JPS5934993B2 - 安全な幾何学的条件の粉末核燃料配合機 - Google Patents

安全な幾何学的条件の粉末核燃料配合機

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JPS5934993B2
JPS5934993B2 JP54021520A JP2152079A JPS5934993B2 JP S5934993 B2 JPS5934993 B2 JP S5934993B2 JP 54021520 A JP54021520 A JP 54021520A JP 2152079 A JP2152079 A JP 2152079A JP S5934993 B2 JPS5934993 B2 JP S5934993B2
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JP
Japan
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nuclear fuel
blending
powder
compounding machine
chamber
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JP54021520A
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JPS54124199A (en
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ワ−ド・ルウイス・リオン
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CBS Corp
Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
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Publication date
Application filed by Westinghouse Electric Corp filed Critical Westinghouse Electric Corp
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Publication of JPS5934993B2 publication Critical patent/JPS5934993B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/40Mixers using gas or liquid agitation, e.g. with air supply tubes
    • B01F33/405Mixers using gas or liquid agitation, e.g. with air supply tubes in receptacles having guiding conduits therein, e.g. for feeding the gas to the bottom of the receptacle
    • B01F33/4051Mixers using gas or liquid agitation, e.g. with air supply tubes in receptacles having guiding conduits therein, e.g. for feeding the gas to the bottom of the receptacle with vertical conduits through which the material is being moved upwardly driven by the fluid
    • B01F33/40512Mixers using gas or liquid agitation, e.g. with air supply tubes in receptacles having guiding conduits therein, e.g. for feeding the gas to the bottom of the receptacle with vertical conduits through which the material is being moved upwardly driven by the fluid involving gas diffusers at the bottom

