JP3514869B2 - Fuel assemblies for boiling water reactors - Google Patents

Fuel assemblies for boiling water reactors

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JP3514869B2 JP09519095A JP9519095A JP3514869B2 JP 3514869 B2 JP3514869 B2 JP 3514869B2 JP 09519095 A JP09519095 A JP 09519095A JP 9519095 A JP9519095 A JP 9519095A JP 3514869 B2 JP3514869 B2 JP 3514869B2
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、特に高燃焼度化に適し
た沸騰水型原子炉用燃料集合体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel assembly for a boiling water reactor, which is particularly suitable for increasing burnup.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、燃料経済性の向上と使用済み燃料
集合体の体数の削減を目的として、燃料集合体1体から
取り出せるエネルギーを増大させる高燃焼度化が進めら
れている。沸騰水型原子炉に使用される高燃焼度燃料集
合体の一例を図12により説明する。
2. Description of the Related Art In recent years, for the purpose of improving fuel economy and reducing the number of spent fuel assemblies, a higher burnup is being made to increase the energy that can be taken out from one fuel assembly. An example of a high burnup fuel assembly used in a boiling water reactor will be described with reference to FIG.

【0003】図12において、燃料集合体1は、濃縮ウラ
ンの酸化物を焼結した燃料ペレットを燃料被覆管内に充
填して構成した74本の燃料棒2,3と、2本の太径ウォ
ータロッド6を9行9列の格子状に配列して上部タイプ
レート4および下部タイプレート5に固定して燃料束と
し、この燃料束をチャンネルボックス7で包囲して構成
されている。各燃料棒2,3とウォータロッド6はスペ
ーサ8により冷却水の流路間隔が保たれている。
In FIG. 12, a fuel assembly 1 is composed of 74 fuel rods 2 and 3 formed by filling a fuel cladding tube with fuel pellets obtained by sintering oxides of enriched uranium, and two large diameter waters. The rods 6 are arranged in a lattice of 9 rows and 9 columns and fixed to the upper tie plate 4 and the lower tie plate 5 to form a fuel bundle, and the fuel bundle is surrounded by a channel box 7. A spacer 8 keeps the flow distance between the fuel rods 2 and 3 and the water rod 6 by a spacer 8.

【0004】74本の燃料棒2,3はさらに、燃料被覆管
内に燃料ペレットが充填されている燃料棒有効長が通常
の長さである66本の長尺燃料棒2と、燃料棒有効長が長
尺燃料棒の約2/3である8本の短尺燃料棒3とからな
っている。
The 74 fuel rods 2 and 3 further include 66 long fuel rods 2 in which the fuel rods have a normal fuel rod active length filled with fuel pellets, and the fuel rod active lengths. Is composed of eight short fuel rods 3, which is about ⅔ of the long fuel rods.

【0005】また、一部の燃料棒には余剰反応度を適切
な範囲に制御するために、濃縮ウランの酸化物と可燃性
毒物であるガドリニウムの酸化物(ガドリニア)を混合
焼結した燃料ペレットが充填されている。
Further, in some fuel rods, fuel pellets obtained by mixing and sintering oxides of enriched uranium and oxides of gadolinium (gadolinia), which is a burnable poison, in order to control the excess reactivity within an appropriate range. Is filled.

【0006】短尺燃料棒3は、燃料集合体上部の冷却材
流路を拡大して圧力損失を低減し、炉心の安定性を向上
させている。同時に、原子炉停止時に中性子束のピーク
を生ずる炉心上部において、冷却材料が増大したことに
よって中性子の過減速状態を生じ、炉停止余裕を増大さ
せている。
The short fuel rod 3 expands the coolant passage above the fuel assembly to reduce the pressure loss and improve the stability of the core. At the same time, in the upper part of the core where a peak of neutron flux occurs when the reactor is shut down, an increase in the amount of cooling material causes an excessive deceleration state of neutrons, increasing the reactor shutdown margin.

【0007】ここで、原子炉停止時には全ての制御棒が
炉心に挿入されて未臨界状態になっているが、仮に1本
の制御棒が挿入されなくても未臨界であることが要求さ
れ、最も反応度価値の高い制御棒が挿入されなかった場
合の未臨界度を炉停止余裕という。
Here, when the reactor is shut down, all the control rods are inserted into the core and are in a subcritical state. However, even if one control rod is not inserted, it is required to be subcritical. The subcriticality when the control rod with the highest reactivity value is not inserted is called the reactor shutdown margin.

【0008】ところで、図12に示した高燃焼度燃料集合
体は40〜50GWd/tの取出燃焼度に適するように設計
されたものであるが、さらに取出燃焼度を増大させよう
とすると、炉停止余裕が低下するという課題が生ずる。
これは、取出燃焼度の増大のためにウラン濃縮度を高め
ると、原子炉運転時と停止時との反応度差が拡大し、原
子炉停止時の実効増倍率が増大するからである。
By the way, the high burnup fuel assembly shown in FIG. 12 is designed to be suitable for the takeout burnup of 40 to 50 GWd / t. The problem that the stop margin is reduced occurs.
This is because if the uranium enrichment is increased to increase the take-out burnup, the difference in reactivity between when the reactor is operating and when it is shut down increases, and the effective multiplication factor when the reactor shuts down increases.

【0009】前述したように、図12の燃料集合体で用い
られている短尺燃料棒3は炉停止余裕を向上させる作用
を有している。この作用は、燃料集合体の横断面内での
短尺燃料棒3の配置を工夫することによってさらに効果
的に発揮される。この点を利用して炉停止余裕の低下と
いう課題を解決する手段として、短尺燃料棒3を燃料束
の最外周の四隅部に配置する技術が例えば特開昭59-137
886 号公報に開示されている。
As described above, the short fuel rod 3 used in the fuel assembly shown in FIG. 12 has the function of improving the reactor shutdown margin. This action is more effectively exhibited by devising the arrangement of the short fuel rods 3 within the cross section of the fuel assembly. As a means for solving the problem of reducing the reactor shutdown margin by utilizing this point, a technique of arranging the short fuel rods 3 at the four outermost corners of the fuel bundle is disclosed in, for example, JP-A-59-137.
It is disclosed in Japanese Patent No. 886.

【0010】また、特開昭64-23195号公報および特開平
5-232273号公報には、炉停止余裕を向上させるための種
々の短尺燃料棒の配置が開示されており、一部の短尺燃
料棒が燃料束の最外周やウォータロッドに隣接した位置
に配置されている。
Further, JP-A-64-23195 and JP-A-64-23195
No. 5-232273 discloses the arrangement of various short fuel rods for improving the reactor shutdown margin, and some of the short fuel rods are arranged at the outermost periphery of the fuel bundle or at a position adjacent to the water rod. Has been done.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】短尺燃料棒を燃料束の
最外周に配置した燃料集合体の従来例を図13により説明
する。この従来例は図13(a)に示したように図12と同
じくチャンネルボックス7内に2本のウォータロッド6
と74本の燃料棒を9行9列の正方格子状に配列した燃料
集合体であるが、8本の短尺燃料棒3のうち4本の短尺
燃料棒Aが燃料集合体最外周に配置されている。
A conventional example of a fuel assembly in which short fuel rods are arranged at the outermost periphery of a fuel bundle will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 13 (a), this conventional example has two water rods 6 in the channel box 7 as in FIG.
And 74 fuel rods are arranged in a square lattice of 9 rows and 9 columns, and four short fuel rods A out of eight short fuel rods 3 are arranged on the outermost periphery of the fuel assembly. ing.

