JP2001215290A - Light water reactor core and fuel assembly - Google Patents

Light water reactor core and fuel assembly

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JP2001215290A JP2000263234A JP2000263234A JP2001215290A JP 2001215290 A JP2001215290 A JP 2001215290A JP 2000263234 A JP2000263234 A JP 2000263234A JP 2000263234 A JP2000263234 A JP 2000263234A JP 2001215290 A JP2001215290 A JP 2001215290A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light reactor water core and fuel assembly having economical efficiency and safety of the same degree as a BWR in operation at present, namely, directing Pu multi-recycle having a minimally changed reactor structure, maintaining a negative void coefficient, and having a breeding ratio near 1.0 or over 1.0. SOLUTION: This light water reactor core has an effective water-to-fuel volume ratio of 0.1-0.6, by combining together dense lattice fuel assembly comprising a fuel rod obtained by adding Pu to depleted uranium, natural uranium, or low enriched uranium, a coolant with a high void fraction of 45%-70%, and a large-sized control rod comprising one or more absorbing rods having a larger sectional area than the sectional area of a fuel rod unit lattice cell.

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、軽水炉炉心及び炉
心を構成する燃料集合体に係り、特に沸騰水型原子炉
(BWR,Boiling Water Reactor)において、経済性や
安全性が現在運転中のBWRと同程度、すなわち炉内構
造の変更を最小限にとどめ、負のボイド係数を維持しつ
つ、増殖比を1.0近傍又は1.0を若干上まわるプルト
ニウム(Pu)マルチリサイクルを指向した軽水炉炉心及
び燃料集合体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light water reactor core and a fuel assembly constituting the core, and more particularly to a boiling water reactor.
(BWR, Boiling Water Reactor) has the same economy and safety as the currently operating BWR, that is, minimizes changes in the furnace structure and maintains the negative void coefficient while maintaining a growth ratio of 1. The present invention relates to a light water reactor core and a fuel assembly for plutonium (Pu) multi-recycling, which is near zero or slightly more than 1.0.

【0002】[0002]

【従来の技術】原子炉の内部では核分裂反応により、ウ
ラン−235やプルトニウム−239などの核分裂性物
質の消耗とともに、ウラン−238やプルトニウム−2
40などの燃料親物質の核分裂性物質への変換が起って
いる。炉心から取り出される燃料に含まれる核分裂性物
質量と炉心に装荷される燃料に含まれる核分裂性物質量
の比を増殖比と言うが、従来の軽水冷却原子炉では、増
殖比は0.5 程度である。ウラン資源を有効に活用する
方法として、増殖比を高めることが考えられている。
2. Description of the Related Art In a nuclear reactor, a nuclear fission reaction causes the depletion of fissile materials such as uranium-235 and plutonium-239, as well as uranium-238 and plutonium-2.
Conversion of fuel parent material, such as 40, to fissile material has occurred. The ratio of the amount of fissile material contained in the fuel taken out of the core to the amount of fissile material contained in the fuel loaded into the core is called the breeding ratio. In a conventional light water cooled reactor, the breeding ratio is about 0.5. It is. As a method of effectively utilizing uranium resources, it is considered to increase the breeding ratio.

【0003】特開昭55−10591号公報や、1982年のN
uclear Technology 誌59巻の第212〜227頁に
は、加圧水型原子炉において、燃料棒を三角格子に稠密
配置し、水対燃料体積比を小さくすることで増殖比を向
上できることが示されている。しかしながら、増殖比
は、高々0.9 程度であり、出力を落さず運転を継続す
るには、核分裂性物質を補給する必要がある。増殖比を
さらに高めるには、燃料棒間隙を狭くし、水対燃料体積
比をさらに小さくすることが考えられるが、燃料集合体
の製作や熱的余裕の確保などの点で限界があり、実現は
困難である。
[0003] JP-A-55-10591 and N.
uclear Technology, Vol. 59, pp. 212-227 shows that in a pressurized water reactor, the fuel rods can be densely arranged in a triangular lattice and the water to fuel volume ratio can be reduced to improve the breeding ratio. . However, the growth ratio is at most about 0.9, and it is necessary to replenish fissile material in order to continue operation without decreasing the output. In order to further increase the breeding ratio, it is conceivable to narrow the fuel rod gap and further reduce the water-to-fuel volume ratio.However, there are limitations in the production of fuel assemblies and securing thermal margins. It is difficult.

【0004】一方、特開平1−227993 号公報には、沸騰
水型原子炉の特徴である炉心内で発生する蒸気ボイドを
活用して、水対燃料体積比を実効的に小さくする方法が
示されている。しかしながら、この従来例では、プルト
ニウム増倍比(炉心から取り出される燃料に含まれる核
分裂性プルトニウム量と炉心に装荷される燃料に含まれ
る核分裂性プルトニウム量の比;核分裂性プルトニウム
に対する増殖比)を1近傍にすることは示されている
が、増殖比(天然ウランにプルトニウムを富化した場合
プルトニウム増倍比より4〜5%程度小さい値となる)
を1近傍又は1以上にすることは示されていない。プル
トニウム増倍比が1近傍の場合、出力を落さず運転を継
続するには、プルトニウムを天然ウランに富化すること
が必要となり、全ウラン資源を使いきることができな
い。なお、本発明において、増殖比1近傍とは0.98
以上を意味している。
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-227993 discloses a method for effectively reducing the water-to-fuel volume ratio by utilizing a steam void generated in a reactor core, which is a feature of a boiling water reactor. Have been. However, in this conventional example, the plutonium multiplication ratio (the ratio of the amount of fissile plutonium contained in the fuel taken out of the core to the amount of fissile plutonium contained in the fuel loaded into the core; the proliferation ratio with respect to the fissile plutonium) is 1 Although it is shown to be near, the growth ratio (when natural uranium is enriched with plutonium, the value becomes about 4 to 5% smaller than the plutonium multiplication ratio)
Is not shown to be close to one or more than one. When the plutonium multiplication ratio is close to 1, plutonium must be enriched in natural uranium in order to continue the operation without decreasing the output, and the entire uranium resource cannot be used up. In the present invention, the growth ratio of around 1 is 0.98.
This means the above.

【0005】更に、特開平8−21890号公報には、劣化ウ
ラン,天然ウラン,減損ウラン,低濃縮ウランの少なく
とも1つを含むウランに、PuあるいはPuとアクチノ
イド核種を富化した燃料を有する炉心において、増殖比
が1.0近傍又は1.0以上で、ボイド係数が負である炉
心が示されている。しかしながら、この従来例は制御棒
の製造性,経済性に関してさらなる改善をめざしたもの
では無かった。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-21890 discloses a reactor containing uranium containing at least one of depleted uranium, natural uranium, depleted uranium and low-enriched uranium and containing Pu or a fuel enriched with Pu and actinide nuclides. In the figure, a core having a breeding ratio of around 1.0 or 1.0 or more and a negative void coefficient is shown. However, this conventional example was not aimed at further improving the manufacturability and economy of the control rod.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、発電
コスト,熱的余裕と安全性を現在運転中の軽水炉と同程
度に保ち、エネルギー長期安定供給に寄与する炉心,燃
料集合体を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a reactor core and a fuel assembly which maintain the power generation cost, thermal margin and safety at the same level as those of a currently operating light water reactor and contribute to a long-term stable supply of energy. It is to be.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明によれば、劣化ウラン,天然ウラン,減損ウラン,
低濃縮ウラン(以下、劣化ウラン等という)の少なくと
も1つを含むウランに、PuあるいはPuとアクチノイ
ド核種(以下、Pu等という)を富化した燃料を有する
炉心において、増殖比が1.0近傍または1.0以上で、
ボイド係数が負であることを特徴とする炉心が提供され
る。本発明によれば、エネルギーの長期安定供給に寄与
するため、劣化ウランにPuを富化した燃料で、増殖比
1.0 を実現できる(以下、第1効果という)。本発明
によれば、劣化ウラン等にPuを添加した燃料で、増殖
比1.0近傍又は1.0以上を達成することで、Puを触
媒のようにして、劣化ウラン等を燃焼されることがで
き、エネルギー長期安定供給に寄与できる。
According to the present invention which achieves the above objects, according to the present invention, depleted uranium, natural uranium, depleted uranium,
A uranium containing at least one of low-enriched uranium (hereinafter, referred to as depleted uranium) has a breeding ratio of around 1.0 in a core having a fuel enriched with Pu or Pu and an actinoid nuclide (hereinafter, referred to as Pu). Or 1.0 or more,
A core is provided, wherein the core has a negative void coefficient. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in order to contribute to the long-term stable supply of energy, it can implement | achieve a breeding ratio of 1.0 with the fuel which enriched the depleted uranium with Pu (henceforth 1st effect). According to the present invention, a fuel obtained by adding Pu to depleted uranium or the like achieves a breeding ratio of around 1.0 or 1.0 or more, so that the depleted uranium or the like is burned like Pu as a catalyst And contribute to long-term stable supply of energy.

【0008】好ましい第1の実施形態は、劣化ウラン等
の少なくとも1つを含むウランに、Pu等を富化した燃
料を有する燃料集合体において、この燃料集合体の増殖
比が1.0近傍または1.0以上であることにある。第1
実施形態によれば、第1効果を得ることができる。第1
実施形態によれば、劣化ウラン等にPuを添加した燃料
で、増殖比1.0近傍又は1.0以上を達成することで、
Puを触媒のようにして、劣化ウラン等を燃焼されるこ
とができ、エネルギー長期安定供給に寄与できる。
In a first preferred embodiment, a fuel assembly having a fuel enriched with Pu or the like in uranium containing at least one of depleted uranium or the like has a fuel cell growth ratio of around 1.0 or less. 1.0 or more. First
According to the embodiment, the first effect can be obtained. First
According to the embodiment, a fuel obtained by adding Pu to depleted uranium or the like achieves a growth ratio of around 1.0 or 1.0 or more,
By using Pu as a catalyst, depleted uranium and the like can be burned, which can contribute to a long-term stable supply of energy.

【0009】また、好ましい第2の実施形態は、軽水炉
炉心が、燃料棒が三角形の格子状に配列された燃料集合
体と、横断面積が燃料棒単位格子セルの断面積より大き
な1本以上の吸収棒を有し、燃料集合体内に挿入される
太径制御棒とを備えていることにある。第2実施形態に
よれば、第1効果を得ることができると共に、エネルギ
ーの長期安定供給に寄与するため水対燃料体積比を低減
して、劣化ウランにPuを富化した燃料で、増殖比1.
0 を実現できる(以下、第2効果という)。また、第2
実施形態では、制御棒を太径化することにより、制御棒
の機械的強度が増し、制御棒の挿入および引き抜き時の
曲がりや座屈を抑制することができる。また、太径制御
棒の採用により、燃料集合体当たりの吸収棒の本数を少
なくすることができ、制御棒の製造性が容易となり、製
造コストを低減することができる。
In a preferred second embodiment, the light water reactor core comprises a fuel assembly in which fuel rods are arranged in a triangular lattice, and one or more fuel assemblies having a cross-sectional area larger than the cross-sectional area of the fuel rod unit lattice cell. A control rod having an absorption rod and being inserted into the fuel assembly. According to the second embodiment, the first effect can be obtained, and the water-to-fuel volume ratio is reduced to contribute to a long-term stable supply of energy. 1.
0 can be realized (hereinafter, referred to as a second effect). Also, the second
In the embodiment, by increasing the diameter of the control rod, the mechanical strength of the control rod is increased, and it is possible to suppress bending and buckling when the control rod is inserted and withdrawn. Further, by adopting the large-diameter control rods, the number of absorption rods per fuel assembly can be reduced, the control rods can be easily manufactured, and the manufacturing cost can be reduced.

【0010】また、好ましい第3の実施形態は、軽水炉
炉心が、太径制御棒が挿入されるガイドチューブ表面に
軽水より減速能の小さな物質からなる水排除領域を有す
る燃料集合体によって構成されることにある。この第3
実施形態によれば、第2効果を得ることができる。
In a third preferred embodiment, the light water reactor core is constituted by a fuel assembly having a water exclusion region made of a substance having a smaller speed reducing ability than light water on the surface of a guide tube into which a large diameter control rod is inserted. It is in. This third
According to the embodiment, the second effect can be obtained.

【0011】また、好ましい第4の実施形態は、燃料集
合体が、燃料棒が三角形の格子状に配列された稠密燃料
集合体であり、その燃料棒の間隙が0.7〜2.0mmであ
ることにある。この燃料集合体を用いて軽水炉炉心を構
成してもよい。第4実施形態によれば、第2効果を得る
ことができる。
In a fourth preferred embodiment, the fuel assembly is a dense fuel assembly in which fuel rods are arranged in a triangular lattice, and the gap between the fuel rods is 0.7 to 2.0 mm. There is to be. A light water reactor core may be configured using this fuel assembly. According to the fourth embodiment, the second effect can be obtained.

【0012】また、好ましい第5の実施形態は、燃料集
合体の実効的な水対燃料体積比が0.1から0.6の間に
あることにある。この燃料集合体を用いて軽水炉炉心を
構成してもよい。第5実施形態によれば、第2効果を得
ることができる。第5実施形態によれば、劣化ウラン等
にPuを添加した燃料からなる稠密燃料集合体,太径制
御棒を組合せ、実効的な水対燃料体積比を0.1〜0.6
としたことにより、増殖比1.0近傍又は1.0以上が達
成でき、エネルギー長期安定供給に寄与できる。
In a fifth preferred embodiment, the effective water-to-fuel volume ratio of the fuel assembly is between 0.1 and 0.6. A light water reactor core may be configured using this fuel assembly. According to the fifth embodiment, the second effect can be obtained. According to the fifth embodiment, a dense fuel assembly made of a fuel obtained by adding Pu to depleted uranium or the like and a large-diameter control rod are combined so that the effective water-to-fuel volume ratio is 0.1 to 0.6.
As a result, a growth ratio of around 1.0 or 1.0 or more can be achieved, which can contribute to a long-term stable supply of energy.

【0013】また、好ましい第6の実施形態は、軽水炉
炉心が、炉心外周部および上下端部のブランケット部分
を除いた炉心部における核分裂性Puの平均富化度が6
〜20wt%であることにある。第6実施形態によれ
ば、第2効果を得ることができる。
Further, in a preferred sixth embodiment, the light water reactor core has an average enrichment of fissionable Pu of 6 in the core excluding the core outer peripheral portion and the upper and lower end blanket portions.
-20% by weight. According to the sixth embodiment, the second effect can be obtained.

【0014】また、好ましい第7の実施形態は、燃料集
合体における、上下両端のブランケット部分を除いた領
域の平均核分裂性Puの富化度が、6〜20wt%であ
ることにある。第7実施形態によれば、第2効果を得る
ことができる。
[0014] In a preferred seventh embodiment, the average fissile Pu enrichment in the fuel assembly excluding the blanket portions at the upper and lower ends is 6 to 20 wt%. According to the seventh embodiment, the second effect can be obtained.

【0015】また、好ましい第8の実施形態は、沸騰水
型軽水炉炉心が、定格出力の50%以上で運転されてい
るときの炉心の平均ボイド率が45〜70%になること
にある。第8実施形態によれば、第2効果を得ることが
できる。第8実施形態によれば、稠密形燃料集合体と高
ボイド率冷却材の組合せにより、共鳴エネルギー領域の
中性子の割合が増加し、ドップラー効果が増大するとと
もに、負のボイド係数の絶対値が小さくなるので、出力
上昇事象,加圧事象,冷却材ボイド率減少事象等の安全
性が向上する。
A preferred eighth embodiment is that the boiling water reactor core has an average void ratio of 45 to 70% when the core is operated at 50% or more of the rated output. According to the eighth embodiment, the second effect can be obtained. According to the eighth embodiment, the combination of the dense fuel assembly and the high void fraction coolant increases the proportion of neutrons in the resonance energy region, increases the Doppler effect, and reduces the absolute value of the negative void coefficient. Therefore, safety such as an output rise event, a pressurization event, and a coolant void ratio decrease event is improved.

【0016】また、好ましい第9の実施形態は、軽水炉
炉心において、1つの制御棒駆動機構に接続された太径
制御棒が全て、1体の燃料集合体内に挿入され、かつ太
径制御棒は、炉心最外周を除いた領域に装荷される全て
の燃料集合体に挿入されることにある。第9実施形態に
よれば、炉停止余裕を損なうことなく第2効果を得るこ
とができる。
In a ninth preferred embodiment, in the light water reactor core, all the large diameter control rods connected to one control rod drive mechanism are inserted into one fuel assembly, and the large diameter control rod is Is inserted into all the fuel assemblies loaded in the area except the outermost periphery of the core. According to the ninth embodiment, the second effect can be obtained without impairing the furnace stop margin.

【0017】また、好ましい第10の実施形態は、軽水
炉炉心において、1つの制御棒駆動機構に接続された太
径制御棒が全て、1体の六角形あるいは正方形燃料集合
体内に挿入され、かつ太径制御棒は、炉心最外周を除い
た領域に装荷される全ての燃料集合体に挿入されること
にある。第9実施形態によれば、炉停止余裕を損なうこ
となく第2効果を得ることができる。
Further, in a preferred tenth embodiment, in the light water reactor core, all the large diameter control rods connected to one control rod drive mechanism are inserted into one hexagonal or square fuel assembly, and The diameter control rod is to be inserted into all the fuel assemblies loaded in the region except the outermost periphery of the core. According to the ninth embodiment, the second effect can be obtained without impairing the furnace stop margin.

【0018】また、好ましい第11の実施形態は、軽水
炉炉心において、1つの制御棒駆動機構に接続された複
数の太径制御棒が3体の六角形燃料集合体に挿入され、
かつ太径制御棒は、炉心最外周を除いた領域に装荷され
る全ての燃料集合体に挿入されることにある。第11実
施形態によれば、炉停止余裕を損なうことなく第2効果
を得ることができる。
In a preferred eleventh embodiment, in a light water reactor core, a plurality of large diameter control rods connected to one control rod drive mechanism are inserted into three hexagonal fuel assemblies,
In addition, the large-diameter control rod is to be inserted into all the fuel assemblies loaded in the region except the outermost periphery of the core. According to the eleventh embodiment, the second effect can be obtained without impairing the furnace stop margin.

