JPS61195394A - 破損燃料修理方法 - Google Patents
破損燃料修理方法Info
- Publication number
- JPS61195394A JPS61195394A JP60037101A JP3710185A JPS61195394A JP S61195394 A JPS61195394 A JP S61195394A JP 60037101 A JP60037101 A JP 60037101A JP 3710185 A JP3710185 A JP 3710185A JP S61195394 A JPS61195394 A JP S61195394A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- socket
- damaged
- cladding tube
- phase
- 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
Landscapes
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (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】
（産業上の利用分野）
本発明は原子炉で燃焼中または取扱い中に破損した燃料
要素を修理する方法に関するものである。
要素を修理する方法に関するものである。
（従来の技術）
沸騰水型原子炉用燃料を例に説明する。
第２図にざ×ｇ型燃料集合体、第３図に燃料要素の詳細
図を示す。ざ×ざの正方形格子状に配列された燃料要素
１（格子内に７〜２本のウォーターロッド２を含む）の
下部４−栓１１は下部タイプレート３の孔に差し込まれ
ており、上部端栓１２は上部タイプレート４の孔に差し
込まれ、上下部タイプレートの間では７個のスペーサー
５によって燃料要素相互の間隔が一定に維持されている
。
図を示す。ざ×ざの正方形格子状に配列された燃料要素
１（格子内に７〜２本のウォーターロッド２を含む）の
下部４−栓１１は下部タイプレート３の孔に差し込まれ
ており、上部端栓１２は上部タイプレート４の孔に差し
込まれ、上下部タイプレートの間では７個のスペーサー
５によって燃料要素相互の間隔が一定に維持されている
。
外周に位置する燃料要素のうち何本か（各辺２本で計ｇ
本）は上下部端栓１１および１２にネジを設け、下部端
栓は下部タイプレート３の孔にねじこまれ、上部端栓１
２は上部タイプレート４の孔を貫通してナツト６でねじ
止めされてワッシャー７で固定され、上下部タイブレ〒
ト４，３間を維持している。この燃料バンドルはチャン
ネルボックス８でお＼われで燃料集合体として原子炉へ
装荷される。
本）は上下部端栓１１および１２にネジを設け、下部端
栓は下部タイプレート３の孔にねじこまれ、上部端栓１
２は上部タイプレート４の孔を貫通してナツト６でねじ
止めされてワッシャー７で固定され、上下部タイブレ〒
ト４，３間を維持している。この燃料バンドルはチャン
ネルボックス８でお＼われで燃料集合体として原子炉へ
装荷される。
燃料要素は第３図に示す構造をしており、内部のペレッ
ト９を被覆管１０内に上下部端栓１２，１１により密封
して、核分裂生成物が外部へもれないようにしている。
ト９を被覆管１０内に上下部端栓１２，１１により密封
して、核分裂生成物が外部へもれないようにしている。
さて、燃料集合体が原子炉で燃焼中にはペレットが高温
になり、燃料要素の被覆管をＰＣ！Ｉ （ペレット−被
覆管相互作用）で破損させることがある。また、燃料集
合体検査時にチャンネルボックス８を取外して取扱い中
に過って燃料要素に装置。
になり、燃料要素の被覆管をＰＣ！Ｉ （ペレット−被
覆管相互作用）で破損させることがある。また、燃料集
合体検査時にチャンネルボックス８を取外して取扱い中
に過って燃料要素に装置。
工具等をぶつけて被覆管を破損させることがある。
このように破損を生じた燃料集合体は取り出して燃料プ
ールで保管され、最終的には再処理施設へ送られること
になるが、この間に燃料プール水や、輸送容器内冷却水
中に核分裂生成物が流出して汚染が拡大し、作業員の被
曝線量が増加する。
ールで保管され、最終的には再処理施設へ送られること