【0012】各長尺燃料棒2には、全長の1/24に相当
する下端部および全長の2/24に相当する上端部に天然
ウラン領域が設けられており、炉心上下からの中性子の
漏れを低減して燃料経済性を高めている。各燃料棒のウ
ラン濃縮度はa>b>cの順に大きく、またGで示され
る16本の長尺燃料棒には可燃性毒物として濃度 4.0%の
ガドリニアが含有されている。
Each long fuel rod 2 is provided with a natural uranium region at the lower end corresponding to 1/24 of the total length and the upper end corresponding to 2/24 of the total length, so that neutrons leak from above and below the core. To improve fuel economy. The uranium enrichment of each fuel rod is large in the order of a>b> c, and 16 long fuel rods indicated by G contain gadolinia with a concentration of 4.0% as a burnable poison.

【0013】ところが、短尺燃料棒を燃料束の最外周に
配置した場合、特に原子炉停止時の出力ピーキングが増
大するという新たな課題が生ずる。図13に示す燃料集合
体において、短尺燃料棒の上端よりも上の断面における
出力ピーキングは、原子炉運転時には1.38であるが、原
子炉停止時には1.51になる。ここで、原子炉停止時の出
力ピーキングは、原子炉の停止時に挿入されている制御
棒が万一落下した場合に加わる反応度によって出力が上
昇することを抑制するために、十分低くしておくことが
重要である。
However, when the short fuel rods are arranged at the outermost circumference of the fuel bundle, a new problem arises that the output peaking increases especially when the reactor is shut down. In the fuel assembly shown in FIG. 13, the power peaking in the cross section above the upper end of the short fuel rod is 1.38 when the reactor is operating, but becomes 1.51 when the reactor is stopped. Here, the output peaking when the reactor is shut down should be sufficiently low in order to prevent the output from rising due to the reactivity added when the control rod inserted when the reactor shuts down should it fall. This is very important.

【0014】図13に示す従来例において、特に原子炉停
止時の出力ピーキングが過大になるのは、最外周に配置
された4本の短尺燃料棒Aに隣接して最外周に配置され
た8本の長尺燃料棒Bにおける出力変化が大きいためで
ある。
In the conventional example shown in FIG. 13, the output peaking becomes excessively large especially when the reactor is shut down. The shortest fuel rods A arranged at the outermost circumference are adjacent to the outermost circumference. This is because the change in output of the long fuel rods B of the book is large.

【0015】すなわち、最外周にあって短尺燃料棒Aに
隣接する長尺燃料棒Bでは、特に原子炉停止時において
は燃料棒が欠如した領域に多量の冷却水が満たされてお
り、これがチャンネルボックス7の外側の冷却水と相ま
って中性子の減速を促進させ、この作用によって隣接す
る燃料棒の出力を増大させる。
That is, in the long fuel rod B on the outermost periphery and adjacent to the short fuel rod A, a large amount of cooling water is filled in the region where the fuel rod is absent, especially when the reactor is shut down, and this is the channel. In combination with the cooling water outside the box 7, neutron moderation is promoted, and this action increases the output of the adjacent fuel rods.

【0016】一方、原子炉運転時では燃料棒が欠如した
領域を流れる冷却水は蒸気ボイドを多く含んでいるた
め、比較的水の密度が低いので、中性子の減速はそれほ
ど進行せず、隣接する長尺燃料棒の出力を過大にするこ
とはない。
On the other hand, when the reactor is in operation, the cooling water flowing in the region where the fuel rods are absent contains many steam voids, and the density of the water is relatively low. It does not overpower the long fuel rods.

【0017】図14に、短尺燃料棒Dをウォータロッド6
に隣接させて配置することによって、炉停止余裕の改善
を図った従来例を示す。ただし、図12および図13の燃料
集合体とは異なり、チャンネルボックス7内にウォータ
ロッド6と燃料棒を10行10列の正方格子状に配列した燃
料集合体である。
In FIG. 14, a short fuel rod D is attached to a water rod 6
A conventional example in which the reactor shutdown margin is improved by arranging it adjacent to the above is shown. However, unlike the fuel assemblies shown in FIGS. 12 and 13, the fuel assemblies are water rods 6 and fuel rods arranged in a square lattice of 10 rows and 10 columns in the channel box 7.

【0018】本例では、14本の短尺燃料棒のうち8本が
燃料束の最外周から2層目に均等に配置されており、ウ
ォータロッドに隣接して配置された6本の短尺燃料棒が
炉停止余裕を大幅に改善している。各長尺燃料棒2の上
下端には天然ウラン領域が設けられており、各燃料棒の
ウラン濃縮度はd>e>fの順に大きく、GまたはLで
示される20本の長尺燃料棒には濃度 4.5%のガドリニア
が含有されている。
In this example, 8 of 14 short fuel rods are evenly arranged in the second layer from the outermost periphery of the fuel bundle, and 6 short fuel rods are arranged adjacent to the water rod. Has significantly improved the shutdown margin. Natural uranium regions are provided at the upper and lower ends of each long fuel rod 2, and the uranium enrichment of each fuel rod increases in the order of d>e> f. Contains gadolinia at a concentration of 4.5%.

【0019】ところが、短尺燃料棒Dをウォータロッド
に隣接させた場合も、原子炉停止時において、短尺燃料
棒Dとウォータロッドによる中性子減速効果によって、
特に2本の短尺燃料棒Dに隣接する長尺燃料棒Eの出力
が増大する。その結果、図14に示した従来例において、
短尺燃料棒の上端よりも上の断面における出力ピーキン
グは、原子炉運転時には1.28であるが、原子炉停止時に
は1.51になる。
However, even when the short fuel rod D is adjacent to the water rod, the neutron moderating effect of the short fuel rod D and the water rod causes the
In particular, the output of the long fuel rod E adjacent to the two short fuel rods D increases. As a result, in the conventional example shown in FIG.
The power peaking in the cross section above the upper end of the short fuel rod is 1.28 when the reactor is operating, but becomes 1.51 when the reactor is shut down.

【0020】ところで、最外周に配列されている短尺燃
料棒Aに隣接する長尺燃料棒Bや、ウォータロッド6に
隣接する短尺燃料棒Dに隣接する長尺燃料棒Eの出力を
抑制する手段としては、長尺燃料棒Bまたは長尺燃料棒
E自身のウラン濃縮度を低くするか、あるいは長尺燃焼
棒Bまたは長尺燃料棒E自身に可燃性毒物を含有させる
ことが考えられる。
By the way, the means for suppressing the output of the long fuel rods B adjacent to the short fuel rods A arranged on the outermost periphery and the long fuel rods E adjacent to the short fuel rods D adjacent to the water rods 6 are suppressed. For this purpose, it is conceivable to reduce the uranium enrichment of the long fuel rod B or the long fuel rod E itself, or to add the burnable poison to the long combustion rod B or the long fuel rod E itself.

【0021】しかしながら、ウラン濃縮度を低くした場
合には燃料集合体平均のウラン濃縮度が低下することに
なり、十分な高燃焼度可を達成することができなくな
る。また可燃性毒物を含有させた場合には次の課題が生
じる。
However, when the uranium enrichment is lowered, the average uranium enrichment of the fuel assembly is lowered, and it becomes impossible to achieve a sufficiently high burnup. Further, when a burnable poison is contained, the following problems occur.

