JP3596831B2 - Boiling water reactor core - Google Patents

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JP3596831B2 JP4967896A JP4967896A JP3596831B2 JP 3596831 B2 JP3596831 B2 JP 3596831B2 JP 4967896 A JP4967896 A JP 4967896A JP 4967896 A JP4967896 A JP 4967896A JP 3596831 B2 JP3596831 B2 JP 3596831B2
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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

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はプルトニウムが含まれる燃料を使用する沸騰水型原子炉の炉心に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般的な沸騰水型原子炉の炉心の構成を図面を用いて説明する。図9(a)は、原子炉の炉心を構成する単位格子を示し、(b)はこの単位格子を配置した炉心の一部を示す模式的平面図である。このように原子炉の出力を制御する制御棒1の周囲に4体の燃料集合体2を配置して単位格子3が構成され、さらにこの単位格子1の複数個を格子状に配列して炉心4が構成されている。このように構成された炉心においては、ある一定期間(以下1サイクルという)運転した後、全燃料集合体のうち1/3から1/4の燃料集合体が炉心から取り出され、取り替え用燃料である新燃料集合体と交換される。
【0003】
ところで、原子力発電所で使用される燃料には、天然ウランの99.3%を占めるウラン238が含まれている。このウラン238は軽水炉では燃えにくいが、原子炉炉心で燃料として使用されることにより、核燃料物質であるプルトニウムに核変換する。このプルトニウムを使用済み燃料から取り出し、原子力発電所の燃料として使用することにより、ウラン資源を有効に利用できる。このため、沸騰水型原子炉の燃料としてもプルトニウム・ウラン混合酸化物燃料(以下MOX燃料という)を使用することが計画されている。近年、これらのMOX燃料を既設の原子炉の取替用燃料の一部として利用することが検討されているが、MOX燃料の利用が増えるに従い取替用燃料ばかりでなく、第1サイクルである初装荷炉心にも初装荷燃料として使用することも考えられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来、沸騰水型原子炉の初装荷炉心では、燃料集合体のウラン235平均濃縮度(以下、平均濃縮度という)が同一のウラン燃料集合体が装荷されていた。この同一の平均濃縮度のウラン燃料集合体から成る初装荷炉心(以下、一様濃縮度初装荷炉心という)では、特開昭59−15888号における「背景技術の問題点」にも指摘されているように、第1〜2サイクル終了の燃料交換時に平均濃縮度又はプルトニウム富化度(以下、富化度と呼ぶ)のまだ高い燃料が取り出され、経済性が悪くなる他、炉心の周辺部からは中性子が炉心外に漏れるため、周辺部では出力が低く、中央部では出力が高くなり、水平方向の出力分布が不均一となるという課題が生じる。
【0005】
この様な一様濃縮度初装荷炉心において、その燃料の一部にMOX燃料集合体を使用した例を図10に示し、説明する。図10は沸騰水型原子炉の炉心の1/4を示す模式的平面図である。図10において、原子炉炉心4は、複数の燃料集合体2が配置されることにより構成され、図中、升目がそれぞれ1体の燃料集合体2を示し、升目内の記号Uは中濃縮度ウラン燃料集合体、記号MはMOX燃料集合体を表す。また、太枠線で囲まれた部分はコントロールセル5である。ここで、MOX燃料集合体は、実効核分裂富化度3.5wt%,可燃性毒物が3.0wt%であり炉心全体で220体装荷され、中濃縮度ウラン燃料集合体は、実効核分裂富化度2.5wt%,可燃性毒物が7.0wt%が652体装荷されている。
【0006】
このようにMOX燃料集合体を含んで構成された一様濃縮度初装荷炉心においても、上述のMOX燃料集合体を含まないものと同様の課題が生じることが考えられる。
【0007】
さらに、燃料経済性の観点からは、MOX燃料集合体は、燃焼が進んでも反応度の減少が少ないという特性を持つため、できるだけ長く炉内に滞在させた方が有利である。しかしながら、MOX燃料集合体とウラン燃料集合体のそれぞれの中性子の振る舞いを比べると、MOX燃料集合体はウラン燃料集合体よりも核分裂反応を起こしやすい低エネルギーの中性子の割合が少なくなる傾向がある。よって、両燃料集合体が隣接をすると、低エネルギーの中性子がウラン燃料集合体からMOX燃料集合体に流れ込み、MOX燃料集合体の出力が大きくなる傾向がある。
【0008】
このため、炉心内の中性子分布は、 MOX燃料集合体を含まない一様濃縮度初装荷炉心のもの以上に不均一となり、最小限界出力比や最大線出力密度等の熱的特性の運転制限値に対する余裕はさらに小さくなるので、その対策が必要となっている。
【0009】
本発明は、係る従来の事情に対してなされたものであり、その目的は、MOX燃料集合体とウラン燃料集合体が混在する初装荷炉心の経済性を向上させ、かつ熱的特性の運転制限値に対する余裕を緩和した沸騰水型原子炉の炉心を得ることである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の沸騰水型原子炉の炉心においては、請求項1記載の発明では、プルトニウム・ウラン混合酸化物燃料集合体と、ウラン235平均濃縮度が異なる複数のウラン燃料集合体とを装荷する沸騰水型原子炉の炉心において、このプルトニウム・ウラン混合酸化物燃料集合体の実効核分裂富化度が燃焼初期で最もウラン235平均濃縮度が低いウラン燃料集合体の実効核分裂富化度より大きく、かつ最もウラン235平均濃縮度が高いウラン燃料集合体の実効核分裂富化度より小さく、さらに前記ウラン燃料集合体のウラン235平均濃縮度を高濃縮度・中濃縮度・低濃縮度の3種類とし、プルトニウム・ウラン混合酸化物燃料集合体の実効核分裂富化度が前記高濃縮度ウラン燃料集合体のものより小さく、前記中濃縮度ウラン燃料集合体のものより大きいことを特徴とする。
【0011】
