JP2002196089A - 燃料集合体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＭＯＸ燃料棒の本数を低減すると同時に平均
のプルトニウム富化度を高めたＭＯＸ燃料集合体を得る
こと。 【解決手段】 可燃性毒物を含むウラン燃料棒Ｇ１を最
外周燃料層を含む位置に配置すると共に、ウラン燃料棒
１，２をコーナ位置、コーナ位置から最外周燃料層の１
燃料棒ピッチ分だけ離した位置、最外周燃料層の可燃性
毒物を含むウラン燃料棒以外の全ての位置に配置するこ
と、又は、可燃性毒物を含むウラン燃料棒Ｇ１を最外周
燃料層から２層目又はこれより内側に配置すると共に、
ウラン燃料棒１，２をコーナ位置、コーナ位置から最外
周燃料層の１燃料棒ピッチ分だけ離した位置に配置する
こと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、沸騰水型原子炉
（以下、ＢＷＲと記す）に装荷する燃料集合体に係わ
り、特にプルトニウムを混入した燃料棒を有するＭＯＸ
燃料集合体に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】原子
力発電所の核燃料リサイクルとして、再処理によって取
り出されたプルトニウムをウランと混合したウラン・プ
ルトニウム混合酸化物燃料（以下、ＭＯＸ燃料と記す）
の利用がある。本燃料の経済性の向上を図るため、ＭＯ
Ｘ燃料の高燃焼度化やＭＯＸ燃料の装荷率を高めるニー
ズがある。

【０００３】燃料集合体にＭＯＸ燃料を装荷すると、核
分裂核種であるプルトニウム239やプルトニウム241の熱
中性子吸収断面積がウラン235より大きいこと、プルト
ニウム240による中性子吸収がウラン238より大きいこと
のため、中性子のエネルギスペクトルが硬くなることに
より、ウラン燃料集合体よりもガドリニア等の可燃性毒
物の中性子吸収効果が低下するなどの影響が生じる。ま
た、燃料の高燃焼度化を図るためには、燃料の持つ反応
度を高める必要があることから、ＭＯＸ燃料のプルトニ
ウム富化度を増加させることによって、中性子エネルギ
スペクトルの硬化や中性子吸収効果の低下が増す。

【０００４】ＢＷＲにおける反応度制御は、制御棒によ
る反応度抑制効果に加えて、燃料棒にガドリニア等の可
燃性毒物を混入することによる反応度抑制効果が使用さ
れている。従って、高燃焼度化に伴い、燃料のウラン濃
縮度やプルトニウム富化度が増加すると燃料の反応度が
増大するため、反応度を抑制するために可燃性毒物を混
入する燃料棒の本数や可燃性毒物量が増加する傾向にな
るが、ＭＯＸ燃料においては、この傾向は、中性子スペ
クトルの硬化により可燃性毒物の中性子吸収効果が低減
する効果によって助長される。

【０００５】可燃性毒物による反応度抑制の様子を図９
を用いて示す。図９は可燃性毒物の一種であるガドリニ
アを混入した燃料集合体の無限増倍率の燃焼変化例を示
している。一般に、可燃性毒物を混入する燃料棒の本数
を増加させれば、燃焼初期での無限増倍率が低下する。
また、混入する可燃性毒物の濃度を増加させれば、ガド
リニアの燃え尽きる時期を遅らせ、その結果、無限増倍
率の最大値を抑えることが可能となる。これらの効果を
用いることで、可燃性毒物を混入した燃料棒本数とその
混入濃度の組み合わせにより、炉心の余剰反応度や軸方
向出力分布を適切に制御することが可能となる。しかし
ながら、ＭＯＸ燃料集合体の場合、ＭＯＸ燃料棒におい
てガドリニア等の可燃性毒物を混入することは、燃料の
成型が複雑になるため、ウラン燃料棒にのみガドリニア
等の可燃性毒物を混入することを考えると、高燃焼度化
等に伴い可燃性毒物を混入した燃料棒本数が増加すると
ＭＯＸ燃料の装荷率が低下することになる。また、ＭＯ
Ｘ燃料棒においてプルトニウム富化度を軸方向に分布さ
せることによっても、燃料の成型が複雑になるため、Ｍ
ＯＸ燃料棒のプルトニウム富化度は軸方向一様とするこ
とが望ましい。このように、ＭＯＸ燃料集合体の反応度
や軸方向出力分布の制御のためには、ウラン燃料棒にガ
ドリニアを含有させ、必要に応じウラン燃料棒において
軸方向にウラン濃縮度を分布させたりガドリニア濃度を
分布させた設計が用いられる。このような、ＭＯＸ燃料
集合体でガドリニアを含有したウラン燃料棒において軸
方向のウラン濃縮度分布やガドリニア濃度分布を使用し
た燃料集合体の例としては、特開昭63-108294公報に記
載されている。

【０００６】また、プルトニウム富化度を増加させる
と、可燃性毒物を含有したウラン燃料棒の本数も増加し
なければならなくなるため、ＭＯＸ装荷率の点で損失が
生じる。このため、可燃性毒物入りウラン燃料棒を、水
ギャップ部に隣接し中性子スペクトルが比較的柔らかい
燃料集合体の外周部や水ロッドに隣接する領域に配置す
ることにより可燃性毒物入りウラン燃料棒本数の低減を
図った設計が用いられている。このような、燃料集合体
の最外周に可燃性毒物入りウラン燃料棒を使用した燃料
集合体の例としては、特開昭58-216989公報、特開昭59-
013981公報、特開昭60-127489公報に記載されている。

【０００７】燃料集合体の最外周の内でもコーナ位置は
より大きな水ギャップ部に隣接するため、燃料集合体の
４隅のコーナ位置に可燃性毒物入りウラン燃料棒を使用
した燃料集合体の例としては、特開昭59-46587公報に記
載されている。また、可燃性毒物入りウラン燃料棒を、
４隅のコーナ位置から最外周燃料層の１燃料棒ピッチ分
だけ離した位置に使用した燃料集合体の例としては、特
開昭60-146185公報に記載されている。

【０００８】また、可燃性毒物入りウラン燃料棒の母材
であるウランの濃縮度を低減する一方、ＭＯＸ燃料棒の
プルトニウム富化度を増加するために、燃料集合体の４
隅のコーナ位置に低濃縮ウランを母材とした可燃性毒物
入りウラン燃料棒を使用した燃料集合体の例としては、
特開昭59-46587公報に記載されている。

【０００９】コーナ部にＭＯＸ燃料棒を使用した場合、
水ギャップ等の出力ピーキング等への影響により当該Ｍ
ＯＸ燃料棒の富化度を低くする必要があるため、コーナ
位置にはウラン燃料棒を使用した燃料集合体の例として
特開昭62-24183公報、最外周及び２周目のコーナ位置に
ウラン燃料棒を使用した例として特開平3-128482公報、
広い水ギャップ側のコーナ部にウラン燃料棒を使用した
例として特開平4-50795公報に記載されている。

【００１０】ＭＯＸ燃料集合体における可燃性毒物入り
ウラン燃料棒及びウラン燃料棒の配置について、成型加
工性の観点からはＭＯＸ燃料棒の本数を低減すると同時
にＭＯＸ燃料棒の平均のプルトニウム富化度を高めるこ
とが有効である。これを満足させるためには、可燃性毒
物入りウラン燃料棒を除くＭＯＸ燃料棒の内、富化度の
低いＭＯＸ燃料棒をウラン燃料棒に置き換えることが有
効となるが、置き換えるウラン燃料棒の本数を増加させ
ると燃焼が進んだ時点での燃料集合体内の局所出力ピー
キングが大きくなるという問題が生じる。

【００１１】このため、複数のＭＯＸ燃料棒及び複数の
ウラン燃料棒をチャンネルボックス内に正方格子状に配
列し、水ロッド又は水チャンネルを中央領域に配置した
沸騰水型原子炉用のＭＯＸ燃料集合体の燃料棒格子配列
に対する可燃性毒物入りウラン燃料棒及びウラン燃料棒
の配置についてＭＯＸ特有の条件から最適化を図る必要
がある。

【００１２】本発明の目的は、ＭＯＸ燃料集合体におい
て、低富化度のＭＯＸ燃料棒の本数を低減し、ＭＯＸ燃
料棒の富化度を高めると共に、熱的余裕を適正に維持し
得るＭＯＸ燃料集合体を得ることにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
複数のＭＯＸ燃料棒及び複数のウラン燃料棒及び複数の
可燃性毒物を含むウラン燃料棒をチャンネルボックス内
に正方格子状に配列し、水ロッド又は水チャンネルを中
央領域に配置した沸騰水型原子炉用の燃料集合体におい
て、可燃性毒物を含むウラン燃料棒を最外周燃料層を含
む位置に配置すると共に、ウラン燃料棒をコーナ位置、
又は、コーナ位置及びコーナ位置から最外周燃料層の１
燃料棒ピッチ分だけ離した位置に配置することを特徴と
する。

【００１４】請求項２に係る発明は、複数のＭＯＸ燃料
棒及び複数のウラン燃料棒及び複数の可燃性毒物を含む
ウラン燃料棒をチャンネルボックス内に正方格子状に配
列し、水ロッド又は水チャンネルを中央領域に配置した
沸騰水型原子炉用の燃料集合体において、可燃性毒物を
含むウラン燃料棒を最外周燃料層を含む位置に配置する
と共に、ウラン燃料棒を、最外周燃料層において、可燃
性毒物を含むウラン燃料棒以外の全ての位置に配置する
ことを特徴とする。

【００１５】請求項３に係る発明は、請求項１又は２に
係る発明において、可燃性毒物を含むウラン燃料棒は、
最外周燃料層位置のみに配置すると共に、相互に２乃至
４燃料棒ピッチの距離分だけ離した位置に配置すること
を特徴とする。

【００１６】請求項４に係る発明は、複数のＭＯＸ燃料
棒及び複数のウラン燃料棒及び複数の可燃性毒物を含む
ウラン燃料棒をチャンネルボックス内に正方格子状に配
列し、水ロッド又は水チャンネルを中央領域に配置した
沸騰水型原子炉用の燃料集合体において、可燃性毒物を
含むウラン燃料棒を最外周燃料層から２層目又はこれよ
り内側に配置すると共に、ウラン燃料棒をコーナ位置、
又は、コーナ位置及びコーナ位置から最外周燃料層の１
燃料棒ピッチ分だけ離した位置に配置することを特徴と
する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は燃料集合体の垂直方向の外観図を示
す図であって、燃料集合体11は、燃料棒12、チャンネル
ボックス13、水ロッド14、上部タイプレート15、下部タ
イプレート16及び燃料スペーサ17等からなっている。燃
料棒12及び水ロッド14の上下端部は、上部タイプレート
15及び下部タイプレート16で保持される。スペーサ17
は、燃料棒12の軸方向に幾つか配置され、燃料棒12及び
水ロッド14の相互間の間隙を適切に保持している。チャ
ンネルボックス13は、上部タイプレート15に取り付けら
れ、スペーサ17で保持された燃料棒12の束の外周を取り
囲んでいる。燃料棒12は、上部端栓及び下部端栓により
両端を密封された被覆管内に多数の燃料ペレットを充填
したものである。ＭＯＸ燃料ペレットは、燃料物質であ
るＰｕＯ_２及び燃料母材であるＵＯ_２にて構成され、核
分裂物質である²³⁹Ｐｕ、²⁴¹Ｐｕ及び²³⁵Ｕを含んでい
る。また、ガドリニア入りウラン燃料ペレットは、燃料
物質であるＵＯ_２及びこれに含有した可燃性毒物である
ガドリニア（Ｇｄ_２Ｏ_３）にて構成され、核分裂物質で
ある²³⁵Ｕを含んでいる。スプリングが被覆管内のガス
プレナム領域に配置され、燃料ペレットを上下に押圧し
ている。水ロッド13は、燃料物質を充填せず、内部を沸
騰しない冷却水が通過するようになっている。

【００１８】図２は、本発明の燃料集合体における第１
の実施の形態を示す断面図であり、十字型の制御棒１９
がチャンネルボックス１３に隣接するように配設されて
いる。短尺燃料棒（部分長燃料棒）18は、水平方向位置
が、燃料棒配列における外層から２層目にコーナ部を含
む８本が設けられている。

【００１９】燃料集合体11を構成する燃料棒12は、図２
に示すように、燃料棒番号P1〜P3、G1、1、2の６種類の
ものがある。これらの燃料棒番号が図２に示されるよう
に、チャンネルボックス13の内で、燃料集合体横断面に
配置されている。正方格子状の燃料棒配列は、９行×９
列である。燃料棒P1〜P3がガドリニアを含有しないＭＯ
Ｘ燃料棒であり、この内、燃料棒番号P1、P2が長尺燃料
棒、燃料棒番号P3が短尺燃料棒である。燃料棒番号G1が
ガドリニアを含有したウラン燃料棒、燃料番号1、2が濃
縮ウラン燃料棒である。ここで、ＭＯＸ燃料の富化度の
大小関係は、Ｐｕ富化度の大きい方から、P1、P2であ
り、P3は、これらの範囲にある。Ｐｕ富化度は軸方向に
一様となっている。

【００２０】ガドリニア入りウラン燃料棒G1は、濃縮ウ
ランを母材としてガドリニアを含有させており、最外周
燃料層の辺の中央に２燃料棒ピッチの距離分だけ離した
位置に配置しており、全部で８本である。

【００２１】また、ウラン燃料棒1、2は、コーナ位置及
びコーナ位置から最外周燃料層の１燃料棒ピッチ分だけ
離した位置に配置している。ここで、ウラン燃料の濃縮
度の大小関係は、濃縮度の大きい方から、1、2である。

【００２２】図３は本発明における第２の実施の形態の
燃料集合体を示す図であって、燃料集合体11を構成する
燃料棒12は、図３に示すように、燃料棒番号P1〜P4、G
1、1の６種類のものがある。これらの燃料棒番号が図３
に示されるように、チャンネルボックス13の内で、燃料
集合体横断面に配置されている。正方格子状の燃料棒配
列は、９行×９列である。燃料棒P1〜P4がガドリニアを
含有しないＭＯＸ燃料棒であり、この内、燃料棒番号P1
〜P3が長尺燃料棒、燃料棒番号P4が短尺燃料棒である。
燃料棒番号G1がガドリニアを含有したウラン燃料棒、燃
料番号1が濃縮ウラン燃料棒である。ここで、ＭＯＸ燃
料の富化度の大小関係は、Ｐｕ富化度の大きい方から、
P1、P2、P3であり、P4は、これらの範囲にある。Ｐｕ富
化度は軸方向に一様となっている。

【００２３】ガドリニア入りウラン燃料棒G1は、濃縮ウ
ランを母材としてガドリニアを含有させており、最外周
燃料層の辺の中央に２燃料棒ピッチの距離分だけ離した
位置に配置しており、全部で８本である。また、ウラン
燃料棒1は、コーナ位置に配置している。

【００２４】図４は、本発明の第３の実施の形態の燃料
集合体を示す図であって、燃料集合体11を構成する燃料
棒12は、図４に示すように、燃料棒番号P1、P2、G1、1
〜3の６種類のものがある。これらの燃料棒番号が図４
に示されるように、チャンネルボックス13の内で、燃料
集合体横断面に配置されている。正方格子状の燃料棒配
列は、９行×９列である。燃料棒P1、P2がガドリニアを
含有しないＭＯＸ燃料棒であり、この内、燃料棒番号P1
が長尺燃料棒、燃料棒番号P2が短尺燃料棒である。燃料
棒番号G1がガドリニアを含有したウラン燃料棒、燃料番
号1〜3が濃縮ウラン燃料棒である。Ｐｕ富化度は軸方向
に一様となっている。

【００２５】ガドリニア入りウラン燃料棒G1は、濃縮ウ
ランを母材としてガドリニアを含有させており、最外周
燃料層の辺の中央に２燃料棒ピッチの距離分だけ離した
位置に配置しており、全部で８本である。

【００２６】また、ウラン燃料棒1〜3は、最外周燃料層
において、可燃性毒物を含むウラン燃料棒以外の全ての
位置に配置している。ここで、ウラン燃料の濃縮度の大
小関係は、濃縮度の大きい方から、1、2、3である。ウ
ラン燃料棒1は、短尺燃料棒及び中央領域の一部の燃料
棒にも使用されている。

【００２７】図５は、上記燃料集合体における局所出力
ピーキングの燃焼変化を示す図であって、上述のよう
に、可燃性毒物を含むウラン燃料棒を最外周燃料層を含
む位置に配置するとともに、ウラン燃料棒をコーナ位
置、又は、コーナ位置及びコーナ位置から最外周燃料層
の１燃料棒ピッチ分だけ離した位置に配置することによ
り、局所出力ピーキングの燃焼変化が、図５に示すよう
に、燃焼の進んだ時点での局所出力ピーキングを増大さ
せることなく、ＭＯＸ燃料棒の富化度の増加を図ること
ができる。

【００２８】すなわち、図５において、線Ａは最外周燃
料層にウラン燃料棒を配置しない基準となる特性を示し
たものであり、これに対して、線Ｂはウラン燃料棒をコ
ーナ位置に配置、線Ｃはウラン燃料棒をコーナ位置及び
コーナ位置から最外周燃料層の１燃料棒ピッチ分だけ離
した位置に配置した場合の特性を示したものである。線
Ｂと線Ｃの特性は、線Ａの基準特性と燃焼が進んだ時点
で同等であることが分かる。

【００２９】また、複数のＭＯＸ燃料棒及び複数のウラ
ン燃料棒及び複数の可燃性毒物を含むウラン燃料棒をチ
ャンネルボックス内に正方格子状に配列し、水ロッド又
は水チャンネルを中央領域に配置した沸騰水型原子炉用
の燃料集合体において、可燃性毒物を含むウラン燃料棒
を最外周燃料層を含む位置に配置する場合、ウラン燃料
棒を、最外周燃料層において、可燃性毒物を含むウラン
燃料棒以外の全ての位置に配置することによっても、局
所出力ピーキングの燃焼変化例を図５に示すように請求
項１の発明よりもやや厳しくなる傾向を示すものの、燃
焼の進んだ時点での局所出力ピーキングを増大させるこ
となく、ＭＯＸ燃料棒の富化度の増加を図ることができ
る。

【００３０】図５において、線Ｄはウラン燃料棒を最外
周燃料層において可燃性毒物を含むウラン燃料棒以外の
全ての位置に配置した場合の特性を示したものであり、
燃焼が進んだ時点で線Ａ〜Ｃの場合と比較して大幅には
異なっていないことが分かる。

【００３１】さらに、複数のＭＯＸ燃料棒及び複数のウ
ラン燃料棒及び複数の可燃性毒物を含むウラン燃料棒を
チャンネルボックス内に正方格子状に配列し、水ロッド
又は水チャンネルを中央領域に配置した沸騰水型原子炉
用の燃料集合体において、可燃性毒物を含むウラン燃料
棒は、最外周燃料層位置のみに配置すると共に、相互に
２乃至４燃料棒ピッチの距離分だけ離した位置に配置す
るする場合、局所出力ピーキングの燃焼変化例を図５に
示すように、ウラン燃料棒を、最外周燃料層において、
ウラン燃料棒をコーナ位置、又は、コーナ位置及びコー
ナ位置から最外周燃料層の１燃料棒ピッチ分だけ離した
位置に配置するか又は、可燃性毒物を含むウラン燃料棒
以外の全ての位置に配置することにより、燃焼の進んだ
時点での局所出力ピーキングを増大させることなく、Ｍ
ＯＸ燃料棒の富化度の増加を図ることができる。

【００３２】図６は本発明の第４の実施の形態の燃料集
合体を示す図であって、燃料集合体11を構成する燃料棒
12は、図６に示すように、燃料棒番号P1〜P4、G1、1の
６種類のものがある。これらの燃料棒番号が図６に示さ
れるように、チャンネルボックス13の内で、燃料集合体
横断面に配置されている。正方格子状の燃料棒配列は、
９行×９列である。燃料棒P1〜P4がガドリニアを含有し
ないＭＯＸ燃料棒であり、この内、燃料棒番号P1〜P3が
長尺燃料棒、燃料棒番号P4が短尺燃料棒である。燃料棒
番号G1がガドリニアを含有したウラン燃料棒、燃料番号
1が濃縮ウラン燃料棒である。ここで、ＭＯＸ燃料の富
化度の大小関係は、Ｐｕ富化度の大きい方から、P1、P
2、P3であり、P4は、これらの範囲にある。Ｐｕ富化度
は軸方向に一様となっている。

【００３３】ガドリニア入りウラン燃料棒G1は、濃縮ウ
ランを母材としてガドリニアを含有させており、最外周
燃料層から２層目又はこれより内側に配置しており、全
部で１４本である。また、ウラン燃料棒1は、コーナ位
置に配置している。

【００３４】また、図７は本発明の第５の実施の形態の
燃料集合体を示す図であって、燃料集合体11を構成する
燃料棒12は、図７に示すように、燃料棒番号P1〜P3、G
1、1、2の６種類のものがある。これらの燃料棒番号が
図７に示されるように、チャンネルボックス13の内で、
燃料集合体横断面に配置されている。正方格子状の燃料
棒配列は、９行×９列である。燃料棒P1〜P3がガドリニ
アを含有しないＭＯＸ燃料棒であり、この内、燃料棒番
号P1、P2が長尺燃料棒、燃料棒番号P3が短尺燃料棒であ
る。燃料棒番号G1がガドリニアを含有したウラン燃料
棒、燃料番号1、2が濃縮ウラン燃料棒である。ここで、
ＭＯＸ燃料の富化度の大小関係は、Ｐｕ富化度の大きい
方から、P1、P2であり、P3は、これらの範囲にある。Ｐ
ｕ富化度は軸方向に一様となっている。

【００３５】ガドリニア入りウラン燃料棒G1は、濃縮ウ
ランを母材としてガドリニアを含有させており、最外周
燃料層から２層目又はこれより内側に配置しており、全
部で１４本である。

【００３６】また、ウラン燃料棒1、2は、コーナ位置及
びコーナ位置から最外周燃料層の１燃料棒ピッチ分だけ
離した位置に配置している。ここで、ウラン燃料の濃縮
度の大小関係は、濃縮度の大きい方から、1、2である。

【００３７】このように、複数のＭＯＸ燃料棒及び複数
のウラン燃料棒及び複数の可燃性毒物を含むウラン燃料
棒をチャンネルボックス内に正方格子状に配列し、水ロ
ッド又は水チャンネルを中央領域に配置した沸騰水型原
子炉用の燃料集合体において、可燃性毒物を含むウラン
燃料棒を最外周燃料層から２層目又はこれより内側に配
置する場合、局所出力ピーキングの燃焼変化例を図８に
示すように、ウラン燃料棒をコーナ位置、又は、コーナ
位置及びコーナ位置から最外周燃料層の１燃料棒ピッチ
分だけ離した位置に配置することにより、燃焼の進んだ
時点での局所出力ピーキングを増大させることなく、Ｍ
ＯＸ燃料棒の富化度の増加を図ることができる。

【００３８】図８において、線Ｅは最外周燃料層にウラ
ン燃料棒を配置しない基準となる特性を示したものであ
り、これに対して、線Ｆはウラン燃料棒をコーナ位置に
配置、線Ｇはウラン燃料棒をコーナ位置及びコーナ位置
から最外周燃料層の１燃料棒ピッチ分だけ離した位置に
配置した場合の特性を示したものである。線Ｆと線Ｇの
特性は、線Ｅの基準特性と燃焼が進んだ時点で同等であ
ることが分かる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数のＭＯＸ燃料棒及び複数のウラン燃料棒をチャンネ
ルボックス内に正方格子状に配列し、水ロッド又は水チ
ャンネルを中央領域に配置した沸騰水型原子炉用の燃料
集合体において、可燃性毒物を含むウラン燃料棒を最外
周燃料層を含む位置に配置する場合、ウラン燃料棒を、
コーナ位置、又は、コーナ位置及びコーナ位置から最外
周燃料層の１燃料棒ピッチ分だけ離した位置に配置する
こと、又は、最外周燃料層において可燃性毒物を含むウ
ラン燃料棒以外の全ての位置に配置することにより、ま
た、可燃性毒物を含むウラン燃料棒を最外周燃料層から
２層目又はこれより内側に配置する場合、ウラン燃料棒
をコーナ位置、又は、コーナ位置及びコーナ位置から最
外周燃料層の１燃料棒ピッチ分だけ離した位置に配置す
ることにより、低富化度のＭＯＸ燃料棒の本数を低減
し、ＭＯＸ燃料棒の富化度を高めることにより経済性を
向上させると共に、熱的余裕を適正に維持することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】沸騰水型原子炉の燃料集合体を示す構成図。

【図２】本発明の燃料集合体の第１の実施の形態を示す
構成図。

【図３】本発明の燃料集合体の第２の実施の形態示す構
成図。

【図４】本発明の燃料集合体の第３の実施形態を示す構
成図。

【図５】可燃性毒物を含むウラン燃料棒を最外周燃料層
を含む位置に配置する場合の局所出力ピーキングの燃焼
変化の比較図

【図６】本発明の燃料集合体の第４の実施の形態を示す
構成図。

【図７】本発明の燃料集合体の第５の実施の形態を示す
構成図。

【図８】可燃性毒物を含むウラン燃料棒を最外周燃料層
から２層目又はこれより内側に配置する場合局所出力ピ
ーキングの燃焼変化の比較図

【図９】燃料集合体の無限増倍率に対する可燃性毒物の
効果を示す図。

【符号の説明】

１１ 燃料集合体 １２ 燃料棒 １３ チャンネルボックス １４ 水ロッド １５ 上部タイプレート １６ 下部タイプレート １７ スペーサ １８ 短尺燃料棒 １９ 十字型制御棒 Ａ 可燃性毒物を含むウラン燃料棒を最外周燃料層を含
む位置に配置しない場合の局所出力ピーキングの燃焼変
化の基準例 Ｂ 第１の実施の形態の局所出力ピーキングの燃焼変化 Ｃ 第２の実施の形態の局所出力ピーキングの燃焼変化 Ｄ 第３の実施の形態の局所出力ピーキングの燃焼変化 Ｅ 可燃性毒物を含むウラン燃料棒を最外周燃料層から
２層目又はこれより内側に配置する場合局所出力ピーキ
ングの燃焼変化の基準例 Ｆ 第４の実施の形態の局所出力ピーキングの燃焼変化 Ｇ 第５の実施の形態の局所出力ピーキングの燃焼変化

フロントページの続き (72)発明者 藤 巻 真 吾 神奈川県横須賀市内川二丁目３番１号 日 本ニユクリア・フユエル株式会社内 (72)発明者 吉 田 学 神奈川県横須賀市内川二丁目３番１号 日 本ニユクリア・フユエル株式会社内 (72)発明者 八 木 誠 神奈川県横須賀市内川二丁目３番１号 日 本ニユクリア・フユエル株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のＭＯＸ燃料棒及び複数のウラン燃料
   棒及び複数の可燃性毒物を含むウラン燃料棒をチャンネ
   ルボックス内に正方格子状に配列し、水ロッド又は水チ
   ャンネルを中央領域に配置した沸騰水型原子炉用の燃料
   集合体において、可燃性毒物を含むウラン燃料棒を最外
   周燃料層を含む位置に配置すると共に、ウラン燃料棒を
   コーナ位置、又は、コーナ位置及びコーナ位置から最外
   周燃料層の１燃料棒ピッチ分だけ離した位置に配置する
   ことを特徴とするＭＯＸ燃料集合体。
2. 【請求項２】複数のＭＯＸ燃料棒及び複数のウラン燃料
   棒及び複数の可燃性毒物を含むウラン燃料棒をチャンネ
   ルボックス内に正方格子状に配列し、水ロッド又は水チ
   ャンネルを中央領域に配置した沸騰水型原子炉用の燃料
   集合体において、可燃性毒物を含むウラン燃料棒を最外
   周燃料層を含む位置に配置すると共に、ウラン燃料棒
   を、最外周燃料層において、可燃性毒物を含むウラン燃
   料棒以外の全ての位置に配置することを特徴とするＭＯ
   Ｘ燃料集合体。
3. 【請求項３】可燃性毒物を含むウラン燃料棒は、最外周
   燃料層位置のみに配置すると共に、相互に２乃至４燃料
   棒ピッチの距離分だけ離した位置に配置することを特徴
   とする、請求項１又は項２記載のＭＯＸ燃料集合体。
4. 【請求項４】複数のＭＯＸ燃料棒及び複数のウラン燃料
   棒及び複数の可燃性毒物を含むウラン燃料棒をチャンネ
   ルボックス内に正方格子状に配列し、水ロッド又は水チ
   ャンネルを中央領域に配置した沸騰水型原子炉用の燃料
   集合体において、可燃性毒物を含むウラン燃料棒を最外
   周燃料層から２層目又はこれより内側に配置すると共
   に、ウラン燃料棒をコーナ位置、又は、コーナ位置及び
   コーナ位置から最外周燃料層の１燃料棒ピッチ分だけ離
   した位置に配置することを特徴とするＭＯＸ燃料集合
   体。