TW436812B - Absorption-component, production method of an absorption-component, flue-element store-rack and neutrons-absorbing material - Google Patents

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TW436812B
TW436812B TW087112436A TW87112436A TW436812B TW 436812 B TW436812 B TW 436812B TW 087112436 A TW087112436 A TW 087112436A TW 87112436 A TW87112436 A TW 87112436A TW 436812 B TW436812 B TW 436812B
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TW
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neutron
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absorbing
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TW087112436A
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Joachim Banck
Ulrich Ristow
Manfred Tennie
Karl Wasinger
Gunter Zeitzschel
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Siemens Ag
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Description

4 3 68 1 2 A7 B7 經消部屮央標準局员Jr.消贽At作社印ΐ衣 五、發明説明( 1 ) 1 I 本 發 明 是 關 於 一 種 -用— Μ 中 子 收 的 吸 收- .組. 件 » 吸 收 組 1 件 的 m m 方 法- » p An»» 料 元 件 -貯存架Μ及- -種中子吸收的 1 1 材 料 〇 J 請 1 ! 先 1 用 於 中 子 吸 收 的 吸 收 組 件 是 用 來 屏 蔽 中 子 源 〇 尤 其 是 閱 1 用 在 產 生 核 能 之 區 域 中 例 如 用 在 m Λ、·、 料 元 件 之 貯 存 區 域 1¾ i I 之 1 中 * 因 此 在 燃 料 貯 池 中 可 保 證 有 不 危 險 的 中 子 通 量 密 度 注 意 I * 並 且 防 阻 燃 料 元 件 失 控 Ann 耗 Ο 事 項 1 再 —~- 種 用 以 吸 收 組 件 構 成 的 貯 架 t 用 於 核 能 電 廠 燃 料 元 填 寫 本 裝 件 貯 池 中 1 作 為 壓 水 式 或 沸 水 式 反 應 爐 的 m 料 元 件 的 中 頁 I [ 間 貯 架 者 9 已 見 於 EP 0 537 6 15 A1 。為使獲得更為密 1 1 合 的 燃 料 元 件 貯 位 須 盡 量 裝 入 中 子 吸 收 能 力 最 大 的 吸 1 I 收 組 件 〇 中 子 吸 收 能 力 必 須 在 整 個 吸 收 組 件 中 均 勻 分 佈 1 訂 而 且 具 有 長 效 性 Ο 1 用 於 中 子 吸 收 的 吸 收 組 件 通 常 含 有 硼 的 跋 份 t 例 如 約 1 | 為 1 重 量 a: S 摻 於 金 屬 基 質 之 中 Ο 硼 的 含 量 高 於 2 重 量a; 1 I 者 很 難 做 到 t 此 因 由 基 質 與 硼 所 構 成 的 中 子 吸 收 材 料 » 1 1 ) 在 硼 含 量 於 金 屬 基 質 中 增 多 時 可 預 見 將 會 |Τ/τ 脆 化 〇 因 此 材 ) I 料 幾 乎 無 從 再 加 工 Ο 為 迴 m 因 含 量 増 加 而 脆 化 的 間 題 9 1 \ 例 如 W096/37896A1 9 曾 經 提 出 一 種 中 子 吸 收 材 料 * 然 而 1 i 需 要 大 量 建 構 費 用 Ο 1 Ί 已 知 DE 44 16 362 A 1揭示其他多種方法, 可以在基 \ ! 