JP2000193773A - Fuel assembly - Google Patents

Fuel assembly

Info

Publication number
JP2000193773A
JP2000193773A JP10372813A JP37281398A JP2000193773A JP 2000193773 A JP2000193773 A JP 2000193773A JP 10372813 A JP10372813 A JP 10372813A JP 37281398 A JP37281398 A JP 37281398A JP 2000193773 A JP2000193773 A JP 2000193773A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
uranium
fuel assembly
rods
gadolinia
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10372813A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhisa Miya
和寿 宮
Tatsuo Suzuki
龍雄 鈴木
Sadayuki Izutsu
定幸 井筒
Shingo Fujimaki
真吾 藤巻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Engineering Co Ltd, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Engineering Co Ltd
Priority to JP10372813A priority Critical patent/JP2000193773A/en
Publication of JP2000193773A publication Critical patent/JP2000193773A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the ratio recovered uranium used in a fuel assembly by using the recovered uranium obtained through the reprocessing of a used fuel for a fuel pellet containing a burnable poison such as gadolinia in the fuel assembly. SOLUTION: A fuel assembly has a natural uranium blanket at upper and lower ends. Fuel pellets of the highest enrichment are used for A in the enrichment distribution of fuel rods 11 and, after A, the enrichment of fuel pellets in descending order is: B, C, D and E. Types of a fuel are classified into 1 to 5 according to the difference of the enrichment distribution of each fuel rod. A type P of fuel rods are short fuel rods and a type G of them are fuel rods of gadolinia, a burnable poison. The fuel assembly also has water rods 16. If recovered uranium is used only for the gadolinia fuel rods, the ratio of the used recovered uranium in volume is about 15%. Moreover, all fuel rods are made of recovered uranium by using it for all other uranium fuel pellets and the ratio of the used recovered uranium in volume can be set at 100%.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、軽水型原子炉用燃
料集合体、特に使用済み燃料を再処理して回収したウラ
ンを用いた燃料集合体に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel assembly for a light water reactor, and more particularly to a fuel assembly using uranium recovered by reprocessing spent fuel.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の軽水型原子炉、例えば沸騰水型原
子炉では、濃縮ウラン及びガドリニア等の可燃性毒物を
有する燃料集合体を使用している。
2. Description of the Related Art In a conventional light water reactor, for example, a boiling water reactor, a fuel assembly having burnable poisons such as enriched uranium and gadolinia is used.

【0003】従来の燃料集合体の例を図1に示す。燃料
集合体13は、複数燃料棒11及びチャンネルボックス
12から構成される。チャンネルボックス12の外部に
は制御棒14あるいは中性子検出器計装管15を配置す
るようにしているため、各燃料集合体13の間隔は、制
御棒14等の装置が挿入されるだけ広げられ、周囲は冷
却水で満たされている。燃料棒11の上下端は、図示さ
れていない上部および下部タイプレートに支持されてい
る。チャンネルボックス12は、上部タイプレートに固
定され、燃料棒11の束を取り囲んでいる。16はウォ
ータロッド、17は燃料棒間の冷却材の流れる冷却材領
域である。冷却材はチャンネルボックス12内を下方よ
り上方に向かって流れる。
FIG. 1 shows an example of a conventional fuel assembly. The fuel assembly 13 includes a plurality of fuel rods 11 and a channel box 12. Since the control rods 14 or the neutron detector instrumentation tubes 15 are arranged outside the channel box 12, the intervals between the fuel assemblies 13 are widened as long as devices such as the control rods 14 are inserted. The surroundings are filled with cooling water. The upper and lower ends of the fuel rod 11 are supported by upper and lower tie plates (not shown). Channel box 12 is fixed to the upper tie plate and surrounds a bundle of fuel rods 11. 16 is a water rod, and 17 is a coolant region in which coolant flows between the fuel rods. The coolant flows in the channel box 12 upward from below.

【0004】燃焼に伴って炉心内では、主に次のような
現象が起こる。
[0004] The following phenomena mainly occur in the reactor core during combustion.

【0005】(1)核分裂性物質(ウラン235,プルト
ニウム239,プルトニウム241)の消耗。
(1) Consumption of fissile materials (uranium 235, plutonium 239, plutonium 241).

【0006】(2)燃料親物質(ウラン238,プルトニ
ウム240)の核分裂性物質への変換。
(2) Conversion of fuel parent materials (uranium 238, plutonium 240) to fissile materials.

【0007】(3)核分裂生成物の蓄積。(3) Accumulation of fission products.

