JP6579990B2 - Fast reactor core - Google Patents

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Description

本発明は、ガス膨張モジュール(GEM:GAS Expansion Module)を炉心に装荷する高速炉の炉心に関する。   The present invention relates to a core of a fast reactor in which a gas expansion module (GEM: GAS Expansion Module) is loaded on the core.

高速炉の燃料集合体及び炉心に関しては、非特許文献1に記載されるように、高速増殖炉は、原子炉容器内に炉心を配置しており、冷却材である液体ナトリウムを原子炉容器内に充填している。その炉心に装荷される燃料集合体は、プルトニウムを富化した劣化ウラン(U−238)を封入した複数の燃料棒、束ねられた複数の燃料棒を取り囲むラッパ管、これらの燃料棒の下端部、及び燃料棒の下方に位置する中性子遮へい体を支持するエントランスノズル、及び燃料棒の上方に位置する冷却材流出部を有する。   Regarding the fuel assembly and core of the fast reactor, as described in Non-Patent Document 1, in the fast breeder reactor, the core is disposed in the reactor vessel, and liquid sodium as a coolant is placed in the reactor vessel. Is filled. The fuel assembly loaded in the core includes a plurality of fuel rods encapsulating plutonium-enriched depleted uranium (U-238), a trumpet tube surrounding the bundled fuel rods, and lower ends of these fuel rods. , And an entrance nozzle for supporting the neutron shield located below the fuel rod, and a coolant outflow portion located above the fuel rod.

高速増殖炉の炉心は、内側炉心領域及びこの内側炉心領域を取り囲む外側炉心領域を有する炉心燃料領域、炉心燃料領域を取り囲むブランケット燃料領域及びブランケット領域を取り囲む遮蔽体領域を有する。標準的な均質炉心の場合、外側炉心領域に装荷される燃料集合体のPu富化度は、内側炉心領域に装荷される燃料集合体のPu富化度よりも高くなっている。この結果、炉心の半径方向における出力分布が平坦化される。
燃料集合体の各燃料棒に収納される核燃料物質の形態としては、金属燃料、窒化物燃料及び酸化物燃料がある。これらのうち、酸化物燃料が最も実績が豊富である。
The fast breeder reactor core has a core fuel region having an inner core region and an outer core region surrounding the inner core region, a blanket fuel region surrounding the core fuel region, and a shield region surrounding the blanket region. In the case of a standard homogeneous core, the Pu enrichment of the fuel assemblies loaded in the outer core region is higher than the Pu enrichment of the fuel assemblies loaded in the inner core region. As a result, the power distribution in the radial direction of the core is flattened.
Examples of the form of nuclear fuel material stored in each fuel rod of the fuel assembly include metal fuel, nitride fuel, and oxide fuel. Of these, oxide fuels have the greatest track record.

Pu及び劣化ウランのそれぞれの酸化物を混合した混合酸化物燃料、すなわち、MOX燃料のペレットが、燃料棒内で軸方向の中央部において80〜100cm程度の高さに充填される。さらに、燃料棒内には、劣化ウランで作られた複数の二酸化ウランペレットを充填した軸方向ブランケット領域が、MOX燃料の充填領域の上方及び下方にそれぞれ配置されている。内側炉心領域に装荷される内側炉心燃料集合体及び外側炉心領域に装荷される外側炉心燃料集合体は、そのように、MOX燃料の複数のペレットを充填した複数の燃料棒を有する。外側炉心燃料集合体のPu富化度は、内側炉心燃料集合体のそれよりも高くなっている。   A mixed oxide fuel obtained by mixing the oxides of Pu and depleted uranium, that is, a pellet of MOX fuel, is filled in a fuel rod at a height of about 80 to 100 cm in the center in the axial direction. Further, in the fuel rod, axial blanket regions filled with a plurality of uranium dioxide pellets made of deteriorated uranium are respectively arranged above and below the MOX fuel filling region. The inner core fuel assembly loaded in the inner core region and the outer core fuel assembly loaded in the outer core region thus have a plurality of fuel rods filled with a plurality of pellets of MOX fuel. The Pu enrichment of the outer core fuel assembly is higher than that of the inner core fuel assembly.

炉心燃料領域を取り囲むブランケット燃料領域には、劣化ウランで作られた複数の二酸化ウランペレットを充填した複数の燃料棒を有するブランケット燃料集合体が装荷される。炉心燃料領域に装荷された燃料集合体内で生じる核分裂反応で発生した中性子のうち、炉心燃料領域から漏れた中性子が、ブランケット燃料領域に装荷されたブランケット燃料集合体の各燃料棒内のU−238に吸収される。この結果、ブランケット燃料集合体の各燃料棒内で核分裂性核種であるPu−239が新たに生成される。   A blanket fuel assembly having a plurality of fuel rods filled with a plurality of uranium dioxide pellets made of deteriorated uranium is loaded in the blanket fuel region surrounding the core fuel region. Among the neutrons generated by the fission reaction generated in the fuel assembly loaded in the core fuel region, the neutrons leaking from the core fuel region are U-238 in each fuel rod of the blanket fuel assembly loaded in the blanket fuel region. To be absorbed. As a result, Pu-239 which is a fissile nuclide is newly generated in each fuel rod of the blanket fuel assembly.

また、高速増殖炉の起動時、停止時及び原子炉出力の調節時には、制御棒が用いられる。制御棒は、炭化ホウ素(BC)ペレットをステンレス製の被覆管に封入した複数の中性子吸収棒を有し、これらの中性子吸収棒を、円管形状の保護管内に収納して構成される。制御棒は、主炉停止系及び後備炉停止系の独立した2系統の構成となっており、主炉停止系及び後備炉停止系のいずれか一方のみで高速増殖炉の緊急停止が可能になる。 Control rods are used when the fast breeder reactor is started, stopped, and when the reactor power is adjusted. The control rod has a plurality of neutron absorption rods in which boron carbide (B 4 C) pellets are enclosed in a stainless steel cladding tube, and these neutron absorption rods are housed in a circular tube-shaped protective tube. . The control rod has two independent systems, the main reactor shutdown system and the after-furnace reactor shutdown system, and the fast breeder reactor can be stopped urgently by either one of the main reactor shutdown system or the after-furnace reactor shutdown system. .

さて、一般に高速炉の炉心領域のボイド反応度は正であり、主循環ポンプの故障等による冷却材の流量喪失とスクラム失敗を重畳した事故(ULOF:Unprotected Loss of Flow Accident)を想定すると、炉心燃料集合体の出力/流量(P/F)比に不整合が生じ、冷却材であるナトリウム(Na)の温度が上昇すると、正の反応度が印加され、炉心の出力が増大する。この様な万が一に生ずるULOF時の炉心の出力増大を回避するために、特許文献1に記載される技術が提案されている。特許文献1では、半径方向のPu富化度2領域の均質炉心において、外側炉心領域の最外周燃料集合体の外側に隣接するようガス膨張モジュール(GEM)が配置されている。定格運転時にはガス膨張モジュール(GEM)内のナトリウム(Na)の液位が炉心燃料領域の上端より上側にあり、ナトリウム(Na)の散乱効果によって炉心燃料で発生した中性子の半径方向の漏れが抑制される。一方、主循環ポンプの故障等によってガス膨張モジュール(GEM)下端のナトリウム(Na)入り口部の冷却材の圧力が低下すると、ナトリウム(Na)の液位が低下して炉心燃料領域の下端よりも下側に下がり、中性子の半径方向の漏れが増大する。これによって、ULOF時の正の反応度の印加が抑制され、炉心の出力増大が抑えられる。   In general, the void reactivity in the core region of the fast reactor is positive, and assuming an accident (ULOF: Unprotected Loss of Flow Accident) that superimposes the loss of coolant flow rate due to the failure of the main circulation pump and the failure of the scram, When a mismatch occurs in the power / flow rate (P / F) ratio of the fuel assembly and the temperature of sodium (Na) as the coolant rises, positive reactivity is applied and the power of the core increases. In order to avoid such an increase in the output of the core at the time of ULOF, a technique described in Patent Document 1 has been proposed. In Patent Document 1, a gas expansion module (GEM) is disposed adjacent to the outside of the outermost peripheral fuel assembly in the outer core region in a homogeneous core with a Pu enrichment region of 2 in the radial direction. During rated operation, the sodium (Na) liquid level in the gas expansion module (GEM) is above the upper end of the core fuel region, and the scattering effect of sodium (Na) suppresses leakage of neutrons generated in the core fuel in the radial direction. Is done. On the other hand, when the pressure of the coolant at the sodium (Na) inlet at the lower end of the gas expansion module (GEM) is reduced due to a failure of the main circulation pump, the liquid level of sodium (Na) is lower than the lower end of the core fuel region. Lowering, increasing neutron radial leakage. As a result, application of positive reactivity during ULOF is suppressed, and an increase in power output of the core is suppressed.

特開平10−153677号公報JP-A-10-153777

平川直弘、岩崎智彦著「原子炉物理入門」、東北大学出版会、pp.279―286、2003年10月30日Naohiro Hirakawa and Tomohiko Iwasaki, “Introduction to Reactor Physics”, Tohoku University Press, pp. 279-286, October 30, 2003

しかしながら、特許文献1に記載される構成では、外側炉心領域の最外周燃料集合体の外側に隣接するようガス膨張モジュール(GEM)を配する構成であり、且つ、ガス膨張モジュール(GEM)に隣接する複数の最外周燃料集合体は、Pu富化度が異なる。よって、特許文献1に記載される高速炉の炉心構成では、ガス膨張モジュール(GEM)近傍の半径方向(径方向)の中性子束分布の勾配が小さくなり、中性子漏洩効果を増大することが困難となる。   However, in the configuration described in Patent Document 1, the gas expansion module (GEM) is arranged adjacent to the outside of the outermost peripheral fuel assembly in the outer core region, and adjacent to the gas expansion module (GEM). The plurality of outermost peripheral fuel assemblies having different Pu enrichment levels. Therefore, in the core configuration of the fast reactor described in Patent Document 1, the gradient of the neutron flux distribution in the radial direction (radial direction) in the vicinity of the gas expansion module (GEM) becomes small, and it is difficult to increase the neutron leakage effect. Become.

そこで本発明は、ガス膨張モジュール(GEM)近傍の半径方向の中性子束分布の勾配を大きくすることにより、ULOFの発生を想定した場合であっても、ガス膨張モジュール(GEM)による負の印加反応度の絶対値を増大し得る高速炉の炉心を提供する。   Therefore, the present invention increases the gradient of the neutron flux distribution in the radial direction in the vicinity of the gas expansion module (GEM), so that the negative applied reaction by the gas expansion module (GEM) is assumed even when the generation of ULOF is assumed. A fast reactor core capable of increasing the absolute value of the degree is provided.

上記課題を解決するため、本発明の高速炉の炉心は、一端が閉鎖され、他端が開口されている中空な管状構造物であるガス膨張モジュールを、炉心に装荷する高速炉の炉心であって、前記ガス膨張モジュールに隣接する燃料集合体のプルトニウム富化度が、前記ガス膨張モジュールに隣接しない燃料集合体のプルトニウム富化度よりも高いことを特徴とする。
また、本発明の高速炉の炉心は、一端が閉鎖され、他端が開口されている中空な管状構造物であるガス膨張モジュールを、炉心に装荷する高速炉の炉心であって、前記ガス膨張モジュールに隣接する複数体の燃料集合体のプルトニウム富化度は同一であって、炉心に装荷される複数の燃料集合体のうち最も高いことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the core of the fast reactor of the present invention is a core of a fast reactor in which a gas expansion module, which is a hollow tubular structure having one end closed and the other end opened, is loaded on the core. The plutonium enrichment of the fuel assembly adjacent to the gas expansion module is higher than the plutonium enrichment of the fuel assembly not adjacent to the gas expansion module.
The core of the fast reactor according to the present invention is a core of a fast reactor in which a gas expansion module, which is a hollow tubular structure having one end closed and the other end opened, is loaded on the core. A plurality of fuel assemblies adjacent to the module have the same plutonium enrichment, and are characterized by being the highest among the plurality of fuel assemblies loaded in the core.

本発明によれば、ガス膨張モジュール(GEM)近傍の半径方向の中性子束分布の勾配を大きくすることにより、ULOFの発生を想定した場合であっても、ガス膨張モジュール(GEM)による負の印加反応度の絶対値を増大し得る高速炉の炉心を提供することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
According to the present invention, the negative application by the gas expansion module (GEM) can be achieved even when the occurrence of ULOF is assumed by increasing the gradient of the radial neutron flux distribution in the vicinity of the gas expansion module (GEM). A fast reactor core capable of increasing the absolute value of reactivity can be provided.
Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.

本発明の一実施例に係る実施例1の高速炉の炉心の横断面図である。1 is a cross-sectional view of a core of a fast reactor according to an embodiment 1 of the present invention. 図1に示す高速炉の炉心の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the core of the fast reactor shown in FIG. 本発明の一実施形態に係る高速炉の炉心を有する高速炉原子力発電システムの全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a fast reactor nuclear power generation system having a fast reactor core according to an embodiment of the present invention. 高速炉の炉心の縦断面の1/2領域における炉心径方向位置と中性子束との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the core radial direction position and neutron flux in the 1/2 area | region of the longitudinal cross-section of the core of a fast reactor. 本発明の他の実施例に係る実施例2の高速炉の炉心の横断面図である。It is a transverse cross section of the core of the fast reactor of Example 2 concerning other examples of the present invention. 本発明の他の実施例に係る実施例3の高速炉の炉心の横断面図である。It is a transverse cross section of the core of the fast reactor of Example 3 concerning other examples of the present invention. 本発明の他の実施例に係る実施例4の高速炉の炉心の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the core of the fast reactor of Example 4 which concerns on the other Example of this invention.

図3は、本発明の一実施形態に係る高速炉の炉心を有する高速炉原子力発電システムの全体構成図である。図3に示すように、高速炉原子力発電システム1は、原子炉容器2、原子炉容器2内に収納された核分裂性物質を含む炉心3、原子炉容器2から一次冷却系配管4aを介して順に接続された中間熱交換器5及び一次主循環ポンプ7a、中間熱交換器5より二次冷却系配管4bを介して順に接続された蒸気発生器8及び二次主循環ポンプ7bを有する。また、蒸気発生器8にて発生した蒸気を高圧タービン11a及び低圧タービン11bに送る主蒸気系配管9a、高圧タービン11a及び低圧タービン11bを経由した後の蒸気を凝縮して水に戻す復水器13、復水器13にて凝縮した水を蒸気発生器8に戻す給復水系配管9b、高圧タービン11a及び低圧タービン11bの軸に連結された発電機12、復水器13の下流側で給復水系配管9bに連結された給水ポンプ14及び給水加熱器15から構成される。   FIG. 3 is an overall configuration diagram of a fast reactor nuclear power generation system having a fast reactor core according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, a fast reactor nuclear power generation system 1 includes a reactor vessel 2, a core 3 containing a fissile material housed in the reactor vessel 2, and a primary cooling system pipe 4a from the reactor vessel 2. The intermediate heat exchanger 5 and the primary main circulation pump 7a are connected in order, and the steam generator 8 and the secondary main circulation pump 7b are connected in order from the intermediate heat exchanger 5 through the secondary cooling system pipe 4b. Further, a main steam system pipe 9a that sends the steam generated by the steam generator 8 to the high-pressure turbine 11a and the low-pressure turbine 11b, and a condenser that condenses the steam after passing through the high-pressure turbine 11a and the low-pressure turbine 11b and returns it to water. 13. Supply water condensate system pipe 9b for returning the water condensed in the condenser 13 to the steam generator 8, the generator 12 connected to the shafts of the high-pressure turbine 11a and the low-pressure turbine 11b, and the downstream side of the condenser 13 The feed water pump 14 and the feed water heater 15 are connected to the condensate system pipe 9b.

そして、高速炉原子力発電システム1では、炉心3にて加熱された一次系冷却材(例えば、液体ナトリウム)を中間熱交換器5に通して二次系冷却材(例えば、液体ナトリウム)を加熱し、さらに二次系冷却材を蒸気発生器8に通して主蒸気系配管9aに蒸気を発生させ、この蒸気を高圧タービン11a及び低圧タービン11bに導いて、発電機12により発電を行う。発電に使用された蒸気は、沸騰水型(BWR)又は加圧水型(PWR)軽水炉原子力発電システムと同様に、復水器13で凝縮されて水となり、その後、給水ポンプ14及び給水加熱器15を通ってそれぞれ加熱及び昇圧され、蒸気発生器8に給水される。   In the fast reactor nuclear power generation system 1, the primary coolant (for example, liquid sodium) heated in the core 3 is passed through the intermediate heat exchanger 5 to heat the secondary coolant (for example, liquid sodium). Further, the secondary coolant is passed through the steam generator 8 to generate steam in the main steam system pipe 9a. The steam is guided to the high-pressure turbine 11a and the low-pressure turbine 11b, and the generator 12 generates power. The steam used for power generation is condensed in the condenser 13 to become water in the same manner as in the boiling water type (BWR) or pressurized water type (PWR) light water reactor nuclear power generation system, and then the feed water pump 14 and the feed water heater 15 are supplied. The water is heated and pressurized through the steam generator 8 and supplied to the steam generator 8.

炉心3には、後述する複数の炉心燃料集合体、制御棒及びガス膨張モジュール(GEM)が装荷されている。炉心3を収納する原子炉容器2内は一次冷却材で満たされ、一次冷却材は、炉心3の下部より炉心3内に入り炉心燃料集合体に沿って上昇し、一次主循環ポンプ7aにより原子炉容器2の外部に設けられた中間熱交換器5へと一次冷却系配管4aを介して流入する。これによりループ型の高速炉を構成している。なお、本明細書ではループ型の高速炉を例に説明するが、これに限られず、原子炉容器2、一次主循環ポンプ7a及び中間熱交換器5を1つのタンクに収容するタンク型の高速炉にも適用できる。
以下、図面を用いて本発明の実施例に係る高速炉の炉心について説明する。
The core 3 is loaded with a plurality of core fuel assemblies, control rods, and gas expansion modules (GEM), which will be described later. The reactor vessel 2 that houses the reactor core 3 is filled with a primary coolant, and the primary coolant enters the reactor core 3 from the lower part of the reactor core 3 and rises along the reactor core fuel assembly, and is atomized by the primary main circulation pump 7a. It flows into the intermediate heat exchanger 5 provided outside the furnace vessel 2 through the primary cooling system pipe 4a. This constitutes a loop type fast reactor. In the present specification, a loop type fast reactor will be described as an example. However, the present invention is not limited to this, and a tank type fast reactor in which the reactor vessel 2, the primary main circulation pump 7a and the intermediate heat exchanger 5 are accommodated in one tank. It can also be applied to furnaces.
Hereinafter, the core of a fast reactor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施例に係る実施例1の高速炉の炉心の横断面図であり、図2は、図1に示す高速炉の炉心の縦断面図である。図1に示すように、本実施例の高速炉の炉心10は、高速炉の原子炉容器2(図3)内に配置され、半径方向に内側炉心領域燃料領域21と、内側炉心燃料領域21を取り囲む外側炉心燃料領域22の2つの炉心燃料領域より構成され、外側炉心燃料領域22に装荷される外側炉心燃料集合体のプルトニウム富化度が内側炉心燃料領域21に装荷される内側炉心燃料集合体のプルトニウム富化度よりも高い均質炉心である。また、高速炉の炉心10には、外側炉心燃料領域22を取り囲むようガス膨張モジュール(GEM)24が装荷されており、ガス膨張モジュール(GEM)24の外側に反射体領域26及び遮蔽体領域27を有する。高速炉の炉心10の半径方向において、反射体領域26がガス膨張モジュール(GEM)24を取り囲んでガス膨張モジュール(GEM)24と隣り合っており、遮蔽体領域27が反射体領域26を取り囲んでいる。また、高速炉の炉心10は、外側炉心燃料領域22の最外周部に装荷される燃料集合体であって、ガス膨張モジュール(GEM)24に隣接し、且つ、プルトニウム富化度が最も高い高プルトニウム富化度燃料集合体23を有する。すなわち、内側炉心燃料領域21に装荷される内側炉心燃料集合体のプルトニウム富化度Pu(I)、外側炉心燃料領域23に装荷される外側炉心燃料集合体のプルトニウム富化度Pu(O1)、及び外側炉心燃料領域22の最外周部に装荷される高プルトニウム富化度燃料集合体23のプルトニウム富化度Pu(O2)は、Pu(O2)>Pu(O1)>Pu(I)の関係にある。   FIG. 1 is a transverse sectional view of the core of the fast reactor according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the core of the fast reactor shown in FIG. As shown in FIG. 1, the core 10 of the fast reactor of this embodiment is disposed in the reactor vessel 2 (FIG. 3) of the fast reactor, and the inner core region fuel region 21 and the inner core fuel region 21 in the radial direction. The inner core fuel assembly in which the plutonium enrichment of the outer core fuel assembly loaded in the outer core fuel region 22 is loaded in the inner core fuel region 21 is composed of two core fuel regions in the outer core fuel region 22 surrounding the outer core fuel region 22. Homogeneous core higher than the body's plutonium enrichment. Further, a gas expansion module (GEM) 24 is loaded in the fast reactor core 10 so as to surround the outer core fuel region 22, and a reflector region 26 and a shield region 27 are disposed outside the gas expansion module (GEM) 24. Have In the radial direction of the core 10 of the fast reactor, the reflector region 26 surrounds the gas expansion module (GEM) 24 and is adjacent to the gas expansion module (GEM) 24, and the shield region 27 surrounds the reflector region 26. Yes. The fast reactor core 10 is a fuel assembly loaded on the outermost peripheral portion of the outer core fuel region 22 and is adjacent to the gas expansion module (GEM) 24 and has the highest plutonium enrichment. A plutonium enriched fuel assembly 23 is provided. That is, the plutonium enrichment Pu (I) of the inner core fuel assembly loaded in the inner core fuel region 21, the plutonium enrichment Pu (O1) of the outer core fuel assembly loaded in the outer core fuel region 23, And the plutonium enrichment Pu (O2) of the high plutonium enrichment fuel assembly 23 loaded on the outermost peripheral portion of the outer core fuel region 22 is expressed as Pu (O2)> Pu (O1)> Pu (I) It is in.

内側炉心燃料領域21には、原子炉の起動時、停止時及び出力の調節時に用いる制御棒25が配されている。制御棒25は、炭化ホウ素(BC)ペレットをステンレス製の被覆管に封入した複数の中性子吸収棒を有し、これらの中性子吸収棒を円管形状の保護管内に収納して構成される。制御棒25は、主炉停止系及び後備炉停止系の独立した2系統の構成となっているが、図1ではこれらを区別せず記載している。 The inner core fuel region 21 is provided with control rods 25 that are used when the reactor is started, stopped, and output is adjusted. The control rod 25 has a plurality of neutron absorption rods in which boron carbide (B 4 C) pellets are enclosed in a stainless steel cladding tube, and these neutron absorption rods are housed in a circular tube-shaped protective tube. . The control rod 25 has two independent structures of a main furnace stop system and a post-furnace stop system, but these are shown without distinction in FIG.

なお、高速炉の炉心10を有する原子炉の出力は、例えば、約60万kWであり、図1に示す高速炉の炉心10の横断面図は、炉心10の炉心燃料領域に装荷される複数の燃料集合体と複数のガス膨張モジュール(GEM)24との配置関係を示すものであり、説明の便宜上、炉心10の炉心燃料領域に装荷される燃料集合体の体数及びガス膨張モジュール(GEM)24の体数についは、特に問わず簡略化して示している。
ガス膨張モジュール(GEM)24は、一端が閉鎖され、他端が開口されている中空な管状構造物であり、外見は内側炉心燃料領域21及び外側炉心燃料領域22に装荷される燃料集合体のラッパ管と同様である。
Note that the output of the nuclear reactor having the fast reactor core 10 is, for example, about 600,000 kW, and the cross-sectional view of the fast reactor core 10 shown in FIG. 1 shows a plurality of components loaded in the core fuel region of the core 10. The arrangement of the fuel assemblies and the plurality of gas expansion modules (GEM) 24 is shown. For convenience of explanation, the number of fuel assemblies loaded in the core fuel region of the core 10 and the gas expansion modules (GEM) are shown. ) The number of 24 bodies is shown in a simplified manner regardless of the particular number.
The gas expansion module (GEM) 24 is a hollow tubular structure whose one end is closed and the other end is opened, and its appearance is that of a fuel assembly loaded in the inner core fuel region 21 and the outer core fuel region 22. Similar to the trumpet tube.

図2の左側に示すように、一次主循環ポンプ7a(図3)の流量が定格運転時には、ガス膨張モジュール(GEM)24の入口部(下端)の冷却材ナトリウム(Na)28の圧力が増加する。そのため、ガス膨張モジュール(GEM)24内の冷却材ナトリウム(Na)の液位は、内側炉心燃料領域21に装荷される内側炉心燃料集合体、外側炉心燃料領域22に装荷される外側炉心燃料集合体、及び高プルトニウム富化度燃料集合体23の炉心燃料上端部よりも高い位置にある。この時、ガス膨張モジュール(GEM)24内の冷却材ナトリウム(Na)28は中性子の散乱効果によって反射体の役割を果たすため、炉心10からの中性子の漏洩量は小さく抑えられる。   As shown on the left side of FIG. 2, when the flow rate of the primary main circulation pump 7a (FIG. 3) is rated, the pressure of the coolant sodium (Na) 28 at the inlet (lower end) of the gas expansion module (GEM) 24 increases. To do. Therefore, the level of the coolant sodium (Na) in the gas expansion module (GEM) 24 depends on the inner core fuel assembly loaded in the inner core fuel region 21 and the outer core fuel assembly loaded in the outer core fuel region 22. And a position higher than the upper end of the core fuel of the high plutonium enriched fuel assembly 23. At this time, the coolant sodium (Na) 28 in the gas expansion module (GEM) 24 plays the role of a reflector due to the neutron scattering effect, so that the amount of neutron leakage from the core 10 can be kept small.

一方、図2の右側に示すように、電源喪失等による一次主循環ポンプ7aの停止に伴う冷却材の流量喪失とスクラム失敗を重畳した事故(ULOF)を想定すると、ガス膨張モジュール(GEM)24入口部の冷却材ナトリウム(Na)28の圧力が低下するため、ガス膨張モジュール(GEM)24内の冷却材ナトリウム(Na)28の液位は、内側炉心燃料領域21に装荷される内側炉心燃料集合体、外側炉心燃料領域22に装荷される外側炉心燃料集合体、及び高プルトニウム富化度燃料集合体23の炉心燃料下端部よりも低い位置となる。この時、ガス膨張モジュール(GEM)24内は、不活性ガスアルゴン(Ar)29が膨張することで満たされるが、不活性ガスアルゴン(Ar)29の密度が低下し、中性子の散乱効果は小さくなる。従って、炉心10からの中性子の漏洩量は大きくなる。以上から、ULOF時にはガス膨張モジュール(GEM)24によって、炉心10には負の印可反応度がもたらされる。
従って、ULOF時に、内側炉心燃料領域21に装荷される内側炉心燃料集合体、外側炉心燃料領域22に装荷される外側炉心燃料集合体、及び高プルトニウム富化度燃料集合体23における冷却材ナトリウム(Na)の流量減少により、燃料集合体の出力/流量(P/F)比が不整合となり、冷却材ナトリウム(Na)温度の上昇と冷却材ナトリウム(Na)密度の低下をもたらし、炉心10に正の印加反応度がもたらされても、ガス膨張モジュール(GEM)24による負の印加反応度によって、炉心10の出力の増加が抑制される。すなわち、ULOF時の炉心10の安全性が向上する。
On the other hand, as shown on the right side of FIG. 2, assuming an accident (ULOF) in which the loss of the flow rate of the coolant accompanying the stoppage of the primary main circulation pump 7a due to the loss of the power supply and the scram failure are superimposed, the gas expansion module (GEM) 24 Since the pressure of the coolant sodium (Na) 28 at the inlet portion decreases, the liquid level of the coolant sodium (Na) 28 in the gas expansion module (GEM) 24 is changed to the inner core fuel loaded in the inner core fuel region 21. The position is lower than the lower end of the core fuel of the assembly, the outer core fuel assembly loaded in the outer core fuel region 22, and the high plutonium enriched fuel assembly 23. At this time, the inside of the gas expansion module (GEM) 24 is filled with the expansion of the inert gas argon (Ar) 29, but the density of the inert gas argon (Ar) 29 is reduced, and the neutron scattering effect is small. Become. Therefore, the amount of neutron leakage from the core 10 increases. From the above, the negative expansion reactivity is brought to the core 10 by the gas expansion module (GEM) 24 during ULOF.
Accordingly, during ULOF, the coolant sodium in the inner core fuel assembly loaded in the inner core fuel region 21, the outer core fuel assembly loaded in the outer core fuel region 22, and the high plutonium enriched fuel assembly 23 ( As the flow rate of Na) decreases, the power / flow rate (P / F) ratio of the fuel assembly becomes inconsistent, leading to an increase in coolant sodium (Na) temperature and a decrease in coolant sodium (Na) density, and Even if a positive applied reactivity is provided, an increase in the output of the core 10 is suppressed by the negative applied reactivity by the gas expansion module (GEM) 24. That is, the safety of the core 10 during ULOF is improved.

本実施例のガス膨張モジュール(GEM)24による負の印加反応度の絶対値は、従来のプルトニウム富化度が異なる2つの領域、すなわち、内側炉心燃料領域21及び外側炉心燃料領域22にて炉心燃料領域を構成し、外側炉心燃料領域22の外周にガス膨張モジュール(GEM)24を設置する場合よりも大きい。その理由を、図4を用いて以下に説明する。図4は、高速炉の炉心の縦断面の1/2領域における炉心径方向位置と中性子束との関係を示す図である。図4では、縦軸に中性子束(au)を、横軸に炉心径方向位置(cm)を取り、炉心10の縦断面の1/2領域41を示している。
図4では、炉心の中心から半径方向外側へと、内側炉心燃料領域21、外側炉心燃料領域22、及びガス膨張モジュール(GEM)24を有する従来の均質炉心の中性子束分布を実線42で示している。また、炉心中心から半径方向外側へと、内側炉心燃料領域21、外側炉心燃料領域22、高プルトニウム富化度燃料集合体23、及びガス膨張モジュール(GEM)24を有する本実施例の均質炉心の中性子束分布を点線43で示している。
The absolute value of the negative applied reactivity by the gas expansion module (GEM) 24 of the present embodiment is the core in two regions where the conventional plutonium enrichment is different, that is, the inner core fuel region 21 and the outer core fuel region 22. This is larger than the case where the fuel region is configured and the gas expansion module (GEM) 24 is installed on the outer periphery of the outer core fuel region 22. The reason will be described below with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the position in the core radial direction and the neutron flux in the ½ region of the longitudinal section of the core of the fast reactor. In FIG. 4, the vertical axis represents the neutron flux (au), the horizontal axis represents the core radial direction position (cm), and a half region 41 of the longitudinal section of the core 10 is shown.
In FIG. 4, the neutron flux distribution of a conventional homogeneous core having an inner core fuel region 21, an outer core fuel region 22, and a gas expansion module (GEM) 24 from the center of the core radially outward is indicated by a solid line 42. Yes. Further, the homogeneous core of the present embodiment having the inner core fuel region 21, the outer core fuel region 22, the high plutonium enriched fuel assembly 23, and the gas expansion module (GEM) 24 from the core center to the radially outer side. The neutron flux distribution is indicated by a dotted line 43.

図4に示すように、従来の均質炉心では、ガス膨張モジュール(GEM)24内において炉心径方向位置内側から外側へと向かい中性子束分布が比較的緩やかに低下するプロファイルを示す。すなわち、ガス膨張モジュール(GEM)24に対し、炉心径方向位置内側に隣接する外側炉心燃料領域22の最外周に配される最外周燃料集合体を含め、中性子束分布42の勾配は小さい。
これに対し、本実施例の均質炉心の場合は、ガス膨張モジュール(GEM)24内において炉心径方向位置内側から外側へと向かい中性子束分布が急激に低下するプロファイルを示す。すなわち、ガス膨張モジュール(GEM)24の近傍を含み、中性子束分布43の勾配は、従来の均質炉心の中性子束分布42の勾配に対し明らかに増大している。これにより、ガス膨張モジュール(GEM)24への中性子漏洩量が増加し、ガス膨張モジュール(GEM)24の反応度が増大する。なお、ここで、漏洩する中性子は、ガス膨張モジュール(GEM)24を介して、上述の図1に示した反射体領域26及び遮蔽体領域27を介して径方向に漏洩する中性子と、ガス膨張モジュール(GEM)24内を軸方向上方へと漏洩する中性子が存在する。
As shown in FIG. 4, the conventional homogeneous core shows a profile in which the neutron flux distribution relatively gradually decreases from the inside to the outside in the core radial direction position in the gas expansion module (GEM) 24. That is, the gradient of the neutron flux distribution 42 is small with respect to the gas expansion module (GEM) 24, including the outermost peripheral fuel assembly disposed on the outermost periphery of the outer core fuel region 22 adjacent to the inside in the core radial direction position.
On the other hand, in the case of the homogeneous core of the present embodiment, a profile in which the neutron flux distribution sharply decreases from the inside to the outside in the core radial direction position in the gas expansion module (GEM) 24 is shown. That is, including the vicinity of the gas expansion module (GEM) 24, the gradient of the neutron flux distribution 43 is clearly increased with respect to the gradient of the neutron flux distribution 42 of the conventional homogeneous core. Thereby, the amount of neutron leakage to the gas expansion module (GEM) 24 increases, and the reactivity of the gas expansion module (GEM) 24 increases. Here, the neutrons leaking are the neutrons leaking in the radial direction via the gas reflector module (GEM) 24 and the reflector region 26 and the shield region 27 shown in FIG. There are neutrons that leak axially upward in the module (GEM) 24.

以上の通り本実施例によれば、ガス膨張モジュール(GEM)近傍の半径方向の中性子束分布の勾配を大きくすることにより、ULOFを想定しても、ガス膨張モジュール(GEM)による負の印加反応度の絶対値を増大し得る高速炉の炉心を実現できる。
更に具体的には、ガス膨張モジュール(GEM)24を、外側炉心燃料領域22を取り囲むよう周方向に装荷し、ガス膨張モジュール(GEM)24に隣接し、且つ、外側炉心燃料領域22の最外周部にプルトニウム富化度が最も高い高プルトニウム富化度燃料集合体23を装荷することで、ガス膨張モジュール(GEM)24近傍の半径方向の中性子束分布の勾配を増大できる。これにより、冷却材の流量喪失とスクラム失敗を重畳した事故(ULOF)の発生を想定した場合においても、ガス膨張モジュール(GEM)24による負の印加反応度の絶対値を増大することができ炉心安全性を向上できる。
As described above, according to the present embodiment, the negative applied reaction by the gas expansion module (GEM) is assumed even if ULOF is assumed by increasing the gradient of the radial neutron flux distribution in the vicinity of the gas expansion module (GEM). A fast reactor core capable of increasing the absolute value of the degree can be realized.
More specifically, the gas expansion module (GEM) 24 is loaded in the circumferential direction so as to surround the outer core fuel region 22, is adjacent to the gas expansion module (GEM) 24, and is the outermost periphery of the outer core fuel region 22. By loading the high plutonium enriched fuel assembly 23 having the highest plutonium enrichment in the part, the gradient of the radial neutron flux distribution in the vicinity of the gas expansion module (GEM) 24 can be increased. This makes it possible to increase the absolute value of the negative applied reactivity by the gas expansion module (GEM) 24 even when an accident (ULOF) in which the loss of the coolant flow rate and the scram failure are superimposed is assumed. Safety can be improved.

図5は、本発明の他の実施例に係る実施例2の高速炉の炉心の横断面図である。実施例1では、ガス膨張モジュール(GEM)24を、外側炉心燃料領域22を取り囲むよう周方向に装荷し、ガス膨張モジュール(GEM)24に隣接し、且つ、外側炉心燃料領域22の最外周部にプルトニウム富化度が最も高い高プルトニウム富化度燃料集合体23を装荷する構成としたのに対し、本実施例では、ガス膨張モジュール(GEM)24を、外側炉心燃料領域22の外側に離散的に装荷し、この離散的に装荷されるガス膨張モジュール(GEM)24を囲むよう高プルトニウム富化度燃料集合体23を外側炉心燃料領域22に装荷する構成とした点が異なる。実施例1と同様の構成要素に同一の符号を付している。   FIG. 5 is a cross-sectional view of the core of the fast reactor according to the second embodiment according to another embodiment of the present invention. In the first embodiment, the gas expansion module (GEM) 24 is loaded in the circumferential direction so as to surround the outer core fuel region 22, is adjacent to the gas expansion module (GEM) 24, and is the outermost peripheral portion of the outer core fuel region 22. In the present embodiment, the gas expansion module (GEM) 24 is discretely disposed outside the outer core fuel region 22, whereas the high plutonium enriched fuel assembly 23 having the highest plutonium enrichment is loaded. And the high plutonium enriched fuel assembly 23 is loaded in the outer core fuel region 22 so as to surround the discretely loaded gas expansion module (GEM) 24. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

図5に示すように、本実施例の炉心20は、高速炉の原子炉容器2(図3)内に配置され、半径方向に内側炉心領域燃料領域21と、内側炉心燃料領域21を取り囲む外側炉心燃料領域22の2つの炉心燃料領域より構成され、外側炉心燃料領域22に装荷される外側炉心燃料集合体のプルトニウム富化度が内側炉心燃料領域21に装荷される内側炉心燃料集合体のプルトニウム富化度よりも高い均質炉心である。また、高速炉の炉心20を有する原子炉の出力は、例えば、約30万kWであり、上述の実施例1に示した原子炉の出力よりも小さい小型原子炉の炉心である。   As shown in FIG. 5, the core 20 of the present embodiment is arranged in the reactor vessel 2 (FIG. 3) of the fast reactor, and the inner core region fuel region 21 and the outer side surrounding the inner core fuel region 21 in the radial direction. The plutonium of the inner core fuel assembly loaded in the inner core fuel region 21 is composed of two core fuel regions of the core fuel region 22 and the plutonium enrichment of the outer core fuel assembly loaded in the outer core fuel region 22 is the same. Homogeneous core higher than enrichment. The power of the nuclear reactor having the fast reactor core 20 is, for example, about 300,000 kW, which is a small nuclear reactor core smaller than the power of the nuclear reactor shown in the first embodiment.

また、図5に示すように、小型原子炉の炉心20には、外側炉心燃料領域22と外側炉心燃料領域22を取り囲む反射体領域26との間に、離散的に6本のガス膨張モジュール(GEM)24が装荷され、反射体領域26を取り囲むよう遮蔽体領域27を有する。これは、上述の通り、本実施例の高速炉の炉心20は小型原子炉の炉心であることから、ボイド反応度が小さいため、ガス膨張モジュール(GEM)24の装荷本数を上述の実施例1よりも少なくしている。また、内側炉心燃料領域21には、原子炉の起動時、停止時及び出力の調節時に用いる制御棒25が配されている。制御棒25は、炭化ホウ素(BC)ペレットをステンレス製の被覆管に封入した複数の中性子吸収棒を有し、これらの中性子吸収棒を円管形状の保護管内に収納して構成される。制御棒25は、主炉停止系及び後備炉停止系の独立した2系統の構成となっているが、図5ではこれらを区別せず記載している。 Further, as shown in FIG. 5, the core 20 of the small nuclear reactor includes six gas expansion modules (discretely) between the outer core fuel region 22 and the reflector region 26 surrounding the outer core fuel region 22. GEM) 24 is loaded and has a shield region 27 surrounding the reflector region 26. As described above, since the core 20 of the fast reactor of the present embodiment is a core of a small nuclear reactor, since the void reactivity is small, the number of loaded gas expansion modules (GEM) 24 is set to the above-described first embodiment. Less than. The inner core fuel region 21 is provided with control rods 25 that are used when the reactor is started, stopped, and when the output is adjusted. The control rod 25 has a plurality of neutron absorption rods in which boron carbide (B 4 C) pellets are enclosed in a stainless steel cladding tube, and these neutron absorption rods are housed in a circular tube-shaped protective tube. . The control rod 25 has two independent systems of a main furnace stop system and a post-furnace stop system, but these are shown without distinction in FIG.

周方向に離散的に装荷される6本のガス膨張モジュール(GEM)24のうち、周方向に離間する2本のガス膨張モジュール(GEM)24の間には、外側炉心燃料領域22の最外周部に装荷される4体の最外周燃料集合体が存在し、そのうち2体の最外周燃料集合体は、各ガス膨張モジュール(GEM)24に隣接する高プルトニウム富化度燃料集合体23である。また、周方向に離散的に装荷される6本のガス膨張モジュール(GEM)24に、それぞれ隣接し、且つ、ガス膨張モジュール(GEM)24よりも1層内側に高プルトニウム富化度燃料集合体23が計6体装荷されている。すなわち、各ガス膨張モジュール(GEM)24は、横断面六角形の6面の側面のうち、炉心20の内側寄りの3面の側面がそれぞれ高プルトニウム富化度燃料集合体23と隣接する。従って、炉心20には、
ガス膨張モジュール(GEM)24に隣接して18体の高プルトニウム富化度燃料集合体23が装荷されている。
Among the six gas expansion modules (GEM) 24 that are discretely loaded in the circumferential direction, between the two gas expansion modules (GEM) 24 that are separated in the circumferential direction, the outermost periphery of the outer core fuel region 22 There are four outermost fuel assemblies loaded in the part, and two of the outermost fuel assemblies are high plutonium enriched fuel assemblies 23 adjacent to each gas expansion module (GEM) 24. . Further, the high plutonium enriched fuel assembly is adjacent to each of the six gas expansion modules (GEM) 24 that are discretely loaded in the circumferential direction and one layer inside the gas expansion module (GEM) 24. A total of six 23 are loaded. That is, in each gas expansion module (GEM) 24, among the six side surfaces having a hexagonal cross section, the three side surfaces closer to the inside of the core 20 are adjacent to the high plutonium enriched fuel assembly 23. Accordingly, the core 20 includes
Eighteen high-plutonium enriched fuel assemblies 23 are loaded adjacent to a gas expansion module (GEM) 24.

実施例1と同様に、内側炉心燃料領域21に装荷される内側炉心燃料集合体のプルトニウム富化度Pu(I)、外側炉心燃料領域23に装荷される外側炉心燃料集合体のプルトニウム富化度Pu(O1)、及び外側炉心燃料領域22の最外周部に装荷される高プルトニウム富化度燃料集合体23のプルトニウム富化度Pu(O2)は、Pu(O2)>Pu(O1)>Pu(I)の関係にある。   As in the first embodiment, the plutonium enrichment Pu (I) of the inner core fuel assembly loaded in the inner core fuel region 21 and the plutonium enrichment of the outer core fuel assembly loaded in the outer core fuel region 23 are the same. Pu (O1) and the plutonium enrichment Pu (O2) of the high plutonium enrichment fuel assembly 23 loaded on the outermost periphery of the outer core fuel region 22 are Pu (O2)> Pu (O1)> Pu. There is a relationship of (I).

本実施例によれば、実施例1の効果に加え、ガス膨張モジュール(GEM)に隣接して装荷される高プルトニウム富化度燃料集合体の体数比が実施例1よりも小さいため、高プルトニウム富化度の燃料集合体の装荷に伴う、増殖比低下への影響を相対的に小さくすることが可能となる。   According to the present embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the number ratio of the high plutonium enriched fuel assemblies loaded adjacent to the gas expansion module (GEM) is smaller than that of the first embodiment. It is possible to relatively reduce the influence on the reduction of the growth ratio due to the loading of the fuel assembly with the plutonium enrichment.

図6は、本発明の他の実施例に係る実施例3の高速炉の炉心の横断面図である。実施例1では、ガス膨張モジュール(GEM)24を、外側炉心燃料領域22を取り囲むよう周方向に装荷し、ガス膨張モジュール(GEM)24に隣接し、且つ、外側炉心燃料領域22の最外周部にプルトニウム富化度が最も高い高プルトニウム富化度燃料集合体23を装荷すると共に、外側炉心燃料領域22に装荷される外側炉心燃料集合体のプルトニウム富化度が内側炉心燃料領域21に装荷される内側炉心燃料集合体のプルトニウム富化度よりも高い均質炉心とした。これに対し、本実施例では、炉心の最外層から2層目にガス膨張モジュール(GEM)24を離散的に装荷し、この離散的に装荷されるガス膨張モジュール(GEM)24の6面の側面すべてに隣接するよう高プルトニウム富化度燃料集合体23を装荷すると共に、プルトニウム富化度が1種類の炉心燃料集合体及び内部ブランケット集合体を装荷する径方向非均質炉心である点が異なる。実施例1と同様の構成要素に同一符号を付している。   FIG. 6 is a cross-sectional view of the core of the fast reactor according to the third embodiment according to another embodiment of the present invention. In the first embodiment, the gas expansion module (GEM) 24 is loaded in the circumferential direction so as to surround the outer core fuel region 22, is adjacent to the gas expansion module (GEM) 24, and is the outermost peripheral portion of the outer core fuel region 22. Are loaded with the high plutonium enriched fuel assembly 23 having the highest plutonium enrichment, and the plutonium enrichment of the outer core fuel assembly loaded in the outer core fuel region 22 is loaded in the inner core fuel region 21. The homogenous core is higher than the plutonium enrichment of the inner core fuel assembly. In contrast, in this embodiment, the gas expansion module (GEM) 24 is discretely loaded in the second layer from the outermost layer of the core, and the six surfaces of the discretely loaded gas expansion module (GEM) 24 are loaded. The high plutonium enriched fuel assembly 23 is loaded so as to be adjacent to all sides, and the plutonium enrichment is different in that it is a radial heterogeneous core loaded with one type of core fuel assembly and internal blanket assembly. . The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

図6に示すように、高速炉の炉心30は、プルトニウム富化度が1種類の炉心燃料集合体31、劣化ウランを用いる内部ブランケット集合体32、制御棒25及び最外層に配される遮蔽体領域27より構成され、炉心30の最外層から2層目にガス膨張モジュール(GEM)24が装荷されている。高速炉の炉心30の中心に1本の燃料棒25が配され、当該燃料棒25の6面の側面全てに隣接するよう6体の内部ブランケット集合体32がリング状に配され、このリング状に配された6体の内部ブランケット集合体32の外側を取り囲むよう12体の炉心燃料集合体31が配されている。更に、上記12体の炉心燃料集合体31の外側を取り囲むよう18体の内部ブランケット集合体32がリング状に配され、これらリング状に配される18体の内部ブランケット集合体32の外側で隣接し、且つ、相互に離間して6本の制御棒25が配されている。   As shown in FIG. 6, the core 30 of the fast reactor includes a core fuel assembly 31 having one kind of plutonium enrichment, an internal blanket assembly 32 using depleted uranium, a control rod 25, and a shield disposed on the outermost layer. The gas expansion module (GEM) 24 is loaded in the second layer from the outermost layer of the core 30. One fuel rod 25 is disposed at the center of the core 30 of the fast reactor, and six internal blanket assemblies 32 are disposed in a ring shape so as to be adjacent to all six side surfaces of the fuel rod 25. Twelve core fuel assemblies 31 are arranged so as to surround the outside of the six internal blanket assemblies 32 arranged in the above. Further, 18 internal blanket assemblies 32 are arranged in a ring shape so as to surround the outside of the 12 core fuel assemblies 31, and adjacent to the 18 internal blanket assemblies 32 arranged in the ring shape. In addition, six control rods 25 are arranged apart from each other.

また、図6に示すように、高速炉の炉心30は、最外層から2層目であって周方向に相互に離間し6本のガス膨張モジュール(GEM)24が装荷され、各ガス膨張モジュール(GEM)24の6面の側面すべてに隣接するよう高プルトニウム富化度燃料集合体23が装荷されている。従って、炉心30には、ガス膨張モジュール(GEM)24に隣接して36体の高プルトニウム富化度燃料集合体23が装荷されている。各ガス膨張モジュール(GEM)24に隣接して配される6体の高プルトニウム富化度燃料集合体23のうち、径方向内側に配される2体の高プルトニウム富化度燃料集合体23は、リング状に配される内部ブランケット集合体32と隣接する。なお、高プルトニウム富化度燃料集合体23のプルトニウム富化度は、炉心燃料集合体31のプルトニウム富化度よりも高い。   Further, as shown in FIG. 6, the core 30 of the fast reactor is the second layer from the outermost layer and is spaced apart from each other in the circumferential direction, and six gas expansion modules (GEM) 24 are loaded, and each gas expansion module is loaded. The high plutonium enriched fuel assembly 23 is loaded so as to be adjacent to all six side surfaces of the (GEM) 24. Accordingly, the core 30 is loaded with 36 high-plutonium enriched fuel assemblies 23 adjacent to the gas expansion module (GEM) 24. Of the six high plutonium enriched fuel assemblies 23 disposed adjacent to each gas expansion module (GEM) 24, two high plutonium enriched fuel assemblies 23 disposed radially inward are: Adjacent to the inner blanket assembly 32 arranged in a ring shape. The plutonium enrichment of the high plutonium enrichment fuel assembly 23 is higher than the plutonium enrichment of the core fuel assembly 31.

本実施例では、比較的、高速炉の炉心30の中心よりに内部ブランケット集合体32がリング状に配され、炉心中心付近の出力が低く、径方向外側よりの出力が最外周に向かうに従い高い。従って、ガス膨張モジュール(GEM)24を取り囲むように高プルトニウム富化度燃料集合体23を配することにより、ガス膨張モジュール(GEM)24の周りの中性子束がガス膨張モジュール(GEM)24の中心(軸心)に向かって減少し、その勾配も大きくなる。これによりガス膨張モジュール(GEM)24の負の反応度の絶対値を増大できる。
より詳細には、ガス膨張モジュール(GEM)24を、最外層より2層径方向内側に装荷すると共に、ガス膨張モジュール(GEM)24の周囲に高プルトニウム富化度燃料集合体23が装荷されている。高速炉の炉心30の縦断面の1/2領域における炉心径方向位置と中性子束との関係を考慮した場合、中性子束分布は、径方向において、ガス膨張モジュール(GEM)24の中心(軸心)に向かい低下し、中心(軸心)を過ぎると最外周部に装荷される高プルトニウム富化度燃料集合体23の影響により、中性子束分布は再び上昇するプロファイルを示す。これは、高速炉の炉心30の中心より径方向にガス膨張モジュール(GEM)24へと漏洩してくる中性子と、ガス膨張モジュール(GEM)24の外周側に配される高プルトニウム富化度燃料集合体23よりガス膨張モジュール(GEM)24へと向かい(炉心中心へと向かう方向)漏洩してくる中性子が存在するためである。
In this embodiment, the inner blanket assembly 32 is relatively arranged in a ring shape from the center of the core 30 of the fast reactor, the output near the core center is low, and the output from the radially outer side increases as it goes to the outermost periphery. . Accordingly, by arranging the high plutonium enriched fuel assembly 23 so as to surround the gas expansion module (GEM) 24, the neutron flux around the gas expansion module (GEM) 24 is centered on the gas expansion module (GEM) 24. It decreases toward (axis), and its gradient increases. Thereby, the absolute value of the negative reactivity of the gas expansion module (GEM) 24 can be increased.
More specifically, the gas expansion module (GEM) 24 is loaded inward in the radial direction by two layers from the outermost layer, and the high plutonium enriched fuel assembly 23 is loaded around the gas expansion module (GEM) 24. Yes. When considering the relationship between the position in the radial direction of the core in the longitudinal section of the fast reactor core 30 and the neutron flux, the neutron flux distribution is the center of the gas expansion module (GEM) 24 (axial center) in the radial direction. ), And after passing through the center (axial center), the neutron flux distribution shows a profile that rises again due to the influence of the high plutonium enriched fuel assembly 23 loaded on the outermost periphery. This is because neutrons leaking to the gas expansion module (GEM) 24 in the radial direction from the center of the core 30 of the fast reactor and the high plutonium enriched fuel disposed on the outer peripheral side of the gas expansion module (GEM) 24. This is because there are neutrons leaking from the aggregate 23 toward the gas expansion module (GEM) 24 (in the direction toward the core center).

本実施例によれば、ガス膨張モジュール(GEM)近傍の半径方向の中性子束分布の勾配を大きくすることにより、ULOFの発生を想定した場合であっても、ガス膨張モジュール(GEM)による負の印加反応度の絶対値を増大し得る径方向非均質炉心を実現できる。   According to the present embodiment, even if the generation of ULOF is assumed by increasing the gradient of the radial neutron flux distribution in the vicinity of the gas expansion module (GEM), the negative pressure generated by the gas expansion module (GEM) is negative. A radial heterogeneous core that can increase the absolute value of the applied reactivity can be realized.

図7は、本発明の他の実施例に係る実施例4の高速炉の炉心の縦断面図である。本実施例では、内側炉心燃料領域21に装荷される内側炉心燃料集合体、外側炉心燃料領域22に装荷される外側炉心燃料集合体、及び高プルトニウム富化度燃料集合体23のそれぞれの上部にラッパ管にて区画化されたナトリウムプレナム領域45を設けた点が実施例1と異なる。実施例1と同様の構成要素に同一符号を付している。   FIG. 7 is a longitudinal sectional view of the core of a fast reactor according to embodiment 4 of another embodiment of the present invention. In the present embodiment, the inner core fuel assembly loaded in the inner core fuel region 21, the outer core fuel assembly loaded in the outer core fuel region 22, and the high plutonium enriched fuel assembly 23 are respectively disposed on the upper portions. The difference from the first embodiment is that a sodium plenum region 45 partitioned by a trumpet tube is provided. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

図7に示すように、本実施例の高速炉の炉心40は、上述の実施例1の高速炉の炉心において、内側炉心燃料領域21に装荷される内側炉心燃料集合体、外側炉心燃料領域22に装荷される外側炉心燃料集合体、及びガス膨張モジュール(GEM)24に隣接するよう装荷される高プルトニウム富化度燃料集合体23の燃料領域上部に、ラッパ管により区画化され、冷却材ナトリウム(Na)を収容し得るナトリウムプレナム領域45を設けている。図7では、上記各燃料集合体のナトリウムプレナム領域をあたかも一体化したように、簡易的に示している。   As shown in FIG. 7, the fast reactor core 40 of the present embodiment includes an inner core fuel assembly and an outer core fuel region 22 loaded in the inner core fuel region 21 in the fast reactor core of the first embodiment described above. The outer core fuel assembly loaded on the fuel cell and the high plutonium enriched fuel assembly 23 loaded adjacent to the gas expansion module (GEM) 24 is partitioned by a trumpet tube and is sodium coolant. A sodium plenum region 45 capable of accommodating (Na) is provided. In FIG. 7, the sodium plenum region of each fuel assembly is simply shown as if it were integrated.

実施例における高速炉の電気出力は約75万kWである。高プルトニウム富化度燃料集合体23を有さない従来の均質炉心の場合のガス膨張モジュール(GEM)24の反応度は約−1.9$である。これに対し、本実施例の高プルトニウム富化度燃料集合体23を有する高速炉の炉心40では、ガス膨張モジュール(GEM)24の反応度はおよそ50%増加して約−2.9$となる。
一方、ナトリウムプレナム領域45を設置した炉心の、燃料集合体及びナトリウムプレナム領域45で冷却材ナトリウム(Na)が沸騰した場合のボイド反応度は+2.6$である。
The electric power of the fast reactor in the example is about 750,000 kW. The reactivity of the gas expansion module (GEM) 24 in the case of a conventional homogeneous core without the high plutonium enriched fuel assembly 23 is about -1.9 dollars. On the other hand, in the core 40 of the fast reactor having the high plutonium enriched fuel assembly 23 of this embodiment, the reactivity of the gas expansion module (GEM) 24 is increased by about 50% to about −2.9 $. Become.
On the other hand, the void reactivity when the coolant sodium (Na) boiled in the fuel assembly and the sodium plenum region 45 in the core in which the sodium plenum region 45 is installed is + 2.6 $.

従って、従来の均質炉心にガス膨張モジュール(GEM)24を設置した場合の、ガス膨張モジュール(GEM)24を含む全炉心のボイド反応度は+2.6$−1.9$≒+0.7$と正の値であるのに対して、本実施例の高速炉の炉心40の場合では、+2.6$−2.9$≒−0.3$と負の値となる。
以上より、本実施例の高速炉の炉心40に装荷されるガス膨張モジュール(GEM)24の負の反応度効果とナトリウムプレナム領域45によるボイド反応度低減効果を併せると、冷却材ナトリウム(Na)が沸騰した場合であっても、炉心40に印加される反応度を負の反応度とすることができる。これにより、炉心安全性を更に向上することが可能となる。
Therefore, when the gas expansion module (GEM) 24 is installed in the conventional homogeneous core, the void reactivity of the entire core including the gas expansion module (GEM) 24 is + 2.6 $ -1.9 $ ≈ + 0.7 $ On the other hand, in the case of the core 40 of the fast reactor according to the present embodiment, the negative value is + 2.6 $ −2.9 $ ≈−0.3 $.
From the above, when the negative reactivity effect of the gas expansion module (GEM) 24 loaded in the core 40 of the fast reactor of this embodiment and the void reactivity reduction effect by the sodium plenum region 45 are combined, the coolant sodium (Na) Even when is boiling, the reactivity applied to the core 40 can be negative. Thereby, the core safety can be further improved.

本実施例によれば、実施例1の効果に加え、実施例1と比較し更に炉心安全性を向上することが可能となる。   According to the present embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the core safety can be further improved as compared with the first embodiment.

上述の各実施例では、炉心の燃料は、劣化ウラン酸化物とプルトニウム酸化物を混合した混合酸化物(MOX)燃料を想定していたが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、金属燃料や窒化物燃料を用いても良い。また、冷却材として、ナトリウムに代えて、鉛や鉛・ビスマス等の液体重金属を用いても良い。   In each of the above-described embodiments, the core fuel is assumed to be a mixed oxide (MOX) fuel in which deteriorated uranium oxide and plutonium oxide are mixed. However, the present invention is not limited to this. For example, metal fuel or nitride fuel may be used. Further, as the coolant, liquid heavy metal such as lead, lead / bismuth, or the like may be used instead of sodium.

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の実施例の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。   In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add, delete, and replace the configurations of other embodiments with respect to a part of the configurations of the embodiments.

1・・・高速炉原子力発電システム
2・・・原子炉容器
3・・・炉心
4a・・・一次冷却系配管
4b・・・二次冷却系配管
5・・・中間熱交換器
7a・・・一次主循環ポンプ
7b・・・二次主循環ポンプ
8・・・蒸気発生器
9a・・・主蒸気系配管
9b・・・給復水系配管
10,20,30,40・・・炉心
11a・・・高圧タービン
11b・・・低圧タービン
12・・・発電機
13・・・復水器
14・・・給水ポンプ
15・・・給水加熱器
21・・・内側炉心燃料領域
22・・・外側炉心燃料領域
23・・・高プルトニウム富化度燃料集合体
24・・・ガス膨張モジュール(GEM)
25・・・制御棒
26・・・反射射体領域
27・・・遮蔽体領域
28・・・冷却材ナトリウム(Na)
29・・・不活性ガス(Ar)
31・・・炉心燃料集合体
32・・・内部ブランケット集合体
41・・・炉心の縦断面の1/2領域
42・・・均質炉心の外周にGEMを設置した場合の半径方向中性子束分布
43・・・均質炉心の外側炉心燃料領域とGEMの間に高プルトニウム富化度燃料集合体を設置した場合の半径方向中性子束分布
45・・・ナトリウムプレナム領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fast reactor nuclear power generation system 2 ... Reactor vessel 3 ... Core 4a ... Primary cooling system piping 4b ... Secondary cooling system piping 5 ... Intermediate heat exchanger 7a ... Primary main circulation pump 7b ... Secondary main circulation pump 8 ... Steam generator 9a ... Main steam system piping 9b ... Supply and condensate system piping 10, 20, 30, 40 ... Core 11a ... -High pressure turbine 11b ... Low pressure turbine 12 ... Generator 13 ... Condenser 14 ... Feed water pump 15 ... Feed water heater 21 ... Inner core fuel region 22 ... Outer core fuel Region 23 ... High plutonium enriched fuel assembly 24 ... Gas expansion module (GEM)
25 ... Control rod 26 ... Reflective body region 27 ... Shield body region 28 ... Coolant sodium (Na)
29 ... Inert gas (Ar)
31 ... Core fuel assembly 32 ... Internal blanket assembly 41 ... 1/2 region 42 of the longitudinal section of the core 42 ... Radial neutron flux distribution 43 when GEM is installed on the outer periphery of the homogeneous core ... Radial neutron flux distribution 45 when a high plutonium enriched fuel assembly is installed between the outer core fuel region of the homogeneous core and the GEM ... Sodium plenum region

Claims (14)

一端が閉鎖され、他端が開口されている中空な管状構造物であるガス膨張モジュールを、炉心に装荷する高速炉の炉心であって、
前記ガス膨張モジュールに隣接する燃料集合体のプルトニウム富化度が、前記ガス膨張モジュールに隣接しない燃料集合体のプルトニウム富化度よりも高いことを特徴とする高速炉の炉心。
A fast reactor core for loading a gas expansion module, which is a hollow tubular structure having one end closed and the other end open, to the core;
A fast reactor core characterized in that a plutonium enrichment of a fuel assembly adjacent to the gas expansion module is higher than a plutonium enrichment of a fuel assembly not adjacent to the gas expansion module.
請求項1に記載の高速炉の炉心において、
炉心の半径方向に、内側炉心燃料領域と、前記内側炉心燃料領域を取り囲む外側炉心燃料領域と、前記外側炉心燃料領域を取り囲む反射体領域を備え、
前記ガス膨張モジュールは、前記外側炉心燃料領域と前記反射体領域との間であって、前記外側炉心燃料領域の全周を囲むよう複数本装荷され、
前記外側炉心燃料領域に装荷される燃料集合体のプルトニウム富化度が、前記内側炉心燃料領域に装荷される燃料集合体のプルトニウム富化度よりも高く、
前記外側炉心燃料領域の最外周部に装荷され前記ガス膨張モジュールに隣接する燃料集合体のプルトニウム富化度が、前記外側炉心燃料領域に装荷される燃料集合体のプルトニウム富化度よりも高いことを特徴とする高速炉の炉心。
In the core of the fast reactor according to claim 1,
An inner core fuel region, an outer core fuel region surrounding the inner core fuel region, and a reflector region surrounding the outer core fuel region in a radial direction of the core;
A plurality of the gas expansion modules are loaded between the outer core fuel region and the reflector region so as to surround the entire circumference of the outer core fuel region,
The plutonium enrichment of the fuel assembly loaded in the outer core fuel region is higher than the plutonium enrichment of the fuel assembly loaded in the inner core fuel region,
The plutonium enrichment of the fuel assembly loaded on the outermost periphery of the outer core fuel region and adjacent to the gas expansion module is higher than the plutonium enrichment of the fuel assembly loaded in the outer core fuel region. The core of the fast reactor.
請求項1に記載の高速炉の炉心において、
炉心の半径方向に、内側炉心燃料領域と、前記内側炉心燃料領域を取り囲む外側炉心燃料領域と、前記外側炉心燃料領域を取り囲む反射体領域を備え、
前記ガス膨張モジュールは、前記外側炉心燃料領域と前記反射体領域との間であって、周方向に離散的に複数本装荷され、
離散的に装荷される前記ガス膨張モジュールに隣接する燃料集合体のプルトニウム富化度が、前記ガス膨張モジュールに隣接しない燃料集合体のプルトニウム富化度よりも高いことを特徴とする高速炉の炉心。
In the core of the fast reactor according to claim 1,
An inner core fuel region, an outer core fuel region surrounding the inner core fuel region, and a reflector region surrounding the outer core fuel region in a radial direction of the core;
The gas expansion module is loaded between the outer core fuel region and the reflector region in a discrete manner in the circumferential direction.
A fast reactor core characterized in that a plutonium enrichment of a fuel assembly adjacent to the gas expansion module loaded discretely is higher than a plutonium enrichment of a fuel assembly not adjacent to the gas expansion module. .
請求項3に記載の高速炉の炉心において、
前記ガス膨張モジュールは横断面六角形状を成し、
各ガス膨張モジュールの側面のうち、前記外側炉心燃料領域側の3面の側面に隣接する3体の燃料集合体のプルトニウム富化度が、炉心に装荷される複数の燃料集合体の中で最も高いことを特徴とする高速炉の炉心。
In the core of the fast reactor according to claim 3,
The gas expansion module has a hexagonal shape in cross section,
Of the side surfaces of each gas expansion module, the plutonium enrichment of the three fuel assemblies adjacent to the three side surfaces on the outer core fuel region side is the highest among the plurality of fuel assemblies loaded in the core. A fast reactor core characterized by high height.
請求項1に記載の高速炉の炉心において、
前記炉心は、劣化ウランを用いる内部ブランケット集合体及び炉心燃料集合体が装荷される径方向非均質炉心であって、
前記ガス膨張モジュールは、炉心の半径方向外側であって、周方向に離散的に複数本装荷され、
離散的に装荷される前記ガス膨張モジュールに隣接する炉心燃料集合体のプルトニウム富化度が、前記ガス膨張モジュールに隣接しない燃料集合体のプルトニウム富化度よりも高いことを特徴とする高速炉の炉心。
In the core of the fast reactor according to claim 1,
The core is a radially inhomogeneous core loaded with an internal blanket assembly and core fuel assembly using depleted uranium,
The gas expansion module is radially outer of the core and is loaded in a plurality of discretely in the circumferential direction,
A fast reactor in which a plutonium enrichment of a core fuel assembly adjacent to the gas expansion module loaded in a discrete manner is higher than a plutonium enrichment of a fuel assembly not adjacent to the gas expansion module. Core.
請求項5に記載の高速炉の炉心において、
前記ガス膨張モジュールは横断面六角形状を成し、
各ガス膨張モジュールの全ての側面に隣接する6体の炉心燃料集合体のプルトニウム富化度が、炉心に装荷される複数の炉心燃料集合体の中で最も高いことを特徴とする高速炉の炉心。
In the core of the fast reactor according to claim 5,
The gas expansion module has a hexagonal shape in cross section,
A fast reactor core characterized in that the plutonium enrichment of the six core fuel assemblies adjacent to all sides of each gas expansion module is the highest among the plurality of core fuel assemblies loaded in the core. .
請求項2に記載の高速炉の炉心において、
前記外側炉心燃料領域に装荷される燃料集合体及び前記内側炉心燃料領域に装荷される燃料集合体並びに前記外側炉心燃料領域の最外周部に装荷され前記ガス膨張モジュールに隣接する燃料集合体の燃料領域上部に、ラッパ管により区画化されたナトリウムプレナム領域を有することを特徴とする高速炉の炉心。
In the core of the fast reactor according to claim 2,
Fuel assembly loaded in the outer core fuel region, fuel assembly loaded in the inner core fuel region, and fuel in a fuel assembly loaded on the outermost periphery of the outer core fuel region and adjacent to the gas expansion module A fast reactor core having a sodium plenum region partitioned by a trumpet tube at an upper portion of the region.
一端が閉鎖され、他端が開口されている中空な管状構造物であるガス膨張モジュールを、炉心に装荷する高速炉の炉心であって、
前記ガス膨張モジュールに隣接する複数体の燃料集合体のプルトニウム富化度は同一であって、炉心に装荷される複数の燃料集合体のうち最も高いことを特徴とする高速炉の炉心。
A fast reactor core for loading a gas expansion module, which is a hollow tubular structure having one end closed and the other end open, to the core;
A fast reactor core characterized in that a plurality of fuel assemblies adjacent to the gas expansion module have the same plutonium enrichment, and the highest among the plurality of fuel assemblies loaded in the core.
請求項8に記載の高速炉の炉心において、
炉心の半径方向に、内側炉心燃料領域と、前記内側炉心燃料領域を取り囲む外側炉心燃料領域と、前記外側炉心燃料領域を取り囲む反射体領域を備え、
前記ガス膨張モジュールは、前記外側炉心燃料領域と前記反射体領域との間であって、前記外側炉心燃料領域の全周を囲むよう複数本装荷され、
前記外側炉心燃料領域に装荷される燃料集合体のプルトニウム富化度が、前記内側炉心燃料領域に装荷される燃料集合体のプルトニウム富化度よりも高く、
前記外側炉心燃料領域の最外周部に装荷され前記ガス膨張モジュールに隣接する燃料集合体のプルトニウム富化度が、前記外側炉心燃料領域に装荷される燃料集合体のプルトニウム富化度よりも高いことを特徴とする高速炉の炉心。
In the core of the fast reactor according to claim 8,
An inner core fuel region, an outer core fuel region surrounding the inner core fuel region, and a reflector region surrounding the outer core fuel region in a radial direction of the core;
A plurality of the gas expansion modules are loaded between the outer core fuel region and the reflector region so as to surround the entire circumference of the outer core fuel region,
The plutonium enrichment of the fuel assembly loaded in the outer core fuel region is higher than the plutonium enrichment of the fuel assembly loaded in the inner core fuel region,
The plutonium enrichment of the fuel assembly loaded on the outermost periphery of the outer core fuel region and adjacent to the gas expansion module is higher than the plutonium enrichment of the fuel assembly loaded in the outer core fuel region. The core of the fast reactor.
請求項8に記載の高速炉の炉心において、
炉心の半径方向に、内側炉心燃料領域と、前記内側炉心燃料領域を取り囲む外側炉心燃料領域と、前記外側炉心燃料領域を取り囲む反射体領域を備え、
前記ガス膨張モジュールは、前記外側炉心燃料領域と前記反射体領域との間であって、周方向に離散的に複数本装荷され、
離散的に装荷される前記ガス膨張モジュールに隣接する燃料集合体のプルトニウム富化度が、前記ガス膨張モジュールに隣接しない燃料集合体のプルトニウム富化度よりも高いことを特徴とする高速炉の炉心。
In the core of the fast reactor according to claim 8,
An inner core fuel region, an outer core fuel region surrounding the inner core fuel region, and a reflector region surrounding the outer core fuel region in a radial direction of the core;
The gas expansion module is loaded between the outer core fuel region and the reflector region in a discrete manner in the circumferential direction.
A fast reactor core characterized in that a plutonium enrichment of a fuel assembly adjacent to the gas expansion module loaded discretely is higher than a plutonium enrichment of a fuel assembly not adjacent to the gas expansion module. .
請求項10に記載の高速炉の炉心において、
前記ガス膨張モジュールは横断面六角形状を成し、
各ガス膨張モジュールの側面のうち、前記外側炉心燃料領域側の3面の側面に隣接する3体の燃料集合体のプルトニウム富化度が、炉心に装荷される複数の燃料集合体の中で最も高いことを特徴とする高速炉の炉心。
In the core of the fast reactor according to claim 10,
The gas expansion module has a hexagonal shape in cross section,
Of the side surfaces of each gas expansion module, the plutonium enrichment of the three fuel assemblies adjacent to the three side surfaces on the outer core fuel region side is the highest among the plurality of fuel assemblies loaded in the core. A fast reactor core characterized by high height.
請求項8に記載の高速炉の炉心において、
前記炉心は、劣化ウランを用いる内部ブランケット集合体及び炉心燃料集合体が装荷される径方向非均質炉心であって、
前記ガス膨張モジュールは、炉心の半径方向外側であって、周方向に離散的に複数本装荷され、
離散的に装荷される前記ガス膨張モジュールに隣接する炉心燃料集合体のプルトニウム富化度が、前記ガス膨張モジュールに隣接しない燃料集合体のプルトニウム富化度よりも高いことを特徴とする高速炉の炉心。
In the core of the fast reactor according to claim 8,
The core is a radially inhomogeneous core loaded with an internal blanket assembly and core fuel assembly using depleted uranium,
The gas expansion module is radially outer of the core and is loaded in a plurality of discretely in the circumferential direction,
A fast reactor in which a plutonium enrichment of a core fuel assembly adjacent to the gas expansion module loaded in a discrete manner is higher than a plutonium enrichment of a fuel assembly not adjacent to the gas expansion module. Core.
請求項12に記載の高速炉の炉心において、
前記ガス膨張モジュールは横断面六角形状を成し、
各ガス膨張モジュールの全ての側面に隣接する6体の炉心燃料集合体のプルトニウム富化度が、炉心に装荷される複数の炉心燃料集合体の中で最も高いことを特徴とする高速炉の炉心。
In the core of the fast reactor according to claim 12,
The gas expansion module has a hexagonal shape in cross section,
A fast reactor core characterized in that the plutonium enrichment of the six core fuel assemblies adjacent to all sides of each gas expansion module is the highest among the plurality of core fuel assemblies loaded in the core. .
請求項9に記載の高速炉の炉心において、
前記外側炉心燃料領域に装荷される燃料集合体及び前記内側炉心燃料領域に装荷される燃料集合体並びに前記外側炉心燃料領域の最外周部に装荷され前記ガス膨張モジュールに隣接する燃料集合体の燃料領域上部に、ラッパ管により区画化されたナトリウムプレナム領域を有することを特徴とする高速炉の炉心。
In the core of the fast reactor according to claim 9,
Fuel assembly loaded in the outer core fuel region, fuel assembly loaded in the inner core fuel region, and fuel in a fuel assembly loaded on the outermost periphery of the outer core fuel region and adjacent to the gas expansion module A fast reactor core having a sodium plenum region partitioned by a trumpet tube at an upper portion of the region.
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