JP3314382B2 - 燃料集合体 - Google Patents
燃料集合体Info
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- JP3314382B2 JP3314382B2 JP24752790A JP24752790A JP3314382B2 JP 3314382 B2 JP3314382 B2 JP 3314382B2 JP 24752790 A JP24752790 A JP 24752790A JP 24752790 A JP24752790 A JP 24752790A JP 3314382 B2 JP3314382 B2 JP 3314382B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- control rod
- burnable poison
- fuel assembly
- 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 - Lifetime
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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)
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
Description
【０００１】
本発明は、沸騰水型原子炉に装荷される燃料集合体に
係り、特に、高燃焼度時の炉停止余裕向上に寄与する燃
料集合体に関する。
係り、特に、高燃焼度時の炉停止余裕向上に寄与する燃
料集合体に関する。
【０００２】
従来の沸騰水型原子炉用燃料集合体の構成を第２図に
示す。燃料集合体は、四角筒のチャンネルボックス１
と、チャンネルボックス１の内部に収納された燃料バン
ドル２からなる。燃料バンドル２は、チャンネルボック
ス１の上下部にはめこむ上部タイプレート３および下部
タイプレート４と、チャンネルボックス１の内部で軸方
向に沿って間隔を置いて設置された複数個のスペーサ５
と、スペーサ５を貫通しタイプレート3,4に両端を固定
した燃料棒６と水ロッド７とから構成される。
示す。燃料集合体は、四角筒のチャンネルボックス１
と、チャンネルボックス１の内部に収納された燃料バン
ドル２からなる。燃料バンドル２は、チャンネルボック
ス１の上下部にはめこむ上部タイプレート３および下部
タイプレート４と、チャンネルボックス１の内部で軸方
向に沿って間隔を置いて設置された複数個のスペーサ５
と、スペーサ５を貫通しタイプレート3,4に両端を固定
した燃料棒６と水ロッド７とから構成される。
【０００３】 原子炉を一定の期間運転するには、運転初期に、運転
中の核分裂性物質の燃焼による反応度劣化分だけ余剰反
応度をもっている必要がある。一方、原子炉を臨界状態
に保つには、この余剰反応度を制御する必要がある。従
来その方法として、第３図に示すように、中性子吸収物
質からなる制御棒８を炉心に挿入する方法と、濃縮燃料
ペレット中にガドリニア等の中性子吸収断面積の大きい
可燃性毒物を添加した特殊燃料棒９（以下ガドリニア入
り燃料棒と略記）を含む燃料集合体を用いる方法が併用
されている。
中の核分裂性物質の燃焼による反応度劣化分だけ余剰反
応度をもっている必要がある。一方、原子炉を臨界状態
に保つには、この余剰反応度を制御する必要がある。従
来その方法として、第３図に示すように、中性子吸収物
質からなる制御棒８を炉心に挿入する方法と、濃縮燃料
ペレット中にガドリニア等の中性子吸収断面積の大きい
可燃性毒物を添加した特殊燃料棒９（以下ガドリニア入
り燃料棒と略記）を含む燃料集合体を用いる方法が併用
されている。
【０００４】 近年、燃料の経済性を向上させるため、濃縮度を高く
し燃料を長寿命化することが考えられているが、これに
は次のような課題がある。第一は、連続運転期間の延長
により制御しなければならない余剰反応度が第４図のよ
うに増大する点である。第二は、濃縮度の増加により中
性子の平均エネルギが高くなるため、制御棒やガドリニ
ア入り燃料棒（一本あたり）の余剰反応度制御効果が減
少する点である。第三は、中性子の平均エネルギが高く
なるとともに運転時と冷温時の反応度変化が増大する点
である。これらにより原子炉が安全に停止する能力があ
るかどうかを示す指標として設けられた設計基準である
炉停止余裕が減少する。この対策としてはガドリニア入
り燃料棒の本数割合を増加することが考えられる。しか
し、燃焼初期のガドリニア入り燃料棒は、燃料棒出力が
通常燃料棒の半分程度となるため、本数割合を増加する
と燃料集合体の局所出力ピーキング係数が増大すること
になり、熱的余裕が減少する。さらに、ガドリニア入り
燃料棒の配置場所の点からの制約も発生することにな
り、高燃焼度化を達成する際の大きな課題となってい
る。
し燃料を長寿命化することが考えられているが、これに
は次のような課題がある。第一は、連続運転期間の延長
により制御しなければならない余剰反応度が第４図のよ
うに増大する点である。第二は、濃縮度の増加により中
性子の平均エネルギが高くなるため、制御棒やガドリニ
ア入り燃料棒（一本あたり）の余剰反応度制御効果が減
少する点である。第三は、中性子の平均エネルギが高く
なるとともに運転時と冷温時の反応度変化が増大する点
である。これらにより原子炉が安全に停止する能力があ
るかどうかを示す指標として設けられた設計基準である
炉停止余裕が減少する。この対策としてはガドリニア入
り燃料棒の本数割合を増加することが考えられる。しか
し、燃焼初期のガドリニア入り燃料棒は、燃料棒出力が
通常燃料棒の半分程度となるため、本数割合を増加する
と燃料集合体の局所出力ピーキング係数が増大すること
になり、熱的余裕が減少する。さらに、ガドリニア入り
燃料棒の配置場所の点からの制約も発生することにな
り、高燃焼度化を達成する際の大きな課題となってい
る。
【０００５】 炉停止余裕に対する対策は、特開昭58−179392号公報
に記載のように、燃料集合体の上部領域の可燃性毒物
（ガドリニア）を増大し冷温時の出力分布を改善する方
法や、運転時と冷温時の反応度変化を減少するため特願
昭57−17504号明細書に記載のように、燃料装荷量を減
少する方法がある。
に記載のように、燃料集合体の上部領域の可燃性毒物
（ガドリニア）を増大し冷温時の出力分布を改善する方
法や、運転時と冷温時の反応度変化を減少するため特願
昭57−17504号明細書に記載のように、燃料装荷量を減
少する方法がある。
【０００６】
上記従来技術のうち可燃性毒物の軸方向分布を変える
方法は、運転時にも中性子が可燃性毒物に吸収されるた
め、中性子の経済が損なわれるという問題があった。一
方、燃料装荷量を減少する方法は、燃料集合体の全発生
エネルギが減少するため、燃料の取替体数を増大しなけ
ればならず、これも中性子経済が損なわれるという問題
があった。
方法は、運転時にも中性子が可燃性毒物に吸収されるた
め、中性子の経済が損なわれるという問題があった。一
方、燃料装荷量を減少する方法は、燃料集合体の全発生
エネルギが減少するため、燃料の取替体数を増大しなけ
ればならず、これも中性子経済が損なわれるという問題
があった。
【０００７】 本発明の目的は、高燃焼度化に伴う局所出力ピーキン
グの上昇を抑制しつつ、冷温時における制御棒価値を増
大させ、かつ運転時における出力分布へのインパクトが
小さい燃料集合体を提供することにある。
グの上昇を抑制しつつ、冷温時における制御棒価値を増
大させ、かつ運転時における出力分布へのインパクトが
小さい燃料集合体を提供することにある。
【０００８】
第５図に示すように、対角線12により燃料集合体を二
つの領域に分割して考える。制御棒側の領域をＡとし、
制御棒反対側の領域をＢとする。本発明の目的は、可燃
性毒物を含まない燃料棒と可燃性毒物入り燃料棒とが９
行９列以上の正方格子状に配列され、最外層の４つのコ
ーナーには核分裂性物質濃度が最低の可燃性毒物を含ま
ない燃料棒が配置され、可燃性毒物入り燃料棒は外側か
ら２層目以内の内側領域に配置され、各領域で外側から
２層目に配置されている可燃性毒物入り燃料棒の重心位
置a,bを領域ＡとＢで異ならせることで達成される。具