【0008】燃焼に伴うウラン235の重量割合の変化
の一例を図2に示す。図2に示すように使用済み燃料に
は、約0.8 重量%のウラン235がまだ含まれてい
る。したがって、ウラン資源を有効に活用するため、使
用済み燃料を再処理して回収したウラン(以下、回収ウ
ランと称する)を再び濃縮プラントへ供給し、必要な濃
度にまで濃縮して再利用することが考えられる。
FIG. 2 shows an example of a change in the weight ratio of uranium 235 due to combustion. As shown in FIG. 2, the spent fuel still contains about 0.8% by weight of uranium 235. Therefore, in order to make effective use of uranium resources, uranium collected by reprocessing spent fuel (hereinafter referred to as "recovered uranium") must be supplied to the enrichment plant again, concentrated to the required concentration and reused. Can be considered.

【0009】一方、沸騰水型原子炉では、中性子が核分
裂性物質に吸収されて核分裂が起こり、この際にエネル
ギーとともに放出される中性子が次の核分裂を引き起こ
す連鎖反応によりエネルギーを出し続ける。原子炉を構
成する燃料集合体には、燃焼初期からある量の核分裂性
物質が装荷されており、燃料集合体が炉心に装荷されて
からその燃焼期間を終えて炉心から取り出されるまでの
燃料集合体の寿命は、その燃料集合体に含まれる核分裂
性物質によってほぼ定められている。燃料集合体の燃焼
の指標として、燃焼度というものが用いられるが、これ
は燃料集合体に含まれる燃料単位重量当たり発生する熱
量で定められている。
On the other hand, in a boiling water reactor, neutrons are absorbed by fissile material to cause fission, and neutrons released with energy at this time continue to emit energy by a chain reaction causing the next fission. A certain amount of fissile material has been loaded in the fuel assemblies that constitute the reactor since the initial stage of combustion, and the fuel assemblies from the loading of the fuel assemblies into the core until the fuel assembly ends its combustion period and is removed from the core The life of a body is largely determined by the fissile material contained in the fuel assembly. Burnup is used as an index of combustion of the fuel assembly, and is determined by the amount of heat generated per unit weight of fuel contained in the fuel assembly.

【0010】原子炉に装荷される燃料の経済性を向上さ
せるためには、できるだけ原子炉内に装荷される期間を
長くして燃焼度を増加させることが必要となる。燃料集
合体に含まれる核燃料物質が多いほど、燃料集合体の燃
焼度は増加することになるので、燃料の燃焼度を高めて
経済性を向上させるためには、燃料集合体に含まれる核
分裂性物質を増加させること、すなわち、燃料集合体の
ウラン235の平均濃縮度を増加することが行われてき
た。
[0010] In order to improve the economy of the fuel loaded in the nuclear reactor, it is necessary to increase the burn-up by extending the period in which the fuel is loaded in the nuclear reactor as much as possible. Since the burnup of the fuel assembly increases as the amount of nuclear fuel material contained in the fuel assembly increases, the fissionability of the fuel assembly must be increased in order to increase the burnup of the fuel and improve economic efficiency. Increasing the material, that is, increasing the average enrichment of uranium 235 in the fuel assembly, has been performed.

【0011】このように、ウラン資源の有効活用には、
高燃焼度化するために平均濃縮度を増加した燃料集合体
において、使用済み燃料を再処理して得られた回収ウラ
ンの燃料集合体内の使用割合を高める必要性が生じた。
Thus, effective utilization of uranium resources requires:
In a fuel assembly whose average enrichment has been increased in order to increase the burnup, it has become necessary to increase the usage rate of recovered uranium obtained by reprocessing spent fuel in the fuel assembly.

【0012】高燃焼度化に伴う、燃料集合体平均取出燃
焼度に対する、燃料集合体におけるガドリニア燃料棒の
体積割合の推移を図3に示す。同図に示すように、燃料
集合体のウラン235の平均濃縮度の増加に伴い、燃焼
初期における反応度が増加するため、炉停止余裕及び熱
的余裕を確保するために、可燃性毒物であるガドリニア
を含有する燃料棒(以下、ガドリニア燃料棒と称する)
の装荷割合も増加する傾向となる。従来は、可燃性では
あるがガドリニアという中性子毒物入りの燃料棒に同じ
中性子毒物を混入するのは避けているのが通例であった
が、図3に示すように、平均濃縮度の増加に伴いガドリ
ニア燃料棒の占める割合が多くなることから、ガドリニ
ア燃料棒にも回収ウランを混入して使用割合を高める必
要性が生じた。
FIG. 3 shows the transition of the volume ratio of the gadolinia fuel rods in the fuel assembly with respect to the average fuel output of the fuel assembly as the burnup increases. As shown in the figure, the reactivity in the early stage of combustion increases with the increase in the average enrichment of uranium 235 in the fuel assembly. Therefore, in order to secure a furnace shutdown margin and a thermal margin, it is a burnable poison. Fuel rod containing gadolinia (hereinafter referred to as gadolinia fuel rod)
Also tends to increase. In the past, it was customary to avoid mixing the same neutron poison into a fuel rod containing neutron poison, which is flammable but gadolinia. However, as shown in FIG. Since the ratio of gadolinia fuel rods increases, it has become necessary to increase the usage ratio by mixing recovered uranium into gadolinia fuel rods.