請求項2記載の発明では、請求項1の発明において、原子炉の出力運転中に調整棒として使用する制御棒を含む単位格子に最もウラン235平均濃縮度が低いウラン燃料集合体を装荷することを特徴とする。
【0012】
請求項3記載の発明では、請求項1または2の発明において、プルトニウム・ウラン混合酸化物燃料集合体の周囲4辺の内、2辺以上が最もウラン235平均濃縮度が低いウラン燃料集合体と接しないことを特徴とする。
【0015】
請求項記載の発明では、請求項1ないし記載の発明において、最もウラン235平均濃縮度が低いウラン燃料集合体には可燃性毒物を混合しないことを特徴とする。
【0016】
請求項記載の発明では、請求項1ないし記載の発明において、最もウラン235平均濃縮度が高いウラン燃料集合体を原子炉の炉心最外周に装荷することを特徴とする。
【0017】
請求項記載の発明では、請求項1ないし記載の発明において、ウラン燃料集合体内の燃料棒本数をプルトニウム・ウラン混合酸化物燃料集合体内の燃料棒本数より多くすることを特徴とする。
【0018】
請求項9記載の発明では、請求項1ないし8記載の発明において、プルトニウム・ウラン混合酸化物燃料集合体に含まれるウラン燃料棒のウラン濃縮度及び可燃性毒物の濃度のうち少なくとも一方が軸方向分布を有することを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。なお、従来の技術と同じの構成部分については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
第1の実施の形態は、請求項1ないし6に係るものであり、図1に第1の実施の形態にかかる沸騰水型原子炉の炉心の1/4の模式的平面図を示す。図1において、炉心4はMOX燃料集合体2と複数の平均濃縮度のウラン燃料集合体2から成り、ウラン燃料集合体の平均濃縮度は3種類(低濃縮度ウラン燃料集合体、中濃縮度ウラン燃料集合体および高濃縮度ウラン燃料集合体)である。なお、図中の升目内の記号はそれぞれ、MはMOX燃料集合体を、U1は高濃縮度ウラン燃料集合体を、U2は中濃縮度ウラン燃料集合体を、U3は低濃縮度ウラン燃料集合体を示しす。また、太枠線はコントロールセル5を示す。
【0020】
ここで、MOX燃料集合体は実効核分裂富化度3.5wt%,可燃性毒物が3.0wt%であり炉心全体で220体装荷され、高濃縮度ウラン燃料集合体は実効核分裂富化度3.5wt%,可燃性毒物が7.0wt%であり、208体装荷され、中濃縮度ウラン燃料集合体は実効核分裂富化度2.5wt%,可燃性毒物が7.0wt%であり、204体装荷され、低濃縮度ウラン燃料集合体は実効核分裂富化度1.0wt%,可燃性毒物が無いものであり、240体装荷されている。なお、この実効核分裂富化度は、核分裂物質の濃度をこれと同じ反応度を持つウラン235濃縮度に換算したものであり、ウラン燃料集合体では換算係数は1でありMOX燃料集合体では約0.7である。
このような構成の第1の実施の形態では、プルトニウム・ウラン混合酸化物燃料集合体とウラン235平均濃縮度が異なる複数のウラン燃料集合体が装荷されるので、第1サイクル終了後に反応度が十分低下した低濃縮度ウラン燃料集合体が取り出され、炉内には反応度が高い中濃縮度及び高濃縮度ウラン燃料集合体とMOX燃料集合体が残されるので、取り替え体数が少なくなり、図10に示した同一平均濃縮度のウラン燃料集合体とMOX燃料集合体から成る炉心に比べて、経済的に有効である。
【0021】
また、コントロールセル5には、低濃縮度ウラン燃料集合体が装荷されている。コントロールセル5は、運転時にも炉心内に挿入され反応度制御に用いられる調整棒として使用される制御棒を含む単位格子である。このコントロールセル5に出力の小さい低濃縮度ウラン燃料集合体が装荷されているので、制御棒操作によって運転中にこのコントロールセルの出力が変動しても、熱的条件が厳しくなることはなく、燃料の健全性に悪影響が生じることはない。
【0022】
さらに、MOX燃料集合体の周囲4辺には、低濃縮度ウラン燃料集合体が2体以上隣接しないよう構成されている。これにより、熱的余裕を向上させることができる。以下に、この点につき説明する。
【0023】
一般に、MOX燃料集合体はウラン燃料集合体と共に装荷されるとウラン燃料集合体より相対的に出力が高くなりやすいため、熱的特性が厳しくなりやすい傾向がある。これは、MOX燃料集合体内の核分裂を起こしやすい低エネルギーの中性子が相対的にウラン燃料集合体より少ないので、ウラン燃料集合体内の低エネルギーの中性子がMOX燃料集合体へ流れ込み、MOX燃料集合体の出力が増加し、ウラン燃料集合体の出力が低下するためである。特に、各平均濃縮度のウラン燃料集合体の中で低エネルギーの中性子が多い低濃縮度ウラン燃料集合体と隣接すると、核分裂を起こしやすい低エネルギーの中性子がMOX燃料集合体への大きく流れ込むので、MOX燃料集合体の出力増加の割合が大きくなる。
【0024】
図2に、MOX燃料集合体の周囲4辺に低濃縮度ウラン燃料集合体が0〜3体隣接した時の、MOX燃料集合体の相対出力を示す。図2に示されるように、低濃縮度ウラン燃料集合体が隣接しない場合と1体隣接した場合とMOX燃料集合体の出力を比べるとその増加は4%程度であるが、2体隣接した場合には増加は10%程度になる。通常設計段階では、熱的特性は熱的制限値に対して10%の余裕を持っているが、MOX燃料集合体の出力が10%増加すると、制限値に対する熱的余裕が無くなることになる。したがって、これらの検討の結果、MOX燃料集合体の周囲4辺には、低濃縮度ウラン燃料集合体が2体以上隣接しない構成とし、熱的余裕の向上を図ることができる。
【0025】
また、第1の実施の形態では、ウラン平均濃縮度が低・中・高の3種類であり、MOX燃料集合体の実効核分裂富化度は、中濃縮度ウラン燃料集合体のものよりも大きく、高濃縮度ウラン燃料集合体のものよりも小さくしている。
【0026】
図3は、MOX燃料集合体とウラン燃料集合体の相対反応度の燃焼による変化を示す特性図である。図中の相対出力は、可燃性毒物であるガドリニア(Gd)を含んでいないMOX燃料集合体の燃焼開始時の反応度を基準(1.0)とし、このMOX燃料集合体(Gd無し)の燃焼度と相対反応度の関係を二点鎖線aで示す。また、MOX燃料集合体を実線b、高濃縮度ウラン燃料集合体を点線c、低濃縮度ウラン燃料集合体を一点鎖線dに示す。
【0027】
