JP4357437B2 - Production equipment for coated fuel particles for HTGR - Google Patents
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Description
本発明は、高温ガス炉用燃料の製造装置に関し、二酸化ウランなどウランの化合物から成る燃料核に多重の被覆層を形成して被覆燃料粒子とする流動床反応装置を備えた高温ガス炉用被覆燃料粒子の製造装置において、被覆層の特性に大きな影響を与える被覆温度の炉内分布が、繰り返し製造していても変化することなく一定であり、連続生産に適したものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an apparatus for producing a fuel for a high temperature gas reactor, and relates to a coating for a high temperature gas reactor provided with a fluidized bed reactor in which multiple coating layers are formed on a fuel core made of a uranium compound such as uranium dioxide to form coated fuel particles. In the fuel particle manufacturing apparatus, the distribution in the furnace of the coating temperature, which greatly affects the characteristics of the coating layer, remains constant even when repeatedly manufactured, and is suitable for continuous production.
高温ガス炉は、燃料を含む炉心構造を熱容量が大きく高温健全性の良好な黒鉛で構成するとともに、冷却ガスとして高温下でも化学的反応の起こらないヘリウムガスなどの気体を用いることにより、固有の安全性が高く、高い出口温度のヘリウムガスを取り出すことが可能であり、約900℃の高温熱は、発電はもちろんのこと水素製造や化学プラント等幅広い分野での熱利用を可能にするものである。 The HTGR is composed of graphite, which has a large heat capacity and good high-temperature soundness, and uses a gas such as helium gas that does not cause a chemical reaction at high temperatures as a cooling gas. Helium gas with high safety and high outlet temperature can be taken out, and the high temperature heat of about 900 ° C enables heat utilization in a wide range of fields such as hydrogen production and chemical plants as well as power generation. is there.
高温ガス炉の燃料は、二酸化ウランをセラミックス状に焼結した直径約350〜650μmの燃料核を中心として計4層の被覆を施している。第1層は密度約1g/cm3 の低密度熱分解炭素で、ガス状の核分裂生成物(FP)のガス溜めとしての機能及び燃料核のスウェリングを吸収するバッファとしての機能を併せ持つものである。第2層は密度約1.8g/cm3 の高密度熱分解炭素でガス状FPの保持機能を有する。第3層は密度約3.2g/cm3 の炭化珪素(以下、SiCと称す)で固体FPの保持機能を有するとともに、被覆層の主要な強度部材である。第4層は、第2層と同様の密度約1.8g/cm3 の高密度熱分解炭素でガス状FPの保持機能とともに第3層の保護層としての機能も持っている。 The fuel in the HTGR is coated with a total of four layers centered on a fuel core having a diameter of about 350 to 650 μm obtained by sintering uranium dioxide into a ceramic form. The first layer is a low-density pyrolytic carbon with a density of about 1 g / cm 3 , which has both a function as a gas reservoir for gaseous fission products (FP) and a function as a buffer for absorbing fuel swelling. is there. The second layer is a high-density pyrolytic carbon having a density of about 1.8 g / cm 3 and has a function of holding a gaseous FP. The third layer is silicon carbide (hereinafter referred to as SiC) having a density of about 3.2 g / cm 3 and has a function of holding a solid FP, and is a main strength member of the coating layer. The fourth layer is a high-density pyrolytic carbon having a density of about 1.8 g / cm 3 , which is the same as that of the second layer, and has a function of holding the gaseous FP as well as a protective layer of the third layer.
一般的な被覆燃料粒子の直径は約500〜1000μmである。この被覆燃料粒子は黒鉛マトリックス中に分散させ一定形状の燃料コンパクトの形に成型加工され、さらに黒鉛でできた筒にコンパクトを一定数量入れ、上下に栓をした燃料棒の形にされる。最終的に燃料棒は、六角柱型黒鉛ブロツクの複数の挿入口に入れられ、この六角柱型黒鉛ブロックを多数個、ハニカム配列に複数段重ねて炉心を構成している。 Typical coated fuel particles have a diameter of about 500-1000 μm. The coated fuel particles are dispersed in a graphite matrix and molded into a compact fuel compact shape, and a certain amount of compact is put into a cylinder made of graphite and is shaped into a fuel rod that is plugged up and down. Finally, the fuel rod is inserted into a plurality of insertion ports of a hexagonal column type graphite block, and a large number of these hexagonal column type graphite blocks are stacked in a honeycomb array to constitute a core.
