JP2009250894A - Fuel assembly loaded in boiling water reactor, and reactor core using the same - Google Patents

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勝正 配川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve fuel economic performance of a fuel assembly, with a water channel to be loaded in a boiling water reactor, while ensuring the thermal tolerance thereof. <P>SOLUTION: The fuel assembly 81 comprises a plurality of fuel rods 51, 52 and 53, each having a nuclear fuel material stored in a cylindrical cladding tube, and aligned in a square-grid shape, with the lower end thereof being supported by a lower tie plate; and a water channel 38 extended in a square cylindrical shape in the same direction as the fuel rods 51, 52 and 53 to occupy a plurality of grid positions of the square grid, in which the fuel rods 51, 52 and 53 are aligned, and carrying a coolant in the inner part. The fuel rods 51, 52 and 53 include the standard fuel rod 51, the upper end of which is supported by an upper tie plate, and two or more kinds of partial length fuel rods 52, 53 which are smaller in length than the standard fuel rod 51 and differed in length to each other. At least one partial length fuel rod 52, 53 is disposed at a position adjacent to each side surface of the water channel 38. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、沸騰水型原子炉に装荷される燃料集合体およびそれを用いた炉心に関する。   The present invention relates to a fuel assembly loaded in a boiling water reactor and a core using the same.

図18は、典型的な沸騰水型原子炉(BWR)の炉心における燃料集合体の配置を示す一部拡大横断面図である。BWRの炉心は、一般的に、4体の燃料集合体15を1組としてこれを多数配置して構成されている。燃料集合体15は、燃料棒50を正方格子状に配列して構成されている。燃料集合体15は、これを取り囲む横断面矩形のチャンネルボックス31が装着された状態で、炉心に装荷される。このチャンネルボックス31を設けることにより、チャンネルボックス31の外側に冷却材の軽水が沸騰せずに流れる流路となるギャップ水領域20,21が形成されている。このギャップ水領域には、制御棒19が挿入されるギャップ水領域20と制御棒19の出し入れがないギャップ水領域21の2種類に区分けすることができる。   FIG. 18 is a partially enlarged cross-sectional view showing the arrangement of fuel assemblies in the core of a typical boiling water reactor (BWR). A BWR core is generally configured by arranging four fuel assemblies 15 as a set. The fuel assembly 15 is configured by arranging fuel rods 50 in a square lattice pattern. The fuel assembly 15 is loaded into the core in a state where a channel box 31 having a rectangular cross section surrounding the fuel assembly 15 is mounted. By providing the channel box 31, gap water regions 20 and 21 are formed on the outside of the channel box 31. The gap water regions 20 and 21 serve as flow paths through which light water of the coolant flows without boiling. The gap water region can be divided into two types: a gap water region 20 in which the control rod 19 is inserted and a gap water region 21 in which the control rod 19 is not taken in and out.

BWRの炉心には、ギャップ水領域20及びギャップ水領域21の面積が等しいC格子炉心、S格子炉心およびN格子炉心、並びに、ギャップ水領域20の面積がギャップ水領域21の面積よりも広いD格子炉心がある。C格子炉心、S格子炉心およびN格子炉心では、燃料集合体15は、単位セル17の中央に配置される。D格子炉心では、燃料集合体15は、単位セル17の中央から制御棒19の反対側に若干偏心して配置される。   The BWR core includes a C lattice core, an S lattice core and an N lattice core in which the areas of the gap water region 20 and the gap water region 21 are equal, and the area of the gap water region 20 which is larger than the area of the gap water region 21. There is a lattice core. In the C lattice core, the S lattice core, and the N lattice core, the fuel assembly 15 is disposed in the center of the unit cell 17. In the D lattice core, the fuel assembly 15 is arranged slightly eccentric from the center of the unit cell 17 to the opposite side of the control rod 19.

燃料集合体15の横断面の中央付近には、ウォータロッド22が配置される場合がある。また、燃料集合体15の上下部には、燃料棒50およびウォータロッド22の上下端を支持する上部タイプレートおよび下部タイプレートが位置している。またはウォータロッド22ではなく、角型のウォータチャンネルを用いる場合もある。   A water rod 22 may be arranged near the center of the cross section of the fuel assembly 15. Further, an upper tie plate and a lower tie plate that support upper and lower ends of the fuel rod 50 and the water rod 22 are located at the upper and lower portions of the fuel assembly 15. Alternatively, a square water channel may be used instead of the water rod 22.

燃料集合体15には、運転時、わずかに未飽和状態の冷却水が下部タイプレートの孔から燃料棒50の間隙に流入し、燃料棒50間を下部から上部に流れるにつれて燃料棒50により加熱されて沸騰し、二相流となって上部タイプレートの孔から流出していく。この結果、冷却材のボイド率は、燃料集合体15下部では0%だが、上部では70%程度にも達する。このため、燃料集合体15の核的な特性を決める要因である減速材対燃料比、即ち、水素対ウラン比(H/U比)は、軸方向位置で大きく異なることになる。この軸方向のH/U比の分布は、炉停止余裕を減少させるという影響を与える。   During operation, slightly unsaturated cooling water flows into the fuel assembly 15 from the hole of the lower tie plate into the gap of the fuel rods 50 and is heated by the fuel rods 50 as it flows between the fuel rods 50 from the lower part to the upper part. It is boiled and flows out of the upper tie plate hole as a two-phase flow. As a result, the void ratio of the coolant is 0% at the lower part of the fuel assembly 15 but reaches about 70% at the upper part. For this reason, the moderator-to-fuel ratio, that is, the hydrogen-to-uranium ratio (H / U ratio), which is a factor that determines the nuclear characteristics of the fuel assembly 15, greatly varies depending on the axial position. This axial H / U ratio distribution has the effect of reducing the furnace shutdown margin.

一方、燃料集合体15のチャンネルボックス31の外側には、制御棒19や中性子検出器計装管(図示せず)を配置するための間隙が設けられている。前述の通り、この間隙は飽和水で満たされており、冷却材の軽水が沸騰せずに流れる流路となるギャップ水領域20,21を形成している。   On the other hand, outside the channel box 31 of the fuel assembly 15 is provided a gap for arranging the control rod 19 and a neutron detector instrumentation tube (not shown). As described above, the gap is filled with saturated water, and gap water regions 20 and 21 are formed which serve as channels through which light water of the coolant flows without boiling.

このようなギャップ水領域20,21の存在のため、燃料集合体15の周辺部(間隙に近い領域)に配置された燃料棒16と、燃料集合体15中心部の燃料棒16とでは、飽和水による影響が異なる。すなわち、ギャップ水領域20,21に近い燃料集合体15の周辺部は、中心部に比べH/U比が大きな領域となる。このように、核的な特性を決める要因であるH/U比が、燃料集合体15内の径方向位置(横断面方向位置)で異なることになる。このH/U比の径方向分布は、局所出力ピーキングを増大させるという影響を与える。また、特に、制御棒19が挿入されるギャップ水領域20が制御棒19の出し入れがないギャップ水領域21の面積よりも広いD格子炉心では、制御棒19が挿入されるギャップ水領域20と制御棒19の出し入れがないギャップ水領域21の面積が等しいC格子炉心とは異なり、制御棒19に面する側と反対側とではH/U比が大きく異なることになる。   Due to the existence of such gap water regions 20 and 21, saturation is caused between the fuel rods 16 arranged in the peripheral portion of the fuel assembly 15 (region close to the gap) and the fuel rods 16 in the center of the fuel assembly 15. The effect of water is different. That is, the peripheral portion of the fuel assembly 15 near the gap water regions 20 and 21 is a region having a larger H / U ratio than the central portion. As described above, the H / U ratio, which is a factor that determines the nuclear characteristics, differs at the radial position (cross-sectional direction position) in the fuel assembly 15. This radial distribution of the H / U ratio has the effect of increasing local output peaking. In particular, in the D lattice core where the gap water region 20 into which the control rod 19 is inserted is wider than the area of the gap water region 21 where the control rod 19 is not taken in and out, the gap water region 20 into which the control rod 19 is inserted and the control. Unlike the C lattice core in which the area of the gap water region 21 where the rod 19 is not taken in and out is equal, the H / U ratio is greatly different between the side facing the control rod 19 and the opposite side.

H/U比は、中性子の平均エネルギーを決定するパラメータである。図19は、典型的な沸騰水型原子炉の燃料集合体について、横軸にH/Uをとったときの無限増倍率の挙動を示したグラフである。図19には、燃料集合体の平均濃縮度が低い場合を実線で、燃料集合体の平均濃縮度が高い場合を破線で示した。H/U比が増加すると、中性子スペクトルがソフトに、すなわち中性子平均エネルギーが低くなって、核燃料物質との核分裂反応が促進され、無限増倍率も増加する。しかし、中性子スペクトルがソフトになるほど、減速材(軽水)による中性子吸収反応も増大することから、あるH/U比で無限増倍率はピークとなり、そのH/U比を超えるとH/U比が増大するほど無限増倍率が低下するようになる。   The H / U ratio is a parameter that determines the average energy of neutrons. FIG. 19 is a graph showing the behavior of the infinite multiplication factor when the horizontal axis represents H / U for a typical boiling water reactor fuel assembly. In FIG. 19, the case where the average enrichment of the fuel assembly is low is indicated by a solid line, and the case where the average enrichment of the fuel assembly is high is indicated by a broken line. As the H / U ratio increases, the neutron spectrum becomes soft, that is, the neutron average energy is lowered, the fission reaction with the nuclear fuel material is promoted, and the infinite multiplication factor is also increased. However, as the neutron spectrum becomes softer, the neutron absorption reaction by the moderator (light water) increases, so the infinite multiplication factor peaks at a certain H / U ratio, and when the H / U ratio is exceeded, the H / U ratio increases. As it increases, the infinite multiplication factor decreases.

したがって、できるだけ少ない燃料で高いエネルギーを得る、すなわち燃料経済性観点からは、このピークがH/U比の最適値となる。実際には、原子炉の安全性を確保するために反応度係数を適度に負の値にしておく観点から、このピーク位置よりも若干小さいH/U比が、現実的な最適値となる。   Therefore, high energy is obtained with as little fuel as possible, that is, from the viewpoint of fuel economy, this peak is the optimum value of the H / U ratio. In practice, an H / U ratio slightly smaller than the peak position is a practical optimum value from the viewpoint of setting the reactivity coefficient to a moderately negative value in order to ensure the safety of the nuclear reactor.

以上説明したように、H/U比の軸方向・径方向分布を改善し最適化することは燃料経済性の観点から非常に重要であるため、従来、種々の方法でその改善が行われている。   As described above, improving and optimizing the axial / radial distribution of the H / U ratio is very important from the viewpoint of fuel economy, so that various improvements have been made in the past. Yes.

燃料集合体の軸方向のH/U比の改善のために、たとえば特許文献1には、燃料有効長が通常燃料棒よりも短い部分長燃料棒を設ける方法が開示されている。部分長燃料棒を設けることにより、相変化を生じない飽和水領域を増加させるとともに軸方向の燃料装荷量を調整し、軸方向のH/U比を改善することができる。   In order to improve the H / U ratio in the axial direction of the fuel assembly, for example, Patent Document 1 discloses a method of providing partial length fuel rods whose effective fuel length is shorter than normal fuel rods. By providing the partial-length fuel rods, it is possible to increase the saturated water region where no phase change occurs and adjust the axial fuel loading, thereby improving the axial H / U ratio.

また、燃料集合体の径方向のH/U比の改善のために、水ロッド本数を増加させ、または、水ロッドを大型化する方法がある。このような方法により、中性子減速効果が十分でない燃料集合体の中央領域において、水ロッド領域を増大させ、径方向のH/U比を改善することができる。特に、D格子炉心に装荷される燃料集合体では、制御棒が位置する側のギャップ水領域とその反対側のギャップ水領域の面積が等しくないため、径方向のH/U比が不均一となり、局所出力ピーキングが増大する傾向にある。   There are also methods for increasing the number of water rods or increasing the size of the water rods in order to improve the H / U ratio in the radial direction of the fuel assembly. By such a method, the water rod region can be increased in the central region of the fuel assembly where the neutron moderating effect is not sufficient, and the radial H / U ratio can be improved. In particular, in the fuel assembly loaded in the D-grid core, the area of the gap water region on the side where the control rod is located and the gap water region on the opposite side are not equal, so the H / U ratio in the radial direction becomes non-uniform. Local power peaking tends to increase.

これに対しては、燃料棒のウラン235の濃縮度を調整する方法がある。この方法では、熱中性子束が小さな狭いギャップ水領域に面する側の燃料棒を比較的高い濃縮度とし、熱中性子束の大きな広いギャップ水領域に面する側の燃料棒を比較的低い濃縮度とする。これにより、両者の出力差を低減し、径方向の局所出力ピーキングを抑制する。   For this, there is a method of adjusting the enrichment of uranium 235 of the fuel rod. In this method, the fuel rod on the side facing the narrow gap water region where the thermal neutron flux is small has a relatively high enrichment, and the fuel rod on the side facing the wide gap water region where the thermal neutron flux is large is relatively low in enrichment. And Thereby, both output differences are reduced and local output peaking in the radial direction is suppressed.

