特開 2024-23100 試験装置及び試験方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024023100

(43)【公開日】2024-02-21

(54)【発明の名称】試験装置及び試験方法

(51)【国際特許分類】

   G21C 17/06 20060101AFI20240214BHJP

【ＦＩ】

G21C17/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022126695

(22)【出願日】2022-08-08

(71)【出願人】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大和 正明

(72)【発明者】

【氏名】村上 望

(72)【発明者】

【氏名】小方 宏一

(72)【発明者】

【氏名】清水 勇希

【テーマコード（参考）】

2G075

【Ｆターム（参考）】

2G075AA05

2G075BA20

2G075CA38

2G075DA10

2G075FA13

(57)【要約】

【課題】燃料集合体の性能を評価することができる。
【解決手段】燃料集合体の燃料棒から飛散する燃料の飛散状態を試験する試験装置であって、燃料ペレットに相当する粒子が充填された試験対象管と、試験対象管の周囲に、燃料集合体を模擬して配置された模擬燃料棒と、を含む試験体と、試験体を移動させる移動装置と、試験体の移動範囲に配置された加熱炉と、移動装置の移動を制御し、加熱炉による試験体の加熱状態を制御する制御装置と、を含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料集合体の燃料棒から飛散する燃料の飛散状態を試験する試験装置であって、
燃料ペレットに相当する粒子が充填された試験対象管と、前記試験対象管の周囲に、前記燃料集合体を模擬して配置された模擬燃料棒と、を含む試験体と、
前記試験体を移動させる移動装置と、
前記試験体の移動範囲に配置された加熱炉と、
前記移動装置の移動を制御し、前記加熱炉による前記試験体の加熱状態を制御する制御装置と、を含む試験装置。

【請求項2】

前記制御装置は、前記移動装置の移動を制御し、ＬＯＣＡ発生の前記燃料集合体の加熱状態を模擬して前記試験体を加熱し、前記試験対象管を破裂させる請求項１に記載の試験装置。

【請求項3】

前記燃料集合体を模擬した前記試験体に配置された温度センサを有し、
前記制御装置は、前記温度センサの検出結果に基づいて、前記試験体の加熱状態を制御する請求項１に記載の試験装置。

【請求項4】

前記加熱炉は、電気炉である請求項１に記載の試験装置。

【請求項5】

前記加熱炉は、鉛直方向に延在し、下方が開放された炉心管を有する請求項１に記載の試験装置。

【請求項6】

前記試験体は、前記試験対象管と前記模擬燃料棒が配置された空間の周囲を覆う飛散ガードを有する請求項１に記載の試験装置。

【請求項7】

前記移動装置は、前記試験体の移動方向の両端の少なくとも一方に配置された断熱材を有する請求項１に記載の試験装置。

【請求項8】

燃料集合体の燃料棒から飛散する燃料の飛散状態を試験する試験方法であって、
燃料ペレットに相当する粒子が充填された試験対象管と、前記試験対象管の周囲に、前記燃料集合体を模擬して配置された模擬燃料棒と、を含む試験体を、移動装置に固定するステップと、
前記移動装置で、前記試験体を加熱炉に対して移動させ、前記加熱炉による前記試験体の加熱を制御し、前記試験対象管を破裂させるステップと、を含む試験方法。

【請求項9】

前記燃料ペレットに相当する粒子の前記試験体での飛散状態を計測するステップと、さらに含む請求項８に記載の試験方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、試験装置及び試験方法に関する。

【背景技術】

【0002】

原子炉の特性を評価するための技術が知られている。例えば特許文献１には、燃料棒の被覆管の性能を試験する試験方法が記載されている。特許文献１には、水素が添加された燃料被覆管試験片に内部ヒータを挿入し、燃料被覆管試験片を圧力容器内に封入し、次に燃料被覆管試験片を内部ヒータで加熱するとともに燃料被覆管試験片の内圧を所定圧まで上昇させ、圧力容器の外側に設けられた外部ヒータ及び冷却管により燃料被覆管試験片を所定温度に調節する燃料被覆管の試験方法が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第４９０１６３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の試験方法で、燃料被覆管の性能を評価することができる。しかしながら、原子炉の特性は、種々の特性があり、燃料被覆管以外の性能の評価が必要となる。

