JP3309797B2 - 燃料集合体 - Google Patents
燃料集合体Info
- Publication number
- JP3309797B2 JP3309797B2 JP06811298A JP6811298A JP3309797B2 JP 3309797 B2 JP3309797 B2 JP 3309797B2 JP 06811298 A JP06811298 A JP 06811298A JP 6811298 A JP6811298 A JP 6811298A JP 3309797 B2 JP3309797 B2 JP 3309797B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- long
- short
- fuel rod
- rod
- 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
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は沸騰水型原子炉（Ｂ
ＷＲ）に装荷される燃料集合体に係り、特に、ウランと
プルトニウムの混合酸化物であるＭＯＸ燃料を備えたＭ
ＯＸ燃料集合体に用いるのに好適な燃料集合体に関す
る。
ＷＲ）に装荷される燃料集合体に係り、特に、ウランと
プルトニウムの混合酸化物であるＭＯＸ燃料を備えたＭ
ＯＸ燃料集合体に用いるのに好適な燃料集合体に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ＭＯＸ燃料集合体に関する従来技術とし
ては、例えば特開平7−301688 号公報がある。同公報に
は、ウラン燃料を装荷した短尺燃料棒と、可燃性毒物入
りのウラン燃料を装荷した長尺燃料棒とを燃料集合体の
最外周に配置することにより、炉停止余裕を確保しつつ
富化度種類数を減らす技術が記載されている。また、熱
的特性を改善するために、軸方向下部のみに可燃性毒物
を添加したウラン燃料棒を用いて軸方向出力分布を制御
する技術も記載されている。
ては、例えば特開平7−301688 号公報がある。同公報に
は、ウラン燃料を装荷した短尺燃料棒と、可燃性毒物入
りのウラン燃料を装荷した長尺燃料棒とを燃料集合体の
最外周に配置することにより、炉停止余裕を確保しつつ
富化度種類数を減らす技術が記載されている。また、熱
的特性を改善するために、軸方向下部のみに可燃性毒物
を添加したウラン燃料棒を用いて軸方向出力分布を制御
する技術も記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】沸騰水型原子炉では、
冷却材と中性子の減速材の両方の機能を有する軽水が燃
料集合体中を流れる間に沸騰し、ボイドが発生する。こ
の沸騰の程度を表すボイド率は、燃料集合体の下部で小
さく、燃料集合体の上部で大きい。ボイド率に関係する
重要な因子に、ボイド反応度係数がある。この係数は、
体積割合で１％のボイドが発生した場合に投入される負
の反応度を表し、沸騰水型原子炉では常に負の値をと
る。ボイド反応度係数の絶対値は、燃料集合体内の中性
子の減速が促進されると小さくなる。
冷却材と中性子の減速材の両方の機能を有する軽水が燃
料集合体中を流れる間に沸騰し、ボイドが発生する。こ
の沸騰の程度を表すボイド率は、燃料集合体の下部で小
さく、燃料集合体の上部で大きい。ボイド率に関係する
重要な因子に、ボイド反応度係数がある。この係数は、
体積割合で１％のボイドが発生した場合に投入される負
の反応度を表し、沸騰水型原子炉では常に負の値をと
る。ボイド反応度係数の絶対値は、燃料集合体内の中性
子の減速が促進されると小さくなる。
【０００４】沸騰水型原子炉の燃料集合体では、上部と
下部のボイド率の差に起因して、平均的な軸方向出力分
布が下部に歪む傾向がある。即ち、下部の出力の方が上
部の出力よりも高くなる。この傾向は、新しい燃料集合
体が装荷された後の燃焼初期に特に顕著になる。この軸
方向出力分布の歪みは、ＭＯＸ燃料集合体の方がウラン
燃料集合体よりも増大する。これは、プルトニウムの中
性子吸収断面積がウランよりも大きいためである。
下部のボイド率の差に起因して、平均的な軸方向出力分
布が下部に歪む傾向がある。即ち、下部の出力の方が上
部の出力よりも高くなる。この傾向は、新しい燃料集合
体が装荷された後の燃焼初期に特に顕著になる。この軸
方向出力分布の歪みは、ＭＯＸ燃料集合体の方がウラン
燃料集合体よりも増大する。これは、プルトニウムの中
性子吸収断面積がウランよりも大きいためである。
【０００５】上記の従来技術では、短尺燃料棒を燃料集
合体の最外周に配置しているので、燃料集合体の上部横
断面でのボイド反応度係数が低減する。このため、軸方
向出力分布をある程度平坦化できるものの、必ずしも十
分とは言えなかった。
合体の最外周に配置しているので、燃料集合体の上部横
断面でのボイド反応度係数が低減する。このため、軸方
向出力分布をある程度平坦化できるものの、必ずしも十
分とは言えなかった。
【０００６】
【０００７】本発明の目的は、ＭＯＸ燃料を装荷した場
合でも、燃焼初期の軸方向出力分布を十分に平坦化で
き、運転サイクル末期における炉停止余裕も改善できる
燃料集合体を提供することにある。
合でも、燃焼初期の軸方向出力分布を十分に平坦化で
き、運転サイクル末期における炉停止余裕も改善できる
燃料集合体を提供することにある。
【０００８】
【０００９】上記目的を達成するために、本発明は、燃
料有効長が相対的に長い長尺燃料棒と、該長尺燃料棒よ
りも燃料有効長が短い短尺燃料棒とを９行９列以上の正
方格子状に配列した沸騰水型原子炉用の燃料集合体にお
いて、前記長尺燃料棒は、ウランとプルトニウムの混合
酸化物であるＭＯＸ燃料が充填された第１長尺燃料棒
と、可燃性毒物を添加したウラン燃料が充填された第２
長尺燃料棒とを有し、前記短尺燃料棒は可燃性毒物を添
加したウラン燃料が充填された第１短尺燃料棒を有し、
前記第２長尺燃料棒を前記第１短尺燃料棒の燃料有効長
の上端位置を境界として上部領域と下部領域とに分けた
場合、少なくとも１本の前記第１短尺燃料棒の平均ウラ
ン濃縮度が、各第２長尺燃料棒の上部領域の平均ウラン
濃縮度及び下部領域の平均ウラン濃縮度のうちの最高の
平均ウラン濃縮度よりも高い。
料有効長が相対的に長い長尺燃料棒と、該長尺燃料棒よ
りも燃料有効長が短い短尺燃料棒とを９行９列以上の正
方格子状に配列した沸騰水型原子炉用の燃料集合体にお
いて、前記長尺燃料棒は、ウランとプルトニウムの混合