【0019】また、好ましい第12の実施形態は、軽水
炉炉心において、1つの制御棒駆動機構に接続された複
数の太径制御棒が4体の正方形燃料集合体に挿入され、
かつ太径制御棒は、炉心最外周を除いた領域に装荷され
る全ての燃料集合体に挿入されることにある。第12実
施形態によれば、炉停止余裕を損なうことなく第2効果
を得ることができる。
In a twelfth preferred embodiment, a plurality of large diameter control rods connected to one control rod drive mechanism are inserted into four square fuel assemblies in a light water reactor core,
In addition, the large-diameter control rod is to be inserted into all the fuel assemblies loaded in the region except the outermost periphery of the core. According to the twelfth embodiment, the second effect can be obtained without impairing the furnace stop margin.

【0020】また、好ましい第13の実施形態は、軽水
炉炉心が制御棒先端部に減速材を排除するために軽水よ
り減速能が小さな物質、例えば炭素,重水素,ベリリウ
ム,Zr合金,ステンレス等からなるフォロアー部が設
置された制御棒を備えていることにある。第13実施形
態によれば、第2効果を得ることができる。
In a preferred thirteenth embodiment, the light water reactor core is made of a material having a smaller moderating power than light water, such as carbon, deuterium, beryllium, beryllium, Zr alloy, stainless steel, etc., in order to remove the moderator at the tip of the control rod. Is provided with a control rod in which a follower portion is provided. According to the thirteenth embodiment, the second effect can be obtained.

【0021】また、好ましい第14の実施形態は、燃料
集合体において、太径制御棒が挿入されるガイドチュー
ブに隣接する領域に配置された燃料棒と、燃料集合体の
中心から最も離れた領域に配置された燃料棒の核分裂性
プルトニウム富化度の平均値が、その他の領域に配置さ
れた燃料棒の核分裂性プルトニウム富化度の平均値より
小さいことにある。第14実施形態によれば、第2効果
を得ることができる。また、第14実施形態によれば、
燃料集合体内の出力ピーキングが低減し、熱的余裕が増
大する。
A fourteenth preferred embodiment is characterized in that, in the fuel assembly, a fuel rod disposed in a region adjacent to the guide tube into which the large-diameter control rod is inserted, and a region farthest from the center of the fuel assembly. The average value of the fissionable plutonium enrichment of the fuel rods arranged in the other region is smaller than the average value of the fissionable plutonium enrichment of the fuel rods arranged in other regions. According to the fourteenth embodiment, the second effect can be obtained. According to the fourteenth embodiment,
Output peaking within the fuel assembly is reduced and thermal margin is increased.

【0022】また、好ましい第15の実施形態は、軽水
炉炉心が炉心外周部および上下端部のブランケット部を
除く炉心部平均の出力密度を100kW/lから300
kW/lの範囲にしていることにある。第15実施形態
によれば、エネルギーの長期安定供給に寄与するため、
単位出力あたりの所要Puインベントリーを低減し、一
定のPu量で、できるだけ多くの発電用原子炉を運転で
き(以下、第3効果という)、発電コストを現在の軽水
炉と同程度にするため、現在運転中の炉と同じ材料,同
程度の圧力容器の大きさで、同程度の出力,燃焼度を同
程度の熱的余裕で達成でき(以下、第4効果という)、
更に、安全性を現在の軽水炉と同程度にするため、炉心
の高さ方向の中性子漏洩の増大や、出力上昇時の炉心高
さ方向の出力分布スウィングにより、負のボイド係数を
実現できる(以下、第5効果という)。
In a preferred fifteenth embodiment, the light water reactor core has an average power density of 100 kW / l to 300 kW excluding the outer peripheral portion of the core and blanket portions at the upper and lower ends.
kW / l. According to the fifteenth embodiment, to contribute to long-term stable supply of energy,
To reduce the required Pu inventory per unit output, operate as many reactors for power generation as possible with a certain amount of Pu (hereinafter referred to as the third effect), and reduce the power generation cost to the same level as the current LWR, The same power and burnup can be achieved with the same material and the same pressure vessel size as the operating furnace with the same thermal margin (hereinafter referred to as the fourth effect),
Furthermore, in order to make the safety comparable to current LWRs, a negative void coefficient can be realized by increasing neutron leakage in the height of the core and swinging the power distribution in the height of the core when the power is increased (hereinafter, referred to as , The fifth effect).

【0023】また、第15実施形態によれば、現在運転
中のBWRと圧力容器の直径や、出力等の運転条件,使
用材料をほぼ同じにしたことにより、性能が大幅に向上
したにもかかわらず、発電コストを現行のBWRと同程
度に抑えることができる。第15実施形態によれば、炉
心の出力密度を100〜300kW/lに高めることに
より、単位出力あたりのPuインベンリー量が低減し、
一定のPuに対して運転できる本発明の発電設備容量が
増大し、エネルギーの長期安定供給に寄与できる。
According to the fifteenth embodiment, the operating conditions such as the diameter of the BWR and the pressure vessel, the output, and the like, and the materials used are substantially the same, so that the performance is greatly improved. Power generation cost can be suppressed to the same level as the current BWR. According to the fifteenth embodiment, by increasing the power density of the core to 100 to 300 kW / l, the amount of Pu inventories per unit power is reduced,
The capacity of the power generation facility of the present invention that can be operated for a constant Pu is increased, which can contribute to long-term stable supply of energy.

【0024】また、好ましい第16の実施形態は、軽水
炉炉心が、炉心上下両端部のブランケット部を除く高さ
方向において、燃料集合体水平断面の核分裂性Pu平均
富化度が6wt%以上の部分が、40cmから140cmの
間にあることにある。第16実施形態によれば、第3効
果,第4効果及び第5効果を得ることができる。第16
実施形態によれば、現在建設中のABWRと同程度の直
径の圧力容器で同じ出力を出し、炉心の高さを40〜1
40cmと短尺の燃料集合体にしたことにより、Puのイ
ンベントリーを少なくでき、限られた世界の天然ウラン
埋蔵量の下で、軽水炉の使用済燃料から発生するPu
で、多くの本発明の炉が運転できることになり、エネル
ギー長期安定供給に寄与できる。
Further, in a preferred sixteenth embodiment, the light water reactor core has a portion in which the average fissionable Pu enrichment of the fuel assembly horizontal section is 6 wt% or more in the height direction excluding the blanket portions at the upper and lower ends of the core. Is between 40 cm and 140 cm. According to the sixteenth embodiment, the third, fourth, and fifth effects can be obtained. Sixteenth
According to the embodiment, the same output is produced by a pressure vessel having a diameter similar to that of the ABWR currently under construction, and the height of the core is set to 40-1.
By making the fuel assembly as short as 40 cm, the Pu inventory can be reduced and Pu generated from spent fuel in light water reactors under limited natural uranium reserves in the world
Therefore, many furnaces of the present invention can be operated, which can contribute to a long-term stable supply of energy.

【0025】また、第16実施形態によれば、短尺燃料
集合体により、炉心上下方向の中性子漏洩の増大,出力
分布の炉心上下方向のスウィング等の活用により、負の
ボイド係数の炉心が実現でき、燃料燃やしきり型の現行
軽水炉と同程度の安全性を有することができる。すなわ
ち、燃料集合体の高さ方向について水平断面の核分裂性
Puの平均富化度が6wt%以上の部分が40〜140
cmの間であることにより、単位出力あたりのPuインベ
ントリー量が低減し、一定のPuに対して運転できる本
発明の発電設備容量が増大し、エネルギーの長期安定供
給に寄与するとともに、蒸気発生量が増加したときの炉
心高さ方向の中性子漏洩効果が増大して、負のボイド係
数を大きくし、安全性に寄与する。
Further, according to the sixteenth embodiment, the short fuel assembly can realize a core having a negative void coefficient by utilizing neutron leakage in the vertical direction of the core and swinging the power distribution in the vertical direction of the core. Therefore, it can have the same level of safety as the current fuel-burning type light water reactor. That is, in the height direction of the fuel assembly, the portion where the average enrichment of fissile Pu in the horizontal section is 6 wt% or more is 40 to 140.
cm, the amount of Pu inventory per unit output is reduced, the capacity of the power generation equipment of the present invention that can be operated for a constant Pu is increased, which contributes to the long-term stable supply of energy and the amount of generated steam. The neutron leakage effect in the height direction of the core when the value increases increases the negative void coefficient and contributes to safety.

【0026】また、好ましい第17の実施形態は、燃料
集合体が、上下両端部のブランケット部を除く燃料集合
体の高さ方向において、水平断面の核分裂性Pu平均富
化度が6wt%以上である部分が、40cmと140cmの
間にあることにある。第17実施形態によれば、第3効
果,第4効果及び第5効果を得ることができる。第17
実施形態によれば、現在建設中のABWRと同程度の直
径の圧力容器で同じ出力を出し、炉心の高さを40〜1
40cmと短尺の燃料集合体にしたことにより、Puのイ
ンベントリーを少なくでき、限られた世界の天然ウラン
埋蔵量の下で、軽水炉の使用済燃料から発生するPu
で、多くの本発明の炉が運転できることになり、エネル
ギー長期安定供給に寄与できる。
In a preferred seventeenth embodiment, the fuel assembly has an average fissile Pu enrichment of 6 wt% or more in a horizontal section in the height direction of the fuel assembly excluding the upper and lower blanket portions. Some parts are between 40cm and 140cm. According to the seventeenth embodiment, the third, fourth, and fifth effects can be obtained. Seventeenth
According to the embodiment, the same output is produced by a pressure vessel having a diameter similar to that of the ABWR currently under construction, and the height of the core is set to 40-1.
By making the fuel assembly as short as 40 cm, the Pu inventory can be reduced and Pu generated from spent fuel in light water reactors under limited natural uranium reserves in the world
Therefore, many furnaces of the present invention can be operated, which can contribute to a long-term stable supply of energy.

【0027】また、第17実施形態によれば、短尺燃料
集合体により、炉心上下方向の中性子漏洩の増大,出力
分布の炉心上下方向のスウィング等の活用により、負の
ボイド係数の炉心が実現でき、燃料燃やしきり型の現行
軽水炉と同程度の安全性を有することができる。すなわ
ち、燃料集合体の高さ方向について水平断面の核分裂性
Puの平均富化度が6wt%以上の部分が40〜140
cmの間であることにより、単位出力あたりのPuインベ
ントリー量が低減し、一定のPuに対して運転できる本
発明の発電設備容量が増大し、エネルギーの長期安定供
給に寄与するとともに、蒸気発生量が増加したときの炉
心高さ方向の中性子漏洩効果が増大して、負のボイド係
数を大きくし、安全性に寄与する。
According to the seventeenth embodiment, a short fuel assembly can realize a core having a negative void coefficient by increasing the neutron leakage in the vertical direction of the core and utilizing the swing of the power distribution in the vertical direction of the core. Therefore, it can have the same level of safety as the current fuel-burning type light water reactor. That is, in the height direction of the fuel assembly, the portion where the average enrichment of fissile Pu in the horizontal section is 6 wt% or more is 40 to 140.
cm, the amount of Pu inventory per unit output is reduced, the capacity of the power generation equipment of the present invention that can be operated for a constant Pu is increased, which contributes to the long-term stable supply of energy and the amount of generated steam. The neutron leakage effect in the height direction of the core when the value increases increases the negative void coefficient and contributes to safety.

【0028】また、好ましい第18の実施形態は、軽水
炉炉心が、炉心最外周を除き炉心を径方向に等面積に二
分割して、炉心外側領域の燃料集合体炉心滞在サイクル
数の平均値が、炉心内側領域のそれより小さくなるよう
に燃料集合体を装荷したことにある。第18実施形態に
よれば、第4効果を得ることができる。第18実施形態
によれば、現在運転中のBWRと圧力容器の直径や、出
力等の運転条件,使用材料をほぼ同じにしたことによ
り、性能が大幅に向上したにもかかわらず、発電コスト
を現行のBWRと同程度に抑えることができる。
In a preferred eighteenth embodiment, the light water reactor core is divided into two equal areas in the radial direction except for the outermost circumference of the core, and the average value of the number of fuel assembly core stay cycles in the core outer region is reduced. In other words, the fuel assembly is loaded so as to be smaller than that in the core inner region. According to the eighteenth embodiment, the fourth effect can be obtained. According to the eighteenth embodiment, the operating conditions such as the diameter of the currently operating BWR and the pressure vessel, the operating conditions such as the output, and the materials used are almost the same. It can be reduced to the same level as the current BWR.

【0029】また、好ましい第19の実施形態は、炉心
最外周およびそれに隣接する燃料集合体のオリフィス圧
損係数の平均値が、それ以外の領域のオリフィス圧損係
数の平均値より大きいことにある。第19実施形態によ
れば、第4効果を得ることができる。第19実施形態に
よれば、現在運転中のBWRと圧力容器の直径や、出力
等の運転条件,使用材料をほぼ同じにしたことにより、
性能が大幅に向上したにもかかわらず、発電コストを現
行のBWRと同程度に抑えることができる。
A nineteenth preferred embodiment is such that the average value of the orifice pressure loss coefficients of the outermost periphery of the core and the fuel assembly adjacent thereto is larger than the average value of the orifice pressure loss coefficients of the other regions. According to the nineteenth embodiment, the fourth effect can be obtained. According to the nineteenth embodiment, the operating conditions such as the diameter and the output of the BWR and the pressure vessel that are currently operating and the materials used are substantially the same,
Despite the significant improvement in performance, power generation costs can be reduced to the same level as current BWRs.

【0030】また、好ましい第20の実施形態は、燃料
集合体が、上下両端部のブランケット部を除いて、核分
裂性Pu富化度が上半部の平均値より下半分の平均値が
低いことにある。第20実施形態によれば、第5効果を
得ることができる。第20実施形態によれば、上下二領
域燃料集合体により、炉心上下方向の中性子漏洩の増
大,出力分布の炉心上下方向のスウィング等の活用によ
り、負のボイド係数の炉心が実現でき、燃料燃やしきり
型の現行軽水炉と同程度の安全性を有することができ
る。すなわち、上下両端部のブランケット部を用いた燃
料集合体の上半部の核分裂性Pu富化度の平均値より、
下半部の平均値が低いことにより、炉心高さ方向の出力
分布が平坦化して、熱的余裕が増大するとともに、蒸気
発生量が増加した時に、炉心高さ方向の出力分布のスウ
ィングが働き、負のボイド反応度係数が増大して安全性
に寄与できる。
Further, in a preferred twentieth embodiment, the fuel assembly has a fissile Pu enrichment having a lower half average value lower than the average value of the upper half portion, except for the blanket portions at the upper and lower ends. It is in. According to the twentieth embodiment, the fifth effect can be obtained. According to the twentieth embodiment, a core having a negative void coefficient can be realized by increasing the neutron leakage in the vertical direction of the core and utilizing the swing in the vertical direction of the core in the power distribution by the upper and lower two-zone fuel assembly, and It can have the same level of safety as the current type of light water reactor. That is, from the average value of the fissile Pu enrichment in the upper half of the fuel assembly using the blanket portions at the upper and lower ends,
The lower mean value in the lower part flattens the power distribution in the core height direction, increasing the thermal margin, and when the amount of steam generated increases, the swing of the power distribution in the core height direction works. , The negative void reactivity coefficient increases, which can contribute to safety.

【0031】また、好ましい第21の実施形態は、燃料
集合体が、上下両端部のブランケット部を除く燃料集合
体の高さ方向において、核分裂性Pu富化度が6wt%
以上の部分が上下にあり、その間の中央付近の領域の核
分裂性Pu富化度が6wt%以下であることにある。第
21実施形態によれば、第5効果を得ることができる。
第21実施形態によれば、軸方向非均質燃料集合体によ
り、炉心上下方向の中性子漏洩の増大,出力分布の炉心
上下方向のスウィング等の活用により、負のボイド係数
の炉心が実現でき、燃料燃やしきり型の現行軽水炉と同
程度の安全性を有することができる。すなわち、燃料集
合体の上下両端のブランケット部を除く高さ方向につい
て、核分裂性Pu富化度が6wt%以上の部分が上下に
あり、その間の中央付近の領域の核分裂性Pu富化度を
6wt%以下にすることにより、炉の出力が上昇し、炉
心内の蒸気量が増加したときの炉心上下方向の出力分布
スウィングによる負のボイド係数が大きくなり、安全性
が向上する。さらに、炉心軸方向中央付近の領域の中性
子吸収効果により、炉心に装荷できるPuインベントリ
ーが大きくなり、Pu貯蔵炉としての機能が向上する。
そして、炉心高さも相対的に高くなり、燃料棒の全長も
長くなるので、最大線出力密度に対する熱的余裕も大き
くなる。
Further, in a preferred twenty-first embodiment, the fuel assembly has a fissionable Pu enrichment of 6 wt% in the height direction of the fuel assembly excluding the upper and lower blanket portions.
The above portion is located above and below, and the fissionable Pu enrichment in the region near the center therebetween is 6 wt% or less. According to the twenty-first embodiment, the fifth effect can be obtained.
According to the twenty-first embodiment, a core having a negative void coefficient can be realized by utilizing an increase in neutron leakage in the vertical direction of the core, a swing in the vertical direction of the core in the power distribution, and the like, by the non-homogeneous fuel assembly in the axial direction. It can have the same level of safety as current burnable water reactors. That is, in the height direction excluding the blanket portions at the upper and lower ends of the fuel assembly, there are portions above and below the fissile Pu enrichment of 6 wt% or more, and the fissile Pu enrichment in the region near the center between the portions is 6 wt%. % Or less, the power of the furnace increases, and the negative void coefficient due to the power distribution swing in the vertical direction of the core when the amount of steam in the core increases increases safety. Further, due to the neutron absorption effect near the center in the axial direction of the core, the Pu inventory that can be loaded into the core increases, and the function as a Pu storage furnace improves.
Further, the core height is relatively high, and the overall length of the fuel rod is also long, so that the thermal margin for the maximum linear power density is also large.

【0032】また、好ましい第22の実施形体は、沸騰
水型軽水炉炉心が、定格出力の50%以上で運転されて
いるときの冷却材の炉心の出口の蒸気重量率が20wt
%から40wt%の間であることにある。第22実施形
態によれば、安全性を現在の軽水炉と同程度にするた
め、沸騰による蒸留機能を維持し、炉内に存在する放射
化物質の圧力容器内への閉じ込めを達成できる(以下、
第6効果という)。第22実施形態によれば、冷却材の
炉心出口の蒸気重量率を40wt%以下におさえたた
め、炉内に蓄積されたコロージョン生成物等の放射性物
質を、沸騰による蒸溜機能を維持することにより、炉内
に閉じ込めることができ、現在運転中のBWRと同程度
のタービン側の放射性レベルを維持できるとともに、従
来の増殖炉の概念である蒸気冷却高速炉より、大幅な放
射性レベルの低減が図れる。
In a preferred twenty-second embodiment, the boiling water LWR core has a steam weight ratio of 20 wt% at the outlet of the coolant core when the core is operated at 50% or more of the rated output.
% To 40 wt%. According to the twenty-second embodiment, in order to ensure the same level of safety as a current light water reactor, the distillation function by boiling can be maintained, and confinement of the activated material present in the reactor in the pressure vessel can be achieved (hereinafter, referred to as the following).
The sixth effect). According to the twenty-second embodiment, since the steam weight ratio at the core outlet of the coolant is suppressed to 40 wt% or less, radioactive substances such as corrosion products accumulated in the furnace are maintained in a distillation function by boiling by maintaining the function. The reactor can be confined in the furnace, the same level of radioactivity on the turbine side as that of the BWR currently in operation can be maintained, and the radioactivity level can be significantly reduced as compared with the steam-cooled fast reactor that is the concept of the conventional breeder reactor.

