JPH09178890A - Crushing method for nuclear fuel powder - Google Patents
Crushing method for nuclear fuel powderInfo
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- JPH09178890A JPH09178890A JP7340285A JP34028595A JPH09178890A JP H09178890 A JPH09178890 A JP H09178890A JP 7340285 A JP7340285 A JP 7340285A JP 34028595 A JP34028595 A JP 34028595A JP H09178890 A JPH09178890 A JP H09178890A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ウラン酸化物燃料
やウラン・プルトニウム混合酸化物燃料を製造する方法
に関する。更に詳しくは、ＵＯ2粉末を均一に粉砕した
り、或いはＰｕＯ2粉末とＵＯ2粉末を均一に粉砕・混合
する方法に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a uranium oxide fuel or a uranium / plutonium mixed oxide fuel. More particularly, the invention relates to a method or uniformly pulverized UO 2 powder, or PuO homogeneously pulverized and mixed with 2 powder and UO 2 powder.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ウラン・プルトニウム混合酸化物燃料
（以下、ＭＯＸ燃料という）はペレット製造工程におけ
るプルトニウムスポットの発生を防止するためにＰｕＯ
2粉末とＵＯ2粉末をその混合工程で均一に混合する必要
があった。そのため従来ＰｕＯ2粉末とＵＯ2粉末との混
合はボールミルにより粉砕・混合する方法が採用されて
いる。2. Description of the Related Art Uranium-plutonium mixed oxide fuel (hereinafter referred to as MOX fuel) is PuO in order to prevent generation of plutonium spots in the pellet manufacturing process.
It was necessary to uniformly mix the 2 powder and the UO 2 powder in the mixing process. Therefore, conventionally, the method of mixing the PuO 2 powder and the UO 2 powder has been adopted by pulverizing and mixing with a ball mill.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のボ
ールミルによる粉砕・混合では、バッチ操作であるため
蓋の開閉操作が必要となり、またグローブボックス内で
の操作であるため作業効率は良くなく、更に粉末の投入
と排出は自動化が容易でない等の不具合があった。この
結果、蓋の開閉時にＵＯ2粉末及びＰｕＯ2粉末が散逸す
る問題点もあった。また、上記従来のボールミルによる
粉砕・混合では、臨界安全管理をする必要から、１バッ
チあたりの取扱量が決められ、一度に多量に粉砕・混合
することができず、また８〜１６時間程度の比較的長時
間を要し、処理能力を大きくするにはボールミルの台数
を増加させる必要があった。また、上記従来のボールミ
ルによる粉砕・混合では、上記のように処理時間が比較
的長いため、不活性ガス雰囲気中でＵＯ2粉末及びＰｕ
Ｏ2粉末を粉砕・混合しても、外部から空気が流入して
上記粉末が酸化される恐れがあった。更に、上記従来の
ボールミルによる粉砕・混合では、処理時間が比較的長
いため、ボールミルの粉砕媒体が粉砕・混合中に摩耗し
て、この摩耗粉が粉砕・混合後のＵＯ2粉末及びＰｕＯ2
粉末に不純物として混入する量が比較的多い問題点があ
った。However, in the above-mentioned conventional pulverization / mixing by the ball mill, the opening / closing operation of the lid is required because it is a batch operation, and the operation efficiency is not good because it is an operation in the glove box. Further, there is a problem that it is not easy to automate the loading and discharging of the powder. As a result, there is also a problem that UO 2 powder and PuO 2 powder are scattered when the lid is opened and closed. In the conventional pulverization / mixing by the ball mill, the handling amount per batch is determined because it is necessary to perform criticality safety control, and it is impossible to pulverize / mix a large amount at one time, and it takes about 8 to 16 hours. It took a relatively long time, and it was necessary to increase the number of ball mills in order to increase the processing capacity. Further, in the conventional pulverization / mixing by the ball mill, since the processing time is relatively long as described above, UO 2 powder and Pu are processed in the inert gas atmosphere.
Even if the O 2 powder was crushed and mixed, there was a risk that air would flow in from the outside and the powder would be oxidized. Further, in the conventional pulverization / mixing by the ball mill, since the processing time is relatively long, the pulverization medium of the ball mill is worn during the pulverization / mixing, and the abrasion powder is crushed / mixed by the UO 2 powder and PuO 2 powder.
There is a problem that the amount of impurities mixed in the powder is relatively large.
