JP2519686B2 - 燃料集合体 - Google Patents
燃料集合体Info
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- JP2519686B2 JP2519686B2 JP61148212A JP14821286A JP2519686B2 JP 2519686 B2 JP2519686 B2 JP 2519686B2 JP 61148212 A JP61148212 A JP 61148212A JP 14821286 A JP14821286 A JP 14821286A JP 2519686 B2 JP2519686 B2 JP 2519686B2
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- fuel assembly
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Inert Electrodes (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は沸騰水型原子炉用燃料集合体に関する。
（従来の技術） 沸騰水型原子炉（BWR）では、炉心軸方向にボイドが
分布するために中性子減速効果は炉心上方に向かって低
下し、その結果軸方向出力分布は第８図のイ（実線）に
示すように、炉心下部でピーキングを生ずる。この第８
図は濃縮度およびガドリニア分布が軸方向に一様な燃料
を装荷し、制御棒を全引抜とした炉心での軸方向出力分
布イ（実線）とボイド率分布口（点線）の例を示したも
のである。すなわち、炉心下部から流入する約278℃の
サブクール水は、炉心内を上昇するに伴って約286℃の
飽和水となり、下端から約2/24位置で飽和沸騰を開始
し、炉心上端の出口ではボイド体積率は約70％に達する
様子が示されている。このため、軸方向出力は炉心下部
4/24あたりで大きなピーキングを生ずる分布となってい
る。
分布するために中性子減速効果は炉心上方に向かって低
下し、その結果軸方向出力分布は第８図のイ（実線）に
示すように、炉心下部でピーキングを生ずる。この第８
図は濃縮度およびガドリニア分布が軸方向に一様な燃料
を装荷し、制御棒を全引抜とした炉心での軸方向出力分
布イ（実線）とボイド率分布口（点線）の例を示したも
のである。すなわち、炉心下部から流入する約278℃の
サブクール水は、炉心内を上昇するに伴って約286℃の
飽和水となり、下端から約2/24位置で飽和沸騰を開始
し、炉心上端の出口ではボイド体積率は約70％に達する
様子が示されている。このため、軸方向出力は炉心下部
4/24あたりで大きなピーキングを生ずる分布となってい
る。
従来の沸騰水型原子炉（BWR）運転法では、反応度と
径方向出力分布制御のための深挿入制御棒の他にこの出
力ピーキングを抑えるために炉心下端から、ほぼ1/3程
度の位置に浅く挿入した制御棒（シャローロッド）を併
用していた。
径方向出力分布制御のための深挿入制御棒の他にこの出
力ピーキングを抑えるために炉心下端から、ほぼ1/3程
度の位置に浅く挿入した制御棒（シャローロッド）を併
用していた。
しかし、もともと出力ピーキングが生じ易い位置で浅
挿入制御棒を駆動する場合、特に引抜動作に於てその制
御棒の先端付近で急な出力変化を生ずるが、燃料の健全
性を保つ観点からその操作は慎重かつ複雑にならざるを
得ず、また、深挿入制御棒を組み合わせて反応度制御と
出力分布制御を行えるような制御棒パターン計画は非常
に複雑で、作成に時間がかかるという問題点があった。
挿入制御棒を駆動する場合、特に引抜動作に於てその制
御棒の先端付近で急な出力変化を生ずるが、燃料の健全
性を保つ観点からその操作は慎重かつ複雑にならざるを
得ず、また、深挿入制御棒を組み合わせて反応度制御と
出力分布制御を行えるような制御棒パターン計画は非常
に複雑で、作成に時間がかかるという問題点があった。
このような問題点を解決するために、燃料設計の改良
がなされている。例えば燃料集合体を上下２領域に分
け、濃縮度やガドリニアを分布させることによって上部
領域の反応度を下部のそれよりも高くすることによって
出力分布平坦化を図ったものが採用されている。（第19
回日本原子力学会年会［昭和56年３月］総合講演；軽水