【0033】また、好ましい第23の実施形態は、燃料
集合体が、使用済燃料から取り出されたPuとウランを
同時に装荷していることにある。この燃料集合体を用い
て軽水炉炉心を構成してもよい。第23実施形態によれ
ば、核不拡散に対応するため、Pu単独抽出を撤廃し、
PuとUを一体としてリサイクルできる(以下、第7効
果という)。第23実施形態によれば、Puとウランを
同時にリサイクルすることにより、核不拡散に対する防
止効果が大きくなる。
A twenty-third preferred embodiment is that the fuel assembly simultaneously loads Pu and uranium extracted from spent fuel. A light water reactor core may be configured using this fuel assembly. According to the twenty-third embodiment, in order to cope with nuclear non-proliferation, the single extraction of Pu is abolished,
Pu and U can be integrally recycled (hereinafter referred to as a seventh effect). According to the twenty-third embodiment, by simultaneously recycling Pu and uranium, the effect of preventing nuclear non-proliferation is increased.

【0034】また、好ましい第24の実施形態は、燃料
集合体が、使用済燃料から取り出されたPuとウランお
よびアクチノイドを同時に装荷していることにある。こ
の燃料集合体を用いて軽水炉炉心を構成してもよい。第
24実施形態によれば、長寿命の放射性廃棄物を後世に
残さないために、アクチノイド核種をウラン、Puと一
緒に炉内に滞在させ、リサイクルできる(以下、第8効
果という)。第24実施形態によれば、Pu,ウランお
よびアクチノイド核種を同時にリサイクルすることによ
り、アクチノイド核種の発生量と消滅量をバランスさせ
て増加量を零とするとともに放射性廃棄物の中で、特に
問題になっている長半減期のアクチノイド核種を原子
炉,再処理施設,燃料製造施設の中のみに閉じ込めるこ
とができ、環境に対する特性が向上する。
A twenty-fourth preferred embodiment is that the fuel assembly simultaneously loads Pu extracted from spent fuel, uranium, and an actinoid. A light water reactor core may be configured using this fuel assembly. According to the twenty-fourth embodiment, actinoid nuclides can be kept in a furnace together with uranium and Pu and recycled so as not to leave long-lived radioactive waste in posterity (hereinafter, referred to as an eighth effect). According to the twenty-fourth embodiment, by simultaneously recycling Pu, uranium and actinoid nuclides, the amount of actinide nuclides generated and annihilated is balanced to reduce the amount of increase to zero, and the radioactive waste is particularly problematic. Long-lived actinoid nuclides can be confined only in nuclear reactors, reprocessing facilities, and fuel manufacturing facilities, improving environmental characteristics.

【0035】本願発明者等の検討によれば、以下のこと
が判明している。
According to the study by the present inventors, the following has been found.

【0036】世界の天然ウラン資源量は、1500万ト
ン前後と推定されており、電気出力100万kWの現行
軽水炉1000基を約100年間運転可能な量に対応し
ている。その結果として、1500万トン弱の劣化ウラ
ンと1.5 万トンの核分裂性Puが残される。したがっ
て、劣化ウランにPuを富化した燃料で、電気出力10
0万kWあたりの炉内と炉外を含めた核分裂性Puのイ
ンベントリーが10トンで、増殖比1.0の発電炉(RB
WR,Resource-Renewable Boiling WaterReactor)は、
Puを触媒のようにして、劣化ウランで核分裂を継続す
ることが可能となり、ウランは1gあたり約1MWDの
熱エネルギーを発生するので、1500基のRBWRを1万
年間運転することが可能となり、全ウラン資源量を使い
きることができる。このため、前述の第1効果である長
期安定供給が可能になる。
The world's natural uranium resource is estimated to be around 15 million tonnes, which corresponds to the capacity of 1,000 existing light water reactors with an electric output of 1 MW for about 100 years. As a result, less than 15 million tons of depleted uranium and 15,000 tons of fissile Pu remain. Therefore, a fuel in which Pu is enriched in depleted uranium has an electric output of 10
A fissionable Pu with a breeding ratio of 1.0 ton with an inventory of 10 tons per 100,000 kW including inside and outside the reactor (RB)
WR, Resource-Renewable Boiling Water Reactor)
Using Pu as a catalyst, it is possible to continue fission with depleted uranium, and uranium generates about 1 MWD of heat energy per gram, so that 1500 RBWRs can be operated for 10,000 years. Uranium resources can be used up. For this reason, the above-mentioned first effect, that is, long-term stable supply becomes possible.

【0037】また、以下の作用により前述の第2効果を
生じる。本願発明者等の検討によれば、軽水炉炉心にお
ける増殖比と実効的な水対燃料体積比の関係について、
以下のことが判明している。実効的な水対燃料体積比
(Vm/Vf)effは、炉心内で蒸気ボイドが発生するこ
とを考慮して、幾何学的な水対燃料体積比(Vm/Vf)
geo (蒸気ボイドが発生しない水対燃料体積比)を拡張
したものである。蒸気ボイドが発生することでの水素密
度の減少割合をFとすると、両者には下記の関係があ
る。
The second effect described above is produced by the following operation. According to the study of the present inventors, regarding the relationship between the breeding ratio and the effective water to fuel volume ratio in the light water reactor core,
The following has been found: The effective water-to-fuel volume ratio (Vm / Vf) eff is a geometrical water-to-fuel volume ratio (Vm / Vf) in consideration of the occurrence of steam voids in the core.
It is an extension of geo (volume ratio of water to fuel without vapor voids). Assuming that the decrease rate of the hydrogen density due to the generation of the steam void is F, the two have the following relationship.

【0038】[0038]

【数1】 (Vm/Vf)eff=F(Vm/Vf)geo (数1) また、Fは、炉心平均の蒸気ボイド率V(%)と以下の
関係にある。
(Vm / Vf) eff = F (Vm / Vf) geo (Equation 1) Further, F has the following relationship with the core average steam void fraction V (%).

【0039】F=(100−V)/100+fV/100 ここで、fは飽和水密度に対する飽和蒸気密度の比であ
る。
F = (100−V) / 100 + fV / 100 where f is the ratio of the saturated vapor density to the saturated water density.

【0040】一般に、fは約1/20という小さな値で
あり、Fは以下のように近似できる。
In general, f is a small value of about 1/20, and F can be approximated as follows.

【0041】F≒(100−V)/100 図2に実効的な水対燃料体積比と中性子バランスから定
義される転換比および転換比を構成する三つの因子の関
係を示す。
F ≒ (100−V) / 100 FIG. 2 shows the conversion ratio defined by the effective water to fuel volume ratio and the neutron balance and the relationship between the three factors constituting the conversion ratio.

【0042】[0042]

【数2】 転換比=α(1+β)−(1+γ) (数2) ここで、 α:核分裂性物質に中性子が吸収され、核分裂性物質が
1個消滅した時に発生する新しい中性子の個数 β:燃料親物質の高速エネルギー領域における核分裂に
よる追加分 γ:核分裂性物質による中性子吸収量に対する中性子の
無駄捕獲(中性子漏洩を含む)の割合 現在運転中の軽水炉は、実効的な水対燃料体積比は、約
2.0 で、増殖比は約0.5 である。増殖比1近傍を実
現するには、上記転換比を1近傍にする必要がある。本
願発明者等の検討によれば、後述の範囲で核分裂性Pu
の富化度を高くし、かつ、ブランケットへの中性子漏洩
を増加することで、転換比0.85 以上で増殖比1近傍
を実現できることがわかった。そのための実効的な水対
燃料体積比は0.6以下となる。一方、実効的な水対燃
料体積比を0.1以下とするためには、炉心平均の蒸気
ボイド率が70%を超える値にしなければならず、過渡
事象時に、炉心出口で二相流状態が維持できなくなる。
Conversion ratio = α (1 + β) − (1 + γ) (Equation 2) where α: the number of new neutrons generated when neutrons are absorbed by fissile material and one fissile material is extinguished β: Additional portion due to fission in the fast energy region of the fuel parent material. Γ: Ratio of waste capture of neutrons (including neutron leakage) to neutron absorption by fissile material. Currently operating light water reactors have an effective water to fuel volume ratio of , About 2.0 and the growth ratio is about 0.5. In order to achieve a growth ratio of around 1, it is necessary to make the above conversion ratio close to 1. According to the study by the inventors of the present invention, fissile Pu within the range described below is used.
By increasing the enrichment and increasing the neutron leakage to the blanket, it was found that a multiplication ratio of about 1 can be realized at a conversion ratio of 0.85 or more. The effective water-to-fuel volume ratio for this is less than 0.6. On the other hand, in order to make the effective water-to-fuel volume ratio 0.1 or less, the average steam void fraction of the core must be set to a value exceeding 70%. Cannot be maintained.

【0043】実効的な水対燃料体積比0.1〜0.6は、
燃料棒を稠密に配置する、または、炉心内で発生する蒸
気ボイドを活用する、または、制御棒が挿入されないと
きには制御棒挿入位置にフォロアーを挿入し減速材を排
除することで実現する。あるいは、以上の三つを組合せ
ることで実現する。図3に燃料棒間隙と幾何学的な水対
燃料体積比の関係例を示す。図3では、燃料棒直径を現
在軽水炉で使用されている約9.5〜12.3mmの範囲と
し、正三角形の燃料棒格子を対象とした。燃料棒間隙を
2mm以下にすると燃料棒格子の(Vm/Vf)geoは、約
0.9以下になる。燃料棒を正三角形の格子状に稠密配
列した燃料集合体の場合、燃料集合体間のギャップ領域
や制御棒挿入領域等を考慮すると燃料集合体体系の(V
m/Vf)geoは、燃料棒格子の(Vm/Vf)geoより0.
1から0.2大きな値となる。したがって、この幾何学
的な水対燃料体積比のもとで、実効的な水対燃料体積比
0.6以下を実現するためには、数1より炉心平均の蒸
気ボイド率を45%以上(図6に示す関係図より炉心出
口の蒸気重量率は20wt%以上)にする必要がある。
一方、燃料棒間隙が0.7(燃料集合体の製作や熱的余裕
の確保などの点からの燃料棒間隙の最小値)〜1.0mm
の範囲(燃料棒直径が9.5mmより太い場合には1.0mm
以上にすることが可能)では、蒸気ボイド率0%で、
(Vm/Vf)geoを約0.6以下にできる。
The effective water to fuel volume ratio of 0.1 to 0.6 is:
This is achieved by arranging the fuel rods densely, utilizing a steam void generated in the reactor core, or inserting a follower at the control rod insertion position to eliminate the moderator when the control rod is not inserted. Alternatively, it is realized by combining the above three. FIG. 3 shows an example of the relationship between the fuel rod gap and the geometrical water to fuel volume ratio. In FIG. 3, the fuel rod diameter is in the range of about 9.5 to 12.3 mm currently used in light water reactors, and the fuel rod grid has an equilateral triangle. When the fuel rod gap is made 2 mm or less, the (Vm / Vf) geo of the fuel rod lattice becomes about 0.9 or less. In the case of a fuel assembly in which the fuel rods are densely arranged in a regular triangular lattice, considering the gap region between the fuel assemblies and the control rod insertion region, etc.
The value of m / Vf) geo is greater than the value of (Vm / Vf) geo of the fuel rod lattice by 0.1.
The value is larger than 1 by 0.2. Therefore, in order to realize an effective water-to-fuel volume ratio of 0.6 or less under this geometrical water-to-fuel volume ratio, the core average steam void ratio is set to 45% or more from Equation (1). According to the relationship diagram shown in FIG. 6, the steam weight ratio at the core outlet needs to be 20 wt% or more.
On the other hand, the fuel rod gap is 0.7 (minimum value of the fuel rod gap from the viewpoint of manufacturing a fuel assembly and securing a thermal margin) to 1.0 mm.
Range (1.0mm if fuel rod diameter is larger than 9.5mm)
Above), the steam void ratio is 0%,
(Vm / Vf) geo can be reduced to about 0.6 or less.

【0044】図4は、燃料集合体の平均核分裂性Pu富
化度と増殖比の関係を示す。炉心を、運転期間を通じて
臨界状態に維持するためには、核分裂性Pu富化度を6
wt%以上にすることが必要である。一方、増殖比は、
核分裂性Pu富化度とともに減少するが、前述のよう
に、余剰反応度の増加を活用し、ブランケットへの中性
子漏洩を増加することで20wt%(重量%)までは増
殖比1近傍を実現できることがわかった。
FIG. 4 shows the relationship between the average fissile Pu enrichment of the fuel assembly and the growth ratio. In order to maintain the core in a critical state throughout the operation, the fissile Pu enrichment is
It is necessary that the content be not less than wt%. On the other hand, the growth ratio
Although decreasing with the fissile Pu enrichment, as described above, by increasing the neutron leakage to the blanket by utilizing the increase in excess reactivity, it is possible to achieve a growth ratio of about 1 up to 20 wt% (wt%). I understood.

【0045】また、その際、炉の反応度を制御する手段
としては、燃料集合体の中に断面積が燃料棒単位格子セ
ルの断面積より大きな吸収棒からなる太径制御棒を挿入
するする方法が考えられる。以上の組合せにより増殖比
1.0 の炉心が実現できる。
At this time, as means for controlling the reactivity of the furnace, a large-diameter control rod composed of an absorption rod having a cross-sectional area larger than the cross-sectional area of the fuel rod unit lattice cell is inserted into the fuel assembly. A method is conceivable. With the above combination, a core having a breeding ratio of 1.0 can be realized.

【0046】また、以下の作用により前述の第3,4,
5の効果を生じる。本願発明者等の検討によれば、炉心
の単位水平断面あたりの燃料集合体の出力を現行沸騰水
型軽水炉と同程度にすることで、熱的余裕を確保しつ
つ、燃料集合体の高さ(有効炉心長:水平断面平均核分
裂性Pu富化度が6wt%以上の領域の長さ)を減少で
きることがわかった。実効的な水対燃料体積比を0.6
以下とするため、燃料棒を稠密に配置した結果、炉心の
単位水平断面あたりの燃料棒本数は現行沸騰水型軽水炉
の3〜4倍となる。従って、平均線出力密度が同等とな
る燃料集合体の高さ(有効炉心長)は現行沸騰水型軽水
炉の約1/3〜1/4倍となる。
Further, the following operations are performed by the following operations.
5 effects are produced. According to the study by the present inventors, the output of the fuel assembly per unit horizontal cross section of the core is set to be approximately the same as that of the current boiling water light water reactor, thereby ensuring a thermal margin and the height of the fuel assembly. (Effective core length: length of the region where the average cross-section average fissile Pu enrichment is 6 wt% or more). Effective water to fuel volume ratio of 0.6
As a result, the number of fuel rods per unit horizontal cross section of the core becomes three to four times that of the current boiling water reactor. Therefore, the height (effective core length) of the fuel assembly having the same average linear power density is about 1/3 to 1/4 of that of the current boiling water reactor.

【0047】更に、現行沸騰水型軽水炉に比べ、減速材
が均一に分散した構成であるため、燃料棒の局所出力ピ
ーキング係数を(必要な場合は富化度分布の採用によ
り)、約30%以上低減できる。また、燃焼反応度変化
やボイド反応度変化が小さいこと、さらに以下で述べる
他の手段と合わせて、出力ピーキング係数を約40%以
上低減できる。したがって、平均線出力密度が同等以上
となる燃料集合体の高さ(有効炉心長)は現行沸騰水型
軽水炉の約1/10倍である40cm以上となる。
Further, as compared with the current boiling water type light water reactor, the moderator has a structure in which the moderator is uniformly dispersed, so that the local output peaking coefficient of the fuel rod is reduced by about 30% (if necessary, by employing the enrichment distribution). The above can be reduced. Further, the output peaking coefficient can be reduced by about 40% or more, in combination with the small change in the combustion reactivity and the change in the void reactivity, and the other means described below. Therefore, the height (effective core length) of the fuel assembly at which the average linear power density is equal to or more than 40 cm or more, which is about 1/10 of the current boiling water reactor.

【0048】一方、有効炉心長を短尺にし、軸方向の中
性子漏洩を増大することで、ボイド係数低減効果が活用
できる。本願発明者等の検討によれば、有効炉心長を1
40cm以下にすれば、以下で述べる他の手段と合わせ
て、負のボイド係数が実現できることがわかった。短尺
化によりブランケット部での出力発生割合は増加する
が、有効炉心長を減少したことで、ブランケット部を除
く領域での平均出力密度は約100〜300kW/lと
なる。
On the other hand, by shortening the effective core length and increasing the neutron leakage in the axial direction, the effect of reducing the void coefficient can be utilized. According to the study by the present inventors, the effective core length is 1
It has been found that a negative void coefficient can be realized when the diameter is set to 40 cm or less, in combination with other means described below. Although the power generation ratio in the blanket portion increases due to the shortening, the average power density in the region excluding the blanket portion becomes about 100 to 300 kW / l because the effective core length is reduced.

【0049】その結果、現行炉とほぼ同じ直径の圧力容
器の中に同一出力のRBWRがおさまるので、発電コス
トを現行軽水炉と同程度に保つことができ、安全性にお
いても、現行軽水炉と同程度の水準に保つことができ
る。また、これにより、Puインベントリーを減少で
き、したがって、一定のPu量で多くの発電炉を運転す
ることが可能で、エネルギー安定供給が実現できる。
As a result, the RBWR having the same output can be accommodated in a pressure vessel having substantially the same diameter as that of the current reactor, so that the power generation cost can be maintained at the same level as that of the current light water reactor, and the safety can be maintained at the same level as the current light water reactor. Level can be maintained. In addition, the Pu inventory can be reduced, so that a large number of power generating furnaces can be operated with a constant Pu amount, and a stable energy supply can be realized.