になるが、この間に燃料プール水や、輸送容器内冷却水
中に核分裂生成物が流出して汚染が拡大し、作業員の被
曝線量が増加する。
これら破損燃料集合体は再処理施設へ送ることが困難で
あり、原子炉の燃料プールで保管されつ！けているのが
実状であり、（特別の輸送容器でホットラボへ運ぶ場合
もあるが、費用が高額となっている）、燃料プールの有
効利用スペースを減少している。
あり、原子炉の燃料プールで保管されつ！けているのが
実状であり、（特別の輸送容器でホットラボへ運ぶ場合
もあるが、費用が高額となっている）、燃料プールの有
効利用スペースを減少している。
（発明が解決しようとする問題点）
破損燃料よりの核分裂生成物の追加流出をなくすること
で保管、輸送処理を容易にすることである。
で保管、輸送処理を容易にすることである。
（問題点を解決するための手段）
破損燃料集合体を次のような方法で修理する。
破損を生じた燃料要素は外観検査、超音波探傷検査、渦
電流深傷検査等叫よって破損燃料要素の本数１位置を確
定される。燃料要素の表面にはクラッドが付着している
ので、ナイロンブラシ等で破損部付近の表面を清浄にす
る。次に破損燃料要素の位置に応じてリング状またはそ
の一部を切断した坤鉄状の形状記憶合金のソケットを破
損位置にはめ込む。
電流深傷検査等叫よって破損燃料要素の本数１位置を確
定される。燃料要素の表面にはクラッドが付着している
ので、ナイロンブラシ等で破損部付近の表面を清浄にす
る。次に破損燃料要素の位置に応じてリング状またはそ
の一部を切断した坤鉄状の形状記憶合金のソケットを破
損位置にはめ込む。
形状記憶合金のソケットは、その母相（高温側の相）で
の内径を被覆管の外径よりわずか小さめに記憶させてあ
り、マルテンサイト相（低温側の相）でソケット内径を
被覆管外径よりわずかに大きく破損位置にはめ込みやす
い形状にしておく。
の内径を被覆管の外径よりわずか小さめに記憶させてあ
り、マルテンサイト相（低温側の相）でソケット内径を
被覆管外径よりわずかに大きく破損位置にはめ込みやす
い形状にしておく。
被覆管破損部にソケットをはめ込んで治具で加熱させる
と、ソケットは母相（高温相の側）に戻り形も記憶させ
ておいた被覆管外径よりも小さなものにもどろうとする
ため、強い力で被覆管破損部をしめつけることになり、
破損部が外側より形状記憶合金のソケットで密閉される
。治具の加熱を停止するとソケットは低温側の相（マル
テンサイト相）になるが、しめつけはそのま＼である。
と、ソケットは母相（高温相の側）に戻り形も記憶させ
ておいた被覆管外径よりも小さなものにもどろうとする
ため、強い力で被覆管破損部をしめつけることになり、
破損部が外側より形状記憶合金のソケットで密閉される
。治具の加熱を停止するとソケットは低温側の相（マル
テンサイト相）になるが、しめつけはそのま＼である。
破損燃料要素は、その破損部によって燃料要素内部の高
圧の核分裂生成ガス等は放出されて圧力が低くなってお
り、また修理後の冷却期間で大量の核分裂生成ガスがペ
レットより放出されて内部圧力が大きくなることもない
ので、本方法による破損部密閉で被覆管外部への放射性
物質の追加放出はなくなる。
圧の核分裂生成ガス等は放出されて圧力が低くなってお
り、また修理後の冷却期間で大量の核分裂生成ガスがペ
レットより放出されて内部圧力が大きくなることもない
ので、本方法による破損部密閉で被覆管外部への放射性
物質の追加放出はなくなる。
（作用）
修理された燃料集合体は健全に燃焼した使用済燃料と同
様に扱われ、燃料プール水、輸送容器内冷却水を核分裂
生成物で汚染することルなく１作業員の被曝線量を最小
におさえ、再処理施設への輸送を容易にして、燃料プー
ルの有効使用スペースの増大となる。また再処理のさま
たげとならないＯ （実施例） 形状記憶合金としては、Ｔｉ −Ｎｉ 、 Ａｕ −Ｃ
ｄ 、 Ｃｕ−Ｚｎ、 ０ｕ−Ｚｎ＝Ａｅ 、 ０ｕ−
Ａｅ −Ｎｉ ＋ Ａｇ−Ｃ！ｄ、 Ｎｉ −ＡＱ等が
あるが、Ｔｉ−Ｎｉ合金が多結晶状態で優れた記憶性を
示す上に靭性も優れている。また本使用条件での耐食性
もすぐれているのでソケットの材料としてはＴｉ−Ｎｉ
合金が適している。
様に扱われ、燃料プール水、輸送容器内冷却水を核分裂
生成物で汚染することルなく１作業員の被曝線量を最小