【0022】すなわち、可燃性毒物を含有する燃料棒で
は、濃縮ウランのみを含有する燃料棒に比べて熱伝導度
が低く燃料棒温度が上昇しやすい傾向にあるので、ウラ
ン濃縮度を十分低くする必要がある。その結果、やはり
燃料集合体平均濃縮度が低下して高燃焼度化を達成でき
ない課題がある。
That is, the fuel rod containing the burnable poison has a lower thermal conductivity than the fuel rod containing only enriched uranium and tends to increase the temperature of the fuel rod, so that the uranium enrichment is sufficiently low. There is a need. As a result, the average enrichment of the fuel assembly is also lowered, and there is a problem that high burnup cannot be achieved.

【0023】さらに、燃料束の最外周に配置された長尺
燃料棒Bの場合には、中性子吸収物質である可燃性毒物
が、同じく中性子吸収物質である制御棒に接近するため
に中性子吸収作用が相殺され、その結果、制御棒による
反応度制御能力が低下するので、原子炉を停止する能力
が低下する課題がある。
Further, in the case of the long fuel rod B arranged at the outermost periphery of the fuel bundle, the burnable poison which is a neutron absorbing substance approaches the control rod which is also a neutron absorbing substance so that the neutron absorbing action is performed. Are canceled out, and as a result, the reactivity control capability of the control rod is reduced, so that there is a problem that the ability to shut down the reactor is reduced.

【0024】本発明では、上記課題を解決するためにな
されたもので、出力ピーキングの増大や原子炉の安全性
の低下を生ずることなく、燃料集合体平均ウラン濃縮度
を高めて高燃焼度化を達成することのできる沸騰水型原
子炉用燃料集合体を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and enhances the average uranium enrichment of the fuel assembly to increase the burnup without increasing the output peaking and the safety of the reactor. It is an object of the present invention to provide a fuel assembly for a boiling water reactor capable of achieving the above.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】本発明に係る第1の燃料
集合体では、チャンネルボックス内に多数の燃料ペレッ
トが充填された複数の燃料棒と少なくとの1本のウォー
タロッドとを正方格子状に配列して燃料束が構成された
沸騰水型原子炉用燃料集合体において、前記燃料棒は燃
料ペレットが充填されている有効長が長い長尺燃料棒
と、この長尺燃料棒よりも有効長が短い短尺燃料棒とか
らなり、燃料集合体のチャンネルの最外周には少なくと
も1本の短尺燃料棒Aと前記短尺燃料棒Aに隣接して長
尺燃料棒Bが配置され、前記長尺燃料棒Bに隣接する少
なくとも1本の長尺燃料棒Cが配置され、この長尺燃料
棒Cは少なくとも前記短尺燃料棒Aの有効長の上端より
も上方の大部分に充填されている燃料ペレットには可燃
性毒物が含有されていることを特徴とする。
In a first fuel assembly according to the present invention, a plurality of fuel rods filled with a large number of fuel pellets in a channel box and at least one water rod are formed in a square lattice. In a boiling water nuclear reactor fuel assembly in which the fuel bundles are arranged in a linear fashion, the fuel rods are long fuel rods having a long effective length filled with fuel pellets, and the fuel rods are longer than the long fuel rods. The fuel assembly comprises a short fuel rod having a short effective length, and at least one short fuel rod A and a long fuel rod B adjacent to the short fuel rod A are arranged at the outermost periphery of the channel of the fuel assembly. At least one long fuel rod C is arranged adjacent to the long fuel rod B, and the long fuel rod C is filled in at least most of the upper portion of the effective length of the short fuel rod A. The pellets contain flammable poisons And wherein the Rukoto.

【0026】この第1の発明において、好ましくは、前
記長尺燃料棒Cを燃料集合体最外周から2層目に配置す
る。この場合、燃料束の最外周から2層目の四隅部以外
の位置に配置された前記長尺燃料棒Cに充填されている
少なくとも一部の燃料ペレットに含有されている核燃料
物質の核分裂性物質濃度を、前記燃料集合体において使
用されている核燃料物質の核分裂性物質濃度の中の最大
濃度とすることが望ましい。
In the first aspect of the invention, preferably, the long fuel rods C are arranged in the second layer from the outermost periphery of the fuel assembly. In this case, the fissile material of the nuclear fuel material contained in at least a part of the fuel pellets filled in the long fuel rods C arranged at positions other than the four corners of the second layer from the outermost periphery of the fuel bundle. It is desirable that the concentration be the maximum concentration of the fissile material concentration of the nuclear fuel material used in the fuel assembly.

【0027】本発明による第2の燃料集合体では、チャ
ンネルボックス内に多数の燃料ペレットが充填された複
数の燃料棒と少なくとも1本のウォータロッドとを正方
格子状に配列して燃料束が構成された沸騰水型原子炉用
燃料集合体において、前記燃料棒は燃料ペレットが充填
されている有効長が長い長尺燃料棒と前記長尺燃料棒よ
りも有効長が短い短尺燃料棒とからなり、少なくとも1
本の短尺燃料棒Dが前記ウォータロッドに隣接して配置
され、前記短尺燃料棒Dに隣接する長尺燃料棒Eにさら
に隣接しかつ前記ウォータロッドまたは前記短尺燃料棒
Dに隣接する位置に配置された少なくとも1本の長尺燃
料棒Fにおいて、少なくとも前記短尺燃料棒Dの有効長
の上端よりも上方の大部分に充填されている燃料ペレッ
トが可燃性毒物を含有することを特徴とする。
In the second fuel assembly according to the present invention, a plurality of fuel rods filled with a large number of fuel pellets in the channel box and at least one water rod are arranged in a square lattice to form a fuel bundle. In the boiling water reactor fuel assembly described above, the fuel rod is composed of a long fuel rod having a long effective length filled with fuel pellets and a short fuel rod having an effective length shorter than that of the long fuel rod. , At least 1
A plurality of short fuel rods D are arranged adjacent to the water rods, further adjacent to the long fuel rods E adjacent to the short fuel rods D, and arranged at a position adjacent to the water rods or the short fuel rods D. In the at least one long fuel rod F thus prepared, at least most of the fuel pellets above the upper end of the effective length of the short fuel rod D are filled with a burnable poison.

【0028】[0028]

【0029】なお、前記長尺燃料棒Eは少なくとも2本
の前記短尺燃料棒Dに隣接するか、または少なくとも1
本の前記短尺燃料棒Dと少なくとも1本の前記ウォータ
ロッドに隣接している場合に本発明はより一層効果的で
ある。さらに、第1の発明の燃料集合体と第2の発明の
燃料集合体を併用することも可能である。
The long fuel rods E are adjacent to at least two short fuel rods D, or at least 1
The present invention is even more effective when it is adjacent to one short fuel rod D and at least one water rod. Furthermore, the fuel assembly of the first invention and the fuel assembly of the second invention can be used together.