【0005】

本開示は、上述した課題を解決するものであり、燃料集合体の性能を評価することができる試験装置及び試験方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に係る試験装置は、燃料集合体の燃料棒から飛散する燃料の飛散状態を試験する試験装置であって、燃料ペレットに相当する粒子が充填された試験対象管と、前記試験対象管の周囲に、前記燃料集合体を模擬して配置された模擬燃料棒と、を含む試験体と、前記試験体を移動させる移動装置と、前記試験体の移動範囲に配置された加熱炉と、前記移動装置の移動を制御し、前記加熱炉による前記試験体の加熱状態を制御する制御装置と、を含む。

【0007】

本開示に係る試験方法は、燃料集合体の燃料棒から飛散する燃料の飛散状態を試験する試験方法であって、燃料ペレットに相当する粒子が充填された試験対象管と、前記試験対象管の周囲に、前記燃料集合体を模擬して配置された模擬燃料棒と、を含む試験体を、移動装置に固定するステップと、前記移動装置で、前記試験体を加熱炉に対して移動させ、前記加熱炉による前記試験体の加熱を制御し、前記試験対象管を破裂させるステップと、を含む。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、燃料集合体の性能を評価することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、試験装置の概略構成を示す模式図である。

【図2】図２は、試験体と加熱炉を拡大して示す拡大図である。

【図3】図３は、試験体の試験対象管と模擬燃料棒の概略構成を示す斜視図である。

【図4】図４は、試験対象管の概略構成を示す模式図である。

【図5】図５は、本実施形態に係る試験装置の処理フローを説明するフローチャートである。

【図6】図６は、試験方法の一例を説明するための説明図である。

【図7】図７は、評価装置の評価結果の一例を示す模式図である。

【図8】図８は、試験体の移動と加熱との関係の一例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に添付図面を参照して、本開示の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。

【0011】

図１は、試験装置の概略構成を示す模式図である。図２は、試験体と加熱炉を拡大して示す拡大図である。図３は、試験体の試験対象管と模擬燃料棒の概略構成を示す斜視図である。図４は、試験対象管の概略構成を示す模式図である。本実施形態の試験装置は、原子炉の冷却材喪失事故（Loss of Coolant Accident：ＬＯＣＡ）が発生した場合の燃料棒を模擬する試験装置である。具体的には、燃料棒の被覆管が破裂した場合に燃料棒から燃料集合体の内部に排出される燃料のペレット片の飛散を試験し、評価する装置である。試験装置１０は、試験体１２と、移動装置１４と、加熱炉１６と、制御装置１８と、評価装置１９と、を有する。また、本実施形態の試験装置１０は、断熱材７０、７２を有する。なお、試験装置１０は、断熱材７０，７２の少なくとも一方を備えていることが好ましいが、備えていなくてもよい。

【0012】

試験体１２は、燃料集合体を模擬した構造体である。試験体１２は、フレーム２０と、試験対象管２２と、模擬燃料棒２４と、飛散ガード２６と、温度センサ２８と、を有する。

【0013】

フレーム２０は、試験対象管２２と、模擬燃料棒２４と、を支持する構造体である。フレーム２０は、試験対象管２２と、模擬燃料棒２４の鉛直方向下側の面を支持する板状の底面を有する。フレーム２０の底面は、燃料集合体２４を支持する板状部材に相当する。

【0014】

試験体１２は、フレーム２０に、試験対象管２２と模擬燃料棒２４が、評価対象の燃料集合体の燃料棒を模擬した配置で配置される。ここで、燃焼集合体は、断面方形状に形成され、例えば、１７×１７のセルで構成されている。そして、１７×１７のセルのうち、２４個のセルには、それぞれ制御棒が挿入され、集合体中心のセルには、例えば炉内核計装が挿入される。このとき、制御棒が挿入されるセルを制御棒案内管、炉内核計装が挿入されるセルを計装案内管という。また、その他のセルには、燃料棒がそれぞれ挿入される。なお、燃料集合体が沸騰水型軽水炉（ＢＷＲ）に用いられる場合、燃料集合体は、その外側がチャンネルボックスに覆われる。一方で、燃料集合体が加圧水型軽水炉（ＰＷＲ）に用いられる場合、燃料集合体は、その外側が開放されている。そして、ＢＷＲの場合にはチャンネルボックスの外側に、ＰＷＲの場合には燃料集合体の外側に、集合体間ギャップが存在する。

【0015】

本実施形態の試験体１２は、図３に示すように、燃料棒が配置される位置の少なくとも１本が試験対象管２２となる。また、試験体１２は、燃料棒が配置される位置、計装案内管が配置される位置に模擬燃料棒２４が配置される。