【０００４】本発明の目的は、ウラン酸化物燃料にあっ
ては連続的にＵＯ2粉末を粉砕でき、ＭＯＸ燃料にあっ
ては連続的にＰｕＯ2粉末及びＵＯ2粉末を粉砕・混合で
き、処理能力及び作業能率を向上できる核燃料粉末の粉
砕方法を提供することにある。本発明の別の目的は、粉
砕媒体の摩耗粉が粉砕後の核燃料粉末に混入する量が極
めて僅かで済み、核燃料粉末の散逸及び酸化を防止でき
る核燃料粉末の粉砕方法を提供することにある。本発明
の更に別の目的は、臨界安全管理を容易に行うことがで
き、かつ粉砕又は粉砕・混合の均一性がよい核燃料粉末
の粉砕方法を提供することにある。The object of the present invention is to continuously grind UO 2 powder in the case of uranium oxide fuel and continuously grind and mix PuO 2 powder and UO 2 powder in the case of MOX fuel. An object of the present invention is to provide a method for pulverizing nuclear fuel powder that can improve the capacity and work efficiency. Another object of the present invention is to provide a method for pulverizing nuclear fuel powder in which abrasion powder of a pulverizing medium is mixed in the nuclear fuel powder after pulverization in an extremely small amount, and dissipation and oxidation of the nuclear fuel powder can be prevented. Still another object of the present invention is to provide a pulverization method of nuclear fuel powder which can easily perform criticality safety control and has good pulverization or pulverization / mixing uniformity.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
図１に示すように主軸１８の軸方向周囲に配設されポッ
ト２１内に粉砕媒体２１ｅを収容しかつ核燃料粉末１
１，１２が臨界にならない直径を有する複数のミルポッ
ト２１を自転させながら主軸１８回りに公転させる工程
と、凝集粉を含む核燃料粉末１１をミルポット２１の供
給部２３に搬送する工程と、上記供給部２３に不活性ガ
スを供給する工程と、供給部２３から粉末１１をミルポ
ット２１内に供給し不活性ガス雰囲気下で自転と公転に
より生じる遠心力で粉砕媒体２１ｅにより凝集粉を含む
粉末１１を粉砕する工程と、粉砕した粉末１２を不活性
ガスにより粉末１２が臨界にならない形状の回収容器１
４に回収する工程とを含む核燃料粉末の粉砕方法であ
る。この核燃料粉末の粉砕方法では、凝集粉を含む核燃
料粉末１１が順次ミルポット２１に供給され、このミル
ポット２１で粉砕された粉末１２は不活性ガスにより回
収容器１４に回収されるので、連続的に効率よく粉末１
１を粉砕できる。また粉末１１が粉砕媒体２１ｅと接触
する時間が比較的短いため、粉砕媒体２１ｅの摩耗粉が
粉砕した粉末１２に混入する量が極めて僅かで済む。The invention according to claim 1 is
As shown in FIG. 1, a crushing medium 21e is accommodated in a pot 21 arranged around the main shaft 18 in the axial direction and the nuclear fuel powder 1
A step of revolving a plurality of mill pots 21 having diameters where 1 and 12 are not critical while revolving around the spindle 18, a step of transporting nuclear fuel powder 11 containing agglomerated powder to a feed portion 23 of the mill pot 21, and the above feed portion The step of supplying the inert gas to 23 and the step of supplying the powder 11 from the supply part 23 into the mill pot 21 and crushing the powder 11 containing the agglomerated powder by the grinding medium 21e by the centrifugal force generated by the rotation and the revolution in the inert gas atmosphere. And the recovery container 1 having a shape in which the powder 12 is not critical due to the inert gas.
And a step of recovering the nuclear fuel powder. In this method for pulverizing nuclear fuel powder, the nuclear fuel powder 11 containing agglomerated powder is sequentially supplied to the mill pot 21, and the powder 12 pulverized by the mill pot 21 is recovered in the recovery container 14 by the inert gas. Well powder 1
1 can be crushed. Further, since the time during which the powder 11 is in contact with the grinding medium 21e is relatively short, the amount of the abrasion powder of the grinding medium 21e mixed into the ground powder 12 is extremely small.
【０００６】請求項２に係る発明は、請求項１に係る発
明であって、図４に示すように粉砕した核燃料粉末１２
を回収容器１４に搬送する不活性ガスが供給部２３に供
給され、不活性ガスの全流路が閉ループを構成する核燃
料粉末の粉砕方法である。この核燃料粉末の粉砕方法で
は、粉砕した核燃料粉末１１を回収容器１４に搬送した
不活性ガスを循環させて何度も使用するため、比較的少
量の不活性ガスで済む。請求項３に係る発明は、請求項
１又は２に係る発明であって、凝集粉を含む粉末の供給
量及び不活性ガスの供給量のいずれか一方又は双方を調
整可能にした核燃料粉末の粉砕方法である。この核燃料
粉末の粉砕方法では、粉砕した核燃料粉末を更に均一に
することができる。The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, which is a nuclear fuel powder 12 crushed as shown in FIG.