【0030】[0030]

【作用】可燃性毒物による中性子吸収作用は、減速材を
兼ねる冷却材の量が多く中性子の減速作用が大きいほど
顕著である。したがって、長尺燃料棒Cおよび長尺燃料
棒Fに含有される可燃性毒物の中性子吸収効果は、原子
炉運転時よりも減速材密度が高い原子炉停止時において
大きい。
The neutron absorbing action of the burnable poison is more remarkable as the amount of the coolant also serving as the moderator is large and the neutron moderating action is large. Therefore, the neutron absorbing effect of the burnable poison contained in the long fuel rod C and the long fuel rod F is greater when the reactor is shut down, where the moderator density is higher than when the reactor is operating.

【0031】その結果、前記長尺燃料棒Bおよび前記長
尺燃料棒Eに可燃性毒物を含有する長尺燃料棒Cおよび
長尺燃料棒Fを隣接させることによって、特に原子炉停
止時において、前記長尺燃料棒Bおよび前記長尺燃料棒
Eの出力を抑制することができるので、原子炉停止時の
出力ピーキングを低減することができる。
As a result, by making the long fuel rods B and E adjacent to the long fuel rods C and F containing the burnable poison, the long fuel rods E and E can be disposed particularly at the time of reactor shutdown. Since the outputs of the long fuel rods B and the long fuel rods E can be suppressed, the output peaking when the reactor is stopped can be reduced.

【0032】さらに、可燃性毒物を含有する長尺燃料棒
Cを燃料集合体最外周から2層目の四隅部を除く位置に
配置した場合には、これらの燃料棒のウラン濃縮度を燃
料集合体で使用されている最高濃縮度としても出力が過
大にはならない。したがって、燃料棒温度の過度な上昇
を招くことなく、燃料集合体の平均濃縮度を高めること
ができるので、より一層の高燃焼度化を達成することが
できる。
Further, when the long fuel rods C containing burnable poisons are arranged at positions other than the four corners of the second layer from the outermost periphery of the fuel assembly, the uranium enrichment of these fuel rods is set to the fuel assembly. The output does not become excessive even at the highest concentration used in the body. Therefore, the average enrichment of the fuel assembly can be increased without causing an excessive increase in the fuel rod temperature, so that a higher burnup can be achieved.

【0033】また、可燃性毒物の中性子吸収効果は原子
炉運転時より原子炉停止時において大きく、その効果は
減速材の多いウォータロッドまたは短尺燃料棒Dに隣接
して配置された場合により一層顕著である。したがっ
て、少なくとも上部に可燃性毒物を含有する長尺燃料棒
Fをウォータロッドまたは短尺燃料棒Dに隣接させて配
置して燃料集合体を構成した場合には炉停止余裕を改善
することができる。
Further, the neutron absorption effect of the burnable poison is greater when the reactor is shut down than when the reactor is in operation, and the effect is more remarkable when it is arranged adjacent to the water rod or the short fuel rod D having many moderators. Is. Therefore, when the long fuel rod F containing the burnable poison at least in the upper part is arranged adjacent to the water rod or the short fuel rod D to form the fuel assembly, the reactor shutdown margin can be improved.

【0034】一方、可燃性毒物を含有する長尺燃料棒F
をウォータロッドおよび短尺燃料棒Dに隣接しない位置
に配置した場合には、これらの燃料棒のウラン濃縮度を
燃料集合体で使用されている最高濃縮度としても出力が
過大にはならない。したがって、燃料棒温度の過度な上
昇を招くことなく、燃料集合体の平均濃縮度を高めるこ
とができるので、より一層の高燃焼度化を達成すること
ができる。
On the other hand, a long fuel rod F containing burnable poisons
Is arranged at a position not adjacent to the water rod and the short fuel rod D, the output does not become excessive even if the uranium enrichment of these fuel rods is set as the maximum enrichment used in the fuel assembly. Therefore, the average enrichment of the fuel assembly can be increased without causing an excessive increase in the fuel rod temperature, so that a higher burnup can be achieved.

【0035】[0035]

【実施例】【Example】

(第1の実施例)本発明に係る燃料集合体の第1の実施
例を図1(a)(b)により説明する。本実施例の燃料
集合体は図13に示した従来例と同じく、74本の燃料棒と
2本の太径ウォータロッド6を9行9列の正方格子状に
設置してその上下両端部を上部タイプレートおよび下部
タイプレートで結束して燃料束を構成し、この燃料束を
チャンネルボックス7で包囲して燃料集合体を構成す
る。
(First Embodiment) A first embodiment of the fuel assembly according to the present invention will be described with reference to FIGS. Similar to the conventional example shown in FIG. 13, the fuel assembly of this embodiment has 74 fuel rods and two large diameter water rods 6 arranged in a square lattice of 9 rows and 9 columns, and the upper and lower end portions thereof are arranged. The upper tie plate and the lower tie plate are bundled to form a fuel bundle, and the fuel bundle is surrounded by the channel box 7 to form a fuel assembly.

【0036】図1(a)中、○内に×を付した8本の短
尺燃料棒のうち、4本の短尺燃料棒は燃料束の最外周か
ら2層目の四隅部に、4本の短尺燃料棒Aは燃料束の最
外周各辺の中央に配置されている。
In FIG. 1 (a), out of the eight short fuel rods marked with an X inside the circle, four short fuel rods are four at the four corners of the second layer from the outermost periphery of the fuel bundle. The short fuel rod A is arranged at the center of each outermost side of the fuel bundle.

【0037】本実施例の燃料集合体の構造は、図13に示
した従来例と同一の構造であり、可燃性毒物入り燃料棒
(図1(a)中、○内にGを付す)の配置だけが異なっ
ている。すなわち、8本の可燃性毒物入り燃料棒Cが燃
料チャンネルの最外周にあって短尺燃料棒Aに隣接する
8本の長尺燃料棒Bに隣接して燃料チャンネル最外周か
ら2層目に配置されている。
The structure of the fuel assembly of this embodiment is the same as that of the conventional example shown in FIG. 13, and the fuel rod containing burnable poisons (in FIG. 1 (a), circled with a circle (G)) is used. Only the arrangement is different. That is, eight burnable poison-containing fuel rods C are located on the outermost periphery of the fuel channel and adjacent to eight short fuel rods A that are adjacent to the short fuel rod A, and are arranged in the second layer from the outermost periphery of the fuel channel. Has been done.

【0038】可燃性毒物入り燃料棒Cのこの配置によっ
て、特に原子炉停止時における長尺燃料棒Bの出力が低
下している。その結果、集合体平均濃縮度が同じである
図13の従来例と比較して、短尺燃料棒Aの上端よりも上
の断面における出力ピーキングは、原子炉運転時には1.
36と微少な改善であるが、原子炉停止時には1.41となり
0.1低減することができた。
This arrangement of the fuel rods C containing burnable poisons reduces the output of the long fuel rods B especially when the reactor is shut down. As a result, in comparison with the conventional example of FIG. 13 in which the average enrichment of the assembly is the same, the power peaking in the cross section above the upper end of the short fuel rod A is 1.
36, a slight improvement, but 1.41 when the reactor was shut down
It could be reduced by 0.1.

【0039】(第2の実施例)本発明の第2の実施例を
図2により説明する。原子炉停止時には、上端から全長
の1/4ないし1/3下がった部位、すなわち短尺燃料
棒の上端よりも上の部位に中性子束のピークを生ずるの
で、出力ピーキングもこの軸方向部位で低減すればよ
く、長尺燃料棒Cとしては軸方向のこの部位に可燃性毒
物を含んでいればよい。
(Second Embodiment) A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. When the reactor is shut down, a peak of the neutron flux occurs at a site that is ¼ to ⅓ of the total length down from the upper end, that is, a site above the upper end of the short fuel rod. It suffices if the long fuel rod C contains a burnable poison at this portion in the axial direction.