炉技術の進歩と利用率の向上（１）BWR燃料…参照）こ
れは、上下反応度差が丁度炉心上下でのボイド率変化に
伴う反応度差を打ち消すように設計されたものであり、
前記浅挿入制御棒は不要となり、運転計画は大幅に簡素
化された。
がなされている。例えば燃料集合体を上下２領域に分
け、濃縮度やガドリニアを分布させることによって上部
領域の反応度を下部のそれよりも高くすることによって
出力分布平坦化を図ったものが採用されている。（第19
回日本原子力学会年会［昭和56年３月］総合講演；軽水
炉技術の進歩と利用率の向上（１）BWR燃料…参照）こ
れは、上下反応度差が丁度炉心上下でのボイド率変化に
伴う反応度差を打ち消すように設計されたものであり、
前記浅挿入制御棒は不要となり、運転計画は大幅に簡素
化された。
しかしながら、上記した上下２領域燃料は、軸方向出
力分布を平坦化して運転中利用率向上に大きな寄与をす
る反面、以下の面で改善の余地が残されている。すなわ
ち、 第１に、燃料上部で濃縮度を高めていることにより、
核分裂性物質（フィサイル）量は炉心上部で増すが、こ
れは軸方向のフィサイル分布歪を増すことになり、低温
時での反応度を増して炉停止余裕を厳しくする。従っ
て、炉停止余裕を維持するためには、燃料上部でのガド
リニア量を増す必要があり、サイクル末期におけるガド
リニア燃え残りが増して燃料経済性を低下させる。
力分布を平坦化して運転中利用率向上に大きな寄与をす
る反面、以下の面で改善の余地が残されている。すなわ
ち、 第１に、燃料上部で濃縮度を高めていることにより、
核分裂性物質（フィサイル）量は炉心上部で増すが、こ
れは軸方向のフィサイル分布歪を増すことになり、低温
時での反応度を増して炉停止余裕を厳しくする。従っ
て、炉停止余裕を維持するためには、燃料上部でのガド
リニア量を増す必要があり、サイクル末期におけるガド
リニア燃え残りが増して燃料経済性を低下させる。
第２に、上記燃料は軸方向一様燃料と比べて、濃縮度
種類数やガドリニア濃度種類数等の燃料棒種類数が増す
こと、上部濃縮度を高めとするため濃縮コストが増すこ
と等によって、燃料コストが高くなる方向にある。
種類数やガドリニア濃度種類数等の燃料棒種類数が増す
こと、上部濃縮度を高めとするため濃縮コストが増すこ
と等によって、燃料コストが高くなる方向にある。
そこで、上記の従来技術の欠点をなくすために、軸方
向に濃縮度やガドリニア分布を変えることでなく軸方向
に水対燃料体積比を変えたものがいくつか提案されてい
る。例えば、特開昭52−50498号や特開昭61−44391号で
は燃料集合体下部でボイド空間を設け、炉心下部の中性
子減速効果を若干低下させることによる炉心下部の出力
ピーキング低減効果が述べられている。
向に濃縮度やガドリニア分布を変えることでなく軸方向
に水対燃料体積比を変えたものがいくつか提案されてい
る。例えば、特開昭52−50498号や特開昭61−44391号で
は燃料集合体下部でボイド空間を設け、炉心下部の中性
子減速効果を若干低下させることによる炉心下部の出力
ピーキング低減効果が述べられている。
しかし、これらの発明ではボイド管が何らかの原因で
破損し、水が浸入した場合、局部的に中性子減速が増し
てその近傍の燃料棒の出力が上昇し、燃料を破損する可
能性がある。特に、ボイド管の体積が大きい場合この危
険性は助長される。
破損し、水が浸入した場合、局部的に中性子減速が増し
てその近傍の燃料棒の出力が上昇し、燃料を破損する可
能性がある。特に、ボイド管の体積が大きい場合この危
険性は助長される。
（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記の従来技術の問題点を解消するために
なされたもので、その目的は、燃料の健全性を損わずか
つ軸方向出力分布平坦化を達成する沸騰水型原子炉用燃
料集合体を提供することにある。
なされたもので、その目的は、燃料の健全性を損わずか
つ軸方向出力分布平坦化を達成する沸騰水型原子炉用燃
料集合体を提供することにある。
［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明の燃料集合体は、
チャンネルボックスと、その中に規則的に配置された多
数の燃料棒および水ロッドからなり、この水ロッドの上