におさえ、再処理施設への輸送を容易にして、燃料プー
ルの有効使用スペースの増大となる。また再処理のさま
たげとならないＯ （実施例） 形状記憶合金としては、Ｔｉ −Ｎｉ 、 Ａｕ −Ｃ
ｄ 、 Ｃｕ−Ｚｎ、 ０ｕ−Ｚｎ＝Ａｅ 、 ０ｕ−
Ａｅ −Ｎｉ ＋ Ａｇ−Ｃ！ｄ、 Ｎｉ −ＡＱ等が
あるが、Ｔｉ−Ｎｉ合金が多結晶状態で優れた記憶性を
示す上に靭性も優れている。また本使用条件での耐食性
もすぐれているのでソケットの材料としてはＴｉ−Ｎｉ
合金が適している。
ＴｉユＮｉ合金では化学量論組成（ｓｏ−ｓｏ原子％）
で変態温度が約７００°Ｃになり、Ｎｉ量の増加ととも
に低下する。また熱処理温度によっても変態温度は変化
する。ソケットの使用条件下では雰囲気かは！７〜λ気
圧の水なので、ＳＯ〜１０Ｏ℃の間に変態温度がなるよ
うにする。
で変態温度が約７００°Ｃになり、Ｎｉ量の増加ととも
に低下する。また熱処理温度によっても変態温度は変化
する。ソケットの使用条件下では雰囲気かは！７〜λ気
圧の水なので、ＳＯ〜１０Ｏ℃の間に変態温度がなるよ
うにする。
本材質の変態歪みはせいぜいｇ％程度であるので、高温
側の相（母相）の状態（変態温度以上）でソケット内径
を被覆管外径よりもｔ％ばかり小さく記憶させておく。
側の相（母相）の状態（変態温度以上）でソケット内径
を被覆管外径よりもｔ％ばかり小さく記憶させておく。
そして低温側の相（マルテンサイト相）でソケット内径
を弘％程度被覆管の外径より大きく広げて製作する。形
状としては第１図（ツ、（ロ）に示すようにそれぞれリ
ング状または一部を切断したＪ４鉄状とする。第１図に
おいて２０゜２０はソケット、１０は被覆管、９はペレ
ットである。
を弘％程度被覆管の外径より大きく広げて製作する。形
状としては第１図（ツ、（ロ）に示すようにそれぞれリ
ング状または一部を切断したＪ４鉄状とする。第１図に
おいて２０゜２０はソケット、１０は被覆管、９はペレ
ットである。
蹄鉄状ソケットは燃料要素の端部から被貫しなくても、
被覆管破損部に横方向より接近できる場合、即ち外周燃
料要素の被覆管の外向きの部分に破損が生じている時に
用いられ、その開口幅Ｗは被覆管外径ｄよりも大きくし
て横方向より接近して被覆管をつ−みこめるようにする
。ソケットの軸方向長さは被覆管破損部の大きさにより
変るが、ＰＯＩＭ損の場合はピンホール位なので１０−
２ＣＤＳＬで十分である。
被覆管破損部に横方向より接近できる場合、即ち外周燃
料要素の被覆管の外向きの部分に破損が生じている時に
用いられ、その開口幅Ｗは被覆管外径ｄよりも大きくし
て横方向より接近して被覆管をつ−みこめるようにする
。ソケットの軸方向長さは被覆管破損部の大きさにより
変るが、ＰＯＩＭ損の場合はピンホール位なので１０−
２ＣＤＳＬで十分である。
破損燃料要素はシツピング検査で集合体レベルでの破損
の有無を判定され、破損のある場合は外観検査、超音波
探傷検査、渦電流探傷検査等でその本数２位置が確定さ
れる。破損位置が上述の外周燃料要素の外向きの場合は
、燃料バンドルを解体しなくで−も蹄鉄状ソケットの接
触が可能である。
の有無を判定され、破損のある場合は外観検査、超音波
探傷検査、渦電流探傷検査等でその本数２位置が確定さ
れる。破損位置が上述の外周燃料要素の外向きの場合は
、燃料バンドルを解体しなくで−も蹄鉄状ソケットの接
触が可能である。
その他の場合は上部タイプレートを取外して破損燃料要
素を引抜きリング状ソケットを被覆管破損位置まで被貫
させる。
素を引抜きリング状ソケットを被覆管破損位置まで被貫
させる。
燃料要素表面には通常クラッド等が付着しているので、
ソケットを接触させる前に、破損部付近の表面をナイロ
ンブラシ等で清浄にする。
ソケットを接触させる前に、破損部付近の表面をナイロ
ンブラシ等で清浄にする。
ソケットを専用の治具でつかんで被覆管破損部をお＼う
ように接触させ、ソケットを保持している治具の内面に
設けられたヒーターで加熱すると、ソケットの温度が上
がり変態温度以上になるとソケット材質は母相（高温側
の相）にもどり、形ももとの被覆管外径よりも小さなも
のにもどろうとするため、強い力で被覆管破損部をしめ
つける。
ように接触させ、ソケットを保持している治具の内面に