【0016】

試験対象管２２は、試験時に破裂した場合、燃料に相当する粒状または破片状の物体（以下粒状体という）が飛散する。試験対象管２２は、図４に示すように、被覆管３０と、粒状ペレット３２と、中実体３４と、を有する。被覆管３０は、燃料棒の燃料被覆管を模擬した筒状の構造物である。被覆管は、燃料被覆管と同様の材料で形成することが好ましいが、新件の温度条件で、ＬＯＣＡ時の燃料被覆管と同様の破裂が生じる材料を用いてもよい。粒状ペレット３２は、被覆管３０の内部に配置され、ＬＯＣＡ発生時に燃料棒内で、粒状体になるペレット（飛散する粒状または破片状の物体）を模擬した物質である。粒状ペレット３２は、試験装置１０での加熱時に液化しない材料、例えば、セラミックの粉を用いることができる。粒状ペレット３２は、長辺が２ｍｍとなる粒状の物質を用いることができる。長辺の長さは２ｍｍに限らない。実用上想定される粒径は０．１～４ｍｍ程度、または、それ以上となる粒状の物質を用いることができる。試験では、例えば目開き１～３ｍｍの粒状ペレットを使用する。中実体３４は、被覆管３０の粒状ペレット３２が充填されていない領域に配置される。中実体３４は、被覆管３０の亀裂が発生しない領域に配置される。亀裂が発生しない領域は、試験条件に基づいて特定できる。なお、試験対象管２２は、内部に中実体３４を配置せずに粒状ペレット３２のみを充填してもよい。

【0017】

図１及び図２に戻り、試験装置１０の説明を続ける。模擬燃料棒２４は、燃料棒、計装案内管に対応する外径の環状の構造体である。模擬燃料棒２４は、試験対象管２２の周囲の構造を燃料集合体と同様の配置とするための構造物である。模擬燃料棒２４は、試験対象管２２の周囲の空間に配置される、燃料集合体の燃料棒、計装案内管と同様の配置となればよく、内部が空洞の管でも、内部が中実の円柱でもよい。模擬燃料棒２４は、内部にヒータや計測機器を配置してもよい。

【0018】

飛散ガード２６は、フレーム２０に配置され、試験対象管２２と模擬燃料棒２４が配置されている領域の側面の周囲を覆う筒である。飛散ガード２６は、筒の内部に試験対象管２２と模擬燃料棒２４が配置される。

【0019】

温度センサ２８は、試験体１２の内部の温度を計測する。本実施形態の温度センサ２８は、試験対象管２２の温度を計測する。なお、温度センサ２８の配置個数、配置位置は限定されない。温度センサ２８は、検出結果に基づいて計算で試験体１２の所望の位置の温度が特定できる位置に配置されればよい。

【0020】

移動装置１４は、試験体１２を支持し、試験体１２を加熱炉１６に対して、一軸方向５６に沿って移動させる。移動装置１４は、ステージ５０と、駆動軸５２と、駆動源５４と、を有する。ステージ５０は、試験体１２が載置される台である。駆動軸５２は、ステージ５０に連結された棒状の部材である。駆動源５４は、駆動軸５２を一軸方向５６に沿って移動させることで、ステージ５０を移動させる。駆動源５４は、駆動軸５２を一軸方向５６に移動させればよく、ステージ５０の位置を制御できれば、電動の直動機構を用いても、油圧シリンダを用いても、エアシリンダを用いてもよい。

【0021】

加熱炉１６は、試験体１２を加熱する。加熱炉１６は、筐体６０と、加熱源６２と、炉心管６４と、を有する。筐体６０は、移動装置１４のステージ５０の移動範囲に配置されており、ステージ５０と対面する位置にステージ５０が移動可能な開口が形成される。筐体６０は、内部の一部が加熱領域６６となる。加熱源６２は、電気で発熱される電気ヒータである。加熱源６２は、筐体６０の加熱領域６６の周囲に配置される。加熱炉１６は、加熱源６２の発熱で加熱領域６６が所定温度に加熱される。なお、加熱領域６６は、一軸方向５６において、温度分布が形成されてもよい。炉心管６４は、筐体６６の内壁に配置された筒状の構造物である。炉心管６４は、例えば、石英で形成される。炉心管６４は、加熱炉１６の加熱領域６６を保温する。本実施形態は、加熱源６２を電力で加熱される電気ヒータとしたが、加熱源６２の種類は限定されない。加熱源６２は、内部に加熱流体が供給される構造でも、燃料を燃焼させて昇温する構造でもよい。

【0022】

断熱材７０は、試験体１２の上面（移動装置１４とは反対側面）、つまり試験体１２の移動方向の一方の端部に配置されている。断熱材７０は、試験体１２の鉛直方向上側の面を断熱する。また、断熱材７０は、計測機器の配線等、温度上昇を抑制したい部材を内部に保持する。断熱材７２は、試験体１２の下面（移動装置１４側の面）、つまり試験体１２の移動方向の他方の端部に配置されている。本実施形態の断熱材７２は、駆動軸５２に固定される。断熱材７２は、試験体１２の鉛直方向下側の面を断熱する。試験装置１０は、断熱材７０、７２を設けることで、試験体１２の周囲の温度を適切に管理することができる。また、放熱を低減することで、加熱に用いるエネルギーを少なくできる。

【0023】

制御装置１８は、移動装置１４による試験体１２の移動を制御する。制御装置１８は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの演算回路や、演算内容やプログラムなどの各種情報を記憶するメモリ、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）のような主記憶装置と、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）などの外部記憶装置とのうち、少なくとも１つ含む、等を含む。制御装置１８は、予め設定された条件や、温度センサ２８の検出結果に基づいて、移動装置１４を制御し、試験体１２の加熱炉１６内での位置を制御する。

【0024】

評価装置１９は、試験体１２の試験結果を評価する。評価装置１９は、試験結果が入力され解析する演算処理装置や、試験結果の画像を取得する撮影装置、試験結果を計測する計測装置等を備える。評価装置１９は、試験体１２の試験結果の情報を取得し、取得した試験結果を評価した評価結果や試験結果を出力する。出力装置としては、表示装置、プリンタ等の出力装置がある。

【0025】

（試験方法）
図５は、本実施形態に係る試験装置の処理フローを説明するフローチャートである。図６は、試験方法の一例を説明するための説明図である。図７は、評価装置の評価結果の一例を示す模式図である。図５に示す処理は、作業者による作業や、制御装置１８の制御、評価装置１９による処理で実行される。

【0026】

まず、作業者が試験体の作製を行う（ステップＳ１２）。例えば、作業者は、フレーム２０に模擬燃料管２４を配置した構造物を作成する。次に、作業者は、試験対象管２２の内部に粒状ペレット２２を充填し、試験対象管２２を、フレーム２０の所定の位置に固定する。また、試験対象管２２は、断熱材７０に固定し、断熱材７０をフレーム２０に固定してもよい。また、試験体１２の必要な位置に温度センサ２８を設置する。なお、試験体１２は、試験対象管２２以外は、再利用できるようにしてもよい。

【0027】

次に、作業者は、試験体１２を移動装置１４に設置する（ステップＳ１４）。作業者は、試験体１２を移動装置１４のステージ５０に設置する。

【0028】

次に、試験装置１０は、加熱炉１６の加熱を開始する（ステップＳ１６）。加熱炉１６の加熱は、ステップＳ１４の前に行ってもよい。

【0029】

次に、試験装置１０は、加熱炉１６の加熱領域６６が所定の温度に到達した後、試験体１２を加熱炉１６の加熱領域６６に移動させる（ステップＳ１８）。試験装置１０は、図６に示すように、試験体１２を加熱領域６６に移動させる。試験装置１０は、移動装置１４で移動速度を制御しつつ加熱領域６６に試験体１２を移動させることで、試験体１２の温度を制御することができ、ＬＯＣＡ発生時の燃料集合体の加熱状態を模擬することができる。

【0030】

次に、試験装置１０は、試験体の位置の移動が必要かを判定する（ステップＳ２０）。試験装置１０は、予め設定された条件に基づいて加熱領域６６内での試験体の位置の移動が必要かを判定する。また、試験装置１０は、温度センサ２８の検出結果と、加熱条件とに基づいて、試験体１２の位置の移動が必要かを判定する。

【0031】

試験装置１０は、試験体の位置の移動が必要である（ステップＳ２０でＹｅｓ）と判定した場合、移動装置で試験体を移動させる（ステップＳ２２）。試験装置１０は、試験体の位置の移動が必要ではない（ステップＳ２０でＮｏ）と判定した場合、ステップＳ２４に進む。