酸化物であるＭＯＸ燃料が充填された第１長尺燃料棒
と、可燃性毒物を添加したウラン燃料が充填された第２
長尺燃料棒とを有し、前記短尺燃料棒は可燃性毒物を添
加したウラン燃料が充填された第１短尺燃料棒を有し、
前記第２長尺燃料棒を前記第１短尺燃料棒の燃料有効長
の上端位置を境界として上部領域と下部領域とに分けた
場合、少なくとも１本の前記第１短尺燃料棒の平均ウラ
ン濃縮度が、各第２長尺燃料棒の上部領域の平均ウラン
濃縮度及び下部領域の平均ウラン濃縮度のうちの最高の
平均ウラン濃縮度よりも高い。
【００１０】好ましくは、上記本発明において、少なく
とも１本の前記第１短尺燃料棒の平均可燃性毒物濃度
が、各第２長尺燃料棒の上部領域の平均可燃性毒物濃度
及び下部領域の平均可燃性毒物濃度のうちの最高の平均
可燃性毒物濃度以下である。
とも１本の前記第１短尺燃料棒の平均可燃性毒物濃度
が、各第２長尺燃料棒の上部領域の平均可燃性毒物濃度
及び下部領域の平均可燃性毒物濃度のうちの最高の平均
可燃性毒物濃度以下である。
【００１１】
【発明の実施の形態】（実施例１）本発明の燃料集合体
の第１実施例を図１及び図２を用いて説明する。図１は
第１実施例の横断面図を、図２は第１実施例の縦断面図
を、それぞれ示す。本燃料集合体は、四角筒型のチャン
ネルボックス１と、チャンネルボックス１の内部に収納
される燃料バンドルからなる。
の第１実施例を図１及び図２を用いて説明する。図１は
第１実施例の横断面図を、図２は第１実施例の縦断面図
を、それぞれ示す。本燃料集合体は、四角筒型のチャン
ネルボックス１と、チャンネルボックス１の内部に収納
される燃料バンドルからなる。
【００１２】燃料バンドルは、９行９列の正方格子状に
配列された長尺燃料棒２及び短尺燃料棒３，水ロッド
５，長尺燃料棒２の上端を支持する上部タイプレート
６，長尺燃料棒２及び短尺燃料棒３の下端を支持する下
部タイプレート８，燃料棒間の間隔を保持するスペーサ
４などから構成される。２本の横断面が円形で太径の水
ロッド５が、燃料集合体の中央部の７本の燃料棒が配置
可能な領域に、対角線上に配置されている。図１では、
燃料集合体と共に、横断面が十字形の制御棒７も示して
いる。
配列された長尺燃料棒２及び短尺燃料棒３，水ロッド
５，長尺燃料棒２の上端を支持する上部タイプレート
６，長尺燃料棒２及び短尺燃料棒３の下端を支持する下
部タイプレート８，燃料棒間の間隔を保持するスペーサ
４などから構成される。２本の横断面が円形で太径の水
ロッド５が、燃料集合体の中央部の７本の燃料棒が配置
可能な領域に、対角線上に配置されている。図１では、
燃料集合体と共に、横断面が十字形の制御棒７も示して
いる。
【００１３】長尺燃料棒２は、長尺ＭＯＸ燃料棒１１〜
１４と、長尺ガドリニア入りウラン燃料棒（以下、長尺
Ｇｄ燃料棒という）１５とからなる。短尺燃料棒３は、
短尺ウラン燃料棒（以下、短尺Ｕ燃料棒という）１６
と、短尺ガドリニア入りウラン燃料棒（以下、短尺Ｇｄ
燃料棒という）１７とからなる。短尺燃料棒３の燃料有
効長は、長尺燃料棒２の燃料有効長の１５／２４であ
る。長尺ＭＯＸ燃料棒１１〜１４のＰｕ富化度はａ〜ｄ
で表され、ａ＜ｂ＜ｃ＜ｄの関係にある。
１４と、長尺ガドリニア入りウラン燃料棒（以下、長尺
Ｇｄ燃料棒という）１５とからなる。短尺燃料棒３は、
短尺ウラン燃料棒（以下、短尺Ｕ燃料棒という）１６
と、短尺ガドリニア入りウラン燃料棒（以下、短尺Ｇｄ
燃料棒という）１７とからなる。短尺燃料棒３の燃料有
効長は、長尺燃料棒２の燃料有効長の１５／２４であ
る。長尺ＭＯＸ燃料棒１１〜１４のＰｕ富化度はａ〜ｄ
で表され、ａ＜ｂ＜ｃ＜ｄの関係にある。
【００１４】長尺Ｇｄ燃料棒１５，短尺Ｕ燃料棒１６及
び短尺Ｇｄ燃料棒１７の平均ウラン濃縮度（以下、単に
ウラン濃縮度という）は、それぞれｅ，ｆ及びｇで表さ
れる。長尺Ｇｄ燃料棒１５は、短尺燃料棒３の燃料有効
長の上端を境界として、上部領域と下部領域とに分けら
れる。上部領域及び下部領域のウラン濃縮度は、それぞ
れｈ及びｉで表される。
び短尺Ｇｄ燃料棒１７の平均ウラン濃縮度（以下、単に
ウラン濃縮度という）は、それぞれｅ，ｆ及びｇで表さ
れる。長尺Ｇｄ燃料棒１５は、短尺燃料棒３の燃料有効
長の上端を境界として、上部領域と下部領域とに分けら
れる。上部領域及び下部領域のウラン濃縮度は、それぞ
れｈ及びｉで表される。
【００１５】長尺Ｇｄ燃料棒１５における上部領域のウ
ラン濃縮度ｈ，下部領域のウラン濃縮度ｉと、短尺Ｇｄ
燃料棒１７のウラン濃縮度ｇとの間には、ｉ＜ｈ＜ｇの
関係が成り立つ。長尺Ｇｄ燃料棒１５のウラン濃縮度ｅ
と、短尺Ｇｄ燃料棒１７のウラン濃縮度ｇとの間には、
ｅ＜ｇの関係が成り立つ。また、長尺Ｇｄ燃料棒１５及
び短尺Ｇｄ燃料棒１７の平均ガドリニア濃度（以下、単
にＧｄ濃度という）は、Ｇ1 及びＧ2 で表され、Ｇ2＜
Ｇ1の関係が成り立つ。
ラン濃縮度ｈ，下部領域のウラン濃縮度ｉと、短尺Ｇｄ
燃料棒１７のウラン濃縮度ｇとの間には、ｉ＜ｈ＜ｇの
関係が成り立つ。長尺Ｇｄ燃料棒１５のウラン濃縮度ｅ
と、短尺Ｇｄ燃料棒１７のウラン濃縮度ｇとの間には、
ｅ＜ｇの関係が成り立つ。また、長尺Ｇｄ燃料棒１５及
び短尺Ｇｄ燃料棒１７の平均ガドリニア濃度（以下、単
にＧｄ濃度という）は、Ｇ1 及びＧ2 で表され、Ｇ2＜
Ｇ1の関係が成り立つ。
【００１６】４本の短尺Ｇｄ燃料棒１７が、燃料集合体
の最外周の各辺の中央に配置されている。４本の短尺Ｕ
燃料棒１６が、燃料集合体の最外周から２層目の各コー
ナーに配置されている。長尺Ｇｄ燃料棒１５は、燃料集
合体の最外周から２層目の各辺の中央付近に８本、２本
の水ロッド５に隣接する位置に２本配置されている。本
実施例では、燃料集合体中の８本の短尺燃料棒３のう
ち、４本を短尺Ｇｄ燃料棒１７とした。即ち、燃料集合
体の下部横断面におけるＧｄ燃料棒の数を、上部横断面
におけるＧｄ燃料棒の数よりも４本多くした。ここで、
上部横断面とは短尺燃料棒３の燃料有効長の上端よりも
上側の領域の横断面を指し、下部横断面とは短尺燃料棒
３の燃料有効長の上端よりも下側の領域の横断面を指
す。
の最外周の各辺の中央に配置されている。４本の短尺Ｕ
燃料棒１６が、燃料集合体の最外周から２層目の各コー
ナーに配置されている。長尺Ｇｄ燃料棒１５は、燃料集
合体の最外周から２層目の各辺の中央付近に８本、２本
の水ロッド５に隣接する位置に２本配置されている。本
実施例では、燃料集合体中の８本の短尺燃料棒３のう
ち、４本を短尺Ｇｄ燃料棒１７とした。即ち、燃料集合
体の下部横断面におけるＧｄ燃料棒の数を、上部横断面
