該貫通孔に密着摺動するロッドと、該金型
に上側から挿入される上パンチからなるダイセットを用
意し、まず金型に下パンチを所定位置まで挿入し。 つぎにロッドを金型の貫通孔を貫通して上昇させ。 金型と下パンチとロッドで形成される円環状空間に外周
部用粉体材料を充填してから、上パンチでそれが円環状
を保つ程度に圧縮し２次いでロットをその上面が下パン
、チの上面に一致するまで下げて、該ロット′のさめて
いた空間に中心部用粉体材料を充填し、最後に上パンチ
を下げす完全にＥＷｌすることからなる衷遺方床。 ２、特許請求の諏曲第ｉ、ｒＪｉに記載の方法であって
。 粉体材料が核燃料物質であることを特徴とする方法。 ３、特許請求の範曲第２項に記載の方法でりって。 中心部用の核燃料物質粉体の桜分裂注物質密度が外周部
用の核燃料物質粉体の核分裂性物質密度より小さいこと
を特徴とする方法。 ４、特許請求の範囲第１項に記載の方法であって。 充填圧縮操作を複数個のダイセットが円形に配置され、
かつ成型体の排出機構を備えた回転式プレス機によって
連続的に行なうことを特徴とする特許
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57084911A JPS58202999A (ja) | 1982-05-21 | 1982-05-21 | 特殊圧粉体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57084911A JPS58202999A (ja) | 1982-05-21 | 1982-05-21 | 特殊圧粉体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58202999A true JPS58202999A (ja) | 1983-11-26 |
Family
ID=13843906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57084911A Pending JPS58202999A (ja) | 1982-05-21 | 1982-05-21 | 特殊圧粉体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58202999A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6134499A (ja) * | 1984-05-04 | 1986-02-18 | ソシエテ・ジエネラル・ポ−・ル・テクニクス・ヌ−ベル・エス・ジエ・エン | 放射性灰のミネラルマトリツクス中での固化包装方法、該方法の実施装置および生成物 |
-
1982
- 1982-05-21 JP JP57084911A patent/JPS58202999A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6134499A (ja) * | 1984-05-04 | 1986-02-18 | ソシエテ・ジエネラル・ポ−・ル・テクニクス・ヌ−ベル・エス・ジエ・エン | 放射性灰のミネラルマトリツクス中での固化包装方法、該方法の実施装置および生成物 |
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