このような高温ガス炉の燃料は、一般的に以下のような工程を経て製造される。まず、酸化ウランの粉末を硝酸に溶かし硝酸ウラニル原液とする。この硝酸ウラニル原液に純水、増粘剤を加え撹拌することにより滴下原液とする。増粘剤は、滴下された硝酸ウラニルの液滴が落下中に自身の表面張力により真球状になるように添加される。増粘剤としてば、例えばポリビニルアルコール樹脂、アルカリ条件下で凝固する性質を有する樹脂、ポリエチレングリコール、メトローズなどをあげることができる。 Such a HTGR fuel is generally manufactured through the following steps. First, uranium oxide powder is dissolved in nitric acid to obtain a uranyl nitrate stock solution. Pure water and a thickener are added to this uranyl nitrate stock solution and stirred to obtain a dripping stock solution. The thickener is added so that the dropped uranyl nitrate droplet becomes a true sphere due to its surface tension during dropping. Examples of the thickener include polyvinyl alcohol resin, a resin having a property of solidifying under alkaline conditions, polyethylene glycol, and metroses.
上記のように調整された滴下原液は所定の温度に冷却され粘度を調整した後、細径の滴下ノズルを振動させることによりアンモニア水中に滴下される。液滴は、アンモニア水溶液表面に着水するまでの空間においてアンモニアガスを掛けて表面をゲル化させることにより、着水時の変形が防止される。アンモニア水中で硝酸ウラニルはアンモニアと十分に反応させ、重ウラン酸アンモニウムの粒子となる。 The dropping stock solution adjusted as described above is cooled to a predetermined temperature to adjust the viscosity, and then dropped into ammonia water by vibrating a small-diameter dropping nozzle. The droplets are prevented from being deformed at the time of landing by applying ammonia gas in a space until landing on the surface of the aqueous ammonia solution to gel the surface. Uranyl nitrate reacts sufficiently with ammonia in ammonia water to form particles of ammonium heavy uranate.
重ウラン酸アンモニウム粒子は、大気中でばい焼され三酸化ウラン粒子となり、さらに還元・焼結されることにより高密度のセラミック状二酸化ウランからなる燃料核となる。 The ammonium heavy uranate particles are roasted in the atmosphere to become uranium trioxide particles, and further reduced and sintered to become fuel nuclei made of high-density ceramic uranium dioxide.
この燃料核を流動床に装荷し、被覆ガスを熱分解させることにより被覆を施す。第1層の低密度炭素の場合は約1400℃でアセチレン(C2H2)を熱分解する。第2,4層の高密度熱分解炭素の場合は約1400℃でプロピレン(C3H6)を熱分解する。第3層のSiCの場合は約1600℃でメチルトリクロロシラン(CH3SiCl3)を熱分解する。 The fuel nuclei are loaded onto a fluidized bed, and coating is performed by thermally decomposing the coating gas. In the case of the low density carbon of the first layer, acetylene (C 2 H 2 ) is thermally decomposed at about 1400 ° C. In the case of the second and fourth layers of high-density pyrolytic carbon, propylene (C 3 H 6 ) is pyrolyzed at about 1400 ° C. In the case of SiC of the third layer, methyltrichlorosilane (CH 3 SiCl 3 ) is thermally decomposed at about 1600 ° C.
前述の被覆ガスを使用して各被覆層を形成させる際には、被覆層を各粒子に均一に付けるため別のガスを用いて粒子を反応管内で十分に流動させた状態で行う。これが、被覆燃料粒子の製造装置を流動床と呼ぶ所以である。粒子を流動させるためのガスとしては、第1、2及び4層を被覆する場合は不活性ガスの一つであるアルゴンガスを、そして第3層を被覆する際には水素ガスまたは水素ガス+不活性ガスの一つであるアルゴンガスが一般的に使用されている。 When each coating layer is formed using the aforementioned coating gas, the particles are sufficiently flowed in the reaction tube using another gas in order to uniformly apply the coating layer to each particle. This is why the coated fuel particle production apparatus is called a fluidized bed. As a gas for flowing particles, argon gas which is one of inert gases when coating the first, second and fourth layers, and hydrogen gas or hydrogen gas when coating the third layer + Argon gas, which is one of inert gases, is generally used.