【0040】図2に示す本発明の第2の実施例では、図
2(a)中○内にGを付した8本の長尺燃料棒には上下
端を除く全長にわたってガドリニアが含有されている
が、○内にTを付した8本の長尺燃料棒Cには短尺燃料
棒Aの上端よりも上方のみにガドリニアが含有されてい
る。
In the second embodiment of the present invention shown in FIG. 2, eight long fuel rods each having a G inside the circle in FIG. 2 (a) contain gadolinia over the entire length except the upper and lower ends. However, the eight long fuel rods C with T in the circles contain gadolinia only above the upper ends of the short fuel rods A.

【0041】また、○内にPを付した4本の長尺燃料棒
と燃料束の最外周から2層目の四隅部に配置された○内
に+を付した4本の短尺燃料棒には、○内に×を付した
短尺燃料棒の上端よりも下部のみにガドリニアが含有さ
れている。
In addition, four long fuel rods marked with P in the circle and four short fuel rods marked with + in the circle arranged at the four corners of the second layer from the outermost periphery of the fuel bundle Indicates that gadolinia is contained only in the lower part than the upper end of the short fuel rod in which a circle is marked with a cross.

【0042】ここで、○内に+を付した短尺燃料棒のウ
ラン濃縮度a’はa>a’であり、最高濃縮度を使用し
ていた第1の実施例よりもやや低くしてある。これは、
この位置では燃料棒の出力が比較的高いため、ガドリニ
アを含有したことによる熱伝導度の低下による温度上昇
を緩和する必要があり、あらかじめウランの濃縮度を下
げておいたものである。
Here, the uranium enrichment a'of the short fuel rod with + in the circle is a> a ', which is slightly lower than that of the first embodiment using the highest enrichment. . this is,
Since the output of the fuel rod is relatively high at this position, it is necessary to mitigate the temperature rise due to the decrease in thermal conductivity due to the inclusion of gadolinia, and the enrichment of uranium has been lowered in advance.

【0043】本実施例では、○内に+を付した短尺燃料
棒のガドリニアによって、燃料束の最外周の四隅部とこ
れらに隣接する燃料棒の出力ピーキングが、短尺燃料棒
の上端よりも下方において、十分に抑制されている。
In this embodiment, the output peaking of the four outermost corners of the fuel bundle and adjacent fuel rods is lower than the upper ends of the short fuel rods by the gadolinia of the short fuel rods marked with + in the circle. In, it is sufficiently suppressed.

【0044】なお、本実施例では燃料集合体の平均濃縮
度が第1の実施例よりも低下しているが、燃料束の最外
周の四隅部およびこれらに隣接する燃料棒のウラン濃縮
度を第1の実施例よりもやや高くすることによって燃料
集合体の平均濃縮度を第1の実施例と同じにすることも
できる。
In this embodiment, the average enrichment of the fuel assembly is lower than that of the first embodiment, but the uranium enrichments of the four outermost corners of the fuel bundle and the fuel rods adjacent to them are It is also possible to make the average enrichment of the fuel assembly the same as in the first embodiment by making it slightly higher than in the first embodiment.

【0045】(第3の実施例)本発明の第3の実施例を
図3により説明する。本実施例では、○内に×を付した
8本の短尺燃料棒Aが全て燃料束の最外周に配置されて
おり、燃料束の最外周にあってこれら8本の短尺燃料棒
Aに隣接する12本の長尺燃料棒Bに隣接して、可燃性毒
物を含む12本の長尺燃料棒Cが燃料束の外周から2層目
に配置されている。これら12本の長尺燃料棒Cによっ
て、特に原子炉停止時における長尺燃料棒Bの出力を抑
制して出力ピーキングを低減している。
(Third Embodiment) A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, all the eight short fuel rods A marked with a circle in the circle are arranged at the outermost periphery of the fuel bundle, and are adjacent to these eight short fuel rods A at the outermost periphery of the fuel bundle. Adjacent to the twelve long fuel rods B, twelve long fuel rods C containing burnable poisons are arranged in the second layer from the outer circumference of the fuel bundle. These twelve long fuel rods C suppress the output of the long fuel rods B especially when the reactor is shut down to reduce the output peaking.

【0046】なお、本実施例において○内にGを付した
長尺燃料棒Cのウラン濃縮度は燃料集合体中最高濃縮度
であるが、燃料束の最外周から2層目の四隅部に配置さ
れた○内にLを付した長尺燃料棒のウラン濃縮度は燃料
集合体中2番目の濃縮度である。
In the present embodiment, the uranium enrichment of the long fuel rod C marked with G in the circle is the highest enrichment in the fuel assembly, but the uranium enrichment in the four corners of the second layer from the outermost periphery of the fuel bundle. The uranium enrichment of the long fuel rods with L in the circles arranged is the second enrichment in the fuel assembly.

【0047】(第4の実施例)本発明の第4の実施例を
図4により説明する。本実施例では、8本の短尺燃料棒
Aが全て、四隅部を含む燃料束の最外周に配置されてお
り、燃料束の最外周にあってこれら8本の短尺燃料棒A
に隣接する16本の長尺燃料棒Bに隣接して、可燃性毒物
を含む12本の長尺燃料棒Cが燃料束の最外周から2層目
に配置されている。本実施例の作用効果は第3の実施例
と同様なのでその説明は省略する。
(Fourth Embodiment) A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, all the eight short fuel rods A are arranged at the outermost circumference of the fuel bundle including the four corners, and these eight short fuel rods A are at the outermost circumference of the fuel bundle.
Adjacent to the 16 long fuel rods B adjacent to each other, 12 long fuel rods C containing burnable poisons are arranged in the second layer from the outermost periphery of the fuel bundle. Since the operation and effect of this embodiment are the same as those of the third embodiment, the description thereof will be omitted.

【0048】(第5の実施例)本発明の第5の実施例を
図5により説明する。本実施例では、○内に×を付した
8本の短尺燃料棒Dが全てウォータロッドに隣接して配
置されている。2本の短尺燃料棒Dに隣接して長尺燃料
棒E,E’が配置され、2本の長尺燃料棒Eに隣接して
○内にGを付した可燃性毒物を含む4本の長尺燃料棒F
が短尺燃料棒Dにもウォータロッド6にも隣接しない位
置に配置されている。これら4本の長尺燃料棒Fによっ
て、特に原子炉停止時における長尺燃料棒Eの出力を抑
制して出力ピーキングを低減している。
(Fifth Embodiment) A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, all eight short fuel rods D marked with “×” are arranged adjacent to the water rods. Long fuel rods E and E ′ are arranged adjacent to the two short fuel rods D, and adjacent to the two long fuel rods E, there are four fuel rods including a burnable poison with a G inside the circle. Long fuel rod F
Is arranged at a position that is not adjacent to the short fuel rod D or the water rod 6. With these four long fuel rods F, the output of the long fuel rods E is suppressed especially when the reactor is shut down to reduce the output peaking.