体的には、重心位置a,bと対角線との距離をα，βとし
たとき、α＜βの関係を満足するように構成することで
達成される。
つの領域に分割して考える。制御棒側の領域をＡとし、
制御棒反対側の領域をＢとする。本発明の目的は、可燃
性毒物を含まない燃料棒と可燃性毒物入り燃料棒とが９
行９列以上の正方格子状に配列され、最外層の４つのコ
ーナーには核分裂性物質濃度が最低の可燃性毒物を含ま
ない燃料棒が配置され、可燃性毒物入り燃料棒は外側か
ら２層目以内の内側領域に配置され、各領域で外側から
２層目に配置されている可燃性毒物入り燃料棒の重心位
置a,bを領域ＡとＢで異ならせることで達成される。具
体的には、重心位置a,bと対角線との距離をα，βとし
たとき、α＜βの関係を満足するように構成することで
達成される。
【０００９】 尚、ここでいう重心位置とは、チャンネルボックスに
最も近い位置に配置されている可燃性毒物入り燃料棒が
１本の場合はこの燃料棒の中心を（第５図参照）、２本
の場合は各燃料棒の中心間の中点を（第５図参照）、３
本以上の場合は各燃料棒の中心を頂点とする多角形の重
心を、それぞれ指す。
最も近い位置に配置されている可燃性毒物入り燃料棒が
１本の場合はこの燃料棒の中心を（第５図参照）、２本
の場合は各燃料棒の中心間の中点を（第５図参照）、３
本以上の場合は各燃料棒の中心を頂点とする多角形の重
心を、それぞれ指す。
【００１０】 特に、各領域でチャンネルボックスのコーナ部I,IIに
最も近い位置に配置されている可燃性毒物入り燃料棒c,
dの格子位置を領域ＡとＢで異ならせることが有効であ
る。具体的には、可燃性毒物入り燃料棒c,dの中心と対
角線との距離をγ，δとしたとき、γ＜δの関係を満足
するようにしたときに達成される。
最も近い位置に配置されている可燃性毒物入り燃料棒c,
dの格子位置を領域ＡとＢで異ならせることが有効であ
る。具体的には、可燃性毒物入り燃料棒c,dの中心と対
角線との距離をγ，δとしたとき、γ＜δの関係を満足
するようにしたときに達成される。
【００１１】 本発明において、燃料物質としてウランを対象にして
以下の説明を実施するが、ウランとプルトニウムの混合
物でも同様の効果がえられる。
以下の説明を実施するが、ウランとプルトニウムの混合
物でも同様の効果がえられる。
【００１２】
第１図では、高燃焼度化に伴い出力ピーキングが上昇
し最大線出力密度が増大することを考慮して燃料棒の配
列を従来の８×８格子から９×９格子に変更している。
以下本発明の作用は９×９格子を例に取って説明する
が、10×10格子,11×11格子でも同様である。また、燃
料ペレットと被覆管との相互作用（PCI）が大幅に低減
できる燃料棒が開発されれば、従来の８×８格子にも適
用が可能である。
し最大線出力密度が増大することを考慮して燃料棒の配
列を従来の８×８格子から９×９格子に変更している。
以下本発明の作用は９×９格子を例に取って説明する
が、10×10格子,11×11格子でも同様である。また、燃
料ペレットと被覆管との相互作用（PCI）が大幅に低減
できる燃料棒が開発されれば、従来の８×８格子にも適
用が可能である。
【００１３】 炉停止余裕を改善するためには （１）運転時と冷温時の反応度変化の低減 （２）冷温時の軸方向出力分布の平坦化 （３）制御棒価値の増大 が有効である。
【００１４】 本発明は、制御棒構造を変更することなく上記（３）
を実現するものである。制御棒価値は、制御棒挿入位置
の熱中性子束と制御材（B4C）の中性子吸収断面積の積
によって決まる量である。従って制御棒構造を変えず制
御棒価値を大きくするためには、制御棒挿入位置（チャ
ンネルボックスの外側）の熱中性子束を増大しなければ
ならない。しかし、これはチャンネルボックスに面した
燃料棒の出力を増大することになるので、運転時には好
ましくない。すなわち、発明の目的を達成するためには
冷温停止時のみ制御棒挿入位置（チャンネルボックスの
外側）の熱中性子束を増大すれば良いことになる。本発
明は、可燃性毒物であるガドリニアと制御棒の制御材で
あるB4Cの中性子吸収断面積の相違、特に、中性子エネ