【0050】また、以下の作用により前述の第5効果が
生じる。本願発明者等の検討によれば、炉心の上部の核
分裂性Puの富化度を炉心の下部より高くすることによ
り、炉心の軸方向出力分布を平坦化できるとともに、そ
の結果、Puインベントリーを減少させることができ
る。また、出力が上昇した時や、炉心冷却材流量が低下
した時に、炉心内の蒸気ボイド率が上昇するが、その
際、図5に示すように、比較的核分裂性Puの富化度が
低く、中性子インポータンスの小さい炉心下部に出力分
布がスウィングして、炉心の反応度を低下(負のボイド
係数と)できる。
The above-described fifth effect is produced by the following operation. According to the study by the present inventors, by making the enrichment of fissile Pu in the upper part of the core higher than that in the lower part of the core, the axial power distribution of the core can be flattened, and as a result, the Pu inventory is reduced. Can be done. Further, when the power is increased or when the core coolant flow rate is decreased, the steam void fraction in the core is increased. At this time, as shown in FIG. 5, the enrichment of the fissionable Pu is relatively low. In addition, the power distribution swings below the core where the neutron importance is small, and the reactivity of the core can be reduced (with a negative void coefficient).

【0051】また、以下の作用により前述の第2効果を
生じる。本願発明者等の検討によれば、燃料集合体内に
太径制御棒を挿入することで、燃料棒を正三角形の格子
状に稠密配列した炉心構成が実現できる。さらに、本願
発明者等の検討によれば、太径制御棒と六角形燃料集合
体を組み合わせる場合には、1体の制御棒駆動機構に接
続された太径制御棒を全て、1体の六角形燃料集合体内
に挿入し、かつ太径制御棒を炉心最外周を除いた領域に
装荷される全ての六角形燃料集合体に挿入する炉心構成
と、1体の制御棒駆動機構に接続された複数の太径制御
棒を3体の六角形燃料集合体内に挿入し、かつ太径制御
棒を炉心最外周を除いた領域に装荷される全ての六角形
燃料集合体に挿入する炉心構成が可能である。
The second effect described above is produced by the following operation. According to the study of the present inventors, a core configuration in which fuel rods are densely arranged in a regular triangular lattice can be realized by inserting a large-diameter control rod into the fuel assembly. Further, according to the study of the present inventors, when a large-diameter control rod and a hexagonal fuel assembly are combined, all the large-diameter control rods connected to one control rod drive mechanism are connected to one hexagonal fuel rod. A core configuration that is inserted into a rectangular fuel assembly, and a large diameter control rod is inserted into all hexagonal fuel assemblies loaded in the area excluding the outermost periphery of the core, and connected to one control rod drive mechanism A core configuration is possible in which a plurality of large diameter control rods are inserted into three hexagonal fuel assemblies, and the large diameter control rods are inserted into all hexagonal fuel assemblies loaded in the area except the outermost periphery of the core. It is.

【0052】いずれも炉停止余裕を確保することが可能
であり、前者では燃料集合体を大型化して炉心への装荷
体数を減らすことができ、後者では制御棒駆動機構の数
を減らすことができる。さらに、本願発明者等の検討に
よれば、正方形燃料集合体と太径制御棒を組み合わせて
も、燃料棒を正三角形の格子状に稠密配列した炉心構成
が実現できる。
In any case, it is possible to secure a reactor stop margin. In the former case, the fuel assembly can be increased in size to reduce the number of loaded bodies to the core, and in the latter, the number of control rod drive mechanisms can be reduced. it can. Further, according to the study by the inventors of the present application, even when a square fuel assembly and a large diameter control rod are combined, a core configuration in which the fuel rods are densely arranged in a regular triangular lattice can be realized.

【0053】また、本願発明者等の検討によれば、横断
面が六角形あるいは正方形の燃料集合体と太径制御棒の
組み合わせにおいて、燃料集合体内の燃料棒の核分裂性
プルトニウム富化度を同一にすると、ガイドチューブに
隣接した燃料棒や、燃料集合体中心から最も離れた領域
の燃料棒で、出力ピーキングが発生する。そこで、これ
らの領域の燃料棒の核分裂性プルトニウム富化度を、他
の領域の燃料棒の核分裂性プルトニウム富化度より小さ
くする事により、燃料集合体内の出力分布を平坦化させ
た燃料集合体が実現できる。
According to the study by the present inventors, in the combination of a fuel assembly having a hexagonal or square cross section and a large diameter control rod, the fuel rods in the fuel assembly have the same fissile plutonium enrichment. In this case, output peaking occurs in the fuel rods adjacent to the guide tube and in the fuel rods located farthest from the center of the fuel assembly. Therefore, by making the fissile plutonium enrichment of the fuel rods in these regions smaller than the fissile plutonium enrichment of the fuel rods in the other regions, the fuel assembly with a flat power distribution within the fuel assembly Can be realized.

【0054】また、以下の作用により前述の第4効果を
生じる。本願発明者等の検討によれば、炉心内の燃料集
合体配置やオリフィス構成を適正化することで、炉心内
燃料集合体の出力と流量を平坦化でき熱的余裕を向上す
ることができる。炉心の最外周を除く領域を半径方向に
等面積に二分割し、炉心外側領域の燃料集合体炉心滞在
サイクル数の平均値が、炉心内側領域のそれより小さく
なるように燃料集合体を装荷することで、炉心外側領域
の中性子無限増倍率を内側より高くでき、径方向の出力
分布が平坦化できる。中性子インポータンスが低い炉心
の最外周領域には、滞在サイクル数が大きな燃料集合体
を装荷することで、所要核分裂性Puの富化度低減が実
現できる。
The above-described fourth effect is produced by the following operation. According to the study by the inventors of the present application, by optimizing the arrangement of the fuel assemblies and the orifice configuration in the core, the output and the flow rate of the fuel assemblies in the core can be flattened, and the thermal margin can be improved. The area excluding the outermost periphery of the core is divided into two equal areas in the radial direction, and the fuel assemblies are loaded so that the average value of the number of cycles in which the fuel assembly stays in the core outside the core area is smaller than that in the core inside area. As a result, the neutron infinite multiplication factor in the outer region of the core can be made higher than that in the inner region, and the power distribution in the radial direction can be flattened. By loading a fuel assembly having a large number of stay cycles in the outermost peripheral region of the core having a low neutron importance, it is possible to realize a reduction in the required fissionable Pu enrichment.

【0055】本願発明者等の検討によれば、炉心外周部
からの中性子漏洩の影響は、炉心最外層およびそれに隣
接する燃料集合体で特に大きく、その結果、燃料集合体
出力が他の領域に比べ低くなり、燃料集合体内を流れる
流量が大きくなる。したがって、炉心の最外周及び、そ
れに隣接する燃料集合体のオリフィス圧損係数の平均値
が、それ以外の領域のオリフィス圧損係数の平均値より
大きくなるように設定することで、流量配分を平坦化で
きる。これにより、炉心の最外周近傍の流量を低減し、
全炉心流量を低減することができる。また、オリフィス
圧損係数を大きくした領域で蒸気ボイド率を増大でき、
ボイド係数の改善,増殖比の増大に寄与することができ
る。
According to the study by the present inventors, the effect of neutron leakage from the outer periphery of the core is particularly large in the outermost layer of the core and the fuel assemblies adjacent thereto, and as a result, the output of the fuel assemblies is reduced to other regions. As a result, the flow rate in the fuel assembly increases. Therefore, the flow rate distribution can be flattened by setting the average value of the orifice pressure loss coefficient of the outermost periphery of the core and the fuel assembly adjacent thereto to be larger than the average value of the orifice pressure loss coefficient of the other region. . This reduces the flow rate near the outermost circumference of the core,
The total core flow rate can be reduced. Also, the steam void ratio can be increased in the region where the orifice pressure loss coefficient is increased,
It can contribute to improvement of the void coefficient and increase of the growth ratio.

【0056】また、以下の作用により前述の第6効果が
生じる。本発明者等の検討によれば、軽水蒸気冷却によ
り増殖比を1.0 以上とすることが可能であるが、蒸気
温度が飽和温度を越えることにより、現行のBWRで使
用されているものより耐高温性の強い材料を開発するこ
とが必要となるとともに、コロージョン生成物等の放射
性核種が、蒸気とともに炉心外に流出する。本発明にお
いては、炉心出口の蒸気重量率を40wt%以下におさ
えて、異常な過渡変化で出力が上昇した時にも、冷却材
が飽和温度の二相流状態を保ち、飽和温度を維持して、
現行軽水炉と同じ構造材が使用でき、炉内における沸騰
による蒸留機能により、タービンに行く蒸気中に、コロ
ージョン生成物等の放射性核種が含まれることを防止し
つつ、増殖比1.0 以上の炉心が実現できる。
Further, the above-described sixth effect is produced by the following operation. According to the study of the present inventors, it is possible to increase the breeding ratio to 1.0 or more by light steam cooling. However, since the steam temperature exceeds the saturation temperature, the growth rate becomes higher than that used in the current BWR. It is necessary to develop a material having high temperature resistance, and radionuclides such as corrosion products flow out of the core together with the steam. In the present invention, the coolant keeps the steam weight ratio at the core outlet at 40 wt% or less, and the coolant keeps the two-phase flow state at the saturation temperature even when the output rises due to an abnormal transient change, and maintains the saturation temperature. ,
The same structural materials as the current light water reactor can be used, and the distillation function by boiling in the reactor prevents the radioactive nuclides such as corrosion products from being contained in the steam going to the turbine, and the core has a breeding ratio of 1.0 or more. Can be realized.

【0057】また、以下の作用により前述の第1及び第
7の効果が生じる。本発明者等の検討によれば、エネル
ギー長期安定供給をめざして、現行軽水炉で使用される
濃縮ウラン製造時に、その残渣として発生する劣化ウラ
ンにPuを富化した燃料について実施例を検討するが、
現在のようにまだ天然ウランや、使用済み燃料から回収
される減損ウランが多量に存在する時には、劣化ウラン
のかわりに天然ウランや減損ウランさらには低濃縮ウラ
ン(0.71wt%〜2.0wt%)にPuを富化するこ
とによっても、核分裂性Puの富化度を劣化ウラン使用
の場合に比べて、約0.5wt% 以上低くすることによ
り、劣化ウランにPuを富化した場合に比べ、増殖比,
ボイド係数に関し同等以上の性能を有する炉心を実現で
きる。
The above-described first and seventh effects are produced by the following operation. According to the study of the present inventors, in order to achieve a long-term stable supply of energy, an example will be examined with respect to a fuel in which Pu is enriched in depleted uranium generated as a residue during the production of enriched uranium used in current light water reactors. ,
When there is still a large amount of natural uranium and depleted uranium recovered from spent fuel as in the present case, natural uranium, depleted uranium and low-enriched uranium (0.71 wt% to 2.0 wt%) are substituted for depleted uranium. Also, by enriching Pu in fissionable Pu, the enrichment of fissile Pu is reduced by about 0.5 wt% or more as compared with the case of using depleted uranium. , Growth ratio,
A core having performance equal to or higher than the void coefficient can be realized.

【0058】また、以下の作用により前述の第8の効果
が生じる。本発明者等の検討によれば、劣化ウランにP
uを富化するだけでなく、アクチノイド核種も同時にリ
サイクルすることにより、長寿命の放射性核種が炉内に
平衡状態になり、一定量に達する。したがって、本発明
の炉ではアクチノイド核種は、発生量と消滅量がバラン
スして、増加量は零となり、放射性廃棄物の中で特に問
題となっている長半減期アクチノイド核種の全発生量を
大幅に低減するのみならず、Puを含むアクチノイド核
種を原子炉,再処理施設,燃料製造施設の中のみに閉じ
込めることができる原子炉システムが実現できる。
The above-described eighth effect is produced by the following operation. According to the study of the present inventors, it is found that P
By not only enriching u but also recycling actinide nuclides at the same time, long-lived radionuclides equilibrate in the furnace and reach a certain amount. Therefore, in the reactor of the present invention, the amount of actinoid nuclide generated and annihilated is balanced, and the increase is zero, and the total amount of long half-life actinoid nuclide that is particularly problematic in radioactive waste is greatly increased. In addition to this, it is possible to realize a reactor system capable of confining actinide nuclides containing Pu only in a nuclear reactor, a reprocessing facility, and a fuel manufacturing facility.

【0059】[0059]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を用
いて詳細に説明する。以下の実施例では、電気出力13
5万kW級の炉心を対象にしたが、出力規模はこれに限
定されるものではない。燃料集合体の体数を変更するこ
とで、他の出力規模にも適用できる。 (第1の実施例)本発明の第1の実施例を図1及び図7
〜図12により説明する。図1に、本実施例の電気出力
1356MWeの水平断面を示す。504体の燃料集合
体1と、燃料集合体3体に挿入される太径制御棒を1つ
の制御棒駆動機構で作動させる157本の制御棒駆動機
構2が示されている。図7に燃料集合体格子の断面を示
す。チャンネルボックス3内には、直径10.1mmの燃
料棒4が燃料棒間隙1.3mmで正三角形に配置され、燃
料棒列12列の正六角形集合体を形成している。燃料集
合体中心部には、燃料棒列3列分、すなわち、燃料棒単
位格子セル19個分の領域に太径制御棒5が入るガイド
チューブ6が配置されている。太径制御棒はB4C が充
填されたステンレス管の吸収棒で構成されている。ま
た、太径制御棒の先端部には、軽水より減速能が小さな
物質である炭素で構成されたフォロアー部を有してい
る。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following embodiment, the electric output 13
Although the target was a 50,000 kW core, the power scale is not limited to this. By changing the number of fuel assemblies, it can be applied to other power scales. (First Embodiment) FIGS. 1 and 7 show a first embodiment of the present invention.
This will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a horizontal cross section of the electric output 1356 MWe of the present embodiment. 504 fuel assemblies 1 and 157 control rod driving mechanisms 2 for operating a large-diameter control rod inserted into three fuel assemblies by one control rod driving mechanism are shown. FIG. 7 shows a cross section of the fuel assembly lattice. In the channel box 3, fuel rods 4 having a diameter of 10.1 mm are arranged in a regular triangle with a fuel rod gap of 1.3 mm, forming a regular hexagonal assembly of 12 fuel rod rows. In the center of the fuel assembly, a guide tube 6 in which the large-diameter control rods 5 enter three rows of fuel rod rows, that is, a region of 19 fuel rod unit lattice cells is arranged. The large-diameter control rod is composed of a stainless steel pipe absorption rod filled with B4C. The large diameter control rod has a follower at the tip end made of carbon, which is a substance having a smaller moderating power than light water.

【0060】図8に平衡炉心の燃料配置を示す。燃料集
合体1に記された番号は、炉心に滞在している期間をサ
イクル数で示している。中性子インポータンスが低い炉
心最外周には、炉内滞在期間が最も長い5サイクル目燃
料が装荷されている。その内側である炉心外側領域に
は、中性子無限増倍率が最も高い、炉内滞在期間1サイ
クル目燃料を装荷し、炉心径方向の出力分布平坦化を図
っている。炉心内側領域には、炉内滞在期間2から4サ
イクル目の燃料が分散装荷されており、内側領域の出力
分布平坦化を図っている。図9に、平衡炉心におけるオ
リフィスの状態を示しており、燃料集合体に記された番
号は、燃料支持部に設置されたオリフィスの開閉度が異
なることを示しており、2領域になっている。燃料集合
体出力が小さな炉心最外周領域(番号1)のオリフィス
口径は、内側領域のオリフィス口径より小さくなってい
る。
FIG. 8 shows the fuel arrangement in the equilibrium core. The number written on the fuel assembly 1 indicates the period of staying in the core by the number of cycles. The fifth cycle fuel, which has the longest residence time in the reactor, is loaded on the outermost periphery of the core having a low neutron importance. The fuel inside the core outside region is loaded with fuel having the highest neutron infinite multiplication factor during the first stay period in the furnace, and the power distribution in the radial direction of the core is flattened. Fuel in the second to fourth cycles during the in-furnace stay period is loaded in the core inner region in a distributed manner, and the power distribution in the inner region is flattened. FIG. 9 shows the state of the orifice in the equilibrium core, and the number written on the fuel assembly indicates that the degree of opening and closing of the orifice installed in the fuel support portion is different, and there are two regions. . The orifice diameter in the outermost core region (No. 1) where the fuel assembly output is small is smaller than the orifice diameter in the inner region.

【0061】図10に平衡炉心用の燃料集合体の水平断
面で平均した核分裂性Puの富化度の高さ方向分布を示
す。なお、Puが富化されるウランは劣化ウランであ
る。炉心の高さは70cmで、炉心の下端から、20cm,
49cmのところで、3領域に分割され、それぞれの核分
裂性Pu富化度は、19wt%,0wt%,19wt
%,平均で11.1wt% である。また、炉心部の上下
にそれぞれ20cmと25cmの劣化ウランのブランケット
が付設されている。図11に核分裂性Pu富化度19w
t%領域の燃料集合体水平断面図を示す。核分裂性Pu
の富化度は19.1wt%,18.5wt%,17.5wt
%、の3種類、平均富化度は19wt%である。図12
に、炉心平均の高さ方向の出力分布とボイド率分布を示
す。炉心平均ボイド率は60%、炉心出口の蒸気重量率
は32wt%である。
FIG. 10 shows the distribution in the height direction of the fissile Pu enrichment averaged in the horizontal section of the fuel assembly for the equilibrium core. The uranium enriched with Pu is depleted uranium. The height of the core is 70 cm, 20 cm from the lower end of the core,
At 49 cm, it is divided into three regions, and the fissile Pu enrichment is 19 wt%, 0 wt%, 19 wt%.
%, On average 11.1 wt%. Also, blankets of 20 cm and 25 cm of depleted uranium are provided above and below the core, respectively. Fig. 11 shows the fissile Pu enrichment of 19w.
FIG. 3 shows a horizontal cross-sectional view of a fuel assembly in a t% region. Fissile Pu
Of enrichment of 19.1 wt%, 18.5 wt%, 17.5 wt%
%, And the average enrichment is 19 wt%. FIG.
Figure 2 shows the power distribution and void fraction distribution in the height direction of the core average. The average core void ratio is 60%, and the steam weight ratio at the core outlet is 32% by weight.