におけるＧｄ燃料棒の数よりも４本多くした。ここで、
上部横断面とは短尺燃料棒３の燃料有効長の上端よりも
上側の領域の横断面を指し、下部横断面とは短尺燃料棒
３の燃料有効長の上端よりも下側の領域の横断面を指
す。
【００１７】次に、Ｇｄ燃料棒の数を燃料集合体の上部
横断面よりも下部横断面で多くしたことによる作用を図
１１を用いて説明する。図１１は、燃料集合体の燃焼度
と無限増倍率（反応度）との関係を示す。ここでは、全
ての燃料棒の燃料有効長が等しい場合を想定している。
図中、ａはＧｄ燃料棒が無い場合、ｂはＧｄ燃料棒が有
る場合、ｃはｂよりもＧｄ燃料棒の数を増やした場合、
にそれぞれ対応する。ｂとｃでは、同じＧｄ濃度を想定
している。
横断面よりも下部横断面で多くしたことによる作用を図
１１を用いて説明する。図１１は、燃料集合体の燃焼度
と無限増倍率（反応度）との関係を示す。ここでは、全
ての燃料棒の燃料有効長が等しい場合を想定している。
図中、ａはＧｄ燃料棒が無い場合、ｂはＧｄ燃料棒が有
る場合、ｃはｂよりもＧｄ燃料棒の数を増やした場合、
にそれぞれ対応する。ｂとｃでは、同じＧｄ濃度を想定
している。
【００１８】ａでは可燃性毒物であるＧｄが無いので、
燃焼度の増大に伴って無限増倍率は単調減少する。ｂで
はＧｄが有るため、燃焼初期の無限増倍率は小さく抑え
られ、Ｇｄが燃焼するのに伴い無限増倍率が増大する。
Ｇｄが燃焼し尽くすと、無限増倍率は燃焼度の増大に伴
い減少する。ｃではｂよりもＧｄ燃料棒の数が多いた
め、燃焼初期の無限増倍率は更に小さくなる。即ち、Ｇ
ｄ燃料棒の数を増やすことにより、燃焼初期の無限増倍
率を効果的に抑制できる。
燃焼度の増大に伴って無限増倍率は単調減少する。ｂで
はＧｄが有るため、燃焼初期の無限増倍率は小さく抑え
られ、Ｇｄが燃焼するのに伴い無限増倍率が増大する。
Ｇｄが燃焼し尽くすと、無限増倍率は燃焼度の増大に伴
い減少する。ｃではｂよりもＧｄ燃料棒の数が多いた
め、燃焼初期の無限増倍率は更に小さくなる。即ち、Ｇ
ｄ燃料棒の数を増やすことにより、燃焼初期の無限増倍
率を効果的に抑制できる。
【００１９】本実施例では、４本の短尺燃料棒を短尺Ｇ
ｄ燃料棒１７としたことにより、燃焼初期におけるガド
リニアの反応度抑制効果は、上部横断面よりも下部横断
面の方が大きくなる。これに伴い、下部横断面における
無限増倍率は、上部横断面における無限増倍率に比べて
相対的に小さくなる。従って、軸方向出力分布が下部に
歪む傾向が著しいＭＯＸ燃料集合体でも、燃焼初期の軸
方向出力分布を十分に平坦化できる。
ｄ燃料棒１７としたことにより、燃焼初期におけるガド
リニアの反応度抑制効果は、上部横断面よりも下部横断
面の方が大きくなる。これに伴い、下部横断面における
無限増倍率は、上部横断面における無限増倍率に比べて
相対的に小さくなる。従って、軸方向出力分布が下部に
歪む傾向が著しいＭＯＸ燃料集合体でも、燃焼初期の軸
方向出力分布を十分に平坦化できる。
【００２０】また、短尺燃料棒３を燃料集合体の最外周
に配置したことにより、上部横断面でのボイド反応度係
数が小さくなるので、これも軸方向出力分布の平坦化に
寄与する。更に、ガドリニア入りの短尺Ｇｄ燃料棒１７
を燃料集合体の最外周に配置したことにより、下部横断
面におけるガドリニアの反応度抑制効果が大きくなるの
で、軸方向出力分布の平坦化をより効果的に達成でき
る。従って、少ない数のＧｄ燃料棒で、熱的余裕の大き
な燃料集合体を設計できる。
に配置したことにより、上部横断面でのボイド反応度係
数が小さくなるので、これも軸方向出力分布の平坦化に
寄与する。更に、ガドリニア入りの短尺Ｇｄ燃料棒１７
を燃料集合体の最外周に配置したことにより、下部横断
面におけるガドリニアの反応度抑制効果が大きくなるの
で、軸方向出力分布の平坦化をより効果的に達成でき
る。従って、少ない数のＧｄ燃料棒で、熱的余裕の大き
な燃料集合体を設計できる。
【００２１】次に、長尺Ｇｄ燃料棒１５と短尺Ｇｄ燃料
棒１７のウラン濃縮度が、ｉ＜ｈ＜ｇの関係を満たすこ
とによる効果を、図１２を用いて説明する。図１２は、
燃焼度と無限増倍率の関係を示す。
棒１７のウラン濃縮度が、ｉ＜ｈ＜ｇの関係を満たすこ
とによる効果を、図１２を用いて説明する。図１２は、
燃焼度と無限増倍率の関係を示す。
【００２２】図１２のｃ及びｄは、図１の燃料集合体
で、長尺Ｇｄ燃料棒１５と短尺Ｇｄ燃料棒１７以外の燃
料棒を長尺ＭＯＸ燃料棒とした場合における、上部横断
面及び下部横断面の無限増倍率を示す。図１２のａ及び
ｂは、図１の燃料集合体で、短尺Ｇｄ燃料棒１７を短尺
ＭＯＸ燃料棒に替え、長尺Ｇｄ燃料棒１５以外の燃料棒
を長尺ＭＯＸ燃料棒とした場合における、上部横断面及
び下部横断面の無限増倍率を示す。
で、長尺Ｇｄ燃料棒１５と短尺Ｇｄ燃料棒１７以外の燃
料棒を長尺ＭＯＸ燃料棒とした場合における、上部横断
面及び下部横断面の無限増倍率を示す。図１２のａ及び
ｂは、図１の燃料集合体で、短尺Ｇｄ燃料棒１７を短尺
ＭＯＸ燃料棒に替え、長尺Ｇｄ燃料棒１５以外の燃料棒
を長尺ＭＯＸ燃料棒とした場合における、上部横断面及
び下部横断面の無限増倍率を示す。
【００２３】図１２から、無限増倍率が最大となる燃焼
度における上部横断面と下部横断面の無限増倍率の差
（以下、無限増倍率の上下差という）は、ｃとｄの方が
小さい。これは、以下の理由による。ｃとｄの場合、下
部横断面でのウラン燃料の割合が上部横断面に比べて増
大し、下部横断面での中性子スペクトルが柔らかくな
る。このため、下部横断面の無限増倍率の最大値が相対
的に大きくなり、上部横断面では反対の現象により無限
増倍率の最大値が相対的に小さくなる。このようにし
て、ｃとｄの方が無限増倍率の上下差が小さくなる。
尚、これはＭＯＸ燃料棒とウラン燃料棒が混在した燃料
集合体で顕著な現象である。
度における上部横断面と下部横断面の無限増倍率の差
（以下、無限増倍率の上下差という）は、ｃとｄの方が
小さい。これは、以下の理由による。ｃとｄの場合、下
部横断面でのウラン燃料の割合が上部横断面に比べて増
大し、下部横断面での中性子スペクトルが柔らかくな
る。このため、下部横断面の無限増倍率の最大値が相対
的に大きくなり、上部横断面では反対の現象により無限
増倍率の最大値が相対的に小さくなる。このようにし
て、ｃとｄの方が無限増倍率の上下差が小さくなる。
尚、これはＭＯＸ燃料棒とウラン燃料棒が混在した燃料
集合体で顕著な現象である。
【００２４】次に、重要な炉心特性である炉停止余裕に
ついて説明する。炉停止余裕は、原子炉が停止して原子