ルギ依存性の相違に着目したものである。
を実現するものである。制御棒価値は、制御棒挿入位置
の熱中性子束と制御材（B4C）の中性子吸収断面積の積
によって決まる量である。従って制御棒構造を変えず制
御棒価値を大きくするためには、制御棒挿入位置（チャ
ンネルボックスの外側）の熱中性子束を増大しなければ
ならない。しかし、これはチャンネルボックスに面した
燃料棒の出力を増大することになるので、運転時には好
ましくない。すなわち、発明の目的を達成するためには
冷温停止時のみ制御棒挿入位置（チャンネルボックスの
外側）の熱中性子束を増大すれば良いことになる。本発
明は、可燃性毒物であるガドリニアと制御棒の制御材で
あるB4Cの中性子吸収断面積の相違、特に、中性子エネ
ルギ依存性の相違に着目したものである。
【００１５】 第６図は、天然ガドリニウムとボロン10の中性子全断
面積の中性子エネルギ依存性を示している。運転状態か
ら冷温状態に変化すると中性子減速材である水素密度が
増加するため、中性子エネルギが減少する。第６図より
運転状態から冷温状態の変化で、中性子吸収断面積の差
がますます増大すること、すなわち、ガドリニアによる
熱中性子吸収が増大し、ガドリニア入り燃料棒近傍の熱
中性子束が減少することを意味している。第７図は、運
転状態の変化によるガドリニア入り燃料棒出力の変化を
示している。冷温状態でガドリニア入り燃料棒の出力が
減少しているのは上記の理由による。
面積の中性子エネルギ依存性を示している。運転状態か
ら冷温状態に変化すると中性子減速材である水素密度が
増加するため、中性子エネルギが減少する。第６図より
運転状態から冷温状態の変化で、中性子吸収断面積の差
がますます増大すること、すなわち、ガドリニアによる
熱中性子吸収が増大し、ガドリニア入り燃料棒近傍の熱
中性子束が減少することを意味している。第７図は、運
転状態の変化によるガドリニア入り燃料棒出力の変化を
示している。冷温状態でガドリニア入り燃料棒の出力が
減少しているのは上記の理由による。
【００１６】 また、第８図は、ガドリニア入り燃料棒を含まない燃
料集合体内の熱中性子束分布を示している。周りをギャ
ップ水に取り囲まれているチャンネルボックスコーナ部
の熱中性子束が最も高くなっている。次に、燃料集合体
内にガドリニア入り燃料棒を配置した場合を考える。た
とえば、制御棒が挿入されない側のコーナ部に配置する
と中性子吸収効果が最も大きくなり、その反作用として
逆サイドコーナ部（制御棒挿入側）近傍の熱中性子束が
増大する効果が最も大きくなる。その結果、制御棒価値
は増大することになる。この効果は、前述の断面積の違
いにより冷温時で特に著しい。
料集合体内の熱中性子束分布を示している。周りをギャ
ップ水に取り囲まれているチャンネルボックスコーナ部
の熱中性子束が最も高くなっている。次に、燃料集合体
内にガドリニア入り燃料棒を配置した場合を考える。た
とえば、制御棒が挿入されない側のコーナ部に配置する
と中性子吸収効果が最も大きくなり、その反作用として
逆サイドコーナ部（制御棒挿入側）近傍の熱中性子束が
増大する効果が最も大きくなる。その結果、制御棒価値
は増大することになる。この効果は、前述の断面積の違
いにより冷温時で特に著しい。
【００１７】 すなわち、制御棒側の領域（領域Ａ）と、制御棒反応
側の領域（領域Ｂ）で可燃性毒物入り燃料棒の配置を変
えることで、冷温時の局所出力分布を制御できることが
分かった。しかもこの方法は、冷温時に比べ運転時の出
力分布へのインパクトは少ないため、最大線出力を増大
することはない。本発明の目的を達成する具体的な構成
は、第５図で説明したように、A,B領域でチャンネルボ
ックスに最も近い位置に配置されている可燃性毒物入り
燃料棒の重心位置a,bとA,Bを分割する対角線との距離を
α，βとしたとき、α＜βの関係を満足するようにする
ことである。特に、各領域でチャンネルボックスのコー
ナ部I,IIに最も近い位置に配置されている可燃性毒物入
り燃料棒c,dの格子位置を領域ＡとＢで異ならせること
が有効である。具体的には、可燃性毒物c,dと対角線と
の距離をγ，δとしたとき、γ＜δの関係を満足するよ
