JPS60168080A - Fuel aggregate - Google Patents

Fuel aggregate

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JPS60168080A
JPS60168080A JP59022733A JP2273384A JPS60168080A JP S60168080 A JPS60168080 A JP S60168080A JP 59022733 A JP59022733 A JP 59022733A JP 2273384 A JP2273384 A JP 2273384A JP S60168080 A JPS60168080 A JP S60168080A
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JP
Japan
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coolant
handling head
fuel
radionuclides
fuel assembly
Prior art date
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Pending
Application number
JP59022733A
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Japanese (ja)
Inventor
原 世悦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Inert Electrodes (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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、原子炉の冷却材に含まれる放射性腐食生成物
を炉心部に捕獲滞留させておくことかで緯るようにした
燃料集合体に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a fuel assembly in which radioactive corrosion products contained in the coolant of a nuclear reactor are captured and retained in the reactor core. .

〔従来技術とその問題点〕[Prior art and its problems]

高速増殖炉においては、冷却材として、一般に液体ナト
リウムで代表されるアルカリ土類金属が用いられている
。そして、このような液体金属冷却材は、原子炉容器内
の炉心で加熱された後、容器外に設けられた1次冷却系
へと導ひかれ、再び原子炉容器内へと戻され、循環する
In fast breeder reactors, alkaline earth metals represented by liquid sodium are generally used as coolants. After being heated in the reactor core inside the reactor vessel, such liquid metal coolant is guided to the primary cooling system installed outside the vessel, and then returned to the reactor vessel and circulated. .

ところで、高速増殖炉の場合、燃料要素の被覆管や炉心
構造物は、通常、ステンレス鋼で構成されるが、これ等
の構成材料が中性子の照射をうけると、上記構成材料に
含まれている鉄、コバルト等が核反応を起し、マンガン
−54,コバルト−60、コバルト−58等の放射性核
種が多量に生成される。この構成材料は冷却材として用
いられている前述のアルカリ土類金属により腐食され冷
却材中へ放出される。このとき前述の放射性核種も冷却
材中へ放出され、いわゆる放射性腐食生成物が冷却材へ
混入することになる。
By the way, in the case of fast breeder reactors, the fuel element cladding and core structure are usually made of stainless steel, but when these constituent materials are irradiated with neutrons, they are Iron, cobalt, etc. cause a nuclear reaction, and a large amount of radionuclides such as manganese-54, cobalt-60, cobalt-58, etc. are produced. This material is corroded by the aforementioned alkaline earth metal used as a coolant and is released into the coolant. At this time, the aforementioned radionuclides are also released into the coolant, and so-called radioactive corrosion products are mixed into the coolant.

冷却材へ混入した放射性腐食生成物は冷却材の流れに従
って、1次冷却系へと運ばれ、中間熱交換器等の1次冷
却系機器配管の壁面等に沈着する。
The radioactive corrosion products mixed into the coolant are carried to the primary cooling system according to the flow of the coolant, and are deposited on the walls of the piping of primary cooling system equipment such as intermediate heat exchangers.

このように、1次冷却系の壁面等に沈着した放射性腐食
生成物の放射能はポンプ、熱交換器、バルプ、流滑計等
の機器やこれ等の機器に接続された配管の保守、補修等
の作業に障害を与える。特ζ乙マンガンー54.コノ(
ルトー60.コノくシト−58等は生成縁も多く、半減
期も長いためにその影響が大きい。
In this way, the radioactivity of radioactive corrosion products deposited on the walls of the primary cooling system can be removed by maintenance and repair of equipment such as pumps, heat exchangers, valves, flowmeters, and the piping connected to these equipment. or other work. Special ζotmangan-54. this(
Luto 60. Konoku Cito-58 and the like have many production connections and a long half-life, so this has a large effect.