また、燃料コンパクトは、黒鉛粉末、粘結剤等からなる黒鉛マトリックス材を被覆燃料粒子の表面にコーティングし、中空円筒形または円筒形にプレス成型またはモールド成型した後、グリーンコンパクト内にバインダーとして含まれるフェノール樹脂を炭化させるために熱処理を実施し、さらにコンパクト内に含まれるガス成分を除去することを目的とした熱処理を実施して得られる(例えば、特許文献1参照)。 The fuel compact is coated with a graphite matrix material consisting of graphite powder, binder, etc. on the surface of the coated fuel particles, and is pressed or molded into a hollow cylindrical shape or cylindrical shape, and then included as a binder in the green compact. In order to carbonize the phenol resin obtained, heat treatment is carried out, and further, heat treatment aimed at removing gas components contained in the compact is carried out (for example, see Patent Document 1).
図2は従来の高温ガス炉用被覆燃料粒子の製造装置の構成を示す説明図である。高温ガス炉用被覆燃料粒子の製造装置は図2に示すように、二酸化ウランから成る燃料核22を流動床反応管25の上部窓(図示せず)から入れて、流動ガス入口26からガス導入ノズル24及びガス噴出ノズル23を通して被覆ガスと流動ガスとを流すことにより被覆を施す流動床反応管25と、この反応管25の外周に配設され燃料核を加熱する黒鉛製のヒーター21と、同じく黒鉛製でヒーター21のさらに外周に配設される断熱材28とを備える。被覆ガスや流動ガスは廃ガス排出口27から炉外へ出され、被覆された被覆燃料粒子は流動ガス入口26から取り出される。
このような流動床反応装置では、ガス噴出ノズル23を移動させることによって、燃料核22に被覆を施した被覆燃料粒子を流動床の下部の流動ガス入口26から取り出すために、ガス噴出ノズル23と反応管25とは、機械的に固定されていないのが一般的である。このため、被覆ガスや流動ガスはガス噴出ノズル23と反応管25との隙間から漏れ、本体の外殻を構成するハウジング29内部のヒーター21や断熱材28の周りに充満することになる。
In such a fluidized bed reaction apparatus, by moving the
第1,2,4層の被覆時には問題ないが、第3層の被覆時には、流動ガスである水素ガスが漏れると、約1600℃に加熱されているため、ヒーター21や断熱材28の材料である黒鉛と水素とが反応し、炭化水素が発生する。炭化水素が発生するということはヒーター21や断熱材28の材料である黒鉛が減少することになるため、ヒーター21の場合は抵抗値が変わり、その結果、発生熱量が変わってしまう。
There is no problem when the first, second, and fourth layers are coated, but when the third layer is coated, if hydrogen gas, which is a flowing gas, leaks, it is heated to about 1600 ° C. Certain graphite and hydrogen react to generate hydrocarbons. The generation of hydrocarbons means that the graphite that is the material of the
また、断熱材28の場合は、黒鉛が減少した部分から熱が逃げやすくなって断熱性能が低下する。結果として、被覆層の特性に大きな影響を与える被覆温度の炉内分布が変化してしまうことになる。よって、連続して生産する場合には、バッチ毎に製造条件が変わってしまうことになるため、高温ガス炉燃料の核分裂性物質の閉じ込め作用上、非常に重要な被覆層の品質が安定しなくなってしまうという重大な問題点が生じる。
In the case of the
本発明は、被覆層の特性に大きな影響を与える被覆温度の炉内分布が、繰り返し製造しても変化することなく一定であり、連続生産に適した高温ガス炉用被覆燃料粒子の製造装置を得ることを目的とする。 The present invention provides an apparatus for producing coated fuel particles for high-temperature gas furnaces suitable for continuous production, in which the distribution in the furnace of the coating temperature, which greatly affects the properties of the coating layer, remains constant even after repeated production. The purpose is to obtain.