設けられたヒーターで加熱すると、ソケットの温度が上
がり変態温度以上になるとソケット材質は母相（高温側
の相）にもどり、形ももとの被覆管外径よりも小さなも
のにもどろうとするため、強い力で被覆管破損部をしめ
つける。
この状態でヒーターの加熱を停止するとソケットの温度
は下がり、低温側の相（マルテンサイト相）になり、し
めつけ力も若干弱くなるがしめっけはそのま＼である。
は下がり、低温側の相（マルテンサイト相）になり、し
めつけ力も若干弱くなるがしめっけはそのま＼である。
結果として被覆管破損部は外側より形状記憶合金のソケ
ットで密閉される。ソケットの加熱方法はヒーター以外
にも熱水をふきかける、電流を流して自己発熱させる等
でもよい。
ットで密閉される。ソケットの加熱方法はヒーター以外
にも熱水をふきかける、電流を流して自己発熱させる等
でもよい。
ソケットを保持する治具は開口できる構造にしておき、
横方向へ抜けるようにしておく。燃料バンドルを解体し
て修理した場合は、引抜いた破損燃料要素を元の状態ま
で挿入し、上部タイプレートを取付けて燃料バンドルを
組立てる。
横方向へ抜けるようにしておく。燃料バンドルを解体し
て修理した場合は、引抜いた破損燃料要素を元の状態ま
で挿入し、上部タイプレートを取付けて燃料バンドルを
組立てる。
修理は以上をもワて終了する。
破損燃料要素はその破損部を通じて内部の高圧力の核分
裂生成ガス等を放出して圧力が低くなっており、また修
理後の冷却期間で大量の核分裂生成ガスがペレットより
放出されて内部圧力が大きくなることもないので、本方
法による破損部密閉で被覆管外部への放射性物質追加放
出はなくなる。
裂生成ガス等を放出して圧力が低くなっており、また修
理後の冷却期間で大量の核分裂生成ガスがペレットより
放出されて内部圧力が大きくなることもないので、本方
法による破損部密閉で被覆管外部への放射性物質追加放
出はなくなる。
修理された燃料要素は破損部の径がわずか大きくなって
いるだけであるので、燃料集合体は健全に燃焼した使用
済燃料集合体と同様に扱うことができる。
いるだけであるので、燃料集合体は健全に燃焼した使用
済燃料集合体と同様に扱うことができる。
（発明の効果）
従来は、破損燃料集合体は燃料プールで保管しつソける
のがほとんどで、基本的な対策はなかった０ 本発明の修理方法を用いて破損燃料集合体を修理すると
、健全に燃焼した使用済燃料と同様に取扱うことができ
るので、 （１） 使用済燃料、燃料プールの管理に特別の配慮
がいらなくなる。
のがほとんどで、基本的な対策はなかった０ 本発明の修理方法を用いて破損燃料集合体を修理すると
、健全に燃焼した使用済燃料と同様に取扱うことができ
るので、 （１） 使用済燃料、燃料プールの管理に特別の配慮
がいらなくなる。
（２１再処理施設へ送り出せるので、燃料プールの有効
使用スペースの増大となる。
使用スペースの増大となる。
（３） 燃料プール水、輸送容器内冷却水への核分裂
生成物の追加放出がなくなり、設備機器の汚染が少なく
なり、作業員の被曝が軽減できる。
生成物の追加放出がなくなり、設備機器の汚染が少なく
なり、作業員の被曝が軽減できる。
（４） 破損したま＼輸送しようとすると、法的手続
や輸送容器等に大きな費用が必要であったのが、ルーチ
ンワークの使用済燃料輸送の場合と同等ですむ。
や輸送容器等に大きな費用が必要であったのが、ルーチ
ンワークの使用済燃料輸送の場合と同等ですむ。
（５） 再処理の際、取扱、切断、溶解等で通常の使
用済燃料と同じに扱え、特別の方法、装置が不必要にな
る。
用済燃料と同じに扱え、特別の方法、装置が不必要にな
る。
等の利点が挙げられる。
第１図は本発明の修理方法に使用するソケットの実施例
説明図で、（（イ）はリング状のものを、（→はエヤ鋏
状のものをそれぞれ燃料要素に用いた図、第２図はｇＸ
ｇ型燃料集合体の構造説明図、第３図は燃料要素の構造
説明図である。 １・・・燃料要素、２・・・ウォーターロッド１３・・
・下部タイブレート、４・・・上部タイプレート、５・
・・スペーサ、６・・・ナツト、７・・・ワッシャー、
８・・・チャンネルボックス、９・・・ペレット、１０
・・・被ａｌ’ｆ、 １１・・・下部端栓１１２・・・
上部端栓、２０．２０・・・ソケット。 せ１図 才２０ ／？３図