Is a method for pulverizing nuclear fuel powder in which an inert gas that conveys to the recovery container 14 is supplied to the supply unit 23 and all the flow paths of the inert gas form a closed loop. In this method for pulverizing nuclear fuel powder, the pulverized nuclear fuel powder 11 is circulated in the inert gas conveyed to the recovery container 14 and used many times, so a relatively small amount of inert gas is required. The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein one or both of the supply amount of the powder containing the aggregated powder and the supply amount of the inert gas can be adjusted, and the nuclear fuel powder is pulverized. Is the way. According to this pulverization method of nuclear fuel powder, the pulverized nuclear fuel powder can be made more uniform.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面に
基づいて詳しく説明する。図１〜図４に示すように、凝
集粉を含むウラン・プルトニウム混合酸化物粉末１１を
粉砕・混合し回収する装置は、上記粉末１１を粉砕・混
合するボールミル１３と、このボールミル１３により粉
砕・混合した粉末１２をサイクロン分離器２８を介して
回収する回収容器１４と、粉砕・混合した粉末１２をボ
ールミル１３から回収容器１４に搬送する処理後粉末搬
送手段１６とを備える。なお、核燃料粉末としてウラン
・プルトニウム混合酸化物粉末を挙げたが、これに限ら
ずウラン酸化物粉末或いはペレットの解砕粉末でもよ
い。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 to 4, the apparatus for crushing and mixing the uranium-plutonium mixed oxide powder 11 containing agglomerated powder is a ball mill 13 for crushing and mixing the powder 11, and a ball mill 13 for crushing and mixing. A collection container 14 for collecting the mixed powder 12 via a cyclone separator 28, and a post-treatment powder carrying means 16 for carrying the crushed and mixed powder 12 from the ball mill 13 to the collection container 14. Although the uranium-plutonium mixed oxide powder was mentioned as the nuclear fuel powder, the nuclear fuel powder is not limited to this and may be uranium oxide powder or crushed powder of pellets.
【０００８】ボールミル１３は図１に詳しく示すよう
に、ベース１７に立設された主軸１８と、この主軸１８
に回転可能に嵌入され軸方向周囲に複数のポット収容部
１９ａが形成されたポットホルダ１９と、このポットホ
ルダ１９に回転可能に収容されたミルポット２１とを有
する。主軸１８の下端はベース１７上に固定され、主軸
１８の上端には太陽歯車１８ａが嵌着される。ポットホ
ルダ１９は主軸１８に２つのラジアル軸受１９ｂ，１９
ｂ及び１つのスラスト軸受１９ｃを介して回転可能に嵌
入され、ポットホルダ１９の下端には従動歯車１９ｄが
このホルダ１９と一体的に形成される。従動歯車１９ｄ
は電動モータ２２の出力軸２２ａに嵌着された駆動歯車
２２ｂに噛合する。またポット収容部１９ａは主軸１８
を中心とする同一円周上に等間隔に複数設けられる。こ
の実施の形態ではポット収容部１９ａは４つである。As shown in detail in FIG. 1, the ball mill 13 has a main shaft 18 erected on a base 17 and a main shaft 18.
The pot holder 19 has a plurality of pot accommodating portions 19a formed therein so as to be rotatably fitted therein, and a mill pot 21 rotatably accommodated in the pot holder 19. The lower end of the main shaft 18 is fixed on the base 17, and the sun gear 18a is fitted on the upper end of the main shaft 18. The pot holder 19 has two radial bearings 19 b, 19 on the main shaft 18.
It is rotatably fitted through b and one thrust bearing 19c, and a driven gear 19d is integrally formed with the holder 19 at the lower end of the pot holder 19. Driven gear 19d
Meshes with the drive gear 22b fitted to the output shaft 22a of the electric motor 22. Further, the pot accommodating portion 19a is the main shaft 18
Are provided at equal intervals on the same circumference centered on. In this embodiment, there are four pot housing portions 19a.
【０００９】ミルポット２１は上記ポット収容部１９ａ
に２つのラジアル軸受２１ａ，２１ａを介して回転可能
にそれぞれ収容される。ミルポット２１の直径は凝集粉
を含む粉末１１及び粉砕・混合した粉末１２が臨界にな
らない直径に形成される。ポット収容部１９ａの底部に
は通孔１９ｅが形成され、ミルポット２１の底部には上
記通孔１９ｅと略同一の孔径を有する透孔２１ｂが形成
される。またミルポット２１をポット収容部１９ａに収
容した状態で、ポット収容部１９ａの底部上面とミルポ
ット２１の底部下面との間には第１摩擦低減部材３１が
介装される（図１及び図３）。ミルポット２１の上端に
は開口部２１ｃが形成され、ミルポット２１の上部外周
面にはこのポット２１と一体的に遊星歯車２１ｄが設け
られ、遊星歯車２１ｄは上記太陽歯車１８ａと噛合す
る。また２１ｅはミルポット２１に収容された所定の直
径を有するジルコニア製の多数のセラミックボールであ
り、２１ｆは透孔２１ｂを塞ぐ所定のメッシュの網であ
る（図１）。この網２１ｆのメッシュは凝集粉を含む粉
末１１を通過不能にかつ粉砕・混合した粉末１２を通過
可能に形成される。なお、ポット収容部及びミルポット
は４つではなく、２つ、３つ又は５つ以上でもよい。ま
た、ミルポットに収容される多数のボールはジルコニア
に限らず、アルミナ、タングステンカーバイト等により
形成してもよい。The mill pot 21 is the pot accommodating portion 19a.