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mixers With Rotating Receptacles And Mixers With Vibration Mechanisms (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、安全な幾何学的条件の空気式粉末核燃料配
合機に関するものである。
核燃料製造の際、核分裂性物質を含む多量の粉末を配合
する必要がある。
配合中に臨界量の核分裂性物質が溜まるのを防止するた
め、配合室については、好ましい幾何学的条件の構造設
計にする。好ましい幾何学条件の設計の一つは、例えば
米国特許第3、746、312号明細書に開示されてい
るような゛スラブタンク’’(slabtank)と呼
ばれる細い矩形タンクであり、これは比較的に簡単なも
のの一例である。かかるスラブタンクの厚さは、その型
式及び配合の核分裂性物質の濃度に応じて、約6.4(
■7n(2.5in)〜19Cm(75in)の範囲に
及ぶ場合がある。上記米国特許第3図のスラブタンク式
配合機は、スラブタンク底部の多孔性部材の種々の離間
した場所からの、自動的に予め定められる可変の放出に
よつてできる上向き及び下向き移動成分を有する流動層
を得るのに、空気で作動されるものとして説明されてい
る。し力走、珍しいことではない諸条件の下では、配合
すべき核分裂性物質の粉末粒子の粉末度が、粉未配合に
よる流動層の向流動作をタン巾に関係なく得ることが不
可能ではないが困難となり、、しかも流動層動作を得る
ことができる重い粉末に技術が限られることになる、と
いつたような粉末度のものである場合がある。多量の粉
末を扱うため例えば2.4m(8ft)といつたように
タンク巾が広い場合、長い配合時間とタンク壁の複雑な
剛化構造とが必要である。従つてこの発明の主な目的は
、粉末を迅速且つ安全に混合可能であり、しかも燃料が
臨界量まで溜まることのない核燃料粉末の混合タンクを
提供することである。
上記目的から、この発明は、粉末核燃料を受け容れる入
口と、配合後の核燃料を放出する出口とがある容器を備
える粉末核燃料配合機において、J 前記容器は、垂直
上向きに空気を噴流する通路と、少なくとも上下に離れ
た位置で前記噴流通路に連通しながら同噴流通路から半
径方向の外方へ延びる複数の狭いフィルタ配合室とを備
え、隣り合う配合室間のスペースは中性子吸収物質で占
められj ていることを特徴としている。
気送多孔性底板は、特に、円錐形底部付き外殻の中央部
下端への下向き流れで起こる配合粉末の、ハ噴流通路の
下端にある排出制御弁兼噴流ノズルへの放出中における
、各配合室底部での粒子の流れを助ける点で好ましい。
フイルタ付き排気装置は、噴流通路及び多孔性底板を経
由してそこに入るのと同じ割合で空気が配合室から出る
のを許容する。粉末充填管は、スラブタンク配合室の上
方領域への配合すべき核分裂性燃料粉末の充填に備えて
いる。この発明は、添付図面に例示のためにだけ示す好
適な実施例に関する下記の説明から一層容易に明らかと
なろう。図面を参照すると、空気式粉末核燃料配合機4
は、共通の噴流通路6から半径方向に外側へ延びる複数
(図示例では四つ)の薄い配合室5を備える。
配合室5は円錐形の底部を有した筒形外殻又は容器7内
に置かれていて、その厚さは、外殻の中央で噴流通路6
の側壁を形成する横壁9まで外殻7の外壁から半径方向
に内側へ延びる平行な側壁8で定められている。噴流通
路の横壁9は、下方へ傾斜する配合室5の多孔性底壁1
1の下端近くに粉末入口部10を有し、また、配合室5
の頂部を閉じる外殻7の頂壁14の直下からある距離を
有して底壁11上方の有効作用高さの位置でかかる配合
室に開口する粉末出口部12を有する。分流部材15は
出口部12の直ぐ上で噴流通路6の頂部を閉じる。粉末
入口となる充填管16は外殻7の外壁を通つて、噴流通
路6内の分流部材の高さに大体等しい場所で配合室5に
開口しており、配合すべき核分裂性粉末を導入可能とし
ている。配合室5の下方へ傾斜する多孔性底壁11は外
殻7の筒形底壁17の若干上方に同底壁17と平行に配
置されており、多孔性底壁11への空気供給室18を形
成する。仕切板19はこれ等の室18を互いに分離する
。図示実施例においては、各底壁11の長さ沿いに三つ
の室18が分布して例示されている。これ以上又は以下
の数の室が必要である場合があるかも知れない。各室1
8は、空気供給管20と、その分岐管と、室18への圧
縮空気の流れ及び流入を制御するための弁21とを介し
て圧縮空気を利用する。各配合室5の頂部近くには、真
空排気ダクト23に接続された多数のフイルタ付き排気
部材22がある。噴流通路の底部にあるのは排気弁兼噴
流ノズル部材25である。ノズル部材25が第一の作用
位置にある時、縮空気は高速で噴流通路6を通るよう上
方へ向かい、第二の作用位置では、噴流通路の底部が、
同噴流通路から下方へ続く配合粉末の出口26に開放す
る。配合室と配合室の間には外殻7内に封じ込まれて、
中性子吸収物質30がある。これは、水素原子を含む時
に、例えば、配合室中の核分裂性物質からの中性子を減
速できる。この中性子吸収物質30は図示のようにコン
クリート31であるか、或は水、パラフイン、ポリエチ
レンビード等である。この物質はその剛性又は濃密性に
よつて側壁8を内部の空気加圧に抗して支持する助けと
なる。この空気加圧は若干、例えば0.35即/CTi
t(5PSi)以下であるが、この圧力にさらされる面
積が比較的広いために側壁に相当な力を生じさせる傾向
がある。中性子吸収物質による外側からの支持があるの
で、側壁8を幾分薄くすることができ、また、それがな
い場合に必要とみられていたものより剛性の弱い構造を
採用できる。中性子吸収物質がポリエチレンビードのよ
うにすきまのある充填体の形をとつている場合には、か
かる充填体の下に空気を利用できる多孔性の底板を配置
して、各側壁8の外部を他の側にかかる配合室5の圧力
と同等に加圧してもよい。作動に際しては、外殻7の頂
部にあるフイルタ付き排気部材22と真空排気ダクト2
3とを介して配合室から空気を抜くよう′補助の下に、