【0049】本実施例では、2本の短尺燃料棒Dに隣接
する長尺燃料棒Eにおいて原子炉停止時の出力ピーキン
グが最も増大しやすいが、1本の短尺燃料棒Dに隣接す
る長尺燃料棒E’においても出力ピーキングは増大す
る。したがって、可燃性毒物を含有する長尺燃料棒F’
およびFを本実施例のように配置することによって、原
子炉停止時の出力ピーキングを十分に低減することがで
きる。
In this embodiment, in the long fuel rod E adjacent to the two short fuel rods D, the output peaking at the time of reactor shutdown is most likely to increase, but the long fuel rod E adjacent to one short fuel rod D is most likely to increase. Power peaking also increases at fuel rod E '. Therefore, the long fuel rod F'containing the burnable poison
By arranging F and F as in this embodiment, it is possible to sufficiently reduce the output peaking at the time of reactor shutdown.

【0050】(第6の実施例)本発明の第6の実施例を
図6により説明する。本実施例における短尺燃料棒の配
置は第5の実施例と同一であるが、ウォータロッドに隣
接する短尺燃料棒Dに隣接する長尺燃料棒E’に隣接す
る可燃性毒物を含む長尺燃料棒F”をウォータロッドに
隣接させている。このように可燃性毒物入り燃料棒をウ
ォータロッドに隣接させたことにより、炉停止余裕が改
善している。
(Sixth Embodiment) A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The arrangement of the short fuel rods in this embodiment is the same as that of the fifth embodiment, but a long fuel containing a burnable poison adjacent to a long fuel rod E ′ adjacent to a short fuel rod D adjacent to a water rod is included. The rod F ″ is adjacent to the water rod. By thus placing the burnable poison-bearing fuel rod adjacent to the water rod, the reactor shutdown margin is improved.

【0051】ただし、この位置では、集合体最外周から
2層目の四隅部に配置された可燃性毒物入り燃料棒と同
様、比較的出力が高いので、ウラン濃縮度を低くして熱
伝導度の低下による温度上昇を緩和している。
However, at this position, as with the fuel rods with burnable poisons arranged in the four corners of the second layer from the outermost periphery of the assembly, the output is relatively high, so the uranium enrichment is reduced to reduce the thermal conductivity. The temperature rise due to the decrease of

【0052】(第7の実施例)本発明の第7の実施例を
図7により説明する。本実施例は、第1ないし第6の実
施例と異なり、○内に×を付した10本の短尺燃料棒が配
置されている。このうち8本が燃料束の最外周から2層
目に、2本がウォータロッド6に隣接して配置されてい
る。ウォータロッド6に隣接する2本の短尺燃料棒Dに
隣接する4本の長尺燃料棒Eに隣接して、可燃性毒物を
含有する4本の長尺燃料棒Fが配置されている。これら
4本の長尺燃料棒Fによって、特に原子炉停止時におけ
る長尺燃料棒Eの出力を抑制して出力ピーキングを低減
している。
(Seventh Embodiment) A seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is different from the first to sixth embodiments in that ten short fuel rods each having a cross inside a circle are arranged. Of these, eight are arranged in the second layer from the outermost periphery of the fuel bundle, and two are arranged adjacent to the water rod 6. Adjacent to the four long fuel rods E adjacent to the two short fuel rods D adjacent to the water rod 6, four long fuel rods F containing burnable poisons are arranged. With these four long fuel rods F, the output of the long fuel rods E is suppressed particularly when the reactor is stopped, and the output peaking is reduced.

【0053】(第8の実施例)本発明の第8の実施例を
図8により説明する。本実施例は、燃料棒9本分の断面
領域を占める角筒型のウォータロッド6’と、64本の長
尺燃料棒および8本の短尺燃料棒が正方格子状に配置さ
れている。
(Eighth Embodiment) An eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, a rectangular cylindrical water rod 6'occupying a cross-sectional area corresponding to nine fuel rods, 64 long fuel rods and 8 short fuel rods are arranged in a square lattice.

【0054】本実施例では、8本の短尺燃料棒のうち、
4本が燃料束の最外周に、4本がウォータロッドに隣接
して配置されている。燃料束の最外周にあってこれら4
本の短尺燃料棒Aに隣接する8本の長尺燃料棒Bに隣接
して、可燃性毒物を含む8本の長尺燃料棒Cが集合体最
外周から2層目に配置されている。
In this embodiment, of the eight short fuel rods,
Four are arranged on the outermost periphery of the fuel bundle and four are arranged adjacent to the water rod. At the outermost periphery of the fuel bundle, these 4
Adjacent to the eight long fuel rods B adjacent to the one short fuel rod A, eight long fuel rods C containing burnable poisons are arranged in the second layer from the outermost periphery of the assembly.

【0055】さらに、ウォータロッド6’に隣接する4
本の短尺燃料棒Dとウォータロッド6’とに隣接する8
本の長尺燃料棒Eに隣接して可燃性毒物を含む4本の長
尺燃料棒Fが配置されてる。なお、燃料束の最外周から
2層目に配置された可燃性毒物を含有する長尺燃料棒C
は、ウォータロッド6に隣接して配置された長尺燃料棒
Eにも隣接しており、その出力をも低減している。
Furthermore, 4 adjacent to the water rod 6 '
8 adjacent to the short fuel rod D of the book and the water rod 6 '
Adjacent to the long fuel rods E, four long fuel rods F containing burnable poisons are arranged. It should be noted that the long fuel rod C containing the burnable poison disposed in the second layer from the outermost periphery of the fuel bundle
Is also adjacent to the long fuel rod E arranged adjacent to the water rod 6, and the output thereof is also reduced.

【0056】(第9の実施例)本発明の第9の実施例を
図9により説明する。本実施例は、図14に示した第2の
従来例に対応するもので、燃料棒が10行10列に配置され
ており、ウォータロッド6が燃料集合体中央部に2本配
置されており、78本の長尺燃料棒と14本の短尺燃料棒を
正方格子状に束ねたものをチャンネルボックス7で包囲
して構成されている。
(Ninth Embodiment) A ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment corresponds to the second conventional example shown in FIG. 14, in which fuel rods are arranged in 10 rows and 10 columns, and two water rods 6 are arranged in the central portion of the fuel assembly. , A long box of 78 fuel rods and a short tube of 14 fuel rods are bound in a square lattice and surrounded by a channel box 7.

【0057】本実施例では、6本の短尺燃料棒Dをウォ
ータロッド6に隣接させて配置することによって炉停止
余裕の改善を図っており、これら短尺燃料棒Dの2本に
隣接する長尺燃料棒Eに隣接して、可燃性毒物を含有す
る4本の長尺燃料棒Fを配置している。
In this embodiment, the reactor shutdown margin is improved by arranging six short fuel rods D adjacent to the water rods 6, and the long fuel rods D adjacent to two long fuel rods D are arranged. Adjacent to the fuel rod E, four long fuel rods F containing a burnable poison are arranged.

【0058】これによって、短尺燃料棒の上端よりも上
の断面における本実施例の出力ピーキングは、原子炉運
転時には図14に示した従来例とほぼ等しく1.29である
が、原子炉停止時には1.41となり従来例よりも 0.1改善
されている。
As a result, the output peaking of the present embodiment in the cross section above the upper end of the short fuel rod is 1.29 when the reactor is operating, which is almost the same as that of the conventional example shown in FIG. 14, but 1.41 when the reactor is stopped. It is improved by 0.1 compared to the conventional example.