図3に示されるように、Gdが含まれている3種類の燃料集合体(b,c,d)は、Gdが燃え尽きるまで反応度は上がり続けるが、Gdが燃え尽きた後、反応度は下がりだす。このとき、MOX燃料集合体はウラン燃料集合体に比べて燃焼による反応度の減少が少ないため実効核分裂富化度を中濃縮度ウラン燃料集合体と高濃縮度ウラン燃料集合体の間にしても、長期間燃焼させることができ、取出燃焼度を上げることができる。
【0028】
しかしながら、MOX燃料集合体はウラン燃料集合体より相対的に出力が高くなりやすいため、その実効核分裂富化度を、高濃縮度ウラン燃料集合体のものより大きくした場合、出力をおさえることが困難になり、熱的特性が厳しくなる。逆に、MOX燃料集合体の実効核分裂富化度を、低濃縮度ウラン燃料集合体のものより小さくすると、反応度の低下により第1サイクル終了時に新燃料と取り替えなければならなくなり、その分、MOX燃料集合体の反応度が低下しにくという特性を利用できなくなり、経済的に有効でない。
【0029】
したがって、かかる考察から、MOX燃料集合体の実効核分裂冨化度は、最も平均濃縮度が低いウラン燃料集合と最も平均濃縮度が高いウラン燃料集合体の間とし、ウラン平均濃縮度が3種類の場合は、中濃縮度ウラン燃料集合体と高濃縮度ウラン燃料集合体の間とすることにより、経済性が向上するという効果が得られる。
【0030】
なお、第1の実施の形態では、低濃縮度ウラン燃料集合体は、可燃性毒物を含有しない構成としている。これにより、低濃縮度ウラン燃料集合体は、第1サイクル終了後取り出されるので、できるだけ第1サイクルの間燃焼させ、取出燃焼度を高めることができる。しかし、それ以外の燃料集合体は可燃性毒物を入れることにより、第1サイクル初期での余剰反応度を抑えることができる。
【0031】
第2の実施の形態は、請求項7に係るものであり、図4に、第2の実施の形態にかかる沸騰水型原子炉の炉心の1/4の模式平面図を示す。なお、第1の実施の形態と同じ構成部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。図1において、炉心4は、MOX燃料集合体2と複数の平均濃縮度のウラン燃料集合体2から成り、ウラン燃料集合体の平均濃縮度を3種類(低濃縮度ウラン燃料集合体、中濃縮度ウラン燃料集合体および高濃縮度ウラン燃料集合体)である。なお、図中の升目内の記号はそれぞれ、MはMOX燃料集合体を、U1は高濃縮度ウラン燃料集合体を、U2は中濃縮度ウラン燃料集合体を、U3は低濃縮度ウラン燃料集合体を示し、太枠線はコントロールセルを示す。
【0032】
ここで、 MOX燃料集合体は実効核分裂富化度3.5wt%,可燃性毒物が3.0wt%であり炉心全体で220体装荷され、高濃縮度ウラン燃料集合体は実効核分裂富化度3.5wt%,可燃性毒物が7.0wt%であり、216体装荷され、中濃縮度ウラン燃料集合体は実効核分裂富化度2.5wt%,可燃性毒物が7.0wt%であり220体装荷され、低濃縮度ウラン燃料集合体は実効核分裂富化度1.0wt%,可燃性毒物が無いものであり、216体装荷されている。
【0033】
以上の構成により第2の実施の形態においても、第1の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
さらに、第2の実施の形態では、高濃縮度ウラン燃料集合体が最外周に装荷されている。これにより、第1サイクル運転中での高濃縮度ウラン燃料集合体の反応度の減少を少なくすることができ、その分、炉心中央部に配置した低濃縮度ウラン燃料集合体が良く燃えるので、第1サイクル終了後に取り出される低濃縮度ウラン燃料集合体の取出燃焼度が大きくなる。また、高濃縮度ウラン燃料集合体の反応度の減少が少ないので、燃料の取り替え体数も少なくて済む。
【0034】
図5に高濃縮度ウラン燃料集合体を最外周に装荷した場合と低濃縮度ウラン燃料集合体を装荷した場合の炉心の径方向の出力分布を示す。図中の相対出力は、炉心平均出力を基準とし、最外周に高濃縮度ウラン燃料集合体を装荷した炉心の相対出力を実線e、低濃縮度ウラン燃料集合体を装荷した炉心の相対出力を点線fで示している。この図に示すように、高濃縮度ウラン燃料集合体を最外周に配置することにより、中性子束の径方向分布がより平坦化でき、出力が高くなりやすいMOX燃料集合体の出力を低くすることができる。
【0035】
第3の実施の形態は請求項8に係るものであり、上述の図1又は図3に示した沸騰水型原子炉の炉心を構成する燃料集合体が特徴を有するものである。この燃料集合体を図6に示す。図6(a)はウラン燃料集合体の横断面図であり、(b)はMOX燃料集合体の横断面図である。図6(a)において、ウラン燃料集合体6は、チャンネルボックス7内に燃料棒8aが9行9列に配置され、その中心部に2本のウォータロッド9が配置されており、(b)において、MOX燃料集合体10は、チャンネルボックス7内に燃料棒8bが8行8列に配置され、その中心部に1本のウォータロッド9が配置されている。従って、ウラン燃料集合体6の燃料棒本数は74本、MOX燃料集合体10の燃料棒本数は60本であり、ウラン燃料集合体の方が燃料棒本数が14本多い構成となっている。
【0036】
この構成により、ウラン燃料集合体6は、燃料棒8の本数が多い分、線出力密度の余裕が大きいので平均濃縮度を高めることができ、取出燃焼度を増やすことができる。また、平均濃縮度を高めることによりウラン燃料集合体6の出力も高くなるので、MOX燃料集合体10の出力を相対的に低下でき、MOX燃料集合体10の熱的特性を改善できる。
【0037】
第4の実施の形態は請求項8に係るものであり、上述の図1又は図3に示した沸騰水型原子炉の炉心を構成するMOX燃料集合体が特徴を有するものである。このMOX燃料集合体を図7に示す。図7(a)はMOX燃料集合体の横断面図、(b)は可燃性毒物入り燃料棒の軸方向分布図である。図7(a)において、MOX燃料集合体10には、4種類のプルトニウム燃料棒と1種類のウラン燃料棒が含まれている。図中符号P1〜P4はP1を最高として番号順にプルトニウムの富化度を示し、符号Gはウラン燃料棒であり可燃性毒物であるガドリニアが含まれている可燃性毒物入り燃料棒11を示す。図7(b)に示すように、この可燃性毒物入り燃料棒11の濃縮度とガドリニア濃度は軸方向に分布を有している。
【0038】
図8は、制御棒引き抜き状態でのMOX燃料集合体の軸方向出力分布図である。図中、相対出力は平均出力を1.0に規格化にしたものであり、実線hは、ウラン燃料棒に濃縮度・ガドリニア濃度の軸方向分布をつけた図7に示すMOX燃料集合体の軸方向出力分布であり、点線gはウラン燃料棒に濃縮度・ガドリニア濃度の軸方向分布をつけなかったMOX燃料集合体の軸方向出力分布図である。
