JP2899389B2 - 高速炉の炉心 - Google Patents
高速炉の炉心Info
- Publication number
- JP2899389B2 JP2899389B2 JP2259641A JP25964190A JP2899389B2 JP 2899389 B2 JP2899389 B2 JP 2899389B2 JP 2259641 A JP2259641 A JP 2259641A JP 25964190 A JP25964190 A JP 25964190A JP 2899389 B2 JP2899389 B2 JP 2899389B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core
- fuel assembly
- void
- void channel
- sodium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- 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
- Structure Of Emergency Protection For 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） 本発明は高速炉に係わり、特に炉心構成要素の流量配
分、出力分布の配分構成を改良した高速炉の炉心に関す
る。
分、出力分布の配分構成を改良した高速炉の炉心に関す
る。
（従来の技術） 一般に高速炉の炉心は、核分裂性物質を装荷した多数
の燃料集合体から構成され、燃料からの熱除去のための
冷却材として主にナトリウムが使用されている。通常、
ナトリウムは蒸発してボイド化されることはないが、万
一の事故を想定して、ナトリウムがボイド化した場合で
も炉心が安全に停止することを確認している。
の燃料集合体から構成され、燃料からの熱除去のための
冷却材として主にナトリウムが使用されている。通常、
ナトリウムは蒸発してボイド化されることはないが、万
一の事故を想定して、ナトリウムがボイド化した場合で
も炉心が安全に停止することを確認している。
ナトリウムがボイド化する原因として、冷却材流量が
減少し、ナトリウム温度が上昇、沸騰する場合と、炉心
外で大量の気体が冷却材に混入し炉心に流れ込む場合が
考えられる。
減少し、ナトリウム温度が上昇、沸騰する場合と、炉心
外で大量の気体が冷却材に混入し炉心に流れ込む場合が
考えられる。
ナトリウムがボイド化した時の応答としては、炉心が
小型の時は中性子の炉心からの洩れが大きいため、負の
反応度が入り、炉心は安全に停止する。しかし、炉心が
大型になると、中性子の漏れが少なくなり、ナトリウム
がボイド化したときの反応度は正となり、炉心が安全に
停止するか否かに関しては、他の反応度要因をも含めた
詳細な解析を行い、その安全性を確認する必要が生じ
る。従って、ナトリウムのボイド反応度を小さくできれ
ば、安全設計上非常に価値がある。
小型の時は中性子の炉心からの洩れが大きいため、負の
反応度が入り、炉心は安全に停止する。しかし、炉心が
大型になると、中性子の漏れが少なくなり、ナトリウム
がボイド化したときの反応度は正となり、炉心が安全に
停止するか否かに関しては、他の反応度要因をも含めた
詳細な解析を行い、その安全性を確認する必要が生じ
る。従って、ナトリウムのボイド反応度を小さくできれ
ば、安全設計上非常に価値がある。
（発明が解決しようとする課題） ところで、プラント設計上からスケールメリットの観
点で炉心出力を極度に小さくすることは好ましくない。
一方、ナトリウムがボイド化したときの炉心の反応度を
負にするには、従来設計では炉心出力を100MWe程度以下
にしなければならず、スケールメリットは生かせなかっ
た。しかし、大出力にするとナトリウムのボイド反応度
は正になるという問題が生じることとなる。
点で炉心出力を極度に小さくすることは好ましくない。
一方、ナトリウムがボイド化したときの炉心の反応度を
負にするには、従来設計では炉心出力を100MWe程度以下
にしなければならず、スケールメリットは生かせなかっ
た。しかし、大出力にするとナトリウムのボイド反応度
は正になるという問題が生じることとなる。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであ
り、ナトリウムのボイド反応度を従来炉心より低減する
ことができより大きな出力の炉心を有する高速炉を提供
することを目的とする。
り、ナトリウムのボイド反応度を従来炉心より低減する
ことができより大きな出力の炉心を有する高速炉を提供
することを目的とする。
（課題を構成するための手段） 本発明は、核分裂性物質を装荷した燃料集合体と、前
記燃料集合体の間に配置され、前記燃料集合体から漏洩
する中性子を吸収して発熱する発熱物質を内部に含む先
行ボイドチャンネルであって、前記先行ボイドチャンネ
ル内を流れる冷却材流量に対する前記発熱物質から発生
する出力の比が、前記燃料集合体を冷却する冷却材流量
に対する前記燃料集合体の核反応による発熱で得られる
出力の比よりも大きい先行ボイドチャンネルとを備えて
なることを特徴とする。
記燃料集合体の間に配置され、前記燃料集合体から漏洩
する中性子を吸収して発熱する発熱物質を内部に含む先
行ボイドチャンネルであって、前記先行ボイドチャンネ
ル内を流れる冷却材流量に対する前記発熱物質から発生
する出力の比が、前記燃料集合体を冷却する冷却材流量
に対する前記燃料集合体の核反応による発熱で得られる
出力の比よりも大きい先行ボイドチャンネルとを備えて
なることを特徴とする。
（作用） 冷却材流量減少によりボイド化を生じた場合、先行ボ
イドチャンネルは出力／流量の比が大きいため、最初に
ボイド化する。続いて燃料集合体もボイド化するが、先
行ボイドチャンネルがボイド化しているため、燃料集合
体で発生した中性子は先行ボイドチャンネルから炉心上
下方向に漏洩し、負の反応度となる。気体が流入してボ
イド化した場合も、同様の作用となる。
イドチャンネルは出力／流量の比が大きいため、最初に
ボイド化する。続いて燃料集合体もボイド化するが、先
行ボイドチャンネルがボイド化しているため、燃料集合
体で発生した中性子は先行ボイドチャンネルから炉心上