【0062】次に、本実施例の作用を説明する。燃料棒
間隙1.3mm の正三角形格子の稠密六角形燃料集合体,
炉心平均ボイド率60%,太径制御棒の組合せにより、
水対燃料の実効体積比0.27が達成され、炉内増殖比
0.87,ブランケット増殖比0.14,合計1.01の
増殖比が実現した。即ち、本実施例では、実効的な水対
燃料体積比を、現行炉の約2.0から0.27に低減する
ことにより、増殖比1.01の軽水炉が実現する。
Next, the operation of this embodiment will be described. A dense hexagonal fuel assembly with an equilateral triangular lattice with a 1.3 mm fuel rod gap,
The average core void ratio is 60% and the combination of large diameter control rods
An effective water-to-fuel volume ratio of 0.27 was achieved, and a breeding ratio of 0.87 and a blanket breeding ratio of 0.14 was achieved, for a total of 1.01. That is, in this embodiment, a light water reactor having a breeding ratio of 1.01 is realized by reducing the effective water to fuel volume ratio from about 2.0 of the current reactor to 0.27.

【0063】本炉心の出力は、現行のABWRと同じ出
力135万kWeで、炉心の外接半径は2.9m で、A
BWRの値とほぼ同じである。炉心高さは70cmで、そ
の上下に、それぞれ20cm,25cmのブランケットが付
いており、短尺燃料集合体になっている。しかし、燃料
棒が稠密になっているため、燃料棒の全長は、ABWRと大
差なく、MCPRは1.31で、熱的な設計基準値、1.
24を十分満たしている。稠密にかかわらず炉心部70
cmの短尺燃料としたため、Puインベントリーは、10
0万kWe出力あたりの核分裂性Pu量に換算して6.
0 トンと少なく、再処理等のPuの炉外滞在期間を考
慮しても、100万kWeあたり10トン以下となる。
The power of this core is 1.35 million kWe, which is the same as that of the existing ABWR. The circumscribed radius of the core is 2.9 m.
It is almost the same as the value of BWR. The core height is 70 cm, with blankets of 20 cm and 25 cm above and below it, respectively, to form a short fuel assembly. However, because the fuel rods are dense, the total length of the fuel rods is not much different from that of ABWR, MCPR is 1.31 and thermal design standard value is 1.
24 is sufficiently satisfied. Core part 70 regardless of density
cm, the Pu inventory is 10
In terms of the amount of fissile Pu per 100,000 kWe output, 6.
It is as small as 0 tons, and it is 10 tons or less per 1 million kWe even if the period of stay of Pu outside the furnace such as reprocessing is considered.

【0064】以上の理由により、増殖比1.01の本実
施例では、世界のウラン埋蔵量1500万トンから生じる
1.5 万トンの核分裂性Puと劣化ウラン1500万ト
ンを使って、100万kWe炉1500基を1万年間運
転を続けることができ、エネルギーの長期安定供給体制
が実現する。
For the above reasons, in this example having a growth ratio of 1.01, 1,000,000 tons of fissionable Pu and 15 million tons of depleted uranium generated from 15 million tons of uranium reserves worldwide are used. 1500 kWe furnaces can be operated for 10,000 years, realizing a long-term stable supply of energy.

【0065】本実施例では、燃料集合体の高さ方向につ
いて、核分裂性Puの富化度が19wt%の部分が上下
にあり、その間の中央領域は核分裂性Puを含まない劣
化ウランとなっている。出力が上昇した時や、炉心冷却
材流量が低下した時に、炉心内の蒸気ボイド率が上昇す
るが、その際、炉心上部の出力分布は、中央の核分裂性
Puを含まない領域にスウィングする。これにより、負
のボイド反応度果が投入される。又、本実施例では、炉
心出口の蒸気重量率が32wt%で、異常な過渡変化時
においても、全冷却材が蒸気になることはなく、常に2
相流状態を保ち、現在のBWRと同様、炉心内に蓄積さ
れたコロージョン生成物等の放射性物質を沸騰による蒸
留作用により炉心内に閉じ込め、タービン側への移行を
防いでいる。
In the present embodiment, in the height direction of the fuel assembly, the portion where the enrichment of fissile Pu is 19 wt% is located above and below, and the central region therebetween is depleted uranium containing no fissile Pu. I have. When the power is increased or the core coolant flow rate is decreased, the steam void fraction in the core is increased. At this time, the power distribution in the upper part of the core swings to a central region not containing fissile Pu. This results in a negative void reactivity result. Further, in this embodiment, the steam weight ratio at the core outlet is 32 wt%, and even during an abnormal transient change, all the coolant does not become steam,
A phase flow state is maintained, and radioactive substances such as corrosion products accumulated in the reactor core are confined in the reactor core by distillation by boiling, as in the current BWR, thereby preventing transfer to the turbine side.

【0066】以上の理由により、本実施例では、現在運
転中の燃料燃やしきりの軽水炉と同程度の安全性の下
で、エネルギー長期安定供給に対応できるBWRが実現
しつつ、現在運転中のABWRとほぼ同じ大きさの圧力
容器で、同じ出力を出し、65GWd/tが達成され
る。
For the above reasons, the present embodiment realizes a BWR capable of coping with a long-term stable supply of energy with the same level of safety as the currently operating fuel-fired light water reactor, while realizing the currently operating ABWR. With the same size of pressure vessel, the same output is obtained and 65 GWd / t is achieved.

【0067】現在運転中のBWRのボイド係数(現状
値)は−7.0×10-4Δk/k/%voidである。本実
施例の値は−0.5×10-4Δk/k/%voidで、現状
値よりも絶対値が小さく設計されている。その結果、圧
力が上昇する事象とか、冷却水の温度が低下する事象で
の熱的余裕が比較的大きくなる。以上の理由により、本
実施例では、現在運転中のBWRより、かなりの過渡事
象において、より安全余裕の大きなBWR炉心が実現す
る。
The void coefficient (current value) of the currently operating BWR is −7.0 × 10 −4 Δk / k /% void. The value of this embodiment is -0.5 * 10 < -4 > [Delta] k / k /% void, and the absolute value is designed to be smaller than the current value. As a result, the thermal margin in the event of an increase in pressure or the event of a decrease in the temperature of cooling water becomes relatively large. For the above reasons, in the present embodiment, a BWR core with a larger safety margin is realized in a considerable transient event than the BWR currently in operation.

【0068】本実施例では、吸収棒として燃料棒より外
径が太い太径制御棒を採用している。制御棒を太径化す
ることにより、制御棒の機械的強度が増し、制御棒の挿
入および引き抜き時の曲がりや座屈を抑制することがで
きる。また、太径制御棒の採用により、燃料集合体当た
りの吸収棒の本数を少なくすることができ、制御棒の製
造性が容易となり、製造コストを低減することができ
る。
In the present embodiment, a large-diameter control rod having an outer diameter larger than that of the fuel rod is employed as the absorption rod. By increasing the diameter of the control rod, the mechanical strength of the control rod is increased, and it is possible to suppress bending and buckling when the control rod is inserted and withdrawn. Further, by adopting the large-diameter control rods, the number of absorption rods per fuel assembly can be reduced, the control rods can be easily manufactured, and the manufacturing cost can be reduced.

【0069】本実施例によれば、稠密の六角形燃料集合
体,太径制御棒と炉心平均ボイド率60%の組合せによ
り、劣化ウランに平均11.1wt% の核分裂性Puを
富化した燃料により、増殖比1.01 が実現され、世界
の天然ウラン埋蔵量1500万トンで、百万kWの炉1
500基を1万年間運転できるBWRで、エネルギー長
期安定供給が図れる。又、現在運転中のBWRと圧力容
器の直径や出力等の運転条件,使用材料をほぼ同じにし
たことにより、性能の大幅向上にもかかわらず、発電コ
ストを現行BWRと同程度に押えることができる。又、
短尺燃料集合体,軸方向燃料分布による負のボイド係数
の維持や、炉心出口の蒸気重量率を約32wt%におさ
えたことにより、沸騰による蒸留機能を維持して放射化
物質を圧力容器内に閉じ込める等、現行BWRと同程度
の安全余裕を保つことができる。
According to the present embodiment, a fuel composed of depleted uranium with an average of 11.1 wt% of fissile Pu is provided by a combination of a dense hexagonal fuel assembly, a large-diameter control rod and an average core void rate of 60%. A breeding ratio of 1.01 has been achieved, and a 1 million kW reactor 1 with 15 million tons of natural uranium reserves worldwide
A BWR that can operate 500 units for 10,000 years can provide a long-term stable supply of energy. In addition, the operating conditions such as the diameter and output of the pressure vessel and the materials used are almost the same as those of the currently operating BWR, so that the power generation cost can be reduced to the same level as the current BWR despite the significant improvement in performance. it can. or,
The short fuel assembly, the maintenance of the negative void coefficient due to the axial fuel distribution, and the reduction of the steam weight ratio at the core outlet to about 32 wt% maintain the distillation function by boiling and keep the activated material in the pressure vessel. It is possible to keep the same safety margin as the current BWR such as confinement.

【0070】本実施例では、エネルギー長期安定供給を
めざして、現行軽水炉で使用される濃縮ウラン製造時
に、その残渣として発生する劣化ウランにPuを富化し
た燃料についての構成,作用,効果を述べた。しかし、
劣化ウランのかわりに、天然ウランや、使用済み燃料か
ら回収される減損ウラン,低濃縮ウランにPuを富化し
た燃料でも同等以上の効果が得られる。この場合、燃料
に含まれるウラン−235の重量割合が増加することで、
核分裂性Puの富化度を劣化ウラン使用の場合に比べ
て、0.5wt% 以上低くすることができる。その結
果、核分裂性Puに対する増倍比を約3%以上高くでき
るとともに、ボイド係数をより負にすることができる。
また、Puインベントリーが低減できるので、RBWR
運転基数をさらに増加できる。
This embodiment describes the configuration, operation, and effects of a fuel in which depleted uranium generated as a residue is enriched with Pu in the production of enriched uranium used in current light water reactors for the purpose of long-term stable supply of energy. Was. But,
Instead of depleted uranium, natural uranium, depleted uranium recovered from spent fuel, and fuel enriched with Pu in low-enriched uranium can provide the same or better effects. In this case, by increasing the weight ratio of uranium-235 contained in the fuel,
The enrichment of fissile Pu can be reduced by 0.5 wt% or more as compared with the case of using depleted uranium. As a result, the multiplication ratio with respect to fissile Pu can be increased by about 3% or more, and the void coefficient can be made more negative.
Also, since the Pu inventory can be reduced, the RBWR
The number of operating bases can be further increased.

【0071】本実施例ではボイド係数は負となっている
が、ボイド係数が0あるいは若干正を有しても、ドップ
ラー係数を含めた出力係数は負にすることができる。本
願発明者らの検討によれば、安全性の評価結果から、出
力係数が負であれば、ボイド係数の正負は本質的には問
題ないことが示されている。したがって、炉心部をより
長くして、熱的余裕をさらに増大させることができる。
また、燃料棒間隙を1.3mmより狭くして、増殖比を増
大することも可能である。
Although the void coefficient is negative in this embodiment, the output coefficient including the Doppler coefficient can be negative even if the void coefficient is 0 or slightly positive. According to the study by the inventors of the present application, the evaluation result of safety indicates that if the output coefficient is negative, the sign of the void coefficient is essentially no problem. Therefore, the core can be made longer, and the thermal margin can be further increased.
It is also possible to increase the breeding ratio by making the fuel rod gap narrower than 1.3 mm.

【0072】本実施例では、ウランにPuのみを富化し
た燃料について述べたが、Puとともにその他のアクチ
ノイド核種を富化することもできる。この場合には、RB
WRは中性子の平均エネルギーが高いので、Puが質量数
の高いアクチノイド核種に移行しにくくなるとともに、
アクチノイド核種を核分裂反応により消滅することがで
きる。さらに、本実施例では、燃料集合体の高さ方向に
ついて、核分裂性のPu富化度が等しい部分が上下にあ
り、その間に核分裂性Puを含まない劣化ウランの構成
となっている。しかしながら、上下の核分裂性Puの富
化度は、必ずしも等しくする必要はない。また、本実施
例では、劣化ウランの領域が炉心部中央よりやや上部に
配置されているが、これに限定されるものではない。上
下の核分裂性Puの富化度、劣化ウラン領域の位置を組
み合わせることで、軸方向出力ピーキングを同等にする
ことは可能である。 (第2の実施例)本発明の第2の実施例を図13により
説明する。本実施例は、電気出力1356MWeで、燃料を
さらに短尺化した炉心である。本実施例の炉心水平断
面,燃料集合体格子の断面は、実施例1の図1,図7と
同じである。図13に平衡炉心用燃料集合体の水平断面
で平均した核分裂性Pu富化度の高さ方向分布を示す。
なお、Puが富化されるウランは劣化ウランである。炉
心の高さは45cmで、炉心下端から8/12のところで
2領域に分割され、上部の富化度が13wt%,下部が
12wt%である。また、炉心部の上下にそれぞれ25
cm,20cmの劣化ウランのブランケットが付設されてい
る。
In this embodiment, the fuel in which uranium is enriched with only Pu is described, but other actinide nuclides can be enriched with Pu. In this case, RB
Since the WR has a high average energy of neutrons, it becomes difficult for Pu to move to actinoid nuclides with high mass numbers,
Actinoid nuclides can be extinguished by fission reactions. Further, in the present embodiment, in the height direction of the fuel assembly, there are upper and lower portions with the same fissile Pu enrichment, and a configuration of depleted uranium containing no fissile Pu therebetween. However, the enrichment of the upper and lower fissile Pus need not necessarily be equal. Further, in the present embodiment, the depleted uranium region is arranged slightly above the center of the core portion, but is not limited to this. By combining the upper and lower fissile Pu enrichment and the position of the depleted uranium region, it is possible to equalize the axial output peaking. (Second Embodiment) A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is a reactor core having an electric output of 1356 MWe and a shorter fuel. The horizontal cross section of the core and the cross section of the fuel assembly lattice of the present embodiment are the same as those of FIGS. 1 and 7 of the first embodiment. FIG. 13 shows the height distribution of the fissile Pu enrichment averaged in the horizontal cross section of the fuel assembly for an equilibrium core.
The uranium enriched with Pu is depleted uranium. The core has a height of 45 cm and is divided into two regions at 8/12 from the lower end of the core. The enrichment of the upper portion is 13 wt% and the lower portion is 12 wt%. In addition, 25 each above and below the core
A blanket of depleted uranium of 20 cm and 20 cm is attached.

【0073】次に、本実施例の作用を説明する。燃料集
合体構成は実施例1と同じであり、燃料集合体は燃料棒
間隙1.3mm の正三角形格子の稠密六角形燃料集合体,
太径制御棒と炉心平均ボイド率60%の組合せにより、
水対燃料の実効体積比0.27が達成され、増殖比1.01
が実現した。
Next, the operation of the present embodiment will be described. The structure of the fuel assembly is the same as that of the first embodiment. The fuel assembly is a dense hexagonal fuel assembly having a regular triangular lattice with a fuel rod gap of 1.3 mm.
By the combination of the large diameter control rod and the core average void ratio of 60%,
An effective water to fuel volume ratio of 0.27 was achieved, with a growth ratio of 1.01.
Was realized.

【0074】本実施例は、第1の実施例と比べ、燃料集
合体の高さ方向について、中央領域に核分裂性Puを含
まない劣化ウランの領域が存在せず、炉心部が45cmと
さらに短くなっている。また、燃料集合体の高さ方向に
ついて上端から15cmの所で、核分裂性Puの富化度が
異なる上下2領域燃料になっており、上部の富化度が1
3wt%,下部の富化度が12wt%である。一方、炉
心のボイド量が増加した時には、すでに飽和状態に達し
ている炉心上部より、ボイド率の低い炉心下部の方がボ
イド率の相対的な増加量は大きく、その結果、中性子イ
ンポータンスの高い炉心上部から、中性子インポータン
スの低い炉心下部への中性子束分布のスウィングが起こ
り、負のボイド反応度が投入される。
In this embodiment, as compared with the first embodiment, in the height direction of the fuel assembly, there is no depleted uranium region containing no fissile Pu in the central region, and the core portion is even shorter at 45 cm. Has become. Further, at a position 15 cm from the upper end in the height direction of the fuel assembly, upper and lower two-region fuels with different enrichment of fissile Pu are obtained.
3 wt%, the lower enrichment is 12 wt%. On the other hand, when the amount of voids in the core increases, the relative increase in the void fraction is lower in the lower part of the core with a lower void fraction than in the upper part of the core that is already saturated, and as a result, the core with a higher neutron importance From the upper part, the neutron flux distribution swings to the lower part of the core with low neutron importance, and negative void reactivity is injected.

【0075】本実施例では、現在建設中のABWRとほ
ぼ同じ大きさの圧力容器で、同じ出力を出し、45GW
d/tが達成される。本実施例においても、劣化ウラン
のかわりに、天然ウラン,使用済み燃料から回収される
減損ウラン,低濃縮ウランを用い、これにPuを富化し
た燃料でも同等以上の効果が得られる。さらに、Puと
ともにその他のアクチノイド核種を富化することもでき
る。 (第3の実施例)本発明の第3の実施例を図14〜図1
7により説明する。本実施例は、実施例1と同一の電気
出力において、燃料集合体数と燃料集合体構成を変更し
た炉心である。図14に、本実施例の電気出力1356
MWeの水平断面を示す。609体の燃料集合体7と、
燃料集合体3体に挿入される太径制御棒を1つの制御棒
駆動機構で作動させる193本の制御棒駆動機構8が示
されている。
In this embodiment, a pressure vessel having the same size as that of the ABWR currently under construction produces the same output and has a capacity of 45 GW.
d / t is achieved. In this embodiment, natural uranium, depleted uranium and low-enriched uranium recovered from spent fuel are used in place of depleted uranium, and the same or higher effects can be obtained with a fuel enriched with Pu. In addition, other actinoid nuclides can be enriched with Pu. (Third Embodiment) FIGS. 14 to 1 show a third embodiment of the present invention.
7 will be described. The present embodiment is a core in which the number of fuel assemblies and the configuration of the fuel assemblies are changed at the same electric power as that of the first embodiment. FIG. 14 shows the electric output 1356 of this embodiment.
2 shows a horizontal section of MWe. 609 fuel assemblies 7,
193 control rod drive mechanisms 8 for operating a large diameter control rod inserted into three fuel assemblies by one control rod drive mechanism are shown.