そこで、このような不具合を解消するために、最近では
、ニッケルが高温の液体金属ナトリウム中テマンガン−
54,コノ(ルトー60等の放射性核種を効率よ(捕獲
する性質を有していることを利用した放射性腐食生成物
捕獲装置を原子炉容器内に設置することが考えられてい
る。この放射性腐食生成物捕獲装置は、炉心の冷却材出
口Oこ対向させて、つまり炉心上方に前記ニッケル等の
捕獲材を収容した要素を複数配置し、炉心から流出した
冷却材を上記捕獲材に直接接触させることによって、放
射性核種を捕獲するようにしている。
Therefore, in order to solve this problem, recently, nickel has been treated with temanganese in high-temperature liquid metal sodium.
54. It is being considered to install a radioactive corrosion product capture device inside the reactor vessel that takes advantage of the property of Kono (Luto 60) to efficiently capture radionuclides. The product capture device has a plurality of elements containing the capture material such as nickel arranged opposite to the coolant outlet of the reactor core, that is, above the core, and brings the coolant flowing out from the core into direct contact with the capture material. This allows radionuclides to be captured.

このような捕獲装置にあっては、設置する場合に炉心の
上方lこ空間が必要となる。その空間は、効率よ(放射
性腐食生成物を捕獲するには約30cmといわれている
。したがって、上記捕獲装置を設置するには原子炉容器
を太き(する必要があり、その結果原子炉格納容器の大
型化を招き原子炉プラントの建設費を増大させるという
問題がある。
When installing such a capture device, a space above the reactor core is required. The space is said to be approximately 30 cm in order to efficiently capture radioactive corrosion products. Therefore, in order to install the above-mentioned capture device, the reactor vessel must be made thicker. There is a problem in that the vessel becomes larger and the construction cost of the nuclear reactor plant increases.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的おするところは燃料集合体の外周面に、この燃料
果合体の大型化を招くことなしに放射性腐食生成物の捕
獲作用を行わせることができ、もって原子炉容器の大型
化を防ぎ原子炉プラントの建設費の低減化に寄与できる
燃料集合体を提供することにある。
The present invention has been made in view of these circumstances, and its purpose is to provide a trapping effect for radioactive corrosion products on the outer peripheral surface of a fuel assembly without increasing the size of the fuel assembly. The object of the present invention is to provide a fuel assembly that can prevent the reactor vessel from increasing in size and contribute to reducing the construction cost of a nuclear reactor plant.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、横断面形状が正六角形のラッパ管およびハン
ドリングヘッド、エントランスノズル。
The present invention relates to a trumpet tube, a handling head, and an entrance nozzle each having a regular hexagonal cross-sectional shape.