うにすることである。
側の領域（領域Ｂ）で可燃性毒物入り燃料棒の配置を変
えることで、冷温時の局所出力分布を制御できることが
分かった。しかもこの方法は、冷温時に比べ運転時の出
力分布へのインパクトは少ないため、最大線出力を増大
することはない。本発明の目的を達成する具体的な構成
は、第５図で説明したように、A,B領域でチャンネルボ
ックスに最も近い位置に配置されている可燃性毒物入り
燃料棒の重心位置a,bとA,Bを分割する対角線との距離を
α，βとしたとき、α＜βの関係を満足するようにする
ことである。特に、各領域でチャンネルボックスのコー
ナ部I,IIに最も近い位置に配置されている可燃性毒物入
り燃料棒c,dの格子位置を領域ＡとＢで異ならせること
が有効である。具体的には、可燃性毒物c,dと対角線と
の距離をγ，δとしたとき、γ＜δの関係を満足するよ
うにすることである。
【００１８】
以下、本発明を実施例によつて詳細に説明する。 （実施例１） 第１図は、本実施例の燃料集合体断面を示したもので
ある。燃料集合体は９×９格子で、太径水ロッドが二本
集合体中心部に配置されている。本実施例は、燃料集合
体平均濃縮度が4.4w/oの高燃焼度燃料集合体に適応した
場合である。
ある。燃料集合体は９×９格子で、太径水ロッドが二本
集合体中心部に配置されている。本実施例は、燃料集合
体平均濃縮度が4.4w/oの高燃焼度燃料集合体に適応した
場合である。
【００１９】 燃料ペレットは、表１に示す21〜25を使用している。
ガドリニア入り燃料棒の本数は14本で制御棒挿入側とそ
の反対側で同じ本数である。
ガドリニア入り燃料棒の本数は14本で制御棒挿入側とそ
の反対側で同じ本数である。
【００２０】 本実施例では制御棒側の領域（領域Ａ）と、制御棒反
対側の領域（領域Ｂ）で可燃性毒物入り燃料棒の配置を
変えており、A,B領域でチャンネルボックスに最も近い
位置に配置されている可燃性毒物入り燃料棒31,32の重
心位置とA,Bを分割する対角線との距離であるα，βに
α＜βの関係が成立している。さらに、本実施例では、
各領域でチャンネルボックスのコーナ部I,IIに最も近い
位置に配置されている可燃性毒物入り燃料棒31a,32aの
格子位置が領域ＡとＢで異なっており、可燃性毒物31a,
32aと対角線との距離であるγ，δに、γ＜δの関係が
成立している。
対側の領域（領域Ｂ）で可燃性毒物入り燃料棒の配置を
変えており、A,B領域でチャンネルボックスに最も近い
位置に配置されている可燃性毒物入り燃料棒31,32の重
心位置とA,Bを分割する対角線との距離であるα，βに
α＜βの関係が成立している。さらに、本実施例では、
各領域でチャンネルボックスのコーナ部I,IIに最も近い
位置に配置されている可燃性毒物入り燃料棒31a,32aの
格子位置が領域ＡとＢで異なっており、可燃性毒物31a,
32aと対角線との距離であるγ，δに、γ＜δの関係が
成立している。
【００２１】 これにより冷温時の制御棒価値が約0.5％Δｋ増大
し、炉停止余裕を約0.2％Δｋ改善できた。
し、炉停止余裕を約0.2％Δｋ改善できた。
【００２２】 （実施例２） 第９図は、本実施例の燃料集合体断面を示したもので
ある。実施例１と同様に燃料集合体は９×９格子で、太
径水ロッドが２本集合体中心部に配置されている。本実
施例も、燃料集合体平均濃縮度が4.4w/oの高燃焼度燃料
集合体に適応した場合である。
ある。実施例１と同様に燃料集合体は９×９格子で、太
径水ロッドが２本集合体中心部に配置されている。本実
施例も、燃料集合体平均濃縮度が4.4w/oの高燃焼度燃料
集合体に適応した場合である。
【００２３】 燃料ペレットは、実施例１と同じ表１に示す21〜25を
使用している。ガドリニア入り燃料棒の本数は15本で制
御棒挿入側の方がその反対側より一本少なくしている。
ガドリニアの本数を制御棒側の領域（領域Ａ）と、制御
棒反対側の領域（領域Ｂ）で変えることで、実施例１よ
り冷温時制御棒挿入側の熱中性子束を増大する効果をさ
らに増大できる。
使用している。ガドリニア入り燃料棒の本数は15本で制
御棒挿入側の方がその反対側より一本少なくしている。