方は非沸騰水量が増加する形状をなしかつこの水ロッド
の下部領域には中性子吸収断面積の小さい水排除物質が
固体状態で充填されている。さらに、この水排除物質に
可燃性毒物を添加してもよい。
チャンネルボックスと、その中に規則的に配置された多
数の燃料棒および水ロッドからなり、この水ロッドの上
方は非沸騰水量が増加する形状をなしかつこの水ロッド
の下部領域には中性子吸収断面積の小さい水排除物質が
固体状態で充填されている。さらに、この水排除物質に
可燃性毒物を添加してもよい。
（作 用） 本発明は上記のように構成されているので、水ロッド
の簡単なハード変更のみで軸方向出力分布の平坦化がで
き、燃料の濃縮取やガドリニア分布設計や炉心運転法を
簡素化し、燃料経済性を向上させることができる。さら
に、水排除部分の座屈や浸水を防止して、局所的な核特
性変化による燃料破損を防止することができる。
の簡単なハード変更のみで軸方向出力分布の平坦化がで
き、燃料の濃縮取やガドリニア分布設計や炉心運転法を
簡素化し、燃料経済性を向上させることができる。さら
に、水排除部分の座屈や浸水を防止して、局所的な核特
性変化による燃料破損を防止することができる。
（実施例） 第１図は本発明の一実施例の縦断面図、第２図は第１
図のＩ−Ｉ線に沿う横断面図である。
図のＩ−Ｉ線に沿う横断面図である。
これらの図に示すように、本実施例の燃料集合体は62
本の燃料棒１と２本のウォータロッド２とを８×８の配
列に組立ててある。この燃料集合体の周囲はジルカロイ
製のチャンネル・ボックス３で囲まれている。62本の燃
料棒のうちタイロッド８本を構成する燃料棒４が上下の
タイプレート5,6を結び付ける役目をしている。
本の燃料棒１と２本のウォータロッド２とを８×８の配
列に組立ててある。この燃料集合体の周囲はジルカロイ
製のチャンネル・ボックス３で囲まれている。62本の燃
料棒のうちタイロッド８本を構成する燃料棒４が上下の
タイプレート5,6を結び付ける役目をしている。
上記した２本のウォータロッド２のうち１本はスペー
サ７の軸方向位置を決める機能を有し７個のスペーサ７
を保持している。ウォータロッド２の材質は燃料棒と同
じジルカロイ製であり、その上部および下部の側面にそ
れぞれ孔8,9が設けられ、これら孔8,9を通じて内部を冷
却材が通過するようになっている。
サ７の軸方向位置を決める機能を有し７個のスペーサ７
を保持している。ウォータロッド２の材質は燃料棒と同
じジルカロイ製であり、その上部および下部の側面にそ
れぞれ孔8,9が設けられ、これら孔8,9を通じて内部を冷
却材が通過するようになっている。
また、スペーサ７はジルカロイ製の枠とインコネル製
のスプリングから構成されており、燃料棒１間の間隔を
保つ役割を果たす。
のスプリングから構成されており、燃料棒１間の間隔を
保つ役割を果たす。
燃料棒１及びウォータロッド２の上部端栓10は、上部
タイプレート５の孔の中を自由に動き得るように遊嵌さ
れている。上部タイプレート５はこれらの上部端栓10に
嵌めてあるインコネル製のエクスパンション・スプリン
グ11によって支えられる。そして、スペーサ７のスプリ
ング強さを適切に設計することにより、燃料棒１及びウ
ォータロッド２はすべて独立して軸方向に自由膨脹がで
きるように構成されている。
タイプレート５の孔の中を自由に動き得るように遊嵌さ
れている。上部タイプレート５はこれらの上部端栓10に
嵌めてあるインコネル製のエクスパンション・スプリン
グ11によって支えられる。そして、スペーサ７のスプリ
ング強さを適切に設計することにより、燃料棒１及びウ
ォータロッド２はすべて独立して軸方向に自由膨脹がで
きるように構成されている。
ところで、本実施例として水ロッド２を軸方向に２分
割し、下部に中性子吸収断面積の小さい水排除物質を設
けたものを第３図に模式的に示す。第３図（ａ−１）
は、ペレット21を円柱状とし、この円柱状の水排除物質
を水ロッド中に配し水ロッドの管壁と水排除物質との間
隙を水が通り抜ける構造となっている。また、同図（ｂ
−１）のペレット23は同図（ｂ−２）の横断面図に示す
ように円環状とし、この円環状の水排除物質の中心軸に
通水孔を設けた構造となっている。水排除物質は、例え
ばアルミナ（Al2O3）やジルコニア（ZrO2）あるいはシ