沸騰水型原子炉において、プラント利用率を向上させるとともに、ウラン資源を有効に活用する方法として、燃料の高燃焼度化および長期運転サイクル化がある。燃料集合体の取出燃焼度を高めるためには濃縮度を高める必要があるため、H/U比が変化する。また、長期運転サイクル化による炉内滞在期間の延長は、H/U比が軸方向・径方向で異なるという影響を、燃料集合体が炉心内で長期間受けることを意味しており、このH/U比の影響がさらに拡大することになる。   In a boiling water reactor, as a method for improving the plant utilization rate and effectively utilizing uranium resources, there is a fuel burnup and a long-term operation cycle. Since it is necessary to increase the enrichment in order to increase the take-off combustion degree of the fuel assembly, the H / U ratio changes. Further, the extension of the residence time in the furnace due to the long-term operation cycle means that the fuel assembly is subjected to the influence of the H / U ratio being different in the axial direction and the radial direction in the core for a long time. The effect of the / U ratio is further expanded.

燃料集合体におけるH/U比を改善するため、燃料集合体にウォータロッドやウォータチャンネルを配置する方法が開示されている(たとえば特許文献2参照)。また、H/U比を改善するため、部分長燃料棒のように、有効長の一部に燃料棒部がなく、減速材が流れることのできる燃料棒を配置する方法が開示されている(たとえば特許文献1参照)。また、ウォータロッドやウォータチャンネルおよび部分長燃料棒の配置を特定することにより、H/U比の改善ができる場合もある(たとえば特許文献3参照)。これらの方法の組み合わせた方法が、たとえば特許文献4および特許文献5に開示されている。さらに、部分長燃料棒の長さを2種類とする方法が、たとえば特許文献6および特許文献7に開示されている。
特開昭52−50498号公報 特開昭62−217186号公報 特開平11−194190号公報 特開平11−109073号公報 特開平10−260281号公報 特開2005−274555号公報 特開2006−184174号公報
In order to improve the H / U ratio in the fuel assembly, a method of disposing a water rod or a water channel in the fuel assembly is disclosed (for example, see Patent Document 2). Further, in order to improve the H / U ratio, a method of disposing a fuel rod that does not have a fuel rod portion in a part of the effective length and allows a moderator to flow, such as a partial length fuel rod, is disclosed ( For example, see Patent Document 1). In some cases, the H / U ratio can be improved by specifying the arrangement of water rods, water channels, and partial-length fuel rods (see, for example, Patent Document 3). A method in which these methods are combined is disclosed in, for example, Patent Document 4 and Patent Document 5. Further, for example, Patent Document 6 and Patent Document 7 disclose a method in which the lengths of the partial-length fuel rods are two types.
Japanese Patent Laid-Open No. 52-50498 Japanese Patent Laid-Open No. 62-217186 JP-A-11-194190 Japanese Patent Laid-Open No. 11-109073 Japanese Patent Laid-Open No. 10-260281 JP 2005-274555 A JP 2006-184174 A

燃料棒が配置される正方格子の複数の位置を占めるようなウォータロッドやウォータチャンネルを燃料集合体に設けると、減速材である水が集中的に配置されることになる。このため、ウォータロッドやウォータチャンネルの近傍では、中性子の減速が促進され、結果として、燃料棒の局所的な線出力密度が大きくなる。局所的な線出力密度が大きくなると、十分な熱的余裕を確保できなくなる。そのため、局所的に線出力密度が大きくなるような位置の燃料棒に装填するウランの濃縮度を小さくする必要がある。   When water rods or water channels that occupy a plurality of positions of the square lattice in which the fuel rods are arranged are provided in the fuel assembly, water as a moderator is arranged in a concentrated manner. For this reason, in the vicinity of the water rod or the water channel, the deceleration of neutrons is promoted, and as a result, the local linear power density of the fuel rod increases. When the local linear power density increases, a sufficient thermal margin cannot be secured. For this reason, it is necessary to reduce the enrichment of uranium loaded on the fuel rod at a position where the linear power density is locally increased.

燃料集合体を高燃焼度化させるには、燃料集合体の平均的な濃縮度を増加させる必要がある。しかし、H/U比を改善するために、単にウォータロッドあるいはウォータチャンネルを設けても、熱的気余裕を確保するためには、逆にその周囲の燃料棒の濃縮度を下げる結果となる。特に、ウォータチャンネルは角筒状なので、その内部の水領域との距離が近い燃料棒の本数が、円筒状のウォータロッドに比べて多くなる。   In order to increase the burnup of the fuel assembly, it is necessary to increase the average enrichment of the fuel assembly. However, in order to improve the H / U ratio, simply providing a water rod or a water channel results in lowering the enrichment of the surrounding fuel rods in order to secure a thermal margin. In particular, since the water channel has a rectangular tube shape, the number of fuel rods that are close to the water region inside the water channel is larger than that of the cylindrical water rod.

そこで、本発明は、沸騰水型原子炉に装荷されるウォータチャンネルを備えた燃料集合体の熱的余裕を確保しつつ、燃料経済性を向上させることを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to improve fuel economy while ensuring a thermal margin of a fuel assembly including a water channel loaded in a boiling water reactor.

上述の目的を達成するため、本発明は、沸騰水型原子炉に装荷される燃料集合体において、上部タイプレートと、前記上部タイプレートと間隔を置いて配置された下部タイプレートと、前記下部タイプレートから前記上部タイプレートに向かう方向に延びる円筒状の被覆管に核燃料物質を収め、正方格子状に配列されて前記下部タイプレートで下端が支持された複数の燃料棒と、前記燃料棒が配列される正方格子の複数の格子位置を占めるように前記燃料棒と同じ方向に角筒状に延びて内部に冷却材が流れる前記下部タイプレートで下端が支持されたウォータチャンネルと、を有し、前記燃料棒は前記上部タイプレートで上端が支持された標準燃料棒とこの標準燃料棒よりも短い部分長燃料棒とを含み、前記ウォータチャンネルのそれぞれの側面に隣接する位置に少なくとも1本の前記部分長燃料棒が配置され、前記ウォータチャンネルの側面に隣接する位置に配置された前記部分長燃料棒は長尺部分長燃料棒とこの長尺部分長燃料棒よりも短い短尺部分長燃料棒とを含むことを特徴とする。   In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a fuel assembly loaded in a boiling water reactor, wherein an upper tie plate, a lower tie plate spaced from the upper tie plate, and the lower tie plate are disposed. A plurality of fuel rods in which a nuclear fuel material is housed in a cylindrical cladding tube extending in a direction from the tie plate toward the upper tie plate, arranged in a square lattice and supported at the lower end by the lower tie plate, and the fuel rods A water channel extending in a rectangular tube shape in the same direction as the fuel rods so as to occupy a plurality of lattice positions of the square lattice arranged, and having a lower end supported by the lower tie plate through which the coolant flows. The fuel rod includes a standard fuel rod supported at the upper end of the upper tie plate and a partial length fuel rod shorter than the standard fuel rod; At least one partial-length fuel rod is disposed at a position adjacent to the surface, and the partial-length fuel rod disposed at a position adjacent to the side surface of the water channel is a long partial-length fuel rod and the long partial length And a short partial length fuel rod shorter than the fuel rod.

また、本発明は、複数の燃料集合体が装荷された沸騰水型原子炉の炉心において、少なくとも1体の前記燃料集合体が、上部タイプレートと、前記上部タイプレートと間隔を置いて配置された下部タイプレートと、前記下部タイプレートから前記上部タイプレートに向かう方向に延びる円筒状の被覆管に核燃料物質を収め、正方格子状に配列されて前記下部タイプレートで下端が支持された複数の燃料棒と、前記燃料棒が配列される正方格子の複数の格子位置を占めるように前記燃料棒と同じ方向に角筒状に延びて内部に冷却材が流れる前記下部タイプレートで下端が支持されたウォータチャンネルと、を有し、前記燃料棒は前記上部タイプレートで上端が支持された標準燃料棒とこの標準燃料棒よりも短い部分長燃料棒とを含み、前記ウォータチャンネルのそれぞれの側面に隣接する位置に少なくとも1本の前記部分長燃料棒が配置され、前記ウォータチャンネルの側面に隣接する位置に配置された前記部分長燃料棒は長尺部分長燃料棒とこの長尺部分長燃料棒よりも短い短尺部分長燃料棒とを含むことを特徴とする。   Further, according to the present invention, in the core of a boiling water reactor loaded with a plurality of fuel assemblies, at least one of the fuel assemblies is disposed at an interval from the upper tie plate and the upper tie plate. A plurality of lower tie plates and a cylindrical cladding tube extending in a direction from the lower tie plate toward the upper tie plate, arranged in a square lattice and supported at the lower end by the lower tie plate The lower end of the fuel rod is supported by the lower tie plate that extends in a rectangular tube shape in the same direction as the fuel rod so as to occupy a plurality of lattice positions of a square lattice in which the fuel rod is arranged, and in which the coolant flows. The fuel rod includes a standard fuel rod having an upper end supported by the upper tie plate and a partial-length fuel rod shorter than the standard fuel rod. At least one partial-length fuel rod is disposed at a position adjacent to each side surface of the water channel, and the partial-length fuel rod disposed at a position adjacent to the side surface of the water channel is a long partial-length fuel rod; A short partial length fuel rod shorter than the long partial length fuel rod.

本発明によれば、沸騰水型原子炉に装荷されるウォータチャンネルを備えた燃料集合体の熱的余裕を確保しつつ、燃料経済性を向上させることができる。   According to the present invention, the fuel economy can be improved while ensuring the thermal margin of the fuel assembly including the water channel loaded in the boiling water reactor.

本発明に係る燃料集合体の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、同一または類似の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   An embodiment of a fuel assembly according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same or similar structure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

[第1の実施の形態]
図2は、本発明に係る燃料集合体の第1の実施の形態の斜視図である。
[First Embodiment]
FIG. 2 is a perspective view of the first embodiment of the fuel assembly according to the present invention.

本実施の形態の燃料集合体81は、上部タイプレート41と、この上部タイプレート41と間隔を置いて配置された下部タイプレート42を有している。また、燃料集合体81は、下部タイプレート42から上部タイプレート41に向かう方向に延びる燃料棒50を有している。燃料棒50は、正方格子状に配列され、下部タイプレート42で支持されている。   The fuel assembly 81 according to the present embodiment has an upper tie plate 41 and a lower tie plate 42 that is disposed at a distance from the upper tie plate 41. Further, the fuel assembly 81 has a fuel rod 50 extending in a direction from the lower tie plate 42 toward the upper tie plate 41. The fuel rods 50 are arranged in a square lattice shape and are supported by the lower tie plate 42.

また、燃料集合体81は、ウォータチャンネル38を有している。ウォータチャンネル38は、燃料棒50が配列される正方格子の複数の格子位置を占め、燃料棒50と同じ方向に角筒状に延びている。ウォータチャンネル38の内部には、冷却材が流れるように形成されている。ウォータチャンネル38は、下部タイプレート42で下端が支持されている。なお、ウォータチャンネル38は、下端から上端のすべての部分で角筒状に形成されている必要はなく、上部および下部には円筒状の管が接続されていてもよい。   The fuel assembly 81 has a water channel 38. The water channel 38 occupies a plurality of lattice positions of a square lattice in which the fuel rods 50 are arranged, and extends in a rectangular tube shape in the same direction as the fuel rods 50. Inside the water channel 38, a coolant is formed to flow. The lower end of the water channel 38 is supported by the lower tie plate 42. The water channel 38 does not have to be formed in a rectangular tube shape at all the portions from the lower end to the upper end, and a cylindrical tube may be connected to the upper portion and the lower portion.

また、燃料集合体81には、燃料棒50およびウォータチャンネル38が下部タイプレート42から離れた位置でも所定の格子位置に配置されるように、スペーサ63を有していてもよい。スペーサ63は、軸方向のたとえば7か所でウォータチャンネル38によって支持される。   Further, the fuel assembly 81 may have a spacer 63 so that the fuel rod 50 and the water channel 38 are arranged at a predetermined lattice position even at a position away from the lower tie plate 42. The spacer 63 is supported by the water channel 38 at, for example, seven locations in the axial direction.

この燃料集合体81は、両端が開放された角筒状のチャンネルボックス31が装着されて炉心に装荷される。   This fuel assembly 81 is loaded on the core with a rectangular tubular channel box 31 having both ends open.

図3は、本実施の形態における燃料棒の側面図である。   FIG. 3 is a side view of the fuel rod in the present embodiment.

燃料棒50には、標準燃料棒51、長尺部分長燃料棒52、および、短尺部分長燃料棒53がある。長尺部分長燃料棒52および短尺部分長燃料棒53を、あわせて部分長燃料棒と呼ぶこととする。標準燃料棒51、長尺部分長燃料棒52、および、短尺部分長燃料棒53は、いずれも円筒状の被覆管48に、核燃料物質を収めたものである。被覆管48の両端は、端栓43で封じられている。核燃料物質は、たとえば複数の短い円柱状に焼き固められたペレット26として被覆管48の内部に収められている。核燃料物質が収められた領域は、燃料有効部と呼ばれる。   The fuel rod 50 includes a standard fuel rod 51, a long partial length fuel rod 52, and a short partial length fuel rod 53. The long partial fuel rod 52 and the short partial fuel rod 53 are collectively referred to as a partial fuel rod. Each of the standard fuel rod 51, the long partial length fuel rod 52, and the short partial length fuel rod 53 has a nuclear cladding material 48 contained in a cylindrical cladding tube 48. Both ends of the cladding tube 48 are sealed with end plugs 43. The nuclear fuel material is contained in a cladding tube 48 as pellets 26 baked into a plurality of short cylindrical shapes, for example. The area where the nuclear fuel material is stored is called a fuel effective part.

長尺部分長燃料棒52は、標準燃料棒51よりも短い。これに伴い、長尺部分長燃料棒52の燃料有効部は、標準燃料棒51よりも短い。長尺部分長燃料棒52の燃料有効部の長さは、標準燃料棒51の燃料有効部の長さのたとえば16/24である。また、短尺部分長燃料棒53は、長尺部分長燃料棒52よりも短い。これに伴い、短尺部分長燃料棒53の燃料有効部は、標準燃料棒51よりも短い。短尺部分長燃料棒53の燃料有効部の長さは、標準燃料棒51の燃料有効部の長さのたとえば8/24である。なお、標準燃料棒51、長尺部分長燃料棒52、および、短尺部分長燃料棒53は、いずれも下部タイプレート42で支持されていて、燃料有効部の下端は同じ軸方向位置にある。   The long partial fuel rod 52 is shorter than the standard fuel rod 51. Accordingly, the fuel effective portion of the long partial fuel rod 52 is shorter than the standard fuel rod 51. The length of the fuel effective portion of the long partial fuel rod 52 is, for example, 16/24 of the length of the fuel effective portion of the standard fuel rod 51. The short partial length fuel rods 53 are shorter than the long partial length fuel rods 52. Accordingly, the effective fuel portion of the short partial fuel rod 53 is shorter than the standard fuel rod 51. The length of the fuel effective portion of the short partial length fuel rod 53 is, for example, 8/24 of the length of the fuel effective portion of the standard fuel rod 51. The standard fuel rod 51, the long partial length fuel rod 52, and the short partial length fuel rod 53 are all supported by the lower tie plate 42, and the lower ends of the fuel effective portions are at the same axial position.

また、標準燃料棒51は、上部タイプレート41で上端が支持されている。つまり、標準燃料棒51は、上端および下端が上部タイプレート41および下部タイプレート42で支持されている。一方、長尺部分長燃料棒52および短尺部分長燃料棒53の上端は、上部タイプレート41では支持されていない。   The upper end of the standard fuel rod 51 is supported by the upper tie plate 41. That is, the upper and lower ends of the standard fuel rod 51 are supported by the upper tie plate 41 and the lower tie plate 42. On the other hand, the upper ends of the long partial fuel rods 52 and the short partial fuel rods 53 are not supported by the upper tie plate 41.

図4は、本実施の形態の燃料集合体を用いた炉心の横断面図である。   FIG. 4 is a cross-sectional view of a core using the fuel assembly of the present embodiment.

燃料集合体81は、4体で1つの制御棒19を囲むように沸騰水型原子炉に装荷され、全体としてほぼ円柱状の炉心を形成する。なお、炉心の周辺部分の燃料集合体81には、制御棒19に面しないで配置されるものもある。また、複数の中性子検出器30が、燃料集合体81の間に設けられている。   Four fuel assemblies 81 are loaded in the boiling water reactor so as to surround one control rod 19 in four bodies, and form a substantially cylindrical core as a whole. Note that some fuel assemblies 81 in the peripheral portion of the core are arranged without facing the control rod 19. A plurality of neutron detectors 30 are provided between the fuel assemblies 81.

図1は、本実施の形態における燃料棒の配置を示す横断面図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing the arrangement of fuel rods in the present embodiment.

本実施の形態の燃料集合体81は、制御棒19が挿入される側のギャップ水領域20の面積が、制御棒19の出し入れがない領域のギャップ水領域21の面積と等しいC格子炉心に装荷される燃料集合体である。なお、制御棒19が挿入される側のギャップ水領域20の面積が、制御棒19の出し入れがない領域のギャップ水領域21の面積と等しいS格子炉心またはN格子炉心に装荷してもよい。また、制御棒19が挿入される側のギャップ水領域20の面積が、制御棒19の出し入れがない領域のギャップ水領域21の面積よりも大きいD格子炉心に装荷してもよい。   The fuel assembly 81 according to the present embodiment is loaded into the C lattice core in which the area of the gap water region 20 on the side where the control rod 19 is inserted is equal to the area of the gap water region 21 in the region where the control rod 19 is not inserted or removed. Is a fuel assembly. The gap water region 20 on the side where the control rod 19 is inserted may be loaded into the S lattice core or the N lattice core where the area of the gap water region 21 in the region where the control rod 19 is not taken in and out is equal. Alternatively, the gap water region 20 on the side where the control rod 19 is inserted may be loaded into a D-grid core that is larger than the area of the gap water region 21 in a region where the control rod 19 is not taken in and out.

この燃料集合体81では、燃料棒51,52,53は、9行9列の正方格子状に配列されている。また、ウォータチャンネル38は、燃料集合体81の横断面の中央部に3行3列の格子位置を占めている。   In this fuel assembly 81, the fuel rods 51, 52, 53 are arranged in a 9 × 9 square lattice. Further, the water channel 38 occupies a lattice position of 3 rows and 3 columns in the center of the cross section of the fuel assembly 81.

ウォータチャンネル38のそれぞれの側面に対して、長尺部分長燃料棒52および短尺部分長燃料棒53の少なくとも1本が隣接して配置されている。本実施の形態では、ウォータチャンネル38のそれぞれの側面の横断面方向の中央部に1本の短尺部分長燃料棒53が配置されている。また、ウォータチャンネル38のそれぞれの側面の横断面方向の両端部に面して長尺部分長燃料棒52が配置されている。つまり、ウォータチャンネル38に隣接する燃料棒は、すべて長尺部分長燃料棒52および短尺部分長燃料棒53のいずれかである。また、ウォータチャンネル38の側面に隣接する位置に配置された燃料棒は、その側面の横断面方向の端部に近い方の燃料棒の方が長い。   At least one of a long partial length fuel rod 52 and a short partial length fuel rod 53 is disposed adjacent to each side surface of the water channel 38. In the present embodiment, one short part-length fuel rod 53 is disposed at the center in the cross-sectional direction of each side surface of the water channel 38. Further, long partial fuel rods 52 are arranged facing both end portions of each side surface of the water channel 38 in the cross-sectional direction. That is, all the fuel rods adjacent to the water channel 38 are either the long partial length fuel rods 52 or the short partial length fuel rods 53. Further, the fuel rod arranged at a position adjacent to the side surface of the water channel 38 is longer in the fuel rod closer to the end of the side surface in the cross-sectional direction.

図5は、沸騰水型原子炉の通常運転時のボイド率の軸方向変化の例を示すグラフである。   FIG. 5 is a graph showing an example of a change in the axial direction of the void ratio during normal operation of the boiling water reactor.

沸騰水型原子炉では、炉心の下方から流入した冷却材は、核分裂により発生した熱によって加熱されながら上方に流れていく。加熱された冷却材は、上方に流れる途中で沸騰し、ボイドが発生する。冷却材が流れる断面積に対するボイドの断面積の割合、すなわちボイド率は、炉心の上方に行くにしたがって大きくなる。   In a boiling water reactor, the coolant flowing from the lower part of the core flows upward while being heated by the heat generated by the fission. The heated coolant boils while flowing upward, and voids are generated. The ratio of the cross-sectional area of the void to the cross-sectional area through which the coolant flows, that is, the void ratio increases as it goes above the core.

沸騰水型原子炉に装荷される燃料集合体では、安定性の確保のために、ボイドが存在する領域、すなわち2相流部の圧力損失をある程度低減した方が好ましい。したがって、安定性の確保のために、ある程度2相流部の燃料棒を削減する必要がある。つまり、2相流部が欠損した燃料棒が、ある程度の本数必要である。2相流部の燃料棒の欠損長さが決まると、総燃料有効長さ、つまり核燃料物質の装荷量(インベントリー)がほぼ決まる。   In a fuel assembly loaded in a boiling water reactor, it is preferable to reduce pressure loss in a region where voids exist, that is, a two-phase flow part to some extent, in order to ensure stability. Therefore, in order to ensure stability, it is necessary to reduce the number of fuel rods in the two-phase flow part to some extent. In other words, a certain number of fuel rods with missing two-phase flow portions are required. When the defect length of the fuel rod in the two-phase flow part is determined, the total effective fuel length, that is, the loaded amount (inventory) of the nuclear fuel material is almost determined.

燃料集合体81の下部では、ボイド率が低いため、ウォータチャンネル38による中性子減速効果は相対的に、ボイド率が高い上部に比べて小さい。しかし、ボイド率が高くなって、ウォータチャンネル38による中性子減速効果が高まると、ウォータチャンネル38の近傍の燃料棒51,52,53の線出力密度が相対的に高くなる。また、ウォータチャンネル38による中性子減速効果の影響は、ウォータチャンネル38の4つの側面のそれぞれの横断面方向の中央部付近が最も大きい。このため、ウォータチャンネル38に隣接する位置の燃料棒51,52,53では、特に、ボイド率が高い軸方向の上部において、線出力密度を抑制するために核分裂性物質の量を抑制しなければならない場合がある。   Since the void ratio is low at the lower portion of the fuel assembly 81, the neutron moderation effect by the water channel 38 is relatively smaller than that at the upper portion where the void ratio is high. However, when the void ratio increases and the neutron moderation effect by the water channel 38 increases, the linear power density of the fuel rods 51, 52, 53 near the water channel 38 becomes relatively high. Further, the influence of the neutron moderating effect by the water channel 38 is greatest in the vicinity of the central portion of each of the four side surfaces of the water channel 38 in the cross-sectional direction. Therefore, in the fuel rods 51, 52, and 53 at positions adjacent to the water channel 38, the amount of fissile material must be suppressed in order to suppress the linear power density, particularly in the upper part in the axial direction where the void ratio is high. It may not be possible.

図6は、部分長燃料棒の長さを1種類とした場合の燃料棒に収められたウランの濃縮度の例を、部分長燃料棒の長さを2種類とした場合と比較して模式的に示す図である。図6において、(a)および(c)は部分長燃料棒の長さを2種類とした場合の長尺部分長燃料棒、(b)は部分長燃料棒の長さを2種類とした場合の短尺部分長燃料棒、(d)ないし(f)は部分長燃料棒の長さを1種類とした場合の部分長燃料棒を示す。また、図6において、(a)ないし(c)および(d)ないし(f)は、ウォータチャンネル38側から見た順番に並べている。   FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of enrichment of uranium contained in a fuel rod when the length of a partial length fuel rod is one type compared to the case where the length of a partial length fuel rod is two types. FIG. In FIG. 6, (a) and (c) are long partial length fuel rods when the lengths of partial length fuel rods are two types, and (b) is when the lengths of partial length fuel rods are two types. (D) thru | or (f) show the partial length fuel rod when the length of a partial length fuel rod is made into one kind. In FIG. 6, (a) to (c) and (d) to (f) are arranged in the order viewed from the water channel 38 side.

図6において点線で示す2相流部の燃料棒の欠損部の長さを部分長燃料棒の長さを2種類とした場合と同じにするためには、部分長燃料棒の長さを1種類とした場合の部分長燃料棒((d)、(e)、(f))の長さは、短尺部分長燃料棒(b)よりも長く、長尺部分長燃料棒((a)、(c))よりも短くする必要がある。部分長燃料棒の長さを1種類とすると、ウォータチャンネル38の側面の横断面方向の中央部に面する部分長燃料棒(e)の上部では、ボイド率が高くなるため、ウォータチャンネル38による中性子減速効果が大きくなり、4.9重量%の濃縮度のウランを装填すると、線出力密度が高くなりすぎる場合がある。このため、この部分には、濃縮度が4.9重量%よりも低いウランしか装填できない場合がある。   In order to make the length of the missing portion of the fuel rod in the two-phase flow portion indicated by the dotted line in FIG. 6 the same as when the length of the partial length fuel rod is two types, the length of the partial length fuel rod is set to 1. The length of the partial length fuel rods ((d), (e), (f)) is longer than that of the short partial length fuel rods (b), and the long partial length fuel rods ((a), It is necessary to make it shorter than (c)). If the length of the partial-length fuel rods is one kind, the void ratio increases at the upper part of the partial-length fuel rod (e) facing the central portion of the side surface of the water channel 38 in the cross-sectional direction. When the neutron moderation effect is increased and uranium having a concentration of 4.9% by weight is loaded, the linear power density may become too high. For this reason, this portion may be loaded only with uranium having a concentration lower than 4.9% by weight.