【0032】

試験装置１０は、ステップＳ２２の処理を行った後、またはステップＳ２０でＮｏと判定した場合、加熱終了かを判定する（ステップＳ２４）。加熱終了かの判定の基準としては、例えば、予め設定した時間の加熱が終了したか、試験対象管２２の破裂が発生したか等を用いることができる。

【0033】

試験装置１０は、加熱が終了していない（ステップＳ２４でＮｏ）と判定した場合、ステップＳ２０に戻る。試験装置１０は、ステップＳ２０からステップＳ２４を繰り返すことで、設定した条件で試験体を加熱することができる。

【0034】

試験装置１０は、加熱が終了した（ステップＳ２４でＹｅｓ）と判定した場合、試験体１２を加熱炉１６から取り出す。試験装置１０は、例えば、試験体１２を図２の位置に移動させる（ステップＳ２６）。

【0035】

次に、試験装置１０は、試験体を評価する（ステップＳ２８）。例えば、試験体１２の試験対象管２２の破裂の状態を計測する。また、試験体１２の内部での粒状ペレット３２の飛散の状態を計測する。計測は、例えば撮影装置で撮影した画像を解析することで実行できる。試験装置１０は、粒状ペレット３２が付着した模擬燃料棒２４や、フレーム２０の底板の表面への粒状ペレット３２の付着状態を計測する。試験装置１０は、評価装置１９で評価結果を出力する。評価装置１９は、例えば、図７に示す画像１１０を表示する。画像１１０は、試験体のセル（試験対象管２２、模擬燃料棒２４）が配置される領域に、試験対象管２２の配置位置１２２を示す。また、画像１１０は、試験対象管２２が破裂した方向の矢印表示１２４を表示する。また、画像１１０は、試験対象管２２から排出された粒状ペレット３２が検出された位置をマーク１４０で表示する。なお、評価結果として取得した画像を表示してもよい。

【0036】

試験装置１０は、試験体１２を移動装置１４で加熱炉１６に対して移動させることで、移動装置１４の移動で試験体１２の加熱状態を制御することができ、ＬＯＣＡ発生時の加熱状態を好適に試験することができる。つまり、加熱炉１６の加熱源６２の温度制御よりも高い応答性で加熱状態を制御することができ、急速な温度上昇が想定されるＬＯＣＡ発生時の加熱状態を好適に試験することができる。また、加熱炉１６で加熱できることで、試験対象管２２の内部に膨張する気体を充填して被覆管３０を破裂しやすくする等の処理を行わずに、試験を行うことができる。なお、本実施形態では、移動装置１４で加熱炉１６に対して試験体１２を移動させたが、加熱炉１６と試験体１２とを相対移動させればよく、移動装置１４で加熱炉１６を移動させてもよい。また、移動装置１４で、移動体１２と加熱炉１６の両方を移動させてもよい。

【0037】

図８は、試験体の移動と加熱との関係の一例を示す説明図である。図８は、横軸をステージ位置、縦軸を被覆管温度をとする。図８に示す線分１８０と線分１８２は、ステージの上昇速度が異なる場合のステージ位置を被覆管温度との関係を示している。線分１８２は、線分１８０よりも上昇速度が速い、つまり、線分１８２の方が、加熱領域６６に早く到達する。図８に示すように、移動装置１４で、試験体を移動させる速度を制御することで、試験対象管の温度上昇を異なる速度とすることができる。また、移動速度を速くする、つまり加熱領域６６に到達するまでの時間を短くするので、試験体の温度を急速に上昇させることができる。

【0038】

試験装置１０は、試験体１２を、試験対象管２２の周囲に模擬燃料棒２４が配置された構造とすることで、燃料集合体で燃料棒が破損した場合の試験を模擬することができる。

【0039】

（効果）
本開示の第１態様に係る試験装置は、燃料集合体の燃料棒から飛散する燃料の飛散状態を試験する試験装置であって、燃料ペレットに相当する粒子が充填された試験対象管と、前記試験対象管の周囲に、前記燃料集合体を模擬して配置された模擬燃料棒と、を含む試験体と、前記試験体を移動させる移動装置と、前記試験体の移動範囲に配置された加熱炉と、前記移動装置の移動を制御し、前記加熱炉による前記試験体の加熱状態を制御する制御装置と、を含む。本開示によると、移動装置で加熱炉に対する試験体の位置を制御することで、移動装置の移動で試験体の加熱を制御することができる。これによりＬＯＣＡ時の温度変化を好適に再現することができる。また、試験体を、燃料ペレットに相当する粒子が充填された試験対象管と、前記試験対象管の周囲に、前記燃料集合体を模擬して配置された模擬燃料棒とすることで、燃料集合体内での燃料の飛散（飛散距離、堆積量）を評価することができる。