ガドリニアの本数を制御棒側の領域（領域Ａ）と、制御
棒反対側の領域（領域Ｂ）で変えることで、実施例１よ
り冷温時制御棒挿入側の熱中性子束を増大する効果をさ
らに増大できる。
【００２４】 これにより冷温時の制御棒価値が約0.7％Δｋ増大
し、炉停止余裕を約0.3％Δｋ改善できた。 （実施例３） 第10図は、本実施例の燃料集合体断面を示したもので
ある。本実施例と実施例１との違いは各領域でチャンネ
ルボックスのコーナ部I,IIに最も近い位置に配置されて
いる可燃性毒物入り燃料棒31a,32aの格子位置が領域Ａ
とＢで同じになっている点である。これにより、運転時
の局所出力ピーキングをさらに改善することができる。
しかし、冷温時の制御棒価値の増大は約0.3Δｋで、実
施例１よりも減少している。
し、炉停止余裕を約0.3％Δｋ改善できた。 （実施例３） 第10図は、本実施例の燃料集合体断面を示したもので
ある。本実施例と実施例１との違いは各領域でチャンネ
ルボックスのコーナ部I,IIに最も近い位置に配置されて
いる可燃性毒物入り燃料棒31a,32aの格子位置が領域Ａ
とＢで同じになっている点である。これにより、運転時
の局所出力ピーキングをさらに改善することができる。
しかし、冷温時の制御棒価値の増大は約0.3Δｋで、実
施例１よりも減少している。
【００２５】 以上の実施例では燃料集合体の軸方向構成については
言及していない。
言及していない。
【００２６】 燃料集合体の軸方向構成は、本実施例を軸方向に一様
に適応しても良いが、特に、冷温時の出力が高くなる上
部領域にのみ適応しても炉停止余裕増大の効果が得られ
る。
に適応しても良いが、特に、冷温時の出力が高くなる上
部領域にのみ適応しても炉停止余裕増大の効果が得られ
る。
【００２７】 水ロッドのかわりに、水素密度が高く中性子吸収断面
積が小さな固体減速材（たとえばジルコニウムハイドラ
イド等）を封入した固体減速棒を用いた燃料集合体に対
しても同様の効果が得られる。また、使用済燃料から取
り出されたプルトニウムや回収ウランを用いた燃料集合
体も同様である。
積が小さな固体減速材（たとえばジルコニウムハイドラ
イド等）を封入した固体減速棒を用いた燃料集合体に対
しても同様の効果が得られる。また、使用済燃料から取
り出されたプルトニウムや回収ウランを用いた燃料集合
体も同様である。
【００２８】
本発明によれば、高燃焼度化に伴う局所出力ピーキン
グの上昇を抑制しつつ、冷温時における制御棒価値を増
大できるので、炉停止余裕を改善できる。更に、運転時
における出力分布へのインパクトが小さいので、チャン
ネルボックスに面した燃料棒の出力増加を抑制できる。
グの上昇を抑制しつつ、冷温時における制御棒価値を増
大できるので、炉停止余裕を改善できる。更に、運転時
における出力分布へのインパクトが小さいので、チャン
ネルボックスに面した燃料棒の出力増加を抑制できる。
【図１】 本発明の一実施例の燃料集合体の説明図。
【図２】 従来型の燃料集合体の縦断面図。
【図３】 従来型の燃料集合体の横断面図。
【図４】 連続運転期間と余剰反応度の関係を示す線図。
【図５】 本発明で使われている定義の説明図。
【図６】 天然ガドリニウムとボロン−10の中性子全断面積の中性
子エネルギ依存性を示す線図。
子エネルギ依存性を示す線図。
【図７】 運転状態の変化によるガドリニア入り燃料棒の出力の変
化を示す線図。
化を示す線図。
【図８】 ガドリニア入り燃料棒を含まない燃料集合体内の熱中性
子束分布を示す線図。
子束分布を示す線図。
【図９】 本発明燃料集合体の異なる実施例を示す説明図。
【図１０】 本発明燃料集合体の異なる実施例を示す説明図。
……チャンネルボックス、２……燃料バンドル、３……
上部タイプレート、４……下部タイプレート、５……ス
ペーサ、６……燃料棒、７……水ロッド、８……制御
棒、９……ガドリニア入り燃料棒。
上部タイプレート、４……下部タイプレート、５……ス
ペーサ、６……燃料棒、７……水ロッド、８……制御