【0039】
図8に示されるように、ウラン燃料棒内の濃縮度と可燃性毒物の濃度に軸方向分布をつけることによりMOX燃料集合体の軸方向出力分布が平坦になる。よって、炉心全体の軸方向出力分布も平坦化され、熱的特性や核的特性が良くなる。なお、図7の例では、濃縮度とガドリニア濃度の両方が軸方向分布を有しているが、どちらか一方でも同じ効果を得ることができる。
【0040】
また、以上に示した実施の形態では、ウラン燃料集合体の平均濃縮度の種類として3種類の例を示したが、ウラン燃料集合体の平均濃縮度の種類としては3種類には限定されない。2種類もしくは4種類以上としても同様の効果を得ることができる。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の沸騰水型原子炉の炉心においては、請求項1記載の発明では、MOX燃料集合体と数種類の平均濃縮度を持つウラン燃料集合体によって炉心が構成されることにより、経済性及び炉心特性が向上し、さらに、MOX燃料集合体とウラン燃料集合体の燃焼初期実効核分裂富化度を適切に定めることにより、燃料の経済性を向上させ、かつ、熱的特性を緩和させるという効果を奏する。
【0042】
また、請求項2記載の発明では、コントロール・セルに最も平均濃縮度が低いウラン燃料集合体を装荷することにより、制御棒操作によるコントロールセル内の集合体の出力の変動によって燃料の健全性に悪影響を生じさせないという効果を奏する。
【0043】
請求項3記載の発明では、MOX燃料集合体の周囲4辺のうち、最も平均濃縮度が低いウラン燃料集合体を2辺以上隣接させないことにより、MOX燃料集合体の出力を抑え、熱的特性を緩和させるという効果を奏する。
【0045】
請求項6記載の発明では、余剰反応度を抑え最も平均濃縮度が低いウラン燃料集合体の取出燃焼度を高め、経済性を向上させる効果を奏する。
請求項7記載の発明では、最も平均濃縮度が高いウラン燃料集合体を最外周に装荷させることにより、燃料の経済性が向上し、炉内の中性子束分布を平坦化させ、熱的特性を緩和するという効果を奏する。
【0046】
請求項8記載の発明では、ウラン燃料集合体の燃料棒本数をMOX燃料集合体のものより多くすることにより、ウラン燃料集合体の平均濃縮度を上げ、取出燃焼度を上げることにより経済性を向上させつつ、MOX燃料集合体の出力を下げ、熱的特性を緩和させるという効果を奏する。
【0047】
請求項9記載の発明では、MOX燃焼集合体内のウラン燃料棒の濃縮度や可燃性毒物の濃度に軸方向分布をつけることにより、MOX燃料集合体の軸方向出力分布を平坦化させ、炉内の熱的特性を緩和するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る沸騰水型原子炉の炉心の1/4を示す模式的平面図である。
【図2】MOX燃料集合体に対する低濃縮度ウラン燃料集合体の隣接効果を示す特性図である。
【図3】燃料集合体の反応度の燃焼度変化を示す特性図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態に係る沸騰水型原子炉の炉心の1/4を示す模式的平面図である。
【図5】本発明の第2の実施の形態に係る沸騰水型原子炉の炉心の径方向中性子束分布図である。
【図6】(a)は本発明の第3の実施の形態に係る沸騰水型原子炉の炉心を構成するウラン燃料集合体の横断面図であり、(b)はMOX燃料集合体の横断面図である。
【図7】(a)は本発明の第4の実施の形態に係る沸騰水型原子炉の炉心を構成するMOX燃料集合体の横断面図であり、(b)はMOX燃料集合体を構成する可燃性毒物入り燃料棒の軸方向分布図である。
【図8】本発明の第4の実施の形態に係る沸騰水型原子炉の炉心を構成するMOX燃料集合体の軸方向出力分布図である。
【図9】(a)は単位格子を示す模式的平面図であり、(b)は炉心の一部を示す模式的平面図である。
【図10】従来の沸騰水型原子炉の炉心の1/4を示す模式的平面図である。
【符号の説明】
1…制御棒
2…燃料集合体
3…単位格子
4…炉心
5…コントロールセル
6…ウラン燃料集合体
7…チャンネルボックス
8a,8b …燃料棒
9…ウォータロッド
10…MOX燃料集合体
11…可燃性毒物入り燃料棒
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a boiling water reactor core using a fuel containing plutonium.
[0002]
[Prior art]
The configuration of the core of a general boiling water reactor will be described with reference to the drawings. FIG. 9A is a schematic plan view showing a part of a core in which the unit lattice is arranged, and FIG. 9B is a schematic plan view showing a part of the core in which the unit lattice is arranged. Thus, a unit lattice 3 is formed by arranging four fuel assemblies 2 around the control rod 1 for controlling the output of the nuclear reactor, and a plurality of the unit lattices 1 are arranged in a lattice to form a reactor core. 4 are configured. In the core configured as described above, after operating for a certain period (hereinafter referred to as one cycle), 1/3 to 1/4 of the fuel assemblies of all the fuel assemblies are taken out of the core and replaced with the replacement fuel. Replaced with a new fuel assembly.
