JP2006119004A - Method for operation of light water reactor and fuel loading - Google Patents

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正俊 山崎
Yasushi Hanayama
育志 花山
Akio Yamamoto
章夫 山本
Masahito Tabuchi
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the cost of nuclear power by shortening an intermediate termination period. <P>SOLUTION: The method for operation of a light water reactor and fuel loading adopts long cycle operation determined by the period for receiving predetermined periodical inspection, and a part of burned fuel is removed out of the core in the middle of a long cycle operation and an intermediate termination period for loading new fuel in the core is set in place. The exchange of a part of burned fuel to new fuel in the intermediate termination period is conducted without rearranging fuel to be reused in the next operation in the particular fuel loading method. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は原子力発電所の燃料交換に関し、特に軽水炉におけるサイクル運転途中の炉の停止期間を短縮するため、当該停止期間には燃料交換のみを行うことに関する。   The present invention relates to fuel replacement in a nuclear power plant, and more particularly to performing only fuel replacement during the stop period in order to shorten the stop period of the reactor during cycle operation in a light water reactor.

原子炉(以下、単に「炉」とも記す)内での核燃料(以下、原則として「燃料」と記す)の核分裂(以下、慣用に従って「燃焼」と記す)は、炉心中央等の中性子密度の高い場所ほど燃焼が激しいこと、新燃料ほど燃焼が激しいこと、燃焼に伴い新たにプルトニウム239等の核分裂性物質が生成されること、核反応の制御性等に影響を及ぼす娘核が生成されること、核反応を抑制する中性子吸収材が消耗されること、更に軽水炉においてはその運転中に燃料の装荷や取出し等を行うことができないこと等化石燃料を燃やすボイラや内燃機関とは本質的に異なる特徴がある。   Nuclear fission (hereinafter referred to as “fuel” in principle) in a nuclear reactor (hereinafter also simply referred to as “reactor”) is a high neutron density at the center of the core, etc. Combustion is more intense in the place, newer fuel is more intense, fissile material such as plutonium 239 is newly generated with combustion, and daughter nuclei that affect the controllability of nuclear reactions are generated. It is essentially different from boilers and internal combustion engines that burn fossil fuels, such as the fact that neutron absorbers that suppress nuclear reactions are consumed, and that light-water reactors cannot be loaded and unloaded during operation. There are features.

このため、原子力発電における炉内への燃料の供給は、単に定期検査等で炉が停止している時に、燃焼済みの燃料を炉心から除去し、その後へ新燃料を装荷するのではない。すなわち、軽水炉における核燃料の燃焼や交換では、次のような作業がいわばセットでなされるのが一般的である(特許文献1)。
第1に、原子炉の運転を、所定の期間の経過や運転時間の合計等を元に定められている原子炉の定期検査、燃料集合体の使用制限等を考慮して、一定期間運転を継続するサイクル運転としている。
For this reason, the supply of fuel into the furnace in nuclear power generation does not simply remove the burned fuel from the core and then load new fuel after it when the furnace is stopped by periodic inspection or the like. That is, in the burning and replacement of nuclear fuel in a light water reactor, the following operations are generally performed as a set (Patent Document 1).
First, the reactor is operated for a certain period in consideration of the periodic inspection of the reactor and the restrictions on the use of fuel assemblies, etc., which are determined based on the passage of a predetermined period and the total operating time. Continued cycle operation.

第2に、炉心内の核燃料を幾つかのバッチに分け(グループ分けし)、各サイクルあるいは半サイクル毎に設けられた炉の停止期間内に燃焼済みの一部のバッチの燃料を、次のサイクル運転等では使用されない様に炉内から除去する。またケースによっては、特定のバッチのまだ燃焼済みでない燃料も部分的に炉内から除去する。そして、これに換えて新規なバッチとなるそして新しい(未使用の)燃料を、炉内に装荷する。   Secondly, the nuclear fuel in the core is divided into several batches (grouped), and some batches of fuel that have been burned within the reactor shutdown period provided for each cycle or half cycle are Remove from the furnace so that it is not used in cycle operation. In some cases, certain batches of unburned fuel are also partially removed from the furnace. Instead, new batches and new (unused) fuel are loaded into the furnace.

第3に、部分的に燃焼した他のバッチに属する燃料は、次の継続する運転でも適切な燃焼がなされるように前記第2の燃料の交換作業に併せて、炉心内での配置変更(シャッフリング)が行われる。またこのため、これら他のバッチの燃料は全て一旦炉外の燃料ピットに取り出され、ピット内で異常や損傷の有無を検査され、それらの程度によっては除去されたりもする。従って、次の運転に使用されないため炉心から除去された使用済み燃料が在った位置にそのまま新燃料が装荷されるわけではない。   Thirdly, the fuel belonging to the other partially burned batch is changed in position in the core in conjunction with the replacement operation of the second fuel so that proper combustion is performed even in the next continuous operation ( Shuffling). For this reason, all of these other batches of fuel are once taken out into the fuel pit outside the furnace, inspected for abnormalities or damage in the pit, and removed depending on their degree. Therefore, the new fuel is not loaded as it is at the position where the spent fuel removed from the core exists because it is not used for the next operation.

第4に、炉心内で適切な燃焼がなされるように、上記第3の作業の他に、予め新燃料には中性子を吸収する物質を混入しておく、具体的には燃料ペレット自体にガドリニアを混入したり燃料集合体のガイドシンブル位置にボロン化合物の入ったクラスタを挿入したりする。その他運転状態に応じて冷却水中の中性子吸収物質(ボロン10等)の濃度を調整する等の各種の調整や制御を行う。   Fourth, in addition to the third operation, a new fuel is previously mixed with a substance that absorbs neutrons so that proper combustion is performed in the core. Specifically, the fuel pellet itself is gadolinia. Or a cluster containing a boron compound is inserted into the guide thimble position of the fuel assembly. Various other adjustments and controls such as adjusting the concentration of neutron-absorbing substances (such as boron 10) in the cooling water according to the operating state.

第5に、燃料は、2酸化ウランのペレットが多数上下方向に重なって詰込まれたジルカロイ製の被覆管をこれまた例えば17×17本束ねた燃料集合体に収納されている。このため、燃料集合体ごと炉内への搬入、炉外への搬出等の作業がなされ、また前記バッチ分けや燃焼の制御や燃焼度の上限の設定等の管理もなされる。   Fifthly, the fuel is stored in a fuel assembly in which, for example, 17 × 17 bundles of Zircaloy cladding tubes packed with a large number of uranium dioxide pellets are stacked in the vertical direction. For this reason, the entire fuel assembly is carried into the furnace, carried out to the outside of the furnace, and the batch division, combustion control, and setting of the upper limit of the burnup are also managed.

次に、炉内から除去された使用済み燃料については、わが国では再処理され、燃え残ったウラン235、新しく生成されたプルトニウム239等は、別途新燃料の製造にまわされる等される。従って、我国の軽水炉で使用する核燃料は、鉱山から採掘され、濃縮されたウラン235のみならず、この再処理により得られたウラン235やプルトニウム239等もある。ただし、この再処理を採用するためには、本来の費用のみならず、2酸化ウランペレットを被覆しているジルカロイ管等の廃棄物の保管、放射能による被爆や汚染の対策等のために副次的なコストもかかる。   Next, spent fuel removed from the furnace is reprocessed in Japan. Unburned uranium 235, newly generated plutonium 239, etc. are separately sent to manufacture of new fuel. Accordingly, the nuclear fuel used in our light water reactors includes not only uranium 235 extracted and concentrated from the mine but also uranium 235 and plutonium 239 obtained by this reprocessing. However, in order to adopt this reprocessing, not only the original cost but also the storage of waste such as zircaloy pipes coated with uranium dioxide pellets, radiation exposure due to radioactivity and countermeasures against contamination, etc. There is also the following cost.

ところで、原子力発電におけるコストは、高価な建設費の償却等の資本コスト、燃料費を含む燃料サイクルコスト、定期検査のコストを含む運転・維持コストからなる。そして、これらの各コストと前記サイクル運転の運転期間との間におおよそ次の関係が在る。   By the way, the costs in nuclear power generation are comprised of capital costs such as amortization of expensive construction costs, fuel cycle costs including fuel costs, and operation and maintenance costs including costs for periodic inspections. The following relationship is approximately between each of these costs and the operation period of the cycle operation.

1サイクルの期間が長くなればなるほど原子炉の稼働率が向上するため、資本コストは低下する。また、運転・維持コストも低下する。ただし、取出し燃焼度は低下するため、燃料サイクルコストは増加する。燃料のウラン235の4.6、4.8、5.0 wt%の濃縮度毎に、発電コスト、燃料サイクルコスト、資本コストがサイクル長によってどのように変化するかの傾向を、図1に示す。この図1において、最下方にある3本の線は資本コストである。ただし、これはウランの濃縮度との関係は少なく、このためこれらの線は、事実上1本の線となっている。また、中央の3本の線は、燃料サイクルコストである。最上方の3本の線は、発電コストである。
従って、図1からも明らかな様に、発電コストが最小となるサイクル長さが存在する。
The longer the period of one cycle, the higher the operating rate of the reactor and the lower the capital cost. In addition, operation and maintenance costs are also reduced. However, since the take-off burnup decreases, the fuel cycle cost increases. Figure 1 shows the trend of how power generation cost, fuel cycle cost, and capital cost change with cycle length for each enrichment of fuel uranium 235 at 4.6, 4.8, and 5.0 wt%. Show. In FIG. 1, the three lines at the bottom are capital costs. However, this has little relation to the enrichment of uranium, so these lines are effectively one line. The three central lines are fuel cycle costs. The top three lines are the power generation costs.
Therefore, as is apparent from FIG. 1, there is a cycle length that minimizes the power generation cost.

ただし、これはあくまでも原則であり、燃料仕様や定期検査の期間、その他各国固有の事情や軽水炉のタイプ等に応じて、以下の如く、様々な工夫がなされているのが実情である。
(1) ケース1
本ケース1は、主に米国においてなされているものである。米国においては、再処理をしていないため、発電コストに占める燃料サイクルコストの割合が少ない。そこで、1サイクルの期間を24ヶ月と長くして稼働率を上げ、資本コストを下げるものである。本ケースの各サイクルでの燃料構成と交換スキームを図2に、燃料の装荷パターンを図3に示す。なお、図2においては、燃料の装荷量を燃料集合体の個数で示している。
また、図2の1ceは、1サイクル使用された(Once Burned、1回燃焼)燃料を示す。図3においては、いわゆる1/4炉心を示している。また、図3の各四角は、燃料集合体を示す。そしてこれらは、後に出てくる各ケースの図でも同じである。
However, this is only a principle, and the present situation is that various ideas have been made according to the fuel specifications, the period of periodic inspection, other circumstances specific to each country, the type of light water reactor, and the like.
(1) Case 1
Case 1 is mainly performed in the United States. In the United States, since reprocessing is not performed, the ratio of the fuel cycle cost to the power generation cost is small. Therefore, the period of one cycle is increased to 24 months to increase the operating rate and lower the capital cost. FIG. 2 shows the fuel configuration and replacement scheme in each cycle of this case, and FIG. 3 shows the fuel loading pattern. In FIG. 2, the amount of fuel loaded is shown by the number of fuel assemblies.
Moreover, 1ce of FIG. 2 shows the fuel used for one cycle (Once Burned, 1 time combustion). FIG. 3 shows a so-called quarter core. Moreover, each square of FIG. 3 shows a fuel assembly. These are also the same for each case diagram that comes later.

本ケース1においては、図2に示す様に炉の中間停止期間がなく、各サイクルは最初に、即ちそのサイクルの運転開始時に、新燃料が全体(燃料集合体で157体)の約2/3、1サイクル使用されたため部分的に燃焼した燃料が全体の約1/3装荷される、即ち、各々燃料集合体で100体と57体が装荷されるだけである。そして、サイクル途中に中間停止期間を設けて燃料を交換したりその配置を変更したりすることはない。このため、第n回目のサイクルの新燃料は、次のサイクルでは1ceの燃料となる。また、1ceの燃料は、そのサイクル終了後全て除去されるため、次のサイクルでは使用されない。   In this case 1, as shown in FIG. 2, there is no intermediate shutdown period of the furnace, and each cycle starts at the beginning, that is, at the start of the operation of the cycle, about 2 / total of new fuel (157 fuel assemblies). 3. Partially burned fuel is used for about 1/3 of the total because it has been used for 1 or 2 cycles, ie only 100 and 57 are loaded in each fuel assembly. Then, an intermediate stop period is not provided in the middle of the cycle to change the fuel or change its arrangement. For this reason, the new fuel in the nth cycle becomes 1ce fuel in the next cycle. Also, since 1ce fuel is completely removed after the end of the cycle, it is not used in the next cycle.

なお、図3において、左方の図は炉心内の各位置での燃料集合体の燃焼度の分布の変化を示し、右方はこれに対応する可燃性毒物クラスタのB10残存割合(BPRsのFraction)の分布の変化を示す。この右方を見れば判るように、このパターンでは、可燃性毒物クラスタは使われていない。   In FIG. 3, the left diagram shows the change in the burnup distribution of the fuel assembly at each position in the core, and the right diagram shows the B10 residual ratio (BPRs Fraction of BPRs) corresponding to this change. ) Distribution change. As you can see on the right, this pattern does not use flammable poison clusters.

左方と右方の図で図上上部に水平方向に記載されたA、B等の大文字のアルファベットと左方上下方向に記載された8、9等の数字は、炉心内の燃料集合体の位置(座標)を示す。また、左方の図で各長方形の格子内に3段に記載された文字列は、上段より順に燃料集合体の識別符号、サイクル初期(Beginning Of Cycle:BOC)の燃焼度、サイクル末期(End Of Cycle:EOC)の燃焼度を示す。右方の図は、本ケースでは可燃性毒物クラスタは使われていないので白地のままである。   In the figures on the left and right, uppercase letters such as A and B written in the horizontal direction at the top of the figure and numbers such as 8, 9 written in the left and up and down directions indicate the fuel assembly in the core. Indicates the position (coordinates). Further, in the left figure, the character strings described in three stages in each rectangular lattice are the fuel assembly identification code, the beginning of cycle (BOC) burnup, and the end of cycle (End) from the top. Of Cycle: EOC). The figure on the right remains white because no flammable poison clusters are used in this case.

また、燃料集合体の識別符号段におけるNとNGのNは新燃料を示し、1と1Gの1は先行するサイクルで1回使用された燃料を、従って一部燃焼した燃料を意味する。さらに、NGと1GのGは、ガドリニア入り燃料を意味する。これにより、ガドリニアが消耗したサイクル中期以降の燃焼度の向上を図っている。
なおここで、ボロンでなくガドリニアを使用しているのは、廃棄物が出ないことと制御棒位置にも配置できることを考慮したものである。
Further, N in the identification code stage of the fuel assembly and N in NG indicate new fuel, and 1 in 1 and 1G indicate fuel that has been used once in the preceding cycle, and thus partially burnt fuel. Furthermore, NG and G of 1G mean fuel with gadolinia. As a result, burnup is improved after the middle of the cycle when gadolinia is consumed.
Here, the use of gadolinia instead of boron is due to the fact that no waste is generated and that it can be placed at the control rod position.

(2) ケース2
本ケース2は、我国の実務者が検討しているものである。我国では再処理を行うため、発電コストに占める燃料サイクルコストの割合が比較的大きい。このため、米国並みの長サイクル運転を採用すると燃料サイクルコストが悪化し、発電コストが上がりかねない。この対策として、1サイクルを24ヶ月とするのは前記ケース1と同じであるが、サイクルの中間に、燃焼済みの燃料を新燃料に交換するが、一旦全数をピットに取出し、新燃料と継続使用する燃料を順に炉内に装荷し直す中間停止期間を設けるものである。このため、例えば12ヶ月の半サイクル運転を、2回セットで行うものである。
(2) Case 2
Case 2 is being considered by a practitioner in Japan. Since reprocessing is performed in Japan, the ratio of the fuel cycle cost to the power generation cost is relatively large. For this reason, if a long cycle operation similar to that of the United States is adopted, the fuel cycle cost deteriorates and the power generation cost may increase. As a countermeasure against this, it is the same as Case 1 above that one cycle is set to 24 months, but in the middle of the cycle, the burned fuel is replaced with new fuel. An intermediate stop period is provided in which the fuel to be used is sequentially loaded into the furnace. For this reason, for example, a half-cycle operation of 12 months is performed twice as a set.

この場合の各サイクルでの燃料構成と交換スキームを図4に、燃料装荷パターンを図5に示す。本ケース2においては、図4に示す様に各サイクルには炉の中間停止期間が設けられている。なお、この図5において、1ce、2ceおよび3ceの1、2および3は各々、便宜的な簡略表示であり、運転開始時にそれまでに炉内で使用された半サイクルの回数を示す。従って、その運転終了時には、1ceと2ceの燃料は各2ce(Twice Burned、2回燃焼)と3ce(Thrice Burned、3回燃焼)の燃料となり、3ceの燃料は燃焼済みの燃料となる。   FIG. 4 shows the fuel configuration and replacement scheme in each cycle in this case, and FIG. 5 shows the fuel loading pattern. In the case 2, as shown in FIG. 4, an intermediate furnace stop period is provided in each cycle. In FIG. 5, 1 ce, 2 ce and 3 ce 1, 2 and 3 are simplified representations for convenience, and indicate the number of half cycles used in the furnace up to the start of operation. Therefore, at the end of the operation, the 1ce and 2ce fuels become 2ce (Twice Burned, 2 times combustion) and 3ce (Thrice Burned, 3 times combustion) fuel, respectively, and the 3ce fuel becomes the burned fuel.

図4と図5に示すように、各サイクルの終了時と、中間停止期間毎に、全体(燃料集合体で157体)の1/4強の燃料集合体が、即ち運転終了時に燃焼済みとなる37体と運転終了時に3ceとなる3体の合計40体の燃料集合体が、炉内から除去される。また、これらに換えて同数の新燃料の集合体が炉内に装荷される。さらに、運転終了時に1ce、2ceとなる燃料集合体は全てが、同じく3ceとなる燃料集合体は除去された3体を除く37体が、即ち全体の約3/4にあたる合計117体の燃料集合体は、次の運転でも使用されるため、継続して炉内に装荷される。ただし、中間停止期間内の燃料交換時には、全ていったんピットに取出され、配置換えがなされる。   As shown in FIG. 4 and FIG. 5, at the end of each cycle and at each intermediate stop period, the fuel assembly that is a little over 1/4 of the total (157 fuel assemblies) is burned at the end of the operation. A total of 40 fuel assemblies including 37 bodies and 3 bodies, which become 3ce at the end of the operation, are removed from the furnace. Instead, the same number of new fuel assemblies are loaded into the furnace. Furthermore, all the fuel assemblies that become 1 ce and 2 ce at the end of the operation, and 37 fuel assemblies other than the 3 removed fuel assemblies that also become 3 ce, that is, a total of 117 fuel assemblies corresponding to about 3/4 of the total. Since the body is used in the next operation, it is continuously loaded into the furnace. However, at the time of fuel exchange within the intermediate stop period, all are once taken out to the pit and rearranged.

なお、図5においても、左方は燃料集合体の燃焼率の分布を示し、右方はBPRsのFractionの分布を示す。また、大文字のアルファベットと数字の意味、左方の図の各格子内に3段に記載された文字の意味は図3と同じである。また、燃料集合体の識別符号段におけるNは新燃料を示し、数字の1、2および3は各先行する運転で燃焼された半サイクル数を意味する。また、本ケースでも、右方の図は白地のままであり、可燃性毒物クラスタは使用されていない。   Also in FIG. 5, the left side shows the distribution of the combustion rate of the fuel assembly, and the right side shows the distribution of the fraction of BPRs. In addition, the meanings of uppercase alphabets and numbers, and the meanings of the characters described in three rows in each lattice in the left figure are the same as those in FIG. Further, N in the identification code stage of the fuel assembly indicates a new fuel, and the numerals 1, 2 and 3 mean the number of half cycles burned in each preceding operation. Also in this case, the figure on the right side remains white and no flammable poison cluster is used.

ところで、上記我国で検討されているケース2の方法では、燃料サイクルから見れば1サイクルが12ヶ月となる。このため、燃料サイクルのコストは、1サイクルが12ヶ月の場合と同じとなる。しかしながら、中間停止期間があるので、ケース1の24ヶ月運転に比べれば、原子炉の稼働率は低下し、資本コストは増加する。このため、発電コストを下げる面からは、この中間停止期間を如何に短くするかが重要になる。短くする手段として、このケース2に加えて更に以下の方法が検討等なされている。   By the way, in the case 2 method studied in Japan, one cycle is 12 months from the viewpoint of the fuel cycle. For this reason, the cost of the fuel cycle is the same as the case where one cycle is 12 months. However, since there is an intermediate shutdown period, the operating rate of the reactor is reduced and the capital cost is increased compared to the 24-month operation in Case 1. For this reason, in terms of reducing the power generation cost, it is important how to shorten the intermediate stop period. As means for shortening, in addition to Case 2, the following method has been further studied.

a)使用済み燃料ピットへの移動を極力減らし、炉内で配置変更をする。なおこの方法は、国内外の沸騰水型炉(BWR)及び海外の加圧水型炉(PWR)で採用されている。   a) Reduce the movement to the spent fuel pit as much as possible and change the arrangement in the furnace. This method is adopted in domestic and overseas boiling water reactors (BWR) and overseas pressurized water reactors (PWR).

b)新燃料と2回燃焼燃料のみ配置変更の対象とし、1回燃焼燃料は移動させない。なおこの方法は、海外のBWRで検討されている事例であり、1サイクルは18〜24ヶ月であるため3ceの燃料はない。   b) Only the new fuel and the two-time combustion fuel are subject to change of arrangement, and the one-time combustion fuel is not moved. In addition, this method is an example examined by overseas BWRs, and since one cycle is 18 to 24 months, there is no 3ce fuel.

一方、PWRはBWRに比べて炉心は小さく装荷される燃料集合体は大きいため、燃料集合体の配置のパターン作成の自由度は低い。従って、BWRと異なり前記a)でも非常に困難であり、上記b)は不可能であると考えられてきた。そこで、PWRでは、全ての燃料集合体をいったん使用済み燃料用のピットに取り出し、次の運転でも継続して使用する燃料は改めて新燃料と共に再度炉心内に装荷し、この際併せて配置変更を行う、いわゆるフルシャッフリングをすることがなされている。
特開2002−286887号公報
On the other hand, the PWR is smaller in the core than the BWR, and the loaded fuel assembly is large. Therefore, the degree of freedom for creating the fuel assembly arrangement pattern is low. Therefore, unlike BWR, it has been considered that the above a) is very difficult and the above b) is impossible. Therefore, in the PWR, all the fuel assemblies are once taken out into the spent fuel pits, and the fuel to be continuously used in the next operation is loaded again in the core together with the new fuel. The so-called full shuffling is performed.
JP 2002-286887 A

しかしながら、近年の発電コスト低下の要請は、益々厳しくなって来ている。特に現今の電力自由化の下では、なおさらである。このため、前記ケース2やこれに加えてのa)、b)のケース以上に、中間停止期間を短縮する方法の開発あるいは実用化が望まれていた。
また、BWRのみならずPWRにも適用可能な方法の開発が望まれていた。
もちろん、上記ケース1の方法以上に低コストとなる方法の開発が望まれていた。
また、厳密な意味での中間停止期間に限定されず、定期検査等を受けるための比較的長期の停止期間、即ち各サイクル間にある停止期間、広義の中間停止期間であっても、手間とコストがかかる燃料交換に必要な時間を出来る限り短縮したいという要望もあった。
以上のほか、作業員や冶工具の被爆量が少なくなり、燃料の破損リスクも少ない技術の開発が望まれていた。
However, demands for lowering power generation costs in recent years have become increasingly severe. This is especially true under the current liberalization of electricity. For this reason, the development or practical use of a method for shortening the intermediate stop period has been desired more than the case 2 and the cases a) and b) in addition thereto.
In addition, development of a method applicable not only to BWR but also to PWR has been desired.
Of course, development of a method that is lower in cost than the method of Case 1 has been desired.
In addition, it is not limited to an intermediate stop period in a strict sense, and even if it is a relatively long stop period for receiving periodic inspections, that is, a stop period between cycles, an intermediate stop period in a broad sense, There was also a desire to reduce the time required for costly fuel changes as much as possible.
In addition to the above, it has been desired to develop a technology that reduces the exposure amount of workers and jigs and reduces the risk of fuel damage.

本発明は、以上の課題を解決することを目的としてなされたものであり、長サイクル運転の途中に燃料交換のために中間停止期間を設けるが、この際炉心から除去する燃焼済み燃料が占めていた位置に新燃料を装荷するだけにし、次の運転でも継続して使用する燃料の炉心内の配置は極力そのままにしておく、好ましくは配置換えを不必要にすることにより、中間停止期間の短縮を図るものである。またこのため、中間停止前後のサイクルを対とみなし、中間停止時の燃料移動量を最小にするよう中間停止前後の燃料装荷位置を予め最適化しておくものである。具体的には、以下の発明である。   The present invention has been made for the purpose of solving the above problems, and an intermediate stop period is provided for fuel replacement in the middle of a long cycle operation. In this case, the burned fuel removed from the core is occupied. The intermediate stop period can be shortened by simply loading new fuel at the new position and leaving the arrangement of the fuel to be used continuously in the next operation as much as possible, preferably making the arrangement unnecessary. Is intended. For this reason, the cycles before and after the intermediate stop are regarded as a pair, and the fuel loading positions before and after the intermediate stop are optimized in advance so as to minimize the amount of fuel movement during the intermediate stop. Specifically, the invention is as follows.

請求項1に記載の発明は、所定の定期検査を受けるべき期間等から定まる長サイクル運転を採用し、該長サイクル運転の途中に一部の燃焼済み燃料を炉内から除去し、これに換えて新燃料を炉内に装荷するために中間停止期間を設けた軽水炉の運転、燃料装荷方法であって、前記中間停止期間における一部の燃焼済み燃料の新燃料への交換は、次の運転でも継続して使用される燃料を炉内で配置換えすること無しになされるものであることを特徴とする軽水炉の運転、燃料装荷方法である。   The invention according to claim 1 employs a long cycle operation determined from a period for which a predetermined periodic inspection is to be performed, and removes a part of the burned fuel from the furnace during the long cycle operation. The operation of a light water reactor with an intermediate stop period for loading new fuel into the reactor, and a fuel loading method, in which replacement of part of the burned fuel with new fuel during the intermediate stop period is performed in the next operation However, this is a light water reactor operation and fuel loading method characterized in that the fuel that is continuously used is made without rearranging in the reactor.

本発明では、中間停止時の燃料移動量を最小にするよう中間停止前後の燃料装荷位置を予め最適化しておくことがなされることとなる。
ここに、前記長サイクル運転の期間は、所定の運転期間や前の受検からの経過期間ごとに定められた定期検査の受検や核燃料からの制限などで定められた期間であり、18ヶ月以上原則として24ヶ月が普通である。ただし、電力事情等で多少(1月の延長や2月の短縮)の変動はあり得る。また、使用済み燃料の炉内からの搬出や新燃料の炉内への搬入は、燃料集合体ごとなされる。さらに、各サイクル終了後の定期検査の時には、充分な時間的余裕があるため、次のサイクルでも継続して使用される燃料集合体が、一旦ピットへ搬出され、再度炉内へ搬入されることもなされる。
In the present invention, the fuel loading position before and after the intermediate stop is optimized in advance so as to minimize the amount of fuel movement during the intermediate stop.
Here, the period of the long cycle operation is a period determined by taking a predetermined inspection period or taking a periodic inspection or a restriction from nuclear fuel determined for each elapsed period from the previous inspection, and in principle more than 18 months. 24 months is normal. However, there may be some fluctuations (extended in January or shortened in February) due to power conditions. Also, the spent fuel is carried out from the furnace and new fuel is carried into the furnace for each fuel assembly. Furthermore, at the time of periodic inspections after the end of each cycle, there is sufficient time, so the fuel assemblies that will continue to be used in the next cycle are once transported to the pit and transported again into the furnace. Also made.

請求項2に記載の発明は、前記の軽水炉の運転、燃料装荷方法であって、前記中間停止期間における一部の燃焼済み燃料の新燃料への交換は、燃焼済みでない燃料を炉内から除去し、該燃料のあった位置に新燃料を装荷することが無いものであることを特徴とする軽水炉の運転、燃料装荷方法である。   The invention according to claim 2 is the operation of the light water reactor and the fuel loading method, wherein the replacement of a part of the burned fuel with the new fuel during the intermediate stop period removes the unburned fuel from the furnace. In addition, the present invention is a light water reactor operation and fuel loading method characterized in that no new fuel is loaded at a position where the fuel is present.

ただし、中間停止期間でない停止期間においては、燃焼済みでない燃料を炉内から除去し、その後へ新燃料を装荷することはあり得る。   However, in a stop period other than the intermediate stop period, it is possible to remove unburned fuel from the furnace and load new fuel thereafter.

請求項3に記載の発明は、前記の軽水炉の運転、燃料装荷方法であって、前記長サイクル運転は、24ヶ月を1サイクルとするものであり、前記中間停止期間はその中央の時期に設けられたものであることを特徴とする軽水炉の運転、燃料装荷方法である。   The invention according to claim 3 is the operation of the light water reactor and the fuel loading method, wherein the long cycle operation is set to one cycle of 24 months, and the intermediate stop period is provided at a central timing thereof. This is a light water reactor operation and fuel loading method characterized by the above.

ただし、前記24ヶ月等は、諸般の事情で多少(10%)の短縮や1月程度の延長はありえる。また、中間停止期間も、前記24ヶ月等の運転期間の中央に設けられるのが原則であるが、真夏の電力事情がピークになるときの対策等のため1月程度前倒しに実施される等、多少のずれはあり得る。   However, the 24 months may be shortened by a little (10%) or extended by about 1 month for various reasons. In addition, the intermediate stop period is basically provided in the center of the operation period such as 24 months, but it is carried out about a month ahead for measures such as when the power situation in midsummer peaks, etc. There may be some deviation.

請求項4に記載の発明は、前記の軽水炉の運転、燃料装荷方法であって、前記炉内燃料は、全体が幾つかにバッチ分けされ、前記中間停止期間における一部の燃焼済み燃料の交換は、燃焼済みの1バッチについてのみなされるものであることを特徴とする軽水炉の運転、燃料装荷方法である。   The invention according to claim 4 is the operation of the light water reactor and the fuel loading method, wherein the fuel in the reactor is batch-divided into several parts, and a part of the burned fuel is exchanged during the intermediate stop period. Is a light water reactor operation and fuel loading method characterized in that it is carried out only for one burned batch.

このため、各バッチは、最初は同数の燃料集合体よりなる。ただし、長サイクル運転終了時には、まだ完全には燃焼済みではない、即ち2ceとなった燃料も一部除去されるため、1サイクルの使用が終了した燃料については同じバッチ数とは限らなくなる。   Thus, each batch initially comprises the same number of fuel assemblies. However, at the end of the long cycle operation, the fuel that has not been completely burned, that is, part of the fuel that has become 2 ce is also removed, so the fuel that has been used for one cycle is not necessarily the same number of batches.

請求項5に記載の発明は、前記の軽水炉の運転、燃料装荷方法であって、前記炉内燃料のバッチ数は4であり、前記中間停止期間に配置換え無しに次の運転でも継続して使用される燃料は3バッチであることを特徴とする軽水炉の運転、燃料装荷方法である。   The invention according to claim 5 is the operation of the light water reactor and the fuel loading method, wherein the number of batches of the fuel in the reactor is 4, and is continued in the next operation without replacement in the intermediate stop period. The fuel used is a three-batch operation, a light water reactor operation and fuel loading method.

請求項6に記載の発明は、前記の軽水炉の運転、燃料装荷方法であって、前記中間停止期間における使用済み燃料の新燃料への交換に際して、次の運転でも継続して使用する燃料を炉内で配置換えすることを不必要とするために、前記所定の定期検査を受けるべき期間内に次の運転に使用する燃料が炉内の所定位置に配置され、また前記所定の定期検査を受けるべき期間に装荷される新燃料と前記中間停止期間に炉内に装荷される新燃料とには各々所定の措置がなされていることを特徴とする軽水炉の運転、燃料装荷方法である。   The invention according to claim 6 is an operation and fuel loading method of the light water reactor, wherein when the spent fuel is replaced with a new fuel during the intermediate stop period, the fuel that is continuously used in the next operation is the reactor. Therefore, the fuel to be used for the next operation is placed at a predetermined position in the furnace within the period to receive the predetermined periodic inspection, and the predetermined periodic inspection is performed. The light water reactor operation and fuel loading method are characterized in that predetermined measures are taken for the new fuel loaded in the power period and the new fuel loaded in the furnace during the intermediate stop period.

このため、後の半サイクルでの燃料移動を最小(基本的に0%)にするために、燃料配置は、前の半サイクルと後の半サイクルをカップリング(ひとまとめ)にして同時に検討することとなる。即ち、前の半サイクルが終了した後、おもむろに後の半サイクルの燃料配置を検討するのではなく、前の半サイクルの燃料配置検討時に後の半サイクルの燃料配置を併せて検討しておくことになる。
またこのため、前の半サイクルでは、炉心中央には半サイクルに2度使用された燃料が装荷され、その周囲には1度使用された燃料が配置されることもある。
Therefore, in order to minimize the fuel movement in the latter half cycle (basically 0%), the fuel arrangement should be considered simultaneously by coupling the former half cycle and the latter half cycle together. It becomes. That is, after the previous half cycle is completed, the fuel arrangement of the subsequent half cycle should not be considered, but the fuel arrangement of the subsequent half cycle should be considered together when considering the fuel arrangement of the previous half cycle. become.
For this reason, in the previous half cycle, fuel that has been used twice in the half cycle is loaded in the center of the core, and fuel that has been used once may be disposed around the center.

請求項7に記載の発明は、前記の軽水炉の運転、燃料装荷方法であって、前記所定の定期検査を受けるべき期間内に次の運転に使用する燃料が炉内の所定位置に配置されていることとは、炉心の最外周に配置される燃料集合体は新燃料と次回の運転停止期間に燃焼済みとなる燃料であり、さらに半サイクルしか使用されていない燃料のなかで最も燃焼した燃料の一部を炉心から除去しこれに換えて新燃料を装荷するものであることを特徴とする軽水炉の運転、燃料装荷方法である。   The invention according to claim 7 is an operation of the light water reactor and a fuel loading method, wherein fuel used for the next operation is arranged at a predetermined position in the furnace within a period of time to receive the predetermined periodic inspection. The fuel assembly located on the outermost periphery of the core is the new fuel and the fuel that will be burned during the next shutdown period, and the most burned fuel among the fuels that are only used for half a cycle. This is a light water reactor operation and fuel loading method characterized in that a part of the reactor is removed from the core and replaced with a new fuel.

このため、後の半サイクルでは、炉心の最外周に配置される燃料は新燃料と半サイクルの運転に使用された燃料となる。   For this reason, in the latter half cycle, the fuel disposed on the outermost periphery of the core becomes the new fuel and the fuel used for the half cycle operation.

請求項8に記載の発明は、前記の軽水炉の運転、燃料装荷方法であって、前記所定の定期検査を受けるべき期間に装荷される新燃料になされる措置とは、炉心の非周辺部に装荷される新燃料はガドリニアまたは可燃性毒物クラスタ入りであり、前記中間停止期間に炉内に装荷される新燃料になされる措置とは可燃性毒物クラスタ入りであることを特徴とする軽水炉の運転、燃料装荷方法である。   The invention according to claim 8 is an operation method of the light water reactor and a fuel loading method, wherein the measures taken for the new fuel loaded during the period to receive the predetermined periodic inspection are defined in a non-peripheral portion of the core. The operation of the light water reactor is characterized in that the new fuel to be loaded is in a gadolinia or a flammable poison cluster, and the measures taken for the new fuel loaded in the furnace during the intermediate shutdown period are in a flammable poison cluster. This is a fuel loading method.

なお、BWRの場合には、前述のごとく炉の内径が大きくまた燃料集合体の装荷数も多くなる。このため、装荷パターンの自由度が増加する。従がって,PWRに実施可能な本発明は、当然BWRにも実施可能となる。   In the case of BWR, as described above, the inner diameter of the furnace is large and the number of fuel assemblies loaded is also large. For this reason, the freedom degree of a loading pattern increases. Accordingly, the present invention that can be implemented in the PWR can naturally also be implemented in the BWR.

請求項9に記載の発明は、前記の軽水炉の運転、燃料装荷方法であって、前記軽水炉の運転、燃料装荷方法は、加圧水型炉を対象としたものであることを特徴とする軽水炉の運転、燃料装荷方法である。   The invention according to claim 9 is an operation of the light water reactor and a fuel loading method, wherein the operation of the light water reactor and the fuel loading method are for a pressurized water reactor. This is a fuel loading method.

これにより、本発明の効果が大きく発揮されることとなる。   Thereby, the effect of this invention will be exhibited largely.

請求項10に記載の発明は、前記の軽水炉の運転、燃料装荷方法であって、前記軽水炉のループ数は、3であることを特徴とする軽水炉の運転、燃料装荷方法である。   The invention described in claim 10 is the light water reactor operation and fuel loading method, wherein the number of loops of the light water reactor is three.

ループ数が4であるならば、燃料集合体の装荷数が多くなるため装荷パターンの自由度が増加する。従って、燃料の交換や配置についての自由度が増す。このため、本発明は当然実施可能となる。
なお、ループ数が2の小さな軽水炉でも、本発明が適用可能なのはもちろんである。
If the number of loops is 4, the number of fuel assemblies loaded increases, so the degree of freedom of the loading pattern increases. Therefore, the degree of freedom regarding the replacement and arrangement of fuel is increased. Therefore, the present invention can naturally be implemented.
Of course, the present invention can be applied to a light water reactor having a small number of loops of two.

請求項11に記載の発明は、長サイクル運転を採用し、該長サイクル運転の途中に一部の燃焼済み燃料を炉内から除去し、これに換えて新燃料を炉内へ装荷するために中間停止期間を設けた軽水炉の運転、燃料装荷方法であって、前記中間停止期間における一部の燃焼済み燃料の新燃料への交換は、前の半サイクルの運転開始時の炉内の燃料の配置並びに前記前の半サイクル開始前に設けられていた定期検査の期間または前記中間停止期間に装荷する新燃料の状態を予め特定の規則に従って決められた内容にしておくことにより、後の半サイクルの運転でも継続して使用される燃料であって炉内で配置換えが必要とされる燃料は全装荷燃料の8%以内であるようになされる交換であり、さらに、前記特定の規則に従って決められた内容とは、以下の(a)から(h)の細則を満たすことを特徴とする、
(a)前の半サイクルの運転で内部に配置した新燃料は、2回燃焼燃料として使用する際には、最大8体の例外を除き外周部または外周部にある燃料に隣接する位置に配置する、
(b)前の半サイクルでは、後の半サイクルの運転で内部に配置する新燃料と同数の3回燃焼燃料を内部に配置する、
(c)後の半サイクルの運転で内部に配置した新燃料は、3回燃焼燃料として使用する際には、最大8体の例外を除き外周部または外周部にある燃料に隣接する位置に配置する、
(d)前の半サイクルで取出す燃料以外は、出力分布が平坦になるような位置に配置する、
(e)1サイクルの運転期間を通じて、炉内最中心部にある5体は新燃料としない、
(f)炉の内部に位置しないため周囲の8箇所に燃料が配置されることとなる新燃料は、可燃性毒物クラスタ入りを除き、相互に隣接させない、
(g)1の頂点が炉の外周部に位置するため周囲の7箇所に燃料が配置されることとなる新燃料で、1辺が炉の外周部にある新燃料と隣接するものは、最大4体の例外を除き、可燃性毒物クラスタ入りとする、
(h)外周部にある新燃料は、最大4体の例外を除き、可燃性毒物クラスタ入りとはしない、
ものであることを特徴とする軽水炉の運転、燃料装荷方法である。
The invention according to claim 11 employs a long cycle operation, in order to remove a part of the burned fuel from the furnace during the long cycle operation and to load a new fuel into the furnace instead. An operation and fuel loading method of a light water reactor with an intermediate stop period, in which replacement of a part of burned fuel with new fuel in the intermediate stop period is performed by replacing the fuel in the reactor at the start of the operation of the previous half cycle. The arrangement of the new fuel to be loaded in the period of the periodic inspection provided before the start of the previous half cycle or the intermediate stop period is set in accordance with a specific rule in advance, and the subsequent half cycle The fuel that is continuously used in the operation of the fuel and needs to be relocated within the furnace is a replacement that is made within 8% of the total loaded fuel, and is determined according to the specific rules. What is Characterized by satisfying the bottom (a) the fine print (h),
(A) The new fuel placed inside during the previous half-cycle operation, when used as a twice-burning fuel, is placed at the outer periphery or at a position adjacent to the fuel at the outer periphery, with the exception of up to eight bodies. To
(B) In the first half cycle, the same number of three-time combustion fuel is arranged inside as the new fuel arranged inside in the latter half cycle operation.
(C) The new fuel placed inside during the subsequent half-cycle operation is placed at the outer periphery or at a position adjacent to the fuel at the outer periphery, except for up to eight exceptions, when used as a three-time combustion fuel. To
(D) Other than the fuel taken out in the previous half cycle, it is arranged at a position where the power distribution becomes flat.
(E) During the operation period of one cycle, the five bodies at the center of the furnace are not used as new fuel.
(F) New fuel, which is not located inside the furnace and will be placed in the surrounding eight locations, will not be adjacent to each other, except in a flammable poison cluster,
(G) Since the top of 1 is located on the outer periphery of the furnace, the new fuel in which fuel is to be placed in the surrounding seven locations, the one adjacent to the new fuel on the outer periphery of the furnace is the maximum With 4 exceptions, it will be in a flammable poison cluster,
(H) The new fuel on the outer perimeter does not enter the flammable poison cluster, with the exception of up to four bodies.
This is a light water reactor operation and fuel loading method characterized by being a thing.

ここに、後の半サイクルの運転でも継続して使用される燃料であって炉内で配置換えが必要とされる燃料は全装荷燃料の8%以内であるため、装荷される全燃料が157体ならば、炉内の位置が変更される燃料は最大12体であり、1/4炉心では3体となる。この程度の数量の燃料の配置換えであるならば、取出した燃焼済み燃料のあった位置を仮の置き場所として利用することができる。このため、配置換えする燃料を一端炉外の燃料ピット内へ搬出しなくても済ませられることが多いであろう。   Here, the fuel that is continuously used in the subsequent half cycle operation and needs to be rearranged in the furnace is within 8% of the total loaded fuel, so that the total loaded fuel is 157%. If it is a body, the maximum number of fuels whose position in the furnace is changed is 12, and in the 1/4 core, there are 3 fuels. If the amount of fuel is changed to such a level, the position where the extracted burnt fuel was present can be used as a temporary place. For this reason, the fuel to be rearranged is often not required to be carried out into the fuel pit outside the furnace.

また、前記予め特定の規則に従って決められた内容とは、後の半サイクルの運転でも継続して使用される燃料であって炉内で配置換えが必要とされるのは全装荷燃料の8%以内であるような配置および燃料の状態となっていることである。これは、前記の(a)から(h)の細則(事項)を全て充たすという条件の下で試行錯誤的に適合する配置、内容を見つけ出す作業あるいは計算となるが、前記の(a)から(h)の細則(事項)に従がう限り、経験則で好ましい結果となる燃料の配置や燃料の状態が大よそ判る。特に、炉内の燃料の配置は、各燃料の均等な燃焼を図る面からX軸とY軸の両方に対して対称とされるのが原則であるため、1/4炉心を対象とすればよく、この面からも検討に都合がよい。   In addition, the content determined in advance according to the specific rule is a fuel that is continuously used in the subsequent half-cycle operation, and the relocation in the furnace is required to be 8% of the total loaded fuel. It is the arrangement and fuel state that are within. This is a work or calculation for finding the arrangement, contents to be matched trial and error under the condition that all the detailed rules (items) of (a) to (h) are satisfied, but from (a) to ( As long as the detailed rules (items) of h) are followed, the arrangement of fuel and the state of the fuel, which are preferable results based on empirical rules, are roughly understood. In particular, the arrangement of the fuel in the furnace is basically symmetrical with respect to both the X axis and the Y axis from the viewpoint of achieving uniform combustion of each fuel, so if the 1/4 core is targeted. Well, it is convenient for examination from this aspect.

(a)の細則により、前の半サイクル開始時点で装荷された新燃料は、後の半サイクル終了時点では(半サイクルに)2回燃焼に使用された燃料となり、次のサイクルで使用されるならば、最大8体の例外を除き、外周や外周近くの位置に配置される。
最大8体の例外は、1/4炉心では最大2個の例外となる。
ここに、「外周近くの位置」とは、外周にある燃料に1辺が隣接する位置を指す。
また、この8体には、次のサイクルに使用されず除去される燃料を含まない。
なお、次のサイクルに使用されずに除去される2回燃焼燃料は、それらのうちで最も燃焼が進んだ燃料であるのが好ましい。
(b)の細則により、前の半サイクル開始時点で3回燃焼に使用された燃料は、前の半サイクル終了時点で4回燃焼燃料となり、中間停止期間中に炉から除去される。そしてその除去された位置に、新燃料が装荷される。
(c)の細則により、後の半サイクル開始時点で装荷された新燃料は、(半サイクルに)3回燃焼燃料として使用する際には、最大8体の例外を除き、外周や外周近くの位置に配置される。
最大8体の例外は、1/4炉心では最大2個の例外となる。
According to the detailed rules of (a), the new fuel loaded at the beginning of the previous half cycle becomes the fuel used for the second combustion at the end of the subsequent half cycle (in the half cycle) and is used in the next cycle Then, with the exception of up to eight bodies, it is arranged at the outer periphery or a position near the outer periphery.
A maximum of 8 exceptions is a maximum of 2 exceptions in the 1/4 core.
Here, the “position near the outer periphery” refers to a position where one side is adjacent to the fuel on the outer periphery.
In addition, these eight bodies do not contain fuel that is not used and removed in the next cycle.
The twice-burning fuel that is removed without being used in the next cycle is preferably the most burned fuel among them.
According to the detailed rules of (b), the fuel used for combustion three times at the start of the previous half cycle becomes fuel burned four times at the end of the previous half cycle and is removed from the furnace during the intermediate shutdown period. Then, new fuel is loaded at the removed position.
According to the bylaws of (c), new fuel loaded at the beginning of the latter half cycle is used as a combustion fuel three times (in a half cycle), with the exception of up to eight bodies, Placed in position.
A maximum of 8 exceptions is a maximum of 2 exceptions in the 1/4 core.

(d)の細則により、後の半サイクルでも同じ位置で継続して使用される燃料は、燃焼度のバランスが大きく崩れる、あるいは過度に燃焼することがない。
「出力分布が平坦な位置」とは、反応度の高い燃料と低い燃料が市松模様のように配置させる位置となる配置(チェッカーボード配置)等を指す。ただし、市松模様でなくても出力分布が平坦になる場合はその限りではなく、最終的には燃焼状態および中性子分布のシュミレーション計算によるケースバイケースの検討、確認で判断され、決定される。
According to the detailed rules of (d), the fuel continuously used at the same position in the subsequent half cycle does not greatly lose the burn-up balance or burn excessively.
“Position where output distribution is flat” refers to an arrangement (checker board arrangement) or the like where fuel with high reactivity and fuel with low reactivity are arranged like a checkerboard pattern. However, this is not the case when the output distribution becomes flat even if it is not a checkerboard pattern. Ultimately, it is determined and determined by a case-by-case examination and confirmation by simulation calculation of the combustion state and neutron distribution.

(e)の細則により、新燃料が極端に燃焼することと炉内最中心部の中性子の分布が高くなりすぎることが避けられる。
また、前の半サイクルでは、炉内最中心には3回燃焼燃料は配置されないこととなる。
(e)から(h)の細則により、炉内の中性子分布の平坦化と特定の燃料が極端に燃焼することの防止が図られる。
なお、(a)、(c)、(g)および(h)の細則における「例外」は、本来はないのが好ましいが、やむをえない場合を考慮したものである。
By the detailed rules of (e), it can be avoided that the new fuel burns extremely and the distribution of neutrons in the most central part of the furnace becomes too high.
Further, in the previous half cycle, the combustion fuel is not disposed three times at the center of the furnace.
According to the detailed rules (e) to (h), the neutron distribution in the furnace is flattened and the specific fuel is prevented from being extremely burned.
The “exception” in the detailed rules of (a), (c), (g), and (h) is preferably not originally present, but is taken into consideration when it is unavoidable.

請求項12に記載の発明は、前記の軽水炉の運転、燃料装荷方法であって、前記中間停止期間における一部の燃焼済み燃料の新燃料への交換は、後の半サイクルの運転でも継続して使用される燃料であって炉内で配置換えが必要とされる燃料は全装荷燃料の6%以内であるようにされるものであることを特徴とする軽水炉の運転、燃料装荷方法である。   The invention according to claim 12 is the operation of the light water reactor and the fuel loading method, wherein the replacement of a part of the burned fuel with the new fuel in the intermediate stop period is continued even in the later half cycle operation. This is a light water reactor operation and fuel loading method characterized in that the fuel that is used in the reactor and needs to be relocated within the furnace is within 6% of the total loaded fuel. .

後の半サイクルの運転でも継続して使用される燃料であって炉内で配置換えが必要とされる燃料は、全装荷燃料の6%以内であるため、装荷される全燃料が157体ならば、炉内の位置が変更される燃料は最大9体であり、1/4炉心では2体となる。
このため、先の発明以上に燃料交換に必要な時間が短縮される。
また、配置換えする燃料の数が少なければ、除去した燃料のあったスペースに新燃料が装荷されるまでの間在る空きスペースを、配置換えする燃料の仮置き場として一次的に利用することも可能であるため、配置換えする燃料を必ずしも一端ピットへ搬出する必要もない。
The fuel that is continuously used in the subsequent half-cycle operation and needs to be relocated within the furnace is within 6% of the total loaded fuel, so if the total loaded fuel is 157 For example, the maximum number of fuels whose positions in the reactor are changed is nine, and two in the quarter core.
For this reason, the time required for fuel exchange is shortened more than the previous invention.
In addition, if the number of fuels to be rearranged is small, the empty space that is present until the new fuel is loaded in the space where the removed fuel was placed may be used primarily as a temporary storage place for the fuel to be rearranged. Since it is possible, it is not always necessary to carry out the fuel to be rearranged to the pit.

請求項13に記載の発明は、前記の軽水炉の運転、燃料装荷方法であって、前記中間停止期間における一部の燃焼済み燃料の新燃料への交換は、後の半サイクルの運転でも継続して使用される燃料で、炉内で配置換えされる燃料はないことを特徴とする軽水炉の運転、燃料装荷方法である。   The invention according to claim 13 is the operation of the light water reactor and the fuel loading method, wherein the replacement of a part of the burned fuel with the new fuel in the intermediate stop period is continued even in the later half cycle operation. This is a light water reactor operation and fuel loading method characterized in that there is no fuel to be used in the reactor and rearranged in the reactor.

継続して使用される燃料で配置換えが必要な燃料はないため、先の発明以上に燃料交換に必要な時間が短縮される。
ただし、長サイクル終了後の運転停止時においては、まだ完全に燃焼済みではない燃料を炉内から除去し、その後へ新燃料を装荷すること等はあり得る。
Since there is no fuel that needs to be rearranged among fuels that are continuously used, the time required for fuel replacement is shortened more than in the previous invention.
However, when the operation is stopped after the end of the long cycle, it is possible to remove the fuel that has not been completely burned out from the furnace and load new fuel thereafter.

前記構成により、本発明によれば、BWR、PWRを問わず、軽水炉の長サイクル運転において、長サイクルの途中に中間停止期間を設け、この期間内に燃焼済みの燃料を炉外へ取出しその後への新燃料を装荷する燃料交換を行うが、この中間停止期間では後の半サイクルの運転でも継続して使用する燃料の炉内での配置換え(シャッフリング)は行わない(もちろん、破損が明白な燃料集合体や何らかのサンプリング調査や試験のために搬出あるいは除去される極少数の燃料集合体はあり得る)。このため、中間停止期間が短縮される。この結果、原子力発電所の稼働率が向上し、その分発電コストが低下する。   With the above configuration, according to the present invention, regardless of BWR and PWR, in the long cycle operation of the light water reactor, an intermediate stop period is provided in the middle of the long cycle, and the fuel burned within this period is taken out of the furnace and thereafter In this intermediate stoppage period, the fuel used for the subsequent half cycle operation will not be reshuffled in the furnace (shuffling of course). There can be a fuel assembly and a very small number of fuel assemblies that are removed or removed for some sampling investigation or testing). For this reason, the intermediate stop period is shortened. As a result, the operating rate of the nuclear power plant is improved, and the power generation cost is reduced accordingly.

また、核燃料の取扱いが減少する分、人や機器の被爆が少なくなる。
また、本発明自体は燃料の再処理を前提とするものではないが、現実には我国では再処理が行われており、このため再処理のコストも低下する。
In addition, the amount of exposure to people and equipment is reduced by the reduction in handling of nuclear fuel.
Further, although the present invention itself is not premised on the reprocessing of the fuel, in reality, the reprocessing is performed in our country, and thus the cost of the reprocessing is reduced.

以下、本発明をその最良の実施の形態に基づいて説明する。
図6に、本実施の形態の基本を示す。本実施の形態においては、1サイクルが24ヶ月であり、その中間に燃料交換のための停止期間が設けられている。本図は、左から順に前の(最初の)半サイクルの運転開始時(BOC)、同運転終了時(EOC)、後の(第2回目の)半サイクルの運転開始時(BOC)、同運転終了時(EOC)の炉心内の燃料の装荷パターンを示している。上から順に3個、2個、1個の正方形からなる図形は、いわゆる1/4炉心図である。
Hereinafter, the present invention will be described based on the best mode.
FIG. 6 shows the basics of this embodiment. In the present embodiment, one cycle is 24 months, and a stop period for fuel replacement is provided in the middle. This figure shows, from the left, the first (first) half cycle operation start (BOC), the same operation end (EOC), the second (second) half cycle operation start (BOC), The fuel loading pattern in the core at the end of operation (EOC) is shown. The figure consisting of three, two and one square in order from the top is a so-called 1/4 core diagram.

これら正方形内の上下2段の文字列のうち、下段は燃料装荷体の識別番号である。また同じく、A、B、CおよびDは燃料集合体のグループを示し、その後に続く01と02は各グループ内の燃料集合体の識別番号である。上段の1ce、2ce、3ceの1、2、3は各々それまでに通算して燃焼された半サイクル運転の回数を示す。また、Newは新燃料を示す。   Of the two upper and lower character strings in the square, the lower row is the identification number of the fuel loaded body. Similarly, A, B, C and D indicate groups of fuel assemblies, and 01 and 02 which follow thereafter are identification numbers of the fuel assemblies in each group. Upper 1 ce, 2 ce, 3 ce 1, 2, 3 indicate the number of half-cycle operations that have been combusted so far. New indicates new fuel.

この図6の中央、前の半サイクルの運転終了後と後の半サイクルの運転開始時を比べれば判る様に、太線の四角形で示す半サイクル運転を3度なされたAのグループの燃料のみが中間停止期間(MS)内に搬出され、その後にDのグループの新燃料が装荷されている。
また、後の半サイクルでも継続して燃焼されるBとCのグループの燃料の炉内の位置は、そのままである。このため、これらの燃料は中間停止期間内に炉外へ一旦搬出され再度搬入されることはない。また、この図6の左右両端の炉内配置図を比較すれば判るように、後の半サイクル終了後においては、燃焼済みの3ceの燃料が炉内から除去されるだけでなく、Newで示す新燃料も含めての配置換えがなされている。なお、この実施の形態では、炉心に装荷する燃料の個数が少ないため、全体の2/3が継続使用され、かつ燃料は1.5サイクル(36ヶ月)で交換される。
As shown in the center of FIG. 6, after the operation of the previous half cycle is compared with the time of the operation of the latter half cycle, only the fuel of the group A that has been subjected to the half cycle operation shown by a bold square three times is shown. It is unloaded during the intermediate stop period (MS), after which new fuel of group D is loaded.
Further, the positions of the B and C group fuels that are continuously burned in the latter half cycle remain in the furnace. For this reason, these fuels are once carried out of the furnace and not carried in again during the intermediate stop period. Further, as can be seen by comparing the arrangement diagrams in the left and right ends of FIG. 6, after the end of the latter half cycle, the burned 3ce fuel is not only removed from the furnace, but also indicated by New. Rearrangement including new fuel has been made. In this embodiment, since the number of fuels loaded in the core is small, 2/3 of the total fuel is continuously used, and the fuel is replaced in 1.5 cycles (36 months).

(実験例)
本発明の実験例を、図を参照しつつ説明する。
本発明の実験例は、以下の条件にて上記背景技術欄にて説明した2つのケースとの炉心特性及び経済性の検討を行ったものである。
・炉心のタイプ :3ループ17×17タイプのPWR
・燃料濃縮度 :4.8wt%
・集合体の最高燃焼度 :55GWd/t以下
・出力ピーキング係数 :1.52以下
・減速材温度係数 :負であること
・原子炉停止余裕 :1.8Δk/k以上
(Experimental example)
An experimental example of the present invention will be described with reference to the drawings.
The experimental example of the present invention is an examination of the core characteristics and economics of the two cases described in the background section above under the following conditions.
・ Core type: 3 loop 17 × 17 type PWR
・ Fuel enrichment: 4.8wt%
・ Maximum burnup of assembly: 55 GWd / t or less ・ Output peaking coefficient: 1.52 or less ・ Moderator temperature coefficient: Negative ・ Reactor shutdown margin: 1.8 Δk / k or more

・所要サイクル長 :ケース1 :26.2GWd/t(24ヶ月)
:ケース2 :13.1GWd/t(12ヶ月)
:ケース3(本発明) :13.1GWd/t(12ヶ月×2)
ケース1は、1サイクルを24ヶ月とした長サイクル運転において、中間停止期間を設けないものである。ただし、発電コストの比較計算では、背景技術欄で説明した米国のケースと異なり使用済み燃料の再処理を行うものとしている。
ケース2は、背景技術欄で説明したケース2と同じであり、長サイクル運転の途中に設けられた中間停止期間に、次の運転に継続して使用する燃料集合体をも全数ピットに取出す。またこのため、ケース1とケース2の燃料構成と交換スキーム、燃料装荷パターンは、各々図2、図3、図4、図5に示すのと同じである。
-Required cycle length: Case 1: 26.2 GWd / t (24 months)
: Case 2: 13.1 GWd / t (12 months)
: Case 3 (present invention): 13.1 GWd / t (12 months × 2)
Case 1 is a case where no intermediate stop period is provided in a long cycle operation in which one cycle is 24 months. However, in the comparative calculation of power generation costs, it is assumed that spent fuel is reprocessed, unlike the US case described in the background section.
Case 2 is the same as Case 2 described in the background art section, and in the intermediate stop period provided in the middle of the long cycle operation, all the fuel assemblies continuously used for the next operation are taken out to the pits. For this reason, the fuel configuration, replacement scheme, and fuel loading pattern of Case 1 and Case 2 are the same as those shown in FIGS. 2, 3, 4, and 5, respectively.

ケース3は、本発明の実験例であり、中間停止期間に燃焼済みの燃料を新燃料に取替えるのはケース2と同じであるが、継続して燃焼する燃料をいったんピットに搬出せずそのままの位置に装荷しておくものである。   Case 3 is an experimental example of the present invention, and it is the same as Case 2 to replace the burned fuel with the new fuel during the intermediate stop period. It is to be loaded at the position.

本発明の実験例の燃料構成と交換スキームを、図7に示す。中間停止期間の前の燃料装荷パターンを図8に、同じく後の燃料装荷パターンを図9に示す。図7に示すように、本実験例では、前の半サイクル終了時には、全体の1/4強に当たる40体の燃焼済み燃料の集合体が炉内から除去され、新燃料の集合体が同数装荷される。また、長サイクル運転が終了後の停止時には、40体の燃料集合体が炉内から除去されるのは同じであるが、そのうち燃焼済みの燃料集合体は37体であり、この他に2ceになった燃料の集合体が3体である。   FIG. 7 shows the fuel configuration and replacement scheme of the experimental example of the present invention. FIG. 8 shows a fuel loading pattern before the intermediate stop period, and FIG. 9 shows a fuel loading pattern after that. As shown in FIG. 7, in this experimental example, at the end of the previous half cycle, 40 burned fuel assemblies, which are a little over 1/4 of the whole, are removed from the furnace, and the same number of new fuel assemblies are loaded. Is done. In addition, when stopping after the long cycle operation is completed, 40 fuel assemblies are removed from the furnace in the same way, of which 37 fuel assemblies are already burned, and in addition to 2ce There are three fuel assemblies.

図8と図9における格子内の3段の文字列の意味は、ケース2における図5と同様である。図8と図9の左方の図を比較すれば判る様に、後の半サイクルで継続して使用される燃料の位置は変更されていない。このため、いったん炉外へ搬出され再度搬入されることもなされない。なお、図8と図9の右方の図を見れば判る様に、継続して使用される燃料の配置変更を行わないため、可燃性毒物クラスタが後の半サイクルで消費されている。なお念のため記載するが、各サイクル終了時の定期検査においては、次のサイクルで継続して運転に使用されるあるいは燃やされる燃料はピットへの搬出、配置換え等がなされ得るのはもちろんである。   The meanings of the three-stage character strings in the lattice in FIGS. 8 and 9 are the same as those in FIG. As can be seen by comparing the left diagrams of FIG. 8 and FIG. 9, the position of the fuel continuously used in the subsequent half cycle is not changed. For this reason, it is once carried out of a furnace and is not carried in again. As can be seen from the diagrams on the right side of FIGS. 8 and 9, the combustible poison clusters are consumed in the latter half cycle because the arrangement of the fuel to be continuously used is not changed. As a reminder, in periodic inspections at the end of each cycle, the fuel that is continuously used or burned in the next cycle can be taken out of the pit and rearranged. is there.

次に、上記各ケースの炉心特性の評価結果を表1に示す。なお、ケース3の本発明の実験例については、前と後の各半サイクルについて示す。本表より、本発明の実験例の場合は、新燃料および継続して使用する燃料の炉内での配置変更(シャッフリング)を全く行わないが、各種の炉心特性についての制限を充分に満たしているのが判る。   Next, Table 1 shows the evaluation results of the core characteristics of each case. In addition, about the experimental example of this invention of case 3, it shows about each half cycle before and after. From this table, in the case of the experimental example of the present invention, the arrangement of the new fuel and the fuel to be used continuously (shuffling) is not performed at all, but the limitations on various core characteristics are sufficiently satisfied. I can see that.

Figure 2006119004
Figure 2006119004

最後に、本発明の実験例と従来例の経済性の評価について説明する。
中間停止期間は、ケース1では0日となる。ケース2では、冷却期間を5日とし、全数(157体)ピット取出しであるため、作業に必要な期間を8日とする。このため、中間停止期間は、合計13日となる。ケース3では、冷却期間は同じく5日であり、交換する燃料集合体は40体であるため、これに必要な期間は(8×40/157=)2.04日である。このため、中間停止期間は、合計で約7日必要になる。
Finally, the evaluation of the economic efficiency of the experimental example of the present invention and the conventional example will be described.
The intermediate stop period is 0 days in case 1. In case 2, the cooling period is 5 days and all (157 bodies) pits are taken out, so the period required for the work is 8 days. For this reason, the total stop period is 13 days. In case 3, the cooling period is also 5 days, and the number of fuel assemblies to be replaced is 40. Therefore, the period required for this is (8 × 40/157 =) 2.04 days. For this reason, a total of about 7 days is required for the intermediate suspension period.

中間停止期間中の代替発電コストについて説明する。中間停止期間中は、原子力発電に換えて燃料費の高い火力発電を行うことになる。このため余計にかかるコストは、現実には原油価格に左右されたりするが、計算の簡単のため1億円/日とする。ケース1を基準として、ケース2では13億円余計にかかることとなる。ケース3では、7億円余計にかかることとなる。   The alternative power generation cost during the intermediate stop period will be described. During the intermediate shutdown period, thermal power generation with high fuel costs will be performed instead of nuclear power generation. For this reason, the extra cost depends on the crude oil price in reality, but is assumed to be 100 million yen / day for simplicity of calculation. Based on Case 1, Case 2 will cost an extra 1.3 billion yen. In Case 3, it will cost an additional 700 million yen.

次に、燃料コストの低下について説明する。燃料コストは、各ケース毎に一体当たりの金額を計算し、取替体数の差から換算する。なお、表1から判るように、各ケースともサイクル末あるいは前の半サイクル末では、炉心が臨界となるボロンの濃度(臨界ボロン濃度)が目標値よりも多くなっている。このため、臨界ボロン濃度が目標値になるように燃料の濃縮度を低下させ、その分燃料サイクルコストが低下することを反映している。この結果を表2に示す。この表より、ケース1を基準として、ケース2では48.3億円のコストダウンとなり、ケース3では45.8億円のコストダウンとなるのが判る。   Next, a decrease in fuel cost will be described. The fuel cost is calculated from the difference in the number of replacement units by calculating the amount per unit for each case. As can be seen from Table 1, in each case, at the end of the cycle or at the end of the previous half cycle, the boron concentration at which the core becomes critical (critical boron concentration) is higher than the target value. For this reason, it is reflected that the fuel enrichment is lowered so that the critical boron concentration becomes the target value, and the fuel cycle cost is lowered accordingly. The results are shown in Table 2. From this table, it can be seen that with Case 1 as a reference, Case 2 will cost 48.3 billion yen, and Case 3 will cost 45.8 billion yen.

Figure 2006119004
Figure 2006119004

以上の結果より、本発明の実験例では、ケース1と比較すると、中間停止期間があるため代替燃料のコストが7億円アップするが燃料サイクルのコストが約46億円ダウンする。このため、トータルで1サイクルあたり39億円のコストダウンとなる。ケース2と比較すると、燃料サイクルのコストは2.5億円アップするが中間停止期間の代替燃料のためのコスト6億円ダウンする。このため、1サイクルあたり3.5億円のコストダウンとなる。なお、資本コストの相違は、無視し得る。   From the above results, in the experimental example of the present invention, the cost of the alternative fuel is increased by 700 million yen, but the cost of the fuel cycle is reduced by approximately 4.6 billion yen because there is an intermediate stop period as compared with case 1. Therefore, the total cost is reduced by 3.9 billion yen per cycle. Compared to Case 2, the cost of the fuel cycle will increase by 250 million yen, but the cost for alternative fuel during the intermediate stoppage will decrease by 600 million yen. Therefore, the cost is reduced by 350 million yen per cycle. Differences in capital costs can be ignored.

なお、以上の他、この実験例では、被爆線量の低下等、金額に換算できないが、しかし重要な事項についての改善もなされる。   In addition to the above, in this experimental example, it is not possible to convert it into a monetary amount, such as a decrease in exposure dose, but important matters are also improved.

以上、本発明をその望ましい実施の形態を基に説明してきたが、本発明はこれに限定されない。すなわち、例えば以下のような形態も含まれる。
PWRでなく、BWRに実施する。
燃料は、ウランのみでなくプルトニウムを混入して用いられている。
途中停止の7日において、定期検査の一部を行う。
次の半サイクルの運転でも継続して使用される燃料の一部について、その配置される位置の変更を行う。
As mentioned above, although this invention has been demonstrated based on the desirable embodiment, this invention is not limited to this. That is, for example, the following forms are also included.
Implement on BWR, not PWR.
The fuel is used by mixing not only uranium but also plutonium.
On the 7th day of the stoppage, a part of periodic inspection is performed.
A part of the fuel that is continuously used in the next half-cycle operation is changed in its position.

1サイクルの長さと各種コストの関係を、濃縮度毎に示す図である。It is a figure which shows the relationship between the length of 1 cycle, and various costs for every enrichment. 長(24ヶ月)サイクルかつその途中に停止期間が無いとき(ケース1)の燃料構成と交換スキームを示す図である。It is a figure which shows a fuel structure and exchange scheme when there is no stop period in the middle of the long (24 months) cycle (case 1). 上記ケース1における燃料装荷パターンを示す図である。FIG. 4 is a view showing a fuel loading pattern in the case 1. 長サイクルかつ途中に燃料交換とシャッフリングのために中間停止期間を設けたとき(ケース2)の燃料構成と交換スキームを示す図である。It is a figure which shows a fuel structure and replacement | exchange scheme when an intermediate stop period is provided for the fuel replacement | exchange and shuffling in the middle of a long cycle (case 2). 上記ケース2における燃料装荷パターンを示す図である。FIG. 6 is a view showing a fuel loading pattern in the case 2. 本発明の最良の実施の形態の原理を示す図である。It is a figure which shows the principle of the best embodiment of this invention. 長サイクルかつ途中に燃料交換のみ行う停止期間を設けたとき(ケース3)の燃料構成と交換スキームを示す図である。It is a figure which shows a fuel structure and replacement | exchange scheme when the stop period which performs only a fuel replacement | exchange in a long cycle and the middle is provided (case 3). 上記ケース3における前の半サイクル開始時の燃料装荷パターンとこの半サイクルでの燃焼度を示す図である。It is a figure which shows the fuel loading pattern at the time of the front half cycle start in the said case 3, and the burnup in this half cycle. 上記ケース3における後の半サイクル開始時の燃料装荷パターン並びにこの半サイクルでの燃焼度およびボロンの消耗を示す図である。It is a figure which shows the fuel loading pattern at the time of the latter half cycle start in the said case 3, and the burnup and boron consumption in this half cycle.

Claims (13)

所定の定期検査を受けるべき期間等から定まる長サイクル運転を採用し、該長サイクル運転の途中に一部の燃焼済み燃料を炉内から除去し、これに換えて新燃料を炉内に装荷するために中間停止期間を設けた軽水炉の運転、燃料装荷方法であって、
前記中間停止期間における一部の燃焼済み燃料の新燃料への交換は、次の運転でも継続して使用される燃料を炉内で配置換えすること無しになされるものであることを特徴とする軽水炉の運転、燃料装荷方法。
Adopting a long cycle operation determined from the period of time to undergo a predetermined periodic inspection, etc., partly burnt fuel is removed from the furnace during the long cycle operation, and new fuel is loaded into the furnace instead. In order to operate a light water reactor with an intermediate shutdown period, a fuel loading method,
The replacement of a part of the burned fuel with the new fuel during the intermediate stop period is performed without rearranging the fuel continuously used in the next operation in the furnace. Light water reactor operation, fuel loading method.
前記中間停止期間における一部の燃焼済み燃料の新燃料への交換は、燃焼済みでない燃料を炉内から除去し、該燃料のあった位置に新燃料を装荷することが無いものであることを特徴とする請求項1に記載の軽水炉の運転、燃料装荷方法。   The replacement of a part of the burned fuel with the new fuel during the intermediate stop period means that the unburned fuel is removed from the furnace and the new fuel is not loaded at the position where the fuel was present. The light water reactor operation and fuel loading method according to claim 1. 前記長サイクル運転は、24ヶ月を1サイクルとするものであり、前記中間停止期間はその中央の時期に設けられたものであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の軽水炉の運転、燃料装荷方法。   3. The light water reactor according to claim 1, wherein the long cycle operation is one cycle of 24 months, and the intermediate stop period is provided at a central time. Operation, fuel loading method. 前記炉内燃料は、全体が幾つかにバッチ分けされ、前記中間停止期間における一部の燃焼済み燃料の交換は、燃焼済みの1バッチについてのみなされるものであることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の軽水炉の運転、燃料装荷方法。   The in-furnace fuel is batch-divided into several batches, and replacement of a part of burned fuel in the intermediate stop period is performed only for one burned batch. The operation of a light water reactor according to any one of claims 3 to 4, and a fuel loading method. 前記炉内燃料のバッチ数は4であり、前記中間停止期間に配置換え無しに次の運転でも継続して使用される燃料は3バッチであることを特徴とする請求項4に記載の軽水炉の運転、燃料装荷方法。   5. The light water reactor according to claim 4, wherein the number of batches of the fuel in the reactor is 4, and the number of fuels that are continuously used in the next operation without replacement during the intermediate stop period is 3 batches. Operation, fuel loading method. 前記中間停止期間における使用済み燃料の新燃料への交換に際して、次の運転でも継続して使用する燃料を炉内で配置換えすることを不必要とするために、前記所定の定期検査を受けるべき期間内に次の運転に使用する燃料が炉内の所定位置に配置され、また前記所定の定期検査を受けるべき期間に装荷される新燃料と前記中間停止期間に炉内に装荷される新燃料とには各々所定の措置がなされていることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の軽水炉の運転、燃料装荷方法。   When replacing the spent fuel with new fuel during the intermediate stop period, it is necessary to undergo the predetermined periodic inspection in order to eliminate the need to rearrange the fuel to be used continuously in the next operation. The new fuel to be used for the next operation within the period is placed at a predetermined position in the furnace, and is loaded in the period to receive the predetermined periodic inspection, and the new fuel loaded into the furnace in the intermediate stop period 6. The operation of the light water reactor and the fuel loading method according to any one of claims 1 to 5, wherein predetermined measures are taken respectively. 前記所定の定期検査を受けるべき期間内に次の運転に使用する燃料が炉内の所定位置に配置されていることとは、炉心の最外周に配置される燃料集合体は新燃料と次回の運転停止期間に燃焼済みとなる燃料であり、さらに半サイクルしか使用されていない燃料のなかで最も燃焼した燃料の一部を炉心から除去しこれに換えて新燃料を装荷するものであることを特徴とする請求項6に記載の軽水炉の運転、燃料装荷方法。   The fact that the fuel used for the next operation is arranged at a predetermined position in the reactor within the period to receive the predetermined periodic inspection means that the fuel assembly arranged at the outermost periphery of the core is the new fuel and the next time. It is a fuel that has been burned during the shutdown period, and a part of the most burned fuel out of only half-cycle fuel is removed from the core and replaced with new fuel. The light water reactor operation and fuel loading method according to claim 6. 前記所定の定期検査を受けるべき期間に装荷される新燃料になされる措置とは、炉心の非周辺部に装荷される新燃料はガドリニアまたは可燃性毒物クラスタ入りであり、前記中間停止期間に炉内に装荷される新燃料になされる措置とは可燃性毒物クラスタ入りであることを特徴とする請求項6または請求項7に記載の軽水炉の運転、燃料装荷方法。   The measures taken for the new fuel loaded during the period to receive the predetermined periodic inspection are that the new fuel loaded in the non-periphery of the core is in a gadolinia or a flammable poison cluster, 8. The light water reactor operation and fuel loading method according to claim 6 or 7, wherein the measures taken for the new fuel loaded in the tank include a combustible poison cluster. 前記軽水炉の運転、燃料装荷方法は、加圧水型炉を対象としたものであることを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれかに記載の軽水炉の運転、燃料装荷方法。   The light water reactor operation and fuel loading method according to any one of claims 1 to 8, wherein the light water reactor operation and fuel loading method are for a pressurized water reactor. 前記軽水炉のループ数は、3であることを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれかに記載の軽水炉の運転、燃料装荷方法。   The light water reactor operation and fuel loading method according to any one of claims 1 to 9, wherein the number of loops of the light water reactor is three. 長サイクル運転を採用し、該長サイクル運転の途中に一部の燃焼済み燃料を炉内から除去し、これに換えて新燃料を炉内へ装荷するために中間停止期間を設けた軽水炉の運転、燃料装荷方法であって、
前記中間停止期間における一部の燃焼済み燃料の新燃料への交換は、前の半サイクルの運転開始時の炉内の燃料の配置並びに前記前の半サイクル開始前に設けられていた定期検査の期間または前記中間停止期間に装荷する新燃料の状態を予め特定の規則に従って決められた内容にしておくことにより、後の半サイクルの運転でも継続して使用される燃料であって炉内で配置換えが必要とされる燃料は全装荷燃料の8%以内であるようになされる交換であり、
さらに、前記特定の規則に従って決められた内容とは、以下の(a)から(h)の細則を満たすことを特徴とする、
(a)前の半サイクルの運転で内部に配置した新燃料は、2回燃焼燃料として使用する際には、最大8体の例外を除き外周部または外周部にある燃料に隣接する位置に配置する、
(b)前の半サイクルでは、後の半サイクルの運転で内部に配置する新燃料と同数の3回燃焼燃料を内部に配置する、
(c)後の半サイクルの運転で内部に配置した新燃料は、3回燃焼燃料として使用する際には、最大8体の例外を除き外周部または外周部にある燃料に隣接する位置に配置する、
(d)前の半サイクルで取出す燃料以外は、出力分布が平坦になるような位置に配置する(e)1サイクルの運転期間を通じて、炉内最中心部にある5体は新燃料としない、
(f)炉の内部に位置しないため周囲の8箇所に燃料が配置されることとなる新燃料は、可燃性毒物クラスタ入りを除き、相互に隣接させない、
(g)1の頂点が炉の外周部に位置するため周囲の7箇所に燃料が配置されることとなる新燃料で、1辺が炉の外周部にある新燃料と隣接するものは、最大4体の例外を除き、可燃性毒物クラスタ入りとする、
(h)外周部にある新燃料は、最大4体の例外を除き、可燃性毒物クラスタ入りとはしない
ものであることを特徴とする軽水炉の運転、燃料装荷方法。
Operation of a light water reactor that employs a long cycle operation and removes part of the burned fuel from the reactor during the long cycle operation, and instead provides an intermediate stop period to load new fuel into the reactor. A fuel loading method,
The replacement of a part of the burned fuel with new fuel during the intermediate stop period is the arrangement of the fuel in the furnace at the start of the operation of the previous half cycle and the periodic inspection provided before the start of the previous half cycle. By setting the state of the new fuel to be loaded during the period or the intermediate stop period in advance according to a specific rule, it is fuel that will be used continuously in the subsequent half-cycle operation and placed in the furnace The fuel that needs to be changed is a replacement that is made to be within 8% of the total loaded fuel,
Furthermore, the content determined according to the specific rule satisfies the following detailed rules (a) to (h):
(A) The new fuel placed inside during the previous half-cycle operation, when used as a twice-burning fuel, is placed at the outer periphery or at a position adjacent to the fuel at the outer periphery, with the exception of up to eight bodies. To
(B) In the first half cycle, the same number of three-time combustion fuel is arranged inside as the new fuel arranged inside in the latter half cycle operation.
(C) The new fuel placed inside during the subsequent half-cycle operation is placed at the outer periphery or at a position adjacent to the fuel at the outer periphery, except for up to eight exceptions, when used as a three-time combustion fuel. To
(D) Other than the fuel taken out in the previous half cycle, it is arranged at a position where the power distribution becomes flat. (E) Throughout the operation period of one cycle, the five bodies at the center of the furnace are not new fuel.
(F) New fuel, which is not located inside the furnace and will be placed in the surrounding eight locations, will not be adjacent to each other, except in a flammable poison cluster,
(G) Since the top of 1 is located on the outer periphery of the furnace, the new fuel in which fuel is to be placed in the surrounding seven locations, the one adjacent to the new fuel on the outer periphery of the furnace is the maximum With 4 exceptions, it will be in a flammable poison cluster,
(H) A light water reactor operation and fuel loading method characterized in that the new fuel in the outer peripheral portion does not enter the combustible poison cluster except for a maximum of four exceptions.
請求項11に記載の軽水炉の運転、燃料装荷方法であって、
後の半サイクルの運転でも継続して使用される燃料であって炉内で配置換えが必要とされる燃料は全装荷燃料の6%以内であるようにされるものであることを特徴とする軽水炉の運転、燃料装荷方法。
The operation of a light water reactor according to claim 11, a fuel loading method,
The fuel that is continuously used in the subsequent half-cycle operation and needs to be rearranged in the furnace is within 6% of the total loaded fuel. Light water reactor operation, fuel loading method.
請求項12に記載の軽水炉の運転、燃料装荷方法であって、
後の半サイクルの運転でも継続して使用される燃料であって炉内で配置換えされる燃料は無いことを特徴とする軽水炉の運転、燃料装荷方法。

The light water reactor operation and fuel loading method according to claim 12,
A light water reactor operation and fuel loading method, characterized in that there is no fuel that is continuously used in the operation of the latter half cycle and is not rearranged in the furnace.

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