JPS63286790A - 核燃料棒 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は軽水炉型原子炉の炉心部に装荷される核燃料棒
に係り、特に複数種類の燃料ペレットが同時に装填され
た核燃料棒の改良に関する。

（従来の技術） 一般にこの種の軽水型原子炉には第６図に示すように構
成された燃料集合体１１がその炉心部に多数装荷されて
おり、この燃料集合体１１の角筒状の燃料チャンネル１
２内には複数本の燃料棒１３が収容されている。これら
燃料棒１３は正方格子状に配列され、その上下両端は上
部タイブレート１４および下部タイブレート１５により
それぞれ支持されている。その中間部は燃料棒１３相互
を適宜間隔をおいて偏平角筒状のスペーサ１６により支
持され、このスペーサ１６は燃料棒１３の軸線方向に複
数段並設されている。燃料棒１３は第７図に示すように
構成され、細長円筒状の燃料被覆管１７内には円柱体で
両平面の外周部が面取りされた燃料ベレット１８が多数
軸線方向に充填さり、燃料被覆管１７の上下両端は、上
部端栓１７Ａ及び下部端栓１７Ｂの溶接により封止され
ている。燃料被覆管１７内の上部ブレナムにはブレナム
スプリング１９が装着され、その軸線方向へ積層された
燃料ベレット１８に適宜押圧力を加えて、これらを弾性
的に支持している。

一般に燃料ベレット１８は、数パーセントに濃縮された
二酸化ウラン、もしくはガドリニア等の可燃性毒物と二
酸化ウランとの混合粉末を焼結して円柱体に研磨加工さ
れている。そして、従来の燃料設計では燃料棒１３の軸
線方向でウラン濃縮度、もしくはガドリニア濃度が一様
になるように燃料ベレット１８を充填するか、または燃
料棒１３の軸線方向中央部を境界として、上半部と下半
部とで２種類のウラン濃縮度またはガドリニア濃度の燃
料ベレット１８を充填していた。

しかし、最近の燃料設計、例えば特願昭５７−１４７６
８３号にて提案されているものは、燃料棒１３の軸線方
向上部または下部に、天然ウランもしくはこれよりウラ
ン濃縮度の低い減損ウランを配設して反応度損失を抑制
し、燃料経済性の向上を図っている。第７図のＡ部がこ
の燃料の配設された位置の一例である。

これらの燃料設計は原子炉炉心部の上部または下部から
の中性子の漏れを減少さけて燃料の経済性を向上させる
ことを意図したものである。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、このような燃料設計に基づいて燃料棒１３を
製造する場合は、１本の燃料被覆管１７内に天然ウラン
や減損ウラン等低濃縮度の燃料ベレットと濃縮ウランの
燃料ベレットの２種類の燃料ベレットを装填する。その
ために、この装填作業の際にはこれらの種別を明確にす
る必要がある。

しかしこれら燃料ベレットには外観上の差がほとんどな
く、シたがってこれらの燃料ベレットの種類を肉眼によ
り明確に区別することが困難であった。　そこで、従来
は燃料棒の製造工程において、スキャン装置を用いて放
射線を測定し、燃料ベレットのウラン濃縮度を識別して
いた。しかし、スキャン装置等の性能的限界およびスキ
ャン装置と共に二重にチェックするダブルチェックの必
要があり、燃料ベレットの種類を確実に識別することが
容易でなかった。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので燃料ベ
レットの種別をその外観上の差異により極めて容易かつ
確実に識別することができ、天然ウランや減損ウラン等
低濃縮度燃料ベレットおよび濃縮ウランの燃料ベレット
を１本の燃料被覆管内に装填する際の異種燃料ペレット
装填などの装填作業の誤りを未然かつ確実に防止するこ
とのできる核燃料棒を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、燃料被覆管内の中央部には濃縮ウランの燃料
ベレットが装填され、その軸線方向上部および下部には
、天然ウランや減損ウラン等低濃縮度の燃料ベレットが
装填された燃料棒において、天然ウラン等低濃縮度の燃
料ベレットは円柱体でその両平面が平らであり、またそ
の他の濃縮ウランの燃料ベレットは円柱体の両平面の外
周部が面取りされたもので形成されており、外観上識別
が可能なように構成されるを特徴とする。