【0076】図15に燃料集合体格子の断面を示す。チ
ャンネルボックス9内には、直径10.1mmの燃料棒4
が燃料棒間隙1.3mmで正三角形に配置され、燃料棒列
11列の正六角形集合体を形成している。燃料集合体内
の2ヶ所には、燃料棒列2列分、すなわち、燃料棒単位
格子セル7個分の領域に太径制御棒10が入るガイドチ
ューブ11が配置されている。太径制御棒はB4C が充
填されたステンレス管の吸収棒で構成されている。ま
た、太径制御棒の先端部には、軽水より減速能が小さな
物質である炭素で構成されたフォロアー部を有してい
る。
FIG. 15 shows a cross section of the fuel assembly lattice. In the channel box 9, fuel rods 4 having a diameter of 10.1 mm
Are arranged in an equilateral triangle with a fuel rod gap of 1.3 mm, forming a regular hexagonal aggregate of 11 fuel rod rows. At two locations in the fuel assembly, guide tubes 11 in which the large-diameter control rods 10 enter two fuel rod rows, that is, areas corresponding to seven fuel rod unit lattice cells are arranged. The large-diameter control rod is composed of a stainless steel pipe absorption rod filled with B4C. The large diameter control rod has a follower at the tip end made of carbon, which is a substance having a smaller moderating power than light water.

【0077】図16に平衡炉心の燃料配置を示す。燃料
集合体1に記された番号は、炉心に滞在している期間を
サイクル数で示している。中性子インポータンスが低い
炉心最外周には、炉内滞在期間が最も長い5サイクル目
燃料が装荷されている。その内側である炉心外側領域に
は、中性子無限増倍率が最も高い、炉内滞在期間1サイ
クル目燃料を装荷し、炉心径方向の出力分布平坦化を図
っている。炉心内側領域には、炉内滞在期間2から4サ
イクル目の燃料が分散装荷されており、内側領域の出力
分布平坦化を図っている。
FIG. 16 shows the fuel arrangement in the equilibrium core. The number written on the fuel assembly 1 indicates the period of staying in the core by the number of cycles. The fifth cycle fuel, which has the longest residence time in the reactor, is loaded on the outermost periphery of the core having a low neutron importance. The fuel inside the core outside region is loaded with fuel having the highest neutron infinite multiplication factor during the first stay period in the furnace, and the power distribution in the radial direction of the core is flattened. Fuel in the second to fourth cycles during the in-furnace stay period is loaded in the core inner region in a distributed manner, and the power distribution in the inner region is flattened.

【0078】図17に、平衡炉心におけるオリフィスの
状態を示しており、燃料集合体に記された番号は、燃料
支持部に設置されたオリフィスの開閉度が異なることを
示しており、2領域になっている。燃料集合体出力が小
さな炉心最外周領域(番号1)のオリフィス口径は、内側
領域のオリフィス口径より小さくなっている。燃料集合
体の水平断面で平均した核分裂性Pu富化度の高さ方向
の分布は、実施例1の図10と同じである。
FIG. 17 shows the state of the orifice in the equilibrium core. The number written on the fuel assembly indicates that the opening / closing degree of the orifice installed in the fuel support portion is different. Has become. The orifice diameter in the outermost core region (No. 1) where the fuel assembly output is small is smaller than the orifice diameter in the inner region. The distribution of the fissile Pu enrichment averaged in the horizontal section of the fuel assembly in the height direction is the same as that in FIG. 10 of the first embodiment.

【0079】本実施例では、制御棒の占める領域が、実
施例1の燃料棒単位格子セル19個分1本から燃料棒単
位格子セル7個分2本と減少するが、吸収棒が集合体内
に分散して挿入されるため、制御棒価値は実施例1とほ
ぼ同等である。一方、本実施例では、炉心に装荷される
燃料棒本数は実施例1より増加し、平均線出力密度が下
がり、熱的余裕が改善される。本実施例においても、稠
密の六角形燃料集合体,太径制御棒と炉心平均ボイド率
60%の組合せにより、水対燃料の実効体積比0.28
が達成される。その結果、炉心特性は、実施例1と同等
であり、同等の効果が得られる。
In this embodiment, the area occupied by the control rods is reduced from one for the 19 fuel rod unit lattice cells of the first embodiment to two for the seven fuel rod unit lattice cells. The control rod value is almost the same as that of the first embodiment. On the other hand, in the present embodiment, the number of fuel rods loaded in the core is increased as compared with the first embodiment, the average linear power density is reduced, and the thermal margin is improved. Also in this embodiment, the effective volume ratio of water to fuel is 0.28 by a combination of a dense hexagonal fuel assembly, a large diameter control rod and a core average void fraction of 60%.
Is achieved. As a result, the core characteristics are equivalent to those of the first embodiment, and the same effects can be obtained.

【0080】本実施例においても、劣化ウランのかわり
に、天然ウラン,使用済み燃料から回収される減損ウラ
ン,低濃縮ウランを用い、これにPuを富化した燃料で
も同等以上の効果が得られる。さらに、Puとともにそ
の他のアクチノイド核種を富化することもできる。 (第4の実施例)本発明の第4の実施例を図18により
説明する。本実施例は、実施例1の構成をベースに炉心
性能を高性能化した炉心である。本実施例は、電気出力
1356MWeで、炉心断面図は実施例1の図1と同じ
である。図18に燃料集合体格子の断面を示す。チャン
ネルボックス3内には、直径10.1mm の燃料棒4が燃
料棒間隙1.3mm で正三角形に配置され、燃料棒列12
列の正六角形集合体を形成している。燃料集合体中心部
には、燃料棒列3列分、すなわち、燃料棒単位格子セル
19個分の領域に太径制御棒5が入るガイドチューブ6
が配置されている。
Also in this embodiment, natural uranium, depleted uranium recovered from spent fuel, and low-enriched uranium are used in place of depleted uranium, and the same or better effects can be obtained with a fuel enriched with Pu. . In addition, other actinoid nuclides can be enriched with Pu. (Fourth Embodiment) A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is a reactor core having improved core performance based on the configuration of the first embodiment. In this embodiment, the electric power is 1356 MWe, and the core sectional view is the same as FIG. 1 of the first embodiment. FIG. 18 shows a cross section of the fuel assembly lattice. In the channel box 3, fuel rods 4 having a diameter of 10.1 mm are arranged in an equilateral triangle with a fuel rod gap of 1.3 mm.
The rows form a regular hexagonal aggregate. At the center of the fuel assembly, a guide tube 6 into which the large-diameter control rod 5 enters three fuel rod rows, that is, a region of 19 fuel rod unit lattice cells.
Is arranged.

【0081】ガイドチューブの外側には、ガイドチュー
ブとこれに隣接する燃料棒の間の減速材を排除するため
の水排除棒12が設置されている。太径制御棒はB4C
が充填されたステンレス管の吸収棒で構成されている。
また、太径制御棒の先端部には、軽水より減速能が小さ
な物質である炭素で構成されたフォロアー部を有してい
る。炉心の燃料の配置,オリフィスの状態,平衡炉心用
の燃料集合体の水平断面で平均した核分裂性Puの富化
度の高さ方向の分布は、いずれも、実施例1の図8,図
9,図10と同じである。
Outside the guide tube, a water elimination rod 12 for eliminating the moderator between the guide tube and the fuel rod adjacent thereto is provided. Large diameter control rod is B4C
Is formed of a stainless steel absorption rod filled with.
The large diameter control rod has a follower at the tip end made of carbon, which is a substance having a smaller moderating power than light water. The arrangement of the fuel in the reactor core, the state of the orifice, and the distribution of the enrichment of fissionable Pu in the height direction averaged in the horizontal section of the fuel assembly for the equilibrium core are all shown in FIGS. , And FIG.

【0082】本実施例は、ガイドチューブの周りの減速
材を排除することにより、実施例1に比べ、水対燃料の
実効体積比を改善でき、また、集合体内の出力ピーキン
グを抑えることができる。炉心特性は、実施例1と同等
であり、同等の効果が得られる。
In this embodiment, by eliminating the moderator around the guide tube, the effective volume ratio of water to fuel can be improved as compared with the first embodiment, and the output peaking in the assembly can be suppressed. . The core characteristics are equivalent to those of the first embodiment, and the same effects can be obtained.

【0083】本実施例においても、劣化ウランのかわり
に、天然ウラン,使用済み燃料から回収される減損ウラ
ン,低濃縮ウランを用い、これにPuを富化した燃料で
も同等以上の効果が得られる。さらに、Puとともにそ
の他のアクチノイド核種を富化することもできる。 (第5の実施例)本発明の第5の実施例を図19により
説明する。本実施例は、実施例1の構成をベースに炉心
性能を高性能化した炉心である。本実施例は、電気出力
1356MWeで、炉心断面図は実施例1の図1と同じ
である。図19に燃料集合体格子の断面を示す。チャン
ネルボックス3内には、直径10.1mm の燃料棒4が燃
料棒間隙1.3mm で正三角形に配置され、燃料棒列12
列の正六角形集合体を形成している。
Also in this embodiment, natural uranium, depleted uranium recovered from spent fuel, and low-enriched uranium are used in place of depleted uranium, and a similar effect can be obtained with a fuel enriched with Pu. . In addition, other actinoid nuclides can be enriched with Pu. (Fifth Embodiment) A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is a reactor core having improved core performance based on the configuration of the first embodiment. In this embodiment, the electric power is 1356 MWe, and the core sectional view is the same as FIG. 1 of the first embodiment. FIG. 19 shows a cross section of the fuel assembly lattice. In the channel box 3, fuel rods 4 having a diameter of 10.1 mm are arranged in an equilateral triangle with a fuel rod gap of 1.3 mm.
The rows form a regular hexagonal aggregate.

【0084】燃料集合体内の3ヶ所には、燃料棒列2列
分、すなわち、燃料棒単位格子セル7個分の領域に太径
制御棒10が入るガイドチューブ11が配置されてい
る。太径制御棒はB4C が充填されたステンレス管の吸
収棒で構成されている。また、太径制御棒の先端部に
は、軽水より減速能が小さな物質である炭素で構成され
たフォロアー部を有している。炉心の燃料の配置、オリ
フィスの状態、平衡炉心用の燃料集合体の水平断面で平
均した核分裂性Puの富化度の高さ方向の分布は、いず
れも、実施例1の図8,図9,図10と同じである。
At three locations in the fuel assembly, guide tubes 11 are provided in which the large-diameter control rods 10 enter two rows of fuel rods, ie, a region of seven fuel rod unit lattice cells. The large-diameter control rod is composed of a stainless steel pipe absorption rod filled with B4C. The large diameter control rod has a follower at the tip end made of carbon, which is a substance having a smaller moderating power than light water. The arrangement of the fuel in the core, the state of the orifice, and the distribution of the enrichment of fissile Pu averaged in the horizontal section of the fuel assembly for the equilibrium core in the height direction are all shown in FIGS. , And FIG.

【0085】本実施例では、制御棒の占める領域を、実
施例1の燃料棒単位格子セル19個分1本から燃料棒単
位格子セル7個分3本とすることにより、吸収棒を集合
体内に分散して挿入することが可能となり、制御棒価値
は実施例1より向上する。その他の炉心特性は、実施例
1と同等であり、同等の効果が得られる。
In this embodiment, the area occupied by the control rods is changed from one for the 19 fuel rod unit lattice cells of the first embodiment to three for the seven fuel rod unit lattice cells, so that the absorption rods are formed in the assembly. , And the control rod value is higher than that of the first embodiment. Other core characteristics are the same as those of the first embodiment, and the same effects can be obtained.

【0086】本実施例においても、劣化ウランのかわり
に、天然ウラン,使用済み燃料から回収される減損ウラ
ン,低濃縮ウランを用い、これにPuを富化した燃料で
も同等以上の効果が得られる。さらに、Puとともにそ
の他のアクチノイド核種を富化することもできる。 (第6の実施例)本実施例は、本発明を正方形燃料集合
体に適用した場合である。本実施例の燃料集合体構成を
図20に示す。チャンネルボックス13内には、直径1
0.8mmの燃料棒14を最小燃料棒間隙1.3mm で三角
形の格子状に稠密に配置した。燃料集合体中心部には、
燃料棒列2列分、すなわち、燃料棒単位格子セル7個分
の領域に太径制御棒15が入るガイドチューブ16が配
置されている。
In the present embodiment, natural uranium, depleted uranium recovered from spent fuel, and low-enriched uranium are used instead of depleted uranium, and the same or better effects can be obtained with a fuel enriched with Pu. . In addition, other actinoid nuclides can be enriched with Pu. (Sixth Embodiment) In this embodiment, the present invention is applied to a square fuel assembly. FIG. 20 shows the configuration of the fuel assembly of this embodiment. The channel box 13 has a diameter of 1
The 0.8 mm fuel rods 14 were densely arranged in a triangular lattice with a minimum fuel rod gap of 1.3 mm. In the center of the fuel assembly,
A guide tube 16 in which the large-diameter control rod 15 enters is disposed in an area corresponding to two rows of the fuel rods, that is, an area corresponding to seven fuel rod unit lattice cells.

【0087】太径制御棒はB4C が充填されたステンレ
ス管の吸収棒で構成されており、太径制御棒の先端部に
は、軽水より減速能が小さな物質である炭素で構成され
たフォロアー部を有している。また、燃料集合体4体に
挿入される太径制御棒を1つの制御棒駆動機構で作動さ
せている。燃料集合体内の燃料棒出力ピーキングを平坦
にするため、本実施例では、チャンネルボックスに面し
た燃料棒とガイドチューブに面した燃料棒の核分裂性P
u富化度を他の領域の燃料棒のそれより低くしている。
The large-diameter control rod is constituted by a stainless steel absorption rod filled with B4C, and the tip of the large-diameter control rod has a follower section composed of carbon, which is a substance having a smaller moderating power than light water. have. Further, the large-diameter control rod inserted into the four fuel assemblies is operated by one control rod drive mechanism. In order to flatten the fuel rod output peaking in the fuel assembly, in this embodiment, the fissile P of the fuel rod facing the channel box and the fuel rod facing the guide tube is set.
u enrichment is lower than that of fuel rods in other areas.

【0088】本実施例では、最小燃料棒間隙1.3mm の
三角形格子の稠密正方形燃料集合体,太径制御棒と炉内
平均ボイド率60%の組み合わせにより、実効的な水対
燃料体積比0.34が達成され、他の実施例と同様、増
殖比1.01が実現した。
In this embodiment, an effective water-to-fuel volume ratio of 0 is obtained by combining a dense square fuel assembly having a triangular lattice with a minimum fuel rod gap of 1.3 mm, a large-diameter control rod and an average void fraction in the furnace of 60%. .34 and a growth ratio of 1.01 as in the other examples.

【0089】本実施例においても、劣化ウランのかわり
に、天然ウラン,使用済み燃料から回収される減損ウラ
ン,低濃縮ウランを用い、これにPuを富化した燃料を
使用することができる。さらに、Puとともにその他の
アクチノイド核種を富化することもできる。 (第7の実施例)本発明の第7の実施例を図21〜図2
5により説明する。本実施例は、実施例1と同一の電気
出力において、燃料集合体数と燃料集合体構成,制御棒
駆動機構を変更した炉心である。図21に、本実施例の
電気出力1356MWeの炉心の水平断面を示す。31
3体の燃料集合体17と、燃料集合体1体に挿入される
太径制御棒を1つの制御棒駆動機構で作動させる313
本の制御棒駆動機構18が示されている。図22に燃料
集合体格子の断面を示す。チャンネルボックス19内に
は、直径10.1mmの燃料棒4が燃料棒間隙1.3mmで正
三角形に配置され、燃料棒列15列の正六角形集合体を
形成している。燃料集合体中心部には、燃料棒列4列
分、すなわち、燃料棒単位格子セル37個分の領域に太
径制御棒20が入るガイドチューブ21が配置されてい
る。太径制御棒はB4C が充填されたステンレス管の吸
収棒で構成されている。また、太径制御棒の先端部に
は、軽水より減速能が小さな物質である炭素で構成され
たフォロアー部を有している。
In the present embodiment, natural uranium, depleted uranium and low-enriched uranium recovered from spent fuel are used instead of depleted uranium, and a fuel enriched with Pu can be used. In addition, other actinoid nuclides can be enriched with Pu. (Seventh Embodiment) FIGS. 21 and 2 show a seventh embodiment of the present invention.
5 will be described. The present embodiment is a reactor core in which the number of fuel assemblies, the fuel assembly configuration, and the control rod drive mechanism are changed at the same electric output as in the first embodiment. FIG. 21 shows a horizontal cross section of a 1356 MWe core of the present embodiment. 31
The three fuel assemblies 17 and the large-diameter control rod inserted into one fuel assembly are operated by one control rod drive mechanism 313.
A control rod drive mechanism 18 is shown. FIG. 22 shows a cross section of the fuel assembly lattice. In the channel box 19, the fuel rods 4 having a diameter of 10.1 mm are arranged in a regular triangle with a fuel rod gap of 1.3 mm to form a regular hexagonal assembly of 15 fuel rod rows. At the center of the fuel assembly, a guide tube 21 in which the large-diameter control rods 20 enter four fuel rod rows, that is, a region of 37 fuel rod unit lattice cells is disposed. The large-diameter control rod is composed of a stainless steel pipe absorption rod filled with B4C. The large diameter control rod has a follower at the tip end made of carbon, which is a substance having a smaller moderating power than light water.

【0090】図23に平衡炉心の燃料配置を示す。燃料
集合体17に記された番号は、炉心に滞在している期間
をサイクル数で示している。中性子インポータンスが低
い炉心最外周には、炉内滞在期間が最も長い5サイクル
目燃料が装荷されている。その内側である炉心外側領域
には、中性子無限増倍率が最も高い、炉内滞在期間1サ
イクル目燃料を装荷し、炉心径方向の出力分布平坦化を
図っている。炉心内側領域には、炉内滞在期間2から4
サイクル目の燃料を分散装荷し、炉心中心には、炉内滞
在期間5サイクル目の燃料を装荷することにより、内側
領域の出力分布平坦化を図っている。
FIG. 23 shows the fuel arrangement of the equilibrium core. The number written on the fuel assembly 17 indicates the period of staying in the core by the number of cycles. The fifth cycle fuel, which has the longest residence time in the reactor, is loaded on the outermost periphery of the core having a low neutron importance. The fuel inside the core outside region is loaded with fuel having the highest neutron infinite multiplication factor during the first stay period in the furnace, and the power distribution in the radial direction of the core is flattened. In the core inner area, the period of stay in the furnace 2 to 4
The fuel of the cycle is dispersed and loaded, and the fuel of the fifth cycle during the furnace stay period is loaded at the center of the core, thereby flattening the power distribution in the inner region.