下方向に漏洩し、負の反応度となる。気体が流入してボ
イド化した場合も、同様の作用となる。
（実施例） 以下本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
第１図は本発明の実施例を示す縦断面図である。炉心
部７に核分裂性物質を含み、上下に親物質からなる軸ブ
ランケット部６及び核分裂ガスを蓄積するガスプレナム
部を配置した多数の燃料集合体２と燃料集合体２の間に
配置され、内部に発熱物質８を含む複数の先行ボイドチ
ャンネル１とからなる炉心が、親物質を含むブランケッ
ト集合体３及び中性子遮蔽体４により取り囲まれてい
る。
部７に核分裂性物質を含み、上下に親物質からなる軸ブ
ランケット部６及び核分裂ガスを蓄積するガスプレナム
部を配置した多数の燃料集合体２と燃料集合体２の間に
配置され、内部に発熱物質８を含む複数の先行ボイドチ
ャンネル１とからなる炉心が、親物質を含むブランケッ
ト集合体３及び中性子遮蔽体４により取り囲まれてい
る。
発熱物質８は、炉心部７から漏洩する中性子またはガ
ンマ線と反応して発熱するステンレス、タンタル等の金
属が適当である。そして、先行ボイドチャンネル１の下
部から流入する冷却材流量に対する先行ボイドチャンネ
ル内の出力の比が、燃料集合体における流量に対する核
分裂による出力の比に比べ大きくなるように、先行ボイ
ドチャンネル１の発熱物質の発熱量及び流量が設定され
ている。
ンマ線と反応して発熱するステンレス、タンタル等の金
属が適当である。そして、先行ボイドチャンネル１の下
部から流入する冷却材流量に対する先行ボイドチャンネ
ル内の出力の比が、燃料集合体における流量に対する核
分裂による出力の比に比べ大きくなるように、先行ボイ
ドチャンネル１の発熱物質の発熱量及び流量が設定され
ている。
次に本実施例の作用について説明する。冷却材流量が
減少した場合、先行ボイドチャンネル１は出力／流量の
比が大きいため最初にボイド化する。続いて燃料集合体
２もボイド化するが、先行ボイドチャンネル１がボイド
化しているため、燃料集合体２で発生した中性子は、先
行ボイドチャンネル１から炉心上下方向に漏洩し、負の
反応度効果を与える。炉心外から気体が流入する場合
は、先行ボイドチャンネル１が燃料集合体２と同時にボ
イド化する。このため、燃料集合体４で発生した中性子
は、先行ボイドチャンネル１から炉心上下方向に漏洩
し、負の反応効果を与える。
減少した場合、先行ボイドチャンネル１は出力／流量の
比が大きいため最初にボイド化する。続いて燃料集合体
２もボイド化するが、先行ボイドチャンネル１がボイド
化しているため、燃料集合体２で発生した中性子は、先
行ボイドチャンネル１から炉心上下方向に漏洩し、負の
反応度効果を与える。炉心外から気体が流入する場合
は、先行ボイドチャンネル１が燃料集合体２と同時にボ
イド化する。このため、燃料集合体４で発生した中性子
は、先行ボイドチャンネル１から炉心上下方向に漏洩
し、負の反応効果を与える。
この結果、本実施例の炉心のナトリウムボイド反応度
は、先行ボイドチャンネルの無い炉心に比べ低減でき
る。
は、先行ボイドチャンネルの無い炉心に比べ低減でき
る。
例えば、炉心高さが60cm、炉心直径が約330cmの場
合、先行ボイドチャンネルが無い場合の365日燃焼後の
炉心高さナトリウムボイド反応度は、約３＄であるが、
先行ボイドチャンネルを、第２図の様に配置した場合
の、同一サイズの炉心でのナトリウムボイド反応度は炉
心高さ部ナトリウムボイド反応度は約０＄となる。ま
た、先行ボイドチャンネル１が軸ブランケット部までボ
イド化した場合のナトリウムボイド反応度は、約−４＄
となる。
合、先行ボイドチャンネルが無い場合の365日燃焼後の
炉心高さナトリウムボイド反応度は、約３＄であるが、
先行ボイドチャンネルを、第２図の様に配置した場合
の、同一サイズの炉心でのナトリウムボイド反応度は炉
心高さ部ナトリウムボイド反応度は約０＄となる。ま
た、先行ボイドチャンネル１が軸ブランケット部までボ
イド化した場合のナトリウムボイド反応度は、約−４＄
となる。
本発明の先行ボイドチャンネル１の配置は、上記例に
限られるものでなく、また、先行ボイドチャンネル内の
発熱物質は上記例に限られるものではない。即ち、先行
ボイドチャンネルの配置は、ボイド時にナトリウムボイ
ド反応度をほぼ零または負になるよう配置されれば良
く、発熱物質は発熱量が上記作用を満足するように設定
されていれば良い。
限られるものでなく、また、先行ボイドチャンネル内の
発熱物質は上記例に限られるものではない。即ち、先行
ボイドチャンネルの配置は、ボイド時にナトリウムボイ
ド反応度をほぼ零または負になるよう配置されれば良
く、発熱物質は発熱量が上記作用を満足するように設定
されていれば良い。
従って、先行ボイドチャンネルとして、従来制御棒チ
ャンネルとして炉心に配置されていたチャンネルを上記
作用を有するように変更しても良い。
ャンネルとして炉心に配置されていたチャンネルを上記
作用を有するように変更しても良い。
本発明により高速炉炉心のナトリウムボイド反応度
は、先行ボイドチャンネルの無い炉心に比べ低減でき、
安全性、許認可性が大きく向上する。
は、先行ボイドチャンネルの無い炉心に比べ低減でき、
安全性、許認可性が大きく向上する。
第１図および第２図は本発明の一実施例を示し、第１図
はその縦断面図、第２図はその横断面図である。 １……先行ボイドチャンネル、２……燃料集合体。
はその縦断面図、第２図はその横断面図である。 １……先行ボイドチャンネル、２……燃料集合体。
Claims (1)
- 【請求項１】核分裂性物質を装荷した燃料集合体と、前
記燃料集合体の間に配置され、前記燃料集合体から漏洩
する中性子を吸収して発熱する発熱物質を内部に含む先
行ボイドチャンネルであって、前記先行ボイドチャンネ
ル内を流れる冷却材流量に対する前記発熱物質から発生
する出力の比が、前記燃料集合体を冷却する冷却材流量
に対する前記燃料集合体の核反応による発熱で得られる
出力の比よりも大きい先行ボイドチャンネルとを備えて