[0003]
By the way, the fuel used in the nuclear power plant contains uranium 238 which accounts for 99.3% of natural uranium. This uranium 238 is hardly burnable in a light water reactor, but is converted into plutonium, which is a nuclear fuel substance, by being used as fuel in a reactor core. By removing this plutonium from spent fuel and using it as fuel for nuclear power plants, uranium resources can be used effectively. Therefore, it is planned to use plutonium / uranium mixed oxide fuel (hereinafter referred to as MOX fuel) also as fuel for the boiling water reactor. In recent years, the use of these MOX fuels as a part of replacement fuel for existing reactors has been studied. However, as the use of MOX fuel increases, not only replacement fuel but also the first cycle is used. It is conceivable to use it as fuel for initial loading in the core for initial loading.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, a uranium fuel assembly having the same uranium 235 average enrichment (hereinafter, referred to as an average enrichment) of a fuel assembly has been loaded in an initially loaded core of a boiling water reactor. This initially loaded core made of a uranium fuel assembly having the same average enrichment (hereinafter referred to as a uniformly enriched initially loaded core) has also been pointed out in "Problems of the Background Art" in JP-A-59-15888. As described above, fuel having a high average enrichment or plutonium enrichment (hereinafter referred to as enrichment) is taken out at the time of refueling at the end of the first or second cycle. , Neutrons leak out of the reactor core, so that the output is low at the periphery and high at the center, causing a problem of uneven power distribution in the horizontal direction.
[0005]
FIG. 10 shows an example in which a MOX fuel assembly is used as a part of the fuel in the initially loaded core having the uniform enrichment as described above. FIG. 10 is a schematic plan view showing a quarter of the core of the boiling water reactor. In FIG. 10, a reactor core 4 is configured by arranging a plurality of fuel assemblies 2, and in the figure, each cell indicates one fuel assembly 2, and the symbol U in the cell indicates the medium enrichment. The uranium fuel assembly, symbol M, represents the MOX fuel assembly. The portion surrounded by the thick frame is the control cell 5. Here, the MOX fuel assembly has an effective fission enrichment of 3.5 wt% and a burnable poison of 3.0 wt%, and is loaded with 220 bodies in the entire core. The medium enriched uranium fuel assembly has an effective fission enrichment of 652 bodies are loaded with 2.5% by weight and 7.0% by weight of burnable poisons.
[0006]
It is conceivable that the same problems as those not including the MOX fuel assembly described above also occur in the initially-loaded core with uniform enrichment including the MOX fuel assembly.
[0007]
Furthermore, from the viewpoint of fuel economy, since the MOX fuel assembly has the characteristic that the reactivity decreases little even if the combustion proceeds, it is advantageous to stay in the furnace as long as possible. However, comparing the neutron behaviors of the MOX fuel assembly and the uranium fuel assembly, the MOX fuel assembly tends to have a lower proportion of low-energy neutrons that are more susceptible to fission reactions than the uranium fuel assembly. Therefore, when the two fuel assemblies are adjacent to each other, neutrons having low energy flow from the uranium fuel assembly into the MOX fuel assembly, and the output of the MOX fuel assembly tends to increase.
[0008]
As a result, the neutron distribution in the core becomes more non-uniform than that of the initially loaded core without uniform enrichment without the MOX fuel assembly, and the operation limit value of thermal characteristics such as the minimum critical power ratio and the maximum linear power density Since the margin for the above is further reduced, a countermeasure is required.
[0009]
The present invention has been made in view of such a conventional situation, and an object of the present invention is to improve the economy of an initially loaded core in which a MOX fuel assembly and a uranium fuel assembly are mixed, and to limit the operation of thermal characteristics. The purpose of the present invention is to obtain a boiling water reactor core with a reduced margin for the value.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the core of the boiling water reactor according to the present invention, according to the first aspect of the present invention, a plurality of uranium fuels having different average enrichments of uranium 235 and a plutonium / uranium mixed oxide fuel assembly are provided. In the core of a boiling water reactor loaded with an assembly, the effective fission enrichment of this plutonium-uranium mixed oxide fuel assembly is the effective fission of the uranium fuel assembly having the lowest uranium 235 average enrichment in the early stage of combustion. The enrichment of the uranium fuel assembly is higher than the effective fission enrichment of the uranium fuel assembly having the highest uranium 235 average enrichment. The enrichment of the plutonium / uranium mixed oxide fuel assembly is smaller than that of the high enrichment uranium fuel assembly. It is greater than that of Chijimido uranium fuel assemblies.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a uranium fuel assembly having the lowest uranium 235 average enrichment is loaded on a unit cell including a control rod used as a control rod during the power operation of the reactor. It is characterized by.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, two or more sides of the four sides of the plutonium / uranium mixed oxide fuel assembly have the lowest uranium 235 average enrichment. It does not touch.
[0015]
According to a fourth aspect of the present invention, in the first to third aspects, the uranium fuel assembly having the lowest uranium 235 average enrichment is not mixed with a burnable poison.
[0016]
According to a fifth aspect of the present invention, in the first to fourth aspects of the present invention, the uranium fuel assembly having the highest uranium 235 average enrichment is loaded on the outermost periphery of the reactor core.
[0017]
According to a sixth aspect of the present invention, in the first to fifth aspects, the number of fuel rods in the uranium fuel assembly is larger than the number of fuel rods in the plutonium / uranium mixed oxide fuel assembly.
[0018]
According to a ninth aspect of the present invention, in the first to eighth aspects, at least one of the uranium enrichment and the burnable poison concentration of the uranium fuel rod included in the plutonium-uranium mixed oxide fuel assembly is in the axial direction. It is characterized by having a distribution.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the same components as those of the conventional technique are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
The first embodiment is according to claims 1 to 6, and FIG. 1 is a schematic plan view of a quarter of the core of the boiling water reactor according to the first embodiment. In FIG. 1, a core 4 includes a MOX fuel assembly 2 and a uranium fuel assembly 2 having a plurality of average enrichments. The uranium fuel assemblies have three types of average enrichment (low enrichment uranium fuel assembly, medium enrichment Uranium fuel assemblies and highly enriched uranium fuel assemblies). The symbols in the squares in the figure are M for MOX fuel assemblies, U1 for high enriched uranium fuel assemblies, U2 for medium enriched uranium fuel assemblies, and U3 for low enriched uranium fuel assemblies. Show body. The bold line indicates the control cell 5.
[0020]
Here, the MOX fuel assembly has an effective fission enrichment of 3.5 wt% and a burnable poison of 3.0 wt%, and is loaded with 220 bodies in the entire core. The highly enriched uranium fuel assembly has an effective fission enrichment of 3 wt%. 0.5 wt%, burnable poison is 7.0 wt%, 208 bodies are loaded, and the medium enriched uranium fuel assembly has an effective fission enrichment of 2.5 wt%, burnable poison is 7.0 wt%, and 204 The body-loaded, low-enrichment uranium fuel assembly has an effective fission enrichment of 1.0 wt%, no burnable poisons, and is loaded with 240 bodies. The effective fission enrichment is obtained by converting the concentration of fission material into uranium 235 enrichment having the same reactivity, and the conversion factor is 1 for a uranium fuel assembly and about 1 for a MOX fuel assembly. 0.7.