説明図で、（（イ）はリング状のものを、（→はエヤ鋏
状のものをそれぞれ燃料要素に用いた図、第２図はｇＸ
ｇ型燃料集合体の構造説明図、第３図は燃料要素の構造
説明図である。 １・・・燃料要素、２・・・ウォーターロッド１３・・
・下部タイブレート、４・・・上部タイプレート、５・
・・スペーサ、６・・・ナツト、７・・・ワッシャー、
８・・・チャンネルボックス、９・・・ペレット、１０
・・・被ａｌ’ｆ、 １１・・・下部端栓１１２・・・
上部端栓、２０．２０・・・ソケット。 せ１図 才２０ ／？３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、破損した燃料要素の孔から流出する核分裂生成物質
をおさえるための修理方法において、変態温度を５０〜
１００℃の間に設定した形状記憶合金を用いて母相（高
温側）では内径が燃料要素の被覆管外径よりわずかに小
さく、低温側の相ではわずかに大きくしたソケットを製
作し、被覆管破損部にはめ込んだ状態で加熱して変態温
度以上にし、ソケットの内径を縮小し、被覆管破損部を
密閉することを特徴とする破損燃料修理方法。 ２、形状記憶合金の材質をＴｉ−Ｎｉ合金、ソケット形
状をリング状、蹄鉄状、もしくはＵ字状とし、加熱方法
に電気ヒーターを用いることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の破損燃料修理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60037101A JPS61195394A (ja) | 1985-02-26 | 1985-02-26 | 破損燃料修理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60037101A JPS61195394A (ja) | 1985-02-26 | 1985-02-26 | 破損燃料修理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61195394A true JPS61195394A (ja) | 1986-08-29 |
Family
ID=12488189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60037101A Pending JPS61195394A (ja) | 1985-02-26 | 1985-02-26 | 破損燃料修理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61195394A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6441895A (en) * | 1987-08-08 | 1989-02-14 | Mitsubishi Nuclear Fuel | Distinguishing label of fuel rod |
| CN107091093A (zh) * | 2017-06-16 | 2017-08-25 | 浙江科技学院（浙江中德科技促进中心） | 基于形状记忆合金修复已变形地铁盾构隧道的装置及方法 |
-
1985
- 1985-02-26 JP JP60037101A patent/JPS61195394A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6441895A (en) * | 1987-08-08 | 1989-02-14 | Mitsubishi Nuclear Fuel | Distinguishing label of fuel rod |
| CN107091093A (zh) * | 2017-06-16 | 2017-08-25 | 浙江科技学院（浙江中德科技促进中心） | 基于形状记忆合金修复已变形地铁盾构隧道的装置及方法 |
| CN107091093B (zh) * | 2017-06-16 | 2019-05-07 | 浙江科技学院（浙江中德科技促进中心） | 基于形状记忆合金修复已变形地铁盾构隧道的装置及方法 |
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