【0013】既に、ガドリニアを含有するペレットを除
く特許はいくつか出願されているが、特願平9−342527
号出願(参照)の例のようにガドリニア燃料棒を除いて
使用される、ウラン燃料棒のペレット濃縮度及び装荷位
置を提供するものである。
Although several patents have already been filed except for pellets containing gadolinia, Japanese Patent Application No. 9-342527 has been filed.
It provides pellet enrichment and loading location for uranium fuel rods used without gadolinia fuel rods, as in the example of the above-referenced application.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、燃料の
経済性を向上させるために、取出燃焼度を高めようとす
ると、燃料集合体の平均濃縮度が増加し、さらに可燃性
毒物であるガドリニア等の含有量も増加する。本発明の
目的は、平均濃縮度の増加に伴い可燃性毒物であるガド
リニア等の含有量も増加した燃料集合体において、使用
済み燃料を再処理して得られた回収ウランの燃料集合体
内の使用割合を高める燃料集合体を提供することであ
る。
As described above, in order to improve the economy of fuel, when the removal burn-up is increased, the average enrichment of the fuel assembly increases, and the fuel assembly is a burnable poison. The content of gadolinia and the like also increases. An object of the present invention is to use recovered uranium obtained by reprocessing spent fuel in a fuel assembly in which the content of gadolinia or the like, which is a burnable poison, has increased with an increase in average enrichment. The object is to provide a fuel assembly that increases the proportion.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、燃料集合体において、燃料集合体内の
ガドリニア等の可燃性毒物を含有する燃料ペレットに、
使用済み燃料を再処理して得られた回収ウランを使用す
る。
In order to achieve the above object, according to the present invention, in a fuel assembly, fuel pellets containing burnable poisons such as gadolinia in the fuel assembly are provided.
The recovered uranium obtained by reprocessing spent fuel is used.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を用
いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0017】図4は、本発明の実施例を示すものであ
る。図4(a),(b)の燃料集合体は、上下端に天然ウ
ランブランケットを有し、燃料棒11の濃縮度分布はA
が最高濃縮度の燃料ペレットを使用し、以下順にB,
C,D,Eと燃料ペレットの濃縮度が低くなっている。
また、それぞれの燃料棒の濃縮度分布の違いにより燃料
棒タイプを1〜5としている。ここで、燃料棒タイプP
は短尺燃料棒、Gは可燃性毒物であるガドリニア燃料棒
である。また16はウォータロッドである。
FIG. 4 shows an embodiment of the present invention. 4A and 4B have a natural uranium blanket at the upper and lower ends, and the enrichment distribution of the fuel rod 11 is A
Uses the highest enriched fuel pellets, B,
The enrichment of C, D, E and fuel pellets is low.
Further, fuel rod types are set to 1 to 5 depending on the difference in enrichment distribution of each fuel rod. Where fuel rod type P
Is a short fuel rod, and G is a gadolinia fuel rod which is a burnable poison. Reference numeral 16 denotes a water rod.

【0018】本実施例では、ガドリニア燃料棒のみに回
収ウランを使用した場合、回収ウラン使用体積割合は約
15%となる。
In this embodiment, when the recovered uranium is used only for the gadolinia fuel rod, the used volume ratio of the recovered uranium is about 15%.

【0019】更に、その他全てのウラン燃料ペレットに
回収ウランを使用することにより、全燃料棒を回収ウラ
ンとし回収ウラン使用体積割合を100%にすることが
可能である。
Further, by using recovered uranium for all other uranium fuel pellets, all fuel rods can be recovered uranium and the volume ratio of recovered uranium used can be 100%.

【0020】沸騰水型原子炉で使用される燃料集合体
は、運転融通性の向上を図るために、ガドリニア燃料棒
の本数が異なる2種類の燃料集合体(以下、ガドリニア
燃料棒の本数が多い燃料を高Gd燃料、少ない燃料を低
Gd燃料と称する。)を用意し、サイクルの運転期間に
応じて高Gd燃料と低Gd燃料の装荷割合を変え、熱的
特性の最適化を図っている。図5(a),(b)に、第2
の実施例として、実施例1を低Gd燃料とした場合の高
Gd燃料を示すが、ガドリニア燃料棒のみに回収ウラン
を使用した場合には、回収ウラン使用体積割合は約19
%となり、特に高Gd燃料にむいて使用体積割合が多く
なる。
The fuel assemblies used in a boiling water reactor have two types of fuel assemblies having different numbers of gadolinia fuel rods (hereinafter, the number of gadolinia fuel rods is large in order to improve the operation flexibility. The fuel is referred to as high Gd fuel and the low fuel is referred to as low Gd fuel.) The loading ratio between the high Gd fuel and the low Gd fuel is changed according to the cycle operation period to optimize the thermal characteristics. . FIGS. 5A and 5B show the second
As an example of the first embodiment, a high Gd fuel in the case of using the low Gd fuel in the first embodiment is shown. However, when the recovered uranium is used only for the gadolinia fuel rod, the volume ratio of the recovered uranium used is about 19%.
%, Especially for high Gd fuels.