【0059】(第10の実施例)本発明の第10の実施例を
図10により説明する。本実施例は、第9の実施例と同じ
く燃料棒が10行10列に配置されているが、14本の短尺燃
料棒のうち2本がウォータロッド6に隣接して配置され
ており、8本が燃料束の最外周に、4本が燃料束の最外
周から2層目の四隅部に配置されている。
(Tenth Embodiment) A tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, the fuel rods are arranged in 10 rows and 10 columns as in the ninth embodiment, but two of 14 short fuel rods are arranged adjacent to the water rod 6, The books are arranged at the outermost periphery of the fuel bundle, and the four are arranged at the four corners of the second layer from the outermost periphery of the fuel bundle.

【0060】燃料束の最外周にあって8本の短尺燃料棒
Aに隣接している8本の長尺燃料棒Bに隣接して、燃料
束の最外周から2層目に可燃性毒物を含有する8本の長
尺燃料棒Cが配置されている。また、ウォータロッド6
に隣接して配置されている2本の短尺燃料棒Dに隣接す
る4本の長尺燃料棒Eに隣接して、可燃性毒物を含有す
る4本の長尺燃料棒Fが配置されている。本実施例の作
用効果は第9の実施例と同様なのでその説明は省略す
る。
Adjacent to the eight long fuel rods B, which are on the outermost periphery of the fuel bundle and adjacent to the eight short fuel rods A, are burnable poisons in the second layer from the outermost periphery of the fuel bundle. Eight long fuel rods C to be contained are arranged. Also, the water rod 6
The four long fuel rods F containing the burnable poison are arranged adjacent to the four long fuel rods E adjacent to the two short fuel rods D arranged adjacent to each other. . Since the operation and effect of this embodiment are the same as those of the ninth embodiment, the description thereof will be omitted.

【0061】(第11の実施例)本発明の第11の実施例を
図11により説明する。本実施例は、燃料棒12本分の断面
領域を占める大型のウォータロッド6”と、76本の長尺
燃料棒および12本の短尺燃料棒が正方格子状に配置され
ている。本実施例では12本の短尺燃料棒のうち8本が燃
料束の最外周に配置され、また4本がウォータロッド
6”に隣接して配置されている。
(Eleventh Embodiment) An eleventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, a large water rod 6 ″ occupying a cross-sectional area of 12 fuel rods, 76 long fuel rods and 12 short fuel rods are arranged in a square lattice shape. 8 out of 12 short fuel rods are arranged at the outermost periphery of the fuel bundle, and 4 are arranged adjacent to the water rod 6 ″.

【0062】燃料束の最外周にあって8本の短尺燃料棒
Aに隣接する16本の長尺燃料棒Bに隣接して、可燃性毒
物を含む16本の長尺燃料棒Cが燃料束の最外周から2層
目に配置されている。さらに、ウォータロッドに隣接す
る4本の短尺燃料棒Dに隣接する8本の長尺燃料棒Eに
隣接して可燃性毒物を含む4本の長尺燃料棒Fが配置さ
れている。本実施例の作用効果は第9の実施例と同様な
のでその説明は省略する。
Adjacent to the 16 long fuel rods B that are on the outermost periphery of the fuel bundle and adjacent to the 8 short fuel rods A, 16 long fuel rods C containing burnable poisons are the fuel bundles. Is arranged on the second layer from the outermost periphery. Further, four long fuel rods F containing burnable poisons are arranged adjacent to eight long fuel rods E adjacent to four short fuel rods D adjacent to the water rod. Since the operation and effect of this embodiment are the same as those of the ninth embodiment, the description thereof will be omitted.

【0063】[0063]

【発明の効果】本発明によれば、原子炉運転時の局所出
力ピーキングを増大させることなく、原子炉停止時の局
所出力ピーキングを十分低くしたうえで、燃料集合体の
平均ウラン濃縮度を大幅に高めることができるので、原
子炉運転時の熱的余裕および制御棒落下事故時の燃料健
全性を十分に確保したうえで高燃焼度化を実現すること
ができる。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, the local power peaking during reactor shutdown is sufficiently reduced without increasing the local power peaking during reactor operation, and the average uranium enrichment of the fuel assembly is significantly increased. Therefore, it is possible to realize a high burnup while sufficiently securing the thermal margin during reactor operation and the fuel integrity at the time of a control rod drop accident.

【0064】その結果、ウラン資源を効率的に利用でき
るので燃料経済性が向上するとともに、使用済み燃料集
合体数を削減することができるので、貯蔵施設や再処理
施設への負担を大幅に軽減することが可能となる。
As a result, the uranium resource can be efficiently used, so that the fuel economy is improved and the number of spent fuel assemblies can be reduced, so that the burden on the storage facility and the reprocessing facility is greatly reduced. It becomes possible to do.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(a)は本発明に係る燃料集合体の第1の実施
例を示す横断面図、(b)は(a)における燃料棒の濃
度分布を説明するための棒線図。
FIG. 1A is a cross-sectional view showing a first embodiment of a fuel assembly according to the present invention, and FIG. 1B is a bar diagram for explaining the concentration distribution of fuel rods in FIG. 1A.

【図2】(a)は本発明に係る燃料集合体の第2の実施
例を示す横断面図、(b)は(a)における燃料棒の濃
度分布を説明するための棒線図。
2A is a cross-sectional view showing a second embodiment of the fuel assembly according to the present invention, and FIG. 2B is a bar diagram for explaining the concentration distribution of the fuel rods in FIG. 2A.

【図3】本発明に係る燃料集合体の第3の実施例を示す
横断面図。
FIG. 3 is a transverse cross-sectional view showing a third embodiment of the fuel assembly according to the present invention.

【図4】本発明に係る燃料集合体の第4の実施例を示す
横断面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a fourth embodiment of the fuel assembly according to the present invention.

【図5】本発明に係る燃料集合体の第5の実施例を示す
横断面図。
FIG. 5 is a transverse sectional view showing a fifth embodiment of the fuel assembly according to the present invention.

【図6】本発明に係る燃料集合体の第6の実施例を示す
横断面図。
FIG. 6 is a cross sectional view showing a sixth embodiment of the fuel assembly according to the present invention.

【図7】本発明に係る燃料集合体の第7の実施例を示す
横断面図。
FIG. 7 is a cross sectional view showing a seventh embodiment of the fuel assembly according to the present invention.

【図8】本発明に係る燃料集合体の第8の実施例を示す
横断面図。
FIG. 8 is a transverse sectional view showing an eighth embodiment of the fuel assembly according to the present invention.

【図9】(a)は本発明に係る燃料集合体の第9の実施
例を示す横断面図、(b)は(a)の燃料棒の濃度分布
を説明するための棒線図。
9A is a transverse sectional view showing a ninth embodiment of the fuel assembly according to the present invention, and FIG. 9B is a bar diagram for explaining the concentration distribution of the fuel rod in FIG.

【図10】本発明に係る燃料集合体の第10の実施例を示
す横断面図。
FIG. 10 is a cross sectional view showing a tenth embodiment of the fuel assembly according to the present invention.

【図11】本発明に係る燃料集合体の第11の実施例を示
す横断面図。
FIG. 11 is a transverse sectional view showing an eleventh embodiment of the fuel assembly according to the present invention.