燃料要素、および燃料要素支持機構から成る燃料集合体
において、上記ハンドリングヘッドの外側対面距離を隣
接する燃料集合体に接触しない範囲内で上記ラッパ管の
外側対面距離より大きくさせ、かつその表面にニッケル
メッキを施してハンドリングヘッドに放射性核種の捕獲
機能を持たせたことを特徴とした燃料果合体である。
In a fuel assembly consisting of a fuel element and a fuel element support mechanism, the handling head has an outer facing distance greater than the outer facing distance of the wrapper tube within a range that does not contact an adjacent fuel assembly, and the surface thereof is coated with nickel. It is a fuel assembly characterized by a plating treatment that gives the handling head the ability to capture radioactive nuclides.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、エントランスノズルより燃料集合体内
に流入しなかった冷却材は隣接する燃料果合体との間の
間隙を流れる。そして、ラッパ管部を流れハンドIJ 
7グヘクド部に達した冷却材は、ハンドリングヘッド部
の流路断面積がラッパ管部に比べて小さいため流速が速
(なる。そのため、ハンドリングヘッド部ではその表面
に形成されるいわゆる境界1脅が薄くなり、ラッパ管の
外周部が腐食されて冷却材に混入した放射性核種の境界
1内での拡散が容易になる。したがって、放射性核種が
ニッケルメッキされたハンドリングヘッド部に多量に確
実に接触し、活性の強いニッケルに捕獲される。その結
果、燃料集合体間の間隙を流れる冷却材中に含葦れる放
射性核種の原子炉容器外へ流出を防止できる。尚、燃料
集合体内を流れる冷却材中に含まれる放射性核種の捕獲
は、従来のように燃料要素上部に捕獲装置を設置して行
えばよい。本発明では、燃料集合体を格別大型化する必
要がなく放射性核種の捕獲ができ、したがって原子炉の
大型化を招くことなく、結局原子炉プラントの高価格化
防止にを与できる。
According to the present invention, the coolant that does not flow into the fuel assembly through the entrance nozzle flows through the gap between adjacent fuel assemblies. Then, the hand IJ flows through the trumpet pipe section.
When the coolant reaches the 7th head section, the flow velocity becomes faster because the flow path cross-sectional area of the handling head section is smaller than that of the wrapper tube section.Therefore, the so-called boundary 1 threat formed on the surface of the handling head section As the wrapper tube becomes thinner and the outer periphery corrodes, it becomes easier for radionuclides mixed in the coolant to diffuse within the boundary 1. Therefore, a large amount of radionuclides is ensured in contact with the nickel-plated handling head. , is captured by the highly active nickel.As a result, it is possible to prevent the radionuclides contained in the coolant flowing through the gaps between the fuel assemblies from leaking out of the reactor vessel. The radionuclides contained therein can be captured by installing a capture device on top of the fuel element as in the conventional method.In the present invention, the radionuclides can be captured without the need to make the fuel assembly particularly large. Therefore, without increasing the size of the nuclear reactor, it is possible to prevent the cost of the nuclear reactor plant from increasing.

〔発明の笑捲例〕[Funny example of invention]

第1図は本発明の一実施例に係る燃料集合体の概略構造
を承す斜視図であり、この燃料集合体はハンドリングヘ
ッドI(!:図示しない内部の燃料要素と燃料要素支持
機構、そしてそれらの外側拘束等の機能をもつラッパ管
2と、冷却材を燃料集合体内に導入する機能をもつエン
トランスノズル3から成る。上記ハンドリングヘッド1
およびラッパ管2には燃料果合体間の間隙を維持するた
めのスペーサーパッド4がその外周面に取り付けられて
おり、エントランスノズル3には冷却材を上記燃料果合
体内に導入するためにオリフィス孔5が設けられている
FIG. 1 is a perspective view showing the schematic structure of a fuel assembly according to an embodiment of the present invention, and this fuel assembly includes a handling head I (!: an internal fuel element and a fuel element support mechanism (not shown), It consists of a trumpet tube 2 that has functions such as external restraint, and an entrance nozzle 3 that has a function of introducing coolant into the fuel assembly.The above-mentioned handling head 1
A spacer pad 4 is attached to the outer peripheral surface of the wrapper tube 2 to maintain a gap between the fuel bundles, and an orifice hole is provided in the entrance nozzle 3 to introduce coolant into the fuel bundle. 5 is provided.

ラッパ管2とハンドリングヘッド1の横断面は正六角形
であり、ハンドリングヘッド1の中央部の外側対面距離
は、スペーサーパッド4の対面距離より数mm程度小さ
くなるようにラッパ管2の外側対面距離より大きくしで
ある。そして、ハンドリングヘッド1のこの部分にはニ
ッケルメッキを梅しである。
The cross section of the trumpet tube 2 and the handling head 1 is a regular hexagon, and the distance between the outer facing sides of the central part of the handling head 1 is smaller than the facing distance between the outer sides of the trumpet tube 2 by several mm than the facing distance of the spacer pad 4. It's a big deal. This part of the handling head 1 is nickel plated.