リカ（siO2）のような中性子吸収断面積の小さいセラミ
ックスを焼結した多孔質状のペレット21をジルカロイ22
で被覆したものから成っている。ペレット23は発泡スチ
ロールのように防水されているか、あるいは内部がスポ
ンジ状で表面はコーティングされてやはり防水された構
造となっている。そして、このようなセラミックスはす
でに開発されている。
割し、下部に中性子吸収断面積の小さい水排除物質を設
けたものを第３図に模式的に示す。第３図（ａ−１）
は、ペレット21を円柱状とし、この円柱状の水排除物質
を水ロッド中に配し水ロッドの管壁と水排除物質との間
隙を水が通り抜ける構造となっている。また、同図（ｂ
−１）のペレット23は同図（ｂ−２）の横断面図に示す
ように円環状とし、この円環状の水排除物質の中心軸に
通水孔を設けた構造となっている。水排除物質は、例え
ばアルミナ（Al2O3）やジルコニア（ZrO2）あるいはシ
リカ（siO2）のような中性子吸収断面積の小さいセラミ
ックスを焼結した多孔質状のペレット21をジルカロイ22
で被覆したものから成っている。ペレット23は発泡スチ
ロールのように防水されているか、あるいは内部がスポ
ンジ状で表面はコーティングされてやはり防水された構
造となっている。そして、このようなセラミックスはす
でに開発されている。
また、図（ａ−２）は図（ａ−１）のII−II線に沿う
横断面図であり、ジルコニウムの突起24が設けられ、こ
の突起24によって水ロッド管壁との間隔を維持する構造
となっている。
横断面図であり、ジルコニウムの突起24が設けられ、こ
の突起24によって水ロッド管壁との間隔を維持する構造
となっている。
しかして、このような形状とすることによって、水排
除物質は外部からの圧力による座屈が防止され、かつ比
重を小さくすることによって中性子吸収を減らすことが
できる。また、仮にジルカロイ被覆管が破れたときで
も、セラミックス内部への水の浸透は防止される。さら
に、水が浸透したとしても水の浸透に時間が相当かかる
ので、核的変化は極めてゆるやかであり、近傍の燃料棒
出力変化に対して、炉心運転管理上対応策が取り易い。
除物質は外部からの圧力による座屈が防止され、かつ比
重を小さくすることによって中性子吸収を減らすことが
できる。また、仮にジルカロイ被覆管が破れたときで
も、セラミックス内部への水の浸透は防止される。さら
に、水が浸透したとしても水の浸透に時間が相当かかる
ので、核的変化は極めてゆるやかであり、近傍の燃料棒
出力変化に対して、炉心運転管理上対応策が取り易い。
なお、上記セラミックスについては、かさ比重を、稠
密にした場合の1/5ないし1/10程度にすることが可能で
あり、中性子吸収を大幅に減らすことができる。また、
座屈防止の補助手段として、上記ペレットとジルカロイ
被覆管の間隙には加圧ヘリウムガスを充填してもよい。
密にした場合の1/5ないし1/10程度にすることが可能で
あり、中性子吸収を大幅に減らすことができる。また、
座屈防止の補助手段として、上記ペレットとジルカロイ
被覆管の間隙には加圧ヘリウムガスを充填してもよい。
第４図（ａ），（ｂ）は第３図（ａ−１），（ｂ−
１）に示した水排除部分の詳細図である。セラミックス
のペレット31,32を被覆しているジルカロイ33は水ロッ
ド34と一体化した構造となっている。同図（ａ）では円
柱状のペレット31が用いられている。突起35は水排除部
分を水平方向に定位置に保つためのものである。同図
（ｂ）では円環状のペレット32が用いられている。
１）に示した水排除部分の詳細図である。セラミックス
のペレット31,32を被覆しているジルカロイ33は水ロッ
ド34と一体化した構造となっている。同図（ａ）では円
柱状のペレット31が用いられている。突起35は水排除部
分を水平方向に定位置に保つためのものである。同図
（ｂ）では円環状のペレット32が用いられている。
以上の実施例では水ロッド内の水排除部分の形状につ
いて示したが、上記セラミックスに可燃性毒物（ガドリ
ニアやボロン等）を添加することによって、炉心軸方向
出力分布平坦の補助手段とすることもできる。例えば、
第５図（ａ）に示すようにペレット外周部41にアルミナ
を、中央部42にアルミナを母材としたガドリニア（Gd2O
3）を添加した場合を示している。中央部分の径や、ガ
ドリニア濃度を変えることによって、中性子吸収能力を