【図12】(a)は従来の燃料棒が9行9列に配置され
た燃料集合体を示す立面図、(b)は(a)のB−B矢
視断面図、(c)は(a)のC−C矢視断面図。
12 (a) is an elevation view showing a fuel assembly in which conventional fuel rods are arranged in 9 rows and 9 columns, FIG. 12 (b) is a sectional view taken along the line BB of FIG. 12 (a), and FIG. (A) CC sectional view taken on the arrow.

【図13】(a)は従来の燃料棒が9行9列に配置され
た燃料集合体を示す横断面図、(b)は(a)の燃料棒
の濃度分布を説明するための棒線図。
13A is a cross-sectional view showing a fuel assembly in which conventional fuel rods are arranged in 9 rows and 9 columns, and FIG. 13B is a bar line for explaining the concentration distribution of the fuel rods in FIG. 13A. Fig.

【図14】(a)は従来の燃料棒が10行10列に配置され
た燃料集合体を示す横断面図、(b)は(a)の燃料棒
の濃度分布を説明するための棒線図。
FIG. 14A is a cross-sectional view showing a fuel assembly in which conventional fuel rods are arranged in 10 rows and 10 columns, and FIG. 14B is a bar line for explaining the concentration distribution of the fuel rods in FIG. 14A. Fig.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…燃料集合体、2…長尺燃料棒、3…短尺燃料棒、4
…上部タイプレート、5…下部タイプレート、6…太径
ウォータロッド、7…チャンネルボックス、8…スペー
サ、A…最外周短尺燃料棒、B…長尺燃料棒、C…可燃
性毒物入り長尺燃料棒、D…短尺燃料棒、E…長尺燃料
棒。
1 ... Fuel assembly, 2 ... Long fuel rod, 3 ... Short fuel rod, 4
... Upper tie plate, 5 ... Lower tie plate, 6 ... Large diameter water rod, 7 ... Channel box, 8 ... Spacer, A ... Outermost peripheral short fuel rod, B ... Long fuel rod, C ... Long fuel burnable poison Fuel rods, D ... Short fuel rods, E ... Long fuel rods.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−281769(JP,A) 特開 昭63−234192(JP,A) 特開 平6−102384(JP,A) 特開 平7−92210(JP,A) 特開 平7−151883(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G21C 3/328 G21C 3/326 ─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of the front page (56) Reference JP-A-6-281769 (JP, A) JP-A-63-234192 (JP, A) JP-A-6-102384 (JP, A) JP-A-7- 92210 (JP, A) JP-A-7-151883 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G21C 3/328 G21C 3/326

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 チャンネルボックス内に多数の燃料ペレ
ットが充填された複数の燃料棒と少なくとも1本のウォ
ータロッドとを正方格子状に配列して燃料束が構成され
た沸騰水型原子炉用燃料集合体において、前記燃料棒は
燃料ペレットが充填されている有効長が長い長尺燃料棒
と前記長尺燃料棒よりも有効長が短い短尺燃料棒とから
なり、前記燃料束の最外周には少なくとも1本の短尺燃
料棒Aとこの短尺燃料棒Aに隣接して長尺燃料棒Bが配
置され、前記長尺燃料棒Bに隣接する少なくとも1本の
長尺燃料棒Cが配置され、この長尺燃料棒Cは少なくと
も前記短尺燃料棒Aの有効長の上端よりも上方の大部分
に充填されている燃料ペレットには可燃性毒物が含有し
ていることを特徴とする沸騰水型原子炉用燃料集合体。
1. A fuel for a boiling water reactor in which a fuel bundle is configured by arranging a plurality of fuel rods filled with a large number of fuel pellets in a channel box and at least one water rod in a square lattice shape. In the assembly, the fuel rods are composed of long fuel rods having a long effective length filled with fuel pellets and short fuel rods having an effective length shorter than that of the long fuel rods. At least one short fuel rod A, a long fuel rod B is arranged adjacent to the short fuel rod A, and at least one long fuel rod C is arranged adjacent to the long fuel rod B. The boiling water reactor is characterized in that at least most of the long fuel rods C above the upper end of the effective length of the short fuel rods A are filled with combustible poisons in the fuel pellets. Fuel assembly.
【請求項2】 前記長尺燃料棒Cは燃料束の最外周から
2層目に配置されていることを特徴とする請求項1記載
の沸騰水型原子炉用燃料集合体。
2. The fuel assembly for a boiling water reactor according to claim 1, wherein the long fuel rods C are arranged in the second layer from the outermost periphery of the fuel bundle.
【請求項3】 前記燃料束の最外周から2層目の四隅部
以外の位置に配置された前記長尺燃料棒Cに充填されて
いる少なくとも一部の燃料ペレットに含有されている核
燃料物質の核分裂性物質濃度が、前記燃料集合体におい
て使用されている核燃料物質の核分裂性物質濃度の中の
最大濃度であることを特徴とする請求項2記載の沸騰水
型原子炉用燃料集合体。
3. The nuclear fuel material contained in at least a part of the fuel pellets filled in the long fuel rods C arranged at positions other than the four corners of the second layer from the outermost periphery of the fuel bundle. The fuel assembly for a boiling water reactor according to claim 2, wherein the fissile material concentration is the maximum concentration of the fissile material concentrations of the nuclear fuel material used in the fuel assembly.
【請求項4】 チャンネルボックス内に多数の燃料ペレ
ットが充填された複数の燃料棒と、少なくとも1本のウ
ォータロッドとを正方格子状に配列して燃料束が構成さ
れた沸騰水型原子炉用燃料集合体において、前記燃料棒
は燃料ペレットが充填されている有効長が長い長尺燃料
棒と前記長尺燃料棒よりも有効長が短い短尺燃料棒とか
らなり、少なくとも1本の短尺燃料棒Dが前記ウォータ
ロッドに隣接して配置され、前記短尺燃料棒Dに隣接す
る長尺燃料棒Eにさらに隣接しかつ前記ウォータロッド
または前記短尺燃料棒Dに隣接する位置に配置された
なくとも1本の長尺燃料棒Fにおいて、少なくとも前記
短尺燃料棒Dの有効長の上端よりも上方の大部分に充填
されている燃料ペレットが可燃性毒物を含有することを
特徴とする沸騰水型原子炉用燃料集合体。
4. A boiling water reactor in which a fuel bundle is configured by arranging a plurality of fuel rods filled with a large number of fuel pellets in a channel box and at least one water rod in a square lattice pattern. In the fuel assembly, the fuel rod comprises a long fuel rod having a long effective length filled with fuel pellets and a short fuel rod having an effective length shorter than that of the long fuel rod, and at least one short fuel rod. D is disposed adjacent to the water rod, further adjacent to the long fuel rod E adjacent to the short fuel rod D, and the water rod.
Or filling in single elongated fuel rods F even least <br/> without being located adjacent to the short fuel rods D, the upper end of the effective length of at least the length fuel rods D the majority of the upper A fuel assembly for a boiling water reactor, characterized in that the fuel pellets contained therein contain a burnable poison.
【請求項5】 前記長尺燃料棒Eは少なくとも2本の前
記短尺燃料棒Dに隣接するか、または少なくとも1本の
前記短尺燃料棒Dと少なくとも1本の前記ウォータロッ
ドに隣接していることを特徴とする請求項4記載の沸騰
水型原子炉用燃料集合体。
5. The long fuel rods E are adjacent to at least two of the short fuel rods D or at least one of the short fuel rods D and at least one of the water rods. The fuel assembly for a boiling water reactor according to claim 4.
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