請求項1に記載された発明に係る高温ガス炉用被覆燃料粒子の製造装置は、被覆ガス及び/又は流動ガスを加熱環境下で流動させて二酸化ウランを焼結した燃料核の表面に複数層の被覆層を形成する流動床反応管と、この流動床反応管を加熱する黒鉛ヒーターと、前記流動床反応管と黒鉛ヒーターとの外周を囲む断熱材と、前記流動床反応管と黒鉛ヒーターと断熱材とを内部に収容した筒状のハウジングとを備えた高温ガス炉用被覆燃料粒子の製造装置において、
前記流動床反応管から漏れ出た被覆ガス及び/又は流動ガスをハウジング外へ排出する吸引ポンプ手段を備えたことを特徴とするものである。
The apparatus for producing coated fuel particles for a HTGR according to the invention described in claim 1 has a plurality of layers on the surface of a fuel core obtained by sintering a uranium dioxide by flowing a coating gas and / or a flowing gas in a heating environment. A fluidized bed reaction tube for forming a coating layer, a graphite heater for heating the fluidized bed reaction tube, a heat insulating material surrounding an outer periphery of the fluidized bed reaction tube and the graphite heater, the fluidized bed reaction tube and the graphite heater, In the manufacturing apparatus for coated fuel particles for a HTGR provided with a cylindrical housing containing therein a heat insulating material,
A suction pump means for discharging the coating gas and / or fluid gas leaking from the fluidized bed reaction tube to the outside of the housing is provided.
請求項2に記載された発明に係る高温ガス炉用被覆燃料粒子の製造装置は、請求項1に記載の吸引ポンプ手段が、防爆仕様であることを特徴とするものである。 The apparatus for producing coated fuel particles for a HTGR according to claim 2 is characterized in that the suction pump means according to claim 1 is explosion-proof.
請求項3に記載された発明に係る高温ガス炉用被覆燃料粒子の製造装置は、請求項1又は2に記載の吸引ポンプ手段が、低真空用ポンプを含むことを特徴とすものである。 An apparatus for producing coated fuel particles for a HTGR according to a third aspect of the invention is characterized in that the suction pump means according to the first or second aspect includes a low vacuum pump.
本発明は、被覆層の特性に大きな影響を与える被覆温度の炉内分布が、繰り返し製造していても変化することなく一定であり、連続生産に適した高温ガス炉用被覆燃料粒子の製造装置を得ることができるという効果がある。 The present invention provides an apparatus for producing coated fuel particles for a HTGR suitable for continuous production, in which the distribution in the furnace of the coating temperature, which greatly affects the properties of the coating layer, remains constant even when it is repeatedly manufactured. There is an effect that can be obtained.
本発明においては、被覆ガス及び/又は流動ガスを加熱環境下で流動させて二酸化ウランを焼結した燃料核の表面に複数層の被覆層を形成する流動床反応管と、この流動床反応管を加熱する黒鉛ヒーターと、前記流動床反応管と黒鉛ヒーターとの外周を囲む断熱材と、前記流動床反応管と黒鉛ヒーターと断熱材とを内部に収容した筒状のハウジングとを備えた高温ガス炉用被覆燃料粒子の製造装置において、
前記流動床反応管から漏れ出た被覆ガス及び/又は流動ガスをハウジング外へ排出する吸引ポンプ手段を備える。これにより、被覆層の特性に大きな影響を与える被覆温度の炉内分布が、繰り返し製造していても変化することなく一定であり、連続生産に適した高温ガス炉用被覆燃料粒子の製造装置を得ることができる。
In the present invention, a fluidized bed reaction tube for forming a plurality of coating layers on the surface of a fuel core obtained by flowing a coating gas and / or a fluidized gas in a heated environment to sinter uranium dioxide, and the fluidized bed reaction tube A high temperature heater comprising: a graphite heater that heats; a heat insulating material surrounding an outer periphery of the fluidized bed reaction tube and the graphite heater; and a cylindrical housing that accommodates the fluidized bed reaction tube, the graphite heater, and the heat insulating material therein. In an apparatus for producing coated fuel particles for a gas furnace,
Suction pump means for discharging the coating gas and / or fluid gas leaking from the fluidized bed reaction tube to the outside of the housing is provided. As a result, the coating temperature distribution in the furnace, which greatly affects the characteristics of the coating layer, is constant without changing even if it is repeatedly manufactured. Obtainable.
より具体的に説明するならば、本発明は、高温ガス炉燃料中に含まれる被覆燃料粒子を製造する装置で、二酸化ウランなどウランの化合物からなる燃料核に第1層の低密度炭素層から第4層の高密度熱分解炭素層までを被覆する流動床反応装置の工夫に関する。 More specifically, the present invention is an apparatus for producing coated fuel particles contained in a HTGR fuel. A fuel core made of a compound of uranium such as uranium dioxide is used as a fuel nucleus from a first low-density carbon layer. The present invention relates to a device for a fluidized bed reactor that covers up to a high-density pyrolytic carbon layer as a fourth layer.
本発明は、流動床反応管の外側の領域を吸引ポンプ手段で減圧し、ガス噴出ノズルと反応管との隙間から漏れ出た被覆ガスや流動ガスをヒーター及び断熱材を保持したハウジング外へ排出するものである。これにより、第3層被覆時に流動ガスである水素ガスがガス噴出ノズルと反応管との隙間から漏れても、真空ポンプによりハウジング外へ出されてしまうため、ヒーターや断熱材の材料である黒鉛と水素が反応し、黒鉛が減少してしまうことを防ぐことが可能になる。 In the present invention, the outside region of the fluidized bed reaction tube is decompressed by a suction pump means, and the coating gas and fluidized gas leaking from the gap between the gas ejection nozzle and the reaction tube are discharged out of the housing holding the heater and the heat insulating material. To do. As a result, even if hydrogen gas, which is a flowing gas, leaks from the gap between the gas jet nozzle and the reaction tube when the third layer is coated, it is discharged out of the housing by the vacuum pump. It is possible to prevent hydrogen from reacting with graphite and reducing graphite.
ヒーターや断熱材の減少が発生しないので、連続的に生産する場合も、炉内の温度分布は変化することなく安定しているので、高温ガス炉燃料の核分裂性物質閉じこめ上非常に重要な役割を持っている被覆層の品質を安定させることが可能になる。 Since there is no reduction in heaters and insulation, the temperature distribution in the furnace remains stable even when continuously produced, so it plays an extremely important role in confining fissionable materials in HTGR fuel. It becomes possible to stabilize the quality of the coating layer having the.
本発明の吸引ポンプ手段としては、流動床反応管から漏れ出た被覆ガス及び/又は流動ガスをハウジング外へ排出するものであれば良く、より好ましい態様としては、ロータリポンプやメカニカルブースターポンプのような低真空用ポンプを含むものであればよい。また、第1,2,4層被覆では、可燃性の被覆ガスを使用するため、吸引ポンプ手段は、防爆仕様のものが好適である。 The suction pump means of the present invention may be any means as long as it discharges the coating gas and / or fluid gas leaking from the fluidized bed reaction tube to the outside of the housing, and a more preferable aspect is a rotary pump or a mechanical booster pump. As long as a low vacuum pump is included. Further, in the first, second, and fourth layer coatings, a flammable coating gas is used, and therefore the suction pump means is preferably an explosion-proof type.
本発明の吸引ポンプ手段の具体的な他の構成としては、少なくともハウジング内部と前記吸引ポンプとに連通する吸引管を含む。この吸引管は、ハウジングの外壁に貫通して内部の気体を吸引するものであればよいが、より好ましくは、被覆ガスや流動ガスが漏れ易いガス噴出ノズルと反応管との隙間近傍又はその上方に吸引管の開口を備える。これにより、漏れ出たガスを良好に開口に導くことができる。 Another specific configuration of the suction pump means of the present invention includes at least a suction pipe communicating with the inside of the housing and the suction pump. The suction pipe may be any pipe that penetrates the outer wall of the housing and sucks the internal gas. More preferably, the suction pipe is near or above the gap between the gas ejection nozzle and the reaction pipe where the coating gas or the flowing gas easily leaks. With a suction tube opening. Thereby, the leaked gas can be favorably guided to the opening.