In the first embodiment having such a configuration, a plurality of uranium fuel assemblies having different average enrichments of uranium and uranium 235 from the plutonium / uranium mixed oxide fuel assembly are loaded. The low-enriched uranium fuel assembly that has been sufficiently reduced is taken out, and the medium-enriched and high-enriched uranium fuel assemblies and the MOX fuel assembly with high reactivity are left in the furnace, so the number of replacement bodies is reduced. This is economically effective as compared with the core shown in FIG. 10 composed of the uranium fuel assembly and the MOX fuel assembly having the same average enrichment.
[0021]
The control cell 5 is loaded with a low-enrichment uranium fuel assembly. The control cell 5 is a unit cell including control rods that are inserted into the reactor core even during operation and used as adjustment rods used for reactivity control. Since the control cell 5 is loaded with a low-enrichment uranium fuel assembly having a small output, even if the output of the control cell fluctuates during operation due to the operation of the control rod, the thermal conditions do not become severe. There is no adverse effect on fuel integrity.
[0022]
Further, on the four sides around the MOX fuel assembly, two or more low-enrichment uranium fuel assemblies are configured so as not to be adjacent to each other. Thereby, a thermal margin can be improved. Hereinafter, this point will be described.
[0023]
Generally, when the MOX fuel assembly is loaded together with the uranium fuel assembly, the output tends to be relatively higher than that of the uranium fuel assembly, so that the thermal characteristics tend to be severe. This is because the low-energy neutrons in the MOX fuel assembly that are prone to fission are relatively smaller than the uranium fuel assembly, so the low-energy neutrons in the uranium fuel assembly flow into the MOX fuel assembly and This is because the output increases and the output of the uranium fuel assembly decreases. In particular, when adjacent to a low-enriched uranium fuel assembly having many low-energy neutrons in each average-enriched uranium fuel assembly, low-energy neutrons that easily cause fission flow into the MOX fuel assembly greatly. The rate of increase in the output of the MOX fuel assembly increases.
[0024]
FIG. 2 shows the relative output of the MOX fuel assembly when 0 to 3 low-enrichment uranium fuel assemblies are adjacent to the four sides around the MOX fuel assembly. As shown in FIG. 2, when the output of the MOX fuel assembly is compared with the case where the low enrichment uranium fuel assemblies are not adjacent to each other and the case where the low enrichment uranium fuel assemblies are adjacent to each other, the increase is about 4%. The increase is about 10%. In the normal design stage, the thermal characteristics have a margin of 10% with respect to the thermal limit, but if the output of the MOX fuel assembly increases by 10%, the thermal margin with respect to the limit will be lost. Therefore, as a result of these studies, it is possible to improve the thermal margin by adopting a configuration in which two or more low-enrichment uranium fuel assemblies are not adjacent to the four sides around the MOX fuel assembly.
[0025]
Further, in the first embodiment, the uranium average enrichment is low, medium, and high, and the effective fission enrichment of the MOX fuel assembly is larger than that of the medium enrichment uranium fuel assembly. , The enrichment is smaller than that of the uranium fuel assembly.
[0026]
FIG. 3 is a characteristic diagram showing changes in the relative reactivity of the MOX fuel assembly and the uranium fuel assembly due to combustion. The relative output in the figure is based on the reactivity at the start of combustion of a MOX fuel assembly that does not contain gadolinia (Gd), which is a burnable poison, as a reference (1.0). The relationship between the burnup and the relative reactivity is indicated by a two-dot chain line a. The MOX fuel assembly is shown by a solid line b, the high enriched uranium fuel assembly is shown by a dotted line c, and the low enriched uranium fuel assembly is shown by a dashed line d.
[0027]
As shown in FIG. 3, the three types of fuel assemblies (b, c, d) containing Gd continue to increase in reactivity until Gd is burned out, but after Gd is burned out, the reactivity decreases. Soup At this time, since the MOX fuel assembly has a smaller decrease in reactivity due to combustion than the uranium fuel assembly, even if the effective fission enrichment is between the medium enriched uranium fuel assembly and the high enriched uranium fuel assembly. , It can be burned for a long time, and the discharge burnup can be increased.
[0028]
However, since the output of the MOX fuel assembly tends to be relatively higher than that of the uranium fuel assembly, it is difficult to suppress the output when the effective fission enrichment is set to be larger than that of the high-enrichment uranium fuel assembly. And the thermal properties become severe. Conversely, if the effective fission enrichment of the MOX fuel assembly is made smaller than that of the low-enrichment uranium fuel assembly, the reactivity will decrease and the fuel must be replaced with new fuel at the end of the first cycle. The property that the reactivity of the MOX fuel assembly is unlikely to decrease cannot be used, and is not economically effective.
[0029]
Therefore, from such considerations, the effective fission enrichment of the MOX fuel assembly is set between the uranium fuel assembly with the lowest average enrichment and the uranium fuel assembly with the highest average enrichment, and the uranium average enrichment of the three types is different. In such a case, the effect of improving the economic efficiency can be obtained by providing between the medium enriched uranium fuel assembly and the high enriched uranium fuel assembly.
[0030]
In the first embodiment, the low-enrichment uranium fuel assembly is configured to contain no burnable poison. As a result, the low-enrichment uranium fuel assembly is taken out after the end of the first cycle, so that it can be burned during the first cycle as much as possible to increase the taken-out burnup. However, by adding the burnable poison to the other fuel assemblies, the excess reactivity at the beginning of the first cycle can be suppressed.
[0031]
The second embodiment is according to claim 7, and FIG. 4 is a schematic plan view of a quarter of the boiling water reactor core according to the second embodiment. Note that the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In FIG. 1, a core 4 is composed of a MOX fuel assembly 2 and a uranium fuel assembly 2 having a plurality of average enrichments. The uranium fuel assembly has three average enrichments (low enrichment uranium fuel assembly, medium enrichment, Uranium fuel assemblies and highly enriched uranium fuel assemblies). The symbols in the squares in the figure are M for MOX fuel assemblies, U1 for high enriched uranium fuel assemblies, U2 for medium enriched uranium fuel assemblies, and U3 for low enriched uranium fuel assemblies. Body, and a bold frame indicates a control cell.