【0021】図6(a),(b)には、本発明を適用した
第3の実施例を示す。図6の燃料集合体は、上下端に天
然ウランブランケットを有し、燃料棒11の濃縮度分布
はAが最高濃縮度の燃料ペレットを使用し、以下順に
B,C,D,Eと燃料ペレットの濃縮度が低くなってい
る。また、それぞれの燃料棒の濃縮度分布の違いにより
燃料棒タイプを1〜5としている。ここで、燃料棒タイ
プPは短尺燃料棒、Gは可燃性毒物であるガドリニア燃
料棒である。また16はウォータロッドである。本実施
例では、ガドリニア燃料棒のみに回収ウランを使用した
場合、回収ウラン使用体積割合は約20%となる。更
に、その他全てのウラン燃料ペレットに回収ウランを使
用することにより、全燃料棒を回収ウランとし回収ウラ
ン使用体積割合を100%にできる。
FIGS. 6A and 6B show a third embodiment to which the present invention is applied. The fuel assembly shown in FIG. 6 has a natural uranium blanket at the upper and lower ends, and the enrichment distribution of the fuel rods 11 is such that A uses the highest enrichment fuel pellet, and B, C, D, E and the fuel pellet in the following order. Concentration is low. Further, fuel rod types are set to 1 to 5 depending on the difference in enrichment distribution of each fuel rod. Here, the fuel rod type P is a short fuel rod, and G is a gadolinia fuel rod which is a burnable poison. Reference numeral 16 denotes a water rod. In the present embodiment, when the recovered uranium is used only for the gadolinia fuel rod, the used volume ratio of the recovered uranium is about 20%. Further, by using recovered uranium for all other uranium fuel pellets, all the fuel rods can be recovered uranium and the volume ratio of recovered uranium used can be 100%.

【0022】図7(a),(b)には、本発明を適用した
第4の実施例を示す。
FIGS. 7A and 7B show a fourth embodiment to which the present invention is applied.

【0023】図7の燃料集合体は、上下端に天然ウラン
ブランケットを有し、燃料棒11の濃縮度分布はAが最
高濃縮度の燃料ペレットを使用し、以下順にB,C,
D,E,Fと燃料ペレットの濃縮度が低くなっている。
また、それぞれの燃料棒の濃縮度分布の違いにより燃料
棒タイプを1〜7としている。ここで、燃料棒タイプP
は短尺燃料棒、Gは可燃性毒物であるガドリニア燃料棒
である。また16はウォータロッドである。
The fuel assembly shown in FIG. 7 has a natural uranium blanket at the upper and lower ends, and the enrichment distribution of the fuel rods 11 is such that A uses the highest enriched fuel pellets.
The enrichment of D, E, F and fuel pellets is low.
Further, the fuel rod types are set to 1 to 7 depending on the difference in the enrichment distribution of each fuel rod. Where fuel rod type P
Is a short fuel rod, and G is a gadolinia fuel rod which is a burnable poison. Reference numeral 16 denotes a water rod.

【0024】本実施例では、2種類以上の可燃性毒物で
あるガドリニア燃料棒G1及びG2に回収ウランを使用
した例である。これにより、本実施例では、ガドリニア
燃料棒のみに回収ウランを使用した場合、回収ウラン使
用体積割合は約20%となる。更に、その他全てのウラ
ン燃料ペレットに回収ウランを使用することにより、全
燃料棒を回収ウランとし回収ウラン使用体積割合を10
0%にできる。
In this embodiment, recovered uranium is used for gadolinia fuel rods G1 and G2, which are two or more kinds of burnable poisons. Thus, in the present embodiment, when the recovered uranium is used only for the gadolinia fuel rod, the recovered uranium usage volume ratio is about 20%. Furthermore, by using recovered uranium for all other uranium fuel pellets, all fuel rods are used as recovered uranium and the volume ratio of recovered uranium used is reduced to 10%.
0%.