吸引ポンプの駆動は、第1〜第4被覆層の形成全行程で行っても良いが、第3被覆層形成時の水素ガスが黒鉛と反応して問題が生じるため、第3被覆層形成時のみ駆動させる方が良い。 The suction pump may be driven during the entire process of forming the first to fourth coating layers. However, since the hydrogen gas at the time of forming the third coating layer reacts with graphite, a problem occurs. It is better to drive only.
更に、吸引ポンプの駆動により、ハウジング内部は外気圧や、ガス噴出ノズル及び反応管よりも低下する。余りにも低下すると、ガス噴出ノズルと反応管との隙間から被覆ガスや流動ガスが多大に漏れることとなる。従って、好ましくは、吸引管の近傍へ不活性ガスボンベからの不活性ガスをパージするように供給する。更に、より好ましくは、不活性ガスの供給口は、ガス噴出ノズルと反応管との隙間を間にして、吸引管の開口の対向位置に設ける。これにより、漏れ出たガスが不活性ガスによって吸引されやすくなる。 Further, the inside of the housing is lowered from the outside air pressure, the gas ejection nozzle and the reaction tube by driving the suction pump. If it is too low, the coating gas and the flowing gas will leak significantly from the gap between the gas ejection nozzle and the reaction tube. Therefore, it is preferable that the inert gas from the inert gas cylinder is purged to the vicinity of the suction pipe. More preferably, the supply port for the inert gas is provided at a position opposite to the opening of the suction pipe with the gap between the gas jet nozzle and the reaction pipe in between. Thereby, the leaked gas is easily sucked by the inert gas.
図1は本発明の高温ガス炉用被覆燃料粒子の製造装置の一実施例の構成を示す説明図である。高温ガス炉用被覆燃料粒子の製造装置としての流動床反応装置は図1に示すように、二酸化ウランから成る燃料核12を流動床反応管15の上部窓(図示せず)から入れて、ガス導入ノズル14及びガス噴出ノズル13を通して被覆ガスと流動ガスとを流すことにより被覆を施す反応管15と、この反応管15の外周に配設され燃料核を加熱する黒鉛製のヒーター11と、同じく黒鉛製でヒーター11のさらに外周に配設される断熱材18とを備える。
FIG. 1 is an explanatory view showing the configuration of an embodiment of the production apparatus for coated fuel particles for a HTGR according to the present invention. As shown in FIG. 1, a fluidized bed reactor as a production apparatus for coated fuel particles for a HTGR is provided with a
即ち、装置自体は、外側からハウジング19,断熱材18,ヒーター11,反応管15の順に構成されている。より具体的な流動床反応装置のハウジング19の大きさはφ約700mm×H約2200mmとし、反応管15の大きさはφ約200mm×H約1000mmとした。尚、ヒーター11については、本実施例では円筒状のヒーター11を用いたが、複数の棒状のヒーターを用いても良い。その場合には、反応管15の外周に均等に配置する。
That is, the apparatus itself is configured from the outside in the order of the
被覆燃料粒子の製造は、平均直径0.6mmを持つ二酸化ウラン燃料核約3kgを流動床内に入れ、約1400℃でアセチレン(C2H2)ガスを流入して第1層の低密度炭素を被覆した後、約1400℃でプロピレン(C3H6)を流入して第2層の高密度熱分解炭素を被覆し、次に、約1600℃でメチルトリクロロシラン(CH3SiCl3)を流入して第3層のSiC層を被覆し、最後に、約1400℃でプロピレン(C3H6)を流入して第4層の高密度熱分解炭素を被覆する。 The coated fuel particles are produced by placing about 3 kg of uranium dioxide fuel nuclei having an average diameter of 0.6 mm in a fluidized bed and flowing acetylene (C 2 H 2 ) gas at about 1400 ° C. to form the first layer of low density carbon. Then, propylene (C 3 H 6 ) was introduced at about 1400 ° C. to coat the second layer of high-density pyrolytic carbon, and then methyltrichlorosilane (CH 3 SiCl 3 ) was added at about 1600 ° C. Inflow to coat the third layer SiC layer and finally inject propylene (C 3 H 6 ) at about 1400 ° C. to cover the fourth layer high density pyrolytic carbon.