【0091】図24に、平衡炉心におけるオリフィスの
状態を示す。燃料集合体に記された番号は、燃料支持部
に設置されたオリフィスの開閉度が異なることを示して
いる。オリフィスの開閉度は図23で示した炉内滞在サ
イクル毎の5領域と、炉心中心の1領域の合計6領域と
なっている。燃料集合体出力が小さな炉心最外周領域
(番号5)のオリフィス口径は、内側領域のオリフィス
口径より小さくなっている。図25に平衡炉心用の燃料
集合体の水平断面で平均した核分裂性Puの富化度の高
さ方向分布を示す。なお、Puが富化されるウランは劣
化ウランである。
FIG. 24 shows the state of the orifice in the equilibrium core. The numbers written on the fuel assemblies indicate that the opening and closing degrees of the orifices installed on the fuel support portion are different. The opening / closing degree of the orifice is a total of six regions, five regions for each in-furnace stay cycle shown in FIG. 23 and one region at the core center. The orifice diameter of the core outermost region (No. 5) where the fuel assembly output is small is smaller than the orifice diameter of the inner region. FIG. 25 shows the height distribution of the fissile Pu enrichment averaged in the horizontal cross section of the fuel assembly for the equilibrium core. The uranium enriched with Pu is depleted uranium.

【0092】本実施例では、燃料集合体1体当たりの燃
料棒本数を増やして燃料集合体を大型化する事により、
炉心に装荷する燃料集合体数を実施例1の504体から
313体に減らし、炉心を小型化した。燃料集合体の大型
化とともに制御棒の占める領域を、実施例1の燃料棒単
位格子セル19個分から37個分に増加することによ
り、制御棒価値を実施例1とほぼ同等とした。また、制
御棒駆動機構を燃料集合体に挿入される制御棒1体につ
き1体とした。本実施例においても、稠密の六角形燃料
集合体、太径制御棒と炉心平均ボイド率60%の組合せ
により、水対燃料の実効体積比0.27 が達成される。
その結果、炉心特性は、実施例1と同等であり、同等の
効果が得られる。
In the present embodiment, by increasing the number of fuel rods per fuel assembly and increasing the size of the fuel assembly,
The number of fuel assemblies to be loaded in the reactor core was increased from 504 in Example 1.
The core was reduced to 313 and the core was downsized. By increasing the size of the fuel assembly and the area occupied by the control rods from 19 fuel rod unit lattice cells of the first embodiment to 37 fuel rod unit cells, the control rod value was made substantially equal to that of the first embodiment. Further, one control rod drive mechanism is provided for each control rod inserted into the fuel assembly. Also in the present embodiment, an effective water-to-fuel volume ratio of 0.27 is achieved by a combination of a dense hexagonal fuel assembly, a large-diameter control rod, and a core average void fraction of 60%.
As a result, the core characteristics are equivalent to those of the first embodiment, and the same effects can be obtained.

【0093】本実施例では、最外周に装荷される燃料集
合体にも太径制御棒が挿入される炉心構成としたが、炉
停止余裕確保の点で効果が小さい最外周の燃料集合体に
は制御棒を挿入しない炉心構成とすることもできる。
In this embodiment, the core configuration is such that the large-diameter control rod is also inserted into the fuel assembly loaded on the outermost periphery. However, the outermost fuel assembly is less effective in securing the reactor stop margin. May have a core configuration in which no control rod is inserted.

【0094】本実施例においても、劣化ウランのかわり
に、天然ウラン,使用済み燃料から回収される減損ウラ
ン,低濃縮ウランを用い、これにPuを富化した燃料で
も同等以上の効果が得られる。さらに、Puとともにそ
の他のアクチノイド核種を富化することもできる。 (第8の実施例)本発明の第8の実施例を図26により
説明する。本実施例は、実施例1と同一の電気出力にお
いて、燃料集合体数と燃料集合体構成、制御棒駆動機構
を変更した炉心である。本実施例は、電気出力1356
MWeで、炉心断面図は実施例7の図21と同じであ
る。図26に燃料集合体格子の断面を示す。チャンネル
ボックス19内には、直径10.1mmの燃料棒4が燃料
棒間隙1.3mmで正三角形に配置され、燃料棒列15列
の正六角形集合体を形成している。燃料集合体内の2ヶ
所には、燃料棒列3列分、すなわち、燃料棒単位格子セ
ル19個分の領域に太径制御棒5が入るガイドチューブ
6が配置されている。
In this embodiment, natural uranium, depleted uranium recovered from spent fuel, and low-enriched uranium are used in place of depleted uranium, and the same or better effects can be obtained with a fuel enriched with Pu. . In addition, other actinoid nuclides can be enriched with Pu. (Eighth Embodiment) An eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is a reactor core in which the number of fuel assemblies, the fuel assembly configuration, and the control rod drive mechanism are changed at the same electric output as in the first embodiment. In this embodiment, the electric output 1356
In MWe, the core sectional view is the same as FIG. 21 of the seventh embodiment. FIG. 26 shows a cross section of the fuel assembly lattice. In the channel box 19, the fuel rods 4 having a diameter of 10.1 mm are arranged in a regular triangle with a fuel rod gap of 1.3 mm to form a regular hexagonal assembly of 15 fuel rod rows. At two locations in the fuel assembly, guide tubes 6 in which the large-diameter control rods 5 enter three rows of fuel rods, that is, a region of 19 fuel rod unit lattice cells are arranged.

【0095】太径制御棒はB4C が充填されたステンレ
ス管の吸収棒で構成されている。また、太径制御棒の先
端部には、軽水より減速能が小さな物質である炭素で構
成されたフォロアー部を有している。炉心の燃料の配
置,オリフィスの状態,平衡炉心用の燃料集合体の水平
断面で平均した核分裂性Puの富化度の高さ方向の分布
は、いずれも、実施例7の図23,図24,図25と同
じである。
The large-diameter control rod is composed of a stainless steel absorption rod filled with B4C. The large diameter control rod has a follower at the tip end made of carbon, which is a substance having a smaller moderating power than light water. The arrangement of the fuel in the reactor core, the state of the orifice, and the distribution of the enrichment of fissionable Pu in the height direction averaged in the horizontal section of the fuel assembly for the equilibrium core are all shown in FIGS. , And FIG.

【0096】本実施例では、制御棒の占める領域を、実
施例7の燃料棒単位格子セル37個分1本から燃料棒単
位格子セル19個分2本とすることにより、吸収棒を集
合体内に分散して挿入することが可能となり、制御棒価
値は実施例7より向上する。その他の炉心特性は、実施
例7と同等であり、同等の効果が得られる。
In this embodiment, the area occupied by the control rods is changed from one for 37 fuel rod unit lattice cells of Embodiment 7 to two for 19 fuel rod unit lattice cells, so that the absorption rods And the control rod value is improved as compared with the seventh embodiment. Other core characteristics are the same as those of the seventh embodiment, and the same effects can be obtained.

【0097】本実施例においても、劣化ウランのかわり
に、天然ウラン,使用済み燃料から回収される減損ウラ
ン,低濃縮ウランを用い、これにPuを富化した燃料で
も同等以上の効果が得られる。さらに、Puとともにそ
の他のアクチノイド核種を富化することもできる。 (第9の実施例)本実施例は、本発明を正方形燃料集合
体に適用した場合である。本実施例の燃料集合体構成を
図27に示す。チャンネルボックス22内には、直径
9.8mm の燃料棒23を最小燃料棒間隙1.3mm で三角
形の格子状に稠密に配置した。燃料集合体中心部には、
燃料棒列4列分、すなわち、燃料棒単位格子セル37個
分の領域に太径制御棒24が入るガイドチューブ25が
配置されている。
In this embodiment, natural uranium, depleted uranium recovered from spent fuel, and low-enriched uranium are used in place of depleted uranium, and the same or better effects can be obtained with a fuel enriched with Pu. . In addition, other actinoid nuclides can be enriched with Pu. (Ninth Embodiment) This embodiment is a case where the present invention is applied to a square fuel assembly. FIG. 27 shows the configuration of the fuel assembly of this embodiment. In the channel box 22, fuel rods 23 having a diameter of 9.8 mm are densely arranged in a triangular lattice with a minimum fuel rod gap of 1.3 mm. In the center of the fuel assembly,
A guide tube 25 in which the large-diameter control rod 24 enters is disposed in an area corresponding to four rows of the fuel rods, that is, an area for 37 fuel rod unit lattice cells.

【0098】太径制御棒はB4C が充填されたステンレ
ス管の吸収棒で構成されており、太径制御棒の先端部に
は、軽水より減速能が小さな物質である炭素で構成され
たフォロアー部を有している。また、燃料集合体1体に
挿入される太径制御棒を1つの制御棒駆動機構で作動さ
せている。燃料集合体内の燃料棒出力ピーキングを平坦
にするため、本実施例では、チャンネルボックスに面し
た燃料棒とガイドチューブに面した燃料棒の核分裂性P
u富化度を他の領域の燃料棒のそれより低くしている。
The large-diameter control rod is composed of a stainless steel absorption rod filled with B4C, and the tip of the large-diameter control rod has a follower section composed of carbon, which is a substance having a smaller moderating power than light water. have. Further, the large-diameter control rod inserted into one fuel assembly is operated by one control rod drive mechanism. In order to flatten the fuel rod output peaking in the fuel assembly, in this embodiment, the fissile P of the fuel rod facing the channel box and the fuel rod facing the guide tube is set.
u enrichment is lower than that of fuel rods in other areas.

【0099】本実施例では、最小燃料棒間隙1.3mm の
三角形格子の稠密正方形燃料集合体,太径制御棒と炉内
平均ボイド率60%の組み合わせにより、実効的な水対
燃料体積比0.34が達成され、他の実施例と同様、増
殖比1.01が実現した。
In this embodiment, an effective water-to-fuel volume ratio of 0 is obtained by a combination of a dense square fuel assembly having a triangular lattice with a minimum fuel rod gap of 1.3 mm, a large-diameter control rod, and an average in-furnace void ratio of 60%. .34 and a growth ratio of 1.01 as in the other examples.

【0100】本実施例においても、劣化ウランのかわり
に、天然ウラン,使用済み燃料から回収される減損ウラ
ン,低濃縮ウランを用い、これにPuを富化した燃料を
使用することができる。さらに、Puとともにその他の
アクチノイド核種を富化することもできる。 (第10の実施例)本発明の第10の実施例を図28に
より説明する。本実施例は、実施例8の変形であり実施
例1と同一の電気出力において、燃料集合体数と燃料集
合体構成、御棒駆動機構を変更した炉心である。本実施
例は、電気出力1356MWeで、炉心断面図は実施例
7の図21と同じである。図28に燃料集合体格子の断
面を示す。チャンネルボックス19内には、直径10.
1mm の燃料棒4が燃料棒間隙3mmで正三角形に配置さ
れ、燃料棒列15列の正六角形集合体を形成している。
燃料集合体内の6ヶ所には、燃料棒列2列分、すなわ
ち、燃料棒単位格子セル7個分の領域に太径制御棒5が
入るガイドチューブ6が配置されている。
Also in the present embodiment, natural uranium, depleted uranium and low-enriched uranium recovered from spent fuel are used in place of depleted uranium, and a Pu-enriched fuel can be used therefor. In addition, other actinoid nuclides can be enriched with Pu. (Tenth Embodiment) A tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is a modification of the eighth embodiment, and is a core in which the number of fuel assemblies, the fuel assembly configuration, and the rod drive mechanism are changed at the same electric output as in the first embodiment. In this embodiment, the electric power is 1356 MWe, and the core sectional view is the same as FIG. 21 of the seventh embodiment. FIG. 28 shows a cross section of the fuel assembly lattice. The channel box 19 has a diameter of 10.
1 mm fuel rods 4 are arranged in a regular triangle with a fuel rod gap of 3 mm, forming a regular hexagonal assembly of 15 fuel rod rows.
At six locations in the fuel assembly, guide tubes 6 in which the large-diameter control rods 5 enter two fuel rod rows, that is, a region corresponding to seven fuel rod unit lattice cells, are arranged.

【0101】太径制御棒はB4C が充填されたステンレ
ス管の吸収棒で構成されている。また、太径制御棒の先
端部には、軽水より減速能が小さな物質である炭素で構
成されたフォロアー部を有している。炉心の燃料の配
置,オリフィスの状態,平衡炉心用の燃料集合体の水平
断面で平均した核分裂性Puの富化度の高さ方向の分布
は、いずれも、実施例7の図23,図24,図25と同
じである。
The large-diameter control rod is composed of a stainless steel absorption rod filled with B4C. The large diameter control rod has a follower at the tip end made of carbon, which is a substance having a smaller moderating power than light water. The arrangement of the fuel in the reactor core, the state of the orifice, and the distribution of the enrichment of fissionable Pu in the height direction averaged in the horizontal section of the fuel assembly for the equilibrium core are all shown in FIGS. , And FIG.

【0102】本実施例では、制御棒の占める領域を、実
施例7の燃料棒単位格子セル37個分1本から燃料棒単
位格子セル7個分6本とすることにより、吸収棒を集合
体内に分散して挿入することが可能となり、制御棒価値
は実施例7より向上する。その他の炉心特性は、実施例
7と同等であり、同等の効果が得られる。
In the present embodiment, the area occupied by the control rods is changed from one for 37 fuel rod unit lattice cells of Embodiment 7 to six for seven fuel rod unit lattice cells, so that the absorption rods And the control rod value is improved as compared with the seventh embodiment. Other core characteristics are the same as those of the seventh embodiment, and the same effects can be obtained.

【0103】本実施例においても、劣化ウランのかわり
に、天然ウラン,使用済み燃料から回収される減損ウラ
ン,低濃縮ウランを用い、これにPuを富化した燃料で
も同等以上の効果が得られる。さらに、Puとともにそ
の他のアクチノイド核種を富化することもできる。
In this embodiment, natural uranium, depleted uranium and low-enriched uranium recovered from spent fuel are used in place of depleted uranium, and a similar effect can be obtained by using a fuel enriched with Pu. . In addition, other actinoid nuclides can be enriched with Pu.

【0104】[0104]

【発明の効果】本発明によれば、劣化ウラン,天然ウラ
ン,減損ウランや低濃縮ウランにPuを添加した燃料で
増殖比1.0近傍又は1.0以上を達成することにより、
Puを触媒のようにして、劣化ウラン、天然ウラン,減
損ウランや低濃縮ウランを燃焼されることができ、エネ
ルギー長期安定供給に寄与できる。
According to the present invention, a fuel obtained by adding Pu to depleted uranium, natural uranium, depleted uranium or low-enriched uranium to achieve a growth ratio of around 1.0 or 1.0 or more can be obtained.
By using Pu as a catalyst, depleted uranium, natural uranium, depleted uranium and low-enriched uranium can be burned, which can contribute to a long-term stable supply of energy.

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

【図1】本発明の第1の実施例における炉心の水平断面
図。
FIG. 1 is a horizontal sectional view of a reactor core according to a first embodiment of the present invention.

【図2】転換比を表わすのに必要な燃料棒格子定数と実
効的な水対燃料体積比の関係を表わす特性図。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between a fuel rod lattice constant required to represent a conversion ratio and an effective water to fuel volume ratio.

【図3】燃料棒間隙と幾何学的な水対燃料体積比の関係
を表わす特性図。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relationship between a fuel rod gap and a geometrical water-to-fuel volume ratio.

【図4】核分裂性Pu富化度と増殖比の関係を表わす特
性図。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the fissionable Pu enrichment and the growth ratio.

【図5】蒸気ボイド率上昇時の出力分布変動を示す説明
図。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a change in output distribution when the steam void ratio increases.

【図6】炉心平均のボイド率と炉心出口における上記重
量率の関係を示した特性図。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a relationship between a core average void ratio and the above-mentioned weight ratio at a core outlet.

【図7】図1の炉心に装荷される燃料集合体の水平断面
図。
FIG. 7 is a horizontal sectional view of a fuel assembly loaded in the core of FIG. 1;

【図8】図1の実施例の平衡炉心時の燃料集合体配置
図。
FIG. 8 is a layout diagram of a fuel assembly at the time of an equilibrium core of the embodiment of FIG. 1;

【図9】図1の実施例におけるオリフィスの分布図。FIG. 9 is a distribution diagram of orifices in the embodiment of FIG. 1;

【図10】図1の炉心に装荷される燃料集合体の軸方向
富化度分布図。
10 is an axial enrichment distribution diagram of a fuel assembly loaded on the core of FIG. 1;

【図11】図1の炉心に装荷される燃料集合体内の燃料
棒富化度分布図。
FIG. 11 is a fuel rod enrichment distribution diagram in a fuel assembly loaded in the core of FIG. 1;

【図12】図1の実施例における炉心の軸方向出力、及
びボイド率分布を示した特性図。
FIG. 12 is a characteristic diagram showing axial power and void fraction distribution of the core in the embodiment of FIG. 1;

【図13】本発明の第2の実施例の炉心に装荷される燃
料集合体の軸方向富化度分布図。
FIG. 13 is an axial enrichment distribution diagram of a fuel assembly loaded in a core according to a second embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第3の実施例における炉心の水平断
面図。
FIG. 14 is a horizontal sectional view of a reactor core according to a third embodiment of the present invention.

【図15】図13の炉心に装荷される燃料集合体の水平
断面図。
FIG. 15 is a horizontal sectional view of a fuel assembly loaded in the core of FIG.

【図16】図13の実施例の平衡炉心時の燃料集合体配
置図。
16 is a layout diagram of a fuel assembly at the time of an equilibrium core of the embodiment of FIG. 13;

【図17】図13の実施例におけるオリフィスの分布
図。
FIG. 17 is a distribution diagram of orifices in the embodiment of FIG.

【図18】本発明の第4の実施例の炉心に装荷される燃
料集合体の水平断面図。
FIG. 18 is a horizontal sectional view of a fuel assembly loaded in a core according to a fourth embodiment of the present invention.

【図19】本発明の第5の実施例の炉心に装荷される燃
料集合体の水平断面図。
FIG. 19 is a horizontal sectional view of a fuel assembly loaded in a core according to a fifth embodiment of the present invention.

【図20】本発明の第6の実施例の炉心に装荷される燃
料集合体の水平断面図。
FIG. 20 is a horizontal sectional view of a fuel assembly loaded in a core according to a sixth embodiment of the present invention.

【図21】本発明の第7の実施例における炉心の水平断
面図。
FIG. 21 is a horizontal sectional view of a reactor core according to a seventh embodiment of the present invention.

【図22】図21の炉心に装荷される燃料集合体の水平
断面図。
FIG. 22 is a horizontal sectional view of a fuel assembly loaded in the core of FIG. 21.

【図23】図21の実施例の平衡炉心時の燃料集合体配
置図。
FIG. 23 is a layout diagram of a fuel assembly at the time of an equilibrium core of the embodiment in FIG. 21;

【図24】図21の実施例におけるオリフィスの分布
図。
FIG. 24 is a distribution diagram of orifices in the embodiment of FIG. 21.