【0040】

本開示の第２態様に係る試験装置は、第１態様に係る試験装置であって、前記制御装置は、前記移動装置の移動を制御し、ＬＯＣＡ発生の前記燃料集合体の加熱状態を模擬して前記試験体を加熱し、前記試験対象管を破裂させる。本開示によると、ＬＯＣＡ時の燃料被覆管の破裂による燃料の飛散を好適に試験することができる。

【0041】

本開示の第３態様に係る試験装置は、第１の態様または第２態様に係る試験装置であって、前記燃料集合体を模擬した前記試験体に配置された温度センサを有し、前記制御装置は、前記温度センサの検出結果に基づいて、前記試験体の加熱状態を制御する。本開示によると、試験体の温度に基づいて、位置を調整し、加熱を制御することができる。これにより、試験体をより適切に加熱することができ、所望の試験により近い試験を行うことができる。

【0042】

本開示の第４態様に係る試験装置は、第１態様から第３態様のいずれかに係る試験装置であって、前記加熱炉は、電気炉である。本開示によると、加熱を制御しやすい。また、加熱炉で温度の制御を行わないことで、電気炉を用いた場合でも、試験体を適切に加熱することができる。

【0043】

本開示の第５態様に係る試験装置は、第１態様から第４態様のいずれかに係る試験装置であって、前記加熱炉は、鉛直方向に延在し、下方が開放された炉心管を有する。本開示によると、炉心管を用いることで、加熱領域の温度を適切に管理することができる。

【0044】

本開示の第６態様に係る試験装置は、第１態様から第５態様のいずれかに係る試験装置であって、前記試験体は、前記試験対象管と前記模擬燃料棒が配置された空間の周囲を覆う飛散ガードを有する。本開示によると、飛散ガードを設けることで、試験体の外に、粒状ペレットが飛散することを抑制できる。また、試験体１２の内部の環境を均一化することができる。

【0045】

本開示の第７態様に係る試験装置は、第１態様から第６態様のいずれかに係る試験装置であって、前記移動装置は、前記試験体の移動方向の両端の少なくとも一方に配置された断熱材を有する。本開示によると、断熱材を配置することで、加熱領域の温度の低下を抑制でき、試験体を効率よく加熱することができる。また、保温性が高くなり、加熱に必要なエネルギーを低減することができる。

【0046】

本開示の第８態様に係る試験方法は、燃料集合体の燃料棒から飛散する燃料の飛散状態を試験する試験方法であって、燃料ペレットに相当する粒子が充填された試験対象管と、前記試験対象管の周囲に、前記燃料集合体を模擬して配置された模擬燃料棒と、を含む試験体を、移動装置に固定するステップと、前記移動装置で、前記試験体を加熱炉に対して移動させ、前記加熱炉による前記試験体の加熱を制御し、前記試験対象管を破裂させるステップと、を含む本開示によると、移動装置で加熱炉に対する試験体の位置を制御することで、移動装置の移動で試験体の加熱を制御することができる。これによりＬＯＣＡ時の温度変化を好適に再現することができる。また、試験体を、燃料ペレットに相当する粒子が充填された試験対象管と、前記試験対象管の周囲に、前記燃料集合体を模擬して配置された模擬燃料棒とすることで、燃料集合体内での燃料の飛散を評価することができる。

【0047】

本開示の第９態様に係る試験方法は、第８態様に係る試験方法であって、前記燃料ペレットに相当する粒子の前記試験体での飛散状態を計測するステップと、さらに含む。本開示によると、燃料の飛散を適切に評価することができる。

【0048】

以上、本開示の実施形態を説明したが、この実施形態の内容により実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

【符号の説明】

【0049】

１０ 試験装置
１２ 試験体
１４ 移動装置
１６ 加熱炉
１８ 制御装置
１９ 評価装置
２０ フレーム
２２ 試験対象管
２４ 模擬燃料棒
２６ 飛散ガード
２８ 温度センサ
３０ 被覆管
３２ 粒状ペレット
３４ 中実体
５０ ステージ
５２ 駆動軸
５４ 駆動源
６０ 筐体
６２ 加熱源
６４ 炉心管
６６ 加熱領域
７０、７２ 断熱材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】