【0025】図8(a),(b)には、本発明を適用した
第5の実施例を示す。図8の燃料集合体は、上下端に天
然ウランブランケットを有し、燃料棒11の濃縮度分布
はAが最高濃縮度の燃料ペレットを使用し、以下順に
B,C,D,Eと燃料ペレットの濃縮度が低くなってい
る。また、それぞれの燃料棒の濃縮度分布の違いにより
燃料棒タイプを1〜5としている。ここで、Gは可燃性
毒物であるガドリニア燃料棒、21はウォータボックス
である。本実施例では、ガドリニア燃料棒のみに回収ウ
ランを使用した場合、回収ウランの使用体積割合は、約
15%となる。更に、その他全てのウラン燃料ペレット
に回収ウランを使用することにより、全燃料棒を回収ウ
ランとし回収ウラン使用体積割合を100%にできる。
FIGS. 8A and 8B show a fifth embodiment to which the present invention is applied. The fuel assembly shown in FIG. 8 has a natural uranium blanket at the upper and lower ends, and the enrichment distribution of the fuel rod 11 is such that A uses the highest enrichment fuel pellet, and B, C, D, E and the fuel pellet in the following order. Concentration is low. Further, fuel rod types are set to 1 to 5 depending on the difference in enrichment distribution of each fuel rod. Here, G is a gadolinia fuel rod, which is a burnable poison, and 21 is a water box. In this embodiment, when the recovered uranium is used only for the gadolinia fuel rod, the used volume ratio of the recovered uranium is about 15%. Further, by using recovered uranium for all other uranium fuel pellets, all the fuel rods can be recovered uranium and the volume ratio of recovered uranium used can be 100%.

【0026】図9(a),(b)には、本発明を適用した
第6の実施例を示す。図9の燃料集合体は、上下端に天
然ウランブランケットを有し、燃料棒11の濃縮度分布
はAが最高濃縮度の燃料ペレットを使用し、以下順に
B,C,D,Eと燃料ペレットの濃縮度が低くなってい
る。また、それぞれの燃料棒の濃縮度分布の違いにより
燃料棒タイプを1〜5としている。ここで、Gは可燃性
毒物であるガドリニア燃料棒、21はウォータボックス
である。本実施例では、ガドリニア燃料棒のみに回収ウ
ランを使用した場合、回収ウランの使用体積割合は約1
9%となる。更に、その他全てのウラン燃料ペレットに
回収ウランを使用することにより、全燃料棒を回収ウラ
ンとし回収ウラン使用体積割合を100%にできる。
FIGS. 9A and 9B show a sixth embodiment to which the present invention is applied. The fuel assembly of FIG. 9 has a natural uranium blanket at the upper and lower ends, and the enrichment distribution of the fuel rod 11 is such that A uses the highest enrichment fuel pellet, and B, C, D, E and the fuel pellet in the following order. Concentration is low. Further, fuel rod types are set to 1 to 5 depending on the difference in enrichment distribution of each fuel rod. Here, G is a gadolinia fuel rod, which is a burnable poison, and 21 is a water box. In this embodiment, when the recovered uranium is used only for the gadolinia fuel rod, the used volume ratio of the recovered uranium is about 1%.
9%. Further, by using recovered uranium for all other uranium fuel pellets, all the fuel rods can be recovered uranium and the volume ratio of recovered uranium used can be 100%.

【0027】図10(a),(b)には、本発明を適用し
た第7の実施例を示す。図10の燃料集合体は、上下端
に天然ウランブランケットを有し、燃料棒11の濃縮度
分布はAが最高濃縮度の燃料ペレットを使用し、以下順
にB,C,Dと燃料ペレットの濃縮度が低くなってい
る。また、それぞれの燃料棒の濃縮度分布の違いによ
り、燃料棒タイプを1〜4としている。ここで、燃料棒
タイプPは短尺燃料棒、Gは可燃性毒物であるガドリニ
ア燃料棒である。また16はウォータロッドである。
FIGS. 10A and 10B show a seventh embodiment to which the present invention is applied. The fuel assembly shown in FIG. 10 has a natural uranium blanket at the upper and lower ends, and the enrichment distribution of the fuel rod 11 is such that A uses the highest enrichment fuel pellet, and B, C, D and enrichment of the fuel pellet in the following order. The degree is low. Further, fuel rod types are set to 1 to 4 depending on the difference in enrichment distribution of each fuel rod. Here, the fuel rod type P is a short fuel rod, and G is a gadolinia fuel rod which is a burnable poison. Reference numeral 16 denotes a water rod.

【0028】本実施例では、ガドリニア燃料棒のみに回
収ウランを使用した場合、回収ウラン使用体積割合は約
17%となる。更に、その他全てのウラン燃料ペレット
に回収ウランを使用することにより、全燃料棒を回収ウ
ランとし回収ウラン使用体積割合を100%にできる。
In this embodiment, when the recovered uranium is used only for the gadolinia fuel rod, the used volume ratio of the recovered uranium is about 17%. Further, by using recovered uranium for all other uranium fuel pellets, all the fuel rods can be recovered uranium and the volume ratio of recovered uranium used can be 100%.