棒、９……ガドリニア入り燃料棒。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−70489（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−18485（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−125689（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−299790（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G21C 3/328
Claims (6)
- 【請求項１】核燃料物質を含み可燃性毒物を含まない燃
料棒と、前記核燃料物質及び前記可燃性毒物を含む可燃
性毒物入り燃料棒とが９行９列以上の正方格子状に配列
され、前記核燃料物質を含まない中性子減速棒を備えた
燃料集合体において、 最外層の４つのコーナーには核分裂性物質濃度が最低の
前記可燃性毒物を含まない燃料棒が配置され、 前記可燃性毒物入り燃料棒は外側から２層目以内の内側
領域に配置され、 前記内側領域を対角線により制御棒側領域及び制御棒反
対側領域に二分割したとき、各領域で外側から２層目に
配置されている前記可燃性毒物入り燃料棒の重心位置ａ
及びｂと前記対角線との距離α及びβが、α＜βの関係
にある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、前記制御棒側領域及び
制御棒反対側領域のチャンネルボックスのコーナ部に最
も近く配置されている前記可燃性毒物入り燃料棒の中心
と前記対角線との距離γ及びδが、γ＜δの関係にある
燃料集合体。 - 【請求項３】請求項１または２において、前記可燃性毒
物入り燃料棒の本数が、前記制御棒側領域より前記制御
棒反対側領域の方が多い燃料集合体。 - 【請求項４】請求項１乃至３の何れかにおいて、前記燃
料集合体を軸方向に二分割したとき、前記燃料集合体の
構成が軸方向の上部のみに存在する燃料集合体。 - 【請求項５】請求項１乃至４のいずれかにおいて、前記
可燃性毒物がガドリニアである燃料集合体。 - 【請求項６】複数の燃料集合体と、燃料集合体間に挿入
される制御棒とを備えた原子炉の炉心において、前記制
御棒側領域が前記炉心に挿入された前記制御棒に隣接す
るように、請求項１乃至５のいずれかに記載の燃料集合
体を装荷した原子炉の炉心。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24752790A JP3314382B2 (ja) | 1990-09-19 | 1990-09-19 | 燃料集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24752790A JP3314382B2 (ja) | 1990-09-19 | 1990-09-19 | 燃料集合体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04128689A JPH04128689A (ja) | 1992-04-30 |
| JP3314382B2 true JP3314382B2 (ja) | 2002-08-12 |
Family
ID=17164825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24752790A Expired - Lifetime JP3314382B2 (ja) | 1990-09-19 | 1990-09-19 | 燃料集合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3314382B2 (ja) |
-
1990
- 1990-09-19 JP JP24752790A patent/JP3314382B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04128689A (ja) | 1992-04-30 |
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