體 上 塗 覆 中 子 吸 收 之 表 層 其 缺 點 是 此 項彳 塗 覆 必 須 增 加 1 1 一 表 層 〇 1 I 本 發 明 之 任 務 f 即 在 提 供 一 種 用 吸 收 組 件 Μ 及 適 當 之 1 1 -3 * 1 1 1 1 本紙張尺度適用中&1围家柹々((_.\5^六4見蟋(2丨0/297公釐) 43 68 1 2 A7 B7 五、發明説明(2 經满部中央標準历β κ消赀合作社印製 本簞 ,元 中, 鹽 成學。添中機沒 硼 收 。簡 決收 的璃 酸 製光途的料的乎 是 吸 t力的 解吸 量玻 矽 法為用當材璃幾 素 Μ為 件能件 以子。高如 種 方作種適收玻上 元 Η作 元收組 予中構分卽 一 的如各或吸對質 學¾¾中 料吸收 明的结十, 是 宜例等法子,實◊化。π件 燃子吸 發少屬合料 構 合,璃方中言件量之ru、1 元 和中之 本最金結材 結 本用玻造在而組力子S71料 收的力 依 K 非 Μ 收 態 成應鏡製於素收械中 燃 吸勻強 可,及可吸 璃。而被或的對元吸機收 f 卩於 子均別 ,料晶中子 玻矽單疇璃當。.收,於吸 W & 用 中而特 件材非構中 晶化簡範玻適求吸已礙 其 作度種 姐收為結, 非氧由同瓶由需子而無中硼 ^尤 兼高一 收吸而於中。此,可不為經的中要並例以 _ , ^ 可有供 吸子因在之動,璃其種作 Μ 途入重此體也 W 質 成具提 之中態點構變中玻出種,可用加關因具璃 Μ 性 構證為 關備璃優结會例之示於璃質種而無.的玻 U 異 而保務 相具玻之該不體知顯可玻性各體是能良鹽 W 優 料,任 務件種構於上具公璃璃窗的合載只功優酸 Β 有 材件一 任元一结素際佳即玻玻為璃符為力載別矽 U 擁 收組—再 述收於態元實較亦鹽鹽作玻其作能負特的^ , 吸收—之。上皈合璃收質一 -酸酸,鹽使璃載捐一硼 4 上 子吸明法與 Μ结破吸性在璃矽矽璃酸物破承減,在含.硼料 中的發製 所素 子其 玻 。玻矽加以械有 。 用 本紙张乂度谪用中Kill家掠埤(ΓΝ$ > Λ4規# ( 2!0Χ297公釐) -----;—ϋ-------:11------}腺 (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 436812 A7 B7 經濟岣屮决枒準局β工消抡合竹社印製 五、發明説明( 3 ) 1 1 m 件 〇 硼 -矽酸鹽玻璃用於燃料元件中作為吸收組件時 1 顯 示 重 要 的 特 性 9 其 重 要 特 性 是 在 矽 酸 鹽 玻 璃 中 的 硼 的 1 1 高 度 吸 收 能 力 〇 在 矽 酸 鹽 玻 璃 中 之 硼 含 量 較 佳 約 在 10 請 ! 先 1 20重 量 % 之 範 圍 内 9 尤其是在約為1 4重 量 % 之 硼 含 量 為 閲 ik 1 I 佳 〇 重 量 % 之 表 示 是 指 天 然 硼 或 其 對 等 物 〇 天 妖 硼 實 質 背 & 之 1 1 上 是代表有2 0 % 之 硼 同 位 素 Β 1 0 之 中 子 吸 收 劑 〇 注 意 m 大 份 量 的 中 子 吸 收 元 素 使 吸 收 材 料 有 極 度 良 好 的 中 # 項 再 I y 子 吸 收 能 力 〇 此 項 高 度 的 中 子 吸 收 能 力 對 於 料 元 件 貯 寫 本 裝 架 是 — 項 決 定 性 因 素 > 這 是 因 為 吸 收 組 件 或 由 此 種 吸 收 頁 、〆 1 I m 件 構 成 之 中 子 吸 收 結 構 與 習 知 吸 收 元 件 比 較 t 在 相 同 1 1 的 中 子 吸 收 能 力 中 能 夠 節 減 貯 架 位 置 〇 所 Μ 具 有 高 的 中 1 1 子 吸 收 能 力 的 材 料 對 ί茨 λ»»* 料 元 件 -密集貯位是- -項條件, 1 訂 可 使 貯 架 密 集 貯 裁 燃 料 元 件 〇 藉 由 硼 -矽酸鹽玻璃, 在 1 — 種 如 此 之 厂 m 〜、μ 料 元 件 -密集貯架」 將得確保在貯架之 1 1 中 子 通 量 密 度 保 持 臨 界 值 之 下 〇 1 | 經 由 將 硼 熔 人 玻 璃 結 構 因 而 確 保 中 子 吸 收 元 素 特 別 均 1 勻 分 佈 〇 這 樣 的 平 均 分 佈 維 持 很 長 的 時 間 * 而 且 繼 續 獨 i 立 不 受 外 在 之 影 響 〇 Μ 此 種 長 效 m 定 性 硼 -矽酸鹽玻 1 I 璃 在 中 子 吸 收 材 料 上 滿 足 更 廣 的 基 本 需 求 0 1 1 硼 -矽酸鹽玻璃, 如同所有的非金屬玻璃之原則, 展 1 | 規 高 度 的 耐 腐 蝕 性 〇 m 腐 独 性 對 在 厂 Λ*、、、 料 元 件 -濕貯架J 1 1 内 的 中 子 吸 收 材 料 的 用 途 是 一 項 取 擇 標 * 因 其 能 保 護 1 1 在 冷 媒 液 中 之 吸 收 組 件 〇 料 元 件 用 此 種 厂 m 料 元 件 一 1 I 濕 貯 架 J 而 安 置 於 冷 媒 液 内 各 吸 收 组 件 之 間 > 並 就 此 作 ! \ -5 1 1 1 1 本紙張尺政诚川中国围家捃缚((’NS } Λ4規格(2丨OX 297公,) A7 經淌部中央標準局貞工坊费合作社印$1 __B7五、發明説明(4 ) 永久性設置。此項極為高度之中子吸收能力歷經充份長 時間仍然存在。硼-矽酸鹽玻璃在「燃料元件-濕貯架」 中的此1項長效耐性保證可維持多年。 硼-矽酸鹽玻璃作為無機材料之其他優點,其對中子 射線和伽瑪射線更具不敏感性。Μ輻射使硼-矽酸鹽玻 璃黑化,對硼-矽酸鹽玻璃之性質如中子吸收能力、機 械穩定性和耐久性等並無影響。 吸收材料較佳是包含中子吸收元素的化合物,作為中 子吸收的元素須用具有高的中子吸收截面積的元素,除 天然存在的硼(天然硼)之外,例如Μ硼同位素Β10添 入之硼、釓、給或鎘以及鑭糸元素,亦即原子序在58與 7 1之間的元素。除了這呰元素多種合併加入較吸收材料 外亦可用每一元素單獨加入於一種非晶玻璃結構之中。 就耐久性和對安全性的提昇而言,吸收材料中設有補 強網,尤其是一種編織網。這種材料也可用玻璃網,並 Μ多層設置。例如在板中置入或擠人矽酸硼月而製成。 補強網增大材料的承載強度並防止其變形以致破裂成段 從材料外突。因此整體吸收材料上的中子平均吸收可保 耐久。對補強網予Κ變更或増加,是為了達成吸收材料 較為有利之目的而Μ複合材料構成。 複合材料可用例如多曆材料上下疊置,其中在各單層 之間例如安置入箔層。這些複合結構已磨於汽車工業中 所用之安全玻璃.例如複合玻璃片。在複合材料之中也 可被瞭解能夠加人小的補強單元,其如纖維。較佳的纖 -6- (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) :.--ίν 裝- 11Τ 經濟部中次榣準局t3c-T·消贤合作社印"- 4 3 68 1 2 A7 ____B7_ 五、發明説明(5 ) 維源自無機材料,此因其對吸收組件所欲排除的中子射 線並Μ不利之影饗。 在一;特優具體例中用由不可燃材料製成之原料缴維, 用此種纖維之材料可明顯提昇抗拉強度和韌性,使吸收 組件可被用作極為良好的自載和承荷構件。另外此種使 用不燃纖維的吸收組件,其製造比用可燃纖維之吸收組 件簡單,例如習用碳纖維對玻璃的補強,因為吸收組件 須將原材料強烈加熱至約1 ο ο ο υ使熔融而最後冷卻構成 玻璃態材料。若用可燃纖維時則必須甩保護氣體,亦予 用惰性或無氧氣體,予以施工,以防燃著纖維。若用不 可燃纖維刖可免用保護氣體,使製造簡單而成本合宜。 不可燃纖維特別是Μ金屬如鋼纖維者製成。用鋼纖雄 加人可以得到媲美鋼鐵的負載能力。 纖維在衬料中平均分佈是一項優點,使良好的機械性 質遍及整β吸收組件而存在。所用纖維通常在材料中Μ 無方向性安置。然亦可Κ於特定方向使構成特特別抗力 強度之材料時,使其中之纖維作有利之取向。 在吸收組件上之吸收材料最好容納於一承載元件。例 如承載元件可Κ在燃料元件-貯架中承擔支撐和負荷的 功能。已例如承載元件另外可Κ成為吸收物孔格的幾何 形狀。具有高的中子吸收能力的吸收物孔格是藉助於一 種如此的承載元件而可簡單構製,其中例^如用中子吸收 材料製成的板片加於承載元件上。各板片可以利用例如 簡單之夾鉗與承載元件結合。 -Ί- 本紙张尺度適川+國囤家標4Μ ('NS ) Λ4規格(210X297公釐) ^ 裝------訂------'^---- (請先閜绩背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 ' 4 3 681 2 五、發明説明(6 ) 合於實用者,為承載元件備有收納空間,將吸收材料 加入於其中。藉助於如此之承載元件得Μ作簡單的處理 ,例如1運輸。為此,收納空間須有高度保護功能,使吸 收材料柢杭機械負荷,有如在吸收組件中之建築结構。 較佳者之收納空間為盆狀之凹件。這些都可Κ用簡單的 製造技街實琨。 在一較佳的方法中,吸收組件在製造時,吸收材料是 填注入於收納空間,使吸收材料得Μ在收納空間中適當 分佈。在製程中作為原料的矽酸鹽藉加熱使被液化。用 作熔體之矽酸鹽例如可Κ粉狀。這樣的粉狀矽酸鹽可Κ 在其最後與中子吸收元素共同被熔融之前加入中子吸收 元素。 中子吸收元素也可改為加入於熔融液狀之矽酸鹽中。 因此具有收納空間的承載元件可Μ視為一種所諝易取卸 式使吸收材料成形,在成形之後承擔吸收材料之支撐和 保護任務。易取卸式僅一次被用Μ成形。收納空間與吸 收材料構成一個單位。實際上也可Κ改用已經成形的吸 收材料置入於收納空間。 在一較佳具體例中,承載元件備有用於吸收材料的保 護元件。保護元件(亦作錨定元件或固定元件)防上吸 收材料從其原位置崩塌.另因吸收材料與承載元件藉由 保護元件而構成一個建構單位,處理上㈦較容易。作為 保護元件者例如可Μ用簡的夾鉗或夾片使吸收材料由外 而内保持於預定之位置。 -8 ~ 本紙張尺度適川中國囤家棉辞(CNS ; A4*Jt坊(2】〇Χ297公釐) 裝------訂------),¾ (讀先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 經消部中决標準扃貝τ,消费合作社印製 4368 2 A7 B7 五、發明説明(7 保護元件之改變或增置以設於收納空間内為宜,例如 Μ倒釣在吸收材料被灌注入收納空間之前設置。此倒釣 經消部+戎標卑局MJr.消贽合作社印褽 彎一間 可不護中尤械有護維 此,諝 能形組送 並為空 題和保之,機自保纖 。得所 ,成收輸 穿成納 問料用態中的保需碳 形製種 中之吸咀 突而收 置材免璃其好確不如 成法一 法使的模 部因入 設收在破於良 „於之 製方於 方熱單形 底件放 的吸料為素有人在維 壓單用 的加簡成 間元網 料與原成元擁裝點纖 料簡使 利櫬狀向 空護絲 材料此使收別而優燃 原 KM 有壓形時 納保屬 收原,,吸特件質可 將狀可 別擠造同 收和金 吸鹽料卻子件構實無 先形也 特用製而 從間的 子酸原冷中組的之並 前何式 種而量熱 部空開 中矽狀 Μ 有收由得者 熱幾形 一佳大加 局納分 用 Κ 粒予含吸自所用 加件之 在較速中 片收一 所為顆後料之種法所 在組用 使 Μ 快機 條。用 中其種最材成一方因 ,收再 法料而壓 屬中可 法,一於收製為此此 中吸作 製原單擠 金之樣 製決為並吸法作 K, 例的用 之將簡在 的間同 的解成,此方夠。造 體雜被。體序 K 料 曲空。。件以合熱。此能力製 具複以式氣程可原 扭納位合組予谓加料用且能成 佳將可形護之法使 如收單结收明維中材。並載完 較可但之保缠方間 例於建予吸發纖之收硼,負而 I 也不卸用連此其 用入構而在本燃體吸為質度體。在法此取免KK , 是屈個中 依可氣子其性高氣者 方因易 夠。件 ^ xny J \_/; T 裝------訂------' -線 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度4川中國围家摞( (1NS ) Μ規格(210X297公釐) 經滴部中决標卑局员工消赀合作社印製 d3 6B! 2_^_ 五、發明説明(8 ) 。至成形模咀已備有被熔融的原料,被用例如擠壓機螺 桿壓迫經過成形模咀,因而成為所需之形狀。所成者為 例如由1中子吸收材料構成之寬帶,可依需要長度切割。 矽酸鹽原料較佳為混人含硼的吸收材料,尤其為矽酸 硼。 為使在製造中所須用之設備技術盡量減至最少,原料 最奸在正常的大氣空氣中加熱。 