調整することができる。あるいは、第５図（ｂ）のよう
に、ガドリニアを添加したペレット43とガドリニアを添
加しないペレット44を高さ方向に分布させることによっ
ても中性子吸収能力の調整ができる。また、ガドリニア
の代わりにボロンを添加しても同様な効果が得られる。
いて示したが、上記セラミックスに可燃性毒物（ガドリ
ニアやボロン等）を添加することによって、炉心軸方向
出力分布平坦の補助手段とすることもできる。例えば、
第５図（ａ）に示すようにペレット外周部41にアルミナ
を、中央部42にアルミナを母材としたガドリニア（Gd2O
3）を添加した場合を示している。中央部分の径や、ガ
ドリニア濃度を変えることによって、中性子吸収能力を
調整することができる。あるいは、第５図（ｂ）のよう
に、ガドリニアを添加したペレット43とガドリニアを添
加しないペレット44を高さ方向に分布させることによっ
ても中性子吸収能力の調整ができる。また、ガドリニア
の代わりにボロンを添加しても同様な効果が得られる。
変形例として、第４図に示した水排除部分に、Ｂ−10
を僅かに含むボロンカーバイド（B4C）を充填した場合
も同様な効果が得られる。この場合は、充填物質はペレ
ット状でも粒子状でもよくてＢ−10が中性子照射によっ
て消失した後では、B4Cの中性子吸収断面積は数ミリバ
ーン程度であり、核的には事実上ボイドと同じ振舞いを
示す。
を僅かに含むボロンカーバイド（B4C）を充填した場合
も同様な効果が得られる。この場合は、充填物質はペレ
ット状でも粒子状でもよくてＢ−10が中性子照射によっ
て消失した後では、B4Cの中性子吸収断面積は数ミリバ
ーン程度であり、核的には事実上ボイドと同じ振舞いを
示す。
以上述べた本実施例になる水ロッドによる軸方向出力
分布平坦化の効果は、水ロッドが太径であるほど大であ
る。
分布平坦化の効果は、水ロッドが太径であるほど大であ
る。
より好適な実施例として、上記した第２図に示した燃
料集合体中央部を太径水ロッド51で置き換えたものを第
６図に示す。
料集合体中央部を太径水ロッド51で置き換えたものを第
６図に示す。
第６図では、８行８列の燃料棒配列において、燃料棒
数を60本，中央部に外径34mm,肉厚1mmの太径水ロッド51
を配置している。この場合は第２図に示した従来型燃料
集合体よりも水対燃料体積比が高められ、燃料の反応度
が増している。水ロッドの径を太径とし、下部領域に水
排除領域を設けたことによって上部領域では燃料の反応
度が増して出力も増し、下部領域では出力の上昇が抑え
られ、従来型燃料の場合よりもより平坦な出力分布が得
られる。
数を60本，中央部に外径34mm,肉厚1mmの太径水ロッド51
を配置している。この場合は第２図に示した従来型燃料
集合体よりも水対燃料体積比が高められ、燃料の反応度
が増している。水ロッドの径を太径とし、下部領域に水
排除領域を設けたことによって上部領域では燃料の反応
度が増して出力も増し、下部領域では出力の上昇が抑え
られ、従来型燃料の場合よりもより平坦な出力分布が得
られる。
次に、本実施例の燃料集合体による作用について説明
する。ここでは、水排除部分の形状は第４図（ａ）のも
のを用いており、外径は24mm,肉厚は0.7mmとしている。
封入する低密度ペレットとしては、アルミナを用い、中
央部には直径10mmの濃度3w/oのガドリニアを添加したア
ルミナが配置されている。このような水ロッドを用いた
ことによる軸方向出力分布平坦化の効果を第７図に示し
た。同図（ａ）はサイクル初期，同図（ｂ）はサイクル
末期での制御棒全引抜の状態での炉心軸方向出力分布を
示す。
する。ここでは、水排除部分の形状は第４図（ａ）のも
のを用いており、外径は24mm,肉厚は0.7mmとしている。
封入する低密度ペレットとしては、アルミナを用い、中
央部には直径10mmの濃度3w/oのガドリニアを添加したア
ルミナが配置されている。このような水ロッドを用いた
ことによる軸方向出力分布平坦化の効果を第７図に示し
た。同図（ａ）はサイクル初期，同図（ｂ）はサイクル
末期での制御棒全引抜の状態での炉心軸方向出力分布を
示す。
同図（ａ）中、曲線（ハ）は従来型燃料を用いた場
合、曲線（ニ）は本発明になる水ロッドを用い水排除部
分には可燃性毒物を用いない場合、曲線（ホ）はさらに
水排除部分には可燃性毒物も併用した例である。
合、曲線（ニ）は本発明になる水ロッドを用い水排除部
分には可燃性毒物を用いない場合、曲線（ホ）はさらに
水排除部分には可燃性毒物も併用した例である。
これらのグラフから分かるように、水ロッド下部に水
排除部分を設けることによって、炉心軸方向出力分布が
平坦化され、補助的手段として水排除部分に可燃性毒物
を添加し、その部分の大きさと濃度の調整によって、出
力分布をさらに平坦化することができる。
排除部分を設けることによって、炉心軸方向出力分布が
平坦化され、補助的手段として水排除部分に可燃性毒物
を添加し、その部分の大きさと濃度の調整によって、出
力分布をさらに平坦化することができる。
この例では水ロッドは軸方向に２領域に分割し、分割
点は炉心下端からみて全長の10/24となっている。曲線
（ハ）に示す従来型炉心の場合、出力ピーキングは、全
長の1/4以下に生ずることから、上記分割点は約1/3ない
し約1/2の範囲にあれば本発明の目的が達成される。
点は炉心下端からみて全長の10/24となっている。曲線
（ハ）に示す従来型炉心の場合、出力ピーキングは、全
長の1/4以下に生ずることから、上記分割点は約1/3ない
し約1/2の範囲にあれば本発明の目的が達成される。
なお、同図（ｂ）では、水排除棒に添加したガドリニ
アは燃え尽きているので、ガドリニアの有無によらず同
じ出力分布形になっている。
アは燃え尽きているので、ガドリニアの有無によらず同
じ出力分布形になっている。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、燃料棒内の濃
縮度やガドリニア分布を複雑にすることなしに、水ロッ
ドの簡単なハード変更だけで燃料集合体の軸方向出力分
布の平坦化ができ、かつ制御棒パタン計画の複雑化を避
けて燃料経済性も向上させることができる。さらには、
水排除部分の座屈や浸水を防止して局所的な核特性変化
による燃料破損を防止することができる。
縮度やガドリニア分布を複雑にすることなしに、水ロッ
ドの簡単なハード変更だけで燃料集合体の軸方向出力分
布の平坦化ができ、かつ制御棒パタン計画の複雑化を避
けて燃料経済性も向上させることができる。さらには、
水排除部分の座屈や浸水を防止して局所的な核特性変化
による燃料破損を防止することができる。
第１図は本発明が適用される下部領域に水排除領域を有
する燃料集合体の縦断面図、第２図は第１図のＩ−Ｉ線
に沿う横断面図、第３図（ａ−１），（ｂ−１）及び
（ａ−２），（ｂ−２）は本発明に係る水ロッドの縦断
面図および横断面図の模式図、第４図（ａ）および
（ｂ）は第３図（ａ−１）および（ｂ−１）のより詳細
な断面図、第５図（ａ）は本発明に係るペレットの斜視
図，第５図（ｂ）は本発明に係る他のペレットの配置
図、第６図は太径水ロッドを有する本発明の他の実施例
の横断面図、第７図は第６図の実施例に係わる燃料集合
体を装荷した炉心の軸方向出力分布と従来炉心の軸方向
出力分布図とを比較したもので，第７図（ａ）はサイク
ル初期，第７図（ｂ）はサイクル末期での制御棒全引抜
の状態での炉心軸方向出力分布図、第８図は軸方向に濃
縮度とガドリニア分布が一様な燃料を装荷した炉心にお
ける制御棒全引抜時での炉心軸方向相対出力分布および
ボイド率分布を示す図である。 １……燃料棒 2,34,51……ウォータロッド ３……チャンネルボックス 5,6……タイプレート ７……スペーサ 8,9……孔 10……上部端栓 11……エクスパンション・スプリング 21,23,31,32,43,44……ペレット 22,33……被覆管 24……突起
する燃料集合体の縦断面図、第２図は第１図のＩ−Ｉ線
に沿う横断面図、第３図（ａ−１），（ｂ−１）及び
（ａ−２），（ｂ−２）は本発明に係る水ロッドの縦断
面図および横断面図の模式図、第４図（ａ）および
（ｂ）は第３図（ａ−１）および（ｂ−１）のより詳細
な断面図、第５図（ａ）は本発明に係るペレットの斜視
図，第５図（ｂ）は本発明に係る他のペレットの配置
図、第６図は太径水ロッドを有する本発明の他の実施例
の横断面図、第７図は第６図の実施例に係わる燃料集合
体を装荷した炉心の軸方向出力分布と従来炉心の軸方向
出力分布図とを比較したもので，第７図（ａ）はサイク
ル初期，第７図（ｂ）はサイクル末期での制御棒全引抜