Are rotatably housed via two radial bearings 21a, 21a, respectively. The diameter of the mill pot 21 is formed so that the powder 11 containing agglomerated powder and the powder 12 crushed and mixed do not become critical. A through hole 19e is formed at the bottom of the pot housing portion 19a, and a through hole 21b having a hole diameter substantially the same as the through hole 19e is formed at the bottom of the mill pot 21. Further, with the mill pot 21 accommodated in the pot accommodating portion 19a, a first friction reducing member 31 is interposed between the bottom upper surface of the pot accommodating portion 19a and the bottom lower surface of the mill pot 21 (FIGS. 1 and 3). . An opening 21c is formed at the upper end of the mill pot 21, and a planetary gear 21d is integrally provided with the pot 21 on the outer peripheral surface of the upper portion of the mill pot 21, and the planetary gear 21d meshes with the sun gear 18a. Further, 21e is a large number of zirconia ceramic balls having a predetermined diameter housed in the mill pot 21, and 21f is a predetermined mesh net that closes the through holes 21b (FIG. 1). The mesh of the net 21f is formed so that the powder 11 containing the agglomerated powder cannot pass through and the powder 12 crushed and mixed can pass through. Note that the number of pot housings and mill pots may be two, three, or five or more instead of four. Further, the many balls accommodated in the mill pot are not limited to zirconia, but may be formed of alumina, tungsten carbide or the like.
【００１０】ミルポット２１の上端には略円錐状の供給
ケース２３が設けられる（図１及び図４）。供給ケース
２３の上端には供給口２３ａが形成され、下端にはミル
ポット２１の開口部２１ｃに第２摩擦低減部材３２（図
１及び図３）を介して挿入可能な排出口２３ｂがそれぞ
れ形成される（図１）。供給ケース２３の供給口２３ａ
には粉末下流側管路２４及び処理前粉末搬送手段２５を
介してホッパ２６が接続される（図４）。このホッパ２
６には凝集粉を含む粉末１１が貯留され、処理前粉末搬
送手段２５はホッパ２６に貯留された粉末１１を供給ケ
ース２３に供給する搬送手段である。上記ホッパ２６の
形状は凝集粉を含む粉末１１が臨界にならない形状に形
成される。この搬送手段２５として例えばスクリューフ
ィーダを用いると、スクリュー（図示せず）の回転速度
を調整することにより、上記粉末１１の供給量を調整可
能となる。供給ケース２３と粉末下流側管路２４との接
続部には第３摩擦低減部材３３が介装される（図１）。
またベース１７上には排出ケース２７が固定される。こ
の排出ケース２７は駆動歯車２２ｂ及び従動歯車１９ｄ
を覆うにベース１７上に固定され、上部にはポット収容
部１９ａの通孔１９ｅを臨みかつ通孔１９ｅから排出さ
れた粉末１２を収容するリング状の粉末収容部２７ａが
形成される。粉末収容部２７ａの外周壁２７ｂ上端及び
内周壁２７ｃ上端は第４摩擦低減部材３４（図１及び図
３）を介してポット収容部１９ａの底面にそれぞれ当接
する（図１）。また粉末収容部２７ａの外周壁２７ｂに
は排出口２７ｄが形成される。A substantially conical supply case 23 is provided at the upper end of the mill pot 21 (FIGS. 1 and 4). A supply port 23a is formed at the upper end of the supply case 23, and a discharge port 23b that can be inserted into the opening 21c of the mill pot 21 via the second friction reducing member 32 (FIGS. 1 and 3) is formed at the lower end. (Fig. 1). Supply port 23a of supply case 23
A hopper 26 is connected to the via a powder downstream side pipe line 24 and a pretreatment powder conveying means 25 (FIG. 4). This hopper 2
The powder 11 containing the agglomerated powder is stored in 6, and the pre-treatment powder transfer means 25 is a transfer means for supplying the powder 11 stored in the hopper 26 to the supply case 23. The shape of the hopper 26 is formed so that the powder 11 containing agglomerated powder does not become critical. If, for example, a screw feeder is used as the conveying unit 25, the supply amount of the powder 11 can be adjusted by adjusting the rotation speed of a screw (not shown). A third friction reducing member 33 is interposed at a connecting portion between the supply case 23 and the powder downstream side pipeline 24 (FIG. 1).
A discharge case 27 is fixed on the base 17. The discharge case 27 includes a drive gear 22b and a driven gear 19d.
A ring-shaped powder container 27a is fixed on the base 17 so as to cover the above, and the ring-shaped powder container 27a is formed in the upper part so as to face the through hole 19e of the pot container 19a and contain the powder 12 discharged from the through hole 19e. The upper end of the outer peripheral wall 27b and the upper end of the inner peripheral wall 27c of the powder container 27a are in contact with the bottom surface of the pot container 19a via the fourth friction reducing member 34 (FIGS. 1 and 3) (FIG. 1). A discharge port 27d is formed on the outer peripheral wall 27b of the powder container 27a.