なる高速炉の炉心。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2259641A JP2899389B2 (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 高速炉の炉心 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2259641A JP2899389B2 (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 高速炉の炉心 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04138397A JPH04138397A (ja) | 1992-05-12 |
| JP2899389B2 true JP2899389B2 (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=17336884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2259641A Expired - Fee Related JP2899389B2 (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 高速炉の炉心 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2899389B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5443199B2 (ja) * | 2010-02-19 | 2014-03-19 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 高速増殖炉の炉心構造 |
-
1990
- 1990-09-28 JP JP2259641A patent/JP2899389B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04138397A (ja) | 1992-05-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Manzel et al. | Manufacturing and irradiation experience with UO/sub 2//Gd/sub 2/O/sub 3/fuel | |
| EP0554451B1 (en) | Manufacture of mox fuel for a thermal nuclear reactor | |
| US4642216A (en) | Control rod cluster arrangement | |
| Mac Donald et al. | Design of an Actinide-Burning, Lead or Lead-Bismuth Cooled Reactor that Produces Low-Cost Electricity | |
| US3205139A (en) | High temperature reactor with specific distribution of non-1/v. absorber and fertilematerial | |
| CA2097412C (en) | Fuel bundle for use in heavy water cooled reactors | |
| JPH0450551B2 (ja) | ||
| JP2899389B2 (ja) | 高速炉の炉心 | |
| JP2953844B2 (ja) | 超ウラン元素の消滅処理炉心 | |
| GB1029712A (en) | Improvements in or relating to nuclear reactors | |
| Jevremovic et al. | Conceptual design of an indirect-cycle, supercritical-steam-cooled fast breeder reactor with negative coolant void reactivity characteristics | |
| Chang et al. | Core concepts for zero-sodium-void-worth core''in metal fuelled fast reactor | |
| JP2911058B2 (ja) | 高速炉炉心 | |
| Fischer et al. | Fast-mixed spectrum reactor interim report initial feasibility study | |
| Lee et al. | Conceptual design of PFBR core | |
| Tsvetkov et al. | Introductory design considerations | |
| JP2942622B2 (ja) | 原子炉用燃料集合体 | |
| JP2731599B2 (ja) | 沸騰水型原子炉及びその燃料装荷方法 | |
| JP2502173B2 (ja) | 高速炉炉心 | |
| JP2914801B2 (ja) | 高速炉の炉心 | |
| Kim et al. | Feasibility and configuration of a mixed spectrum supercritical water reactor | |
| JPH07306282A (ja) | 長寿命核種消滅処理用集合体及び原子炉の炉心 | |
| JPS6367870B2 (ja) | ||
| Brogli et al. | Results of the verification period 1985–1990 of the German-Swiss high converting reactor PWR-C1 | |
| Hejzlar et al. | Physics characteristics of a large, passive, pressure tube light water reactor with voided calandria |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |