JP4021519B2 - Method for supplying fuel to the reactor core - Google Patents

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    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、原子炉の炉心の燃料バンドル管理に関し、具体的には、原子炉炉心の燃料装荷を管理する方法であって、従来の設計に比べて、バンドル当たりの平均取り出し燃焼度(discharge exposure)を増大させ、熱的余裕を向上させ、停止時作業を減少させ、原子炉炉心の全寿命にわたり購入される燃料バンドルを正味として減少させると共に、これに伴い再処理経費を抑える方法に関する。本発明は又、各燃料バンドルの間のスペクトル・ミスマッチ(不整合)を減少させる。
【0002】
【従来の技術】
沸騰水型原子炉及び加圧水型原子炉では、初期炉心装荷は従来、数バッチの燃料、即ち、数群の燃料バンドルで形成されており、各群は異なるサイクル数にわたってそれぞれ運転されている。従って、初期炉心装荷用の燃料バンドルのうちのある程度のパーセントは、単一の運転サイクルを充足するように設計されており、その単一の運転サイクルの末期には、これらの特定の燃料バンドルは炉心から取り外されて再処理される。その他の群の燃料バンドルは、2サイクル又はそれ以上のサイクルを通して運転されるように設計されており、各々のサイクルの末期には、これらの群は取り除かれ又は炉心内で再配置替えされる。取り除かれた群は言うまでもなく、再処理される。このように、燃料バンドルの群の核分裂性物質装荷量(fissile loading)は従来、炉心内でのその固有の滞留時間、即ち、1サイクル、2サイクル等に見合うように設定されており、炉心の平均核分裂性物質装荷量は、サイクルの長さを充足するように決定されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来ならば第1運転サイクルの後に取り除かれていた燃料バンドルの群は、比較的短期間、例えば1年程度しか炉心内に滞留していない。この燃料の群は、十分なエネルギを発生してきておらず、従って、更なるサイクルにわたって炉心に滞留する他の燃料バンドルに比べると、その取り出し燃焼度は少ない。このように、従来の第1サイクルの後に取り除かれる燃料バンドルの単位質量当たり発生される平均エネルギは、更なるサイクルにわたって炉心に滞留する他の燃料バンドルの群に比べて少ない。又、初期サイクルの末期に取り除かれる燃料バンドルの群の取り出し燃焼度が少ない結果、出力発生経費は、平均してこの初期炉心燃料の方が取り替え装荷燃料(reload fuel)よりも高くなる。これは、部分的には、原子炉炉心から取り除かれる燃料の再処理に関連して比較的一定したある程度の経費があるからである。バンドル当たりの燃料再処理経費は、比較的一定しており、炉心内での滞留時間には実質的に依存していない。従来ならば第1サイクルの後に初期炉心装荷から取り除かれていた燃料バンドルについては、それらの燃料の再処理経費は、多数のサイクルにまたがって用いられた燃料を再処理する経費と実質的に同じである。従って、第1サイクルの後に取り除かれる燃料バンドルを再処理するための単位発電量当たりの平均経費は、残された燃料バンドルの経費よりも実質的に高くなる。即ち、第1サイクルの後に初期炉心装荷から取り除かれた燃料バンドルについて、初期購入経費及び再処理経費を含めた単位発電量当たりの平均経費は、多数のサイクルで用いられた燃料バンドルについての平均経費よりも実質的に高くなる。
【0004】
従来の原子炉炉心の燃料管理方式では、初期炉心はその一部分にしか燃料バンドルを装荷しておらず、炉心内の残余の燃料バンドル位置はプラグで塞がれている。第2サイクルの完了後に、プラグを取り外し、炉心内の燃料バンドルを配置替えして、残余の位置を取り替え装荷燃料で充填する。しかしながら、この方式によって、炉心の出力密度が増大すると共に、例えばプラグ等の核廃棄物が増加する。
【0005】
更に、従来の核燃料炉心管理では、初期燃料装荷の装荷パターンは、取り替え装荷の場合も同様であるが、低濃縮度、中濃縮度及び高濃縮度の燃料バンドルを炉心内の様々な位置に配置している。炉心内でのそれらの配置については相当の配慮が払われているが、低濃縮度及び中濃縮度の燃料バンドルが高濃縮度の燃料バンドルに隣接して配置されている場合には、スペクトル・ミスマッチ(spectral mismatch)の問題が生じていた。例えば、低濃縮度燃料バンドルが高濃縮度燃料バンドルに隣接して位置している場合に、高濃縮度バンドル内に中性子が漏洩すると、高濃縮度バンドルの出力が増大し、これらのバンドルに、好ましくない出力ピーク化が発生する。標準的な燃料炉心装荷では、この増大した熱中性子束に最高度にさらされる燃料棒は、任意の低濃縮度バンドル又は中濃縮度バンドルに隣接している辺縁の燃料棒である。典型的には、高濃縮度燃料バンドルは4辺すべてにおいて低濃縮度又は中濃縮度の燃料バンドルによって取り巻かれているので、各々の高濃縮度バンドルの全4辺に位置している辺縁の燃料棒は高出力で運転され、一方、その高濃縮度バンドルの内部の燃料棒は出力を抑制される。このように、高濃縮度バンドルの内部の燃料棒は、増大した熱中性子束から本質的に遮蔽されているが、高濃縮度バンドルの辺縁の燃料棒は厳しい影響を受けていた。これは又、バンドル辺縁に沿った高濃縮度燃料棒について熱限界基準を満たすためには有害でもある。標準的な炉心設計では、このスペクトル・ミスマッチの問題を解決することは困難であった。
【特許文献1】
特開平07-270562
【特許文献2】
特開平07-234293
【特許文献3】
特開平05-209980
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、原子炉炉心の燃料管理の方法が提供され、この方法は、初期サイクルの開始時に炉心を完全に装荷することを可能にし、燃料バンドルを取り外したり再配置替えしたりせずに、少なくとも第2サイクルの末期までを通して運転を行うことができる。本発明の方法は又、停止回数を減少させ、全体のプラント能力を向上させると共に、原子炉の全寿命にわたる全体経費を実質的に抑制する。これを達成するために、原子炉炉心は初期には、2サイクル又はそれ以上のサイクルの炉心内滞留時間に見合った核分裂性物質装荷量を有している燃料バンドルで完全に装荷される。即ち、初期炉心装荷の平均濃縮度が、1サイクルよりも多い運転、即ち、少なくとも2サイクルの運転を支援するように決定され、その運転のための固有の燃料設計が決定される。このようにして、初期炉心の核分裂性物質インベントリは、第1サイクルと第2サイクルとの間に燃料を取り替え装荷したり配置替えしたりせずに、2サイクル又はそれ以上のサイクルの運転を行えるようなものとなる。これにより、初期炉心の燃料の平均滞留時間が延長し、これに呼応して、初期炉心の取り出し燃焼度が、第1サイクルの末期に部分的な取り替え装荷を行う必要のあった従来式装荷の炉心の取り出し燃焼度に比べて増大する。これにより又、スケジュール化されている第1回の停止中の多くの容器内作業を省くことができる。
【0007】
上述の炉心管理の方法を用いることにより、全体的な正味の運転経費が実質的に低減される。第1サイクルと第2サイクルとの間に燃料の取り替え装荷を行わずに2サイクル又はそれ以上のサイクルにまたがる運転を可能にする必要性から濃縮度をより高めたので、初期炉心装荷の経費は増大するが、ウランの所要質量が減少するので、再処理経費は正味として低減される。例えば、従来の炉心設計において、約800の燃料バンドルが炉心内に初期装荷される場合には、典型的には150のバンドルが、サイクルの長さ、濃縮度等に応じて第1サイクルの末期に取り出され得る。次いで、新たな燃料を有する追加の150のバンドルが、第1サイクルの末期に炉心に装荷される。しかしながら、再処理経費は、原子炉の全寿命にわたる原子炉運転の所要燃料の質量の関数である。従って、従来の炉心管理設計では、第1サイクルの後に取り出された最初の150のバンドルは、バンドル当たり実質的に一定した経費をかけて再処理する必要がある。再処理経費は又、平衡に達するまでは各々のサイクルの後にもかかる。しかしながら、本発明の炉心管理設計によれば、燃料は少なくとも第2のサイクルまでを通して炉心内に滞留するので、第1サイクルの末期には再処理経費はかからない。従って、従来の設計のように第1サイクルの末期に取り除かれていたならば再処理されたであろう燃料バンドルの数の分だけ再処理経費が減少する。このように再処理の経費を切り詰めても、初期サイクルを超えて運転するための初期炉心装荷に必要な高めの濃縮度を有する燃料に追加経費がかかるので、切り詰めた分はある程度までは相殺されてしまうが、単位発生エネルギ当たりの全体経費は低減される。即ち、より高い初期濃縮度レベルを用いるので初期炉心燃料にかかる経費は高くつくが、初期燃料購入経費及び再処理経費を含めた寿命全般での燃料経費は、実質的に低減される。
【0008】
標準的な多(マルチ)濃縮度初期炉心設計を作成する際には、装荷パターンを改変するとスペクトル・ミスマッチに関連した新たな問題を招くおそれがあるので、炉心設計を熱限界について最適化することは困難である。本発明は又、高濃縮度燃料バンドルと低濃縮度燃料バンドルとを互いに対して特定的に配置したコントロール・セル・コア方式を採用しており、この方式により、潜在的にスペクトル・ミスマッチを起こすおそれのある炉心内での位置の同定が可能になると共に、それらの位置を、ある低濃縮度燃料バンドルに隣接している各々の高濃縮度燃料バンドルの1辺のみに限定している。一旦同定されたら、高濃縮度バンドルを、スペクトル・ミスマッチを最小化する又は排除するように特別に設計して、これにより炉心性能を向上させることができる。この改良された設計方式については、スペクトル・ミスマッチに影響される燃料棒は常に同一であり、バンドルの内容を、熱的余裕を最適化するように設計することができる。
【0009】
従来のコントロール・セル・コア方式では、シム制御棒の移動は、低濃縮度バンドルによって取り巻かれている一定の群の制御棒に限定されている。十字形の制御棒の各々と、それを取り巻いている4つの燃料バンドルとが、1つのコントロール・セルを構成している。コントロール・セル・コア方式は、出力のピーク化を抑え、熱的余裕を増大させると共に、ペレット−被覆相互作用の傾向を抑える。一般的に述べると、原子炉の運転サイクルは、このように、コントロール・セルの制御棒によってのみ制御されている。非コントロール・セル(non-cotrol cell)は典型的には、運転中は引き抜かれている。本発明によれば、コントロール・セルには低濃縮度燃料バンドルが配設されており、一方、低濃縮度バンドルが配設されている周辺バンドルを除いたすべての非コントロール・セルには、高濃縮度燃料バンドルが配設されている。この方式で炉心を構成することにより、コントロール・セルは、少なくとも1つの非コントロール・セルによって互いに離隔されることが理解されるであろう。又、炉心内の非コントロール・セルの高濃縮度燃料バンドルは、その1辺のみが、コントロール・セルの低濃縮度燃料バンドルの辺に隣接するようにして配置されている。従って、炉心内で潜在的にスペクトル・ミスマッチを起こすおそれのある位置が、コントロール・セルの低濃縮度バンドルに側面又は辺縁で隣接して位置している高濃縮度バンドルの上述のような辺として初期の段階で同定される。その結果、スペクトル・ミスマッチに関連する問題を蒙り易いバンドル数及びこれらのバンドル内の燃料棒数が格段に減少する。即ち、コントロール・セルの低濃縮度バンドルに隣接した高濃縮度バンドルについて、従来ならば典型的にはこの高濃縮度バンドルの2辺又はそれ以上の辺が、中性子束が増大した結果として高出力を経験していたところを、その1辺のみが経験するに留まる。
【0010】
更に、炉心設計においてスペクトル・ミスマッチを蒙り易い高濃縮度バンドルの辺を同定することにより、高濃縮度バンドルのその辺に沿った個々の燃料棒の濃縮度を、スペクトル・ミスマッチが減少する又は排除されるように選択的に低下させ、一方、バンドル内の残余の燃料棒の濃縮度は比較的高い濃縮度レベルに維持されるようにすることができる。即ち、低濃縮度バンドルに隣接している辺であって、こうしなければスペクトル・ミスマッチの問題を起こしたであろう辺を有している各々の高濃縮度燃料バンドルにおいて、燃料棒の濃縮度を選択的に低下させることにより、高出力発生燃料棒におけるスペクトル・ミスマッチの影響が最小化され、同時に、燃料バンドルの濃縮度を、燃料炉心装荷、特に初期炉心装荷に典型的であったレベルよりも高いレベルに維持することができる。従って、スペクトル・ミスマッチの起こる炉心内位置を同定すると共に低濃縮度燃料バンドルに隣接した高濃縮度燃料バンドルを改変することにより、初期炉心装荷は、平均してより高い濃縮度を有して、第1サイクルの後に燃料補給を行わずに運転することを可能にする。
【0011】
本発明による好ましい実施例では、複数の核燃料サイクルを有している原子炉炉心に燃料を供給する方法が提供され、この方法は、初期サイクルの末期に核燃料を取り替え装荷せずに初期サイクルを超える期間にわたり原子炉炉心を運転するのを支援するように、初期炉心燃料装荷に関わる燃料バンドルに平均して濃縮度を高める工程を備えている。
【0012】
本発明による好ましい更なる実施例では、複数の核燃料バンドルを有している原子炉炉心に燃料を供給する方法が提供され、この方法は、原子炉炉心内に、コントロール・セルと非コントロール・セルとから成るパターンを、コントロール・セルが少なくとも1つの非コントロール・セルによって互いに離隔されるようにして形成する工程と、コントロール・セル内に全体的に低い濃縮度の燃料バンドルを配設する工程と、非コントロール・セルの燃料バンドルの間のスペクトル・ミスマッチを実質的に回避するために、非コントロール・セル内に全体的に高い濃縮度の燃料バンドルを配設する工程と、非コントロール・セル内の高い濃縮度のバンドルの1辺のみがコントロール・セル内の低い濃縮度の燃料バンドルの辺と隣接して位置するように、炉心内にコントロール・セルと非コントロール・セルとを隣接して配置する工程とを備えている。
【0013】
従って、本発明の主要な目的は、原子炉炉心バンドル管理のための新規で改良された方法を提供することにあり、この方法によれば、バンドル当たりの平均取り出し燃焼度が増大し、熱的余裕が改善され、停止時作業が減少し、原子炉炉心の全寿命にわたり購入される燃料バンドルの量が減少し、再処理経費が低減されると共に、燃料バンドルの間のスペクトル・ミスマッチが最小化され又は排除される。
【0014】
【実施例】
ここで図面、具体的には図1を参照すると、同図には原子炉が、全体的に参照番号10を付して模式的に示されている。原子炉10は、その炉心に配置された複数の燃料バンドル12を有しており、燃料バンドル12はすべて、着脱自在のヘッド(頭部)16を有している原子炉容器14内に包含されている。本発明によれば、図1(A)は、初期燃料装荷された原子炉炉心を示しており、各燃料バンドルは、2サイクル又はそれ以上のサイクルの炉心内滞留時間に見合った核燃料物質装荷量を有している。このように、初期炉心装荷の平均濃縮度は、第1サイクルと第2サイクルとの間に燃料を取り替え装荷したり再配置替えしたりせずに、少なくとも2サイクル又はそれ以上にわたって運転するのを支援している。第1運転サイクルの末期が図1(B)に示されており、ここでは、容器のヘッドは取り外されていない。しかしながら、図示のように、燃料バンドルは一切、配置替えされたり取り替え装荷されたりしていない。図1(C)は、第2サイクル又はその後のサイクルの末期における原子炉を示しており、ここでは、燃料バンドルは取り除かれており、その後のサイクルで使用される新たな燃料バンドルが炉心内に装荷されている。
【0015】
この構成の結果として、2サイクル又はそれ以上のサイクルにまたがって運転する必要性から濃縮度をより高くした結果、初期燃料装荷の経費は高くなるが、ウランの質量が減少しているので、再処理経費は正味として低減される。即ち、燃料は、第2サイクル又は更なるサイクルを通して原子炉内に滞留するので、第1サイクルの末期での再処理経費がかからない。従って、初期炉心装荷は、初期サイクルの末期に核燃料を取り替え装荷せずに、初期サイクルを超える期間にわたり原子炉炉心を運転するのを支援するように、平均して濃縮度を高められている。定義のために付け加えておくと、「サイクル」とは、原子炉の寿命中において、スケジュール化された順次的な停止と停止との間の時間の長さのことであり、各停止は従来、燃料交換を含んでいた。
【0016】
次いで図2に移ると、同図には、従来の多濃縮度装荷パターンが原子炉炉心の4分の1区画について示されている。縦軸及び横軸に沿った数字は、炉心内でのバンドルの位置を定義している。この図面の目的のためとして、文字Cはコントロール・セルを示し、文字Nは非コントロール・セルを示し、番号1を付した燃料バンドルは、周辺燃料バンドルを示している。加えて、文字C及び文字Nの直後の数字は、その数字が示されている位置の燃料バンドルの平均濃縮度レベルに対応している。従って、数字2、3、4及び5は、低濃縮度、中濃縮度、高濃縮度/高ガドリニウム、及び高濃縮度/低ガドリニウムの燃料バンドルをそれぞれ示している。数字1は、平均的低濃縮度を有している周辺燃料バンドルを示している。図面の斜線は、この従来の炉心装荷においてスペクトル・ミスマッチによって影響される燃料バンドルを示している。番号1〜5を付した燃料バンドルについての濃縮度の典型的な実例は、次の通りである。「1」=0.71、「2」=1.2、「3」=2.2、「4」=3.7、「5」=3.7である。番号1〜5を付した燃料バンドルについての濃縮度の範囲は、典型的には次の通りである。「1」の場合は0.71〜1.2、「2」の場合は1.00〜1.5、「3」の場合は2.0〜2.5、「4」及び「5」の場合は3.5〜4.0である。
【0017】
図2に示す炉心について検討するとわかるように、番号4及び番号5を付された高濃縮度燃料バンドルのうちの相当数が、低濃縮度バンドルに隣接した辺を有している。例えば、横軸14、縦軸8に示すN4と付された高濃縮度バンドルは、4辺すべてが中濃縮度又は低濃縮度の燃料バンドルに辺縁で隣接している。従って、この位置の燃料バンドルN4は、スペクトル・ミスマッチ、即ち、隣接した低濃縮度バンドルからの中性子漏洩が増大して、出力がより高くなるといったスペクトル・ミスマッチを蒙り易く、臨界熱限界に到達するおそれがある。このように、図2で示した従来の炉心パターンには、スペクトル・ミスマッチを蒙る相当数の燃料バンドルが存在している。
【0018】
従来のコントロール・セル方式によれば、コントロール・セルには低濃縮度の燃料バンドルが配設されており、これらは、図2では一貫してC2と付されている。各々のコントロール・セル内で4つの低濃縮度バンドルC2を離隔している十字形の制御棒は、原子炉の制御棒としての役割を果たしている。非コントロール・セルに付設された制御棒は、運転中は典型的には引き抜かれている。
【0019】
図3を参照するとわかるように、非コントロール・セルに高濃縮度燃料バンドル(H)と中濃縮度燃料バンドル(M)とが混在している従来の炉心では、非コントロール・セル内の相当数の高濃縮度バンドルがスペクトル・ミスマッチを経験する。このように、図3でわかるように、例えば(横軸,縦軸)がそれぞれ(12,14)である位置では、高濃縮度バンドルは、4辺すべてをより低い濃縮度のバンドル(L)及び(M)によって取り巻かれており、従って、この高濃縮度バンドルの4つの辺又は縁の各々に沿って位置している燃料棒は、スペクトル・ミスマッチを蒙る。同様に、(13,15)に位置している高濃縮度バンドルも、その4つの辺においてスペクトル・ミスマッチを蒙る。又、図3に示した以外の高濃縮度バンドルも同様に、4つの辺すべてにおいてスペクトル・ミスマッチを蒙る。従って、これらの高濃縮度バンドルにおいては、出力ピーク化問題が起こる。
【0020】
次いで図4を参照すると、本発明による炉心構成が示されている。同図でわかるように、コントロール・セルには低濃縮度バンドルが配設されており、非コントロール・セルには、周辺のセルを除き、すべて高濃縮度バンドルが配設されている。後者は、高濃縮度/低ガドリニウム型又は高濃縮度/高ガドリニウム型のいずれかのバンドルである。番号1を付された周辺バンドルはすべて、低濃縮度である。本構成では、低濃縮度バンドルに辺縁で隣接しているそれらの位置の故に、スペクトル・ミスマッチを蒙る高濃縮度燃料バンドルの数は、実質的に減少して、図2に示したものの数の約3分の1になっている。又、スペクトル・ミスマッチを蒙る高濃縮度燃料バンドルは、炉心座標系の横軸線と縦軸線とに沿って、各コントロール・セルの間において明確に同定される。更に又、特記しておくと、従来構成では高濃縮度バンドルはしばしば4辺でスペクトル・ミスマッチを蒙っていたが、上述の構成を用いると、高濃縮度バンドルの1辺のみしかスペクトル・ミスマッチを蒙らない。従って、位置(12,13)、(12,14)、(13,15)及び(14,15)において、低濃縮度コントロール・セルのバンドルに隣接した辺上に位置する燃料棒は、スペクトル・ミスマッチを蒙り易くなる。4辺すべてがスペクトル・ミスマッチを蒙るような非コントロール・セル内の高濃縮度燃料バンドルは、一切存在しない。
【0021】
スペクトル・ミスマッチを蒙る非コントロール・セルの辺が同定されているので、本発明によれば、低濃縮度バンドルに辺縁で隣接した高濃縮度バンドル内の燃料棒であって、スペクトル・ミスマッチを蒙る燃料棒の濃縮度を低下させることができ、同時に、高濃縮度燃料バンドルの濃縮度レベルは高いレベルに維持しておくことができる。このようにして、出力ピーク化の問題と臨界熱限界の問題との両者を回避し、同時に、燃料バンドルの濃縮度は高レベルに維持され、この高レベルの濃縮度は、燃料を再配置替えしたり取り替え装荷したりせずに、まる2サイクル又はそれ以上のサイクルにまたがる運転を行うのに十分な核分裂性物質インベントリを初期炉心装荷に対して十分に提供することができる。
【0022】
例えば、ある高濃縮度燃料バンドル及びその燃料バンドルの辺縁が、スペクトル・ミスマッチを蒙る燃料棒を有しているものと同定された場合には、これらの燃料棒の燃料濃縮度を低下させることができる。例えば、その高濃縮度バンドル内に9×9の燃料棒配列が設けられているときに、より低い濃縮度のバンドルに辺縁で隣接している燃料棒を3つ1組としてその最初及び最後の組の濃縮度を低下させることができる。例えば、このような燃料棒の濃縮度を15%〜20%だけ低下させて、これにより、その辺縁に沿った出力ピーク化問題を軽減することができる。対称性を維持するために、隣接する1辺もこれに沿って同様の濃縮度を有する燃料棒で構成して、燃料バンドルがバンドルの対角線、例えば図面の左上から右下にかけての対角線に沿って対称になるようにする。
【0023】
代表的な実例として、図6及び図7を参照する。図6には、典型的な初期炉心における高濃縮度/高ガドリニウムについての従来の核分裂性物質装荷量が示されている。特に、燃料棒1、2及び3の装荷量に注目されたい。図7では、炉心内の同じ位置での高濃縮度/高ガドリニウム燃料バンドルは、図6に示したものとは異なる核分裂性物質装荷量を有している。具体的には、コントロール・セル内の低濃縮度燃料バンドルに辺縁で隣接している燃料棒の核分裂性物質装荷量は、こうしなければ起きたであろうスペクトル・ミスマッチを緩和するように減少させられている。燃料棒1A、2A及び3Aの核分裂性物質装荷量を、図6の燃料棒1、2及び3の装荷量と比較されたい。濃縮度が低下したこれらの燃料棒1A、2A及び3Aは、スペクトル・ミスマッチを減少させ又は排除し、一方、燃料バンドルを、全体的に高い濃縮度を有するようにして維持すると共に、炉心内で少なくとも初期運転サイクルとその後の1運転サイクルとのための反応度を提供するのに十分な核分裂性物質インベントリを有するようにして維持する。
【0024】
現時点で最も実用的で好適な実施例であると考えられる事柄と関連させて本発明を記載してきたが、本発明は、ここに開示した実施例に限定されるものではなく、逆に、特許請求の範囲の要旨に包含される種々の改変及び均等構成を網羅しているものと理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(A)〜図1(C)は、多数のサイクルにわたって運転される原子炉の概略図である。
【図2】原子炉炉心の4分の1を表す概略図であって、従来の炉心装荷設計による燃料バンドル装荷を示す図である。
【図3】図2に示す炉心の一部の概略図であって、図2の燃料バンドルの間のスペクトル・ミスマッチを示す図である。
【図4】図2と同様の図であって、本発明に従って構成されている炉心を示す図である。
【図5】図3と同様の図であって、図4の炉心の一部を示す図である。
【図6】従来の燃料バンドルについて、燃料バンドルの核分裂性物質装荷量を示す概略図である。
【図7】スペクトル・ミスマッチを回避する本発明の燃料バンドルについて、燃料バンドルの核分裂性物質装荷量を示す概略図である。
【符号の説明】
10 原子炉
12 燃料バンドル
14 原子炉容器
16 ヘッド
[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to fuel bundle management in a nuclear reactor core, and more particularly to a method for managing fuel loading in a nuclear reactor core, the average exposure burnout per bundle compared to conventional designs. ), Increase thermal margins, reduce downtime work, reduce net purchases of fuel bundles purchased over the life of the reactor core, and thereby reduce reprocessing costs. The present invention also reduces the spectral mismatch between each fuel bundle.
[0002]
[Prior art]
In boiling water reactors and pressurized water reactors, the initial core load is conventionally formed of several batches of fuel, ie several groups of fuel bundles, each group operating over a different number of cycles. Thus, a certain percentage of fuel bundles for initial core loading are designed to satisfy a single operating cycle, and at the end of that single operating cycle, these particular fuel bundles It is removed from the core and reprocessed. Other groups of fuel bundles are designed to operate through two or more cycles, and at the end of each cycle, these groups are removed or relocated within the core. Needless to say, the removed group is reprocessed. Thus, the fissile loading of a group of fuel bundles has traditionally been set to meet its inherent residence time in the core, ie 1 cycle, 2 cycles, etc. The average fissile material loading is determined to satisfy the cycle length.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the group of fuel bundles that have been removed after the first operation cycle conventionally stays in the core for a relatively short period of time, for example, about one year. This group of fuels has not generated enough energy and therefore has a lower burnup than other fuel bundles that stay in the core over further cycles. In this way, the average energy generated per unit mass of fuel bundles removed after the first conventional cycle is less than in other fuel bundle groups that stay in the core over further cycles. Also, as a result of the low removal burn-up of the group of fuel bundles that are removed at the end of the initial cycle, the power generation cost is on average higher for this initial core fuel than for the reload fuel. This is due in part to the relatively constant degree of expense associated with reprocessing the fuel removed from the reactor core. Fuel reprocessing costs per bundle are relatively constant and are substantially independent of residence time in the core. For fuel bundles that were previously removed from the initial core load after the first cycle, the reprocessing cost of those fuels is substantially the same as the cost of reprocessing the fuel used across multiple cycles. It is. Thus, the average cost per unit of power for reprocessing fuel bundles that are removed after the first cycle is substantially higher than the cost of the remaining fuel bundles. That is, for fuel bundles removed from the initial core load after the first cycle, the average cost per unit power generation, including initial purchase and reprocessing costs, is the average cost for fuel bundles used in multiple cycles. Substantially higher.
[0004]
In the conventional nuclear reactor fuel management system, the initial core is loaded with fuel bundles only in a part thereof, and the remaining fuel bundle positions in the core are plugged. After completion of the second cycle, the plug is removed, the fuel bundle in the core is repositioned, and the remaining position is filled with replacement loaded fuel. However, this method increases the power density of the core and increases nuclear waste such as plugs.
[0005]
Furthermore, in conventional nuclear fuel core management, the initial fuel loading pattern is the same for replacement loading, but low, medium and high enriched fuel bundles are placed at various locations in the core. is doing. Considerable consideration has been given to their placement in the core, but if low and medium enrichment fuel bundles are placed adjacent to high enrichment fuel bundles, the spectrum There was a problem of spectral mismatch. For example, if a low enrichment fuel bundle is located adjacent to a high enrichment fuel bundle and a neutron leaks into the high enrichment bundle, the output of the high enrichment bundle increases, Undesirable output peaking occurs. In standard fuel core loading, the fuel rods that are most exposed to this increased thermal neutron flux are marginal fuel rods adjacent to any low or medium enrichment bundle. Typically, a high enrichment fuel bundle is surrounded by low or medium enrichment fuel bundles on all four sides, so that the edges located on all four sides of each high enrichment bundle are The fuel rods are operated at high power, while the fuel rods inside the high enrichment bundle are constrained in power. Thus, the fuel rods inside the high enrichment bundle are essentially shielded from the increased thermal neutron flux, but the fuel rods at the edges of the high enrichment bundle were severely affected. This is also detrimental to meet thermal limit criteria for highly enriched fuel rods along the bundle edge. With a standard core design, it was difficult to solve this spectral mismatch problem.
[Patent Document 1]
JP 07-270562 A
[Patent Document 2]
JP 07-234293 A
[Patent Document 3]
JP 05-209980
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In accordance with the present invention, a method of reactor core fuel management is provided that allows the core to be fully loaded at the beginning of the initial cycle without removing or relocating the fuel bundle. In addition, the operation can be performed through at least the end of the second cycle. The method of the present invention also reduces the number of outages, improves overall plant capacity, and substantially reduces overall costs over the life of the reactor. To achieve this, the reactor core is initially fully loaded with a fuel bundle having a fissile material loading commensurate with the core residence time of two or more cycles. That is, the average enrichment of the initial core charge is determined to support more than one cycle of operation, i.e., at least two cycles of operation, and the specific fuel design for that operation is determined. In this way, the fissionable material inventory in the initial core can operate in two or more cycles without having to load and reposition fuel between the first and second cycles. It will be like that. This extends the average residence time of the fuel in the initial core, and in response, the burn-up burnup of the initial core is the same as that for conventional loading that required partial replacement loading at the end of the first cycle. Increased in comparison with the burnout degree of the core. This also saves many in-container operations during the first scheduled outage.
[0007]
By using the core management method described above, the overall net operating cost is substantially reduced. The cost of initial core loading is increased because the enrichment has been increased due to the need to allow operation over two or more cycles without having to replace the fuel between the first and second cycles. Although increased, the reprocessing costs are reduced net because the required mass of uranium is reduced. For example, in a conventional core design, if approximately 800 fuel bundles are initially loaded into the core, typically 150 bundles are at the end of the first cycle depending on cycle length, enrichment, etc. Can be taken out. An additional 150 bundles with fresh fuel are then loaded into the core at the end of the first cycle. However, the reprocessing cost is a function of the fuel mass required for reactor operation over the life of the reactor. Thus, in a conventional core management design, the first 150 bundles removed after the first cycle must be reprocessed at a substantially constant cost per bundle. Reprocessing costs are also incurred after each cycle until equilibrium is reached. However, according to the core management design of the present invention, the fuel stays in the core through at least the second cycle, so there is no reprocessing cost at the end of the first cycle. Thus, reprocessing costs are reduced by the number of fuel bundles that would have been reprocessed if they were removed at the end of the first cycle as in the conventional design. This truncation of reprocessing costs additional expense for fuels with higher enrichment required for initial core loading to operate beyond the initial cycle, so the truncation is offset to some extent. However, the overall cost per unit generated energy is reduced. That is, the cost of the initial core fuel is high because higher initial enrichment levels are used, but the overall fuel cost, including initial fuel purchase and reprocessing costs, is substantially reduced.
[0008]
When creating a standard multi-enrichment initial core design, optimizing the core design for thermal limits, as changing the loading pattern can lead to new problems related to spectral mismatches It is difficult. The present invention also employs a control cell core system in which high enrichment fuel bundles and low enrichment fuel bundles are specifically arranged with respect to each other, which can potentially cause spectral mismatch. Potential locations within the core can be identified, and their location is limited to only one side of each high enrichment fuel bundle adjacent to a low enrichment fuel bundle. Once identified, the high enrichment bundle can be specially designed to minimize or eliminate spectral mismatches, thereby improving core performance. For this improved design scheme, the fuel rods affected by the spectral mismatch are always the same, and the bundle contents can be designed to optimize the thermal margin.
[0009]
In conventional control cell core systems, shim control rod movement is limited to a certain group of control rods surrounded by a low enrichment bundle. Each of the cross-shaped control rods and the four fuel bundles surrounding it constitute one control cell. The control cell core method suppresses the peaking of output, increases the thermal margin, and suppresses the tendency of pellet-coating interaction. Generally speaking, the reactor operating cycle is thus only controlled by the control rods of the control cell. Non-cotrol cells are typically withdrawn during operation. In accordance with the present invention, a low enrichment fuel bundle is disposed in the control cell, while all non-control cells except the peripheral bundle in which the low enrichment bundle is disposed have a high enrichment. A enrichment fuel bundle is disposed. It will be appreciated that by configuring the core in this manner, the control cells are separated from each other by at least one non-control cell. Further, the high enrichment fuel bundle of the non-control cell in the core is arranged so that only one side thereof is adjacent to the side of the low enrichment fuel bundle of the control cell. Therefore, the locations that could potentially cause a spectral mismatch in the core are the above-mentioned sides of the high-concentration bundle that are located on the sides or edges of the control cell low-concentration bundle. Is identified at an early stage. As a result, the number of bundles and the number of fuel rods within these bundles that are susceptible to problems associated with spectral mismatches are significantly reduced. That is, for high-concentration bundles adjacent to the low-concentration bundle of the control cell, conventionally two or more sides of this high-concentration bundle typically have high power as a result of increased neutron flux. Only one side has experienced the place that was experiencing.
[0010]
In addition, identifying the enrichment bundle edge that is prone to spectral mismatch in the core design reduces or eliminates the enrichment of individual fuel rods along that edge of the enrichment bundle. Selectively, while the enrichment of the remaining fuel rods in the bundle can be maintained at a relatively high enrichment level. That is, in each high enrichment fuel bundle having an edge adjacent to the low enrichment bundle that would otherwise have caused a spectral mismatch problem, By selectively reducing the degree of power, the effects of spectral mismatch in high-power generating fuel rods are minimized, while at the same time the enrichment of the fuel bundle is reduced to a level typical for fuel core loading, especially initial core loading. Can be maintained at a higher level. Thus, by identifying the location within the core where the spectral mismatch occurs and modifying the high enrichment fuel bundle adjacent to the low enrichment fuel bundle, the initial core load has on average higher enrichment, It is possible to operate without refueling after the first cycle.
[0011]
In a preferred embodiment according to the present invention, a method is provided for supplying fuel to a nuclear reactor core having a plurality of nuclear fuel cycles that exceeds the initial cycle without replacing and loading nuclear fuel at the end of the initial cycle. In order to assist in operating the reactor core over time, a step is provided for increasing the enrichment on average to the fuel bundles involved in the initial core fuel loading.
[0012]
In a further preferred embodiment according to the invention, a method is provided for supplying fuel to a reactor core having a plurality of nuclear fuel bundles, the method comprising a control cell and a non-control cell in the reactor core. Forming a control cell such that the control cells are separated from each other by at least one non-control cell, and disposing a fuel bundle of low overall enrichment in the control cell; Disposing an overall highly enriched fuel bundle in the non-control cell to substantially avoid spectral mismatches between the fuel bundles in the non-control cell; Only one side of the higher enrichment bundle is located adjacent to the side of the lower enrichment fuel bundle in the control cell Sea urchin, and a step of arranging adjacent the control cells and uncontrolled cell in the core.
[0013]
Accordingly, it is a primary object of the present invention to provide a new and improved method for reactor core bundle management, which increases the average burnup per bundle and increases thermal Improve margins, reduce downtime, reduce the amount of fuel bundles purchased over the life of the reactor core, reduce reprocessing costs, and minimize spectral mismatches between fuel bundles Or eliminated.
[0014]
【Example】
Referring now to the drawings, and specifically to FIG. 1, a nuclear reactor is schematically shown in FIG. The nuclear reactor 10 has a plurality of fuel bundles 12 arranged in its core. The fuel bundles 12 are all contained in a nuclear reactor vessel 14 having a detachable head (head) 16. ing. In accordance with the present invention, FIG. 1 (A) shows an initial fuel loaded nuclear reactor core, each fuel bundle having a nuclear fuel material loading corresponding to the core residence time of two or more cycles. have. Thus, the average enrichment of the initial core loading is to operate for at least two cycles or more without having to reload and reposition fuel between the first and second cycles. I support. The end of the first operating cycle is shown in FIG. 1B, where the container head has not been removed. However, as shown, none of the fuel bundles have been repositioned or loaded. FIG. 1 (C) shows the reactor at the end of the second or subsequent cycle, where the fuel bundle has been removed and a new fuel bundle used in the subsequent cycle is in the core. It is loaded.
[0015]
As a result of this configuration, higher enrichment results from the need to operate over two or more cycles, resulting in higher initial fuel loading costs but reduced uranium mass. Processing costs are reduced as a net. That is, the fuel stays in the reactor through the second cycle or further cycles, so there is no reprocessing cost at the end of the first cycle. Thus, the initial core loading is increased in enrichment on average to assist in operating the reactor core for a period beyond the initial cycle without replacing the nuclear fuel at the end of the initial cycle. For the purposes of definition, a “cycle” is the length of time between scheduled sequential shutdowns during the life of the reactor, Included refueling.
[0016]
Turning now to FIG. 2, the conventional multi-enrichment loading pattern is shown for a quarter section of the reactor core. The numbers along the vertical and horizontal axes define the position of the bundle within the core. For purposes of this drawing, the letter C indicates a control cell, the letter N indicates a non-control cell, and the fuel bundle numbered 1 indicates a peripheral fuel bundle. In addition, the number immediately following the letter C and letter N corresponds to the average enrichment level of the fuel bundle at the position where the number is shown. Accordingly, the numbers 2, 3, 4 and 5 indicate the low enrichment, intermediate enrichment, high enrichment / high gadolinium and high enrichment / low gadolinium fuel bundles, respectively. The number 1 indicates a peripheral fuel bundle having an average low enrichment. The diagonal lines in the drawing show the fuel bundles affected by the spectral mismatch in this conventional core loading. A typical example of enrichment for fuel bundles numbered 1-5 is as follows. “1” = 0.71, “2” = 1.2, “3” = 2.2, “4” = 3.7, “5” = 3.7. The enrichment ranges for the fuel bundles numbered 1-5 are typically as follows. "1" is 0.71 to 1.2, "2" is 1.00 to 1.5, "3" is 2.0 to 2.5, "4" and "5" In the case, it is 3.5 to 4.0.
[0017]
As can be seen by examining the core shown in FIG. 2, a significant number of high enrichment fuel bundles numbered 4 and 5 have sides adjacent to the low enrichment bundle. For example, the high enrichment bundle labeled N4 shown on the horizontal axis 14 and the vertical axis 8 is adjacent to the medium enrichment or low enrichment fuel bundle on all four sides at the edges. Therefore, the fuel bundle N4 in this position is subject to a spectral mismatch, that is, a spectral mismatch in which the neutron leakage from the adjacent low enrichment bundle is increased, resulting in a higher output, and reaches the critical thermal limit. There is a fear. Thus, the conventional core pattern shown in FIG. 2 has a considerable number of fuel bundles that suffer from spectral mismatches.
[0018]
According to the conventional control cell system, a low-concentration fuel bundle is disposed in the control cell, and these are consistently designated as C2 in FIG. The cross-shaped control rods that separate the four low enrichment bundles C2 within each control cell serve as reactor control rods. Control rods attached to non-control cells are typically pulled out during operation.
[0019]
As can be seen with reference to FIG. 3, in a conventional core in which a high enrichment fuel bundle (H) and a medium enrichment fuel bundle (M) are mixed in a non-control cell, a considerable number in the non-control cell. Of high enrichment bundles experience spectral mismatches. Thus, as can be seen in FIG. 3, for example, at the positions where (horizontal axis, vertical axis) are (12, 14), respectively, the high enrichment bundle has a lower enrichment bundle (L) on all four sides And (M), so the fuel rods located along each of the four sides or edges of this high enrichment bundle are subject to a spectral mismatch. Similarly, the high enrichment bundle located at (13,15) also suffers a spectral mismatch on its four sides. Similarly, high-concentration bundles other than those shown in FIG. 3 are also subject to spectral mismatches on all four sides. Therefore, output peaking problems occur in these highly concentrated bundles.
[0020]
Referring now to FIG. 4, a core configuration according to the present invention is shown. As can be seen in the figure, the control cell is provided with a low concentration bundle, and the non-control cells are provided with a high concentration bundle except for the surrounding cells. The latter is either a high enrichment / low gadolinium type bundle or a high enrichment / high gadolinium type bundle. All peripheral bundles numbered 1 are of low enrichment. In this configuration, because of their location adjacent to the low enrichment bundle at the edge, the number of high enrichment fuel bundles that experience spectral mismatch is substantially reduced to the number shown in FIG. It is about one third of. Also, highly enriched fuel bundles that experience spectral mismatch are clearly identified between each control cell along the horizontal and vertical axes of the core coordinate system. Furthermore, it should be noted that in the conventional configuration, the high-concentration bundle often suffers a spectral mismatch on four sides, but using the above configuration, only one side of the high-concentration bundle causes a spectral mismatch. I don't receive it. Thus, at positions (12, 13), (12, 14), (13, 15) and (14, 15), the fuel rod located on the side adjacent to the bundle of low enrichment control cells is It becomes easy to get a mismatch. There are no highly enriched fuel bundles in an uncontrolled cell where all four sides suffer from a spectral mismatch.
[0021]
Since the edges of the non-control cell that are subject to a spectral mismatch have been identified, according to the present invention, fuel rods in a high enrichment bundle adjacent to the low enrichment bundle at the edge, wherein the spectral mismatch is The enrichment of the fuel rods received can be reduced while at the same time the enrichment level of the high enrichment fuel bundle can be maintained at a high level. In this way, both the power peaking problem and the critical thermal limit problem are avoided, while at the same time the enrichment of the fuel bundle is maintained at a high level, and this high level of enrichment rearranges the fuel. A sufficient fissile material inventory can be provided for the initial core loading sufficient to operate over two or more cycles without having to be loaded or replaced.
[0022]
For example, if a high enrichment fuel bundle and the edges of the fuel bundle are identified as having fuel rods that undergo spectral mismatch, reducing the fuel enrichment of these fuel rods. Can do. For example, when a 9 × 9 fuel rod array is provided in the high enrichment bundle, the first and last fuel rods adjacent to the lower enrichment bundle in pairs The enrichment of the set can be reduced. For example, the enrichment of such fuel rods can be reduced by 15% to 20%, thereby reducing the power peaking problem along its edges. In order to maintain symmetry, adjacent one side is also composed of fuel rods having similar enrichment along the same side, and the fuel bundle is along the diagonal of the bundle, for example, from the upper left to the lower right of the drawing. Try to be symmetric.
[0023]
Refer to FIGS. 6 and 7 as representative examples. FIG. 6 shows the conventional fissile material loading for high enrichment / high gadolinium in a typical initial core. Note in particular the loading of fuel rods 1, 2 and 3. In FIG. 7, the high enrichment / high gadolinium fuel bundle at the same location in the core has a fissile material loading different from that shown in FIG. Specifically, the fissile material loading of the fuel rods bordering the low enrichment fuel bundle in the control cell will mitigate spectral mismatches that would otherwise have occurred. Has been reduced. Compare the fissile material loadings of fuel rods 1A, 2A and 3A with the loadings of fuel rods 1, 2 and 3 of FIG. These fuel rods 1A, 2A and 3A with reduced enrichment reduce or eliminate spectral mismatches, while maintaining the fuel bundle with a high overall enrichment and within the core. Maintain a sufficient fissile material inventory to provide reactivity for at least the initial operating cycle and one subsequent operating cycle.
[0024]
Although the invention has been described in connection with what is considered to be the most practical and preferred embodiment at the present time, the invention is not limited to the embodiment disclosed herein, and conversely, patents It should be understood that it covers various modifications and equivalent arrangements included in the gist of the claims.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 (A) -FIG. 1 (C) are schematic illustrations of a nuclear reactor operating over a number of cycles.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a quarter of a nuclear reactor core, showing fuel bundle loading according to a conventional core loading design.
FIG. 3 is a schematic view of a portion of the core shown in FIG. 2, showing a spectral mismatch between the fuel bundles of FIG.
4 is a view similar to FIG. 2, showing a core constructed in accordance with the present invention.
5 is a view similar to FIG. 3 and showing a part of the core of FIG. 4;
FIG. 6 is a schematic view showing a fissile material loading of a fuel bundle for a conventional fuel bundle.
FIG. 7 is a schematic diagram showing the fissile material loading of a fuel bundle for a fuel bundle of the present invention that avoids spectral mismatch.