【００１１】処理後粉末搬送手段１６は図４に詳しく示
すように、Ｎ2ガスを貯留するタンク１６ａと、一端が
タンク１６ａに接続され他端が供給ケース２３に接続さ
れたガス供給管路１６ｂと、一端が排出ケース２７の排
出口２７ｄに接続され他端がサイクロン分離器２８の入
口に接続された第１搬送管路１６ｃと、一端がサイクロ
ン分離器２８のガス排出口に接続され他端がバッグフィ
ルタ２９の入口に接続された第２搬送管路１６ｄと、バ
ッグフィルタ２９のガス排出口から排出されたＮ2ガス
をタンク１６ａに供給するブロア１６ｅとを有する。タ
ンク１６ａ、ガス供給管路１６ｂ、ボールミル１３、第
１搬送管路１６ｃ、サイクロン分離器２８、第２搬送管
路１６ｄ、バッグフィルタ２９及びブロア１６ｅにより
Ｎ2ガスが循環する閉ループが構成される。タンク１６
ａ内の圧力は大気圧と略同一であり、このタンク１６ａ
はＮ2ガスを貯留するための他に、ブロア１６ｅにより
発生するＮ2ガスの脈動を防止する機能も有する。また
ミルポット２１、第１搬送管路１６ｃ、サイクロン分離
器２８、第２搬送管路１６ｄ及びバッグフィルタ２９内
はブロア１６ｅによるＮ2の吸引にて負圧状態に保たれ
るように構成される。またガス供給管路１６ｂには流量
調整弁１６ｆが設けられ、ボールミル１３に供給される
Ｎ2ガスの流量が調整される。またタンク１６ａには図
示しない圧力センサが設けられ、このセンサの検出出力
に基づいてタンク１６ａ内の圧力が所定値未満になる
と、Ｎ2ガスが別のタンク（図示せず）から補充管路１
６ｇを介して補充されるようになっている。As shown in detail in FIG. 4, the post-treatment powder conveying means 16 is a tank 16a for storing N 2 gas, and a gas supply conduit 16b having one end connected to the tank 16a and the other end connected to the supply case 23. And a first transfer conduit 16c having one end connected to the outlet 27d of the discharge case 27 and the other end connected to the inlet of the cyclone separator 28, and one end connected to the gas outlet of the cyclone separator 28 and the other end. Has a second transfer conduit 16d connected to the inlet of the bag filter 29, and a blower 16e for supplying N 2 gas discharged from the gas outlet of the bag filter 29 to the tank 16a. The tank 16a, the gas supply pipeline 16b, the ball mill 13, the first transport pipeline 16c, the cyclone separator 28, the second transport pipeline 16d, the bag filter 29 and the blower 16e constitute a closed loop in which N 2 gas circulates. Tank 16
The pressure in a is almost the same as the atmospheric pressure, and this tank 16a
The other for storing the N 2 gas, has a function of preventing the pulsation of N 2 gas generated by the blower 16e. The inside of the mill pot 21, the first transfer pipe line 16c, the cyclone separator 28, the second transfer pipe line 16d and the bag filter 29 are kept in a negative pressure state by suctioning N 2 by the blower 16e. A flow rate adjusting valve 16f is provided in the gas supply line 16b to adjust the flow rate of the N 2 gas supplied to the ball mill 13. Further, a pressure sensor (not shown) is provided in the tank 16a, and when the pressure in the tank 16a becomes less than a predetermined value based on the detection output of this sensor, N 2 gas is supplied from another tank (not shown) to the replenishment conduit 1
It is designed to be replenished via 6g.
【００１２】サイクロン分離器２８は粉砕・混合した粉
末１２を含むＮ2ガスを上記分離器２８の内周壁に沿っ
て回転させ、その遠心力により上記粉末１２とＮ2ガス
とを概ね分離するように構成される。またバッグフィル
タ２９は内部に収容された布製のバッグ（図示せず）に
より上記サイクロン分離器２８で分離できなかった粉末
１２とＮ2ガスとを分離するように構成される。サイク
ロン分離器２８の粉末排出口及びバッグフィルタ２９の
粉末排出口は粉砕・混合した粉末１２を収容する回収容
器１４に接続される。この回収容器１４の形状は粉砕・
混合した粉末１２が臨界にならない形状に形成される。
なお、不活性ガスとしてＮ2ガスを用いたが、これは一
例であってＡｒガスやＨｅガス等の不活性ガスを用いて
もよいが、経済的にはＮ2ガスが望ましい。The cyclone separator 28 rotates the N 2 gas containing the pulverized and mixed powder 12 along the inner peripheral wall of the separator 28, and generally separates the powder 12 and the N 2 gas by the centrifugal force. Is composed of. Further, the bag filter 29 is configured to separate the powder 12 and the N 2 gas, which cannot be separated by the cyclone separator 28, by a cloth bag (not shown) housed inside. The powder outlet of the cyclone separator 28 and the powder outlet of the bag filter 29 are connected to a collection container 14 that stores the powder 12 that has been crushed and mixed. The shape of this collection container 14 is
The mixed powder 12 is formed into a non-critical shape.
Although N 2 gas is used as the inert gas, this is an example, and an inert gas such as Ar gas or He gas may be used, but N 2 gas is economically preferable.
【００１３】このように構成された核燃料粉末、ここで
はウラン・プルトニウム混合酸化物粉末の粉砕・混合方
法を図１〜図５に基づいて説明する。凝集粉を含むウラ
ン・プルトニウム混合酸化物粉末１１を粉砕・混合し回
収する装置は、図５に示すようにＭＯＸペレットの製造
工程における粉砕・混合工程とミクロ混合工程において
使用される。ＭＯＸペレットを製造するには、先ずＰｕ
Ｏ2粉末とＵＯ2粉末の混合原料粉と、ＰｕＯ2−ＵＯ2回
収粉を粉砕・混合する。ＰｕＯ2−ＵＯ2回収粉はペレッ
ト焼結工程においてペレットに欠けや割れ等が発見され
た場合に再度粉砕した粉末である。混合原料粉と回収粉
の粉砕・混合は、上述した装置により行われる。図１〜
図４に示すように、この装置のミルポット２１の直径、
即ち凝集粉を含むウラン・プルトニウム混合酸化物粉末
１１及び粉砕・混合したウラン・プルトニウム混合酸化
物粉末１２が臨界にならない直径を７〜１８ｃｍの範囲
内に設定した。A method of pulverizing and mixing the nuclear fuel powder thus constituted, here the uranium-plutonium mixed oxide powder, will be described with reference to FIGS. The apparatus for pulverizing / mixing and collecting the uranium / plutonium mixed oxide powder 11 containing agglomerated powder is used in the pulverizing / mixing step and the micromixing step in the manufacturing process of MOX pellets as shown in FIG. In order to manufacture MOX pellets, first, Pu
The mixed raw material powder of O 2 powder and UO 2 powder and the PuO 2 —UO 2 recovered powder are pulverized and mixed. The PuO 2 -UO 2 recovered powder is a powder that is pulverized again when chips or cracks are found in the pellets in the pellet sintering process. The pulverization and mixing of the mixed raw material powder and the recovered powder are performed by the above-mentioned device. Figure 1
As shown in FIG. 4, the diameter of the mill pot 21 of this device,
That is, the diameter at which the uranium-plutonium mixed oxide powder 11 containing agglomerated powder and the uranium-plutonium mixed oxide powder 12 crushed and mixed do not become critical is set within the range of 7 to 18 cm.
【００１４】次に、処理前粉末搬送手段２５及び供給ケ
ース２３を介してミルポット２１に、０〜１０％の回収
粉を含むウラン・プルトニウム混合粉末１１を供給す
る。供給された粉末１１はミルポット２１の自転及び主
軸回りの公転により生じる遠心力等により、ボール２１
ｅが複雑な運動をするため、このボール２１ｅにより粉
体相互の凝集力は剪断される。この剪断された粉末１２
は上記遠心力等の力を殆ど受けなくなりかつ網２１ｆを
通過可能な大きさになるため、Ｎ2ガスにより排出ケー
ス２７及び第１搬送管路１６ｃを介してサイクロン分離
器２８に搬送され、粉末１２とＮ2ガスに概ね分離され
る。粉末１２は回収容器１４に収容され、未だ粉末１２
を含むＮ2ガスはバッグフィルタ２９に搬送されて粉末
１２とＮ2ガスに完全に分離される。Then, the uranium-plutonium mixed powder 11 containing 0 to 10% of recovered powder is supplied to the mill pot 21 through the pre-treatment powder conveying means 25 and the supply case 23. The supplied powder 11 is dispersed in the balls 21 by the centrifugal force generated by the rotation of the mill pot 21 and the revolution around the spindle.
Since e moves in a complicated manner, the cohesive force between the powder particles is sheared by the balls 21e. This sheared powder 12
Is almost not subjected to the force such as the centrifugal force and has a size capable of passing through the net 21f. Therefore, N 2 gas conveys the powder to the cyclone separator 28 through the discharge case 27 and the first conveying pipe line 16c, and It is roughly separated into 12 and N 2 gas. The powder 12 is stored in the collection container 14 and is still powder 12.
The N 2 gas containing P is conveyed to the bag filter 29 and completely separated into the powder 12 and the N 2 gas.
【００１５】回収容器１４に収容されたウラン・プルト
ニウム混合酸化物粉末１２は図５に示すように、マクロ
混合工程に送られる。マクロ混合工程では予め設定され
た混合比になるようにＵＯ2粉末を添加してＶ型ブレン
ダ等によって回転混合される。このように混合された酸
化物燃料粉末は造粒工程を経てペレット成形工程でウラ
ン・プルトニウム混合酸化物ペレットに成形される。The uranium / plutonium mixed oxide powder 12 contained in the recovery container 14 is sent to a macro mixing step, as shown in FIG. In the macro mixing step, UO 2 powder is added so as to have a preset mixing ratio, and the mixture is rotatively mixed by a V-type blender or the like. The oxide fuel powder thus mixed is molded into uranium-plutonium mixed oxide pellets in a pellet forming step through a granulating step.
【００１６】[0016]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ミ
ルポットを内部に粉砕媒体を収容した状態で自転させな
がら主軸回りを公転させ、ミルポットの供給部に凝集粉
を含む核燃料粉末及び不活性ガスを供給し、凝集粉を含
む核燃料粉末を不活性ガス雰囲気下でミルポットの自転
と公転により生じる遠心力で粉砕媒体により粉砕し、粉
砕した粉末を上記不活性ガスにより回収容器に回収した
ので、上記粉末がウラン酸化物粉末の場合にはこの粉末
が粉砕媒体により効率よく粉砕され、比較的短時間で均
一に粉砕されたウラン酸化物粉末が得られ、上記粉末が
ウラン・プルトニウム混合酸化物粉末の場合にはこれら
の粉末が効率よく分散されて粉砕・混合され、比較的短
時間で均一に粉砕・混合されたウラン・プルトニウム混
合酸化物粉末が得られる。また核燃料粉末は順次ミルポ
ットに所定量ずつ供給され、このミルポットで粉砕され
た粉末は不活性ガスにより回収容器に回収されるので、
ＵＯ2粉末の酸素とウランとの比を一定に保持したまま
連続的に核燃料粉末を粉砕できる。このように連続処理
が可能なため、核燃料粉末の粉砕又は粉砕・混合の処理
能力を大幅に向上できる。As described above, according to the present invention, the mill pot is revolved around the main axis while rotating in a state where the milling medium is housed therein, and the nuclear fuel powder containing the aggregated powder and the non-mixed powder are contained in the feed portion of the mill pot. Since the active gas is supplied, the nuclear fuel powder containing the agglomerated powder is crushed by the grinding medium by the centrifugal force generated by the rotation and the revolution of the mill pot under the inert gas atmosphere, and the crushed powder is recovered in the recovery container by the inert gas. When the powder is a uranium oxide powder, the powder is efficiently crushed by a crushing medium to obtain a uniformly crushed uranium oxide powder in a relatively short time, and the powder is a uranium-plutonium mixed oxide. In the case of powder, these powders are efficiently dispersed and crushed and mixed to obtain uranium-plutonium mixed oxide powder that is uniformly crushed and mixed in a relatively short time. It is. Further, the nuclear fuel powder is sequentially supplied to the mill pot by a predetermined amount, and the powder pulverized in this mill pot is recovered by the inert gas in the recovery container.
The nuclear fuel powder can be continuously pulverized while keeping the ratio of oxygen and uranium in the UO 2 powder constant. Since continuous processing is possible in this way, the processing capacity for crushing or crushing / mixing nuclear fuel powder can be greatly improved.
【００１７】また粉砕・混合するのに比較的長時間を要
する従来のミルポットによる粉砕・混合と比較して、本
発明では核燃料粉末が粉砕媒体と接触する時間が比較的
短いため、粉砕媒体の摩耗粉が粉砕後の核燃料粉末に混
入する量が極めて僅かで済む。またミルポット内は不活
性ガスにより常に満たされているため、核燃料粉末の酸
化を防止でき、ミルポットの直径が核燃料粉末が臨界に
ならない大きさなので、容易に臨界安全管理が行える。
この結果、運転が容易で、保全性の向上を図ることがで
きる。Further, in the present invention, the contact time of the nuclear fuel powder with the grinding medium is relatively short as compared with the grinding and mixing by the conventional mill pot which requires a relatively long time for the grinding and mixing, so that the grinding medium is worn out. The amount of powder mixed in the nuclear fuel powder after grinding is extremely small. Further, since the inside of the mill pot is constantly filled with the inert gas, the oxidation of the nuclear fuel powder can be prevented, and the diameter of the mill pot is such that the nuclear fuel powder does not become critical, so that the criticality safety control can be easily performed.
As a result, the operation is easy and the maintainability can be improved.
【００１８】また粉砕した核燃料粉末を回収容器に搬送
する不活性ガスを、再び供給部に供給することにより、
不活性ガスの全流路を閉ループとすれば、粉砕した核燃
料粉末を回収容器に搬送した不活性ガスを循環させて何
度も使用するため、比較的少量の不活性ガスで済む。ま
たミルポットより不活性ガス下流側を負圧状態に保つこ
とにより、核燃料粉末の散逸を防止できる。更に凝集粉
を含む粉末の供給量及び不活性ガスの供給量のいずれか
一方又は双方を調整可能にすれば、粉砕した核燃料粉末
を更に均一にすることができる。Further, the inert gas which conveys the pulverized nuclear fuel powder to the recovery container is supplied again to the supply section,
If all the flow paths of the inert gas are closed loop, the crushed nuclear fuel powder is conveyed to the recovery container and the inert gas is circulated and used many times, so that a relatively small amount of the inert gas is required. Further, by maintaining the negative pressure state on the downstream side of the inert gas from the mill pot, it is possible to prevent the nuclear fuel powder from dissipating. Further, if one or both of the supply amount of the powder containing the aggregated powder and the supply amount of the inert gas can be adjusted, the crushed nuclear fuel powder can be made more uniform.