[0032]
Here, the MOX fuel assembly has an effective fission enrichment of 3.5 wt% and burnable poisons of 3.0 wt%, and is loaded with 220 bodies in the entire core. The highly enriched uranium fuel assembly has an effective fission enrichment of 3 wt%. 2.5 wt%, burnable poison is 7.0 wt%, 216 bodies are loaded, and the medium enriched uranium fuel assembly has an effective fission enrichment of 2.5 wt%, burnable poison is 7.0 wt%, and 220 bodies The loaded, low enriched uranium fuel assembly has an effective fission enrichment of 1.0 wt%, no burnable poisons, and has 216 loaded.
[0033]
With the above configuration, the same operation and effect as in the first embodiment can be obtained in the second embodiment.
Further, in the second embodiment, a highly enriched uranium fuel assembly is loaded on the outermost periphery. As a result, the decrease in the reactivity of the high-enrichment uranium fuel assembly during the first cycle operation can be reduced, and the low-enrichment uranium fuel assembly disposed in the center of the core burns well, and accordingly, The removal burnup of the low-enrichment uranium fuel assembly removed after the end of the first cycle increases. In addition, since the reactivity of the highly enriched uranium fuel assembly is less reduced, the number of fuel replacement bodies can be reduced.
[0034]
FIG. 5 shows the power distribution in the radial direction of the core when the high enrichment uranium fuel assembly is loaded on the outermost periphery and when the low enrichment uranium fuel assembly is loaded. The relative power in the figure is a solid line e, the relative output of the core loaded with the high enriched uranium fuel assembly on the outermost periphery, and the relative output of the core loaded with the low enriched uranium fuel assembly on the basis of the core average power. This is indicated by a dotted line f. As shown in this figure, by arranging the highly enriched uranium fuel assembly on the outermost periphery, the radial distribution of the neutron flux can be flattened, and the output of the MOX fuel assembly, which tends to increase the output, can be reduced. Can be.
[0035]
The third embodiment relates to claim 8 and is characterized by a fuel assembly constituting the core of the boiling water reactor shown in FIG. 1 or FIG. This fuel assembly is shown in FIG. FIG. 6A is a cross-sectional view of the uranium fuel assembly, and FIG. 6B is a cross-sectional view of the MOX fuel assembly. In FIG. 6A, the uranium fuel assembly 6 has fuel rods 8a arranged in 9 rows and 9 columns in a channel box 7, and two water rods 9 arranged in the center thereof. In the MOX fuel assembly 10, fuel rods 8 b are arranged in eight rows and eight columns in the channel box 7, and one water rod 9 is arranged at the center thereof. Accordingly, the uranium fuel assembly 6 has 74 fuel rods, the MOX fuel assembly 10 has 60 fuel rods, and the uranium fuel assembly has 14 fuel rods.
[0036]
With this configuration, the uranium fuel assembly 6 can increase the average enrichment and the removal burnup because the number of fuel rods 8 is large and the margin of linear output density is large. In addition, since the output of the uranium fuel assembly 6 is increased by increasing the average enrichment, the output of the MOX fuel assembly 10 can be relatively reduced, and the thermal characteristics of the MOX fuel assembly 10 can be improved.
[0037]
The fourth embodiment is according to claim 8, and is characterized by a MOX fuel assembly constituting the core of the boiling water reactor shown in FIG. 1 or FIG. This MOX fuel assembly is shown in FIG. 7A is a cross-sectional view of the MOX fuel assembly, and FIG. 7B is an axial distribution diagram of the burnable poison-containing fuel rod. In FIG. 7A, the MOX fuel assembly 10 includes four types of plutonium fuel rods and one type of uranium fuel rod. In the figure, symbols P1 to P4 indicate plutonium enrichment in numerical order with P1 being the highest, and symbol G indicates a burnable poison-containing fuel rod 11 containing gadolinia, which is a uranium fuel rod and a burnable poison. As shown in FIG. 7B, the enrichment and gadolinia concentration of the burnable poison-containing fuel rod 11 have a distribution in the axial direction.
[0038]
FIG. 8 is an axial power distribution diagram of the MOX fuel assembly in a state where the control rod is pulled out. In the figure, the relative output is obtained by standardizing the average output to 1.0, and the solid line h represents the MOX fuel assembly shown in FIG. 7 in which the uranium fuel rods are provided with the axial distributions of enrichment and gadolinia concentration. It is an axial power distribution, and a dotted line g is an axial power distribution map of the MOX fuel assembly in which the axial distribution of the enrichment and gadolinia concentration is not given to the uranium fuel rod.
[0039]
As shown in FIG. 8, the axial power distribution of the MOX fuel assembly becomes flat by giving the enrichment and the concentration of the burnable poison in the uranium fuel rod an axial distribution. Therefore, the axial power distribution of the entire core is flattened, and the thermal characteristics and the nuclear characteristics are improved. In addition, in the example of FIG. 7, both the concentration and the gadolinia concentration have the axial distribution, but the same effect can be obtained with either one.
[0040]
Further, in the above-described embodiment, three types of the average enrichment of the uranium fuel assembly have been described, but the types of the average enrichment of the uranium fuel assembly are not limited to the three types. The same effect can be obtained by using two or four or more types.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, in the core of the boiling water reactor of the present invention, according to the first aspect of the invention, the core is constituted by the MOX fuel assembly and the uranium fuel assembly having several types of average enrichment. In addition, the economic efficiency and core characteristics are improved , and furthermore, by appropriately setting the initial combustion effective fission enrichment of the MOX fuel assembly and the uranium fuel assembly, the fuel economy is improved and the thermal characteristics are improved. It has the effect of relaxing .
[0042]
According to the second aspect of the present invention, the control cell is loaded with a uranium fuel assembly having the lowest average enrichment, so that the output of the assembly in the control cell fluctuates due to the operation of the control rod to improve the fuel integrity. This has the effect of not causing adverse effects.
[0043]
According to the third aspect of the present invention, the output of the MOX fuel assembly is suppressed by preventing the uranium fuel assembly having the lowest average enrichment from being adjacent to two or more sides among the four sides around the MOX fuel assembly, thereby reducing the thermal characteristics. This has the effect of reducing the pressure.
[0045]
According to the sixth aspect of the invention, there is an effect that the excess reactivity is suppressed, the removal burn-up of the uranium fuel assembly having the lowest average enrichment is increased, and the economic efficiency is improved.
