JP2013044538A - Fuel takeout method, fuel loading method and fuel exchange method of nuclear reactor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は原子炉の燃料取出し方法及び燃料装荷方法並びに燃料交換方法に係り、特に、十字型制御棒と、それを囲む2行2列、4体の燃料集合体の組とで構成される単位格子(セル)の集合により構成され、沸騰水型原子炉に好適な原子炉の燃料取出し方法及び燃料装荷方法並びに燃料交換方法に関する。 The present invention relates to a nuclear fuel removal method, a fuel loading method, and a fuel exchange method, and in particular, a unit composed of a cross-shaped control rod and a set of two fuel arrays, two rows and two columns surrounding it. The present invention relates to a nuclear reactor fuel extraction method, a fuel loading method, and a fuel exchange method, which are constituted by a set of lattices (cells) and are suitable for a boiling water reactor.
図1乃至図3に本発明の適用対象である沸騰水型原子炉の概略構成を示す。 1 to 3 show a schematic configuration of a boiling water reactor to which the present invention is applied.
該図に示す如く、沸騰水型原子炉は、原子炉圧力容器1内に設置された円筒形状の原子炉シュラウド2と、この原子炉シュラウド2の内部に格納された炉心3と、原子炉シュラウド2の上部に設置された気水分離器4と、この気水分離器4の更に上部に設置された蒸気乾燥器5とを備えて概略構成されている。
As shown in the figure, a boiling water reactor includes a
炉心3は、上部格子板6と炉心支持板7に設置した燃料支持金具(図示せず)との間に、四角柱をした複数(図2では872体)の燃料集合体9が所定間隔で配置されている。これら燃料集合体9の間には、原子炉圧力容器1の下部に設置された制御棒駆動機構10で駆動される複数(燃料集合体9の4体に対し1本程度の割合であり、図2では205本)の十字型制御棒11が配置されている。この十字型制御棒11は、制御棒案内管12をガイドにして上下方向(図1の上下方向)に抜き差し可能で、これにより炉心3の出力を制御できる。
In the
原子炉圧力容器1内の冷却水(軽水)は、原子炉圧力容器1の下部に設けた再循環ポンプ(インターナルポンプ)14によって、炉心3下部の下部プレナム15に流入し、ここから上昇して炉心3内に流入するようになっている。炉心3内の冷却水は、燃料集合体9に備えられた燃料棒16に含まれる核分裂性物質の核分裂反応により加熱され、蒸気と飽和水の気液混合流となって上昇しシュラウドヘッド17に流入する。
Cooling water (light water) in the
その後、気水分離器4によって水と分離された蒸気は、蒸気乾燥器5で乾燥され、原子炉圧力容器1の主蒸気管18から流出してタービン(図示せず)に供給され、タービンの回転動力によって発電機(図示せず)が駆動されて発電する。タービンを通過した蒸気は、復水器(図示せず)で凝縮され、再び冷却水となって給水管19ら原子炉圧力容器1に環流するようになっている。
Thereafter, the steam separated from water by the steam separator 4 is dried by the steam dryer 5, flows out from the
図4は、上述した燃料集合体9の全体構造を、図5は、その燃料集合体9の配置を上部格子板6とともに表すものである。
FIG. 4 shows the overall structure of the
これら図4、図5及び上述の図3において、燃料集合体9は、核分裂性物質からなる円筒形状の燃料ペレットを封入した複数の燃料棒16と、内部に冷却水が流れる2本の水ロッド20とを備えている。但し、図4及び図5に示した燃料集合体は一例であり、本発明は、燃料棒数、水ロッド水及びそれらの配置や形状が異なる場合でも適用可能である。
4 and 5 and FIG. 3 described above, the
これら燃料棒16及び水ロッド20がn行n列(図3中ではn=9)の正方格子状に配列され、軸方向(図4の上下方向)に所定間隔をおいて配設された複数のスペーサ21により燃料棒16及び水ロッド20の間隔が適切に保持されて、燃料バンドルとしている。また、燃料集合体9は、その燃料バンドルの上端及び下端をそれぞれ支持する上部タイプレート22及び下部タイプレート23と、燃料バンドルの周囲を取り囲み燃料集合体9の外壁を形成する四角筒形状のチャンネルボックス24とを備えている。
A plurality of
このような燃料集合体9は、4体を1組として燃料支持金具内に設置されている。また、燃料集合体9の上部タイプレート22は、上部格子板6に通されると共に、上部タイプレート22の上方側(図5の紙面に向かって手前側)に設けられたチャンネルファスナ25が互いに作用して、位置決めされるようになっている。このとき、上部タイプレート22と上部格子板6との間、又はチャンネルファスナ25の相互間には、燃料集合体9の装荷時の作業性を考慮して隙間(遊び)が設けられている。
Such a
全挿入された十字型制御棒11は、囲まれた燃料集合体9に寄りかかることで自立している。対角の2体の燃料集合体9を引き抜いても、十字型制御棒11は残った対角2体の燃料集合体9に寄りかかり、倒れることはない。しかし、隣り合う2体の燃料集合体9を引き抜いたときは、十字型制御棒11がその引き抜いた燃料集合体9側への支えを失い、そちらに倒れてしまう可能性がある。
The fully inserted
即ち、沸騰水型原子炉に用いられている十字型制御棒11は、隣り合う2体の燃料集合体9を引き抜いたときは、自立できない。
In other words, the
そのため、燃料交換時及び燃料装荷時には、ブレードガイドと呼ばれる十字型制御棒が倒れないように固定するための治具を用いている。このブレードガイドは、対角2体の燃料集合体を装荷する場所にまたがるように設置されている。 For this reason, a jig for fixing the cross-shaped control rod called a blade guide so as not to fall down is used at the time of fuel replacement and fuel loading. This blade guide is installed so as to straddle the place where two diagonal fuel assemblies are loaded.
このブレードガイドを用いて十字型制御棒が倒れないように固定されている従来の燃料交換について、図6を用いて説明する。 A conventional fuel exchange in which the cross-shaped control rod is fixed so as not to fall using this blade guide will be described with reference to FIG.
該図に示すように、従来の燃料交換は、4体の燃料集合体9が装荷され、十字型制御棒11が全挿入(30)されている状態から、先ずセルの対角2体の燃料集合体9を引き抜き(31)、次に、十字型制御棒11が倒れないようにブレードガイド28を設置(32)して固定し、残り2体の燃料集合体9を引き抜き(33)、その後、十字型制御棒11を全引き抜き(34)、最後にブレードガイド28を取り外す(35)という順番で行われている。
As shown in the figure, in the conventional fuel exchange, four
なお、燃料交換については、例えば、特許文献1に記載されているような、市松模様方式の燃料取り出し方法が広く知られている。この市松模様方式の燃料取り出し方法は、炉心中のすべてのセルについて燃料交換を適用する方法で、燃料交換の始めに炉心中の約半数の燃料集合体を、市松模様状に抜き取り出すものである。この状態では、制御棒を全て引き抜いても臨界にならないことが確認されている。
For fuel replacement, for example, a checkered pattern fuel extraction method as described in
上述した従来の沸騰水型原子炉における定期点検中の燃料交換作業時又は燃料装荷時においては、十字型制御棒が倒れないようにするためにブレードガイドを用いる必要があり、その取り付け取り外し作業に時間がかかるという問題があった。また、炉心のすべての燃料集合体配置を市松模様にすればブレードガイドを用いずに燃料交換できる可能性があるが、例え少数だけ燃料交換する時でも、まず燃料集合体の半数以上を取り出す必要があり作業時間がかかるという問題がある。 The blade guide must be used to prevent the cruciform control rod from falling during fuel replacement work or fuel loading during periodic inspection in the conventional boiling water reactor described above. There was a problem that it took time. In addition, if all fuel assemblies in the core are arranged in a checkered pattern, there is a possibility that the fuel can be replaced without using a blade guide. However, even if only a small number of fuels are replaced, it is necessary to remove more than half of the fuel assemblies first. There is a problem that it takes time to work.
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、ブレードガイドを使用することなく原子炉の燃料交換を1セル単位で行うことができ、燃料の交換にかかる時間を短縮することのできる原子炉の燃料取出し方法及び燃料装荷方法並びに燃料交換方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is to change the fuel of a nuclear reactor in units of one cell without using a blade guide, and to shorten the time required for the replacement of fuel. It is an object of the present invention to provide a nuclear reactor fuel extraction method, a fuel loading method, and a fuel replacement method.
本発明の原子炉の燃料取出し方法は、上記目的を達成するために、十字型制御棒と、それを囲む2行2列、4体の燃料集合体の組とで構成される単位格子のセルから、前記燃料集合体を取出す原子炉の燃料取出し方法であって、4体の前記燃料集合体が装荷され、前記十字型制御棒が全挿入されている状態から、まず、セルの対角2体の前記燃料集合体を引き抜き、次に、前記十字型制御棒を部分引き抜き、最後に残り2体の燃料集合体を引き抜くことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a nuclear fuel cell according to the present invention is a unit cell comprising a cross-shaped control rod and a set of two rows, two columns and four fuel assemblies surrounding the rod. From the state in which the four fuel assemblies are loaded and the cruciform control rods are fully inserted, first, the
また、本発明の原子炉の燃料交換方法は、上記目的を達成するために、十字型制御棒と、それを囲む2行2列、4体の燃料集合体の組とで構成される単位格子のセルの前記燃料集合体を交換する原子炉の燃料交換方法であって、4体の前記燃料集合体が装荷され、前記十字型制御棒が全挿入されている状態から、まず、セルの対角2体の前記燃料集合体を引き抜き、次に、前記十字型制御棒を部分引き抜き、この状態から残り2体の前記燃料集合体を引き抜き、その後、新しい燃料集合体の2体を互いに対角になるように装荷し、次に、十字型制御棒を全挿入し、最後に残り2体の新しい燃料集合体9の2体を対角に装荷することを特徴とする。
Further, in order to achieve the above object, the nuclear reactor fuel exchange method according to the present invention comprises a unit cell composed of a cross-shaped control rod and a set of two rows and two columns and four fuel assemblies surrounding the rod. A fuel exchange method for a nuclear reactor in which the fuel assemblies of the cells are replaced, and from the state in which the four fuel assemblies are loaded and the cross-shaped control rods are fully inserted, Pull out the two corners of the fuel assembly, then pull out the cross-shaped control rod partially, pull out the remaining two fuel assemblies from this state, and then diagonally connect the two new fuel assemblies to each other. Next, the cross-shaped control rod is fully inserted, and finally, the remaining two
更に、本発明の原子炉の燃料装荷方法は、上記目的を達成するために、十字型制御棒と、それを囲む2行2列、4体の燃料集合体の組とで構成される単位格子のセルの前記燃料集合体を装荷する原子炉の燃料装荷方法であって、前記燃料集合体が装荷されておらず、かつ、前記十字型制御棒が全て引き抜きされている状態から、まず、前記十字型制御棒を自立できる範囲まで部分挿入し、次に、前記セルに2体の燃料集合体を互いに対角になるように装荷し、その後、十字型制御棒を全挿入し、最後に残りの対角2体の燃料集合体を装荷するか、若しくは炉心の全ての前記燃料集合体が引き抜かれ、かつ、全ての前記十字型制御棒が全引き抜きされている状態から、先ず、全てのセルで十字型制御棒を自立できる範囲まで部分挿入し、次に、全てのセルで、対角2体の燃料集合体を装荷し、その後、全てのセルの十字型制御棒を全挿入し、最後に残りの全ての燃料集合体を装荷することを特徴とする。 Furthermore, in order to achieve the above object, the fuel loading method for a nuclear reactor according to the present invention is a unit cell composed of a cross-shaped control rod and a set of two rows and two columns and four fuel assemblies surrounding the rod. A fuel loading method for a nuclear reactor that loads the fuel assembly of the cell, wherein the fuel assembly is not loaded and all the cross-shaped control rods are pulled out, Insert the cruciform control rod partly to the extent that it can stand on its own, then load the two fuel assemblies diagonally to the cell, then insert the cruciform control rod fully, and finally the rest First, all the cells are loaded from the state in which the fuel assemblies of two diagonal bodies are loaded or all the fuel assemblies in the core are pulled out and all the cross-shaped control rods are all pulled out. Insert the cross-shaped control rod partly to the extent that it can stand on its own, and then In cells of Te, loaded with fuel assemblies of two diagonal body, then fully inserted cruciform control rods of all the cells, characterized in that the end loading all remaining fuel assembly.
本発明によれば、現行の原子炉に変更を加えることなく、しかも、ブレードガイドを使用することなく原子炉の燃料交換を1セル単位で行うことができ、燃料の交換にかかる時間を短縮することができる。 According to the present invention, it is possible to change the fuel of the nuclear reactor in units of one cell without changing the current nuclear reactor and without using a blade guide, thereby shortening the time required for the fuel exchange. be able to.
本発明の原子炉の燃料取出し方法及び燃料装荷方法並びに燃料交換方法では、燃料集合体が装荷されているときに十字型制御棒が部分的に抜けている状態(十字型制御棒が部分的に引き抜き或いは挿入された状態)を手段の一つとしている。そのため、その状態でも炉心が臨界にならないことを保証しなければならない。 In the nuclear reactor fuel extraction method, fuel loading method, and fuel replacement method of the present invention, the cross-shaped control rod is partially removed when the fuel assembly is loaded (the cross-shaped control rod is partially The state of being pulled out or inserted is one of the means. Therefore, it must be ensured that the core does not become critical even in this state.
臨界性を示すパラメータは、実効中性子増倍率と呼ばれる。炉心は、実効中性子増倍率が1に達したときに臨界となる。炉心は、冷温状態において、全ての十字型制御棒を全挿入しているときに、いかなる1本の十字型制御棒が誤作動などにより挿入されなかったとしても、余裕をもって未臨界を保てるように設計されている。これを炉停止余裕という。 The parameter indicating the criticality is called the effective neutron multiplication factor. The core becomes critical when the effective neutron multiplication factor reaches 1. The reactor core can maintain subcriticality with a margin even if all the cross-shaped control rods are fully inserted in a cold state, even if any one cross-shaped control rod is not inserted due to malfunction or the like. Designed. This is called furnace shutdown margin.
本発明者等は、以下に示す実施例について、10行10列の燃料棒構成をもつ燃料集合体を用いた炉心と、9行9列の燃料棒構成をもつ燃料集合体を用いた炉心の2種類の体系で計算機シミュレーションを行った。どちらの体系でも、炉停止余裕を満足することを確認した。 The inventors of the present invention have a reactor core using a fuel assembly having a 10-row and 10-column fuel rod configuration and a core using a fuel assembly having a 9-row and 9-column fuel rod configuration. Computer simulations were performed using two types of systems. It was confirmed that both systems satisfy the furnace shutdown margin.
以下では、前者の体系での検討結果を、図7を用いて説明する。図7は、10行10列の燃料棒構成をもつ燃料集合体を用いた炉心体系で計算機シミュレーション結果の燃料集合体の装荷パターン(横軸)と実効中性子増倍率(縦軸)の関係を示すものである。 In the following, the results of the study based on the former system will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows the relationship between the loading pattern (horizontal axis) of the fuel assembly and the effective neutron multiplication factor (vertical axis) as a result of the computer simulation in the core system using the fuel assembly having the fuel rod configuration of 10 rows and 10 columns. Is.
図7中の項目は、以下の通り、冷温時の炉心の実効中性子増倍率の値である。即ち、図7中の「CRfullin」は、燃料集合体が全て装荷され十字型制御棒も全挿入の状態、「CRfullout」は、燃料集合体が全て装荷され十字型制御棒が全引き抜きの状態、「1stack」は、燃料集合体が装荷、十字型制御棒が全挿入されているとき、炉心中ただ1本の十字型制御棒が全引き抜きの状態、「1cell」は、燃料集合体が装荷、十字型制御棒が全挿入されているとき、炉心中ただ1つのセルにおいて対角2体の燃料集合体だけが装荷されており、十字型制御棒が全引き抜きである状態、「1/4Core」は、炉心中1/4のセルについて対角2体の燃料集合体だけが装荷されており、十字型制御棒が全引き抜きである状態、「FullCore」は、炉心中全てのセルについて、対角2体の燃料集合体だけが装荷されており、十字型制御棒が全引き抜きである状態をそれぞれ示す。 The items in FIG. 7 are the values of the effective neutron multiplication factor of the core at the time of cold as follows. That is, “CRfullin” in FIG. 7 is a state in which all fuel assemblies are loaded and the cross-shaped control rods are fully inserted, and “CRfullout” is a state in which all fuel assemblies are loaded and the cross-shaped control rods are all pulled out. “1 stack” indicates that the fuel assembly is loaded, and when all the cross-shaped control rods are inserted, only one cross-shaped control rod is fully pulled out in the core. “1 cell” indicates that the fuel assembly is loaded. When the cruciform control rods are fully inserted, only one diagonal fuel cell is loaded in a single cell in the core, and the cruciform control rods are fully pulled out, “1/4 Core” Is a state in which only two fuel assemblies are loaded for 1/4 of the cells in the core and the cross-shaped control rods are fully pulled out. “FullCore” is the diagonal for all cells in the core. Only two fuel assemblies are loaded and the cross-shaped control rod is fully pulled out Each state is shown.
尚、図7中の白い点は、炉心中で制御棒価値が最も高い十字型制御棒1本が抜けた状態の実効中性子増倍率を示す。 The white dots in FIG. 7 indicate the effective neutron multiplication factor in a state in which one cross-shaped control rod having the highest control rod value in the core has been removed.
図7において、10行10列の燃料棒構成をもつ燃料集合体を用いた冷温時の炉心において、全ての燃料集合体が装荷され、全ての十字型制御棒が全挿入されている状態「CRfullin」の実効中性子増倍率は、今回の計算例では0.947である。この状態からいずれか1本の十字型制御棒が抜けた時の実効中性子増倍率のうち、最大のものは、今回の計算例では、「1stack」で示してある値0.978である。この値が検討を行う上での設計目標となる。一般的に、「1stack」の状態では、炉停止余裕は満足されている。 In FIG. 7, in a cold core using a fuel assembly having a 10 × 10 fuel rod configuration, all fuel assemblies are loaded and all cross-shaped control rods are fully inserted “CRfullin” The effective neutron multiplication factor is 0.947 in this calculation example. The maximum effective neutron multiplication factor when any one of the cross-shaped control rods is removed from this state is a value of 0.978 indicated by “1 stack” in the present calculation example. This value is the design target for the study. Generally, in the “1 stack” state, the furnace shutdown margin is satisfied.
本発明者等らの原子炉の燃料交換方法の過程で、最も実効中性子増倍率が高くなるのは、セル中の対角2体の燃料集合体を引き抜き、セル中の十字型制御棒を引き抜いたときである。このときでも設計目標である「1stack」の値を超えないこと、即ち、炉停止余裕を満足することを確認しなくてはならない。 In the course of the fuel exchange method of the present inventors, the highest effective neutron multiplication factor is that the two diagonal fuel assemblies in the cell are extracted and the cross-shaped control rod in the cell is extracted. When Even at this time, it must be confirmed that the design target value of “1 stack” is not exceeded, that is, the furnace shutdown margin is satisfied.
図7中の「1cell」の黒い点は、炉心中あるただ1つのセルにおいて、対角2体の燃料集合体を引き抜き、十字型制御棒を全引き抜きした状態を示しており、その値は、今回の計算例では0.947となった。白い点は、そのとき対象セル以外の場所で十字型制御棒が引き抜かれた場合のうち、実効中性子増倍率が最も高くなる場合で、その値は、今回の計算例では0.978となり、炉停止余裕を満足した。他の各々のセルについても同様の計算を行い、常に炉停止余裕を満足していることを確認した。 The black dot “1 cell” in FIG. 7 shows a state where two diagonal fuel assemblies are pulled out and only the cross-shaped control rods are pulled out in only one cell in the core. In this calculation example, it was 0.947. The white point is the case where the effective neutron multiplication factor is the highest among the cases where the cross-shaped control rod is pulled out at a place other than the target cell at that time, and the value is 0.978 in the present calculation example. Satisfied stop margin. The same calculation was performed for each of the other cells, and it was confirmed that the furnace shutdown margin was always satisfied.