の状態での炉心軸方向出力分布図、第８図は軸方向に濃
縮度とガドリニア分布が一様な燃料を装荷した炉心にお
ける制御棒全引抜時での炉心軸方向相対出力分布および
ボイド率分布を示す図である。 １……燃料棒 2,34,51……ウォータロッド ３……チャンネルボックス 5,6……タイプレート ７……スペーサ 8,9……孔 10……上部端栓 11……エクスパンション・スプリング 21,23,31,32,43,44……ペレット 22,33……被覆管 24……突起
Claims (7)
- 【請求項１】チャンネルボックスと、その中に規則的に
配置された多数の燃料棒および水ロッドからなる燃料集
合体において、前記水ロッドの上方は非沸騰水量が増加
する形状をなしかつ当該水ロッドの下部領域には中性子
吸収断面積の小さい水排除物質が固体状態で充填されて
いることを特徴とする燃料集合体。 - 【請求項２】水排除物質はセラミックスを焼結した多孔
質のペレットであることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の燃料集合体。 - 【請求項３】ペレットは発泡スチロール状もしくは表面
がコーティングされて防水構造となっている特許請求の
範囲第２項記載の燃料集合体。 - 【請求項４】水排除物質はペレット状または粒子状の、
Ｂ−10を僅かに含むボロンカーバイドであることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の燃料集合体。 - 【請求項５】水ロッドの下部領域上端の高さ方向位置が
燃料棒の下端から全長の約1/3ないし約1/2である特許請
求の範囲第１項記載の燃料集合体。 - 【請求項６】水ロッドの水排除物質には可燃性毒物が添
加されている特許請求の範囲第１項記載の燃料集合体。 - 【請求項７】水ロッドの水排除物質の母材はアルミナも
しくはジルコニアもしくはシリカ，可燃性毒物はガドリ
ニアもしくはボロン化合物である特許請求の範囲第６項
記載の燃料集合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61148212A JP2519686B2 (ja) | 1986-06-26 | 1986-06-26 | 燃料集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61148212A JP2519686B2 (ja) | 1986-06-26 | 1986-06-26 | 燃料集合体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS636494A JPS636494A (ja) | 1988-01-12 |
| JP2519686B2 true JP2519686B2 (ja) | 1996-07-31 |
Family
ID=15447775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61148212A Expired - Lifetime JP2519686B2 (ja) | 1986-06-26 | 1986-06-26 | 燃料集合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2519686B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2695073B2 (ja) * | 1991-08-28 | 1997-12-24 | 奥多摩工業株式会社 | 紙被覆用組成物 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6144391A (ja) * | 1984-08-08 | 1986-03-04 | 株式会社日立製作所 | 沸騰水型原子炉の燃料集合体 |
-
1986
- 1986-06-26 JP JP61148212A patent/JP2519686B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS636494A (ja) | 1988-01-12 |
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