【図１】本発明一実施形態の核燃料粉末を粉砕するボー
ルミルの縦断面図。FIG. 1 is a vertical sectional view of a ball mill for pulverizing a nuclear fuel powder according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図。FIG. 3 is a sectional view taken along line BB of FIG. 1;
【図４】そのボールミルにより粉砕された核燃料粉末の
回収方法を示す構成図。FIG. 4 is a configuration diagram showing a method for recovering nuclear fuel powder crushed by the ball mill.
【図５】ＭＯＸペレットの製造工程図。FIG. 5 is a manufacturing process diagram of MOX pellets.
１１ 凝集粉を含むウラン・プルトニウム混合酸化物粉
末（凝集分を含む核燃料粉末） １２ 粉砕・混合したウラン・プルトニウム混合酸化物
粉末（粉砕した核燃料粉末） １４ 回収容器 １８ 主軸 ２１ ミルポット ２１ｅ ボール（粉砕媒体） ２３ 供給ケース（供給部）11 Uranium-plutonium mixed oxide powder containing agglomerated powder (nuclear fuel powder containing agglomerates) 12 Crushed and mixed uranium-plutonium mixed oxide powder (crushed nuclear fuel powder) 14 Recovery container 18 Spindle 21 Millpot 21e ball (crushing medium) ) 23 Supply case (supply section)
Claims (3)
(21)内に粉砕媒体(21e)を収容しかつ核燃料粉末(11,12)
が臨界にならない直径を有する複数のミルポット(21)を
自転させながら前記主軸(18)回りに公転させる工程と、 凝集粉を含む核燃料粉末(11)を前記ミルポット(21)の供
給部(23)に搬送する工程と、 前記供給部(23)に不活性ガスを供給する工程と、 前記供給部(23)から前記粉末(11)を前記ミルポット(21)
内に供給し前記不活性ガス雰囲気下で前記自転と公転に
より生じる遠心力で前記粉砕媒体(21e)により前記凝集
粉を含む粉末(11)を粉砕する工程と、 前記粉砕した粉末(12)を前記不活性ガスにより前記粉末
(12)が臨界にならない形状の回収容器(14)に回収する工
程とを含む核燃料粉末の粉砕方法。1. A pot arranged around the main shaft (18) in the axial direction.
(21) contains grinding medium (21e) and nuclear fuel powder (11, 12)
A step of revolving a plurality of mill pots (21) having a diameter that does not become critical around the main shaft (18), and supplying a nuclear fuel powder (11) containing agglomerated powder (23) to the mill pot (21). And a step of supplying an inert gas to the supply part (23), the powder (11) from the supply part (23) to the mill pot (21)
A step of pulverizing the powder (11) containing the agglomerated powder by the pulverizing medium (21e) by the centrifugal force generated by the rotation and the revolution under the inert gas atmosphere, and the pulverized powder (12). The powder by the inert gas
A method of pulverizing nuclear fuel powder, comprising the step of collecting (12) in a recovery container (14) having a shape that does not become critical.
に搬送する不活性ガスが供給部(23)に供給され、前記前
記不活性ガスの全流路が閉ループを構成する請求項１記
載の核燃料粉末の粉砕方法。2. A container (14) for collecting the crushed nuclear fuel powder (12).
2. The method for pulverizing nuclear fuel powder according to claim 1, wherein the inert gas to be conveyed to is supplied to the supply unit (23), and all the flow paths of the inert gas form a closed loop.
スの供給量のいずれか一方又は双方を調整可能にした請
求項１又は２記載の核燃料粉末の粉砕方法。3. The method for pulverizing nuclear fuel powder according to claim 1, wherein one or both of the supply amount of the powder containing the aggregated powder and the supply amount of the inert gas can be adjusted.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7340285A JPH09178890A (en) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | Crushing method for nuclear fuel powder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7340285A JPH09178890A (en) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | Crushing method for nuclear fuel powder |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09178890A true JPH09178890A (en) | 1997-07-11 |
Family
ID=18335484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7340285A Pending JPH09178890A (en) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | Crushing method for nuclear fuel powder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09178890A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100969942B1 (en) * | 2008-12-26 | 2010-07-14 | 한전원자력연료 주식회사 | Crusher of raw materials |
| JP2013504049A (en) * | 2009-09-02 | 2013-02-04 | コミッサリア ア ロンネルジー アトミック エ オ ゾンネルジー ザルテルナティーフ | Method for preparing a porous nuclear fuel based on at least one minor actinide |
-
1995
- 1995-12-27 JP JP7340285A patent/JPH09178890A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100969942B1 (en) * | 2008-12-26 | 2010-07-14 | 한전원자력연료 주식회사 | Crusher of raw materials |
| JP2013504049A (en) * | 2009-09-02 | 2013-02-04 | コミッサリア ア ロンネルジー アトミック エ オ ゾンネルジー ザルテルナティーフ | Method for preparing a porous nuclear fuel based on at least one minor actinide |
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