[Explanation of symbols]
10 Reactor
12 Fuel bundle
14 Reactor vessel
16 heads

Claims (10)

複数の核燃料バンドルを有している原子炉炉心に燃料を供給する方法であって、
前記原子炉の炉心内に、コントロール・セルと非コントロール・セルとから成るパターンを、前記コントロール・セルが少なくとも1つの非コントロール・セルにより互いに離隔されるようにして形成する工程と、
前記コントロール・セル内に全体的に低い濃縮度の燃料バンドルを設ける工程と、
前記非コントロール・セル内の燃料バンドルの間のスペクトル・ミスマッチを実質的に回避するために、前記非コントロール・セル内に全体的に高い濃縮度の燃料バンドルを設ける工程と、
非コントロール・セル内の高い濃縮度のバンドルの1辺のみが、コントロール・セル内の低い濃縮度の燃料バンドルの辺と隣接して位置するように、前記炉心内にコントロール・セルと非コントロール・セルとを隣接して配置する工程とを備え、
各々の燃料バンドルは、方形マトリクス状の燃料棒配列を有しており、隣接したコントロール・セル内の低い濃縮度の燃料バンドルの1辺に隣接している非コントロール・セル内の各々の高い濃縮度の燃料バンドルの第1の辺に沿った少なくともいくつかの燃料棒の濃縮度を、前記非コントロール・セル内の前記高い濃縮度の燃料バンドルの対向する辺に沿った燃料棒の濃縮度に比較して低減させて、スペクトル・ミスマッチに起因する前記第1の辺に沿った前記燃料棒の出力ピーク化を最小化することを特徴とする原子炉炉心に燃料を供給する方法。
A method of supplying fuel to a nuclear reactor core having a plurality of nuclear fuel bundles,
Forming a pattern of control cells and non-control cells in the reactor core such that the control cells are separated from each other by at least one non-control cell;
Providing an overall low enrichment fuel bundle in the control cell;
Providing an overall high enrichment fuel bundle in the non-control cell to substantially avoid spectral mismatches between fuel bundles in the non-control cell;
The control cell and the non-control cell are placed in the core so that only one side of the high enrichment bundle in the non-control cell is located adjacent to the side of the low enrichment fuel bundle in the control cell. And arranging the cells adjacent to each other,
Each fuel bundle has a rectangular matrix of fuel rod arrays, each high enrichment in a non-control cell adjacent to one side of a low enrichment fuel bundle in an adjacent control cell. The enrichment of at least some of the fuel rods along the first side of the fuel bundle at a degree to the enrichment of the fuel rods along opposite sides of the high enrichment fuel bundle in the non-control cell. A method of supplying fuel to a nuclear reactor core that is reduced in comparison to minimize power peaking of the fuel rod along the first side due to spectral mismatch .
コントロール・セル内の各々の低い濃縮度の燃料バンドルの2辺のみが、隣接した非コントロール・セル内の高い濃縮度の燃料バンドルのそれぞれの辺と隣接して位置するように、前記炉心内にコントロール・セルと非コントロール・セルとを隣接して配置する工程を含んでいる請求項1に記載の原子炉炉心に燃料を供給する方法。  In the core, only two sides of each low enrichment fuel bundle in the control cell are located adjacent to each side of the high enrichment fuel bundle in the adjacent non-control cell. The method of supplying fuel to a nuclear reactor core according to claim 1, comprising the step of placing a control cell and a non-control cell adjacent to each other. 前記高い濃縮度の燃料バンドル内のいくつかの燃料棒に、互いに異なる燃料棒濃縮度を提供する工程と、前記高い濃縮度の燃料バンドルが該燃料バンドルの対角線について対称になるように、前記燃料棒の濃縮度を高める工程とを含んでいる請求項に記載の原子炉炉心に燃料を供給する方法。Providing different fuel rod enrichments to several fuel rods in the high enrichment fuel bundle, and the fuel so that the high enrichment fuel bundle is symmetric about a diagonal of the fuel bundle. the method for supplying fuel to the reactor core according to claim 1, and a step of increasing the concentration of the bar. 前記原子炉炉心は、複数の核燃料サイクルを有しており、初期サイクルの末期に核燃料を取り替え装荷せずに前記初期サイクルを超える期間にわたり前記原子炉炉心を運転するのを支援するように、初期炉心燃料装荷に関わる高い濃縮度の燃料バンドルに平均して濃縮度を提供する請求項に記載の原子炉炉心に燃料を供給する方法。The nuclear reactor core has a plurality of nuclear fuel cycles and is configured to assist in operating the nuclear reactor core for a period exceeding the initial cycle without replacing nuclear fuel at the end of the initial cycle. The method of supplying fuel to a nuclear reactor core as recited in claim 1 , wherein the enrichment is provided on average to high enrichment fuel bundles involved in core fuel loading. 初期サイクルの末期に核燃料を取り替え装荷せずに前記初期サイクルを超える期間にわたり前記原子炉炉心を運転するのを支援するように、初期炉心燃料装荷に関わる燃料バンドルの濃縮度を平均して高める工程をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の原子炉炉心に燃料を供給する方法。Increasing the enrichment of the fuel bundles associated with the initial core fuel loading on average to assist in operating the reactor core for a period beyond the initial cycle without replacing nuclear fuel at the end of the initial cycle The method for supplying fuel to the reactor core according to claim 1, further comprising : 前記初期サイクルの末期に前記燃料バンドルを再配置替えせずに、前記炉心内の前記燃料バンドルを維持する工程を含んでいる請求項に記載の原子炉炉心に燃料を供給する方法。6. The method of supplying fuel to a nuclear reactor core according to claim 5 , comprising maintaining the fuel bundle in the core without rearranging the fuel bundle at the end of the initial cycle. 前記初期サイクルに続く1サイクルの末期に取り替え装荷用燃料バンドルを供給する工程を含んでいる請求項に記載の原子炉炉心に燃料を供給する方法。The method of supplying fuel to a nuclear reactor core according to claim 6 , comprising supplying a fuel bundle for replacement loading at the end of one cycle following the initial cycle. 複数の核燃料サイクルを有している原子炉炉心に複数の燃料を縦方向と横方向の格子状配列に並べて供給する方法であって、
前記炉心に複数のコントロール・セルを設ける工程と、
該コントロール・セルと前記炉心の周囲との両者に第1の平均濃縮度を備えた燃料を有している第1の燃料バンドルを設ける工程と、
前記格子の前記炉心の残部に第2の平均濃縮度を有している第2の燃料バンドルを設ける工程とを含んでおり、
前記第2の燃料バンドルは、前記第1の燃料バンドルの平均濃縮度よりも高い平均濃縮度を有している請求項に記載の原子炉炉心に燃料を供給する方法。
A method of supplying a plurality of fuels to a nuclear reactor core having a plurality of nuclear fuel cycles in a vertical and horizontal grid arrangement,
Providing a plurality of control cells in the core;
Providing a first fuel bundle having fuel with a first average enrichment in both the control cell and the periphery of the core;
Providing a second fuel bundle having a second average enrichment in the remainder of the core of the lattice ,
The method for supplying fuel to the nuclear reactor core according to claim 5 , wherein the second fuel bundle has an average enrichment higher than an average enrichment of the first fuel bundle.
沸騰水型原子炉で実施される請求項1又は請求項5に記載の原子炉炉心に燃料を供給する方法。  6. A method for supplying fuel to a nuclear reactor core according to claim 1 or 5, wherein the method is performed in a boiling water reactor. 加圧水型原子炉で実施される請求項1又は請求項5に記載の原子炉炉心に燃料を供給する方法。  6. A method for supplying fuel to a nuclear reactor core according to claim 1 or 5, wherein the method is performed in a pressurized water reactor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2010135968A1 (en) * 2009-05-27 2010-12-02 中广核工程有限公司 Method for joint configuration of nuclear power plant fuel

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WO2010135968A1 (en) * 2009-05-27 2010-12-02 中广核工程有限公司 Method for joint configuration of nuclear power plant fuel

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