炉内の温度が低下した場合に、原子炉が停止するか否か
の指標である。炉停止余裕は、その状態において燃料集
合体の出力分布が下歪みになっている方が改善される。
ついて説明する。炉停止余裕は、原子炉が停止して原子
炉内の温度が低下した場合に、原子炉が停止するか否か
の指標である。炉停止余裕は、その状態において燃料集
合体の出力分布が下歪みになっている方が改善される。
【００２５】ところで、原子炉は、１つの運転サイクル
の期間連続して運転される。一般に、Ｇｄ燃料棒のＧｄ
による反応度抑制効果は、燃料集合体が最初に原子炉に
装荷されてから、次に原子炉を停止して燃料集合体が装
荷されるまでの間、持続するように設計される。つま
り、原子炉に新しく装荷される燃料集合体の無限増倍率
は、原子炉の運転初期に小さく、原子炉が初めて停止す
るときに最大となる。よって、図１２の無限増倍率が最
大となる燃焼度は、Ｇｄが燃え尽きる運転サイクル末期
に相当する。
の期間連続して運転される。一般に、Ｇｄ燃料棒のＧｄ
による反応度抑制効果は、燃料集合体が最初に原子炉に
装荷されてから、次に原子炉を停止して燃料集合体が装
荷されるまでの間、持続するように設計される。つま
り、原子炉に新しく装荷される燃料集合体の無限増倍率
は、原子炉の運転初期に小さく、原子炉が初めて停止す
るときに最大となる。よって、図１２の無限増倍率が最
大となる燃焼度は、Ｇｄが燃え尽きる運転サイクル末期
に相当する。
【００２６】本実施例のように、短尺Ｇｄ燃料棒１７の
ウラン濃縮度を長尺Ｇｄ燃料棒１５のウラン濃縮度より
も高くすることにより、上述した理由で無限増倍率の上
下差が小さくなる。従って、原子炉の温度低下時の出力
分布が下歪みになるので、炉停止余裕は改善される。
ウラン濃縮度を長尺Ｇｄ燃料棒１５のウラン濃縮度より
も高くすることにより、上述した理由で無限増倍率の上
下差が小さくなる。従って、原子炉の温度低下時の出力
分布が下歪みになるので、炉停止余裕は改善される。
【００２７】また、ウラン濃縮度が相対的に高い短尺Ｇ
ｄ燃料棒１７では、出力が増大することによりＧｄの燃
焼が促進される。つまり、運転サイクル末期での下部横
断面のＧｄの反応度抑制効果が低減し、無限増倍率が大
きくなる。このことは、運転サイクル末期での無限増倍
率の上下差を小さくする傾向を促進する。このように、
本実施例によれば、運転サイクル末期における炉停止余
裕を改善できる。
ｄ燃料棒１７では、出力が増大することによりＧｄの燃
焼が促進される。つまり、運転サイクル末期での下部横
断面のＧｄの反応度抑制効果が低減し、無限増倍率が大
きくなる。このことは、運転サイクル末期での無限増倍
率の上下差を小さくする傾向を促進する。このように、
本実施例によれば、運転サイクル末期における炉停止余
裕を改善できる。
【００２８】さらに、短尺Ｇｄ燃料棒１７のＧｄ濃度Ｇ
2 を長尺Ｇｄ燃料棒１５のＧｄ濃度Ｇ1 よりも低くした
ことにより、短尺Ｇｄ燃料棒１７の方が、長尺Ｇｄ燃料
棒１５に比べてＧｄが早くなくなる。従って、その分下
部横断面の無限増倍率は、上部横断面の無限増倍率に比
べて相対的に増大する。これも運転サイクル末期での無
限増倍率の上下差を小さくするので、運転サイクル末期
における炉停止余裕の改善に寄与する。
2 を長尺Ｇｄ燃料棒１５のＧｄ濃度Ｇ1 よりも低くした
ことにより、短尺Ｇｄ燃料棒１７の方が、長尺Ｇｄ燃料
棒１５に比べてＧｄが早くなくなる。従って、その分下
部横断面の無限増倍率は、上部横断面の無限増倍率に比
べて相対的に増大する。これも運転サイクル末期での無
限増倍率の上下差を小さくするので、運転サイクル末期
における炉停止余裕の改善に寄与する。
【００２９】（実施例２）次に、本発明の燃料集合体の
第２実施例を図３を用いて説明する。図３は第２実施例
の横断面図を示す。本実施例でも、短尺燃料棒３の配置
は、第１実施例と同じである。即ち、４本の短尺Ｇｄ燃
料棒１７が燃料集合体の最外周の各辺の中央に配置され
ており、４本の短尺Ｕ燃料棒１６が燃料集合体の最外周
から２層目の各コーナーに配置されている。
第２実施例を図３を用いて説明する。図３は第２実施例
の横断面図を示す。本実施例でも、短尺燃料棒３の配置
は、第１実施例と同じである。即ち、４本の短尺Ｇｄ燃
料棒１７が燃料集合体の最外周の各辺の中央に配置され
ており、４本の短尺Ｕ燃料棒１６が燃料集合体の最外周
から２層目の各コーナーに配置されている。
【００３０】本実施例が第１実施例と異なる点は、長尺
Ｇｄ燃料棒１５が短尺Ｇｄ燃料棒１７に最も接近して配
置されていることである。即ち、４本の長尺Ｇｄ燃料棒
１５が、燃料集合体の最外周から２層目の各辺の中央に
配置されている。残りの６本の長尺Ｇｄ燃料棒１５は、
水ロッド５に隣接する位置に配置されている。その他の
構成は第１実施例と同じであるので、ここでは説明を省
略する。
Ｇｄ燃料棒１５が短尺Ｇｄ燃料棒１７に最も接近して配
置されていることである。即ち、４本の長尺Ｇｄ燃料棒
１５が、燃料集合体の最外周から２層目の各辺の中央に
配置されている。残りの６本の長尺Ｇｄ燃料棒１５は、
水ロッド５に隣接する位置に配置されている。その他の
構成は第１実施例と同じであるので、ここでは説明を省
略する。
【００３１】本実施例でも、第１実施例と同じ理由で、
燃焼初期の軸方向出力分布を十分に平坦化できると共
に、運転サイクル末期における炉停止余裕を改善でき
る。また、本実施例では、長尺Ｇｄ燃料棒１５を短尺Ｇ
ｄ燃料棒１７に最も接近して配置したことにより、下部
横断面では、Ｇｄ燃料棒が最も接近している領域が４ヶ
所存在する。このため、下部横断面におけるガドリニア
の反応度抑制効果は、第１実施例よりも小さくなる。一
方、上部横断面では、長尺Ｇｄ燃料棒１５よりも外側
（水ギャップ側）に燃料棒が存在しないので、ガドリニ
アの反応度抑制効果は第１実施例よりも大きくなる。
燃焼初期の軸方向出力分布を十分に平坦化できると共
に、運転サイクル末期における炉停止余裕を改善でき
る。また、本実施例では、長尺Ｇｄ燃料棒１５を短尺Ｇ
ｄ燃料棒１７に最も接近して配置したことにより、下部
横断面では、Ｇｄ燃料棒が最も接近している領域が４ヶ
所存在する。このため、下部横断面におけるガドリニア
の反応度抑制効果は、第１実施例よりも小さくなる。一
方、上部横断面では、長尺Ｇｄ燃料棒１５よりも外側
（水ギャップ側）に燃料棒が存在しないので、ガドリニ
アの反応度抑制効果は第１実施例よりも大きくなる。
【００３２】従って、長尺Ｇｄ燃料棒１５と短尺Ｇｄ燃
料棒１７が最も接近している領域の数を調節することに