【図25】図21の炉心に装荷される燃料集合体の軸方
向富化度分布図。
FIG. 25 is an axial enrichment distribution diagram of a fuel assembly loaded in the core of FIG. 21;

【図26】本発明の第8の実施例の炉心に装荷される燃
料集合体の水平断面図。
FIG. 26 is a horizontal sectional view of a fuel assembly loaded in a reactor core according to an eighth embodiment of the present invention.

【図27】本発明の第9の実施例の炉心に装荷される燃
料集合体の水平断面図。
FIG. 27 is a horizontal sectional view of a fuel assembly loaded in a reactor core according to a ninth embodiment of the present invention.

【図28】本発明の第10の実施例の炉心に装荷される
燃料集合体の水平断面図。
FIG. 28 is a horizontal sectional view of a fuel assembly loaded in a reactor core according to a tenth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,7,17…燃料集合体、2,8,18…制御棒駆動
機構、3,9,13,19,22…チャンネルボック
ス、4,14,23…燃料棒、5,10,15,20,
24…太径制御棒、6,11,16,21,25…ガイ
ドチューブ、12…水排除棒。
1, 7, 17 ... fuel assembly, 2, 8, 18 ... control rod drive mechanism, 3, 9, 13, 19, 22 ... channel box, 4, 14, 23 ... fuel rod, 5, 10, 15, 20 ,
24: Large diameter control rod, 6, 11, 16, 21, 25: Guide tube, 12: Water exclusion rod.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G21C 3/326 G21C 3/30 D 5/18 X 7/103 GDBT 3/32 N 7/10 L (72)発明者 三輪 順一 茨城県日立市大みか町七丁目2番1号 株 式会社日立製作所電力・電機開発研究所内 (72)発明者 池側 智彦 茨城県日立市大みか町七丁目2番1号 株 式会社日立製作所電力・電機開発研究所内──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (Reference) G21C 3/326 G21C 3/30 D 5/18 X 7/103 GBDT 3/32 N 7/10 L (72 Inventor Junichi Miwa 7-2-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside Power and Electricity Research Laboratory, Hitachi, Ltd. Hitachi, Ltd. Electric Power and Electricity Development Laboratory

Claims (31)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】劣化ウラン,天然ウラン,減損ウラン,低
濃縮ウランの少なくとも1つを含むウランに、プルトニ
ウムまたはプルトニウムとアクチノイド核種を富化した
燃料を有する炉心において、燃料棒が三角形の格子状に
配列された燃料集合体と、横断面積が燃料棒単位格子セ
ルの断面積より大きな1本以上の吸収棒を有し、前記燃
料集合体内に挿入される太径制御棒とを備え、増殖比が
1.0近傍又は1.0以上で、ボイド係数が負であること
を特徴とする軽水炉炉心。
1. A reactor having plutonium or a fuel enriched with plutonium and actinide nuclides in uranium containing at least one of depleted uranium, natural uranium, depleted uranium, and low-enriched uranium, wherein the fuel rods have a triangular lattice shape. The fuel assembly includes an arrayed fuel assembly, one or more absorption rods having a cross-sectional area larger than the cross-sectional area of the fuel rod unit lattice cell, and a large-diameter control rod inserted into the fuel assembly. A light water reactor core having a void coefficient of about 1.0 or more than 1.0 and having a negative void coefficient.
【請求項2】劣化ウラン,天然ウラン,減損ウラン,低
濃縮ウランの少なくとも1つを含むウランに、プルトニ
ウムまたはプルトニウムとアクチノイド核種を富化した
燃料を有する炉心において、燃料棒が三角形の格子状に
配列された燃料集合体と、横断面積が燃料棒単位格子セ
ルの断面積より大きな1本以上の吸収棒を有し、前記燃
料集合体内に挿入される太径制御棒とを備え、増殖比が
1.0近傍又は1.0以上で、出力係数が負でかつボイド
係数が正または零であることを特徴とする軽水炉炉心。
2. A reactor having plutonium or a plutonium-enriched actinide-nuclide-enriched fuel in uranium containing at least one of depleted uranium, natural uranium, depleted uranium and low-enriched uranium, wherein the fuel rods have a triangular lattice shape. The fuel assembly includes an arrayed fuel assembly, one or more absorption rods having a cross-sectional area larger than the cross-sectional area of the fuel rod unit lattice cell, and a large-diameter control rod inserted into the fuel assembly. A light water reactor core characterized by being near 1.0 or above 1.0 and having a negative power coefficient and a positive or zero void coefficient.
【請求項3】請求項1又は2において、増殖比が1.0
から1.15の範囲であることを特徴とする軽水炉炉
心。
3. The method according to claim 1, wherein the growth ratio is 1.0.
From 1.15 to 1.15.
【請求項4】劣化ウラン,天然ウラン,減損ウラン,低
濃縮ウランの少なくとも1つを含むウランに、プルトニ
ウムまたはプルトニウムとアクチノイド核種を富化した
燃料を有する燃料集合体において、三角形の格子状に配
列された燃料棒と、横断面積が燃料棒単位格子セルの断
面積より大きく、太径制御棒が挿入される1本以上のガ
イドチューブとを備えた燃料集合体で、増殖比が1.0
近傍又は1.0以上であることを特徴とする燃料集合
体。
4. A fuel assembly comprising plutonium or a fuel enriched with plutonium and an actinoid nuclide on uranium containing at least one of depleted uranium, natural uranium, depleted uranium, and low-enriched uranium, arranged in a triangular lattice. A fuel assembly having a fuel rod having a cross-sectional area larger than a cross-sectional area of a fuel cell unit cell and one or more guide tubes into which a large-diameter control rod is inserted.
A fuel assembly characterized by being near or at least 1.0.
【請求項5】請求項4において、前記ガイドチューブ表
面に軽水より減速能の小さな物質で構成させた水排除領
域を有することを特徴とする燃料集合体。
5. The fuel assembly according to claim 4, further comprising a water exclusion region formed on the surface of the guide tube with a substance having a smaller deceleration ability than light water.
【請求項6】請求項4又は5において、燃料棒が三角形
の格子状に稠密配列された燃料集合体で、燃料棒の間隙
が0.7〜2.0mmであることを特徴とする燃料集合体。
6. The fuel assembly according to claim 4, wherein the fuel rods are densely arranged in a triangular lattice, and the gap between the fuel rods is 0.7 to 2.0 mm. body.
【請求項7】請求項6の燃料集合体で構成されることを
特徴とする軽水炉炉心。
7. A light water reactor core comprising the fuel assembly according to claim 6.
【請求項8】請求項4又は5において、燃料棒が三角形
の格子状に稠密配列された燃料集合体で、実効的な水対
燃料体積比が0.1から0.6の間であることを特徴とす
る燃料集合体。
8. The fuel assembly according to claim 4, wherein the fuel rods are densely arranged in a triangular lattice, and the effective water to fuel volume ratio is between 0.1 and 0.6. A fuel assembly comprising:
【請求項9】請求項8の燃料集合体で構成されることを
特徴とする軽水炉炉心。
9. A light water reactor core comprising the fuel assembly according to claim 8.
【請求項10】請求項1,2,3,7及び9の何れかに
おいて、炉心外周部および上下端部のブランケット部分
を除いた炉心部における平均核分裂性プルトニウム富化
度が6〜20wt%であることを特徴とする軽水炉炉
心。
10. An average fissile plutonium enrichment of 6 to 20 wt% in a core portion excluding a blanket portion at an outer peripheral portion and upper and lower end portions of a core according to any one of claims 1, 2, 3, 7 and 9. A light water reactor core, comprising:
【請求項11】請求項4,5,6及び8の何れかにおい
て、上下端のブランケット部分を除いた燃料領域におけ
る平均核分裂性プルトニウム富化度が6〜20wt%で
あることを特徴とする燃料集合体。
11. The fuel according to claim 4, wherein the average fissile plutonium enrichment in the fuel region excluding the upper and lower blanket portions is 6 to 20 wt%. Aggregation.
【請求項12】請求項1,2,3,7,9及び10の何
れかにおいて、定格出力の50%以上で運転されている
時の炉心平均のボイド率が45〜70%であることを特
徴とする沸騰水型軽水炉炉心。
12. The method according to claim 1, wherein the average core void ratio when operating at 50% or more of the rated output is 45 to 70%. Features a boiling water reactor core.
【請求項13】請求項1,2,3,7,9,10及び1
2の何れかにおいて、1つの制御棒駆動機構に接続され
た前記太径制御棒は全て、1体の燃料集合体内に挿入さ
れ、かつ前記太径制御棒は、炉心最外周を除いた領域に
装荷される全ての前記燃料集合体に挿入されること特徴
とする軽水炉炉心。
13. The method of claim 1, 2, 3, 7, 9, 10, or 1.
2, the large diameter control rods connected to one control rod drive mechanism are all inserted into one fuel assembly, and the large diameter control rods are located in an area excluding the outermost circumference of the core. A light water reactor core inserted into all the fuel assemblies to be loaded.
【請求項14】請求項13の燃料集合体の横断面形状が
六角形あるいは正方形であることを特徴とする軽水炉炉
心。
14. The light water reactor core according to claim 13, wherein the cross section of the fuel assembly is hexagonal or square.
【請求項15】請求項1,2,3,7,9,10及び1
2の何れかにおいて、1つの制御棒駆動機構に接続され
た複数の前記太径制御棒は3体の六角形燃料集合体内に
挿入され、かつ前記太径制御棒は、炉心最外周を除いた
領域に装荷される全ての前記燃料集合体に挿入されるこ
と特徴とする軽水炉炉心。
15. The method of claim 1, 2, 3, 7, 9, 10, or 1.
2, the plurality of large diameter control rods connected to one control rod driving mechanism are inserted into three hexagonal fuel assemblies, and the large diameter control rods exclude the core outermost periphery. A light water reactor core inserted into all the fuel assemblies loaded in a region.
【請求項16】請求項1,2,3,7,9,10及び1
2の何れかにおいて、1つの制御棒駆動機構に接続され
た複数の前記太径制御棒は4体の正方形燃料集合体内に
挿入され、かつ前記太径制御棒は、炉心最外周を除いた
領域に装荷される全ての前記燃料集合体に挿入されるこ
と特徴とする軽水炉炉心。
16. The method of claim 1, 2, 3, 7, 9, 10, or 1.
2, the plurality of large-diameter control rods connected to one control rod drive mechanism are inserted into four square fuel assemblies, and the large-diameter control rods are located in an area excluding the outermost periphery of the core. A light water reactor core, which is inserted into all the fuel assemblies loaded in the reactor.
【請求項17】請求項1,2,3,7,9,10,1
2,13,14,15及び16の何れかにおいて、前記
太径制御棒の先端部に軽水より減速能が小さな物質から
構成されたフォロアー部を有することを特徴とする軽水
炉炉心。
17. The method of claim 1, 2, 3, 7, 9, 10, 1.
2. The light water reactor core according to any one of 2, 13, 14, 15 and 16, further comprising a follower portion made of a substance having a smaller deceleration ability than light water at a tip portion of the large diameter control rod.
【請求項18】請求項6,8及び11の何れかにおい
て、前記ガイドチューブに隣接する領域に配置された燃
料棒と、前記燃料集合体中心から最も離れた領域に配置
された燃料棒の核分裂性プルトニウム富化度の平均値
が、その他の領域に配置された燃料棒の核分裂性プルト
ニウム富化度の平均値より小さいことを特徴とする燃料
集合体。
18. The nuclear fission of a fuel rod located in a region adjacent to the guide tube and a fuel rod located in a region furthest from the center of the fuel assembly according to claim 6, 8, or 11. A fuel assembly having an average value of fissile plutonium enrichment lower than the average value of fissile plutonium enrichment of fuel rods located in other regions.
【請求項19】請求項1,2,3,7,9,10,1
2,13,14,15,16、及び17の何れかにおい
て、炉心外周部および上下端部のブランケット部を除く
炉心部の平均出力密度が100〜300kW/lである
ことを特徴とする軽水炉炉心。
19. The method of claim 1, 2, 3, 7, 9, 10, 1.
In any one of 2, 13, 14, 15, 16, and 17, the average power density of the core except for the outer peripheral portion of the core and the blanket portions at the upper and lower ends is 100 to 300 kW / l. .
【請求項20】請求項1,2,3,7,9,10,1
2,13,14,15,16、及び17の何れかにおい
て、上下両端部のブランケット部を除く炉心高さ方向に
ついて、燃料集合体水平断面の核分裂性プルトニウム平
均富化度が6wt%以上の部分が、40cmから140cm
の間であることを特徴とする軽水炉炉心。
20. The method of claim 1, 2, 3, 7, 9, 10, 1.
In any of 2, 13, 14, 15, 16, and 17, in the core height direction excluding the blanket portions at the upper and lower ends, a portion where the average fissile plutonium enrichment of the horizontal section of the fuel assembly is 6 wt% or more But from 40cm to 140cm
A light water reactor core.
【請求項21】請求項4,5,6,8,11及び18の
何れかにおいて、上下両端部のブランケット部を除く燃
料集合体高さ方向について、燃料集合体水平断面の核分
裂性プルトニウム平均富化度が6wt%以上の部分が、
40cmから140cmの間であることを特徴とする燃料集
合体。
21. The fissionable plutonium average enrichment in a horizontal section of the fuel assembly in the height direction of the fuel assembly excluding the blanket portions at the upper and lower ends, according to any one of claims 4, 5, 6, 8, 11, and 18. The part whose degree is more than 6 wt%
A fuel assembly characterized by being between 40 cm and 140 cm.
【請求項22】請求項4,5,6,8,11,18及び
21の何れかにおいて、上下両端部のブランケット部を
除いて、燃料集合体上半分の核分裂性プルトニウム富化
度平均値より下半分の平均値が低いことを特徴とする燃
料集合体。
22. The fuel cell according to claim 4, wherein the average value of the fissile plutonium enrichment value of the upper half of the fuel assembly, excluding the upper and lower blanket portions, is obtained. A fuel assembly characterized by a low average value in the lower half.
【請求項23】請求項4,5,6,8,11,18,2
1及び22の何れかにおいて、上下両端部のブランケッ
ト部を除いた燃料集合体高さ方向について、核分裂性プ
ルトニウム富化度が6wt%以上の部分が上下にあり、
その間の中央付近の領域の核分裂性プルトニウム富化度
が6wt%以下であることを特徴とする燃料集合体。
23. The method of claim 4, 5, 6, 8, 11, 18, 2.
In any one of 1 and 22, in the fuel assembly height direction excluding the blanket portions at the upper and lower ends, a portion having a fissile plutonium enrichment of 6 wt% or more is located above and below,
A fuel assembly, wherein the fissionable plutonium enrichment in a region near the center therebetween is 6 wt% or less.
【請求項24】請求項23において、上下両端部のブラ
ンケット部を除いた燃料集合体高さ方向について、核分
裂性プルトニウム富化度が6wt%以下の中央付近の領
域を挟む上下領域の核分裂性プルトニウム富化度が異な
ることを特徴とする燃料集合体。
24. The fissionable plutonium rich material in the upper and lower regions sandwiching a region near the center where the fissionable plutonium enrichment is 6 wt% or less in the height direction of the fuel assembly excluding the blanket portions at the upper and lower ends. A fuel assembly having different degrees of conversion.
【請求項25】請求項1,2,3,7,9,10,1
2,13,14,15,16,17,19及び20の何
れかにおいて、定格出力の50%以上で運転されている
時の冷却材の炉心出口蒸気重量率が20wt%〜40w
t%であることを特徴とする沸騰水型軽水炉炉心。
25. The method of claim 1, 2, 3, 7, 9, 10, 1.
2,13,14,15,16,17,19 and 20, when the reactor is operated at 50% or more of the rated power, the core outlet steam weight ratio of the coolant is 20 wt% to 40 w
A boiling water reactor core characterized in that the core is t%.
【請求項26】請求項1,2,3,7,9,10,1
2,13,14,15,16,17,19,20及び2
5の何れかにおいて、炉心の最外周を除く領域を半径方
向に等面積に二分割し、炉心外側領域に装荷された燃料
集合体の炉心滞在サイクル数の平均値が、炉心内側領域
のそれより小さくなるように燃料集合体を装荷すること
を特徴とする軽水炉炉心。
26. The method of claim 1, 2, 3, 7, 9, 10, 1.
2,13,14,15,16,17,19,20 and 2
5, the area excluding the outermost periphery of the core is divided into two equal areas in the radial direction, and the average value of the number of core stay cycles of the fuel assemblies loaded in the outer core area is smaller than that of the inner core area. A light water reactor core, wherein a fuel assembly is loaded so as to be small.
【請求項27】請求項1,2,3,7,9,10,1
2,13,14,15,16,17,19,20,25
及び26の何れかにおいて、炉心の最外周及び、それに
隣接する燃料集合体のオリフィス圧損係数の平均値が、
それ以外の領域のオリフィス圧損係数の平均値より大き
くなるように設定することを特徴とする軽水炉炉心。
27. The method of claim 1, 2, 3, 7, 9, 10, 1.
2,13,14,15,16,17,19,20,25
Or 26, the average value of the orifice pressure drop coefficient of the outermost periphery of the core and the fuel assembly adjacent thereto is
A light water reactor core characterized by being set to be larger than the average value of the orifice pressure loss coefficient in other regions.
【請求項28】請求項4,5,6,8,11,18,2
1,22,23及び24の何れかにおいて、使用済み燃
料から取り出されたプルトニウムとウランを同時に装荷
することを特徴とする燃料集合体。
28. The method of claim 4, 5, 6, 8, 11, 18, 2.
A fuel assembly according to any one of 1, 22, 23 and 24, wherein plutonium and uranium extracted from spent fuel are simultaneously loaded.
【請求項29】請求項28の燃料集合体で構成されるこ
とを特徴とする軽水炉炉心。
29. A light water reactor core comprising the fuel assembly according to claim 28.
【請求項30】請求項4,5,6,8,11,18,2
1,22,23及び24の何れかにおいて、使用済み燃
料から取り出されたプルトニウム,ウランおよびアクチ
ノイド核種を同時に装荷することを特徴とする燃料集合
体。
30. The method of claim 4, 5, 6, 8, 11, 18, 2.
The fuel assembly according to any one of 1, 22, 23 and 24, wherein plutonium, uranium and actinoid nuclides taken out from spent fuel are simultaneously loaded.
【請求項31】請求項30の燃料集合体で構成されるこ
とを特徴とする軽水炉炉心。
31. A light water reactor core comprising the fuel assembly according to claim 30.
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