【0029】図11(a),(b)には、本発明を適用し
た第8の実施例を示す。図11の燃料集合体は、上下端
に天然ウランブランケットを有し、燃料棒11の濃縮度
分布はAが最高濃縮度の燃料ペレットを使用し、以下順
にB,C,D,Eと燃料ペレットの濃縮度が低くなって
いる。また、それぞれの燃料棒の濃縮度分布の違いによ
り燃料棒タイプを1〜5としている。ここで、Gは可燃
性毒物であるガドリニア燃料棒、22はウォータクロス
である。
FIGS. 11A and 11B show an eighth embodiment to which the present invention is applied. The fuel assembly of FIG. 11 has a natural uranium blanket at the upper and lower ends, and the enrichment distribution of the fuel rod 11 is such that A uses the highest enriched fuel pellet, and B, C, D, E and the fuel pellet in the following order. Concentration is low. Further, fuel rod types are set to 1 to 5 depending on the difference in enrichment distribution of each fuel rod. Here, G is a gadolinia fuel rod which is a burnable poison, and 22 is a water cloth.

【0030】本実施例では、ガドリニア燃料棒のみに回
収ウランを使用した場合、回収ウランの使用体積割合は
約20%となる。更に、その他全てのウラン燃料ペレッ
トに回収ウランを使用することにより、全燃料棒を回収
ウランとし回収ウラン使用体積割合を100%にでき
る。
In this embodiment, when the recovered uranium is used only for the gadolinia fuel rod, the used volume ratio of the recovered uranium is about 20%. Further, by using recovered uranium for all other uranium fuel pellets, all the fuel rods can be recovered uranium and the volume ratio of recovered uranium used can be 100%.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明によれば、可燃性毒物であるガド
リニア等を含有する燃料集合体において、使用済み燃料
を再処理して得られた回収ウランの燃料集合体内の使用
割合を高めることができる。
According to the present invention, in a fuel assembly containing gadolinia, which is a burnable poison, it is possible to increase the ratio of recovered uranium obtained by reprocessing spent fuel in the fuel assembly. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】従来の燃料集合体の横断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view of a conventional fuel assembly.

【図2】燃焼に伴うウラン235の重量割合の変化の例
を示す特性図。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing an example of a change in a weight ratio of uranium 235 due to combustion.

【図3】燃料集合体平均取出燃焼度に対する燃料集合体
におけるガドリニア燃料棒の体積割合の例を示す特性
図。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing an example of a volume ratio of gadolinia fuel rods in a fuel assembly with respect to a fuel assembly average extraction burnup.

【図4】(a)と(b)は第1の実施例によるウランペ
レットの配置を示す平面図と燃料濃縮度及びガドリニア
分布の例を示す分布図。
FIGS. 4A and 4B are a plan view showing an arrangement of uranium pellets according to the first embodiment, and a distribution diagram showing examples of fuel enrichment and gadolinia distribution.

【図5】(a)と(b)は第2の実施例によるウランペ
レットの配置を示す平面図と燃料濃縮度及びガドリニア
分布の例を示す分布図。
FIGS. 5A and 5B are a plan view showing an arrangement of uranium pellets according to a second embodiment and a distribution diagram showing examples of fuel enrichment and gadolinia distribution.

【図6】(a)及び(b)は第3の実施例によるウラン
ペレットの配置を示す平面図と燃料濃縮度及びガドリニ
ア分布の例を示す分布図。
FIGS. 6A and 6B are a plan view showing an arrangement of uranium pellets according to a third embodiment, and a distribution diagram showing examples of a fuel enrichment and a gadolinia distribution.

【図7】(a)及び(b)は第4の実施例によるウラン
ペレットの配置を示す平面図と燃料濃縮度及びガドリニ
ア分布の例を示す分布図。
FIGS. 7A and 7B are a plan view showing an arrangement of uranium pellets according to a fourth embodiment and a distribution diagram showing examples of fuel enrichment and gadolinia distribution.

【図8】(a)及び(b)は第5の実施例によるウラン
ペレットの配置を示す平面図と燃料濃縮度及びガドリニ
ア分布の例を示す分布図。
FIGS. 8A and 8B are a plan view showing an arrangement of uranium pellets according to a fifth embodiment and a distribution diagram showing examples of fuel enrichment and gadolinia distribution.

【図9】(a)及び(b)は第6の実施例によるウラン
ペレットの配置を示す平面図と燃料濃縮度及びガドリニ
ア分布の例を示す分布図。
FIGS. 9A and 9B are a plan view showing an arrangement of uranium pellets according to a sixth embodiment and a distribution diagram showing examples of fuel enrichment and gadolinia distribution.

【図10】(a)及び(b)は第7の実施例によるウラ
ンペレットの配置を示す平面図と燃料濃縮度及びガドリ
ニア分布の例を示す分布図。
FIGS. 10 (a) and (b) are a plan view showing an arrangement of uranium pellets according to a seventh embodiment, and a distribution diagram showing examples of fuel enrichment and gadolinia distribution.

【図11】(a)及び(b)は第8の実施例によるウラ
ンペレットの配置を示す平面図と燃料濃縮度及びガドリ
ニア分布の例を示す分布図。
FIGS. 11A and 11B are a plan view showing an arrangement of uranium pellets according to an eighth embodiment and a distribution diagram showing examples of fuel enrichment and gadolinia distribution.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1〜7…燃料棒タイプ、11…燃料棒、12…チャンネ
ルボックス、13…燃料集合体、14…制御棒、15…
中性子検出器計装管、16…ウォータロッド、17…冷
却材領域、21…ウォータボックス、22…ウォータク
ロス、P…短尺燃料棒、G…可燃性毒物含有燃料棒。
1 to 7: fuel rod type, 11: fuel rod, 12: channel box, 13: fuel assembly, 14: control rod, 15 ...
Neutron detector instrumentation tube, 16: water rod, 17: coolant area, 21: water box, 22: water cross, P: short fuel rod, G: burnable poison-containing fuel rod.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 龍雄 茨城県日立市幸町三丁目2番1号 日立エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 井筒 定幸 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 藤巻 真吾 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Tatsuo Suzuki 3-2-1 Sachimachi, Hitachi-City, Ibaraki Prefecture Within Hitachi Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Sadayuki Izutsu 3-1-1 Sachimachi, Hitachi-City, Ibaraki Prefecture No. 1 Inside Hitachi, Ltd. Hitachi Plant (72) Inventor Shingo Fujimaki 3-1-1 Kochicho, Hitachi City, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside Hitachi, Ltd. Hitachi Plant

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】軽水を冷却材とする原子炉の炉心部に装荷
される核燃料物質を内蔵し、格子状に配置されている複
数の燃料棒を有する燃料集合体において、複数の燃料棒
のうち少なくとも1本は可燃性毒物であるガドリニア等
を含有する燃料棒を含み、燃料集合体内の可燃性毒物で
あるガドリニア等を含有する燃料ペレットに、使用済み
燃料を再処理して得られた回収したウランを使用するこ
とを特徴とする燃料集合体。
1. A fuel assembly including a nuclear fuel material loaded in a core portion of a nuclear reactor using light water as a coolant and having a plurality of fuel rods arranged in a lattice, wherein At least one of the fuel rods contains a fuel rod containing a burnable poison, such as gadolinia, and is recovered by reprocessing spent fuel into a fuel pellet containing a burnable poison, such as gadolinia, in a fuel assembly. A fuel assembly using uranium.
【請求項2】請求項1において、ウラン加工施設で取り
扱うウラン濃縮の燃料ペレット全数に、使用済み燃料を
再処理して得られた回収したウランを使用することを特
徴とする燃料集合体。
2. The fuel assembly according to claim 1, wherein recovered uranium obtained by reprocessing spent fuel is used for all uranium-enriched fuel pellets handled in the uranium processing facility.
【請求項3】請求項1又は2において、前記燃料集合体
の平均濃縮度が燃料集合体の高燃焼度化により増加し、
3.5 重量%以上であることを特徴とする燃料集合体。
3. The fuel assembly according to claim 1, wherein the average enrichment of the fuel assembly is increased by increasing the burnup of the fuel assembly.
3.5% by weight or more of the fuel assembly.
【請求項4】請求項1から3のいずれか1項記載におい
て、前記複数の燃料棒は、異なる燃料ペレット充填部長
さを有する少なくとも2種類の燃料棒からなり、このう
ち燃料ペレット充填部長さが短い短尺燃料棒を少なくと
も1本以上配置することを特徴とする燃料集合体。
4. The fuel rod according to claim 1, wherein the plurality of fuel rods include at least two types of fuel rods having different fuel pellet filling lengths, wherein the fuel pellet filling length is at least two. A fuel assembly, wherein at least one short fuel rod is arranged.
【請求項5】請求項1から4のいずれか1項記載におい
て、前記燃料集合体を構成する燃料棒が、9行9列の格
子状に配置され、その中央部の燃料7本が配置可能な領
域に、2本の太径ウォータロッドが配置されていること
を特徴とする燃料集合体。
5. The fuel assembly according to claim 1, wherein the fuel rods constituting the fuel assembly are arranged in a grid of 9 rows and 9 columns, and seven fuels in the center thereof can be arranged. A fuel assembly, wherein two large-diameter water rods are arranged in a suitable area.
【請求項6】請求項1又は2において、前記燃料集合体
を構成する燃料棒が、9行9列の格子状に配置されその
中央部の燃料9本が配置可能な領域に、1本のウォータ
ボックスが配置されていることを特徴とする燃料集合
体。
6. The fuel assembly according to claim 1 or 2, wherein the fuel rods constituting the fuel assembly are arranged in a grid of 9 rows and 9 columns, and one fuel rod is provided in a central area where nine fuels can be arranged. A fuel assembly, wherein a water box is arranged.
【請求項7】請求項1又は2において、前記燃料集合体
を構成する燃料棒が、10行10列の格子状に配置され
ていることを特徴とする燃料集合体。
7. The fuel assembly according to claim 1, wherein the fuel rods constituting the fuel assembly are arranged in a grid of 10 rows and 10 columns.
JP10372813A 1998-12-28 1998-12-28 Fuel assembly Pending JP2000193773A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10372813A JP2000193773A (en) 1998-12-28 1998-12-28 Fuel assembly