より、軸方向出力分布を適切に制御することが可能とな
る。 （実施例３）次に、本発明の燃料集合体の第３実施例を
図４を用いて説明する。図４は第３実施例の横断面図を
示す。本実施例は、図３の第２実施例において、短尺Ｕ
燃料棒１６を長尺ＭＯＸ燃料棒１４に置き換えた構成で
ある。即ち、４本の短尺燃料棒３の全てが、短尺Ｇｄ燃
料棒１７である。その他の構成は第２実施例と同じであ
るので、ここでは説明を省略する。
料棒１７が最も接近している領域の数を調節することに
より、軸方向出力分布を適切に制御することが可能とな
る。 （実施例３）次に、本発明の燃料集合体の第３実施例を
図４を用いて説明する。図４は第３実施例の横断面図を
示す。本実施例は、図３の第２実施例において、短尺Ｕ
燃料棒１６を長尺ＭＯＸ燃料棒１４に置き換えた構成で
ある。即ち、４本の短尺燃料棒３の全てが、短尺Ｇｄ燃
料棒１７である。その他の構成は第２実施例と同じであ
るので、ここでは説明を省略する。
【００３３】本実施例でも、第２実施例と同じ効果が得
られる。更に、本実施例では、短尺燃料棒３の数を減ら
し、その代わりに長尺ＭＯＸ燃料棒１４を配置したこと
により、燃料集合体一体当たりのプルトニウム装荷量を
増大できる。このプルトニウム装荷量の増大により、Ｍ
ＯＸ燃料集合体の数を減少できるので、燃料経済性を向
上できる。
られる。更に、本実施例では、短尺燃料棒３の数を減ら
し、その代わりに長尺ＭＯＸ燃料棒１４を配置したこと
により、燃料集合体一体当たりのプルトニウム装荷量を
増大できる。このプルトニウム装荷量の増大により、Ｍ
ＯＸ燃料集合体の数を減少できるので、燃料経済性を向
上できる。
【００３４】（実施例４）次に、本発明の燃料集合体の
第４実施例を図５を用いて説明する。図５は第４実施例
の横断面図を示す。本実施例は、図４の第３実施例にお
いて、燃料集合体の最外周から２層目に配置されていた
長尺Ｇｄ燃料棒１５を長尺Ｇｄ燃料棒１８に置き換えた
構成である。長尺Ｇｄ燃料棒１８のウラン濃縮度はｈで
ある。長尺Ｇｄ燃料棒１８の上部横断面及び下部横断面
のＧｄ濃度は、各々Ｇ1 及びＧ2 である。即ち、上部横
断面のＧｄ濃度が下部横断面のＧｄ濃度よりも高い。そ
の他の構成は第３実施例と同じであるので、ここでは説
明を省略する。
第４実施例を図５を用いて説明する。図５は第４実施例
の横断面図を示す。本実施例は、図４の第３実施例にお
いて、燃料集合体の最外周から２層目に配置されていた
長尺Ｇｄ燃料棒１５を長尺Ｇｄ燃料棒１８に置き換えた
構成である。長尺Ｇｄ燃料棒１８のウラン濃縮度はｈで
ある。長尺Ｇｄ燃料棒１８の上部横断面及び下部横断面
のＧｄ濃度は、各々Ｇ1 及びＧ2 である。即ち、上部横
断面のＧｄ濃度が下部横断面のＧｄ濃度よりも高い。そ
の他の構成は第３実施例と同じであるので、ここでは説
明を省略する。
【００３５】本実施例でも、第３実施例と同じ効果が得
られる。更に、本実施例では、長尺Ｇｄ燃料棒１８の上
部横断面のＧｄ濃度を下部横断面のＧｄ濃度よりも高く
したことにより、上部横断面と下部横断面の反応度差を
小さくできる。即ち、長尺Ｇｄ燃料棒１８の上部横断面
と下部横断面のＧｄ濃度を調節することにより、軸方向
出力分布を適切に制御することが可能となる。
られる。更に、本実施例では、長尺Ｇｄ燃料棒１８の上
部横断面のＧｄ濃度を下部横断面のＧｄ濃度よりも高く
したことにより、上部横断面と下部横断面の反応度差を
小さくできる。即ち、長尺Ｇｄ燃料棒１８の上部横断面
と下部横断面のＧｄ濃度を調節することにより、軸方向
出力分布を適切に制御することが可能となる。
【００３６】（実施例５）次に、本発明の燃料集合体の
第５実施例を図６を用いて説明する。図６は第５実施例
の横断面図を示す。本実施例は、図４の第３実施例にお
いて、２本の水ロッド５の両方に隣接する位置に配置さ
れた２本の長尺Ｇｄ燃料棒１５を、長尺Ｇｄ燃料棒１９
に置き換えた構成である。長尺Ｇｄ燃料棒１９は、ウラ
ン濃縮度はｈで、上部横断面のみにガドリニアを添加し
ている。上部横断面のＧｄ濃度は、Ｇ1 である。その他
の構成は第３実施例と同じであるので、ここでは説明を
省略する。
第５実施例を図６を用いて説明する。図６は第５実施例
の横断面図を示す。本実施例は、図４の第３実施例にお
いて、２本の水ロッド５の両方に隣接する位置に配置さ
れた２本の長尺Ｇｄ燃料棒１５を、長尺Ｇｄ燃料棒１９
に置き換えた構成である。長尺Ｇｄ燃料棒１９は、ウラ
ン濃縮度はｈで、上部横断面のみにガドリニアを添加し
ている。上部横断面のＧｄ濃度は、Ｇ1 である。その他
の構成は第３実施例と同じであるので、ここでは説明を
省略する。
【００３７】本実施例でも、第３実施例と同じ効果が得
られる。更に、本実施例では、長尺Ｇｄ燃料棒１９の上
部横断面のみにガドリニアを添加した燃料ペレットを装
荷し、下部横断面にはガドリニアを添加していない燃料
ペレットを装荷したことにより、上部横断面と下部横断
面の反応度差を小さくできる。即ち、長尺Ｇｄ燃料棒１
９の上部横断面のＧｄ濃度を調節することにより、軸方
向出力分布を適切に制御することが可能となる。
られる。更に、本実施例では、長尺Ｇｄ燃料棒１９の上
部横断面のみにガドリニアを添加した燃料ペレットを装
荷し、下部横断面にはガドリニアを添加していない燃料
ペレットを装荷したことにより、上部横断面と下部横断
面の反応度差を小さくできる。即ち、長尺Ｇｄ燃料棒１
９の上部横断面のＧｄ濃度を調節することにより、軸方
向出力分布を適切に制御することが可能となる。
【００３８】（実施例６）次に、本発明の燃料集合体の
第６実施例を図７を用いて説明する。図７は第６実施例
の横断面図を示す。本実施例は、燃料棒の種類は第１実
施例と同じであるが、燃料棒の配置が第１実施例と異な
る。即ち、４本の短尺Ｇｄ燃料棒１７が、燃料集合体の
最外周から２層目の各辺の中央に配置されている。ま
た、長尺Ｇｄ燃料棒１５が１２本に増え、そのうち８本
が、燃料集合体の最外周から２層目におけるコーナーに
隣接する位置に配置されている。
第６実施例を図７を用いて説明する。図７は第６実施例
の横断面図を示す。本実施例は、燃料棒の種類は第１実
施例と同じであるが、燃料棒の配置が第１実施例と異な
る。即ち、４本の短尺Ｇｄ燃料棒１７が、燃料集合体の
最外周から２層目の各辺の中央に配置されている。ま
た、長尺Ｇｄ燃料棒１５が１２本に増え、そのうち８本
が、燃料集合体の最外周から２層目におけるコーナーに
隣接する位置に配置されている。
【００３９】本実施例でも、第１実施例と同様に、４本
の短尺燃料棒を短尺Ｇｄ燃料棒１７としたことにより、