第1層〜第4層までの被覆を行う際、ハウジング19と反応管15との間のヒーター11及び断熱材18が存在する領域をロータリーポンプやメカニカルブースターポンプなどの低真空用の真空ポンプ10で引く。真空ポンプ10は吸引管9によって、ハウジング19の底部に連通する。これにより、被覆作業を繰り返し実施しても、ヒーター11及び断熱材18に炭化水素が発生した事による劣化は見られず、安定した品質の被覆燃料粒子を得ることができる。
When performing coating from the first layer to the fourth layer, a
尚、第1,2,4層被覆では、可燃性の被覆ガスを使用するので真空ポンプは、防爆仕様のものが好適である。 In the first, second, and fourth layer coatings, a flammable coating gas is used, so an explosion-proof vacuum pump is preferable.
即ち、本発明は、流動床反応管の外側の領域を吸引ポンプ手段で減圧し、ガス噴出ノズル13と反応管15との隙間から漏れ出た被覆ガスや流動ガスをヒーター及び断熱材を保持したハウジング外へ排出するものである。これにより、第3層被覆時に流動ガスである水素ガスがガス噴出ノズル13と反応管15の隙間から漏れても、真空ポンプ10によりハウジング19外へ出されてしまうため、ヒーター11や断熱材18の材料である黒鉛と水素が反応し、黒鉛が減少してしまうことを防ぐことが可能になる。
That is, in the present invention, the region outside the fluidized bed reaction tube is decompressed by the suction pump means, and the coating gas and fluidized gas leaking from the gap between the
ヒーター11や断熱材18の減少が発生しないので、連続的に生産する場合も、炉内の温度分布は変化することなく安定しているので、高温ガス炉燃料の核分裂性物質閉じこめ上非常に重要な役割を持っている被覆層の品質を安定させることが可能になる。
Since the
以上のように、第3層被覆時に流動ガスである水素ガスがガス噴出ノズル13と反応管15の隙間から漏れても、真空ポンプ10により流動床外へ排出されてしまうため、ヒーター11や断熱材18の材料である黒鉛と水素が反応し、黒鉛が減少してしまうことを防ぐことが可能になる。
As described above, even when hydrogen gas, which is a flowing gas, leaks from the gap between the
また、ヒーター11や断熱材18の減少が発生しないので、連続的に生産する場合も、炉内の温度分布は変化することなく安定しているので、高温ガス炉燃料の核分裂性物質閉じこめ上非常に重要な役割を持っている被覆層の品質を安定させることが可能になる。
In addition, since the
9…吸引管、
10…吸引ポンプ手段、
11…ヒーター、
12…燃料核、
13…ガス噴出ノズル、
14…ガス供給ノズル、
15…反応管、
16…流動ガス入口、
17…廃ガス排出囗、
18…断熱材、
19…ハウジング、
9 ... suction tube,
10: suction pump means,
11 ... Heater,
12. Fuel kernel,
13: Gas ejection nozzle,
14 ... Gas supply nozzle,
15 ... reaction tube,
16 ... Fluid gas inlet,
17 ... Waste gas discharge tank,
18 ... heat insulation,
19 ... Housing,
Claims (3)
前記流動床反応管から漏れ出た被覆ガス及び/又は流動ガスをハウジング外へ排出する吸引ポンプ手段を備えたことを特徴とする高温ガス炉用被覆燃料粒子の製造装置。 A fluidized bed reaction tube for forming a plurality of coating layers on the surface of a fuel core obtained by flowing a coating gas and / or a flowing gas in a heating environment to sinter uranium dioxide, and a graphite heater for heating the fluidized bed reaction tube And a heat insulating material surrounding an outer periphery of the fluidized bed reaction tube and the graphite heater, and a tubular housing containing the fluidized bed reaction tube, the graphite heater and the heat insulating material therein, and a coated fuel for a HTGR In the particle production equipment,
An apparatus for producing coated fuel particles for a high temperature gas furnace, comprising suction pump means for discharging the coating gas and / or the flowing gas leaked from the fluidized bed reaction tube to the outside of the housing.
The apparatus for producing coated fuel particles for a HTGR according to claim 1 or 2, wherein the suction pump means includes a low vacuum pump.
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