つまり、本発明者等は、冷温時の炉心において、燃料集合体2体を抜いたあとの水領域が中性子を吸収する価値が、十字型制御棒の価値と同等以上であることが分かった。 That is, the present inventors have found that the value of the water region after removing two fuel assemblies in the core at the cold temperature is equal to or greater than the value of the cross-shaped control rod.
1つのセルに操作を行なっても実効中性子増倍率は、図7の「CRfullin」以下になるため、複数のセルについて行なっても、常に図7の「CRfullin」以下となる。そして、炉停止余裕も常に満足する。また、図7の「fullCore」に示すように、炉心中全てのセルについて対角2体の燃料集合体を引き抜き、十字型制御棒を全引き抜きした場合は、実効中性子増倍率が特に小さくなることも確認した。 Even if the operation is performed on one cell, the effective neutron multiplication factor is not higher than “CRfullin” in FIG. 7, so even if it is performed on a plurality of cells, it is always lower than “CRfullin” in FIG. And the furnace shutdown margin is always satisfied. In addition, as shown in “fullCore” in FIG. 7, the effective neutron multiplication factor is particularly small when two diagonal fuel assemblies are extracted for all cells in the core and all cross-shaped control rods are extracted. Also confirmed.
本検討では、十字型制御棒が全引き抜きの状態を扱った。一方、本発明では、十字型制御棒の部分引き抜き及び部分挿入を用いる。この場合の実効中性子増倍率は、全引き抜きの場合よりも小さくなるので、炉停止余裕は満足される。 In this study, the cross-shaped control rod handled the state of full extraction. On the other hand, in the present invention, partial extraction and partial insertion of a cross-shaped control rod are used. Since the effective neutron multiplication factor in this case is smaller than that in the case of full extraction, the reactor shutdown margin is satisfied.
部分引き抜き、部分挿入の範囲(上限)は、十字型制御棒が中性子吸収の効果を発揮でき、かつ単独で自立できる範囲であることが望ましい。即ち、十字型制御棒中の中性子吸収材を含む領域が、燃料集合体の有効領域と重なっており、かつ十字型制御棒を挿入したとき十字型制御棒が倒れず、十字型制御棒が傾いたとしても燃料集合体の取り出し及び装荷に干渉しない状態(約1度の傾きが許容でき、長さにすると2.1mまで挿入可能)であることが望ましい。例えば、十字型制御棒の長さを24分割したとき、24分の1以上、2分の1以下の長さ分だけ挿入されている状態が適する。 The range (upper limit) of partial extraction and partial insertion is desirably a range in which the cross-shaped control rod can exhibit the effect of neutron absorption and can stand alone. That is, the area including the neutron absorber in the cross-shaped control rod overlaps the effective area of the fuel assembly, and when the cross-shaped control rod is inserted, the cross-shaped control rod does not fall down and the cross-shaped control rod tilts. Even so, it is desirable that the fuel assembly is not interfered with the removal and loading of the fuel assembly (an inclination of about 1 degree can be allowed and a length of up to 2.1 m can be inserted). For example, when the length of the cross-shaped control rod is divided into 24, a state where only the length of 1/24 or less is inserted is suitable.
また、本発明での部分引き抜き、部分挿入の下限は、十字型制御棒中の中性子吸収材を含む領域の上端が、燃料集合体の有効領域に差し掛かる位置とする。 The lower limit of partial extraction and partial insertion in the present invention is a position where the upper end of the region including the neutron absorber in the cross-shaped control rod reaches the effective region of the fuel assembly.
以上の検討結果を反映した本発明の原子炉の燃料取出し方法及び燃料装荷方法並びに燃料交換方法の実施例について、図面を用いて以下に説明する。 Embodiments of a fuel extraction method, a fuel loading method, and a fuel exchange method of the present invention reflecting the above examination results will be described below with reference to the drawings.