上部横断面と下部横断面の反応度差を大きくできるの
で、軸方向出力分布を十分に平坦化できる。また、短尺
Ｇｄ燃料棒１７のウラン濃縮度を長尺Ｇｄ燃料棒１５の
ウラン濃縮度よりも高くすることにより、運転サイクル
末期における炉停止余裕を改善できる。更に、短尺Ｇｄ
燃料棒１７のＧｄ濃度を長尺Ｇｄ燃料棒１５のＧｄ濃度
よりも低くしたことも、運転サイクル末期における炉停
止余裕の改善に寄与する。
の短尺燃料棒を短尺Ｇｄ燃料棒１７としたことにより、
上部横断面と下部横断面の反応度差を大きくできるの
で、軸方向出力分布を十分に平坦化できる。また、短尺
Ｇｄ燃料棒１７のウラン濃縮度を長尺Ｇｄ燃料棒１５の
ウラン濃縮度よりも高くすることにより、運転サイクル
末期における炉停止余裕を改善できる。更に、短尺Ｇｄ
燃料棒１７のＧｄ濃度を長尺Ｇｄ燃料棒１５のＧｄ濃度
よりも低くしたことも、運転サイクル末期における炉停
止余裕の改善に寄与する。
【００４０】（実施例７）次に、本発明の燃料集合体の
第７実施例を図８を用いて説明する。図８は第７実施例
の横断面図を示す。本燃料集合体は、燃料棒を１０行１
０列の正方格子状に配置し、中央部の１０本の燃料棒が
配置可能な対角線上の領域に３本の太径の水ロッド５を
配置している。
第７実施例を図８を用いて説明する。図８は第７実施例
の横断面図を示す。本燃料集合体は、燃料棒を１０行１
０列の正方格子状に配置し、中央部の１０本の燃料棒が
配置可能な対角線上の領域に３本の太径の水ロッド５を
配置している。
【００４１】燃料棒は、長尺ＭＯＸ燃料棒２０，長尺Ｇ
ｄ燃料棒１５，短尺Ｕ燃料棒１６、及び短尺Ｇｄ燃料棒
１７とからなる。短尺Ｕ燃料棒１６及び短尺Ｇｄ燃料棒
１７の燃料有効長は、長尺ＭＯＸ燃料棒２０及び長尺Ｇ
ｄ燃料棒１５の燃料有効長の１５／２４である。
ｄ燃料棒１５，短尺Ｕ燃料棒１６、及び短尺Ｇｄ燃料棒
１７とからなる。短尺Ｕ燃料棒１６及び短尺Ｇｄ燃料棒
１７の燃料有効長は、長尺ＭＯＸ燃料棒２０及び長尺Ｇ
ｄ燃料棒１５の燃料有効長の１５／２４である。
【００４２】短尺Ｕ燃料棒１６は、燃料集合体の最外周
の各辺の中央部に２本ずつ配置されている。４本の短尺
Ｇｄ燃料棒１７が、３本の水ロッド５のうち２本に隣接
する位置に配置されている。長尺Ｇｄ燃料棒１５は、燃
料集合体の最外周から２層目及び３層目における各コー
ナーに隣接する位置に８本ずつ配置されている。
の各辺の中央部に２本ずつ配置されている。４本の短尺
Ｇｄ燃料棒１７が、３本の水ロッド５のうち２本に隣接
する位置に配置されている。長尺Ｇｄ燃料棒１５は、燃
料集合体の最外周から２層目及び３層目における各コー
ナーに隣接する位置に８本ずつ配置されている。
【００４３】本実施例では、４本の短尺燃料棒を短尺Ｇ
ｄ燃料棒１７としたことにより、上部横断面と下部横断
面の反応度差が大きくなるので、軸方向出力分布を十分
に平坦化できる。また、短尺Ｕ燃料棒１６を燃料集合体
の最外周に配置したことにより、上部横断面でのボイド
反応度係数が小さくなるので、これも軸方向出力分布の
平坦化に寄与する。
ｄ燃料棒１７としたことにより、上部横断面と下部横断
面の反応度差が大きくなるので、軸方向出力分布を十分
に平坦化できる。また、短尺Ｕ燃料棒１６を燃料集合体
の最外周に配置したことにより、上部横断面でのボイド
反応度係数が小さくなるので、これも軸方向出力分布の
平坦化に寄与する。
【００４４】また、短尺Ｇｄ燃料棒１７のウラン濃縮度
を長尺Ｇｄ燃料棒１５のウラン濃縮度よりも高くするこ
と、及び短尺Ｇｄ燃料棒１７のＧｄ濃度を長尺Ｇｄ燃料
棒１５のＧｄ濃度よりも低くすることにより、運転サイ
クル末期における炉停止余裕を改善できる。
を長尺Ｇｄ燃料棒１５のウラン濃縮度よりも高くするこ
と、及び短尺Ｇｄ燃料棒１７のＧｄ濃度を長尺Ｇｄ燃料
棒１５のＧｄ濃度よりも低くすることにより、運転サイ
クル末期における炉停止余裕を改善できる。
【００４５】更に、本実施例では燃料棒の配列を１０行
１０列として燃料棒の数を増加したことにより、第１実
施例に比べて平均線出力密度が減少する。線出力密度と
は、燃料棒の単位長さ当たりに発生する燃料棒出力で、
この量が小さいほど燃料集合体としての熱的余裕が大き
い。即ち、本実施例は、第１実施例に比べて熱的余裕を
増大できる。
１０列として燃料棒の数を増加したことにより、第１実
施例に比べて平均線出力密度が減少する。線出力密度と
は、燃料棒の単位長さ当たりに発生する燃料棒出力で、
この量が小さいほど燃料集合体としての熱的余裕が大き
い。即ち、本実施例は、第１実施例に比べて熱的余裕を
増大できる。
【００４６】（実施例８）次に、本発明の燃料集合体の
第８実施例を図９を用いて説明する。図９は第８実施例
の横断面図を示す。本実施例は、図８の第７実施例にお
いて、短尺Ｕ燃料棒１６，短尺Ｇｄ燃料棒１７及び水ロ
ッド５の数と配置を変更したものである。即ち、２本の
太径の水ロッド５が、燃料集合体の中央部の８本の燃料
棒が配置可能な対角線上の領域に配置され、２本の短尺
Ｇｄ燃料棒１７が、２本の水ロッド５の間の領域に配置
されている。短尺Ｕ燃料棒１６は、燃料集合体の最外周
から２層目における各コーナー部に３本ずつ配置されて
いる。
第８実施例を図９を用いて説明する。図９は第８実施例
の横断面図を示す。本実施例は、図８の第７実施例にお
いて、短尺Ｕ燃料棒１６，短尺Ｇｄ燃料棒１７及び水ロ
ッド５の数と配置を変更したものである。即ち、２本の
太径の水ロッド５が、燃料集合体の中央部の８本の燃料
棒が配置可能な対角線上の領域に配置され、２本の短尺
Ｇｄ燃料棒１７が、２本の水ロッド５の間の領域に配置
されている。短尺Ｕ燃料棒１６は、燃料集合体の最外周
から２層目における各コーナー部に３本ずつ配置されて
いる。
【００４７】本実施例でも、２本の短尺燃料棒を短尺Ｇ
ｄ燃料棒１７としたことにより、上部横断面と下部横断
面の反応度差が大きくなるので、軸方向出力分布を十分
に平坦化できる。また、運転サイクル末期における炉停
止余裕の改善及び熱的余裕の増大に関しては、第７実施
例と同様な効果が得られる。
ｄ燃料棒１７としたことにより、上部横断面と下部横断
面の反応度差が大きくなるので、軸方向出力分布を十分
に平坦化できる。また、運転サイクル末期における炉停
止余裕の改善及び熱的余裕の増大に関しては、第７実施
例と同様な効果が得られる。
【００４８】（実施例９）次に、本発明の燃料集合体の
第９実施例を図１０を用いて説明する。図１０は第９実
施例の横断面図を示す。本実施例は、図８の第７実施例
において、長尺Ｇｄ燃料棒１５及び短尺Ｕ燃料棒１６の
数と配置，短尺Ｇｄ燃料棒１７の配置、並びに水ロッド
５の数と形状を変更したものである。
第９実施例を図１０を用いて説明する。図１０は第９実
施例の横断面図を示す。本実施例は、図８の第７実施例
において、長尺Ｇｄ燃料棒１５及び短尺Ｕ燃料棒１６の
数と配置，短尺Ｇｄ燃料棒１７の配置、並びに水ロッド
５の数と形状を変更したものである。
【００４９】即ち、４本の短尺Ｇｄ燃料棒１７が、燃料
集合体の最外周から２層目のコーナーに配置され、４本
の短尺Ｕ燃料棒１６が、燃料集合体の最外周から２層目
の各辺における中央付近に配置されている。また、１本
の横断面が四角形の水ロッド５が、燃料集合体の中央部
の９本の燃料棒が配置可能な領域に配置され、１２本の
長尺Ｇｄ燃料棒１５が水ロッド５を取り囲むように配置
されている。本実施例でも、第７実施例と同様な効果が
得られる。
集合体の最外周から２層目のコーナーに配置され、４本
の短尺Ｕ燃料棒１６が、燃料集合体の最外周から２層目
の各辺における中央付近に配置されている。また、１本
の横断面が四角形の水ロッド５が、燃料集合体の中央部
の９本の燃料棒が配置可能な領域に配置され、１２本の
長尺Ｇｄ燃料棒１５が水ロッド５を取り囲むように配置
されている。本実施例でも、第７実施例と同様な効果が
得られる。
【００５０】尚、以上の実施例では、短尺燃料棒３の燃
料有効長を長尺燃料棒２の燃料有効長の１５／２４とし
たが、これに限定されるものではない。また、短尺燃料
棒の燃料有効長は、全ての短尺燃料棒で等しくなくても
良い。
料有効長を長尺燃料棒２の燃料有効長の１５／２４とし
たが、これに限定されるものではない。また、短尺燃料
棒の燃料有効長は、全ての短尺燃料棒で等しくなくても
良い。
【００５１】
【００５２】本発明によれば、ＭＯＸ燃料集合体でも、
燃焼初期の軸方向出力分布を十分に平坦化できると共
に、運転サイクル末期における炉停止余裕も改善でき
る。
燃焼初期の軸方向出力分布を十分に平坦化できると共
に、運転サイクル末期における炉停止余裕も改善でき
る。
【図１】本発明の燃料集合体の第１実施例の横断面図。
【図２】第１実施例の縦断面図。
【図３】本発明の燃料集合体の第２実施例の横断面図。
【図４】本発明の燃料集合体の第３実施例の横断面図。
【図５】本発明の燃料集合体の第４実施例の横断面図。
【図６】本発明の燃料集合体の第５実施例の横断面図。
【図７】本発明の燃料集合体の第６実施例の横断面図。
【図８】本発明の燃料集合体の第７実施例の横断面図。
【図９】本発明の燃料集合体の第８実施例の横断面図。
【図１０】本発明の燃料集合体の第９実施例の横断面
図。
図。
【図１１】燃料集合体の燃焼度と無限増倍率の関係図。
【図１２】本発明の作用の説明図。
１…チャンネルボックス、２…長尺燃料棒、３…短尺燃
料棒、４…スペーサ、５…水ロッド、６…上部タイプレ
ート、７…制御棒、８…下部タイプレート、１１，１
２，１３，１４，２０，２１，２３…長尺ＭＯＸ燃料
棒、１５，１８，１９…長尺Ｇｄ燃料棒、１６…短尺Ｕ
燃料棒、１７…短尺Ｇｄ燃料棒、２２，２４…短尺ＭＯ
Ｘ燃料棒。
料棒、４…スペーサ、５…水ロッド、６…上部タイプレ
ート、７…制御棒、８…下部タイプレート、１１，１
２，１３，１４，２０，２１，２３…長尺ＭＯＸ燃料
棒、１５，１８，１９…長尺Ｇｄ燃料棒、１６…短尺Ｕ
燃料棒、１７…短尺Ｇｄ燃料棒、２２，２４…短尺ＭＯ
Ｘ燃料棒。
フロントページの続き (72)発明者 青山 肇男 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株式会社 日立製作所 電力・電機開発 本部内 (72)発明者 中島 潤二郎 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式 会社 日立製作所 日立工場内 (56)参考文献 特開 平10−142365（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−3471（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−292281（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−151883（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−2977（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G21C 3/30
Claims (11)
- 【請求項１】燃料有効長が相対的に長い長尺燃料棒と、
該長尺燃料棒よりも燃料有効長が短い短尺燃料棒とを９
行９列以上の正方格子状に配列した沸騰水型原子炉用の
燃料集合体において、 前記長尺燃料棒は、ウランとプルトニウムの混合酸化物
であるＭＯＸ燃料が充填された第１長尺燃料棒と、可燃
性毒物を添加したウラン燃料が充填された第２長尺燃料
棒とを有し、 前記短尺燃料棒は可燃性毒物を添加したウラン燃料が充
填された第１短尺燃料棒を有し、 前記第２長尺燃料棒を前記第１短尺燃料棒の燃料有効長
の上端位置を境界として上部領域と下部領域とに分けた
場合、 少なくとも１本の前記第１短尺燃料棒の平均ウラン濃縮
度が、各第２長尺燃料棒の上部領域の平均ウラン濃縮度
及び下部領域の平均ウラン濃縮度のうちの最高の平均ウ
ラン濃縮度よりも高い ことを特徴とする燃料集合体。 - 【請求項２】請求項１において、全ての前記第１短尺燃
料棒の平均ウラン濃縮度が、前記最高の平均ウラン濃縮
度よりも高いことを特徴とする燃料集合体。 - 【請求項３】請求項１又は２において、少なくとも１本
の前記第１短尺燃料棒の平均可燃性毒物濃度が、各第２
長尺燃料棒の上部領域の平均可燃性毒物濃度及び下部領
域の平均可燃性毒物濃度のうちの最高の平均可燃性毒物
濃度以下であることを特徴とする燃料集合体。 - 【請求項４】請求項３において、全ての前記第１短尺燃
料棒の平均可燃性毒物濃度が、前記最高の平均可燃性毒
物濃度以下であることを特徴とする燃料集合体。 - 【請求項５】請求項１において、前記第２長尺燃料棒又
は前記短尺燃料棒が、前記第１短尺燃料棒に隣接する位
置に配置されていることを特徴とする燃料集合体。 - 【請求項６】請求項１において、前記第１短尺燃料棒と
前記第２長尺燃料棒が、燃料集合体の最外周から１層目
と２層目で隣接する位置に配置されていることを特徴と
する燃料集合体。 - 【請求項７】請求項６において、前記第１短尺燃料棒が