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10372813A JP2000193773A (en) 1998-12-28 1998-12-28 Fuel assembly

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000193773A true JP2000193773A (en) 2000-07-14

Family

ID=18501087

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10372813A Pending JP2000193773A (en) 1998-12-28 1998-12-28 Fuel assembly

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000193773A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013245954A (en) * 2012-05-23 2013-12-09 Nuclear Fuel Ind Ltd Fuel assembly for boiling-water reactor and method of disposing fuel rods
JP2015031574A (en) * 2013-08-01 2015-02-16 原子燃料工業株式会社 Fuel assembly for boiling water reactor
US9799414B2 (en) 2010-09-03 2017-10-24 Atomic Energy Of Canada Limited Nuclear fuel bundle containing thorium and nuclear reactor comprising same
US10176898B2 (en) 2010-11-15 2019-01-08 Atomic Energy Of Canada Limited Nuclear fuel containing a neutron absorber
US10950356B2 (en) 2010-11-15 2021-03-16 Atomic Energy Of Canada Limited Nuclear fuel containing recycled and depleted uranium, and nuclear fuel bundle and nuclear reactor comprising same

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9799414B2 (en) 2010-09-03 2017-10-24 Atomic Energy Of Canada Limited Nuclear fuel bundle containing thorium and nuclear reactor comprising same
US10176898B2 (en) 2010-11-15 2019-01-08 Atomic Energy Of Canada Limited Nuclear fuel containing a neutron absorber
US10950356B2 (en) 2010-11-15 2021-03-16 Atomic Energy Of Canada Limited Nuclear fuel containing recycled and depleted uranium, and nuclear fuel bundle and nuclear reactor comprising same
JP2013245954A (en) * 2012-05-23 2013-12-09 Nuclear Fuel Ind Ltd Fuel assembly for boiling-water reactor and method of disposing fuel rods
JP2015031574A (en) * 2013-08-01 2015-02-16 原子燃料工業株式会社 Fuel assembly for boiling water reactor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1085525B1 (en) Light water reactor core and fuel assembly
JP2511581B2 (en) Boiling water reactor core and boiling water reactor
US4251321A (en) Nuclear reactor utilizing plutonium
JPH0640137B2 (en) Fuel assembly and boiling water reactor
JPH0821890A (en) Light water reactor core, fuel assembly, and control rod
CA2698877C (en) Burnable poison materials and apparatuses for nuclear reactors and methods of using the same
JP2000193773A (en) Fuel assembly
JPH0450551B2 (en)
JPS61787A (en) Fuel aggregate for nuclear reactor and method of operating nuclear reactor
JP3828345B2 (en) Light water reactor core and fuel assembly
JPH11287881A (en) Fuel assembly
JP2742441B2 (en) Fast breeder reactor core
JP4972287B2 (en) Simple reprocessing nuclear fuel assembly
JP2004109085A (en) Fuel assembly for boiling water reactor
JP2000258574A (en) Fuel assembly
JP4198397B2 (en) Nuclear reactor core
JP4044993B2 (en) Reactor fuel loading method
JPH05323072A (en) Fuel assembly for pressurized water reactor
JP2004333432A (en) Fuel loading method for nuclear reactor
JPH0827370B2 (en) Boiling water reactor
JPH1123762A (en) Fuel assembly and initial loading reactor core
JP3596831B2 (en) Boiling water reactor core
JPH026784A (en) Fuel assembly for nuclear reactor
JP2000111679A (en) Mox fuel assembly
Sofer et al. Fuel assemblies containing UO 2 and PuO 2--UO 2 for water cooled nuclear reactors