針對「燃料元件-貯架」之問題,依據本發明是經由 具有中子吸收材料所成吸收組件的「燃料元件-貯架」 而予解決,在其中至少在玻璃態結構中结合有中子吸收 的元素。較佳者之「燃料元件-貯架」中設有貯存孔格, 附有吸收組件,其間貯存孔格以棋盤形狀設置,並在十 子形的结合元件上互相連接。 一種如此構成的「燃料元件-貯架」使能格外緊密存 放燃料元件,並Μ燃料元件-緊密貯位j稱之。一個 「燃料元件-緊密貯位」,例如在已存在的「燃料元件-貯盆」中,能夠將大多數的燃料元件如同用習知之「燃 料元件-貯架」一樣予Μ存人。所以貯入之成本很少。 在一較佳具體例中,在貯存孔格之一牆壁和承載元件 之間,設置一較佳為盆狀凹入之收納空間,安置中子吸 收材料。因fc材料被置於貯存孔格和承載元件之間而成 一種三文治结構。為使吸收材料的敏感表面受到安全保 諝而免遭機械傷害,例如用一燃料元件作為貯存孔格罩。 關於中子吸收材料的問題,依據本發明是以一種中子 本紙张尺度珀州中國國家摞碑(rNS ) Λ4規格(210X297公J| ) L----:--1)1^ — ^---^--17------' Jm (#先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 4 3 68 12 五、發明説明(9 ) 吸收材科解決,於其中结合中子吸收元素而成一種非晶 玻璃態结構。此種吸收材料為例如一種硼-矽酸鹽玻璃, 其硼含:最約為10-20重量%,特別是14重量3;。 中子吸收材料之更佳具體例可以從所附申請專利範圍 得知。K上所揭示吸收組件之相闞優點亦適應於貯架和 吸收材料。 隨後將進一步參考附圖詳细說明本發明之實施例,更 多的優點和细部内容。 鬪式簡單說明如下 第1圖為各暇收組件相互結合的模塑所表示的空間視 圖。 第2和3圖為以示意表示各個貯存孔格。 第4圖為一承載元件之剖面。 第5圖為一貯存孔格的頂視圖。 第6圖為一 「燃料元件-緊密貯架」之剖切頂視圖。 第7圖為K 一擠壓機示意說明吸收組件之製造方法。 在第1圖中為四Η板狀吸收組件3 ,由中子吸.收材料 製成,構成三度空間立體之吸收糸統4之一部份。其間 四Η吸收驵件3互相交叉榫接,使之構成一個有直角底 面之貯存孔格6 。由於這些交叉互相接合之吸收組件3 ,使貯存孔格6之側面將可任意與吸收組件3建構。因 此一個單獨的吸收組件3可Κ同時於任」側界限更多的 貯存孔格6 。 吸收組件3在未詳予表示之方式中Κ規則之距離依其 —1 1 一 本紙张尺度iij XI中國囤家榡埤(rNS )糾規格(210X297公漦) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. -5 經Μ部中戎標準局只Η消费合作社印製 4368 1 2 A7 ___ B7 五、發明説明(10 ) 長度在交接範圍Μ裂口設段,使兩個吸收組件3可互相 榫接,藉由兩面交錯於裂口而形成毽定的吸收系統4之
I 一部0 每一吸收組件3最好具有的硼含量約為14重量%之硼 -矽酸鹽玻璃。此種Μ片狀吸收組件3之構成之吸收系 統4 ,因而得到一種十分高的中子吸收能力。 依據第2圖,吸收組件3包含一格狀的承載元件8 , 在其上加上Η狀的成形件2 。因此吸收姐件3同時構成 一個貯存孔格6 。在此實胞例中,吸收組件3因而展示 一個與依據第1圖之板狀吸收組件不同之二度空間構形 。在承載元件8上加成形件2於四個外側。承載元件8 如第2圖所示以支撐框架或與支撐棚格構成,從中對組 成承載元件8的全部材料謀求重量和材料上的減省。一 個如此之支撑柵格實質上是由數支支撐10相互連接而組 成。若不用支撐柵格,承載元件8也可以用例如已成形 的孔格或相互閭隔的板片代替。 依據第3圖,吸收組件3包含同樣具有中子吸收之成 形件2的承載元件8 ◊吸收組件3因而又再構成之貯存 孔格6 。承載元件8被用作導軌。貯存孔格6設有特別 的四個承載元件8 ,最好ML形導軌予Κ設置,各承載 元件8構設於貯存孔格6的四角落。貯存孔格6的四側 用四而平板狀成形件2構置。 、 在第3圖中,成形件2之内Μ示意繪入補強網9 。成 形件2常於其側邊被承載元件8之端側所支持或規範。 -12- 本紙乐尺廋诮川中国囤家#.今(C’NS ) Λ4规相 ( 公漦) 裝------訂-----1.}線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 4 3 68 1 2 ____B7 五、發明説明(11 ) 對於成彤件2 , Μ此種配置即無須再用其他固定機構。 吸收組件3 Μ配用如此之L形狀承載元件8而展現其優 點,成形件2可Κ就此方式被置於導軌之中,如此用導 軌之簡單構造容許作為成形件2之板Η裝人,在製造技 術極為簡單而得保持,且因而使成本合宜。L形導軌之 安設可Κ依要求和需要用例如ϋ形或十字形的導軌。 依照第4圖,承載元件8設有一收納空間11, Μ —盤 狀凹陷件構成。承載元件8在其盤形凹陷件之上緣設有 一夾板12,夾板12可被用作例如固定物。 承載元件8最好由金鼷片製成。在收納空間11中是一 由中子吸收材料加入而成的成形件2 。成形件2最好用 承載元件8封合,亦即成形件2用承載元件8的夾片12 構成平直的平面。承載元件8與成形件2共同構成吸收 組件3 。 在第4画中,說明各項保護元件,由中子吸收材料所 製成之成形件2被保持於收納空間11之內。在第4圖左 半部中繪出作為保護元件的金屬網14a 。金屬網14a是 用例如固定點16,其如焊接點,而與承載元件8之底板 18固定連接。 在第4圔的右半中,繪出作為保護元件之剌钉或倒釣 14b 。這些元件例如從底板18附近局部穿出而後彎屈。 為使吸收材料在收納空間1 1內的保持有所$改菩,剌釘1 4 b 較佳用铊形者。剌釕14b因而在收納空間11中略圼螺旋 形而伸入其中。此兩種固定或保護元件,亦即金靥網14a 一 1 3 " — -^--------0ά------,玎------)0 (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經漭部中"標卑局负工消费合作社印1Ϊ 經满部中决榡準局β-τ消贽合竹社印製 /! 3 6 8 1 a? __' _B7_ 五、發明説明(12 ) 和剌訂14b ,較佳為與承載元件8接合,在中子吸收材 料Μ熔融液態被鋪入收納空間U之前,在吸收元件3的 製作中1被加於承載元件δ 。熔融物隨之充滿於收納空間 11中所有空位,在與保護元件之間於玻璃態成形件2冷 卻之後成為堅密之接合。 在第4圖的右半中,表示作為另一保護元件之绀夾14c ,被置於承載元件8的夾板12上,共伸向收納空間11之 方向而癍接夾板12。紺夾14c由外協助保護成成形件2 。鉗夾14c倒如為K可彎之金鼷H,或在夾板12上用可 撥動或轉動者予Μ安置。各保護元件14a 、14b 、14c 可K各自或互相複合而使用。 依照第4圖之實施例,成形件2由一複合材料組成。 在上例中顯示複合材料之内部除中子吸收材料外有小而 盡可能均勻分佈之纖維20。纖維20較佳者為無機而特別 為不可燃之材料。藉由纖維20使本身機械性質極脆之玻 璃態材料特別有正面的影響。複合材料之運用不受限於 第4圖之實施例。以複合材料製成之成形件當然亦可Κ 被應用於其他說明實施例中。. 依據第5圚,四個吸收組件3 ,可與第4圖所示之吸 收組件3對照,在其上之貯存孔格6的四個側面Μ正方 形基面設置。因此吸收組件3所成之形狀,為中子吸收 材料存在於承載元件δ和貯存孔格6的蛑壁24之間。所 Μ吸收組件3可被置於貯存孔格6的外牆或内壁上。因 此成形件2 —面受承載元件8而在另一面受牆壁24保護 -14- 本紙張尺廋诮州中國囤家棍蜱((:NS ) Μ規格(2ΙΟΧ297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝- 、17 43 68 1 2 A7 經滴部中央標準局只X消贽合作社印製 __B7五、發明説明(13 ) Μ免受傷害。 承載元件8之夾板12較佳為用於固定吸收組件3於貯 存孔格6上。肚項固定可Μ例如用機械固定或焊接而成 。吸收元件3之平面寬度較佳為盡量完全複蓋貯存孔格 6之側面,Κ求獲得高的中子吸收作用。 依照第6圖,Κ附有較佳由硼-砂酸鹽玻璃姐成之吸 收組件3之貯存孔格6 ,構成燃料元件-緊密貯位之貯 架2 6。在第6圖之中可看見有三個貯存孔格6 ,各自相 互處於對角位置,成為棋盤狀之模型。各貯存孔格於其 各傾角落透過十字形連接元件28互相接合,因而構成穩 定的貯架26。 在貯格2 6中,由貯存孔格6及與其大小相同的中間孔 格30所組成。