（作　用） 燃料被覆管内に同時に装填される天然ウランや減損ウラ
ン等の低濃縮度の燃料ベレットと、濃縮ウランの燃料ベ
レットとは、それらの円柱体の平面外周部の形状が異な
っており、外観上識別可能となっている。したがって被
覆管内にこれらの燃料ベレットを装填する際、燃料ベレ
ットの識別をそれらの外観上の差異により極めて容易か
つ確実に識別することができる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示す燃料棒の縦断面図であ
り、第２図は濃縮ウランの燃料ベレットの外観図であり
、第３図はこの燃料ベレットを装填用に並べたところの
外観図である。図において符号１は燃料被覆管であり、
その上部、下部には天然ウランもしくは減損ウラン等の
低濃縮度の複数個の燃料ベレット２が軸線方向に装填さ
れ、その軸線方向中央部には濃縮ウランの複数個の燃料
ベレット３が装填されている。燃料棒被覆管１の中央部
に位置する濃縮ウランの燃料ベレット３は、円柱体の形
状をしており、両平面の外周部は面取りされている。第
３図のように燃料ベレット３を装填用に並べると、円柱
体の両平面の外周部の面取り部分が重なることにより、
円周にＶ字状の溝がはっきり認識することができる構造
となっている。

一方、被覆管１内の軸線方向上部、下部に位置する天然
ウランもしくは減損ウラン等の低濃縮度燃料ペレット２
の外観図を第４図に、この燃料ベレット２を装填用に並
べたところの外観図を第５図に示す。燃料ベレット２は
円柱体の形状をしており、その両平面の外周部は面取り
がなされてなく、両平面は平らであるので、これらの重
なった部分に溝などのすき間はいっさい見られない形状
をしている。したがって、この両者の燃料ベレット２，
３を肉眼で見た場合、−見して識別することが可能であ
る。

以上のように、同一の燃料被覆管１内に装填する天然ウ
ラン等の低濃縮度燃料ペレット２と、濃縮ウランの燃料
ベレット３とは、燃料ベレット端面外周部の形状が外観
上識別可能なように異なっているので、燃料被覆管１内
に装填する際、両者の混同を防止でき、燃料設計通りに
正確に装填することができる。

以上のように本実施例によると、燃料性能に支障を与え
ることなく、天然ウラン等の低濃縮度燃料ペレット２と
、濃縮ウランの燃料ベレット３とを外観上識別可能なよ
うに形成できる。

なお、本実施例の燃料棒の軸線方向上部および下部に位
置する天然ウランもしくは減損ウラン等の低濃縮度燃料
ペレット２は原子炉の軸線方向への中性子の漏洩を防止
する反射材としての機能を有し、これらの部分における
熱出力は濃縮ウランの燃料ベレット３が装填される燃料
棒の中央部における熱出力に比べて非常に微小である。

したがって、この部分の燃料ベレット２のスウェリング
は小さく、ベレット両平面部における燃料ベレット２と
被覆管１の機械的相互作用は非常に小さく、無視できる
程度である。よって面取りを施していないことによる燃
料の性能および健全性に対する影響は小さい。

〔発明の効果〕

このように本発明によると、燃料被覆管内の軸線方向上
部および下部に装填される天然ウランや減損ウラン等低
濃縮度の燃料ベレットと、中央部に装填される濃縮ウラ
ンの燃料ベレットとは外観上識別可能なように形成され
ている。したがって、被覆管内にこれらのベレットを装
填する際、燃料ベレットの種別をその外観上の差異によ
り極めて容易かつ確実に識別することができるので、天
然ウランや減損ウラン等の低濃縮度の燃料ベレットを装
入すべき位置に濃縮ウランの燃料ベレットを装入するな
どの装填作業の誤りを確実かつ未然に防止することがで
きる。よって、燃料棒の信頼性、健全性を向上すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す核燃料棒の縦断面図、第
２図は本発明による濃縮ウランの燃料ベレットの外観図
、第３図はこれらの燃料ベレットを装填前に一列に並べ
た外観図、第４図は天然ウラン等の低濃縮ウランの燃料
ベレットの外観図、第５図はこれらの燃料ベレットを装
填前に一列に並べた外観図、第６図は従来の技術による
燃料集合体を示す断面図、第７図は従来の技術による燃
料棒の構成を示す縦面図である。 １・・・被覆管、２・・・天然ウラン等の低濃縮度ウラ
ンの燃料ベレット、３・・・濃縮ウランの燃料ベレット
、。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 躬　１　図 躬２図 １ロロロロロ目口目ｌ 躬６図 躬７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被覆管の内部に濃縮ウランの複数個の燃料ペレット
   と、天然ウランあるいは減損ウランの低濃縮度の複数個
   の燃料ペレットとが軸線方向に装填されている核燃料棒
   において、前記濃縮ウランの燃料ペレットは、円柱体の
   両平面の外周部が面取りされた形状をし、前記低濃縮度
   の燃料ペレットは、円柱体の形状をしていることを特徴
   とする核燃料棒。 ２、濃縮ウランの燃料ペレットは被覆管の中央部に装填
   され、天然ウランあるいは減損ウランの燃料ペレットは
   、濃縮ウランの燃料ペレットの上部および下部に装填さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   核燃料棒。