充填管16から二酸化ウラン、二酸化プル1・ニウム等
のような粉末核分裂性物質を導入することにより、配合
室5にこの粉末を、噴流通路6の粉末出口部の若干下方
の最高レベルまで詰め込む。
配合室の巾は、周知の慣行に従つて、配合すべき物質の
核分裂性成分について安全な厚さ以上にならないように
設計されており、その値は、4%濃縮二酸化ウランのよ
うなもので稼動する時には14CrfL(5.51n)
の程度である。巾及び有効高さの寸法は、安全な厚さ制
限に従うことよりいわゆる安全容積量を超える相当な容
積に適応するようにしうる。例えば、図示した配合室四
つの実施例は、例えば配合室5内の有効高さ91CIr
L(3ft)で、外殻外径138aば4.5ft)であ
り、700Kfの有効容量をもたらす。配合すべき核分
裂性物質の粉末を一旦充填したら、−充填管を閉じ、ノ
ズル部材25を第2図に示す位置に回して噴流通路6を
作動させる、この位置では、高速の圧縮空気が噴流通路
を上方へ移行し、一万、等量の空気が排気ダクト23及
びフイルタ付き排気部材22を経由して配合室の頂部か
ら静かに排出される。
配合室の底部内部領域にある粉末久口部10を通過し噴
流通路6を通る圧縮空気の高速上向流により、粉末核分
裂性物質は、そこからかかる噴流通路に入り上方へ通つ
て混合領域の頂部にある分流部材15まで行き、更に出
口部12を経て配合室5に入る。噴流通路の底部に入り
頂部から出る粉末のかかる流れにより、数個の配合室5
を通る粉末核分裂性物質の下向きの循環及び混合が同時
に起こる。このような混合或は配合が完了するに足る時
間が経過したら、ノズル部材25を遮断位置へ回して噴
流通路6への噴流空気の供給を止める。配合した粉末核
分裂性物質は必要な場合まで配合室5内に貯留しておい
てもよく、その場合には、噴流通路6の底部を、従つて
入口部10を介して配合室5の内側底部をノズル部材下
方の配合粉末出口26につなぐ位置に、ノズル部材を回
す。それにより、粉末は重力の作用及び(又は)空気の
導入によつて排出弁及び出口26を経て配合室から出る
。空気導入は、例えば、排気ダクト23を介しての空気
の排出が一時的に減少或は停止した間に、配合室5の多
孔性底壁11を上向きに通る圧縮空気の流れによつて生
じる。また、多孔性底壁11を通る流れを噴流通路によ
る配合動作中にも用いて、粉末を更に空気にさらし、配
合室5を通る流れを助長し、そして混合作用を回避させ
る作用をする配合室表面への粉末の付着を防止するよう
にしてもよい。異なる室又は供給領域18から送られて
多孔性底壁11の数個の領域を通る空気流を数個の制御
弁21により調節して、例えば流れの脈動或は局部的な
流れの差で増大するかも知れない作用を最適にすること
ができる。配合室5の数は、外殻7の全体寸法の簡潔性
を維持しながら有効容積を更に拡げるために、例示した
四つ以上の例えば五つ又は六つであつてもよい。
また、図示したように各配合室毎に一つの充填管を用い
るというより、全配合室5に対して一つの充填管16を
使用することも可能である。充填管16が一つの場合、
この充填管を経由して一つの配合室に導入された粉末は
噴流通路6における混合で全ての配合室に分配されるよ
うになる。
【図面の簡単な説明】
第1図は粉末核燃料配合機の実施例の斜視図、第2図は
第1図の−線断面図、第3図は第2図の−線断面図であ
る。 図中、4は粉末核燃料配合機、5は配合室、6は噴流通
路、7は外殻又は容器、16は入口、26は出口、30
は中性子吸収物質である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 粉末核燃料を受け容れる入口と、配合後の核燃料を
    放出する出口とがある容器を備える粉末核燃料配合機に
    おいて、前記容器は、垂直上向きに空気を噴流する通路
    と、少なくとも上下に離れた位置で前記噴流通路に連通
    しながら同噴流通路から半径方向の外方へ延びる複数の
    狭いフィルタ配合室とを備え、隣り合う配合室間のスペ
    ースは中性子吸収物質で占められていることを特徴とす
    る安全な幾何学的条件の粉末核燃料配合機。
JP54021520A 1978-02-28 1979-02-27 安全な幾何学的条件の粉末核燃料配合機 Expired JPS5934993B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US0000SN882037 1978-02-28
US05/882,037 US4185926A (en) 1978-02-28 1978-02-28 Safe-geometry pneumatic nuclear fuel powder blender

Publications (2)

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JPS54124199A JPS54124199A (en) 1979-09-26
JPS5934993B2 true JPS5934993B2 (ja) 1984-08-25

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ID=25379755

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JP54021520A Expired JPS5934993B2 (ja) 1978-02-28 1979-02-27 安全な幾何学的条件の粉末核燃料配合機

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JP (1) JPS5934993B2 (ja)
BE (1) BE874115A (ja)
DE (1) DE2905530A1 (ja)
ES (1) ES477639A1 (ja)
FR (1) FR2418525A1 (ja)
GB (1) GB2015359B (ja)
IT (1) IT1111877B (ja)
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