このような構成であると、燃料集合・本が多数配置され
た状態では、エントランスノズル3のオリフィス孔5よ
り燃料集合体内へ流入しなかった冷却材は燃料集合体間
の間隙を流れる。このとき、放射化されたラッパ管外周
面が腐食して冷却材り中に”Mn、、”Co、”Co等
の放射性核種が混入する。そして、この冷却材りがハン
ドリングヘッド部を流れるとき、ハンドリングヘッド1
の外側対面距離がラッパ管2の外側対面距離より大きい
ためハンドリングヘッド部の流路断面績が小さくなり、
冷却材りの流速が速くなり流れが乱される。
With such a configuration, when a large number of fuel assemblies are arranged, the coolant that has not flowed into the fuel assemblies through the orifice hole 5 of the entrance nozzle 3 flows through the gaps between the fuel assemblies. At this time, the activated outer circumferential surface of the trumpet tube corrodes, and radioactive nuclides such as Mn, Co, and Co are mixed into the coolant.When this coolant flows through the handling head, , handling head 1
Since the outer facing distance of the trumpet tube 2 is larger than the outer facing distance of the trumpet tube 2, the flow path cross section of the handling head becomes small.
The flow velocity of the coolant increases and the flow is disturbed.

このため、ハンドリングヘッド部ではその表面に形成さ
れる境界層が薄(なり、冷却材り中に混入している放射
性核種の境界層での拡散が容易になる。この結果、冷却
材り中に混入している放射性核種がハンドリングヘッド
の表面に容易に確実に接触する。この部分には活性の強
いニッケルのメッキが捲されているため、接触した放射
性核種は捕獲され、前述した効果が得られる。
For this reason, the boundary layer formed on the surface of the handling head becomes thin, making it easier for radionuclides mixed in the coolant to diffuse in the boundary layer. Contaminated radionuclides easily and reliably come into contact with the surface of the handling head.This part is coated with highly active nickel plating, so the radionuclides that come into contact are captured, producing the effect described above. .

〔発明の他の実施例〕[Other embodiments of the invention]

本発明は上述した実施例に限定されるものではない。例
えば、ハンドリングヘッドの外側対面距離をラッパ管の
外側対面距離より太き(、その表面に凹凸をつければさ
らによい。
The invention is not limited to the embodiments described above. For example, it is better to make the distance between the handling head and the outside facing each other larger than the distance between the outside facing the trumpet tube (and it is even better if the surface is made uneven).

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例に係る・恭料集合体の概略構
造を示す斜視図である。 1・・・ハンドリングヘッド、2・・・ラッパ管、3・
・・エントランスノズル、4・・・スペーサーパッド、
5・・・オリフィス孔、L・・・冷却材。 代理人弁理士 則 近 憲 右(ほか1名)第 1
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic structure of a material assembly according to an embodiment of the present invention. 1... Handling head, 2... Trumpet tube, 3.
... Entrance nozzle, 4... Spacer pad,
5... Orifice hole, L... Coolant. Representative Patent Attorney Noriyuki Chika (and 1 other person) No. 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 横断面形状が正六角形のラッパ管およびハンドリングヘ
ッド、エントランスノズル、燃料要素、および燃料g:
素支持機構から成る燃料集合体に2いて、前記ハンドリ
ングヘッドの外側対面距離が前記ラッパ管の外側対面距
離より大で、かつ11ンドリンクヘツドの表面にニッケ
ルメッキを施し、ハンドリングヘッド外周面を放射性核
種の捕獲器としたことを特徴とする燃料集合体。
A trumpet tube with a regular hexagonal cross-sectional shape, a handling head, an entrance nozzle, a fuel element, and a fuel g:
2. The handling head has an outer facing distance larger than the outer facing distance of the wrapper tube, and 11 the surface of the link head is nickel plated, and the outer peripheral surface of the handling head is coated with radioactive material. A fuel assembly characterized by being used as a nuclide trap.
JP59022733A 1984-02-13 1984-02-13 Fuel aggregate Pending JPS60168080A (en)

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