以此佈置,既可在貯存孔格6亦可在中間 孔格30中貯放入燃料元件。此種棋盤狀佈置確保貯存孔 格6與在其間之中間孔格30,使例如核電站燃盡之燃料 元件緊密存放於沸水或雨水式反應爐設施之燃料元件貯 盆中。 在第7鬮中,描繪吸收組件的製造方法,表示一擠壓 機32,經過一給料漏斗3 4送人粒狀原料36。其中有不可 燃_維20,在擠壓機32中由安裝於外管39内之驅送螺桿 38向成形模咀40輸送◊環繞外殻39者為熱包42,使由外 殻39内之驅送螺桿38所輸送之原料36被加1熱而熔融,並 在成形模咀Κ熔融體存在。熔融體受到基於驅送螺桿3δ 運動之壓力,通過成形模咀40而在擠壓機32之外形成例 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} -裝'
-II '線 本紙 if:尺度进用中國 ( CNS : ΛΜΜίν ( 210X297 公;)
A7 B7 五、發明説明(Μ ) 如帶狀條料44。熔融體為黏狀,在通過成形模咀40時仍 保持原來形狀。條料44被用例如滑輪46之方式繼縯送至 一個切1割裝置48,可依所需長度切割。在熔融體冷卻之 後,得到例如為Η狀之吸收組件。在另一種變更的製法 中,以與例如金屬粉之成形方法類似,使熔融體被送經 由兩個相對位置之輥輪構成之間隙。Μ此用輥輪成形之 方式,可使熔融體Μ簡簞方法輾成十分寬幅之條料44, 經過相對滾動之一對輥輪連續被抽出。 當然,各種實施方法有其特徵,在不離前逑構思之基 本概念下可Μ互相结合,也可以依技術立場從中選擇其 特徵而合併,基本上在於利用中子吸收元素加人於有非 晶结構之材料中而用於吸收中子。 I-^-----;---:}1 裝------訂-----、;線 (請先闊讀背面之注意事頃再填寫本頁) .¾1¾-部屮Λ標卑局貝-Τ.消贽合作社印^ -16- 本紙张尺度诚州中國丨5家標碑(('NS ) Μ規格(2ΙΟΧ297公釐) 4368 1 2 五、發明説明(15 ) 參考符號說明 A7 B7 經消部中央標準局貞工消t合作社印40水 2 成 形 件 1 3 吸 收 組 件 4 吸 收 系 統 8 貯 存 孔 格 8 承 載 元 件 9 補 強 網 10 支 撐 11 收 納 空 間 12 蓋 板 14a 金 屬 網 14b 剌 釘 14c 鉗 夾 16 固 定 點 18 底 板 20 纖 維 24 牆 壁 2 6 貯 架 2 8 结 合 元 件 3 0 中 間 孔 格 32 擠 壓 機 34 給 料 漏 斗 36 原 料 38 驅 壓 JtBe 螺 捍 -17- . 一 Γ ) V J^i ^^^1 ^11 n ^^^1 i·^— 1 —f-i- ^^^1 - i - I - ,ST«. _! Ϊ ^^^1 . I i. (諳先閲讀背面之注意事項再填寫本肓) 本紙張尺度进州中IS囚家標彳(rNS>A4i)Ui (;:丨公寿) 436812 A7 B7 五、發明説明(W ) 39 外 設 40 成 形 模 咀 42 _ 熱 包 44 條 料 46 滑 m 48 切 割 裝 置 IL-----:---01¾.------ΐτ-------}, (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經滅部中央樟準局员Τ;消φ;合竹社印家 -18- 本好、怿尺度適圯屮闽K家槛埤((1NS ) Λ4规枯UlO·〆 297公釐)

Claims (1)

  1. 4 3 68 1 2 A8 B8 C8 D8 ^修正 1 槪 、..I I ·__ I _ _ι· —- -- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 第87 1 12436號「吸收組件,吸收組件之製造方法,燃料元 件-貯存架以及吸收中子之材料」專利案 (90年3月修正) 六、申請專利範圍: 1. 一種具有中子吸收材料之吸收組件(3),其特徵爲至少 有一種中子吸收元素被結合成玻璃態之結構。 2_如申請專利範圍第1項之吸收組件(3),其中玻璃態結 構是一種矽酸鹽玻璃。 3. 如申請專利範圍第1或2項之吸收組件(3),其中該 中子吸收元素爲硼。 4. 如申請專利範圍第3項之吸收組件(3),其中吸收材料 含有約爲10-20重量%之硼,特別是14重量%之硼。 