また、核燃料加工工場では、ペレットの識別性を確保する観点から、そこで取り扱うウランの濃縮度は、非連続的である。また、設計の簡略化、および、製造の容易化のために、同一の濃縮度のペレットを装填する軸方向領域は長い方が好ましい。よって、ウォータチャンネル38の側面の横断面方向の中央部に面する部分長燃料棒(e)の上部では、ある程度の長さの領域が、4.9重量%よりもある程度異なり、たとえば3.9重量%の濃縮度のウランを装填することとなる。このため、部分長燃料棒の長さを1種類としておくと、燃料集合体81の全体におけるウラン濃縮度の平均が小さくなり、燃料経済性が低下する。   Moreover, in the nuclear fuel processing factory, the enrichment degree of uranium handled there is discontinuous from the viewpoint of ensuring the distinguishability of pellets. In addition, in order to simplify the design and facilitate the manufacture, it is preferable that the axial region in which pellets having the same concentration are loaded be long. Therefore, in the upper part of the partial-length fuel rod (e) facing the central portion in the cross-sectional direction of the side surface of the water channel 38, the region of a certain length differs to some extent from 4.9% by weight, for example, 3.9 It will be loaded with uranium enriched by weight. For this reason, if the length of the partial-length fuel rod is set to one type, the average of the uranium enrichment in the entire fuel assembly 81 is reduced, and the fuel economy is lowered.

しかし、部分長燃料棒の長さを2種類とした場合には、特にウォータチャンネル38による中性子減速効果が大きい、ウォータチャンネル38の側面の横断面方向の中央部に面する部分長燃料棒(b)を、短尺の部分長燃料棒としておくことができる。これにより、いずれの部分長燃料棒にもウラン235の濃縮度が4.9重量%のウランを装填しても、熱的余裕を確保して、安全上問題がない設計とすることができる。特に、平均的なウラン235の濃縮度が3.9重量%以上の燃料集合体において、効果が大きい。   However, when the lengths of the partial length fuel rods are two types, the partial length fuel rods (b ) Can be a short part-length fuel rod. As a result, even if any of the partial-length fuel rods is loaded with uranium having a concentration of 4.9% by weight of uranium 235, a thermal margin can be ensured and the design has no safety problem. In particular, the effect is large in a fuel assembly having an average enrichment of uranium 235 of 3.9% by weight or more.

また、本実施の形態では、長尺部分長燃料棒52の燃料有効長を標準燃料棒51の16/24、短尺部分長燃料棒53の燃料有効長を標準燃料棒51の8/24としているが、部分長燃料棒52,53の長さはこれらに限定されるものではない。たとえば、軸方向のボイド率分布に応じて、適宜長いものあるいは短いものを用いることができる。   In this embodiment, the effective fuel length of the long partial length fuel rod 52 is 16/24 of the standard fuel rod 51, and the effective fuel length of the short partial length fuel rod 53 is 8/24 of the standard fuel rod 51. However, the lengths of the partial-length fuel rods 52 and 53 are not limited to these. For example, a long or short one can be used as appropriate depending on the void ratio distribution in the axial direction.

このように本実施の形態の燃料集合体では、ウォータチャンネルに隣接する位置に2種類の長さの部分長燃料棒を用いて、これらを場所に応じて適宜使い分けることにより、燃料棒に収めるウランの濃縮度を低下させずに、安全性を維持している。このため、熱的余裕を確保しつつ、燃料集合体の全体におけるウラン濃縮度の平均を高めて、燃料経済性を向上させることができる。   As described above, in the fuel assembly according to the present embodiment, two types of partial length fuel rods are used at positions adjacent to the water channel, and these are appropriately used depending on the location, so that uranium can be contained in the fuel rods. Maintains safety without lowering the concentration of. For this reason, it is possible to improve the fuel economy by increasing the average of the uranium enrichment in the entire fuel assembly while securing the thermal margin.

[第2の実施の形態]
図7は、本発明に係る燃料集合体の第2の実施の形態における燃料棒の配置を示す横断面図である。
[Second Embodiment]
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the arrangement of fuel rods in the second embodiment of the fuel assembly according to the present invention.

本実施の形態の燃料集合体82は、制御棒19が挿入される側のギャップ水領域20の面積が、制御棒19の出し入れがない領域のギャップ水領域21の面積よりも大きいD格子炉心に装荷される燃料集合体である。この燃料集合体82でも、長尺部分長燃料棒52と短尺部分長燃料棒53の2種類の部分長燃料棒が用いられている。   The fuel assembly 82 of the present embodiment has a D-grid core in which the area of the gap water region 20 on the side where the control rod 19 is inserted is larger than the area of the gap water region 21 in the region where the control rod 19 is not inserted or removed. A fuel assembly to be loaded. This fuel assembly 82 also uses two types of partial length fuel rods, a long partial length fuel rod 52 and a short partial length fuel rod 53.

この燃料集合体82では、燃料棒51,52,53は、9行9列の正方格子状に配列されている。また、ウォータチャンネル38は、燃料集合体81の横断面の中央部に3行3列の格子位置を占めている。   In this fuel assembly 82, the fuel rods 51, 52, 53 are arranged in a 9 × 9 square lattice. Further, the water channel 38 occupies a lattice position of 3 rows and 3 columns in the center of the cross section of the fuel assembly 81.

長尺部分長燃料棒52は、制御棒19から遠い方のウォータチャンネル38の側面に隣接して1本ずつ配置されている。これらの長尺部分長燃料棒52は、ウォータチャンネル38の側面の横断面方向の中央部に面して配置されている。短尺部分長燃料棒53は、制御棒19に近い方のウォータチャンネル38の側面に隣接して1本ずつ配置されている。これらの短尺部分長燃料棒53は、ウォータチャンネル38の側面の横断面方向の中央部に面して配置されている。   The long partial fuel rods 52 are arranged one by one adjacent to the side surface of the water channel 38 far from the control rod 19. These long part-length fuel rods 52 are arranged so as to face the central portion of the side surface of the water channel 38 in the cross-sectional direction. The short partial fuel rods 53 are arranged one by one adjacent to the side surface of the water channel 38 closer to the control rod 19. These short part-length fuel rods 53 are arranged so as to face the center portion of the side surface of the water channel 38 in the cross-sectional direction.

ウォータチャンネル38の側面に隣接する位置では、燃料棒の線出力密度が高くなる傾向があるものの、他の燃料棒に収めるウランの濃縮度などの設計によっては、これらの位置にもウランの濃縮度を低下させずに標準燃料棒51を配置できる場合がある。そこで、本実施の形態の燃料集合体82では、ウォータチャンネル38の側面の横断面方向の両端部に面する位置には、標準燃料棒51を配置している。   Although the linear power density of the fuel rods tends to increase at positions adjacent to the side surface of the water channel 38, the enrichment of uranium may also occur at these positions depending on the design such as the enrichment of uranium contained in other fuel rods. In some cases, the standard fuel rods 51 can be arranged without lowering. Therefore, in the fuel assembly 82 according to the present embodiment, the standard fuel rods 51 are disposed at positions facing both ends of the side surface of the water channel 38 in the cross-sectional direction.

また、D格子炉心に装荷された燃料集合体82では、制御棒19に近いほど面積が広いギャップ水領域20に近い。このため、制御棒19に近い方のウォータチャンネル38の側面に隣接する燃料棒の方が、制御棒19から遠い方のウォータチャンネル38の側面に隣接する燃料棒に比べて、線出力密度が高くなる傾向にある。   Further, in the fuel assembly 82 loaded in the D lattice core, the closer to the control rod 19, the closer the area to the gap water region 20. For this reason, the fuel rod adjacent to the side surface of the water channel 38 closer to the control rod 19 has a higher linear power density than the fuel rod adjacent to the side surface of the water channel 38 farther from the control rod 19. Tend to be.

そこで、本実施の形態の燃料集合体82では、制御棒19に近い方のウォータチャンネル38の側面の横断面方向の中央部に面する位置には、ウランの濃縮度を低下させずに長尺部分長燃料棒52を配置している。このように、ウォータチャンネル38の側面の横断面方向の中央部に面する位置では、制御棒19からの距離に応じて部分長燃料棒の長さを変化させることにより、そこに配置された燃料棒の線出力密度を抑制し、熱的余裕を確保し、安全性を維持している。   Therefore, in the fuel assembly 82 of the present embodiment, the position of the side surface of the water channel 38 closer to the control rod 19 facing the central portion in the cross-sectional direction is long without reducing the enrichment of uranium. A partial-length fuel rod 52 is disposed. In this way, at the position facing the central portion in the cross-sectional direction of the side surface of the water channel 38, the length of the partial-length fuel rod is changed in accordance with the distance from the control rod 19, so that the fuel disposed there The line power density of the bar is suppressed, thermal margin is secured, and safety is maintained.

このように本実施の形態の燃料集合体では、ウォータチャンネルに隣接する位置に標準燃料棒および2種類の長さの部分長燃料棒を用いて、これらを場所に応じて適宜使い分けることにより、燃料棒に収めるウランの濃縮度を低下させずに、安全性を維持している。このため、熱的余裕を確保しつつ、燃料集合体の全体におけるウラン濃縮度の平均を高めて、燃料経済性を向上させることができる。   As described above, in the fuel assembly according to the present embodiment, the standard fuel rods and the two partial length fuel rods are used at positions adjacent to the water channel, and these are appropriately used depending on the location. It maintains safety without reducing the enrichment of uranium in the rod. For this reason, it is possible to improve the fuel economy by increasing the average of the uranium enrichment in the entire fuel assembly while securing the thermal margin.

[第3の実施の形態]
図8は、本発明に係る燃料集合体の第3の実施の形態における燃料棒の配置を示す横断面図である。
[Third Embodiment]
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the arrangement of fuel rods in the third embodiment of the fuel assembly according to the present invention.

本実施の形態の燃料集合体83は、制御棒19が挿入される側のギャップ水領域20の面積が、制御棒19の出し入れがない領域のギャップ水領域21の面積よりも大きいD格子炉心に装荷される燃料集合体である。この燃料集合体83でも、長尺部分長燃料棒52と短尺部分長燃料棒53の2種類の部分長燃料棒が用いられている。   The fuel assembly 83 of the present embodiment has a D-grid core in which the area of the gap water region 20 on the side where the control rod 19 is inserted is larger than the area of the gap water region 21 in the region where the control rod 19 is not taken in and out. A fuel assembly to be loaded. This fuel assembly 83 also uses two types of partial length fuel rods, a long partial length fuel rod 52 and a short partial length fuel rod 53.

この燃料集合体83では、燃料棒51,52,53は、9行9列の正方格子状に配列されている。また、ウォータチャンネル38は、燃料集合体81の横断面の中央部に3行3列の格子位置を占めている。   In this fuel assembly 83, the fuel rods 51, 52, 53 are arranged in a 9 × 9 square lattice. Further, the water channel 38 occupies a lattice position of 3 rows and 3 columns in the center of the cross section of the fuel assembly 81.

長尺部分長燃料棒52は、制御棒19に近い方のウォータチャンネル38の側面に隣接して2本ずつ配置されている。これらの長尺部分長燃料棒52は、ウォータチャンネル38の側面の横断面方向の両端部に面して配置されている。短尺部分長燃料棒53は、制御棒19から遠い方のウォータチャンネル38の側面に隣接して1本ずつ配置されている。これらの短尺部分長燃料棒53は、ウォータチャンネル38の側面の横断面方向の中央部に面して配置されている。   Two long partial fuel rods 52 are arranged adjacent to the side surface of the water channel 38 closer to the control rod 19. These long partial fuel rods 52 are arranged so as to face both ends of the side surface of the water channel 38 in the cross-sectional direction. The short partial fuel rods 53 are arranged one by one adjacent to the side surface of the water channel 38 far from the control rod 19. These short part-length fuel rods 53 are arranged so as to face the center portion of the side surface of the water channel 38 in the cross-sectional direction.

D格子炉心に装荷された燃料集合体82では、制御棒19に近いほど面積が広いギャップ水領域20に近い。このため、制御棒19に近い方のウォータチャンネル38の側面に隣接する燃料棒の方が、制御棒19から遠い方のウォータチャンネル38の側面に隣接する燃料棒に比べて、線出力密度が高くなる傾向にある。   In the fuel assembly 82 loaded in the D lattice core, the closer to the control rod 19, the closer the area to the gap water region 20. For this reason, the fuel rod adjacent to the side surface of the water channel 38 closer to the control rod 19 has a higher linear power density than the fuel rod adjacent to the side surface of the water channel 38 farther from the control rod 19. Tend to be.

このため、制御棒19から遠い方のウォータチャンネル38の側面の横断面方向の両端部に面する位置では、ウランの濃縮度を低下させずに標準燃料棒51を用いることができる場合がある。また、制御棒19から遠い方のウォータチャンネル38の側面の横断面方向の中央部に面する位置では、ウランの濃縮度を低下させずに長尺部分長燃料棒52を用いることができる場合がある。   For this reason, the standard fuel rod 51 may be used without lowering the enrichment of uranium at positions facing both ends in the cross-sectional direction of the side surface of the water channel 38 far from the control rod 19. Further, in the position facing the central portion in the cross-sectional direction of the side surface of the water channel 38 far from the control rod 19, the long partial length fuel rod 52 may be used without reducing the enrichment of uranium. is there.

一方、制御棒19に近い方のウォータチャンネル38の側面の横断面方向の両端部に面する位置では、ウランの濃縮度を低下させずに長尺部分長燃料棒52または標準燃料棒51を用いると、軸方向の上部で線出力密度が高くなりすぎる場合がある。そこで、この燃料集合体82では、これらの位置に短尺部分長燃料棒53を配置している。このため、これらの短尺部分長燃料棒53には、高い濃縮度のウランを装填することができる。   On the other hand, at the positions facing both ends in the cross-sectional direction of the side surface of the water channel 38 closer to the control rod 19, the long partial length fuel rod 52 or the standard fuel rod 51 is used without reducing the enrichment of uranium. In some cases, the linear power density becomes too high at the upper part in the axial direction. Therefore, in the fuel assembly 82, the short partial length fuel rods 53 are arranged at these positions. Therefore, these short partial length fuel rods 53 can be loaded with highly enriched uranium.

また、制御棒19から遠い方のウォータチャンネル38の側面の横断面方向の中央部に面する位置には、濃縮度が低いウランを装填した標準燃料棒54を配置している。これにより、制御棒19から遠い方のウォータチャンネル38の側面の横断面方向の中央部に面する位置に配置された燃料棒の線出力密度を抑制し、安全性を維持している。   Further, a standard fuel rod 54 loaded with uranium having a low enrichment is disposed at a position facing the central portion in the cross-sectional direction of the side surface of the water channel 38 far from the control rod 19. As a result, the linear power density of the fuel rods arranged at the position facing the central portion in the cross-sectional direction of the side surface of the water channel 38 far from the control rod 19 is suppressed, and safety is maintained.

このように、本実施の形態の燃料集合体82では、濃縮度が低いウランを装填する燃料棒の本数を抑制している。このため、燃料集合体82の全体におけるウラン濃縮度の平均を高め、燃料経済性を向上させることができる。   Thus, in the fuel assembly 82 of the present embodiment, the number of fuel rods loaded with uranium having a low enrichment is suppressed. For this reason, the average of the uranium enrichment in the whole fuel assembly 82 can be increased, and fuel economy can be improved.

なお、制御棒19から遠い方のウォータチャンネル38の側面の横断面方向の中央部に面する位置には、短尺部分長燃料棒53よりもさらに短い部分長燃料棒を用いてもよい。この場合、短尺部分長燃料棒53よりもさらに短い部分長燃料棒のウランの濃縮度を低下させずに熱的余裕を確保できる可能性がある。   It should be noted that a partial length fuel rod shorter than the short partial length fuel rod 53 may be used at a position facing the central portion in the cross-sectional direction of the side surface of the water channel 38 far from the control rod 19. In this case, there is a possibility that a thermal margin can be ensured without reducing the enrichment of uranium in the partial length fuel rods that are shorter than the short length partial length fuel rods 53.

このように本実施の形態の燃料集合体では、ウォータチャンネルに隣接する位置に標準燃料棒および2種類の長さの部分長燃料棒を用いて、これらを場所に応じて適宜使い分けることにより、燃料棒に収めるウランの濃縮度を低下させずに、安全性を維持している。このため、熱的余裕を確保しつつ、燃料集合体の全体におけるウラン濃縮度の平均を高めて、燃料経済性を向上させることができる。   As described above, in the fuel assembly according to the present embodiment, the standard fuel rods and the two partial length fuel rods are used at positions adjacent to the water channel, and these are appropriately used depending on the location. It maintains safety without reducing the enrichment of uranium in the rod. For this reason, it is possible to improve the fuel economy by increasing the average of the uranium enrichment in the entire fuel assembly while securing the thermal margin.

[第4の実施の形態]
図9は、本発明に係る燃料集合体の第4の実施の形態における燃料棒の配置を示す横断面図である。
[Fourth Embodiment]
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the arrangement of fuel rods in the fourth embodiment of the fuel assembly according to the present invention.

この燃料集合体84は、燃料棒51,52,53は、10行10列の正方格子状に配列したものである。また、ウォータチャンネル38は、燃料集合体81の横断面の中央部から制御棒19から離れる方に偏心して配置され、3行3列の格子位置を占めている。   In this fuel assembly 84, the fuel rods 51, 52, 53 are arranged in a 10 × 10 square lattice. Further, the water channel 38 is eccentrically arranged away from the control rod 19 from the center of the cross section of the fuel assembly 81 and occupies a lattice position of 3 rows and 3 columns.

本実施の形態の燃料集合体84は、C格子炉心に装荷される。なお、この燃料集合体84を、S格子炉心またはN格子炉心、あるいは、D格子炉心に装荷してもよい。   The fuel assembly 84 of the present embodiment is loaded on the C lattice core. The fuel assembly 84 may be loaded into an S lattice core, an N lattice core, or a D lattice core.

10行10列に燃料棒51,52,53を配置した燃料集合体84であっても、ウォータチャンネル38の側面に隣接する位置では、燃料棒の線出力密度が高くなる傾向がある。また、この傾向は、ウォータチャンネル38の側面の横断面方向の中央部に面する位置が最も大きい。   Even in the fuel assembly 84 in which the fuel rods 51, 52, 53 are arranged in 10 rows and 10 columns, the linear output density of the fuel rods tends to increase at a position adjacent to the side surface of the water channel 38. In addition, this tendency is greatest when the side surface of the water channel 38 faces the central portion in the cross-sectional direction.

そこで、本実施の形態の燃料集合体84では、ウォータチャンネル38のそれぞれの側面の横断面方向の中央部に1本の短尺部分長燃料棒53を配置している。また、ウォータチャンネル38のそれぞれの側面の横断面方向の両端部に面して長尺部分長燃料棒52が配置されている。このため、第1の実施の形態などと同様に、ウォータチャンネル38のそれぞれの側面に隣接する燃料棒に装填するウランの濃縮度を低下させずに、熱的余裕を確保することができる。   Therefore, in the fuel assembly 84 of the present embodiment, one short part-length fuel rod 53 is arranged at the center in the cross-sectional direction of each side surface of the water channel 38. Further, long partial fuel rods 52 are arranged facing both end portions of each side surface of the water channel 38 in the cross-sectional direction. Therefore, as in the first embodiment, a thermal margin can be ensured without reducing the enrichment of uranium loaded on the fuel rods adjacent to the respective side surfaces of the water channel 38.

このように本実施の形態の燃料集合体では、ウォータチャンネルに隣接する位置に2種類の長さの部分長燃料棒を用いて、これらを場所に応じて適宜使い分けることにより、燃料棒に収めるウランの濃縮度を低下させずに、安全性を維持している。このため、熱的余裕を確保しつつ、燃料集合体の全体におけるウラン濃縮度の平均を高めて、燃料経済性を向上させることができる。   As described above, in the fuel assembly according to the present embodiment, two types of partial length fuel rods are used at positions adjacent to the water channel, and these are appropriately used depending on the location, so that uranium can be contained in the fuel rods. Maintains safety without lowering the concentration of. For this reason, it is possible to improve the fuel economy by increasing the average of the uranium enrichment in the entire fuel assembly while securing the thermal margin.

[第5の実施の形態]
図10は、本発明に係る燃料集合体の第5の実施の形態における燃料棒の配置を示す横断面図である。
[Fifth Embodiment]
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the arrangement of the fuel rods in the fifth embodiment of the fuel assembly according to the present invention.

本実施の形態の燃料集合体85は、第4の実施の形態の燃料集合体84(図9参照)の外周の4辺に位置する標準燃料棒51のうち、4辺のそれぞれの中央部に位置する2本ずつを短尺部分長燃料棒53としたものである。   The fuel assembly 85 of the present embodiment is arranged at the center of each of the four sides of the standard fuel rods 51 located on the four sides of the outer periphery of the fuel assembly 84 (see FIG. 9) of the fourth embodiment. Two pieces located at a time are used as short partial length fuel rods 53.

燃料集合体85の周囲にはギャップ水領域20,21が存在するため、燃料集合体85の最外周の位置では、燃料棒51,52,53の線出力密度が高くなる傾向にある。このため、燃料集合体85の最外周に配置される燃料棒51,52,53に装填するウランは、熱的余裕を確保して、安全性を維持するために濃縮度を低くする場合がある。   Since the gap water regions 20 and 21 exist around the fuel assembly 85, the linear power density of the fuel rods 51, 52, and 53 tends to increase at the outermost peripheral position of the fuel assembly 85. For this reason, the uranium loaded on the fuel rods 51, 52, 53 arranged on the outermost periphery of the fuel assembly 85 may have a low enrichment in order to secure thermal margin and maintain safety. .

一方、本実施の形態の燃料集合体85では、軸方向の上部で相対的な線出力密度が大きくなる燃料集合体85の最外周位置の一部に、短尺部分長燃料棒53を配置している。このため、この最外周に位置する短尺部分長燃料棒53のウランの濃縮度をあまり低下させなくても、熱的余裕を確保することができる場合がある。   On the other hand, in the fuel assembly 85 of the present embodiment, the short partial length fuel rods 53 are arranged at a part of the outermost peripheral position of the fuel assembly 85 where the relative linear power density increases at the upper part in the axial direction. Yes. For this reason, there is a case where a thermal margin can be ensured even if the enrichment of uranium in the short part length fuel rod 53 located on the outermost periphery is not lowered so much.

また、他の燃料棒に収めるウランの濃縮度などの設計によっては、この最外周に位置する短尺部分長燃料棒53を長尺部分長燃料棒52とすることができる場合もある。したがって、部分長燃料棒の長さを2種類としておくことにより、設計の自由度が向上し、これに伴い、燃料経済性を向上させることもできる。   Further, depending on the design such as enrichment of uranium contained in other fuel rods, the short partial length fuel rod 53 located on the outermost periphery may be used as the long partial length fuel rod 52 in some cases. Therefore, by setting the length of the partial-length fuel rods to two types, the degree of freedom in design is improved, and accordingly, fuel economy can be improved.

このように、ウォータチャンネル38に隣接する位置以外にも、部分長燃料棒を配置することにより、熱的余裕を確保しつつ、燃料経済性をさらに向上させることができる。   As described above, by arranging the partial-length fuel rods in addition to the position adjacent to the water channel 38, the fuel economy can be further improved while ensuring the thermal margin.

[第6の実施の形態]
図11は、本発明に係る燃料集合体の第6の実施の形態における燃料棒の配置を示す横断面図である。
[Sixth Embodiment]
FIG. 11 is a cross-sectional view showing the arrangement of the fuel rods in the sixth embodiment of the fuel assembly according to the present invention.

本実施の形態の燃料集合体86は、第4の実施の形態の燃料集合体84(図9参照)の外周の4隅に位置する標準燃料棒51を、短尺部分長燃料棒53としたものである。   In the fuel assembly 86 of the present embodiment, the standard fuel rods 51 located at the four corners of the outer periphery of the fuel assembly 84 (see FIG. 9) of the fourth embodiment are used as short partial length fuel rods 53. It is.

燃料集合体86の周囲にはギャップ水領域20,21が存在するため、燃料集合体86の最外周の位置では、燃料棒51,52,53の線出力密度が高くなる傾向にある。このため、燃料集合体86の最外周に配置される燃料棒51,52,53に装填するウランは、安全性を維持するために濃縮度を低くする場合がある。この傾向は、ギャップ水領域20,21に面する面積が最も大きい最外周の4隅において、最も大きい。   Since the gap water regions 20 and 21 exist around the fuel assembly 86, the linear power density of the fuel rods 51, 52, and 53 tends to increase at the outermost peripheral position of the fuel assembly 86. For this reason, the uranium loaded on the fuel rods 51, 52, and 53 arranged on the outermost periphery of the fuel assembly 86 may have a low enrichment in order to maintain safety. This tendency is greatest at the four corners of the outermost periphery having the largest area facing the gap water regions 20 and 21.

そこで、本実施の形態の燃料集合体86では、軸方向の上部で相対的な線出力密度が大きくなる燃料集合体86の最外周の4隅に、短尺部分長燃料棒53を配置している。このため、軸方向の上部での線出力密度の上昇を抑制する必要がなく、最外周の4隅に位置する短尺部分長燃料棒53のウランの濃縮度をあまり低下させなくても、安全性を維持することができる場合がある。   Therefore, in the fuel assembly 86 of the present embodiment, the short partial length fuel rods 53 are arranged at the four corners of the outermost periphery of the fuel assembly 86 where the relative linear power density is increased at the upper part in the axial direction. . For this reason, it is not necessary to suppress an increase in the linear power density at the upper part in the axial direction, and safety can be achieved even if the uranium enrichment of the short partial length fuel rods 53 located at the four corners of the outermost periphery is not significantly reduced. May be able to maintain.

また、他の燃料棒に収めるウランの濃縮度などの設計によっては、この最外周に位置する短尺部分長燃料棒53を長尺部分長燃料棒52とすることができる場合もある。したがって、部分長燃料棒の長さを2種類としておくことにより、設計の自由度が向上し、これに伴い、燃料経済性を向上させることもできる。   Further, depending on the design such as enrichment of uranium contained in other fuel rods, the short partial length fuel rod 53 located on the outermost periphery may be used as the long partial length fuel rod 52 in some cases. Therefore, by setting the length of the partial-length fuel rods to two types, the degree of freedom in design is improved, and accordingly, fuel economy can be improved.

このように、ウォータチャンネル38に隣接する位置以外にも、部分長燃料棒を配置することにより、熱的余裕を確保しつつ、燃料経済性をさらに向上させることができる。   As described above, by arranging the partial-length fuel rods in addition to the position adjacent to the water channel 38, the fuel economy can be further improved while ensuring the thermal margin.

[第7の実施の形態]
図12は、本発明に係る燃料集合体の第7の実施の形態における燃料棒の配置を示す横断面図である。
[Seventh Embodiment]
FIG. 12 is a cross-sectional view showing the arrangement of fuel rods in the seventh embodiment of the fuel assembly according to the present invention.

本実施の形態の燃料集合体87は、第6の実施の形態の燃料集合体86(図11参照)と、ウォータチャンネル38に隣接する燃料棒の配置が異なる。本実施の形態の燃料集合体87では、ウォータチャンネル38の側面の横断面方向の中央部に面する位置に、長尺部分長燃料棒52または短尺部分長燃料棒53を配置している。また、ウォータチャンネル38の側面の横断面方向の両端部に面する位置には、標準燃料棒51を配置している。   The fuel assembly 87 of the present embodiment is different from the fuel assembly 86 (see FIG. 11) of the sixth embodiment in the arrangement of fuel rods adjacent to the water channel 38. In the fuel assembly 87 of the present embodiment, the long partial length fuel rod 52 or the short partial length fuel rod 53 is disposed at a position facing the central portion of the side surface of the water channel 38 in the cross sectional direction. In addition, standard fuel rods 51 are disposed at positions facing both end portions of the side surface of the water channel 38 in the cross-sectional direction.

10行10列に燃料棒51,52,53を配置した燃料集合体87に、3行3列の格子位置を占めるウォータチャンネル38を設ける場合、ウォータチャンネル38は必然的に偏心して配置されることとなる。なお、燃料集合体87は、制御棒19の中心に最も近い角から最も遠い角を結ぶ対角線に対しては、対称性を維持させることが一般的なので、ウォータチャンネル38の中心はこの対角線上に位置する。   When the water channel 38 occupying the lattice position of 3 rows and 3 columns is provided in the fuel assembly 87 in which the fuel rods 51, 52 and 53 are arranged in 10 rows and 10 columns, the water channels 38 are necessarily arranged eccentrically. It becomes. The fuel assembly 87 generally maintains symmetry with respect to a diagonal line connecting the corner closest to the center of the control rod 19 and the corner farthest from the center, so that the center of the water channel 38 is on this diagonal line. To position.

したがって、ウォータチャンネル38の4つの側面は、ギャップ水領域20,21に近い2つの側面と、ギャップ水領域20,21から遠い2つの側面に区分することができる。ウォータチャンネル38のギャップ水領域20,21に近い2つの側面に隣接する位置では、水ギャップ領域20,21から遠い2つの側面に隣接する位置に比べて、水ギャップ領域20,21での冷却材による中性子減速効果の影響が大きい。このため、ウォータチャンネル38のギャップ水領域20,21に近い2つの側面に隣接する位置に配置された燃料棒は、ギャップ水領域20,21から遠い2つの側面に隣接する位置に配置された燃料棒に比べて、線出力密度が高くなる傾向にある。   Therefore, the four side surfaces of the water channel 38 can be divided into two side surfaces close to the gap water regions 20 and 21 and two side surfaces far from the gap water regions 20 and 21. The coolant in the water gap regions 20 and 21 is closer to the two side surfaces near the gap water regions 20 and 21 of the water channel 38 than in the position adjacent to the two side surfaces far from the water gap regions 20 and 21. The effect of neutron moderation effect by is great. Therefore, the fuel rods arranged at the positions adjacent to the two side surfaces near the gap water regions 20 and 21 of the water channel 38 are the fuels arranged at the positions adjacent to the two side surfaces far from the gap water regions 20 and 21. The line power density tends to be higher than that of the bar.

そこで、本実施の形態の燃料集合体87では、ウォータチャンネル38のギャップ水領域20,21に近い2つの側面に隣接する位置には短尺部分長燃料棒53を配置し、ウォータチャンネル38のギャップ水領域20,21から遠い2つの側面に隣接する位置には、長尺部分長燃料棒52を配置している。つまり、燃料集合体87の内部での燃料棒の配置に必然的に生じる非対称性に対応させて、2種類の部分長燃料棒を配置している。このため、燃料棒に装填されるウランの濃縮度をあまり低下させることなく、安全性を維持することができる。   Therefore, in the fuel assembly 87 of the present embodiment, the short partial length fuel rods 53 are disposed at positions adjacent to the two side surfaces of the water channel 38 close to the gap water regions 20 and 21, so that the gap water in the water channel 38 is disposed. Long partial fuel rods 52 are disposed at positions adjacent to the two side surfaces far from the regions 20 and 21. In other words, two types of partial-length fuel rods are arranged corresponding to the asymmetry that inevitably arises in the arrangement of the fuel rods inside the fuel assembly 87. For this reason, safety can be maintained without significantly reducing the enrichment of uranium loaded in the fuel rod.

このように、本実施の形態の燃料集合体87では、2種類の長さの部分長燃料棒をウォータチャンネル38に隣接させることにより、燃料集合体87の内部に必然的に生じる非対称性に対応させた設計が可能となる。このため、熱的余裕を確保しつつ、燃料経済性を向上させることができる。   As described above, in the fuel assembly 87 according to the present embodiment, two types of partial-length fuel rods are adjacent to the water channel 38 to cope with the asymmetry that inevitably occurs in the fuel assembly 87. Can be designed. For this reason, fuel economy can be improved, ensuring a thermal margin.

[第8の実施の形態]
図13は、本発明に係る燃料集合体の第8の実施の形態における燃料棒の配置を示す横断面図である。
[Eighth Embodiment]
FIG. 13 is a cross-sectional view showing the arrangement of fuel rods in the eighth embodiment of the fuel assembly according to the present invention.

本実施の形態の燃料集合体88は、第6の実施の形態の燃料集合体86(図11参照)と、ウォータチャンネル38に隣接する燃料棒の配置が異なる。本実施の形態の燃料集合体88では、ウォータチャンネル38の制御棒19に近い方の側面の横断面方向の中央部に面する位置に、短尺部分長燃料棒53を配置している。ウォータチャンネル38の制御棒19に近い方の側面の横断面方向の両端部に面する位置には、標準燃料棒51を配置している。ウォータチャンネル38の制御棒19から遠い方の側面の横断面方向の両端部に面する位置には、長尺部分長燃料棒52を配置している。また、ウォータチャンネル38の制御棒19から遠い方の側面の横断面方向の中央部に面する位置には、濃縮度が低いウランを装填した標準燃料棒54を配置している。   The fuel assembly 88 of the present embodiment is different from the fuel assembly 86 (see FIG. 11) of the sixth embodiment in the arrangement of fuel rods adjacent to the water channel 38. In the fuel assembly 88 of the present embodiment, the short partial length fuel rod 53 is disposed at a position facing the central portion in the cross-sectional direction of the side surface of the water channel 38 closer to the control rod 19. Standard fuel rods 51 are arranged at positions facing both ends in the cross-sectional direction of the side surface of the water channel 38 closer to the control rod 19. Long partial fuel rods 52 are arranged at positions facing both ends in the cross-sectional direction of the side surface of the water channel 38 far from the control rod 19. Further, a standard fuel rod 54 loaded with uranium having a low enrichment is disposed at a position facing the central portion in the cross-sectional direction of the side surface of the water channel 38 far from the control rod 19.

10行10列に燃料棒51,52,53を配置した燃料集合体88に、3行3列の格子位置を占めるウォータチャンネル38を設ける場合、ウォータチャンネル38は必然的に偏心して配置されることとなる。ウォータチャンネル38のギャップ水領域20,21に近い2つの側面に隣接する位置に配置された燃料棒は、ギャップ水領域20,21から遠い2つの側面に隣接する位置に配置された燃料棒に比べて、線出力密度が高くなる傾向にある。   When the water channel 38 occupying the lattice position of 3 rows and 3 columns is provided in the fuel assembly 88 in which the fuel rods 51, 52 and 53 are arranged in 10 rows and 10 columns, the water channels 38 are necessarily arranged eccentrically. It becomes. The fuel rods disposed at the positions adjacent to the two side surfaces near the gap water regions 20 and 21 of the water channel 38 are compared with the fuel rods disposed at the positions adjacent to the two side surfaces far from the gap water regions 20 and 21. As a result, the line power density tends to increase.

そこで、本実施の形態の燃料集合体88では、ウォータチャンネル38のギャップ水領域20,21から遠い2つの側面の横断面方向の中央部に面する位置には短尺部分長燃料棒53を配置しているのに対して、ウォータチャンネル38のギャップ水領域20,21に近い2つの側面の横断面方向の中央部に面する位置には、ウランの濃縮度を低下させた標準燃料棒54を配置している。これにより、ウォータチャンネル38の側面の横断面方向の中央部に面する位置に配置された燃料棒の線出力密度を抑制している。   Therefore, in the fuel assembly 88 of the present embodiment, the short part-length fuel rod 53 is disposed at a position facing the central part in the cross-sectional direction of the two side surfaces far from the gap water regions 20 and 21 of the water channel 38. On the other hand, a standard fuel rod 54 with reduced uranium enrichment is arranged at a position facing the central portion in the cross-sectional direction of the two side surfaces of the water channel 38 close to the gap water regions 20 and 21. is doing. Thereby, the linear output density of the fuel rods arranged at the position facing the central portion of the side surface of the water channel 38 in the cross-sectional direction is suppressed.

また、ウォータチャンネル38のギャップ水領域20,21から遠い2つの側面の横断面方向の両端部に面する位置には標準燃料棒51を配置しているのに対して、ウォータチャンネル38のギャップ水領域20,21に近い2つの側面の横断面方向の両端部に面する位置には、短尺部分長燃料棒53よりも長い長尺部分長燃料棒52を配置している。これにより、安全性を維持したまま、ウォータチャンネル38の側面の横断面方向の両端部に面する位置に配置された燃料棒に装荷される核燃料物質の量を増加させることができる。   Further, the standard fuel rods 51 are disposed at positions facing both ends in the cross-sectional direction of the two side surfaces far from the gap water regions 20 and 21 of the water channel 38, whereas the gap water of the water channel 38 is disposed. Long partial length fuel rods 52 that are longer than the short partial length fuel rods 53 are disposed at positions facing both ends in the cross-sectional direction of the two side surfaces close to the regions 20 and 21. Accordingly, it is possible to increase the amount of the nuclear fuel material loaded on the fuel rods arranged at the positions facing both ends of the side surface of the water channel 38 in the cross sectional direction while maintaining safety.

このように、本実施の形態の燃料集合体88では、2種類の長さの部分長燃料棒をウォータチャンネル38に隣接させることにより、燃料集合体87の内部に必然的に生じる非対称性に対応させた設計が可能となる。このため、熱的余裕を確保しつつ、燃料経済性を向上させることができる。   As described above, in the fuel assembly 88 according to the present embodiment, two types of partial-length fuel rods are adjacent to the water channel 38 to cope with the asymmetry that inevitably occurs in the fuel assembly 87. Can be designed. For this reason, fuel economy can be improved, ensuring a thermal margin.

[第9の実施の形態]
図14は、本発明に係る燃料集合体の第9の実施の形態における燃料棒の配置を示す横断面図である。
[Ninth Embodiment]
FIG. 14 is a cross-sectional view showing the arrangement of the fuel rods in the ninth embodiment of the fuel assembly according to the present invention.

