JP2014119287A - 沸騰水型原子炉用燃料集合体の組、及び沸騰水型原子炉炉心 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】BWR炉心に同時に装荷され平均濃縮度が同一の燃料集合体の組であって、10行10列以上の正方格子配列に配置された第1及び第2の燃料集合体を備える。第2の燃料集合体は、可燃性毒物含有燃料棒の本数が、第1の燃料集合体における可燃性毒物含有燃料棒の本数よりも多く、また、第1の燃料集合体における燃料棒の配置に対して、正方格子配列における4つのコーナ部のうち互いに対向する2つのコーナ部を結ぶ仮想的な対角線上で、且つ、行列方向において水ロッドに隣接しない位置にのみ可燃性毒物含有燃料棒が付加された配置を有するものである。
【選択図】図3
Description
本発明による沸騰水型原子炉(Boiling Water Reactor:以下「BWR」と記す)用燃料集合体の組は、BWR炉心に制御棒等とともに同時に装荷されるものであり、2種類の燃料集合体、すなわち「第1の燃料集合体」及び「第2の燃料集合体」を備えている。これらの燃料集合体はいずれも、複数本の燃料棒及び水ロッドが10×10以上の正方格子配列に配置された同等の幾何学的構成を有している。また、燃料棒は、被覆管内に所定の核燃料物質の濃縮度を有する燃料ペレットが複数充填されたものであり、本発明における燃料集合体には、可燃性毒物(Burnable Poison;以下「BP」と記す)が添加された燃料ペレットを含む「BP含有燃料棒」とBPが添加された燃料ペレットを含まない「BP不含燃料棒」の2種類の燃料棒が用いられる。さらに、第1の燃料集合体及び第2の燃料集合体は、それらのBP不含燃料棒とBP含有燃料棒との本数比率が互いに異なるものの、燃料集合体全体としての核燃料物質の平均濃縮度が互いに同一又は略同一となるように構成される。
一方、第2の燃料集合体は、第1の燃料集合体である集合体1における燃料棒及び水ロッド30の構成に比して、相対的に多くの本数のBP含有燃料棒20を有するものである。図2は、比較参考例として、従来の燃料集合体の一例における燃料棒等の配置を模式的に示す水平断面図であり、図3及び図4は、それぞれ、本発明に係る第2の燃料集合体の一例における燃料棒等の配置を模式的に示す水平断面図である。
図6及び図7は、それぞれ、本発明によるBWR炉心に備わるBWR用燃料集合体の組の実施例1に係る第1の燃料集合体及び第2の燃料集合体における燃料棒等の配置を模式的に示す水平断面図である。図6に示す第1の燃料集合体である集合体E11、及び、図7に示す第2の燃料集合体である集合体E12は、ともに10×10正方格子配列を有しており、同一のBWR炉心に同時に装荷されるものである。また、水ロッド30としては、図1〜図4に示す燃料集合体におけるものと同等形状のものが同じ位置に配置されている。
図12は、本発明によるBWR炉心に備わるBWR用燃料集合体の組の実施例4に係る第2の燃料集合体における燃料棒等の配置を模式的に示す水平断面図である。なお、本実施例における第1の燃料集合体である集合体E41は、図10に示す集合体E31と同等の構成を有する。また、図12に示す第2の燃料集合体であるE42は、集合体E41の燃料棒配置に対して、BP含有燃料棒20を対角線T1上の(m3,n3)及び(m8,n8)に計2本付加した配置構成を有しており、且つ、それらの付加されたBP含有燃料棒20はいずれも、行列方向において水ロッド40,40に隣接していない。すなわち、集合体E42は、図10の集合体E41の構成のうち、図12において白抜き丸印(○)を付した領域に配置されていたBP不含燃料棒10がBP含有燃料棒20で置換された構成を有する。
2,3,E12,E22,E32,E42:集合体(第2の燃料集合体)
10:BP不含燃料棒
20:BP含有燃料棒
30,40:水ロッド
100:集合体(従来の燃料集合体)
G:BP含有燃料棒20
P:対角線T1,T2の交点
S:制御棒
T1:特定のコーナ部を通る仮想的な対角線
T2:対角線
Claims (6)
- 管状をなし且つ核燃料物質を含む複数本の燃料棒、及び、管状をなす水ロッドが、10行10列以上の正方格子配列に配置された複数の燃料集合体を備える沸騰水型原子炉用燃料集合体の組であって、
前記複数本の燃料棒は、可燃性毒物を含まない複数本の可燃性毒物不含燃料棒、及び、可燃性毒物を含む複数本の可燃性毒物含有燃料棒を有しており、
前記複数の燃料集合体は、前記可燃性毒物不含燃料棒と前記可燃性毒物含有燃料棒との本数比率が互いに異なり、且つ、全体としての前記核燃料物質の平均濃縮度が互いに同一又は略同一である第1の燃料集合体及び第2の燃料集合体を有しており、
前記第1の燃料集合体及び前記第2の燃料集合体は、いずれも、前記正方格子配列における最外周領域の全体に前記可燃性毒物不含燃料棒が配置されており、且つ、行列方向において前記水ロッドに隣接する前記燃料棒のうち前記可燃性毒物含有燃料棒の本数の比率が1/3未満であり、
前記第2の燃料集合体は、前記可燃性毒物含有燃料棒の本数が、前記第1の燃料集合体における前記可燃性毒物含有燃料棒の本数よりも多くなるように構成されており、前記第1の燃料集合体における前記燃料棒の配置に対して、前記正方格子配列における4つのコーナ部のうち互いに対向する2つのコーナ部を結ぶ仮想的な対角線上で、且つ、行列方向において前記水ロッドに隣接しない位置にのみ前記可燃性毒物含有燃料棒が付加された配置を有するものである、
沸騰水型原子炉用燃料集合体の組。 - 前記燃料集合体においては、前記正方格子配列における4つのコーナ部のうち制御棒挿入位置に対応する特定のコーナ部が決定されており、
前記第2の燃料集合体は、前記第1の燃料集合体における前記燃料棒の配置に対して、前記特定のコーナ部と該特定のコーナ部に対向するコーナ部とを結ぶ仮想的な対角線上に前記可燃性毒物含有燃料棒が付加された配置を有するものである、
請求項1記載の沸騰水型原子炉用燃料集合体の組。 - 前記水ロッドは、水平断面において、前記燃料棒9本分の領域を占めるものである、
請求項1又は2記載の沸騰水型原子炉用燃料集合体の組。 - 前記燃料集合体においては、前記正方格子配列における4つのコーナ部のうち制御棒挿入位置に対応する特定のコーナ部が決定されており、
前記水ロッドは、水平断面において、2本で前記燃料棒8本分の領域を占めるものであり、且つ、前記特定のコーナ部の両隣のコーナ部を結ぶ仮想的な対角線上の中点が前記燃料棒集合体の重心となるように配置されたものである、
請求項1又は2記載の沸騰水型原子炉用燃料集合体の組。 - 前記第1の燃料集合体においては、前記可燃性毒物含有燃料棒のいずれも、行列方向に隣接しておらず、
前記第2の燃料集合体においては、前記可燃性毒物含有燃料棒の少なくとも2本同士が、行列方向に互いに隣接している、
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載の沸騰水型原子炉用燃料集合体の組。 - 請求項1〜5の何れか1項記載の沸騰水型原子炉用燃料集合体の組を備える、
沸騰水型原子炉炉心。
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