According to the seventh aspect of the present invention, by loading the uranium fuel assembly having the highest average enrichment on the outermost periphery, the fuel economy is improved, the neutron flux distribution in the furnace is flattened, and the thermal characteristics are improved. It has the effect of relaxing.
[0046]
In the invention according to claim 8, by increasing the number of fuel rods of the uranium fuel assembly to that of the MOX fuel assembly, the average enrichment of the uranium fuel assembly is increased, and the economic efficiency is improved by increasing the removal burnup. The effect of lowering the output of the MOX fuel assembly and relaxing the thermal characteristics is achieved while improving the performance.
[0047]
According to the ninth aspect of the present invention, the axial power distribution of the MOX fuel assembly is flattened by giving the axial distribution to the enrichment of the uranium fuel rods and the concentration of the burnable poison in the MOX combustion assembly, and This has the effect of alleviating the thermal characteristics of.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view showing a quarter of a core of a boiling water reactor according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a characteristic diagram showing the adjacency effect of a low-enrichment uranium fuel assembly on a MOX fuel assembly.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a change in burnup of reactivity of a fuel assembly.
FIG. 4 is a schematic plan view showing a quarter of a core of a boiling water reactor according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a neutron flux distribution in a radial direction of a core of a boiling water reactor according to a second embodiment of the present invention.
6A is a cross-sectional view of a uranium fuel assembly constituting a core of a boiling water reactor according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a cross-sectional view of a MOX fuel assembly. FIG.
FIG. 7A is a cross-sectional view of a MOX fuel assembly constituting a core of a boiling water reactor according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 7B is a sectional view of the MOX fuel assembly. FIG. 3 is an axial distribution diagram of a burnable poison-containing fuel rod.
FIG. 8 is an axial power distribution diagram of a MOX fuel assembly constituting a core of a boiling water reactor according to a fourth embodiment of the present invention.
9A is a schematic plan view showing a unit cell, and FIG. 9B is a schematic plan view showing a part of a core.
FIG. 10 is a schematic plan view showing a quarter of the core of a conventional boiling water reactor.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 control rod 2 fuel assembly 3 unit cell 4 core 5 control cell 6 uranium fuel assembly 7 channel boxes 8 a and 8 b fuel rod 9 water rod 10 MOX fuel assembly 11 flammability Poisoned fuel rod

Claims (7)

プルトニウム・ウラン混合酸化物燃料集合体と、ウラン235平均濃縮度が異なる複数のウラン燃料集合体とを装荷する沸騰水型原子炉の炉心において、このプルトニウム・ウラン混合酸化物燃料集合体の実効核分裂富化度が燃焼初期で最もウラン235平均濃縮度が低いウラン燃料集合体の実効核分裂富化度より大きく、かつ最もウラン235平均濃縮度が高いウラン燃料集合体の実効核分裂富化度より小さく、さらに前記ウラン燃料集合体のウラン235平均濃縮度を高濃縮度・中濃縮度・低濃縮度の3種類とし、プルトニウム・ウラン混合酸化物燃料集合体の実効核分裂富化度が前記高濃縮度ウラン燃料集合体のものより小さく、前記中濃縮度ウラン燃料集合体のものより大きいことを特徴とする沸騰水型原子炉の炉心。 Effective nuclear fission of the plutonium / uranium mixed oxide fuel assembly in a boiling water reactor core loaded with a plutonium / uranium mixed oxide fuel assembly and a plurality of uranium fuel assemblies having different uranium 235 average enrichments The enrichment is greater than the effective fission enrichment of the uranium fuel assembly with the lowest uranium 235 average enrichment at the beginning of combustion, and less than the effective fission enrichment of the uranium fuel assembly with the highest uranium 235 average enrichment; Further, the uranium 235 average enrichment of the uranium fuel assembly is set to three types of high enrichment, medium enrichment, and low enrichment, and the effective fission enrichment of the plutonium-uranium mixed oxide fuel assembly is determined by the high enrichment uranium. A core for a boiling water reactor, which is smaller than that of a fuel assembly and larger than that of said medium enriched uranium fuel assembly . 原子炉の出力運転中に調整棒として使用する制御棒を含む単位格子に最もウラン235平均濃縮度が低いウラン燃料集合体を装荷することを特徴とする請求項1記載の沸騰水型原子炉の炉心。2. The boiling water reactor according to claim 1, wherein a unit cell including a control rod used as a control rod during power operation of the reactor is loaded with a uranium fuel assembly having the lowest uranium 235 average enrichment. Core. プルトニウム・ウラン混合酸化物燃料集合体の周囲4辺の内、2辺以上が最もウラン235平均濃縮度が低いウラン燃料集合体と接しないことを特徴とする請求項1または2記載の沸騰水型原子炉の炉心。3. The boiling water type according to claim 1, wherein at least two sides out of four sides of the plutonium / uranium mixed oxide fuel assembly do not contact the uranium fuel assembly having the lowest uranium 235 average enrichment. Reactor core. 最もウラン235平均濃縮度が低いウラン燃料集合体には可燃性毒物を混合しないことを特徴とする請求項1ないし記載の沸騰水型原子炉の炉心。Most uranium 235 average enrichment claims 1 to 3 boiling water nuclear reactor core according low uranium fuel assembly is characterized by not mixing the burnable poison. 最もウラン235平均濃縮度が高いウラン燃料集合体を原子炉の炉心最外周に装荷することを特徴とする請求項1ないし記載の沸騰水型原子炉の炉心。Most 235U claims 1 to 4 boiling water nuclear reactor core according to, characterized in that loading the average enrichment is higher uranium fuel assemblies in the core the outermost periphery of the reactor. ウラン燃料集合体内の燃料棒本数をプルトニウム・ウラン混合酸化物燃料集合体内の燃料棒本数より多くすることを特徴とする請求項1ないし記載の沸騰水型原子炉の炉心。Claims 1 to 5 boiling water nuclear reactor core according to the number of fuel rods of uranium fuel assembly, characterized in that more than the number of fuel rods of plutonium-uranium mixed oxide fuel assembly. プルトニウム・ウラン混合酸化物燃料集合体に含まれるウラン燃料棒のウラン濃縮度及び可燃性毒物の濃度のうち少なくとも一方が軸方向分布を有することを特徴とする請求項1ないし記載の沸騰水型原子炉の炉心。At least one of the concentration of the uranium enrichment and burnable poison uranium fuel rods contained in the plutonium uranium mixed oxide fuel assemblies claims 1 and having an axial distribution boiling water for 6 wherein Reactor core.
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