本実施の形態の燃料集合体89は、第8の実施の形態の燃料集合体88(図13参照)のウォータチャンネル38の周りの燃料棒51,52,53の配置を、燃料集合体88の制御棒19の中心を通らない方の対角線に対して対称に入れ替えたものである。   The fuel assembly 89 according to the present embodiment has the arrangement of the fuel rods 51, 52, 53 around the water channel 38 of the fuel assembly 88 (see FIG. 13) according to the eighth embodiment. The control rod 19 is replaced symmetrically with respect to the diagonal line that does not pass through the center.

第8の実施の形態の燃料集合体88をD格子炉心に装荷すると、ウォータチャンネル38の制御棒19に近い方の側面に面する燃料棒の方が、他の燃料棒に装荷されるウランの濃縮度などの設計によっては、ウォータチャンネル38の制御棒19に近い方の側面に面する燃料棒よりも線出力密度が高くなってしまう場合がある。そこで、本実施の形態の燃料集合体89では、ウォータチャンネル38の制御棒19から遠い2つの側面の横断面方向の中央部に面する位置には短尺部分長燃料棒53を配置しているのに対して、ウォータチャンネル38の制御棒19に近い2つの側面の横断面方向の中央部に面する位置には、ウランの濃縮度を低下させた標準燃料棒54を配置している。これにより、ウォータチャンネル38の側面の横断面方向の中央部に面する位置に配置された燃料棒の線出力密度を抑制している。   When the fuel assembly 88 of the eighth embodiment is loaded on the D lattice core, the fuel rod facing the side closer to the control rod 19 of the water channel 38 is more suitable for the uranium loaded on the other fuel rods. Depending on the design such as the degree of enrichment, the linear power density may be higher than the fuel rod facing the side surface of the water channel 38 closer to the control rod 19. Therefore, in the fuel assembly 89 of the present embodiment, the short partial length fuel rod 53 is disposed at a position facing the central portion in the cross-sectional direction of the two side surfaces far from the control rod 19 of the water channel 38. On the other hand, a standard fuel rod 54 with a reduced uranium enrichment is disposed at a position facing the center in the cross-sectional direction of the two side surfaces close to the control rod 19 of the water channel 38. Thereby, the linear output density of the fuel rods arranged at the position facing the central portion of the side surface of the water channel 38 in the cross-sectional direction is suppressed.

また、ウォータチャンネル38の制御棒19から遠い2つの側面の横断面方向の両端部に面する位置には標準燃料棒51を配置しているのに対して、ウォータチャンネル38の制御棒19に近い2つの側面の横断面方向の両端部に面する位置には、短尺部分長燃料棒53よりも長い長尺部分長燃料棒52を配置している。これにより、熱的余裕を確保して、安全性を維持したまま、ウォータチャンネル38の側面の横断面方向の両端部に面する位置に配置された燃料棒に装荷される核燃料物質の量を増加させることができる。   In addition, the standard fuel rods 51 are disposed at positions facing both ends in the cross-sectional direction of the two side surfaces far from the control rods 19 of the water channel 38, whereas they are close to the control rods 19 of the water channel 38. Long partial length fuel rods 52 that are longer than the short partial length fuel rods 53 are arranged at positions facing both end portions in the cross-sectional direction of the two side surfaces. As a result, the amount of nuclear fuel material loaded on the fuel rods arranged at the positions facing both ends in the cross-sectional direction of the side surface of the water channel 38 is increased while ensuring safety and maintaining safety. Can be made.

このように、本実施の形態の燃料集合体89では、2種類の長さの部分長燃料棒をウォータチャンネル38に隣接させることにより、燃料集合体89の内部に必然的に生じる非対称性に対応させた設計が可能となる。また、D格子炉心に装荷される燃料集合体89における非対称性に対応させた設計が可能となる。このため、熱的余裕を確保しつつ、燃料経済性を向上させることができる。   As described above, in the fuel assembly 89 according to the present embodiment, two types of partial-length fuel rods are adjacent to the water channel 38 to cope with the asymmetry that inevitably occurs in the fuel assembly 89. Can be designed. Further, the design corresponding to the asymmetry in the fuel assembly 89 loaded in the D lattice core can be realized. For this reason, fuel economy can be improved, ensuring a thermal margin.

[第10の実施の形態]
図15は、本発明に係る燃料集合体の第10の実施の形態における燃料棒の配置を示す横断面図である。
[Tenth embodiment]
FIG. 15 is a cross-sectional view showing the arrangement of fuel rods in the tenth embodiment of the fuel assembly according to the present invention.

本実施の形態の燃料集合体90は、第9の実施の形態の燃料集合体89(図14参照)のウォータチャンネル38の制御棒19に近い方の側面に隣接する燃料棒を変更したものである。この燃料集合体89のウォータチャンネル38の制御棒19に近い方の側面の横断面方向の中央部に面する位置には、ウランの濃縮度が低い標準燃料棒54が配置される。また、ウォータチャンネル38の制御棒19に近い方の側面の横断面方向の両端部に面する位置には、短尺部分長燃料棒53が配置される。   The fuel assembly 90 of the present embodiment is obtained by changing the fuel rod adjacent to the side surface closer to the control rod 19 of the water channel 38 of the fuel assembly 89 (see FIG. 14) of the ninth embodiment. is there. A standard fuel rod 54 having a low uranium enrichment is disposed at a position facing the central portion in the cross-sectional direction of the side surface of the fuel assembly 89 closer to the control rod 19 of the water channel 38. Further, short part-length fuel rods 53 are disposed at positions facing both ends in the cross-sectional direction of the side surface of the water channel 38 closer to the control rod 19.

第9の実施の形態の燃料集合体89では、ウォータチャンネル38の制御棒19に近い方の側面に隣接する燃料棒の線出力密度が高すぎる場合がある。このような場合には、本実施の形態のように短尺部分長燃料棒53およびウランの濃縮度が低い標準燃料棒54を配置することにより、これらの線出力密度を抑制することができる。   In the fuel assembly 89 of the ninth embodiment, the linear power density of the fuel rod adjacent to the side surface of the water channel 38 closer to the control rod 19 may be too high. In such a case, the linear power density can be suppressed by arranging the short partial length fuel rods 53 and the standard fuel rods 54 with low uranium enrichment as in the present embodiment.

このように、本実施の形態の燃料集合体90では、2種類の長さの部分長燃料棒をウォータチャンネル38に隣接させることにより、燃料集合体90の内部に必然的に生じる非対称性に対応させた設計が可能となる。また、D格子炉心に装荷される燃料集合体90における非対称性に対応させた設計が可能となる。このため、熱的余裕を確保しつつ、燃料経済性を向上させることができる。   As described above, in the fuel assembly 90 according to the present embodiment, two types of partial-length fuel rods are adjacent to the water channel 38 to cope with the asymmetry that inevitably occurs in the fuel assembly 90. Can be designed. Moreover, the design corresponding to the asymmetry in the fuel assembly 90 loaded in the D lattice core is possible. For this reason, fuel economy can be improved, ensuring a thermal margin.

[第11の実施の形態]
図16は、本発明に係る燃料集合体の第11の実施の形態における燃料棒の配置を示す横断面図である。
[Eleventh embodiment]
FIG. 16 is a cross-sectional view showing the arrangement of fuel rods in the eleventh embodiment of the fuel assembly according to the present invention.

本実施の形態の燃料集合体91は、第5の実施の形態の燃料集合体85(図11参照)のウォータチャンネル38の制御棒19から遠い方の側面の横断面方向の両端部に面する位置に配置される燃料棒を変更したものである。この燃料集合体91のウォータチャンネル38のギャップ水領域20,21に近い方の側面の横断面方向の中央部に面する位置には、標準燃料棒51が配置される。また、ウォータチャンネル38の制御棒19に近い方の側面の横断面方向の両端部に面する位置には、短尺部分長燃料棒53が配置される。   The fuel assembly 91 of the present embodiment faces both end portions in the cross-sectional direction of the side surface of the fuel assembly 85 (see FIG. 11) of the fifth embodiment that is far from the control rod 19 of the water channel 38. The fuel rod arranged at the position is changed. A standard fuel rod 51 is disposed at a position facing the central portion in the cross-sectional direction of the side surface of the fuel assembly 91 closer to the gap water regions 20 and 21 of the water channel 38. Further, short part-length fuel rods 53 are disposed at positions facing both ends in the cross-sectional direction of the side surface of the water channel 38 closer to the control rod 19.

ウォータチャンネル38に隣接する燃料棒をこのように配置しても、他の燃料棒のウランの濃縮度などの設計を適切に行うことにより、それぞれの燃料棒51,52,53の線出力密度を適切に平均化できる場合がある。つまり、2種類の長さの部分長燃料棒をウォータチャンネル38に隣接させることにより、燃料集合体90の内部に必然的に生じる非対称性に対応させた設計が可能となる。このため、熱的余裕を確保しつつ、燃料経済性を向上させることができる。   Even if the fuel rods adjacent to the water channel 38 are arranged in this manner, the linear power density of each fuel rod 51, 52, 53 can be reduced by appropriately designing the uranium enrichment of other fuel rods. May be able to average appropriately. That is, by making the partial length fuel rods of two types adjacent to the water channel 38, a design corresponding to the asymmetry that inevitably occurs inside the fuel assembly 90 becomes possible. For this reason, fuel economy can be improved, ensuring a thermal margin.

[第12の実施の形態]
図17は、本発明に係る燃料集合体の第12の実施の形態における燃料棒の配置を示す横断面図である。
[Twelfth embodiment]
FIG. 17 is a cross-sectional view showing the arrangement of fuel rods in the twelfth embodiment of the fuel assembly according to the present invention.

本実施の形態の燃料集合体92は、第11の実施の形態の燃料集合体91(図16参照)のウォータチャンネル38の周りの燃料棒51,52,53の配置を、燃料集合体91の制御棒19の中心を通らない方の対角線に対して対称に入れ替えたものである。   The fuel assembly 92 of the present embodiment has the arrangement of the fuel rods 51, 52, 53 around the water channel 38 of the fuel assembly 91 (see FIG. 16) of the eleventh embodiment. The control rod 19 is replaced symmetrically with respect to the diagonal line that does not pass through the center.

ウォータチャンネル38に隣接する燃料棒をこのように配置しても、他の燃料棒のウランの濃縮度などの設計を適切に行うことにより、それぞれの燃料棒51,52,53の線出力密度を適切に平均化できる場合がある。つまり、2種類の長さの部分長燃料棒をウォータチャンネル38に隣接させることにより、燃料集合体90の内部に必然的に生じる非対称性に対応させた設計が可能となる。このため、熱的余裕を確保しつつ、燃料経済性を向上させることができる。   Even if the fuel rods adjacent to the water channel 38 are arranged in this manner, the linear power density of each fuel rod 51, 52, 53 can be reduced by appropriately designing the uranium enrichment of other fuel rods. May be able to average appropriately. That is, by making the partial length fuel rods of two types adjacent to the water channel 38, a design corresponding to the asymmetry that inevitably occurs inside the fuel assembly 90 becomes possible. For this reason, fuel economy can be improved, ensuring a thermal margin.

[他の実施の形態]
上述の各実施の形態は単なる例示であり、本発明はこれらに限定されない。たとえば、上述の各実施の形態では、部分長燃料棒として、長尺部分長燃料棒と短尺部分長燃料棒の2種類を用いているが、互いに長さが異なる3種類以上の部分長燃料棒を用いてもよい。この場合、長尺部分長燃料棒および短尺部分長燃料棒と長さが異なる部分長燃料棒は、長尺部分長燃料棒よりも長いものでも、短尺部分長燃料棒よりも短いものでも、長尺部分長燃料棒よりも短くかつ短尺部分長燃料棒よりも長いものであってもよい。つまり、ウォータチャンネルのそれぞれの側面に隣接する位置に少なくとも1本の部分長燃料棒が配置されていて、ウォータチャンネルの側面に隣接する位置に配置された部分長燃料棒に互いに長さが異なる2種類の部分長燃料棒が含まれていればよい。また、本発明を混合酸化物燃料(MOX燃料)に適用することもできる。各実施の形態の特徴を組み合わせて実施することもできる。
[Other embodiments]
The above-described embodiments are merely examples, and the present invention is not limited to these. For example, in each of the above-described embodiments, two types of the partial length fuel rod are used, ie, the long partial length fuel rod and the short partial length fuel rod. However, three or more types of partial length fuel rods having different lengths are used. May be used. In this case, the partial length fuel rod having a different length from the long partial length fuel rod and the short partial length fuel rod may be longer than the long partial length fuel rod or shorter than the short partial length fuel rod. It may be shorter than the long partial length fuel rod and longer than the short partial length fuel rod. That is, at least one partial-length fuel rod is disposed at a position adjacent to each side surface of the water channel, and the lengths of the partial-length fuel rods disposed at positions adjacent to the side surface of the water channel are different from each other. It only needs to include a partial length fuel rod. Further, the present invention can be applied to a mixed oxide fuel (MOX fuel). It can also be implemented by combining the features of each embodiment.