5. 如申請專利範圍第1或第2項之吸收組件(3),其中該 吸收材料具有可吸收中子之元素之組合。 6. 如申請專利範圍第1或第2項之吸收組件(3),其中吸 收材料之內部具有補強網(9),特別是一種金屬網,及 /或吸收材料爲一種複合材料。 7. 如申請專利範圍第1項之吸收組件(3),其中吸收材料 具有由非可燃材料所構成之纖維。 S.如申請專利範圍第7項之吸收組件(3),其中纖維(2()) 是由金屬纖維,尤其是鋼纖維,所構成。 9_如申請專利範圍第7或8項之吸收組件(3),其中纖 維(20)平均分佈於吸收材料中。 10.如申請專利範圍第1項之吸收組件(3 ),其中吸收衬料 被一承載元件(8)所固定。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格<210 X 297公髮> -靖先閱讀背面之达意事項再填寫本貢}
    A8 B8 C8 D8 436812 、申請專利範圍 11, 如申請專利範圍第1 〇項之吸收組件(3),其中承載元件 (8)有一收納空間(11),於其內加入吸收材料。 12. 如申請專利範圍第11項之吸收組件(3),其中吸收材料 是被注入於收納空間(11)中》 览如申請專利範圍第11項之吸收組件(3)’其中吸收材料 是被封入收納空間(11)中。 14. 如申請專利範圍第10項之吸收組件(3),其中承載元件 (8)有供吸收材料用之保護元件(14a, 14b,14c)。 15. 如申請專利範圍第11至14項中任一項之吸收組件(3), 其中收納空間(11)爲一盆形凹陷件。 Η —種用中子吸收材料製造該吸收組件(3)之方法,其特 徵是使矽酸鹽的原料與材料和不可燃纖維(20)混合,使 成爲顆粒狀之原料(36),此原料(36)免用保護氣體而被 加熱,然後被冷卻,並形成一種玻璃態的可吸收中子之 材料。 17如申請專利範圍第16項之方法,其中原料(36)在加熱 前被加壓成形。 18.如申請專利範圍第16項之方法,其中吸收原料(36)在 一*擠壓機(32)中以連續操作而被加熱且成形。 19·如申請專利範圍第16至18項中任一項之方法,其中於 砂酸鹽原料中混合一種含硼的吸收材料,尤其是砂酸 棚。 20.如申請專利範圍第16至18項中任—項之方法,其中此 原料(3 6)在正常的大氣空氣中被加熱。 -2 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(2J0 X 297公釐) 1 裝.-------訂------- ~\靖先聞讀背面之注意事項再壤寫本頁) 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 21.—種燃料元件-貯存架(12),其具有如申請專利範圍第1 至15項中任一項之吸收組件(3),其特徵爲:貯存孔格 (6)具有一種吸收組件(3),其中貯存孔格以棋盤方式配 置著且經由各結合元件(28)而互相連接。 22·如申請專利範圍第21項之燃料元件·貯存架(12),其中 此貯存架(12)具有一貯存孔格(6)和一承載元件(8),在 貯存孔格(6)之牆壁(24)與承載元件(8)之間配置一種 可吸收中子之材料。 23. —種吸收中子之材料,其特徵是一種中子吸收元素結合 成一種玻璃態之結構。 24. 如申請專利範圍第23項之吸收中子之材料,其中玻璃 態結構是一種矽酸鹽玻璃。 S如申請專利範圍第23或24項之吸收中子之材料,其中 中子吸收元素爲硼。 26如申請專利範圍第23或24項之吸收中子.之材料,其中 含有其它可吸收中子之元素。 27.如申請專利範圍第23或24項之吸收中子之材料*其中 在其內部具有補強網(9)。 2&如申請專利範圍第23或24項之吸收中子之材料,其中 具有一種不可燃材料所構成之纖維。 本紙張尺度適用_國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) l· 11 ti------* 訂-- -----1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
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