図8に、4体の燃料集合体9が装荷され、十字型制御棒11が全挿入されているあるセルから、燃料集合体9を交換する過程の実施例のフローチャートを示す。
FIG. 8 shows a flowchart of an embodiment of a process of replacing the
該図に示す如く、4体の燃料集合体9が装荷され、十字型制御棒11が全挿入(40)されている状態から、まず、セルの対角2体の燃料集合体9を引き抜く(41)。次に、十字型制御棒11を部分引き抜き(42)する。即ち、十字型制御棒11中の中性子吸収材を含む領域が、燃料集合体9の有効領域と重なっており、かつ十字型制御棒11を挿入したとき十字型制御棒11が倒れず、例え十字型制御棒11が傾いたとしても燃料集合体9の取り出しに干渉しない状態に十字型制御棒11を部分引き抜きする。
As shown in the figure, from the state where the four
この十字型制御棒11を部分引き抜きした状態を図9に示す。該図の如く、燃料支持金具13に支持されている燃料集合体9間及び燃料支持金具13に形成された制御棒挿入孔8に配置された十字型制御棒11は、図10に示す十字型制御棒11の全挿入状態から制御棒駆動機構10(図1参照)により下方に引き抜かれ、図9に示す部分引き抜き位置まで駆動される。
FIG. 9 shows a state in which the
この図9に示す部分引き抜き位置は、上述した十字型制御棒11中の中性子吸収材を含む領域が、燃料集合体9の有効領域と重なっており、かつ十字型制御棒11を挿入したとき十字型制御棒11が倒れず、十字型制御棒11が傾いたとしても燃料集合体9の取り出しに干渉しない状態(約1度の傾きが許容でき、長さにすると2.1mまで挿入可能)であり、例えば、十字型制御棒11の長さを24分割したとき、24分の1以上、2分の1以下の長さ分だけ引き抜きされている状態である。
The partial extraction position shown in FIG. 9 is such that the above-described region including the neutron absorbing material in the
次に、上記の状態から残り2体の燃料集合体9を引き抜き(43)、その後、新しい燃料集合体9の2体を互いに対角になるように装荷(44)する。次に、十字型制御棒11を図10に示す如く、上部格子板6の位置まで制御棒駆動機構10(図1参照)により全挿入(45)する。そして、最後に残り2体の新しい燃料集合体9の2体を対角に装荷(46)して、このセルの燃料交換作業が完了する。
Next, the remaining two
上述では燃料交換方法について説明したが、図8のフローチャートで、工程(40)−(41)−(42)−(43)は、燃料取出し方法を示す。 Although the fuel exchange method has been described above, steps (40)-(41)-(42)-(43) in the flowchart of FIG. 8 show the fuel removal method.
このような本実施例の燃料取出し及び燃料交換作業により、ブレードガイドを使用することなく燃料を引き抜くことができ、燃料交換時間を短縮することができる。また、制御棒を部分引き抜きすることにより、制御棒の効果が表れ中性子増倍率が低下し、全引き抜き時より安全に作業できる。 By such fuel take-out and fuel change work of this embodiment, the fuel can be extracted without using the blade guide, and the fuel change time can be shortened. In addition, by partially pulling out the control rod, the effect of the control rod appears and the neutron multiplication factor is lowered, so that the work can be performed more safely than when fully pulling out.
図11に、燃料集合体9が装荷されておらず、十字型制御棒11が全引き抜きされたあるセルに、燃料集合体9を装荷する(初装荷)過程の実施例のフローチャートを示す。
FIG. 11 shows a flowchart of an embodiment of a process of loading the
該図に示す如く、燃料集合体9が装荷されておらず、十字型制御棒11が全て引き抜き(50)されている状態から、まず、矢印(a)のように、十字型制御棒11を自立できる範囲まで部分挿入(51)し、即ち、十字型制御棒11中の中性子吸収材を含む領域が、燃料集合体9の有効領域と重なっており、かつ十字型制御棒11を挿入したとき十字型制御棒11が倒れず、例え十字型制御棒11が傾いたとしても燃料集合体9の挿入に干渉しない状態に十字型制御棒11を部分挿入する(本実施例での十字型制御棒11の部分挿入状態は、図9と同一位置である)。
As shown in the figure, from the state where the
この十字型制御棒11の部分挿入位置は、上述した十字型制御棒11中の中性子吸収材を含む領域が、燃料集合体9の有効領域と重なっており、かつ十字型制御棒11を挿入したとき十字型制御棒11が倒れず、十字型制御棒11が傾いたとしても燃料集合体9の挿入に干渉しない状態(約1度の傾きが許容でき、長さにすると2.1mまで挿入可能)であり、例えば、十字型制御棒11の長さを24分割したとき、24分の1以上、2分の1以下の長さ分だけ挿入されている状態である。
The partial insertion position of the
次に、上記の状態からセルに2体の燃料集合体9を互いに対角になるように装荷(52)し、その後、矢印(b)のように、十字型制御棒11を図10と同様に全挿入(53)する。そして、最後に残りの対角2体の燃料集合体9を装荷(54)する。
Next, from the above state, the two
このような本実施例の燃料装荷作業により、ブレードガイドを使用することなく燃料を挿入することができ、燃料交換時間を短縮することができる。 By such a fuel loading operation of this embodiment, fuel can be inserted without using a blade guide, and the fuel replacement time can be shortened.
図12に、本発明の実施例3である原子炉の燃料装荷方法のフローチャートを示す。 FIG. 12 shows a flowchart of a nuclear reactor fuel loading method according to the third embodiment of the present invention.
該図に示す如く、炉心の全ての燃料集合体9が引き抜かれ、全十字型制御棒11が全引き抜き(60)されている状態から、先ず、全てのセルで十字型制御棒11を自立できる範囲まで部分挿入(61)する。即ち、十字型制御棒11中の中性子吸収材を含む領域が、燃料集合体9の有効領域と重なっており、かつ十字型制御棒11を挿入したとき十字型制御棒11が倒れず、例え十字型制御棒11が傾いたとしても燃料集合体9の装荷に干渉しない状態に十字型制御棒11を部分挿入する(本実施例での十字型制御棒11の部分挿入状態は、図9と同一位置である)。
As shown in the figure, from the state where all the
この十字型制御棒11の部分挿入位置は、上述した十字型制御棒11中の中性子吸収材を含む領域が、燃料集合体9の有効領域と重なっており、かつ十字型制御棒11を挿入したとき十字型制御棒11が倒れず、十字型制御棒11が傾いたとしても燃料集合体9の挿入に干渉しない状態(約1度の傾きが許容でき、長さにすると2.1mまで挿入可能)であり、例えば、十字型制御棒11の長さを24分割したとき、24分の1以上、2分の1以下の長さ分だけ挿入されている状態である。
The partial insertion position of the
次に、上記の状態から全てのセルで、対角2体の燃料集合体9を装荷(62)し、その後、全てのセルの十字型制御棒11を図10と同様に全挿入(63)する。そして、最後に残りの全ての燃料集合体9を装荷する。
Next, the two
このような本実施例の燃料装荷作業により、炉心中の全ての燃料集合体9を挿入することができる。また、全ての十字型制御棒11を同時に挿入することにより、燃料交換時間を短縮することができる。また、このときの実効中性子増倍率は特に低く、核特性上、安全性に大きな余裕をもって効率よく作業できる。
All the
1…原子炉圧力容器、2…原子炉シュラウド、3…炉心、4…気水分離器、5…蒸気乾燥器、6…上部格子板、7…炉心支持板、8…制御棒挿入孔、9…燃料集合体、10…制御棒駆動機構、11…十字型制御棒、12…制御棒案内管、13…燃料支持金具、14…インターナルポンプ、15…下部プレナム、16…燃料棒、17…シュラウドヘッド、18…主蒸気管、19…給水管、20…水ロッド、21…スペーサ、22…上部タイプレート、23…下部タイプレート、24…チャンネルボックス、25…チャンネルファスナ、27a…挿入部の外周面、28…ブレードガイド。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
4体の前記燃料集合体が装荷され、前記十字型制御棒が全挿入されている状態から、まず、セルの対角2体の前記燃料集合体を引き抜き、次に、前記十字型制御棒を部分引き抜き、最後に残り2体の燃料集合体を引き抜くことを特徴とする原子炉の燃料取出し方法。 A nuclear reactor fuel extraction method for extracting a fuel assembly from a unit cell composed of a cross-shaped control rod and a set of two fuel cells and two rows and two columns surrounding the control rod,
From the state in which the four fuel assemblies are loaded and the cruciform control rods are fully inserted, first, the fuel assemblies of the two diagonal bodies of the cell are pulled out, and then the cruciform control rods are A method for removing fuel from a nuclear reactor, comprising partially extracting and finally extracting the remaining two fuel assemblies.
前記十字型制御棒の部分引き抜きとは、前記十字型制御棒中の中性子吸収材を含む領域が、前記燃料集合体の有効領域と重なり、かつ前記十字型制御棒を挿入したとき該十字型制御棒が倒れず、該十字型制御棒が傾いても前記燃料集合体の取り出しに干渉しない状態であることを特徴とする原子炉の燃料取出し方法。 The method for removing fuel from a nuclear reactor according to claim 1,
Partial extraction of the cruciform control rod means that the cruciform control rod when the region containing the neutron absorber in the cruciform control rod overlaps the effective region of the fuel assembly and the cruciform control rod is inserted A method for removing fuel from a nuclear reactor, wherein the rod does not fall down and does not interfere with removal of the fuel assembly even if the cross-shaped control rod is tilted.
前記十字型制御棒の部分引き抜きとは、前記十字型制御棒の長さを24分割したとき、24分の1以上、2分の1以下の長さ分だけ引き抜きされている状態であることを特徴とする原子炉の燃料取出し方法。 The method for removing fuel from a nuclear reactor according to claim 1,
The partial pulling out of the cruciform control rod means that the length of the cruciform control rod is pulled out by a length of 1/24 or less and 1/2 or less when the length of the cross control rod is divided into 24. Reactor fuel removal method characterized.
4体の前記燃料集合体が装荷され、前記十字型制御棒が全挿入されている状態から、まず、セルの対角2体の前記燃料集合体を引き抜き、次に、前記十字型制御棒を部分引き抜き、この状態から残り2体の前記燃料集合体を引き抜き、その後、新しい燃料集合体の2体を互いに対角になるように装荷し、次に、十字型制御棒を全挿入し、最後に残り2体の新しい燃料集合体9の2体を対角に装荷することを特徴とする原子炉の燃料交換方法。 A nuclear reactor fuel exchange method for exchanging the fuel assemblies in a unit cell composed of a cross-shaped control rod and a set of two rows and two columns and four fuel assemblies surrounding the rod.
From the state in which the four fuel assemblies are loaded and the cruciform control rods are fully inserted, first, the fuel assemblies of the two diagonal bodies of the cell are pulled out, and then the cruciform control rods are Partially withdrawn, withdrawing the remaining two fuel assemblies from this state, then loading the two new fuel assemblies diagonally with respect to each other, then inserting the full cross-shaped control rod, and finally And the remaining two new fuel assemblies 9 are loaded diagonally.
前記十字型制御棒の部分引き抜きとは、前記十字型制御棒中の中性子吸収材を含む領域が、前記燃料集合体の有効領域と重なり、かつ前記十字型制御棒を挿入したとき該十字型制御棒が倒れず、該十字型制御棒が傾いても前記燃料集合体の取り出しに干渉しない状態であることを特徴とする原子炉の燃料交換方法。 The method for refueling a nuclear reactor according to claim 4,
Partial extraction of the cruciform control rod means that the cruciform control rod when the region containing the neutron absorber in the cruciform control rod overlaps the effective region of the fuel assembly and the cruciform control rod is inserted A method for refueling a nuclear reactor, characterized in that the rod does not fall down and does not interfere with the removal of the fuel assembly even if the cross-shaped control rod is tilted.
前記十字型制御棒の部分引き抜きとは、前記十字型制御棒の長さを24分割したとき、24分の1以上、2分の1以下の長さ分だけ引き抜きされている状態であることを特徴とする原子炉の燃料交換方法。 The method for refueling a nuclear reactor according to claim 4,
The partial pulling out of the cruciform control rod means that the length of the cruciform control rod is pulled out by a length of 1/24 or less and 1/2 or less when the length of the cross control rod is divided into 24. Reactor fuel exchange method characterized.
前記燃料集合体が装荷されておらず、かつ、前記十字型制御棒が全て引き抜きされている状態から、まず、前記十字型制御棒を自立できる範囲まで部分挿入し、次に、前記セルに2体の燃料集合体を互いに対角になるように装荷し、その後、十字型制御棒を全挿入し、最後に残りの対角2体の燃料集合体を装荷することを特徴とする原子炉の燃料装荷方法。 A nuclear fuel loading method for loading a fuel assembly of a unit cell composed of a cross-shaped control rod and a set of four fuel assemblies in two rows and two columns surrounding the rod,
From the state in which the fuel assembly is not loaded and all the cross-shaped control rods are pulled out, first, the cross-shaped control rods are partially inserted to the extent that they can stand on their own, and then 2 The fuel assembly is loaded diagonally with respect to each other, then the cross-shaped control rods are fully inserted, and finally the remaining two diagonal fuel assemblies are loaded. Fuel loading method.
炉心の全ての前記燃料集合体が引き抜かれ、かつ、全ての前記十字型制御棒が全引き抜きされている状態から、先ず、全てのセルで十字型制御棒を自立できる範囲まで部分挿入し、次に、全てのセルで、対角2体の燃料集合体を装荷し、その後、全てのセルの十字型制御棒を全挿入し、最後に残りの全ての燃料集合体を装荷することを特徴とする原子炉の燃料装荷方法。 A nuclear fuel loading method for loading a fuel assembly of a unit cell composed of a cross-shaped control rod and a set of four fuel assemblies in two rows and two columns surrounding the rod,
From the state in which all the fuel assemblies of the core are pulled out and all the cross-shaped control rods are all pulled out, first, partially insert the cross-shaped control rods in a range where all the cells can stand on their own, and then In addition, all the cells are loaded with two diagonal fuel assemblies, then all the cross-shaped control rods of all cells are inserted, and finally all the remaining fuel assemblies are loaded. Reactor fuel loading method.
前記十字型制御棒の部分挿入とは、前記十字型制御棒中の中性子吸収材を含む領域が、前記燃料集合体の有効領域と重なり、かつ前記十字型制御棒を挿入したとき該十字型制御棒が倒れず、該十字型制御棒が傾いても前記燃料集合体の挿入に干渉しない状態であることを特徴とする原子炉の燃料装荷方法。 The method of loading fuel in a nuclear reactor according to claim 7 or 8,
The partial insertion of the cruciform control rod means that the cruciform control rod is inserted when the region containing the neutron absorber in the cruciform control rod overlaps the effective region of the fuel assembly and the cruciform control rod is inserted. A fuel loading method for a nuclear reactor, characterized in that the rod does not fall down and does not interfere with the insertion of the fuel assembly even if the cross-shaped control rod is tilted.
前記十字型制御棒の部分挿入とは、前記十字型制御棒の長さを24分割したとき、24分の1以上、2分の1以下の長さ分だけ挿入されている状態であることを特徴とする原子炉の燃料装荷方法。 The method of loading fuel in a nuclear reactor according to claim 7 or 8,
The partial insertion of the cross-shaped control rod means that the length of the cross-shaped control rod is inserted by a length not less than 1/24 and not more than 1/2 when the length of the cross-shaped control rod is divided into 24. Reactor fuel loading method.
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---|---|---|---|---|
JPH01112196A (en) * | 1987-10-27 | 1989-04-28 | Toshiba Corp | Blade guide |
JPH04259897A (en) * | 1991-02-15 | 1992-09-16 | Toshiba Corp | Planning of fuel shuffling |
JPH09304580A (en) * | 1996-05-16 | 1997-11-28 | Toshiba Corp | Method for taking out core fuel and simulated fuel assembly for it |
JPH1010262A (en) * | 1996-06-20 | 1998-01-16 | Toshiba Corp | Fuel charge method and blade guide |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01112196A (en) * | 1987-10-27 | 1989-04-28 | Toshiba Corp | Blade guide |
JPH04259897A (en) * | 1991-02-15 | 1992-09-16 | Toshiba Corp | Planning of fuel shuffling |
JPH09304580A (en) * | 1996-05-16 | 1997-11-28 | Toshiba Corp | Method for taking out core fuel and simulated fuel assembly for it |
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