本発明に係る燃料集合体の第1の実施の形態における燃料棒の配置を示す横断面図である。It is a cross-sectional view showing the arrangement of fuel rods in the first embodiment of the fuel assembly according to the present invention. 本発明に係る燃料集合体の第1の実施の形態の斜視図である。1 is a perspective view of a first embodiment of a fuel assembly according to the present invention. 本発明に係る燃料集合体の第1の実施の形態における燃料棒の側面図である。1 is a side view of a fuel rod in a first embodiment of a fuel assembly according to the present invention. 本発明に係る燃料集合体の第1の実施の形態を用いた炉心の横断面図である。1 is a transverse cross-sectional view of a core using a first embodiment of a fuel assembly according to the present invention. 沸騰水型原子炉の通常運転時のボイド率の軸方向変化の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the axial direction change of the void ratio at the time of normal operation of a boiling water reactor. 部分長燃料棒の長さを1種類とした場合の燃料棒に収められたウランの濃縮度の例を、部分長燃料棒の長さを2種類とした場合と比較して模式的に示す図である。The figure which shows typically the example of the enrichment of the uranium stored in the fuel rod when the length of the partial length fuel rod is one type compared with the case where the length of the partial length fuel rod is two types It is. 本発明に係る燃料集合体の第2の実施の形態における燃料棒の配置を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows arrangement | positioning of the fuel rod in 2nd Embodiment of the fuel assembly which concerns on this invention. 本発明に係る燃料集合体の第3の実施の形態における燃料棒の配置を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows arrangement | positioning of the fuel rod in 3rd Embodiment of the fuel assembly which concerns on this invention. 本発明に係る燃料集合体の第4の実施の形態における燃料棒の配置を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows arrangement | positioning of the fuel rod in 4th Embodiment of the fuel assembly which concerns on this invention. 本発明に係る燃料集合体の第5の実施の形態における燃料棒の配置を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows arrangement | positioning of the fuel rod in 5th Embodiment of the fuel assembly which concerns on this invention. 本発明に係る燃料集合体の第6の実施の形態における燃料棒の配置を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows arrangement | positioning of the fuel rod in 6th Embodiment of the fuel assembly which concerns on this invention. 本発明に係る燃料集合体の第7の実施の形態における燃料棒の配置を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows arrangement | positioning of the fuel rod in 7th Embodiment of the fuel assembly which concerns on this invention. 本発明に係る燃料集合体の第8の実施の形態における燃料棒の配置を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows arrangement | positioning of the fuel rod in 8th Embodiment of the fuel assembly which concerns on this invention. 本発明に係る燃料集合体の第9の実施の形態における燃料棒の配置を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows arrangement | positioning of the fuel rod in 9th Embodiment of the fuel assembly which concerns on this invention. 本発明に係る燃料集合体の第10の実施の形態における燃料棒の配置を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows arrangement | positioning of the fuel rod in 10th Embodiment of the fuel assembly which concerns on this invention. 本発明に係る燃料集合体の第11の実施の形態における燃料棒の配置を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows arrangement | positioning of the fuel rod in 11th Embodiment of the fuel assembly which concerns on this invention. 本発明に係る燃料集合体の第12の実施の形態における燃料棒の配置を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows arrangement | positioning of the fuel rod in 12th Embodiment of the fuel assembly which concerns on this invention. 典型的な沸騰水型原子炉の炉心における燃料集合体の配置を示す一部拡大横断面図である。FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view showing the arrangement of fuel assemblies in the core of a typical boiling water reactor. 典型的な沸騰水型原子炉の燃料集合体について、横軸にH/Uをとったときの無限増倍率の挙動を示したグラフである。It is the graph which showed the behavior of the infinite multiplication factor when taking the H / U on the horizontal axis about the fuel assembly of a typical boiling water reactor.

符号の説明Explanation of symbols

15…燃料集合体、19…制御棒、20…ギャップ水領域、21…ギャップ水領域、22…ウォータロッド、26…ペレット、30…中性子検出器、31…チャンネルボックス、38…ウォータチャンネル、41…上部タイプレート、42…下部タイプレート、43…端栓、48…被覆管、50…燃料棒、51…標準燃料棒、52…長尺部分長燃料棒、53…短尺部分長燃料棒、54…標準燃料棒、63…スペーサ、81…燃料集合体、82…燃料集合体、83…燃料集合体、84…燃料集合体、85…燃料集合体、86…燃料集合体、87…燃料集合体、88…燃料集合体、89…燃料集合体、90…燃料集合体、91…燃料集合体、92…燃料集合体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 ... Fuel assembly, 19 ... Control rod, 20 ... Gap water area, 21 ... Gap water area, 22 ... Water rod, 26 ... Pellet, 30 ... Neutron detector, 31 ... Channel box, 38 ... Water channel, 41 ... Upper tie plate, 42 ... Lower tie plate, 43 ... End plug, 48 ... Cladding tube, 50 ... Fuel rod, 51 ... Standard fuel rod, 52 ... Long part length fuel rod, 53 ... Short part length fuel rod, 54 ... Standard fuel rods, 63 ... spacers, 81 ... fuel assemblies, 82 ... fuel assemblies, 83 ... fuel assemblies, 84 ... fuel assemblies, 85 ... fuel assemblies, 86 ... fuel assemblies, 87 ... fuel assemblies, 88 ... Fuel assembly, 89 ... Fuel assembly, 90 ... Fuel assembly, 91 ... Fuel assembly, 92 ... Fuel assembly

Claims (8)

沸騰水型原子炉に装荷される燃料集合体において、
上部タイプレートと、
前記上部タイプレートと間隔を置いて配置された下部タイプレートと、
前記下部タイプレートから前記上部タイプレートに向かう方向に延びる円筒状の被覆管に核燃料物質を収め、正方格子状に配列されて前記下部タイプレートで下端が支持された複数の燃料棒と、
前記燃料棒が配列される正方格子の複数の格子位置を占めるように前記燃料棒と同じ方向に角筒状に延びて内部に冷却材が流れる前記下部タイプレートで下端が支持されたウォータチャンネルと、
を有し、
前記燃料棒は前記上部タイプレートで上端が支持された標準燃料棒とこの標準燃料棒よりも短い部分長燃料棒とを含み、前記ウォータチャンネルのそれぞれの側面に隣接する位置に少なくとも1本の前記部分長燃料棒が配置され、前記ウォータチャンネルの側面に隣接する位置に配置された前記部分長燃料棒は長尺部分長燃料棒とこの長尺部分長燃料棒よりも短い短尺部分長燃料棒とを含むことを特徴とする燃料集合体。
In a fuel assembly loaded into a boiling water reactor,
The upper tie plate,
A lower tie plate spaced from the upper tie plate;
A plurality of fuel rods containing nuclear fuel material in a cylindrical cladding tube extending in a direction from the lower tie plate toward the upper tie plate, arranged in a square lattice shape and supported at the lower end by the lower tie plate,
A water channel having a lower end supported by the lower tie plate that extends in a rectangular tube shape in the same direction as the fuel rods so as to occupy a plurality of lattice positions of the square lattice in which the fuel rods are arranged; ,
Have
The fuel rod includes a standard fuel rod having an upper end supported by the upper tie plate and a partial length fuel rod shorter than the standard fuel rod, and at least one of the fuel rods adjacent to each side surface of the water channel. A partial length fuel rod is disposed, and the partial length fuel rod disposed at a position adjacent to a side surface of the water channel includes a long partial length fuel rod and a short partial length fuel rod shorter than the long partial length fuel rod. A fuel assembly comprising:
前記燃料棒が配列される正方格子の行および列の数は、9以上であることを特徴とする請求項1に記載の燃料集合体。   The fuel assembly according to claim 1, wherein the number of rows and columns of the square lattice in which the fuel rods are arranged is 9 or more. 前記ウォータチャンネルは、前記燃料棒が配列される正方格子の3以上の行および列の格子位置を占めることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の燃料集合体。   3. The fuel assembly according to claim 1, wherein the water channel occupies lattice positions of three or more rows and columns of a square lattice in which the fuel rods are arranged. 4. 前記ウォータチャンネルの側面に隣接する位置に配置された前記燃料棒は、その側面の横断面方向の端部に近い方の前記燃料棒の方が長いことを特徴とする請求項3に記載の燃料集合体。   4. The fuel according to claim 3, wherein the fuel rod arranged at a position adjacent to a side surface of the water channel has a longer length of the fuel rod closer to an end portion in a cross-sectional direction of the side surface. Aggregation. 前記ウォータチャンネルに隣接する前記燃料棒は、すべて前記部分長燃料棒であることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の燃料集合体。   The fuel assembly according to any one of claims 1 to 4, wherein all of the fuel rods adjacent to the water channel are the partial-length fuel rods. 前記沸騰水型原子炉は制御棒に面する側のギャップ水領域の面積が前記制御棒に面しない側のギャップ水領域の面積よりも大きいD格子炉心を有するものであって、前記ウォータチャンネルの側面に隣接する位置に配置された前記燃料棒のうち、前記ウォータチャンネルの制御棒に近い側面に隣接する前記燃料棒の長さは、前記ウォータチャンネルの前記制御棒から遠い側面に対応する位置で隣接する前記燃料棒の長さよりも短いことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の燃料集合体。   The boiling water reactor has a D-grid core in which the area of the gap water region facing the control rod is larger than the area of the gap water region facing the control rod, Of the fuel rods arranged at positions adjacent to the side surfaces, the length of the fuel rod adjacent to the side surface close to the control rod of the water channel is a position corresponding to the side surface far from the control rod of the water channel. The fuel assembly according to any one of claims 1 to 5, wherein the fuel assembly is shorter than a length of the adjacent fuel rods. 複数の燃料集合体が装荷された沸騰水型原子炉の炉心において、少なくとも1体の前記燃料集合体が、
上部タイプレートと、
前記上部タイプレートと間隔を置いて配置された下部タイプレートと、
前記下部タイプレートから前記上部タイプレートに向かう方向に延びる円筒状の被覆管に核燃料物質を収め、正方格子状に配列されて前記下部タイプレートで下端が支持された複数の燃料棒と、
前記燃料棒が配列される正方格子の複数の格子位置を占めるように前記燃料棒と同じ方向に角筒状に延びて内部に冷却材が流れる前記下部タイプレートで下端が支持されたウォータチャンネルと、を有し、
前記燃料棒は前記上部タイプレートで上端が支持された標準燃料棒とこの標準燃料棒よりも短い部分長燃料棒とを含み、前記ウォータチャンネルのそれぞれの側面に隣接する位置に少なくとも1本の前記部分長燃料棒が配置され、前記ウォータチャンネルの側面に隣接する位置に配置された前記部分長燃料棒は長尺部分長燃料棒とこの長尺部分長燃料棒よりも短い短尺部分長燃料棒とを含むことを特徴とする沸騰水型原子炉の炉心。
In the core of a boiling water reactor loaded with a plurality of fuel assemblies, at least one of the fuel assemblies is
The upper tie plate,
A lower tie plate spaced from the upper tie plate;
A plurality of fuel rods containing nuclear fuel material in a cylindrical cladding tube extending in a direction from the lower tie plate toward the upper tie plate, arranged in a square lattice shape and supported at the lower end by the lower tie plate,
A water channel having a lower end supported by the lower tie plate that extends in a rectangular tube shape in the same direction as the fuel rods so as to occupy a plurality of lattice positions of the square lattice in which the fuel rods are arranged; Have
The fuel rod includes a standard fuel rod having an upper end supported by the upper tie plate and a partial length fuel rod shorter than the standard fuel rod, and at least one of the fuel rods adjacent to each side surface of the water channel. A partial length fuel rod is disposed, and the partial length fuel rod disposed at a position adjacent to a side surface of the water channel includes a long partial length fuel rod and a short partial length fuel rod shorter than the long partial length fuel rod. A boiling water reactor core characterized by including:
前記燃料集合体は、制御棒に面する側とその反対側でギャップ水領域の面積が異なるように配置され、前記ウォータチャンネルの側面に隣接する位置に配置された前記燃料棒のうち、前記ウォータチャンネルの前記制御棒に近い側面に隣接する前記燃料棒の長さは、前記ウォータチャンネルの前記制御棒から遠い側面に対応する位置で隣接する前記燃料棒の長さよりも短いことを特徴とする請求項7に記載の沸騰水型原子炉の炉心。   The fuel assembly is arranged such that the area of the gap water region is different between the side facing the control rod and the opposite side, and the water rod among the fuel rods arranged at positions adjacent to the side surface of the water channel. The length of the fuel rod adjacent to the side of the channel close to the control rod is shorter than the length of the fuel rod adjacent to the side of the water channel corresponding to the side far from the control rod. Item 8. A boiling water reactor core according to Item 7.
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