前記１層目の各辺の中央に配置され、前記第２長尺燃料
棒が前記２層目の各辺の中央又は中央の両側に配置され
ていることを特徴とする燃料集合体。 - 【請求項８】請求項１において、前記第２長尺燃料棒
は、前記上部領域の平均可燃性毒物濃度が前記下部領域
の平均可燃性毒物濃度よりも高い長尺燃料棒を含むこと
を特徴とする燃料集合体。 - 【請求項９】請求項１又は８において、前記第１短尺燃
料棒の平均可燃性毒物濃度が、前記第２長尺燃料棒の平
均可燃性毒物濃度よりも低いことを特徴とする燃料集合
体。 - 【請求項１０】請求項１，８又は９において、前記第２
長尺燃料棒は、前記下部領域に可燃性毒物を含まない長
尺燃料棒を含むことを特徴とする燃料集合体。 - 【請求項１１】燃料有効長が相対的に長い長尺燃料棒
と、該長尺燃料棒よりも燃料有効長が短い短尺燃料棒と
を９行９列以上の正方格子状に配列した沸騰水型原子炉
用の燃料集合体において、 前記長尺燃料棒は、ウランとプルトニウムの混合酸化物
であるＭＯＸ燃料が充填された第１長尺燃料棒と、可燃
性毒物を添加したウラン燃料が充填された第２長尺燃料
棒とを有し、 前記短尺燃料棒は可燃性毒物を添加したウラン燃料が充
填された第１短尺燃料棒を有し、 前記第２長尺燃料棒を前記第１短尺燃料棒の燃料有効長
の上端位置を境界として上部領域と下部領域とに分けた
場合、 少なくとも１本の前記第１短尺燃料棒の平均ウラン濃縮
度が、各第２長尺燃料棒の上部領域の平均ウラン濃縮度
及び下部領域の平均ウラン濃縮度のうちの最高の平均ウ
ラン濃縮度よりも高く、 少なくとも１本の前記第１短尺燃料棒の平均可燃性毒物
濃度が、各第２長尺燃料棒の上部領域の平均可燃性毒物
濃度及び下部領域の平均可燃性毒物濃度のうちの最高の
平均可燃性毒物濃度以下であることを特徴とする燃料集
合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06811298A JP3309797B2 (ja) | 1998-03-18 | 1998-03-18 | 燃料集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06811298A JP3309797B2 (ja) | 1998-03-18 | 1998-03-18 | 燃料集合体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11264884A JPH11264884A (ja) | 1999-09-28 |
| JP3309797B2 true JP3309797B2 (ja) | 2002-07-29 |
Family
ID=13364344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06811298A Expired - Fee Related JP3309797B2 (ja) | 1998-03-18 | 1998-03-18 | 燃料集合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3309797B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013217678A (ja) * | 2012-04-04 | 2013-10-24 | Global Nuclear Fuel-Japan Co Ltd | 燃料集合体 |
-
1998
- 1998-03-18 JP JP06811298A patent/JP3309797B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11264884A (ja) | 1999-09-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3531011B2 (ja) | 燃料集合体及び原子炉 | |
| JP3186546B2 (ja) | 初装荷炉心 | |
| JP3874466B2 (ja) | 燃料集合体 | |
| JP2000019278A (ja) | 燃料集合体 | |
| JP3309797B2 (ja) | 燃料集合体 | |
| JP3525657B2 (ja) | 燃料集合体 | |
| JPH06174874A (ja) | 燃料集合体及び炉心 | |
| JP3514869B2 (ja) | 沸騰水型原子炉用燃料集合体 | |
| JP3262022B2 (ja) | 燃料集合体 | |
| JP3075749B2 (ja) | 沸騰水型原子炉 | |
| JP2563287B2 (ja) | 原子炉用燃料集合体 | |
| JP4351798B2 (ja) | 燃料集合体および原子炉 | |
| JP2000284081A (ja) | 核燃料集合体及び沸騰水型原子炉の炉心 | |
| JP2966877B2 (ja) | 燃料集合体 | |
| JP2972917B2 (ja) | 燃料集合体 | |
| JPH10197673A (ja) | 燃料集合体 | |
| JP4046870B2 (ja) | Ｍｏｘ燃料集合体 | |
| JP3916807B2 (ja) | Ｍｏｘ燃料集合体 | |
| JP3318210B2 (ja) | Ｍｏｘ燃料集合体及び炉心 | |
| JP3262612B2 (ja) | 燃料集合体及び炉心 | |
| JP3894784B2 (ja) | 沸騰水型原子炉の燃料装荷方法 | |
| JP2852101B2 (ja) | 原子炉の炉心及び燃料の装荷方法 | |
| JP2965317B2 (ja) | 燃料集合体 | |
| JP2000046978A (ja) | 燃料集合体 | |
| JP3314382B2 (ja) | 燃料集合体 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080524 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080524 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090524 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100524 Year of fee payment: 8 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |