JP7365297B2 - Fuel assemblies and boiling water reactors - Google Patents

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Description

本発明は、燃料集合体及び沸騰水型原子炉に関する。 The present invention relates to a fuel assembly and a boiling water nuclear reactor.

沸騰水型原子炉には、その炉心に装荷される燃料集合体の燃料棒を三角格子状に配置し、四角筒状のチャンネルボックスを有する沸騰水型原子炉(低減速スペクトル沸騰水型原子炉)が存在する。 In a boiling water reactor, the fuel rods of the fuel assemblies loaded in the reactor core are arranged in a triangular lattice pattern, and the boiling water reactor (low deceleration spectrum boiling water reactor) has a rectangular cylindrical channel box. ) exists.

本技術分野の背景技術として、特開2018-66690号公報(特許文献1)がある。特許文献1には、運転中に中性子スペクトルを硬化させる低減速スペクトル沸騰水型原子炉が記載され、ボイド反応度係数を改善し、原子炉の安全性が向上する燃料集合体が記載されている。 As background technology in this technical field, there is Japanese Patent Application Publication No. 2018-66690 (Patent Document 1). Patent Document 1 describes a low moderation spectrum boiling water reactor that hardens the neutron spectrum during operation, and describes a fuel assembly that improves the void reactivity coefficient and improves the safety of the reactor. .

特開2018-66690号公報JP2018-66690A

特許文献1には、低減速スペクトル沸騰水型原子炉の炉心に装荷される燃料集合体が記載されている。 Patent Document 1 describes a fuel assembly loaded into the core of a low-moderation spectrum boiling water nuclear reactor.

一般的に、低減速スペクトル沸騰水型原子炉の炉心に装荷される燃料集合体は、四角筒状のチャンネルボックスに、燃料棒を三角格子状に配置するため、最外層に配置される燃料棒とチャンネルボックスとの間に、必然的に、間隙が形成される。 Generally, the fuel assembly loaded into the core of a low-moderation spectrum boiling water reactor is a rectangular cylindrical channel box with fuel rods arranged in a triangular lattice, so the fuel rods are placed in the outermost layer. A gap is inevitably formed between the channel box and the channel box.

一方、この間隙が形成されることにより、燃料棒を冷却する冷却水は、この間隙に偏在(集中)して流通する可能性がある。これにより、燃料集合体の最外周に流通する冷却水が増加し、これよりも内側に流通する冷却水が減少し、燃料集合体の内側に配置される燃料棒の除熱性能が低下する可能性がある。 On the other hand, due to the formation of this gap, there is a possibility that the cooling water that cools the fuel rods is unevenly distributed (concentrated) and flows in this gap. As a result, the amount of cooling water that flows to the outermost periphery of the fuel assembly increases, and the amount of cooling water that flows to the inside of the fuel assembly decreases, which may reduce the heat removal performance of the fuel rods placed inside the fuel assembly. There is sex.

つまり、低減速スペクトル沸騰水型原子炉の炉心に装荷される燃料集合体では、最外層に配置される燃料棒とチャンネルボックスとの間に形成される間隙に、冷却水が偏在して流通する可能性があるため、この間隙に偏在して流通する冷却水の流れを抑制する必要がある。 In other words, in a fuel assembly loaded into the core of a low-moderation spectrum boiling water reactor, cooling water is unevenly distributed in the gap formed between the fuel rods placed in the outermost layer and the channel box. Therefore, it is necessary to suppress the flow of cooling water that is unevenly distributed in this gap.

更に、最外層に配置される燃料棒とチャンネルボックスとの間に形成される間隙には、多くの冷却水が流通するため、最外層付近(最外層及び最外層から1層内側)に配置される燃料棒は熱出力が高くなる。 Furthermore, since a large amount of cooling water flows through the gap formed between the fuel rods placed in the outermost layer and the channel box, the fuel rods placed near the outermost layer (the outermost layer and one layer inside from the outermost layer) are Fuel rods with higher heat output have higher heat output.

最外層に配置される燃料棒は、冷却水が十分に供給されるため、十分に除熱される。しかし、最外層から1層内側に配置される燃料棒は、冷却水が十分に供給されない可能性があるため、十分に除熱されない可能性がある。 Since the fuel rods arranged in the outermost layer are sufficiently supplied with cooling water, heat can be sufficiently removed. However, since there is a possibility that a sufficient amount of cooling water is not supplied to the fuel rods arranged one layer inside from the outermost layer, there is a possibility that the heat is not removed sufficiently.

特許文献1には、低減速スペクトル沸騰水型原子炉の炉心に装荷される燃料集合体において、最外層に配置される燃料棒とチャンネルボックスとの間に形成される間隙に偏在して流通する冷却水の流れを抑制すること、及び、最外層付近に配置される燃料棒の発熱分布を考慮し、最外層から1層内側に配置される燃料棒の除熱性能を向上させることは、記載されていない。 Patent Document 1 discloses that in a fuel assembly loaded in the core of a low-moderation spectrum boiling water reactor, fuel rods are unevenly distributed and distributed in gaps formed between the fuel rods arranged in the outermost layer and the channel box. It is stated that suppressing the flow of cooling water and taking into account the heat generation distribution of fuel rods placed near the outermost layer, improve the heat removal performance of fuel rods placed one layer inside from the outermost layer. It has not been.

そこで、本発明は、最外層に配置される燃料棒とチャンネルボックスとの間に形成される間隙に偏在して流通する冷却水の流れを抑制し、最外層付近に配置される燃料棒の発熱分布を考慮し、最外層から1層内側に配置される燃料棒の除熱性能を向上させる燃料集合体及び沸騰水型原子炉を提供する。 Therefore, the present invention suppresses the flow of cooling water unevenly distributed in the gap formed between the fuel rods arranged in the outermost layer and the channel box, and reduces the heat generated by the fuel rods arranged near the outermost layer. Provided are a fuel assembly and a boiling water nuclear reactor that improve the heat removal performance of fuel rods arranged one layer inside from the outermost layer by taking distribution into consideration.

上記した課題を解決するため、本発明の燃料集合体は、三角格子状に配置される複数の燃料棒と、燃料棒を配置する四角筒状のチャンネルボックスと、を有し、燃料棒は、中央領域に配置される第1燃料棒と、その周囲に配置される第2燃料棒と、更に、その周囲に配置される第1燃料棒とを、有し、第1燃料棒は、燃料棒の有効長方向において、1つの燃料濃縮度の燃料を有し、第2燃料棒は、燃料棒の有効長方向において、2つの燃料濃縮度の燃料を有し、第2燃料棒の下部の燃料の燃料濃縮度は、第1燃料棒の燃料の燃料濃縮度よりも、低いことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the fuel assembly of the present invention includes a plurality of fuel rods arranged in a triangular lattice shape and a square cylindrical channel box in which the fuel rods are arranged. It has a first fuel rod arranged in a central region, a second fuel rod arranged around the central region, and a first fuel rod arranged around the first fuel rod, and the first fuel rod is a fuel rod. The second fuel rod has one fuel enrichment of fuel in the effective length of the fuel rod, and the second fuel rod has two fuel enrichments of fuel in the effective length of the fuel rod. The fuel enrichment of the first fuel rod is characterized by being lower than the fuel enrichment of the fuel of the first fuel rod.

また、本発明の沸騰水型原子炉は、炉心に装荷される上記した燃料集合体を有することを特徴とする。 Further, the boiling water reactor of the present invention is characterized by having the above-described fuel assembly loaded into the reactor core.

本発明によれば、最外層に配置される燃料棒とチャンネルボックスとの間に形成される間隙に偏在して流通する冷却水の流れを抑制し、最外層付近に配置される燃料棒の発熱分布を考慮し、最外層から1層内側に配置される燃料棒の除熱性能を向上させる燃料集合体及び沸騰水型原子炉を提供することができる。 According to the present invention, the flow of cooling water unevenly distributed in the gap formed between the fuel rods arranged in the outermost layer and the channel box is suppressed, and the heat generated by the fuel rods arranged near the outermost layer is suppressed. Considering the distribution, it is possible to provide a fuel assembly and a boiling water reactor that improve the heat removal performance of fuel rods arranged one layer inside from the outermost layer.

なお、上記した以外の課題、構成及び効果については、下記する実施例の説明により、明らかにされる。 Note that problems, configurations, and effects other than those described above will be made clear by the description of the examples below.

実施例1に記載する低減速スペクトル沸騰水型原子炉100を説明する説明図である。1 is an explanatory diagram illustrating a low deceleration spectrum boiling water reactor 100 described in Example 1. FIG. 実施例1に記載する燃料集合体200の水平断面を説明する説明図である。2 is an explanatory diagram illustrating a horizontal cross section of a fuel assembly 200 described in Example 1. FIG. 実施例1に記載する燃料集合体200に配置される2種類の燃料棒201の鉛直断面を説明する説明図である。2 is an explanatory diagram illustrating vertical cross sections of two types of fuel rods 201 arranged in a fuel assembly 200 described in Example 1. FIG. 実施例1に記載する燃料集合体200の鉛直断面を説明する説明図である。2 is an explanatory diagram illustrating a vertical cross section of a fuel assembly 200 described in Example 1. FIG. 実施例2に記載する燃料集合体500の水平断面を説明する説明図である。5 is an explanatory diagram illustrating a horizontal cross section of a fuel assembly 500 described in Example 2. FIG. 実施例3に記載する燃料集合体200に配置される2種類の燃料棒601の鉛直断面を説明する説明図である3 is an explanatory diagram illustrating vertical cross sections of two types of fuel rods 601 arranged in a fuel assembly 200 described in Example 3. FIG. 実施例4に記載する燃料集合体700の水平断面を説明する説明図である。7 is an explanatory diagram illustrating a horizontal cross section of a fuel assembly 700 described in Example 4. FIG. 実施例4に記載する燃料集合体700に配置される3種類の燃料棒701の鉛直断面を説明する説明図である。7 is an explanatory diagram illustrating vertical cross sections of three types of fuel rods 701 arranged in a fuel assembly 700 described in Example 4. FIG.

以下、本発明の実施例を、図面を使用して説明する。なお、実質的に同一又は類似の構成には、同一の符号を付し、説明が重複する場合には、その説明を省略する場合がある。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that substantially the same or similar configurations are denoted by the same reference numerals, and if the description is redundant, the description may be omitted.

本実施例において、沸騰水型原子炉には、冷却材として冷却水を使用し、再循環ポンプで冷却水を、原子炉圧力容器外へ流出させ、再び、原子炉圧力容器内へ流入させることにより、冷却水を循環させる沸騰水型原子炉(Boiling Water Reactor:BWR)、インターナルポンプを有し、冷却水を原子炉圧力容器の内部で循環させる改良型沸騰水型原子炉(Advanced Boiling Water Reactor:ABWR)、ABWRにおけるインターナルポンプを使用しない、高経済性単純化沸騰水型原子炉(Economic Simplified Boiling Water Reactor:ESBWR)などを含む。 In this example, cooling water is used as a coolant in a boiling water reactor, and a recirculation pump causes the cooling water to flow out of the reactor pressure vessel and flow into the reactor pressure vessel again. Boiling Water Reactor (BWR), which circulates cooling water, and Advanced Boiling Water Reactor (BWR), which has an internal pump and circulates cooling water inside the reactor pressure vessel. Reactor: ABWR), high economical simplified boiling water reactor (ESBWR) that does not use an internal pump in ABWR, etc.

まず、実施例1に記載する低減速スペクトル沸騰水型原子炉100を説明する。 First, the low deceleration spectrum boiling water reactor 100 described in Example 1 will be described.

図1は、実施例1に記載する低減速スペクトル沸騰水型原子炉100を説明する説明図である。 FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a low deceleration spectrum boiling water reactor 100 described in Example 1.

実施例1では、低減速スペクトル沸騰水型原子炉100を使用して説明する。特に、有効長が長尺燃料の半分である燃料棒が配置される燃料集合体を炉心に装荷するABWRを使用して説明する。 Example 1 will be described using a low deceleration spectrum boiling water reactor 100. In particular, an explanation will be given using ABWR in which a fuel assembly in which fuel rods whose effective length is half that of the long fuel is loaded into the reactor core.

なお、実施例1に記載する低減速スペクトル沸騰水型原子炉100は、炉心に装荷される燃料集合体の燃料棒を三角格子状(水平断面が正三角形の格子状)に稠密に配置し、運転中に、四角筒状(水平断面が正方形状の筒状)のチャンネルボックスでボイドを発生させることにより、中性子スペクトルを硬化させ、核分裂プルトニウム転換比を向上させる沸騰水型原子炉である。 In addition, in the low deceleration spectrum boiling water reactor 100 described in Example 1, the fuel rods of the fuel assembly loaded in the reactor core are densely arranged in a triangular lattice shape (a lattice shape with an equilateral triangle in horizontal cross section). It is a boiling water reactor that hardens the neutron spectrum and improves the fission plutonium conversion ratio by generating voids in a rectangular cylindrical channel box (cylindrical shape with a square horizontal cross section) during operation.

つまり、低減速スペクトル沸騰水型原子炉100は、四角筒状のチャンネルボックスに、三角格子状に燃料棒を配置し、水対燃料体積比を低減し、核分裂性プルトニウム転換比を向上させるものである。 In other words, the low-moderation spectrum boiling water reactor 100 has fuel rods arranged in a triangular lattice in a rectangular cylindrical channel box to reduce the water-to-fuel volume ratio and improve the fissile plutonium conversion ratio. be.

低減速スペクトル沸騰水型原子炉100は、以下の構成を有する。
・円筒状の原子炉圧力容器101、
・原子炉圧力容器101の内部に配置される円筒状の炉心シュラウド102、
・炉心シュラウド102の内部に配置され、複数の燃料集合体を正方格子状に装荷する炉心103、
・原子炉圧力容器101の内部に配置され、炉心103を覆うシュラウドヘッド104、
・シュラウドヘッド104の上部に配置され、上方へと延伸する気水分離器105、
・気水分離器105の上方に配置される蒸気乾燥器106、
・炉心シュラウド102の内部に配置され、シュラウドヘッド104の下方で、炉心シュラウド102に取り付けられ、炉心103の上端部に位置する上部格子板107、
・炉心シュラウド102の内部に配置され、シュラウドヘッド104の下方で、炉心シュラウド102に取り付けられ、炉心103の下端部に位置する炉心支持板108、
・炉心支持板108に配置される複数の燃料支持金具109、
・原子炉圧力容器101の内部に配置され、燃料集合体の核反応を制御するため、炉心103に水平断面が十字状の制御棒(十字型制御棒)を挿入可能とする複数の制御棒案内管110、
・原子炉圧力容器101の底部よりも下方に配置される制御棒駆動機構ハウジング(図示せず)の内部に配置され、制御棒と連結する制御棒駆動機構111、
・原子炉圧力容器101の底部で、その下方から原子炉圧力容器101の内部へ貫通するように配置される複数のインターナルポンプ113。
The low moderation spectrum boiling water reactor 100 has the following configuration.
- Cylindrical reactor pressure vessel 101,
- A cylindrical core shroud 102 arranged inside the reactor pressure vessel 101,
- A core 103 that is arranged inside the core shroud 102 and loads a plurality of fuel assemblies in a square lattice shape;
- A shroud head 104 arranged inside the reactor pressure vessel 101 and covering the reactor core 103,
- A steam separator 105 arranged above the shroud head 104 and extending upward;
- Steam dryer 106 located above the steam separator 105,
- an upper grid plate 107 disposed inside the core shroud 102, attached to the core shroud 102 below the shroud head 104, and located at the upper end of the core 103;
- Core support plate 108 disposed inside the core shroud 102, attached to the core shroud 102 below the shroud head 104, and located at the lower end of the core 103;
- A plurality of fuel support fittings 109 arranged on the core support plate 108,
- A plurality of control rod guides that are arranged inside the reactor pressure vessel 101 and allow control rods with a cross-shaped horizontal cross section (cruciform control rods) to be inserted into the reactor core 103 in order to control the nuclear reaction of the fuel assembly. tube 110,
- A control rod drive mechanism 111 that is disposed inside a control rod drive mechanism housing (not shown) that is disposed below the bottom of the reactor pressure vessel 101 and is connected to the control rods;
- A plurality of internal pumps 113 are arranged at the bottom of the reactor pressure vessel 101 so as to penetrate into the inside of the reactor pressure vessel 101 from below.

複数のインターナルポンプ113は、複数の制御棒案内管110の最外周よりも外側で、環状に相互に所定の間隔を形成して、配置される。これにより、インターナルポンプ113は、制御棒案内管110と干渉することはない。 The plurality of internal pumps 113 are arranged annularly at a predetermined distance from each other outside the outermost periphery of the plurality of control rod guide tubes 110 . Thereby, the internal pump 113 does not interfere with the control rod guide tube 110.

インターナルポンプ113のインペラ117は、円筒状の炉心シュラウド102の外面と円筒状の原子炉圧力容器101の内面との間に形成される環状のダウンカマ114に向けられ、配置される。 The impeller 117 of the internal pump 113 is directed toward and arranged in an annular downcomer 114 formed between the outer surface of the cylindrical core shroud 102 and the inner surface of the cylindrical reactor pressure vessel 101 .

原子炉圧力容器101の内部の冷却水118は、インターナルポンプ113のインペラ117により、原子炉圧力容器101の底部側から、炉心103の内部に流入する。 Cooling water 118 inside the reactor pressure vessel 101 flows into the inside of the reactor core 103 from the bottom side of the reactor pressure vessel 101 by the impeller 117 of the internal pump 113 .

炉心103の内部に流入する冷却水118は、燃料集合体の核反応により加熱され、気液二相流となり、気水分離器105に流入する。気水分離器105に流入する気液二相流は、湿分を含む蒸気(気相)と水(液相)とに分離される。 Cooling water 118 flowing into the core 103 is heated by the nuclear reaction of the fuel assembly, becomes a gas-liquid two-phase flow, and flows into the steam-water separator 105. The gas-liquid two-phase flow flowing into the steam-water separator 105 is separated into steam containing moisture (gas phase) and water (liquid phase).

水(液相)は、再び、冷却水118としてダウンカマ114に降下する。 The water (liquid phase) descends to the downcomer 114 again as cooling water 118.

一方、蒸気(気相)は、蒸気乾燥器106に流入し、湿分が除去され、主蒸気配管115を介して、タービン(図示せず)に供給される。タービンに供給される蒸気は、復水器(図示せず)で水に戻され、この水は、給水配管116を介して、原子炉圧力容器101の内部に流入する。 On the other hand, the steam (gas phase) flows into a steam dryer 106, where moisture is removed, and is supplied to a turbine (not shown) via a main steam pipe 115. The steam supplied to the turbine is returned to water in a condenser (not shown), and this water flows into the reactor pressure vessel 101 via the water supply pipe 116.

原子炉圧力容器101の内部に流入する水は、冷却水118としてダウンカマ114に降下する。 Water flowing into the reactor pressure vessel 101 descends to the downcomer 114 as cooling water 118.

このように、インターナルポンプ113は、炉心103に装荷される燃料集合体の核反応により発生する熱を、効率良く冷却するため、冷却水118を、原子炉圧力容器101の底部側から、炉心103の内部に強制的に供給し、冷却水118を原子炉圧力容器101の内部で循環する。 In this way, the internal pump 113 supplies the cooling water 118 from the bottom side of the reactor pressure vessel 101 to the core in order to efficiently cool the heat generated by the nuclear reaction of the fuel assemblies loaded in the reactor core 103. Cooling water 118 is forcibly supplied to the inside of the reactor pressure vessel 101 and circulated inside the reactor pressure vessel 101 .

なお、冷却水118は、原子炉圧力容器101の底部側から、つまり、燃料集合体200の下部から上部に向かって、炉心103の内部に、流入する。 Note that the cooling water 118 flows into the inside of the reactor core 103 from the bottom side of the reactor pressure vessel 101, that is, from the bottom to the top of the fuel assembly 200.

そして、低減速スペクトル沸騰水型原子炉100は、下記する燃料集合体を有する。 The low moderation spectrum boiling water reactor 100 has the following fuel assembly.

次に、実施例1に記載する燃料集合体200の水平断面を説明する。 Next, a horizontal cross section of the fuel assembly 200 described in Example 1 will be explained.

図2は、実施例1に記載する燃料集合体200の水平断面を説明する説明図である。 FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a horizontal cross section of the fuel assembly 200 described in Example 1.

炉心103に正方格子状に装荷される複数の燃料集合体200は、三角格子状に配置される複数の燃料棒201と、燃料棒201を配置する四角筒状(水平断面が正方形状の筒状)のチャンネルボックス203と、を有する。 A plurality of fuel assemblies 200 loaded into the reactor core 103 in a square lattice shape include a plurality of fuel rods 201 arranged in a triangular lattice shape, and a square cylindrical shape (a cylindrical shape with a square horizontal cross section) in which the fuel rods 201 are arranged. ) channel box 203.

チャンネルボックス203とチャンネルボックス203との間、つまり、燃料集合体200と燃料集合体200との間には、冷却水118が流通する水ギャップ224が形成される。 A water gap 224 through which the cooling water 118 flows is formed between the channel boxes 203, that is, between the fuel assemblies 200.

また、チャンネルボックス203とチャンネルボックス203との間、つまり、燃料集合体200と燃料集合体200との間には、燃料集合体200の核反応を制御するため、水平断面が十字状の制御棒204が配置される。 Further, between the channel boxes 203 and the channel boxes 203, that is, between the fuel assemblies 200 and the fuel assemblies 200, a control rod having a cross-shaped horizontal cross section is provided to control the nuclear reaction of the fuel assemblies 200. 204 is arranged.

チャンネルボックス203は、正方形状のそれぞれ1辺に相当する側壁部211、側壁部212、側壁部213、側壁部214を有する。 The channel box 203 has a side wall portion 211, a side wall portion 212, a side wall portion 213, and a side wall portion 214, each of which corresponds to one side of a square shape.

なお、燃料集合体200は、四角筒状のチャンネルボックス203に、燃料棒201を三角格子状に配置するため、最外層に配置される燃料棒201とチャンネルボックス203との間に、必然的に、間隙が形成される。 In addition, in the fuel assembly 200, since the fuel rods 201 are arranged in a triangular lattice shape in the square cylindrical channel box 203, there is inevitably a gap between the fuel rods 201 arranged in the outermost layer and the channel box 203. , a gap is formed.

最外層に配置される燃料棒201とチャンネルボックス203との間に形成される間隙とは、冷却水118が流通する流路であり、具体的には、以下のとおりである。
(1)チャンネルボックス203の4つのコーナ部分に形成される間隙220、
(2)チャンネルボックス203の側壁部212と最外層に配置される燃料棒201とで形成される、及び、チャンネルボックス203の側壁部214と最外層に配置される燃料棒201とで形成される間隙221、
(3)チャンネルボックス203の側壁部211と最外層に配置される燃料棒201とで形成される、及び、チャンネルボックス203の側壁部213と最外層に配置される燃料棒201とで形成される間隙222。
The gap formed between the fuel rods 201 arranged in the outermost layer and the channel box 203 is a flow path through which the cooling water 118 flows, and specifically, the gap is as follows.
(1) Gaps 220 formed at the four corners of the channel box 203,
(2) Formed by the side wall 212 of the channel box 203 and the fuel rods 201 arranged in the outermost layer, and formed by the side wall 214 of the channel box 203 and the fuel rods 201 arranged in the outermost layer gap 221,
(3) Formed by the side wall 211 of the channel box 203 and the fuel rods 201 arranged in the outermost layer, and formed by the side wall 213 of the channel box 203 and the fuel rods 201 arranged in the outermost layer Gap 222.

また、3本の燃料棒201で囲まれる間隙223(冷却水118が流通する流路)も形成される。 Furthermore, a gap 223 (a flow path through which the cooling water 118 flows) surrounded by the three fuel rods 201 is also formed.

なお、間隙220の断面積は、間隙223の断面積よりも、8倍以上大きい。また、冷却水118が流通する流路の代表直径を表現する熱的等価直径において、間隙220は、間隙223よりも、4倍以上大きい。 Note that the cross-sectional area of the gap 220 is eight times or more larger than the cross-sectional area of the gap 223. Furthermore, the gap 220 is four times or more larger than the gap 223 in terms of a thermally equivalent diameter representing the representative diameter of the flow path through which the cooling water 118 flows.

また、間隙220の断面積は、間隙221の断面積よりも、大きく、間隙221の断面積は、間隙222の断面積よりも、大きく、間隙222の断面積は、間隙223の断面積よりも、大きい。 Further, the cross-sectional area of the gap 220 is larger than the cross-sectional area of the gap 221, the cross-sectional area of the gap 221 is larger than the cross-sectional area of the gap 222, and the cross-sectional area of the gap 222 is larger than the cross-sectional area of the gap 223. ,big.

このように、この大きさが相違する4つの間隙が形成されることにより、燃料棒201を冷却する冷却水118は、特に、間隙220、間隙221、間隙222に偏在して流通する可能性がある。これにより、燃料集合体200の最外周、つまり、チャンネルボックス203の最外周に流通する冷却水118が増加し、これよりも内側に流通する冷却水118が減少する。 In this way, by forming the four gaps of different sizes, there is a possibility that the cooling water 118 that cools the fuel rods 201 will be unevenly distributed particularly in the gaps 220, 221, and 222. be. As a result, the amount of cooling water 118 flowing to the outermost periphery of the fuel assembly 200, that is, the outermost periphery of the channel box 203 increases, and the amount of cooling water 118 flowing to the inner side thereof decreases.

更に、間隙220、間隙221、間隙222には、多くの冷却水118が流通するため、最外層付近(最外層及び最外層から1層内側)に配置される燃料棒201は熱出力が高くなる。 Furthermore, since a large amount of cooling water 118 flows through the gaps 220, 221, and 222, the fuel rods 201 placed near the outermost layer (the outermost layer and one layer inside from the outermost layer) have a high thermal output. .

このように、最外層に配置される燃料棒201は、冷却水118が十分に供給されるため、その除熱性能が維持される。しかし、最外層から1層内側に配置される燃料棒201は、冷却水118が十分に供給されない可能性があるため、その除熱性能が低下する可能性がある。 In this way, the fuel rods 201 disposed in the outermost layer are sufficiently supplied with the cooling water 118, so that their heat removal performance is maintained. However, since there is a possibility that the cooling water 118 is not sufficiently supplied to the fuel rods 201 arranged one layer inside from the outermost layer, the heat removal performance thereof may be deteriorated.

なお、実施例1では、複数の燃料棒201の直径は、全て8.2mmであり、チャンネルボックス203には、合計184本の燃料棒201が配置される。燃料棒201と燃料棒201との間隔(ピッチ)は、1.5mmである。 In Example 1, the diameters of the plurality of fuel rods 201 are all 8.2 mm, and a total of 184 fuel rods 201 are arranged in the channel box 203. The interval (pitch) between the fuel rods 201 is 1.5 mm.

燃料棒201は、側壁部211や側壁部213に平行に、15列(側壁部211から側壁部213に(図中、上から下に)向かって、第1列から第15列まで)が、配置される。 The fuel rods 201 are arranged in 15 rows (from the 1st row to the 15th row from the side wall 211 to the side wall 213 (from top to bottom in the figure)) in parallel to the side wall 211 and the side wall 213. Placed.

そして、燃料棒201は、以下のとおり、配置される。
(1)第1列、第15列は、11本の燃料棒201(第1燃料棒配列231)、
(2)第2列、第4列、第6列、第8列、第10列、第12列、第14列は、12本の燃料棒201(第2燃料棒配列232)、
(3)第3列、第5列、第7列、第9列、第11列、第13列は、13本の燃料棒201(第3燃料棒配列233)。
The fuel rods 201 are then arranged as follows.
(1) The 1st row and the 15th row are 11 fuel rods 201 (first fuel rod array 231),
(2) The second row, the fourth row, the sixth row, the eighth row, the tenth row, the twelfth row, and the fourteenth row have 12 fuel rods 201 (second fuel rod array 232),
(3) The 3rd, 5th, 7th, 9th, 11th, and 13th columns have 13 fuel rods 201 (third fuel rod array 233).

つまり、燃料棒201は、側壁部211や側壁部213に平行に、3つの燃料棒配列を有する。 In other words, the fuel rods 201 have three fuel rods arranged in parallel to the side wall portions 211 and 213.

このように、第1燃料棒配列231は、最外層に配置される。また、第2燃料棒配列232と第3燃料棒配列233とは、側壁部211や側壁部213に平行に、交互に配置される。 In this way, the first fuel rod array 231 is arranged in the outermost layer. Further, the second fuel rod array 232 and the third fuel rod array 233 are alternately arranged parallel to the side wall portion 211 and the side wall portion 213.

また、第1燃料棒配列231に含まれる燃料棒201は、第2燃料棒配列232に含まれる燃料棒201よりも、1本少なく、第2燃料棒配列232に含まれる燃料棒201は、第3燃料棒配列233に含まれる燃料棒201よりも、1本少ない。これは、第1燃料棒配列231の両端部が、チャンネルボックス203のコーナ部分に位置するためである。 Further, the number of fuel rods 201 included in the first fuel rod array 231 is one less than the number of fuel rods 201 included in the second fuel rod array 232, and the number of fuel rods 201 included in the second fuel rod array 232 is one less than the number of fuel rods 201 included in the second fuel rod array 232. There is one fewer fuel rod than the fuel rods 201 included in the three fuel rod array 233. This is because both ends of the first fuel rod array 231 are located at the corner portions of the channel box 203.

また、第2燃料棒配列232の一端部の燃料棒201A1とチャンネルボックス203の側壁部212との間の間隔は、第3燃料棒配列233の一端部の燃料棒201B1とチャンネルボックス203の側壁部212との間の間隔よりも、大きい。 Furthermore, the distance between the fuel rods 201A1 at one end of the second fuel rod array 232 and the side wall 212 of the channel box 203 is the same as the distance between the fuel rod 201B1 at one end of the third fuel rod array 233 and the side wall of the channel box 203. 212.

同様に、第2燃料棒配列232の他端部の燃料棒201A2とチャンネルボックス203の側壁部214との間の間隔は、第3燃料棒配列233の他端部の燃料棒201B2とチャンネルボックス203の側壁部214との間の間隔よりも、大きい。 Similarly, the distance between the fuel rods 201A2 at the other end of the second fuel rod array 232 and the side wall portion 214 of the channel box 203 is the same as the distance between the fuel rods 201B2 at the other end of the third fuel rod array 233 and the channel box 203. is larger than the distance between the side wall portion 214 and the side wall portion 214.

このように、燃料棒201を三角格子状に配置することにより、チャンネルボックス203の4つのコーナ部分に間隙220が形成され、チャンネルボックス203の側壁部212と最外層に配置される燃料棒(201A1や201B1)との間に、及び、チャンネルボックス203の側壁部214と最外層に配置される燃料棒(201A2や201B2)との間に、間隙221が形成される。 As described above, by arranging the fuel rods 201 in a triangular lattice, gaps 220 are formed at the four corners of the channel box 203, and the fuel rods (201A1 A gap 221 is formed between the side wall portion 214 of the channel box 203 and the fuel rod (201A2 or 201B2) disposed in the outermost layer.

そして、実施例1に記載する燃料集合体200は、燃料棒201が、燃料集合体200の中央領域に配置される第1燃料棒2011(白丸)と、その周囲に配置される第2燃料棒2012(斜線丸)と、更に、その周囲(最外層)に配置される第1燃料棒2011(白丸)とを、有する。 The fuel assembly 200 described in Example 1 includes a first fuel rod 2011 (white circle) arranged in the central region of the fuel assembly 200, and a second fuel rod 2011 arranged around the first fuel rod 2011 (white circle). 2012 (hatched circle) and a first fuel rod 2011 (white circle) disposed around it (outermost layer).

つまり、燃料棒201は、中央領域及び最外層に配置される第1燃料棒2011と、中央領域と最外層との間の層に配置される第2燃料棒2012と、を有する。 That is, the fuel rod 201 includes a first fuel rod 2011 arranged in the central region and the outermost layer, and a second fuel rod 2012 arranged in the layer between the central region and the outermost layer.

つまり、燃料棒201は、中央領域及び最外層に配置される第1燃料棒2011と、最外層から1層内側に配置される第2燃料棒2012と、を有する。 That is, the fuel rod 201 includes a first fuel rod 2011 arranged in the central region and the outermost layer, and a second fuel rod 2012 arranged one layer inside from the outermost layer.

ここで、燃料集合体200における、第1燃料棒2011及び第2燃料棒2012の配置を具体的に説明する。第1燃料棒2011及び第2燃料棒2012の配置は、以下のとおりである。
(1)第1燃料棒配列231(第1列、第15列)に配置される燃料棒201は、11本全て、第1燃料棒2011、
(2)第2燃料棒配列232に配置され、第2列、第14列に配置される燃料棒201は、中央部の10本が第2燃料棒2012、その外側の左右1本づつ(合計2本)が第1燃料棒2011、
(3)第3燃料棒配列233に配置され、第3列、第13列に配置される燃料棒201は、中央部の7本が第1燃料棒2011、その外側の左右2本づつ(合計4本)が第2燃料棒2012、更に、その外側の左右1本づつ(合計2本)が第1燃料棒2011、
(4)その他の第2燃料棒配列232に配置され、第4列、第6列、第8列、第10列、第12列に配置される燃料棒201は、中央部の8本が第1燃料棒2011、その外側の左右1本づつ(合計2本)が第2燃料棒2012、更に、その外側の左右1本づつ(合計2本)が第1燃料棒2011、
(5)その他の第3燃料棒配列233に配置され、第5列、第7列、第9列、第11列に配置される燃料棒201は、中央部の9本が第1燃料棒2011、その外側の左右1本づつ(合計2本)が第2燃料棒2012、更に、その外側の左右1本づつ(合計2本)が第1燃料棒2011。
Here, the arrangement of the first fuel rods 2011 and the second fuel rods 2012 in the fuel assembly 200 will be specifically explained. The arrangement of the first fuel rod 2011 and the second fuel rod 2012 is as follows.
(1) All 11 fuel rods 201 arranged in the first fuel rod array 231 (first row, 15th row) are the first fuel rods 2011,
(2) The fuel rods 201 arranged in the second fuel rod array 232 and arranged in the 2nd and 14th rows are: 10 in the center are the 2nd fuel rods 2012, and 1 each on the left and right on the outside (total 2) is the first fuel rod 2011,
(3) The fuel rods 201 arranged in the third fuel rod array 233 and arranged in the third row and the thirteenth row are seven in the center as the first fuel rods 2011, and two on the left and right on the outside (total 4) are the second fuel rods 2012, and one each on the left and right (total 2) on the outside are the first fuel rods 2011,
(4) Of the other fuel rods 201 arranged in the second fuel rod array 232 and arranged in the fourth, sixth, eighth, tenth, and twelfth rows, the eight central ones are 1 fuel rod 2011, one each on the left and right on the outside (two in total) are second fuel rods 2012, and further, one on each left and right on the outside (two in total) are first fuel rods 2011,
(5) Of the other fuel rods 201 arranged in the third fuel rod array 233 and arranged in the 5th, 7th, 9th, and 11th rows, the nine central ones are the first fuel rods 2011 , one each on the left and right sides (two in total) on the outside are second fuel rods 2012, and further, one on each left and right (two in total) on the outside are first fuel rods 2011.

ここで、中央領域に配置される燃料棒201とは、第2燃料棒配列232のうち、第4列、第6列、第8列、第10列、第12列の中央部及び第3燃料棒配列233の中央部に配置される燃料棒201である。 Here, the fuel rods 201 arranged in the central region refer to the central portions of the fourth, sixth, eighth, tenth, and twelfth rows of the second fuel rod array 232, and the third fuel rods. The fuel rod 201 is placed in the center of the rod array 233.

また、最外層に配置される燃料棒201とは、第1燃料棒配列231、第2燃料棒配列232の最外側(左右両側の最も外側)及び第3燃料棒配列233の最外側(左右両側の最も外側)に配置される燃料棒201である。 In addition, the fuel rods 201 arranged in the outermost layer refer to the outermost (outermost on both left and right sides) of the first fuel rod array 231 and second fuel rod array 232 and the outermost (outermost on both left and right sides) of the third fuel rod array 233 (outermost on both left and right sides). The fuel rod 201 is located at the outermost part of the fuel rod 201.

また、最外層から1層内側に配置される燃料棒201とは、以下の燃料棒201である。
・第2燃料棒配列232のうち、第4列、第6列、第8列、第10列、第12列、及び、第3燃料棒配列233のうち、第5列、第7列、第9列、第11列において、最外側から1層内側に配置される燃料棒201、
・第2燃料棒配列232のうち、第2列、第14列の中央部に配置される燃料棒201、
・第3燃料棒配列233のうち、第3列、第13列において、最外側から1層及び2層内側に配置される燃料棒201。
Further, the fuel rods 201 arranged one layer inside from the outermost layer are the following fuel rods 201.
- Of the second fuel rod array 232, the fourth row, the sixth row, the eighth row, the tenth row, and the twelfth row, and of the third fuel rod array 233, the fifth row, the seventh row, and the In the 9th row and the 11th row, fuel rods 201 arranged one layer inside from the outermost side,
-Fuel rods 201 arranged in the center of the second row and the fourteenth row of the second fuel rod array 232,
- Fuel rods 201 arranged one layer and two layers inner from the outermost side in the third row and the thirteenth row of the third fuel rod array 233.

このように、燃料棒201は、合計184本の燃料棒201が配置される燃料集合体200(以下、この燃料集合体200を「184燃料集合体200」と称する場合がある。)の中央領域に、第1燃料棒2011が配置され、その周囲に第2燃料棒2012が配置され、更に、その周囲に第1燃料棒2011が配置される。 In this way, the fuel rods 201 are located in the central region of the fuel assembly 200 (hereinafter, this fuel assembly 200 may be referred to as "184 fuel assembly 200") in which a total of 184 fuel rods 201 are arranged. A first fuel rod 2011 is arranged, a second fuel rod 2012 is arranged around it, and a first fuel rod 2011 is arranged around it.

つまり、燃料棒201は、中央領域及び最外層に、第1燃料棒2011が配置され、中央領域と最外層との間の層(最外層から1層内側)に、第2燃料棒2012が配置される。 That is, in the fuel rod 201, the first fuel rod 2011 is arranged in the center region and the outermost layer, and the second fuel rod 2012 is arranged in the layer between the center region and the outermost layer (one layer inside from the outermost layer). be done.

つまり、燃料棒201は、中央領域及び最外層に、第1燃料棒2011が配置され、最外層から1層内側に、第2燃料棒2012が配置される。 That is, in the fuel rod 201, the first fuel rod 2011 is arranged in the central region and the outermost layer, and the second fuel rod 2012 is arranged one layer inside from the outermost layer.

そして、第1燃料棒2011は、第1燃料棒配列231(第1列、第15列)に11本が配置され、第2燃料棒配列232(第2列、第14列)の最外層の左右に1本づつ(合計2本)が配置され、第3燃料棒配列233(第3列、第13列)の最外層の左右に1本づつ及び中央領域に7本(合計9本)が配置され、第2燃料棒配列232(第4列、第6列、第8列、第10列、第12列)の最外層の左右に1本づつ及び中央領域に8本(合計10本)が配置され、第3燃料棒配列233(第5列、第7列、第9列、第11列)の最外層の左右に1本づつ及び中央領域に9本(合計11本)が配置される。 Eleven of the first fuel rods 2011 are arranged in the first fuel rod array 231 (first row, 15th row), and in the outermost layer of the second fuel rod array 232 (second row, 14th row). One each on the left and right (two in total), one each on the left and right of the outermost layer of the third fuel rod array 233 (third row, 13th row), and seven in the center area (nine in total). 1 each on the left and right sides of the outermost layer of the second fuel rod array 232 (4th row, 6th row, 8th row, 10th row, 12th row) and 8 rods in the center area (10 rods in total). are arranged, one each on the left and right of the outermost layer of the third fuel rod array 233 (5th row, 7th row, 9th row, 11th row) and 9 rods (total 11 rods) are arranged in the central area. Ru.

また、第2燃料棒2012は、第2燃料棒配列232(第2列、第14列)の中央部に10本が配置され、第3燃料棒配列233(第3列、第13列)の最外層から1層及び2層内側の左右に2本づつ(合計4本)が配置され、第2燃料棒配列232(第4列、第6列、第8列、第10列、第12)の最外層から1層内側の左右に1本づつ(合計2本)が配置され、第3燃料棒配列233(第5列、第7列、第9列、第11列)の最外層から1層内側の左右に1本づつ(合計2本)が配置される。 In addition, ten second fuel rods 2012 are arranged in the center of the second fuel rod array 232 (second row, 14th row), and ten second fuel rods 2012 are arranged in the center of the second fuel rod array 232 (third row, 13th row). Two fuel rods (total 4) are arranged on the left and right inside the first and second layers from the outermost layer, and the second fuel rod array 232 (4th row, 6th row, 8th row, 10th row, 12th row) One fuel rod is placed on each side (two rods in total) one layer inside from the outermost layer of the third fuel rod array 233 (5th row, 7th row, 9th row, 11th row). One each on the left and right sides of the inner layer (two in total) are arranged.

これにより、最外層に配置される燃料棒201とチャンネルボックス203との間に形成される間隙に偏在して流通する冷却水118の流れを抑制し、最外層から1層内側に配置される燃料棒201の除熱性能を向上させることができる。 This suppresses the flow of the cooling water 118 unevenly distributed in the gap formed between the fuel rods 201 arranged in the outermost layer and the channel box 203, and the flow of the cooling water 118 distributed one layer inside from the outermost layer is suppressed. The heat removal performance of the rod 201 can be improved.

そして、特に、184燃料集合体200は、チャンネルボックス203の4つのコーナ部分に、間隙220が形成され、また、チャンネルボックス203の側壁部212と最外層に配置される燃料棒201との間に、及び、チャンネルボックス203の側壁部214と最外層に配置される燃料棒201との間に、間隙221が形成される。そして、間隙220の断面積は、間隙221の断面積や間隙222の断面積よりも、大きい。 In particular, in the 184 fuel assembly 200, gaps 220 are formed at the four corners of the channel box 203, and between the side wall 212 of the channel box 203 and the fuel rods 201 arranged in the outermost layer. A gap 221 is formed between the side wall portion 214 of the channel box 203 and the fuel rod 201 disposed in the outermost layer. The cross-sectional area of the gap 220 is larger than the cross-sectional area of the gap 221 and the gap 222.

これにより、特に、184燃料集合体200は、チャンネルボックス203の4つのコーナ部分の近傍に配置される燃料棒201の熱出力が高くなる。つまり、184燃料集合体200は、チャンネルボックス203の4つのコーナ部分の近傍に配置される燃料棒201の除熱性能を向上させることが、特に、重要である。 As a result, in particular, in the 184 fuel assembly 200, the heat output of the fuel rods 201 disposed near the four corner portions of the channel box 203 is increased. In other words, it is particularly important for the 184 fuel assembly 200 to improve the heat removal performance of the fuel rods 201 located near the four corner portions of the channel box 203.

チャンネルボックス203の4つのコーナ部分の近傍に配置される燃料棒201(第2燃料棒2012)とは、以下の燃料棒201である。
・第2燃料棒配列232であって、第2列、第14列のうち、最外側から2層目及び3層目の左右2本づつ(合計4本)に配置される燃料棒201、
・第3燃料棒配列233であって、第3列、第13列のうち、最外側から2層目及び3層目の左右2本づつ(合計4本)に配置される燃料棒201、
・第2燃料棒配列232であって、第4列、第12列のうち、最外側から1層目の左右1本づつ(合計2本)に配置される燃料棒201。
The fuel rods 201 (second fuel rods 2012) arranged near the four corner portions of the channel box 203 are the following fuel rods 201.
- Fuel rods 201 arranged in the second and 14th rows in the second and 14th rows, two on each side (four in total) in the second and third layers from the outermost side, in the second fuel rod array 232;
- Fuel rods 201 arranged in the third row of fuel rods 233, two on each side (total of four rods) in the second and third layers from the outermost side among the third and thirteenth rows;
- In the second fuel rod array 232, fuel rods 201 are arranged one each on the left and right (two in total) of the first layer from the outermost side among the fourth and twelfth rows.

なお、これら燃料棒201を、「コーナ部分に配置される燃料棒201」と称する場合がある。 Note that these fuel rods 201 may be referred to as "fuel rods 201 arranged at the corner portions."

実施例1では、第3燃料棒配列233のうち、第3列、第13列において、最外側から内側に2層目に配置される4つの燃料棒201を、第2燃料棒2012とする。そして、実施例1では、特に、この4つの燃料棒201を、最外層から1層内側に配置される燃料棒201に含める。つまり、実施例1では、コーナ部分に配置される燃料棒201に、第2燃料棒2012を使用する。これにより、特に、間隙220に偏在して流通する冷却水118の流れを抑制し、コーナ部分に配置される燃料棒201の除熱性能を向上させることができる。 In the first embodiment, in the third row and the thirteenth row of the third fuel rod array 233, the four fuel rods 201 arranged in the second layer from the outermost to the inner side are the second fuel rods 2012. In the first embodiment, these four fuel rods 201 are included in the fuel rods 201 arranged one layer inside from the outermost layer. That is, in the first embodiment, the second fuel rods 2012 are used for the fuel rods 201 arranged at the corner portions. Thereby, in particular, the flow of the cooling water 118 unevenly distributed in the gap 220 can be suppressed, and the heat removal performance of the fuel rods 201 arranged in the corner portions can be improved.

そして、実施例1では、図中、上下方向外側(第1列から第4列及び第12列から第15列)の第2燃料棒配列232及び第3燃料棒配列233に配置される第2燃料棒2012の本数は、図中、上下方向内側(第5列から第11列)の第2燃料棒配列232及び第3燃料棒配列233に配置される第2燃料棒2012の本数よりも、多い。 In Embodiment 1, the second fuel rod array 232 and the third fuel rod array 233 located outside in the vertical direction (from the first row to the fourth row and from the 12th row to the 15th row) in the figure The number of fuel rods 2012 is larger than the number of second fuel rods 2012 arranged in the second fuel rod array 232 and the third fuel rod array 233 on the inside in the vertical direction (from the fifth row to the 11th row) in the figure. many.

また、実施例1では、間隙220が形成される領域の内側に配置される第2燃料棒2012(コーナ部分に配置される燃料棒201)は、チャンネルボックス203の中心からチャンネルボックス203の4つのコーナ部分に向かって、2層に配置され、間隙221や間隙222が形成される領域の内側に配置される第2燃料棒2012(第2列、第14列の中央部に配置される6本の燃料棒201や第5列から第11列の最外層から1層内側の左右に配置される1本づつ(合計2本)の燃料棒201)は、1層に配置される。 In addition, in the first embodiment, the second fuel rods 2012 (fuel rods 201 arranged in the corner portions) arranged inside the region where the gap 220 is formed are arranged in four directions from the center of the channel box 203. The second fuel rods 2012 are arranged in two layers toward the corner part, and are arranged inside the area where the gaps 221 and 222 are formed. The fuel rods 201 and the fuel rods 201 (two fuel rods in total) arranged on the left and right sides of the fifth to eleventh rows one layer inside from the outermost layer are arranged in one layer.

つまり、間隙220が形成される領域の内側に配置される第2燃料棒2012であって、チャンネルボックス203の中心からチャンネルボックス203の4つのコーナ部分に向かって配置される第2燃料棒2012の本数は、間隙221や間隙222が形成される領域の内側に配置される第2燃料棒2012であって、チャンネルボックス203の中心からチャンネルボックス203の4つの側壁部に向かって配置される第2燃料棒2012の本数よりも、多い。 In other words, the second fuel rods 2012 are arranged inside the region where the gap 220 is formed, and the second fuel rods 2012 are arranged from the center of the channel box 203 toward the four corners of the channel box 203. The number of fuel rods is the second fuel rods 2012 arranged inside the area where the gap 221 and the gap 222 are formed, and the second fuel rods 2012 are arranged from the center of the channel box 203 toward the four side walls of the channel box 203. The number is greater than the number of fuel rods 2012.

これにより、最外層に配置される燃料棒201とチャンネルボックス203との間に形成される間隙に偏在して流通する冷却水118の流れを抑制し、特に、チャンネルボックス203の4つのコーナ部分の近傍に配置される燃料棒201の除熱性能を向上させることができる。 This suppresses the flow of the cooling water 118 unevenly distributed in the gap formed between the fuel rods 201 arranged in the outermost layer and the channel box 203, and in particular, the flow of the cooling water 118 is suppressed in the four corner portions of the channel box 203. The heat removal performance of the fuel rods 201 placed nearby can be improved.

次に、実施例1に記載する燃料集合体200に配置される2種類の燃料棒201の鉛直断面を説明する。 Next, vertical cross sections of two types of fuel rods 201 arranged in the fuel assembly 200 described in Example 1 will be explained.

図3は、実施例1に記載する燃料集合体200に配置される2種類の燃料棒201の鉛直断面を説明する説明図である。 FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating vertical cross sections of two types of fuel rods 201 arranged in the fuel assembly 200 described in the first embodiment.

実施例1では、燃料集合体200の中央領域及び最外層に配置される第1燃料棒2011(白丸)と、中央領域と最外層との間の層に配置される第2燃料棒2012(斜線丸)と、の2種類の燃料棒201を使用する。 In Example 1, the first fuel rods 2011 (white circles) are arranged in the central region and the outermost layer of the fuel assembly 200, and the second fuel rods 2012 (diagonal lines) are arranged in the layer between the central region and the outermost layer. Two types of fuel rods 201 are used: (circle) and (circle).

第1燃料棒2011は、燃料棒201の有効長方向(上下方向)において、1つの燃料濃縮度の燃料(1種類の燃料ペレット)が使用され、第2燃料棒2012は、燃料棒201の有効長方向(上下方向)において、2つの燃料濃縮度の燃料(2種類の燃料ペレット)が使用される。 The first fuel rod 2011 uses fuel of one fuel enrichment (one type of fuel pellet) in the effective length direction (up and down direction) of the fuel rod 201, and the second fuel rod 2012 uses the effective length of the fuel rod 201. Two fuel enrichments (two types of fuel pellets) are used in the longitudinal direction (up and down).

なお、実施例1では、第1燃料棒2011の燃料の燃料濃縮度は、軸方向(上下方向)で一様であるが、軸方向に任意の分布を有してもよい。また、実施例1では、第1燃料棒2011の熱出力は、水平方向で一様であるが、第1燃料棒2011ごとに水平方向で相違してもよい。つまり、燃料集合体200の下部において、第1燃料棒2011の熱出力が、第2燃料棒2012の熱出力よりも、高ければよい。 In the first embodiment, the fuel enrichment of the first fuel rod 2011 is uniform in the axial direction (vertical direction), but may have an arbitrary distribution in the axial direction. Further, in the first embodiment, the thermal output of the first fuel rods 2011 is uniform in the horizontal direction, but it may be different in the horizontal direction for each first fuel rod 2011. In other words, the thermal output of the first fuel rods 2011 needs to be higher than the thermal output of the second fuel rods 2012 in the lower part of the fuel assembly 200.

第1燃料棒2011は、燃料棒201の有効長方向において、1つの燃料濃縮度の燃料を有し、第2燃料棒2012は、燃料棒201の有効長方向において、2つの燃料濃縮度の燃料を有する。 The first fuel rod 2011 has one fuel enrichment in the effective length direction of the fuel rod 201, and the second fuel rod 2012 has two fuel enrichments in the effective length direction of the fuel rod 201. has.

そして、実施例1では、特に、燃料集合体200の下部において、中央領域及び最外層に配置される第1燃料棒2011の燃料の燃料濃縮度が高く、中央領域と最外層との間の層に配置される第2燃料棒2012の燃料の燃料濃縮度が低い。 In the first embodiment, particularly in the lower part of the fuel assembly 200, the fuel enrichment of the first fuel rods 2011 arranged in the central region and the outermost layer is high, and the The fuel enrichment of the fuel in the second fuel rod 2012 located in the second fuel rod 2012 is low.

図3に示すように、第1燃料棒2011の燃料の燃料濃縮度を「A」とする場合、第2燃料棒2012の上部の燃料の燃料濃縮度は、第1燃料棒2011の燃料の燃料濃縮度と同等の「A」となり、第2燃料棒2012の下部の燃料の燃料濃縮度は、第2燃料棒2012の上部の燃料の燃料濃縮度「A」や第1燃料棒2011の燃料の燃料濃縮度「A」よりも低い「B」となる。 As shown in FIG. 3, when the fuel enrichment of the fuel in the first fuel rod 2011 is "A", the fuel enrichment of the fuel in the upper part of the second fuel rod 2012 is the fuel in the first fuel rod 2011. The fuel enrichment of the fuel in the lower part of the second fuel rod 2012 is equal to the enrichment "A" of the fuel in the upper part of the second fuel rod 2012 and the fuel enrichment of the fuel in the first fuel rod 2011. The fuel enrichment becomes "B" which is lower than "A".

つまり、実施例1では、第2燃料棒2012の下部の燃料の燃料濃縮度は、第2燃料棒2012の上部の燃料の燃料濃縮度や第1燃料棒2011の燃料の燃料濃縮度よりも、低い。なお、燃料濃縮度とは、核燃料物質の濃縮度である。 That is, in the first embodiment, the fuel enrichment of the fuel in the lower part of the second fuel rod 2012 is higher than the fuel enrichment of the fuel in the upper part of the second fuel rod 2012 and the fuel enrichment of the fuel in the first fuel rod 2011. low. Note that the fuel enrichment is the enrichment of nuclear fuel material.

このように、第1燃料棒2011は、燃料棒201の有効長方向(上下方向)において、1つの燃料濃縮度「A」の燃料(1種類「A」の燃料ペレット)が使用される。一方、第2燃料棒2012は、燃料棒201の有効長方向(上下方向)において、2つの燃料濃縮度「A」及び燃料濃縮度「B」の燃料(2種類(「A」及び「B」)の燃料ペレット)が使用される。なお、燃料濃縮度「B」は、燃料濃縮度「A」よりも、燃料濃縮度が低い。 In this way, in the first fuel rod 2011, fuel with one fuel enrichment "A" (one type "A" fuel pellet) is used in the effective length direction (vertical direction) of the fuel rod 201. On the other hand, the second fuel rod 2012 has two types of fuel ("A" and "B") with two fuel enrichments "A" and "B" in the effective length direction (vertical direction) of the fuel rod 201. ) fuel pellets) are used. Note that the fuel enrichment level "B" is lower than the fuel enrichment level "A".

なお、「A」を加熱領域(発熱する燃料を使用する領域)とし、「B」を非加熱領域(発熱しない燃料を使用する領域)とすることもできる。 Note that "A" may be a heating region (a region using fuel that generates heat), and "B" may be a non-heating region (a region using fuel that does not generate heat).

つまり、第1燃料棒2011は、上下方向に1つの燃料濃縮度の燃料を有し、第2燃料棒2012は、上下方向に2つの燃料濃縮度(下部の燃料濃縮度は、上部の燃料濃縮度よりも、低い)の燃料を有する。 That is, the first fuel rod 2011 has fuel with one fuel enrichment in the vertical direction, and the second fuel rod 2012 has fuel with two fuel enrichments in the vertical direction (the lower fuel enrichment is different from the upper fuel enrichment). of fuel.

これら燃料棒201に使用される燃料には、例えば、劣化ウラン、天然ウラン、減損ウラン、低濃縮ウランの少なくとも1つを含むウランに、プルトニウムを富化した核燃料、又は、プルトニウムとアクチノイド核種とを富化した核燃料が、使用される。 The fuel used for these fuel rods 201 includes, for example, uranium containing at least one of depleted uranium, natural uranium, depleted uranium, and low enriched uranium, and plutonium-enriched nuclear fuel, or plutonium and actinide nuclides. Enriched nuclear fuel is used.

また、第1燃料棒2011の核分裂性プルトニウム富化度は、軸方向に「A」の1種類であり、第2燃料棒2012の核分裂性プルトニウム富化度は、軸方向に「A」及び「B」の2種類である。 Further, the fissile plutonium enrichment of the first fuel rod 2011 is one type of "A" in the axial direction, and the fissile plutonium enrichment of the second fuel rod 2012 is "A" and "A" in the axial direction. There are two types: B.

第2燃料棒2012の上部の核分裂性プルトニウム富化度は、第1燃料棒2011の核分裂性プルトニウム富化度と同等であり、第2燃料棒2012の下部の核分裂性プルトニウム富化度は、第1燃料棒2011の核分裂性プルトニウム富化度や第2燃料棒2012の上部の核分裂性プルトニウム富化度よりも、低い。 The fissile plutonium enrichment in the upper part of the second fuel rod 2012 is equivalent to the fissile plutonium enrichment in the first fuel rod 2011, and the fissile plutonium enrichment in the lower part of the second fuel rod 2012 is the same as that of the first fuel rod 2011. This is lower than the fissile plutonium enrichment of the first fuel rod 2011 and the fissile plutonium enrichment of the upper part of the second fuel rod 2012.

なお、燃料棒201の核分裂性プルトニウム富化度が高いほど、燃料棒201の熱出力が高い。 Note that the higher the fissionable plutonium enrichment of the fuel rod 201, the higher the thermal output of the fuel rod 201.

つまり、第1燃料棒2011の燃料には、高富化度燃料が使用され、第2燃料棒2012の上部の燃料には、高富化度燃料が使用され、第2燃料棒2012の下部の燃料には、低富化度燃料が使用される。 In other words, high enrichment fuel is used for the fuel in the first fuel rod 2011, high enrichment fuel is used in the upper part of the second fuel rod 2012, and high enrichment fuel is used in the lower part of the second fuel rod 2012. In this case, low enrichment fuel is used.

なお、実施例1では、第1燃料棒2011の直径と第2燃料棒2012の直径とは同等であり、第1燃料棒2011の軸方向長さと第2燃料棒2012の軸方向長さとは同等である。実施例1では、直径は8.2mm、軸方向長さは1.8mである。 In Example 1, the diameter of the first fuel rod 2011 and the diameter of the second fuel rod 2012 are the same, and the axial length of the first fuel rod 2011 and the axial length of the second fuel rod 2012 are the same. It is. In Example 1, the diameter is 8.2 mm and the axial length is 1.8 m.

そして、実施例1では、第1燃料棒2011の燃料濃縮度「A」の領域は1.8m、第2燃料棒2012の燃料濃縮度「A」の領域は1.5m及び燃料濃縮度「B」の領域は0.3mとする。 In Example 1, the region of the fuel enrichment "A" of the first fuel rod 2011 is 1.8 m, the region of the fuel enrichment "A" of the second fuel rod 2012 is 1.5 m, and the region of the fuel enrichment "B" of the second fuel rod 2012 is 1.8 m. ” area is 0.3m.

また、実施例1では、燃料集合体200の水平断面における燃料棒201ごとの発熱係数について、最外層付近に配置される燃料棒201の発熱係数は、平均の発熱係数の1.3倍となり、これら以外に配置される燃料棒201(中央領域に配置される燃料棒201)の発熱係数は、平均の発熱係数の0.8倍となり、最外層付近に配置される燃料棒201の熱出力が高くなることを考慮する。なお、平均の発熱係数とは、燃料集合体200(集合体として)の平均の発熱係数である。 Further, in Example 1, regarding the heat generation coefficient of each fuel rod 201 in the horizontal cross section of the fuel assembly 200, the heat generation coefficient of the fuel rods 201 arranged near the outermost layer is 1.3 times the average heat generation coefficient, The heat generation coefficient of the fuel rods 201 arranged other than these (fuel rods 201 arranged in the central region) is 0.8 times the average heat generation coefficient, and the heat output of the fuel rods 201 arranged near the outermost layer is Consider that it will be expensive. Note that the average heat generation coefficient is the average heat generation coefficient of the fuel assembly 200 (as an assembly).

なお、実施例1では、燃料集合体200の水平断面における燃料棒201の発熱係数は、燃料集合体200の最外周のどの間隙に隣接していても一様に設定される。 In the first embodiment, the heat generation coefficient of the fuel rods 201 in the horizontal cross section of the fuel assembly 200 is set uniformly regardless of which gap on the outermost periphery of the fuel assembly 200 the fuel rods 201 are adjacent to.

そこで、実施例1では、燃料集合体200の下部において、中央領域及び最外層に配置される第1燃料棒2011の燃料の燃料濃縮度を高く(燃料棒201は熱出力が高く)設定し、中央領域と最外層との間の層(最外層から1層内側)に配置される第2燃料棒2012の燃料の燃料濃縮度を低く(燃料棒201は熱出力が低く)設定する。 Therefore, in the first embodiment, in the lower part of the fuel assembly 200, the fuel enrichment of the first fuel rods 2011 arranged in the central region and the outermost layer is set to be high (the fuel rods 201 have a high thermal output), The fuel enrichment of the second fuel rod 2012 arranged in the layer between the central region and the outermost layer (one layer inside from the outermost layer) is set low (the fuel rod 201 has a low thermal output).

また、間隙220、間隙221、間隙222には、多くの冷却水118が流通するため、最外層付近に配置される燃料棒201は熱出力が高くなる。 Further, since a large amount of cooling water 118 flows through the gaps 220, 221, and 222, the fuel rods 201 disposed near the outermost layer have a high thermal output.

このように、実施例1では、第1燃料棒2011及び第2燃料棒2012が配置され、また、間隙220、間隙221、間隙222が形成されることにより、燃料集合体200の下部において、最外層に配置される燃料棒201の熱出力は、高くなり、中央領域に配置される燃料棒201の熱出力は、最外層に配置される燃料棒201の熱出力よりも、低くなり、中央領域と最外層との間の層に配置される燃料棒201の熱出力は、中央領域に配置される燃料棒201の熱出力よりも、低くなる。 As described above, in the first embodiment, the first fuel rod 2011 and the second fuel rod 2012 are arranged, and the gaps 220, 221, and 222 are formed, so that the lower part of the fuel assembly 200 is The thermal output of the fuel rods 201 arranged in the outer layer is high, and the thermal output of the fuel rods 201 arranged in the central region is lower than that of the fuel rods 201 arranged in the outermost layer. The thermal output of the fuel rods 201 arranged in the layer between the innermost layer and the outermost layer is lower than the thermal output of the fuel rod 201 arranged in the central region.

つまり、燃料集合体200の下部において、最外層に配置される燃料棒201や中央領域に配置される燃料棒201は、中央領域と最外層との間の層に配置される燃料棒201よりも、冷却水118の沸騰が、早い。 In other words, in the lower part of the fuel assembly 200, the fuel rods 201 disposed in the outermost layer and the fuel rods 201 disposed in the central region are larger than the fuel rods 201 disposed in the layer between the central region and the outermost layer. , the cooling water 118 boils quickly.

一方、蒸気を含む冷却水118は、蒸気を含まない冷却水118よりも、圧力損失係数が大きい。このため、燃料集合体200の下部において、中央領域と最外層との間の層に配置される燃料棒201に供給される冷却水118の圧力損失係数は、最外層に配置される燃料棒201や中央領域に配置される燃料棒201に供給される冷却水118の圧力損失係数よりも、小さい。 On the other hand, the cooling water 118 containing steam has a larger pressure loss coefficient than the cooling water 118 not containing steam. Therefore, in the lower part of the fuel assembly 200, the pressure loss coefficient of the cooling water 118 supplied to the fuel rods 201 arranged in the layer between the central region and the outermost layer is the same as that of the fuel rods 201 arranged in the outermost layer. It is smaller than the pressure loss coefficient of the cooling water 118 supplied to the fuel rods 201 arranged in the central region.

これにより、実施例1によれば、冷却水118が、燃料集合体200の最外周から1層内側に流れ込み(燃料集合体200の最外周から1層内側に流通する冷却水118が増加し)、中央領域と最外層との間の層に配置される燃料棒201の除熱性能を向上させる。 As a result, according to the first embodiment, the cooling water 118 flows one layer inward from the outermost periphery of the fuel assembly 200 (the amount of cooling water 118 flowing one layer inward from the outermost periphery of the fuel assembly 200 increases). , improves the heat removal performance of the fuel rods 201 arranged in the layer between the central region and the outermost layer.

つまり、最外層に配置される燃料棒201とチャンネルボックス203との間に形成される間隙に偏在して流通する冷却水118の流れを抑制し、中央領域と最外層との間の層に配置される燃料棒の除熱性能を向上させることができる。 In other words, the flow of the cooling water 118 unevenly distributed in the gap formed between the fuel rods 201 arranged in the outermost layer and the channel box 203 is suppressed, and the cooling water 118 is arranged in the layer between the central region and the outermost layer. The heat removal performance of fuel rods can be improved.

そして、実施例1によれば、最外層に配置される燃料棒201とチャンネルボックス203との間に形成される間隙(側壁部211、側壁部212、側壁部213、側壁部214)に、偏在して流通する冷却水118の流れを抑制し、中央領域と最外層との間の層に配置される燃料棒201に積極的に冷却水118を供給することができ、圧力損失を増加させることなく、中央領域と最外層との間の層に配置される燃料棒201の除熱性能を向上させることができる。 According to the first embodiment, unevenly distributed The cooling water 118 can be actively supplied to the fuel rods 201 arranged in the layer between the central region and the outermost layer, thereby increasing pressure loss. Therefore, the heat removal performance of the fuel rods 201 arranged in the layer between the central region and the outermost layer can be improved.

なお、実施例1では、所定の燃料棒201の直径及び所定の燃料棒201と燃料棒201との間隔を有する燃料集合体200を使用して説明したが、間隙220の断面積や間隙221の断面積が、間隙222の断面積や間隙223の断面積よりも大きい燃料集合体200であれば、実施例1に記載する技術を、使用することができる。 In the first embodiment, the fuel assembly 200 having a predetermined diameter of the fuel rods 201 and a predetermined interval between the fuel rods 201 is used. As long as the fuel assembly 200 has a cross-sectional area larger than the cross-sectional area of the gap 222 or the gap 223, the technique described in Example 1 can be used.

また、実施例1に記載する技術は、燃料集合体200に配置される燃料棒201の本数や炉心103に装荷される燃料集合体200の体数には、限定されない。 Further, the technique described in the first embodiment is not limited to the number of fuel rods 201 arranged in the fuel assembly 200 or the number of fuel assemblies 200 loaded in the reactor core 103.

次に、実施例1に記載する燃料集合体200の鉛直断面を説明する。 Next, a vertical cross section of the fuel assembly 200 described in Example 1 will be explained.

図4は、実施例1に記載する燃料集合体200の鉛直断面を説明する説明図である。 FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a vertical cross section of the fuel assembly 200 described in Example 1.

燃料集合体200は、第1燃料棒2011、第2燃料棒2012、チャンネルボックス203、タイロッド404、スペーサ405、下部タイプレート407、ハンドル408、上部タイプレート409を有する。 The fuel assembly 200 includes a first fuel rod 2011, a second fuel rod 2012, a channel box 203, a tie rod 404, a spacer 405, a lower tie plate 407, a handle 408, and an upper tie plate 409.

実施例1では、第1燃料棒2011の軸方向長さ及び第2燃料棒2012との軸方向長さは、1.8mである。なお、実施例1では、燃料棒201の有効長が、長尺燃料の半分であり、チャンネルボックス203(軸方向長さが3.6m)の半分の短尺の燃料棒201を使用するが、長尺の燃料棒201を使用することもできる。 In Example 1, the axial length of the first fuel rod 2011 and the axial length of the second fuel rod 2012 are 1.8 m. In Example 1, the effective length of the fuel rod 201 is half that of the long fuel rod, and the short fuel rod 201 is used, which is half the length of the channel box 203 (the axial length is 3.6 m). It is also possible to use fuel rods 201 of 200 mm.

第1燃料棒2011及び第2燃料棒2012は、軸方向に配置される複数の燃料スペーサ405により、燃料棒201が、相互に所定の間隔を形成して、保持される。また、燃料棒201とチャンネルボックス203とは、タイロッド404により、所定の間隔を形成して、保持される。 The first fuel rods 2011 and the second fuel rods 2012 are held at a predetermined distance from each other by a plurality of fuel spacers 405 arranged in the axial direction. Further, the fuel rods 201 and the channel box 203 are held by tie rods 404 with a predetermined interval formed between them.

タイロッド404は、第1燃料棒2011及び第2燃料棒2012よりも、長く(例えば、3.6m)、下部タイプレート407及び上部タイプレート409に固定される。そして、タイロッド404は、スペーサ405を保持する。 The tie rod 404 is longer (for example, 3.6 m) than the first fuel rod 2011 and the second fuel rod 2012, and is fixed to the lower tie plate 407 and the upper tie plate 409. The tie rod 404 then holds the spacer 405.

第1燃料棒2011及び第2燃料棒2012は、その下端が下部タイプレート407で固定され、その上端がスペーサ405で固定される。 The first fuel rod 2011 and the second fuel rod 2012 have their lower ends fixed by a lower tie plate 407 and their upper ends fixed by a spacer 405.

また、第2燃料棒2012の下部406の燃料の燃料濃縮度は、同等の高さの水平断面に配置される、第1燃料棒2011の下部410の燃料の燃料濃縮度よりも、低い。なお、第1燃料棒2011の下部410を発熱領域とし、第2燃料棒2012の下部406を非発熱領域としてもよい。つまり、燃料集合体200の下部において、第1燃料棒2011の熱出力が、第2燃料棒2012の熱出力よりも、高くなればよい。 Further, the fuel enrichment of the fuel in the lower part 406 of the second fuel rod 2012 is lower than the fuel enrichment of the fuel in the lower part 410 of the first fuel rod 2011, which is arranged in a horizontal section of the same height. Note that the lower part 410 of the first fuel rod 2011 may be a heat generating region, and the lower part 406 of the second fuel rod 2012 may be a non-heat generating region. That is, in the lower part of the fuel assembly 200, the thermal output of the first fuel rod 2011 should be higher than the thermal output of the second fuel rod 2012.

なお、第2燃料棒2012の下部406を非発熱領域とする場合には、第2燃料棒2012の下部406の燃料を、核分裂性のプルトニウムを含まない、例えば、劣化ウラン、天然ウラン、減損ウラン、低濃縮ウランの少なくとも1つを含むウラン(ブランケット)としてもよい。 Note that when the lower part 406 of the second fuel rod 2012 is a non-heat generating region, the fuel in the lower part 406 of the second fuel rod 2012 is a fuel that does not contain fissile plutonium, such as depleted uranium, natural uranium, or depleted uranium. It may also be uranium (blanket) containing at least one of , and low enriched uranium.

また、燃料集合体200の下部において、第1燃料棒2011の熱出力と第2燃料棒2012の熱出力とを同等にした場合(AAの場合)と、実施例1のように、燃料集合体200の下部において、第2燃料棒2012の熱出力を第1燃料棒2011の熱出力よりも低くした場合(BBの場合)と、を比較した。なお、それぞれの場合の燃料集合体200の除熱性能を、冷却水流動評価手法を使用して、評価した。 In addition, in the lower part of the fuel assembly 200, the thermal output of the first fuel rod 2011 and the thermal output of the second fuel rod 2012 are made equal (in the case of AA), and as in Example 1, the fuel assembly In the lower part of 200, a case where the thermal output of the second fuel rod 2012 is made lower than the thermal output of the first fuel rod 2011 (in the case of BB) was compared. Note that the heat removal performance of the fuel assembly 200 in each case was evaluated using a cooling water flow evaluation method.

この結果、AAの場合に比較してBBの場合は、MCPR(最小限界出力比:Minimum Critical Power Ratio)が、約5%向上した。なお、MCPRとは、BWRの熱的余裕を評価するものであり、限界出力比(限界熱出力/燃料集合体200の発生熱出力)のうち、炉心103に装荷される燃料集合体200のうちで、最小となるものである。 As a result, the MCPR (Minimum Critical Power Ratio) was improved by about 5% in the case of BB compared to the case of AA. Note that MCPR evaluates the thermal margin of the BWR, and out of the limit power ratio (limit thermal output/generated thermal output of the fuel assemblies 200), the MCPR is the value of the thermal margin of the fuel assemblies 200 loaded in the reactor core 103. This is the minimum value.

また、同様の冷却水流動評価手法を使用して、燃料集合体200の圧力損失を評価した。この結果、AAの場合に比較してBBの場合は、圧力損失が、約5%低下した。これは、蒸気と冷却水118とを含む流れの軸方向長さ(沸騰長)が、AAの場合に比較してBBの場合は、短くなり、圧力損失係数が低下するためである。 Further, the pressure loss of the fuel assembly 200 was evaluated using a similar cooling water flow evaluation method. As a result, the pressure loss was reduced by about 5% in the case of BB compared to the case of AA. This is because the axial length (boiling length) of the flow containing steam and cooling water 118 is shorter in the case of BB than in the case of AA, and the pressure loss coefficient is lowered.

このように、実施例1によれば、最外層に配置される燃料棒201とチャンネルボックス203との間に形成される間隙に偏在して流通する冷却水118の流れを抑制することができ、最外層から1層内側に配置される燃料棒201の除熱性能を向上させることができる。 As described above, according to the first embodiment, it is possible to suppress the flow of the cooling water 118 unevenly distributed in the gap formed between the fuel rods 201 arranged in the outermost layer and the channel box 203, The heat removal performance of the fuel rods 201 arranged one layer inside from the outermost layer can be improved.

なお、実施例1では、低減速スペクトル沸騰水型原子炉100の炉心103に装荷される燃料集合体200を使用して説明したが、間隙220や間隙221を有する燃料集合体200であれば、実施例1に記載する技術を、使用することができる。 In addition, in Example 1, the fuel assembly 200 loaded in the core 103 of the low deceleration spectrum boiling water reactor 100 was used for explanation, but if the fuel assembly 200 has the gap 220 or the gap 221, The technique described in Example 1 can be used.

また、実施例1では、第1燃料棒2011は、燃料棒201の有効長方向において、1つの燃料濃縮度の燃料が使用されるが、燃料棒201の有効長方向において、任意の分布を有してもよい。 In addition, in the first embodiment, the first fuel rod 2011 uses fuel with one fuel enrichment in the effective length direction of the fuel rod 201, but the fuel has an arbitrary distribution in the effective length direction of the fuel rod 201. You may.

また、実施例1では、第2燃料棒2012は、燃料棒201の有効長方向において、2つの燃料濃縮度の燃料が使用されるが、燃料棒201の有効長方向において、それぞれが任意の分布を有してもよい。 In addition, in the first embodiment, the second fuel rod 2012 uses fuel with two fuel enrichments in the effective length direction of the fuel rod 201, but each fuel has an arbitrary distribution in the effective length direction of the fuel rod 201. It may have.

次に、実施例2に記載する燃料集合体500の水平断面を説明する。 Next, a horizontal cross section of the fuel assembly 500 described in Example 2 will be explained.

図5は、実施例2に記載する燃料集合体500の水平断面を説明する説明図である。 FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a horizontal cross section of a fuel assembly 500 described in Example 2.

実施例2に記載する燃料集合体500は、実施例1に記載する燃料集合体200と比較すると、燃料棒201の配置が相違する。 The fuel assembly 500 described in Example 2 is different from the fuel assembly 200 described in Example 1 in the arrangement of fuel rods 201.

図5を使用して、燃料集合体500における、第1燃料棒2011及び第2燃料棒2012の配置を具体的に説明する。第1燃料棒2011及び第2燃料棒2012の配置は、以下のとおりである。
(1)第1燃料棒配列531(第1列、第15列)に配置される燃料棒201は、12本全て、第1燃料棒2011、
(2)第2燃料棒配列532に配置され、第2列、第14列に配置される燃料棒201は、中央部の11本が第2燃料棒2012、その外側の左右1本づつ(合計2本)が第1燃料棒2011、
(3)その他の第1燃料棒配列531に配置され、第3列、第5列、第7列、第9列、第11列、第13列に配置される燃料棒201は、中央部の8本が第1燃料棒2011、その外側の左右1本づつ(合計2本)が第2燃料棒2012、更に、その外側の左右1本づつ(合計2本)が第1燃料棒2011、
(4)その他の第2燃料棒配列532に配置され、第4列、第6列、第8列、第10列、第12列に配置される燃料棒201は、中央部の9本が第1燃料棒2011、その外側の左右1本づつ(合計2本)が第2燃料棒2012、更に、その外側の左右1本づつ(合計2本)が第1燃料棒2011。
The arrangement of the first fuel rods 2011 and the second fuel rods 2012 in the fuel assembly 500 will be specifically described using FIG. 5. The arrangement of the first fuel rod 2011 and the second fuel rod 2012 is as follows.
(1) All 12 fuel rods 201 arranged in the first fuel rod array 531 (first row, 15th row) are the first fuel rods 2011,
(2) The fuel rods 201 arranged in the second fuel rod array 532 and arranged in the 2nd and 14th rows include 11 fuel rods in the center as the second fuel rods 2012, and 1 each on the left and right outside of the second fuel rods (total 2) is the first fuel rod 2011,
(3) The other fuel rods 201 arranged in the first fuel rod array 531 and arranged in the third, fifth, seventh, ninth, eleventh, and thirteenth rows are Eight fuel rods are the first fuel rods 2011, one each on the left and right on the outside (two in total) are the second fuel rods 2012, and one on the left and right on the outside (two in total) are the first fuel rods 2011,
(4) Of the other fuel rods 201 arranged in the second fuel rod array 532 and arranged in the 4th, 6th, 8th, 10th, and 12th rows, the nine central ones are 1 fuel rod 2011, one fuel rod on each side of the left and right (total of 2) on the outside thereof is a second fuel rod 2012, and further, one fuel rod on each of the left and right (total of 2) on the outside thereof is a first fuel rod 2011.

つまり、実施例2では、燃料棒201は、合計187本の燃料棒201が配置される燃料集合体500(以下、この燃料集合体500を「187燃料集合体500」と称する場合がある。)の中央領域に、第1燃料棒2011が配置され、その周囲に第2燃料棒2012が配置され、更に、その周囲に第1燃料棒2011が配置される。 That is, in Example 2, the fuel rods 201 are arranged in a fuel assembly 500 in which a total of 187 fuel rods 201 are arranged (hereinafter, this fuel assembly 500 may be referred to as "187 fuel assembly 500"). A first fuel rod 2011 is arranged in the central region of the fuel rod, a second fuel rod 2012 is arranged around the first fuel rod 2011, and a first fuel rod 2011 is arranged around the second fuel rod 2012.

つまり、実施例2では、燃料棒201は、中央領域及び最外層に、第1燃料棒2011が配置され、中央領域と最外層との間の層(最外層から1層内側)に、第2燃料棒2012が配置される。 That is, in Example 2, the fuel rods 201 have the first fuel rods 2011 arranged in the central region and the outermost layer, and the second fuel rods 2011 in the layer between the central region and the outermost layer (one layer inside from the outermost layer). Fuel rods 2012 are arranged.

つまり、実施例2では、燃料棒201は、中央領域及び最外層に、第1燃料棒2011が配置され、最外層から1層内側に、第2燃料棒2012が配置される。 That is, in Example 2, in the fuel rod 201, the first fuel rod 2011 is arranged in the central region and the outermost layer, and the second fuel rod 2012 is arranged one layer inside from the outermost layer.

実施例2において、中央領域に配置される燃料棒201とは、第1燃料棒配列531のうち、第3列、第5列、第7列、第9列、第11列、第13の中央部に、及び、第2燃料棒配列532のうち、第4列、第6列、第8列、第10列、第12列の中央部に、配置される燃料棒201である。 In Embodiment 2, the fuel rods 201 arranged in the central region are the centers of the 3rd row, 5th row, 7th row, 9th row, 11th row, and 13th row of the first fuel rod array 531. The fuel rods 201 are arranged at the center of the fourth row, the sixth row, the eighth row, the tenth row, and the twelfth row of the second fuel rod array 532.

また、最外層に配置される燃料棒201とは、第1燃料棒配列531のうち、第1列、第15列、第1燃料棒配列531のうち、第3列、第5列、第7列、第9列、第11列、第13列の最外側(左右両側の最も外側)に、及び、第2燃料棒配列532の最外側(左右両側の最も外側)に、配置される燃料棒201である。 In addition, the fuel rods 201 arranged in the outermost layer are the first row, the fifteenth row, the third row, the fifth row, and the seventh row of the first fuel rod array 531 of the first fuel rod array 531. Fuel rods arranged at the outermost positions (outermost on both left and right sides) of the rows, 9th, 11th, and 13th rows, and at the outermost positions (outermost on both left and right sides) of the second fuel rod array 532 It is 201.

また、最外層から1層内側に配置される燃料棒201とは、第1燃料棒配列531のうち、第3列、第5列、第7列、第9列、第11列、第13列において、最外側から1層内側に、第2燃料棒配列532のうち、第2列、第14列の中央部に、及び、第2燃料棒配列232のうち、第4列、第6列、第8列、第10列、第12列において、最外側から1層内側に、配置される燃料棒201である。 In addition, the fuel rods 201 arranged one layer inside from the outermost layer are the 3rd, 5th, 7th, 9th, 11th, and 13th columns of the first fuel rod array 531. , from the outermost layer to the center of the second row and the fourteenth row of the second fuel rod array 532, and of the second fuel rod array 232, the fourth row, the sixth row, In the 8th, 10th, and 12th rows, fuel rods 201 are arranged one layer inside from the outermost side.

このように、第1燃料棒2011は、第1燃料棒配列531(第1列、第15列)に12本が配置され、第2燃料棒配列532(第2列、第14列)の最外層の左右に1本づつ(合計2本)が配置され、第1燃料棒配列531(第3列、第5列、第7列、第9列、第11列、第13列)の最外層の左右に1本づつ及び中央領域に8本(合計10本)が配置され、第2燃料棒配列532(第4列、第6列、第8列、第10列、第12列)の最外層の左右に1本づつ及び中央領域に9本(合計11本)が配置される。 In this way, 12 of the first fuel rods 2011 are arranged in the first fuel rod array 531 (first row, 15th row), and the most of the second fuel rod array 532 (second row, 14th row). One fuel rod on each side of the outer layer (two in total) is arranged in the outermost layer of the first fuel rod array 531 (3rd row, 5th row, 7th row, 9th row, 11th row, 13th row). One fuel rod on each side and eight rods (total 10 rods) are arranged in the center area of One on each side of the outer layer and nine on the central region (11 in total).

また、このように、第2燃料棒2012は、第2燃料棒配列532(第2列、第14列)の中央部に11本が配置され、第1燃料棒配列531(第3列、第5列、第7列、第9列、第11列、第13列)の最外層から1層内側の左右に1本づつ(合計2本)が配置され、第2燃料棒配列532(第4列、第6列、第8列、第10列、第12)の最外層から1層内側の左右に1本づつ(合計2本)が配置される。 In addition, in this way, 11 of the second fuel rods 2012 are arranged in the center of the second fuel rod array 532 (second row, 14th row), and 5th row, 7th row, 9th row, 11th row, 13th row), one on each side (two in total) from the outermost layer one layer inside, and the second fuel rod array 532 (fourth row). one on each side (two in total) one layer inside from the outermost layer of each row (6th row, 8th row, 10th row, 12th row).

また、実施例2において、最外層に配置される燃料棒201とチャンネルボックス203との間に形成される間隙とは、具体的には、以下のとおりである。
(1)チャンネルボックス203の4つのコーナ部分に形成される間隙520、
(2)チャンネルボックス203の側壁部212と最外層に配置される燃料棒201とで形成される、及び、チャンネルボックス203の側壁部214と最外層に配置される燃料棒201とで形成される間隙521、
(3)チャンネルボックス203の側壁部211と最外層に配置される燃料棒201とで形成される、及び、チャンネルボックス203の側壁部211と最外層に配置される燃料棒201とで形成される間隙522。
Moreover, in Example 2, the gap formed between the fuel rod 201 arranged in the outermost layer and the channel box 203 is specifically as follows.
(1) Gaps 520 formed in the four corner parts of the channel box 203,
(2) Formed by the side wall 212 of the channel box 203 and the fuel rods 201 arranged in the outermost layer, and formed by the side wall 214 of the channel box 203 and the fuel rods 201 arranged in the outermost layer Gap 521,
(3) Formed by the side wall 211 of the channel box 203 and the fuel rods 201 arranged in the outermost layer, and formed by the side wall 211 of the channel box 203 and the fuel rods 201 arranged in the outermost layer Gap 522.

実施例2では、つまり、187燃料集合体500では、間隙520の断面積は、間隙521の断面積よりも、小さい。これにより、間隙520に偏在して流通する冷却水118の流れは、間隙521に偏在して流通する冷却水118の流れよりも、少ない。 In Example 2, that is, in the 187 fuel assembly 500, the cross-sectional area of the gap 520 is smaller than the cross-sectional area of the gap 521. As a result, the flow of the cooling water 118 unevenly distributed in the gap 520 is smaller than the flow of the cooling water 118 unevenly distributed in the gap 521.

このため、実施例2では、つまり、187燃料集合体500では、第1燃料棒2011を、最外層に、均等に(一律に、1層のみ)配置し、第2燃料棒2012を、最外層から1層内側に、均等に(一律に、1層のみ)配置することができる。 Therefore, in Example 2, that is, in the 187 fuel assembly 500, the first fuel rods 2011 are arranged evenly (uniformly, only in one layer) in the outermost layer, and the second fuel rods 2012 are arranged in the outermost layer. They can be arranged evenly (uniformly, only in one layer) one layer inside.

つまり、187燃料集合体500では、第1燃料棒2011を、中央領域及び最外層の1層のみに配置し、第2燃料棒2012を、最外層から1層内側の1層のみに配置することにより、最外層から1層内側に配置される燃料棒201の除熱性能を向上させることができる。 That is, in the 187 fuel assembly 500, the first fuel rods 2011 are arranged only in the central region and one layer in the outermost layer, and the second fuel rods 2012 are arranged only in one layer one layer inside from the outermost layer. Accordingly, the heat removal performance of the fuel rods 201 arranged one layer inside from the outermost layer can be improved.

つまり、187燃料集合体500のような、間隙520の断面積が、間隙521の断面積よりも、小さい燃料集合体500においては、第1燃料棒2011及び第2燃料棒2012を、実施例2のように配置することにより、最外層から1層内側に配置される燃料棒201の除熱性能を向上させることができる。 In other words, in a fuel assembly 500 such as the 187 fuel assembly 500 in which the cross-sectional area of the gap 520 is smaller than the cross-sectional area of the gap 521, the first fuel rod 2011 and the second fuel rod 2012 are By arranging the fuel rods 201 as shown in FIG.

実施例2によれば、最外層に配置される燃料棒201とチャンネルボックス203との間に形成される間隙に偏在して流通する冷却水118の流れを抑制し、最外層付近に配置される燃料棒201の発熱分布を考慮し、最外層から1層内側に配置される燃料棒201の除熱性能を向上させることができる。 According to the second embodiment, the flow of the cooling water 118 unevenly distributed in the gap formed between the fuel rods 201 arranged in the outermost layer and the channel box 203 is suppressed, and the cooling water 118 is arranged near the outermost layer. Considering the heat generation distribution of the fuel rods 201, it is possible to improve the heat removal performance of the fuel rods 201 arranged one layer inside from the outermost layer.

次に、実施例3に記載する燃料集合体200に配置される2種類の燃料棒601の鉛直断面を説明する。 Next, vertical cross sections of two types of fuel rods 601 arranged in the fuel assembly 200 described in Example 3 will be explained.

図6は、実施例3に記載する燃料集合体200に配置される2種類の燃料棒601の鉛直断面を説明する説明図である。 FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating vertical cross sections of two types of fuel rods 601 arranged in the fuel assembly 200 described in the third embodiment.

実施例3に記載する燃料棒601は、実施例1に記載する燃料棒201と比較すると、第2燃料棒の燃料の燃料濃縮度が相違する。 The fuel rod 601 described in Example 3 is different from the fuel rod 201 described in Example 1 in the fuel enrichment of the fuel in the second fuel rod.

図6を使用して、実施例3において配置する燃料棒601である、第1燃料棒6011と第2燃料棒6012とを具体的に説明する。 The first fuel rod 6011 and the second fuel rod 6012, which are the fuel rods 601 arranged in Example 3, will be specifically described using FIG. 6.

第1燃料棒6012は、第1燃料棒6011の燃料の燃料濃縮度を「A」とする場合、第2燃料棒6012の上部の燃料の燃料濃縮度「C」は、第1燃料棒6011の燃料の燃料濃縮度「A」よりも、低くなり、第2燃料棒6012の下部の燃料の燃料濃縮度「B」は、第2燃料棒6012の上部の燃料の燃料濃縮度「C」よりも、低くなる。 In the first fuel rod 6012, when the fuel enrichment of the fuel in the first fuel rod 6011 is "A", the fuel enrichment of the fuel in the upper part of the second fuel rod 6012 is "C". The fuel enrichment "A" of the fuel is lower than that of the fuel, and the fuel enrichment "B" of the fuel in the lower part of the second fuel rod 6012 is lower than the fuel enrichment "C" of the fuel in the upper part of the second fuel rod 6012. , becomes lower.

第1燃料棒6011の燃料の燃料濃縮度を「A」とし、第2燃料棒6012の下部の燃料の燃料濃縮度を「B」とし、第2燃料棒6012の上部の燃料の燃料濃縮度を「C」とする。 The fuel enrichment of the fuel in the first fuel rod 6011 is "A", the fuel enrichment of the fuel in the lower part of the second fuel rod 6012 is "B", and the fuel enrichment of the fuel in the upper part of the second fuel rod 6012 is Let it be “C”.

燃料集合体200(集合体として)の平均の燃料濃縮度を1とする場合、「A」は以下の式(1)で算出される。 When the average fuel enrichment of the fuel assembly 200 (as an assembly) is assumed to be 1, "A" is calculated by the following equation (1).

A=C×{1+(1-B)×(N/N)×(L/L)}・・・・・(1)
ここで、Nは、第2燃料棒6012の本数であり、Nは、第1燃料棒6011の本数及び第2燃料棒6012の本数の和(燃料集合体200の全ての燃料棒の本数)である。また、Lは、第2燃料棒6012の上部の燃料濃縮度「A」の領域の長さ及び第2燃料棒6012の下部の燃料濃縮度「B」の領域の長さの和であり、Lは、第2燃料棒6012の下部の燃料濃縮度「B」の領域の長さである。
A=C×{1+(1-B)×(N 1 /N 2 )×(L 2 /L 1 )} (1)
Here, N 1 is the number of second fuel rods 6012, and N 2 is the sum of the number of first fuel rods 6011 and the number of second fuel rods 6012 (the number of all fuel rods in the fuel assembly 200). ). Further, L1 is the sum of the length of the upper region of the second fuel rod 6012 with fuel enrichment "A" and the length of the lower region of the second fuel rod 6012 with fuel enrichment "B", L 2 is the length of the region of fuel enrichment "B" at the bottom of the second fuel rod 6012.

つまり、実施例3では、式(1)は、式(2)となる。 That is, in the third embodiment, equation (1) becomes equation (2).

A=C×{1+(1-B)×(N/N)×(0.3/1.8)}・・・・・(2)
ここで、「1.8」は、第2燃料棒6012の燃料濃縮度「A」の領域の長さ及び第2燃料棒6012の燃料濃縮度「B」の領域の長さの和であり、「0.3」は、第2燃料棒6012の燃料濃縮度「B」の領域の長さである。
A=C×{1+(1-B)×(N 1 /N 2 )×(0.3/1.8)} (2)
Here, "1.8" is the sum of the length of the region of fuel enrichment "A" of the second fuel rod 6012 and the length of the region of fuel enrichment "B" of the second fuel rod 6012, “0.3” is the length of the region of the fuel enrichment “B” of the second fuel rod 6012.

また、「0.3/1.8」は、第2燃料棒6012の燃料濃縮度「A」の領域の長さ及び第2燃料棒6012の燃料濃縮度「B」の領域の長さの和に対する、第2燃料棒6012の燃料濃縮度「B」の領域の長さの割合である。 Furthermore, "0.3/1.8" is the sum of the length of the region of fuel enrichment "A" of the second fuel rod 6012 and the length of the region of fuel enrichment "B" of the second fuel rod 6012. This is the ratio of the length of the region of the fuel enrichment "B" of the second fuel rod 6012 to that of the second fuel rod 6012.

そして、「B」の燃料濃縮度を、平均の燃料濃縮度「1」よりも小さく設定し、「C」の燃料濃縮度を、平均の燃料濃縮度「1」と設定すると、「A」の燃料濃縮度は、平均の燃料濃縮度「1」よりも、大きくなる。 Then, if the fuel enrichment of "B" is set to be smaller than the average fuel enrichment "1" and the fuel enrichment of "C" is set to be lower than the average fuel enrichment "1", then the fuel enrichment of "A" The fuel enrichment becomes larger than the average fuel enrichment "1".

このように、実施例3では、第1燃料棒6011の燃料濃縮度「A」を、平均の燃料濃縮度「1」よりも、大きくすることができる。 In this manner, in the third embodiment, the fuel enrichment "A" of the first fuel rod 6011 can be made larger than the average fuel enrichment "1".

実施例3では、第2燃料棒6012の下部に、平均の燃料濃縮度「1」よりも、小さい、燃料濃縮度「B」の燃料を使用し、第1燃料棒6011に、平均の燃料濃縮度「1」よりも、大きい、燃料濃縮度「A」の燃料を使用する。 In the third embodiment, fuel with a fuel enrichment "B", which is smaller than the average fuel enrichment "1", is used in the lower part of the second fuel rod 6012, and fuel with the average fuel enrichment "B" is used in the first fuel rod 6011. Use fuel with a fuel enrichment of "A", which is greater than "1".

これにより、実施例3では、平均の燃料濃縮度を維持することができ、平均の燃料濃縮度の低下を抑制することができる。 As a result, in the third embodiment, the average fuel enrichment can be maintained and a decrease in the average fuel enrichment can be suppressed.

実施例3によれば、燃料集合体200の平均の燃料濃縮度を維持し、最外層に配置される燃料棒201とチャンネルボックス203との間に形成される間隙に偏在して流通する冷却水118の流れを抑制し、最外層付近に配置される燃料棒201の発熱分布を考慮し、最外層から1層内側に配置される燃料棒201の除熱性能を向上させることができる。 According to the third embodiment, the cooling water maintains the average fuel enrichment of the fuel assembly 200 and distributes unevenly in the gap formed between the fuel rods 201 arranged in the outermost layer and the channel box 203. 118, and considering the heat generation distribution of the fuel rods 201 arranged near the outermost layer, it is possible to improve the heat removal performance of the fuel rods 201 arranged one layer inside from the outermost layer.

次に、実施例4に記載する燃料集合体700の水平断面を説明する。 Next, a horizontal cross section of the fuel assembly 700 described in Example 4 will be explained.

図7は、実施例4に記載する燃料集合体700の水平断面を説明する説明図である。 FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a horizontal cross section of a fuel assembly 700 described in Example 4.

実施例4に記載する燃料集合体700は、実施例1に記載する燃料集合体200と比較すると、燃料棒201の配置が相違する。 The fuel assembly 700 described in Example 4 is different from the fuel assembly 200 described in Example 1 in the arrangement of fuel rods 201.

図7を使用して、燃料集合体700における、第1燃料棒7011、第2燃料棒7012、及び第3燃料棒7013の配置を具体的に説明する。第1燃料棒7011、第2燃料棒7012、及び第3燃料棒7013の配置は、以下のとおりである。
(1)第1燃料棒配列231(第1列、第15列)に配置される燃料棒701は、11本全て、第1燃料棒7011、
(2)第2燃料棒配列232に配置され、第2列、第14列に配置される燃料棒701は、中央部の6本が第1燃料棒7011、その外側の左右1本づつ(合計2本)が第2燃料棒7012、更に、その外側の左右1本づつ(合計2本)が第3燃料棒7013、更に、その外側の左右1本づつ(合計2本)が第1燃料棒7011、
(3)第3燃料棒配列233に配置され、第3列、第13列に配置される燃料棒701は、中央部の7本が第1燃料棒7011、その外側の左右1本づつ(合計2本)が第2燃料棒7012、更に、その外側の左右1本づつ(合計2本)が第3燃料棒7013、更に、その外側の左右1本づつ(合計2本)が第1燃料棒7011、
(4)第2燃料棒配列232に配置され、第4列、第12列に配置される燃料棒701は、中央部の8本が第1燃料棒7011、その外側の左右1本づつ(合計2本)が第2燃料棒7012、更に、その外側の左右1本づつ(合計2本)が第1燃料棒7011、
(5)その他の第2燃料棒配列232に配置され、第6列、第8列、第10列に配置される燃料棒701は、12本全て、第1燃料棒7011、
(6)その他の第3燃料棒配列233に配置され、第5列、第7列、第9列、第11列に配置される燃料棒701は、13本全て、第1燃料棒7011。
The arrangement of the first fuel rod 7011, the second fuel rod 7012, and the third fuel rod 7013 in the fuel assembly 700 will be specifically described using FIG. 7. The arrangement of the first fuel rod 7011, the second fuel rod 7012, and the third fuel rod 7013 is as follows.
(1) All 11 fuel rods 701 arranged in the first fuel rod array 231 (first row, 15th row) are the first fuel rods 7011,
(2) The fuel rods 701 arranged in the second fuel rod array 232 and arranged in the second row and the fourteenth row are six in the center as the first fuel rods 7011, and one each on the left and right outside of the first fuel rods (total 2 fuel rods) are the second fuel rods 7012, furthermore, one each on the left and right on the outside (total of 2) are the third fuel rods 7013, and furthermore, one on each of the left and right on the outside (total of 2) are the first fuel rods. 7011,
(3) The fuel rods 701 arranged in the third fuel rod array 233 and arranged in the third row and the thirteenth row are seven in the center as the first fuel rods 7011, and one each on the left and right outside of the first fuel rods (total 2 fuel rods) are the second fuel rods 7012, furthermore, one each on the left and right on the outside (total of 2) are the third fuel rods 7013, and furthermore, one on each of the left and right on the outside (total of 2) are the first fuel rods. 7011,
(4) The fuel rods 701 arranged in the second fuel rod array 232 and arranged in the 4th and 12th rows are: eight in the center are the first fuel rods 7011, and one each on the left and right on the outside (total 2 fuel rods) are the second fuel rods 7012, and further, one each on the left and right outside of the first fuel rods (two in total) are the first fuel rods 7011,
(5) All 12 fuel rods 701 arranged in the other second fuel rod array 232 and arranged in the 6th row, the 8th row, and the 10th row are the 1st fuel rods 7011,
(6) All 13 fuel rods 701 arranged in the other third fuel rod array 233 and arranged in the 5th, 7th, 9th, and 11th rows are the first fuel rods 7011.

そして、実施例4では、チャンネルボックス203の4つのコーナ部分の近傍に配置される燃料棒701の熱出力が最も高くなるとの知見を考慮する。 In the fourth embodiment, the knowledge that the fuel rods 701 disposed near the four corner portions of the channel box 203 have the highest thermal output is taken into consideration.

つまり、実施例4では、燃料棒701は、合計184本の燃料棒701が配置される燃料集合体700(以下、この燃料集合体700を「184燃料集合体700」と称する場合がある。)のチャンネルボックス203の4つのコーナ部分の近傍に、第2燃料棒7012及び第3燃料棒7013が配置され、これら以外に、第1燃料棒7011が配置される。 That is, in the fourth embodiment, the fuel rods 701 are arranged in a fuel assembly 700 in which a total of 184 fuel rods 701 are arranged (hereinafter, this fuel assembly 700 may be referred to as "184 fuel assembly 700"). A second fuel rod 7012 and a third fuel rod 7013 are arranged near the four corner portions of the channel box 203, and in addition to these, a first fuel rod 7011 is arranged.

なお、実施例4では、チャンネルボックス203の4つのコーナ部分の近傍に配置される燃料棒7012及び第3燃料棒7013とは、第2燃料棒配列232であって、第2列、第14列のうち、最外側から2層目及び3層目の左右2本づつ(合計4本)に配置され、第3燃料棒配列233であって、第3列、第13列のうち、最外側から2層目及び3層目の左右2本づつ(合計4本)に配置され、第2燃料棒配列232であって、第4列、第12列のうち、最外側から1層目の左右1本づつ(合計2本)に配置される燃料棒701である。 In the fourth embodiment, the fuel rods 7012 and the third fuel rods 7013 arranged near the four corner portions of the channel box 203 are the second fuel rod array 232, and the second row and the fourteenth row Among them, two fuel rods are placed on the left and right sides of the second and third layers from the outermost side (total 4 rods), and are the third fuel rod array 233, from the outermost side of the third row and the thirteenth row. The second fuel rod array 232 is arranged on the left and right sides of the second and third layers (total 4 rods), and among the fourth and twelfth columns, one on the left and right of the first layer from the outermost side. The fuel rods 701 are arranged one by one (two in total).

また、実施例4では、チャンネルボックス203の4つのコーナ部分の近傍に配置される燃料棒7012及び第3燃料棒7013とは、第2燃料棒配列232であって、第2列、第14列のうち、中央部の外側の左右2本づつ(合計4本)に配置され、第3燃料棒配列233であって、第3列、第13列のうち、中央部の外側の左右2本づつ(合計4本)に配置され、第2燃料棒配列232であって、第4列、第12列のうち、中央部の外側の左右1本づつ(合計2本)に配置される燃料棒701である。 Further, in the fourth embodiment, the fuel rods 7012 and the third fuel rods 7013 arranged near the four corner parts of the channel box 203 are the second fuel rod array 232, and the second row and the fourteenth row Of these, two fuel rods are arranged on the left and right sides outside the center part (total 4 rods), and in the third row and the 13th row, two on the left and right sides outside the center part are arranged in the third fuel rod array 233. (total of 4 rods), and in the second fuel rod array 232, fuel rods 701 are arranged in the 4th and 12th rows, one each on the left and right outside of the center (total of 2 rods) It is.

そして、実施例4では、第2燃料棒7012の下部の燃料の燃料濃縮度及び第3燃料棒7013の下部の燃料の燃料濃縮度は、第1燃料棒7011の燃料の燃料濃縮度よりも、低い。更に、実施例4では、第3燃料棒7013の下部の燃料の燃料濃縮度は、第2燃料棒7012の下部の燃料の燃料濃縮度よりも、低い。 In the fourth embodiment, the fuel enrichment of the fuel in the lower part of the second fuel rod 7012 and the fuel enrichment of the fuel in the lower part of the third fuel rod 7013 are higher than the fuel enrichment of the fuel in the first fuel rod 7011. low. Furthermore, in the fourth embodiment, the fuel enrichment of the fuel in the lower part of the third fuel rod 7013 is lower than the fuel enrichment of the fuel in the lower part of the second fuel rod 7012.

つまり、燃料棒701は、チャンネルボックス203の4つのコーナ部分の近傍に配置される燃料棒701に、第2燃料棒7012及び第3燃料棒7013を使用すると共に、これら以外に配置される燃料棒701に、第1燃料棒7011を使用する。 In other words, the fuel rod 701 uses the second fuel rod 7012 and the third fuel rod 7013 for the fuel rod 701 arranged near the four corner parts of the channel box 203, and the fuel rods arranged other than these. 701, a first fuel rod 7011 is used.

このように、実施例4では、チャンネルボックス203の4つのコーナ部分の近傍に配置される燃料棒701の熱出力が最も高くなるとの知見に基づいて、チャンネルボックス203の4つのコーナ部分の近傍に配置される燃料棒701に、第2燃料棒7012及び第3燃料棒7013を使用する。これにより、チャンネルボックス203の4つのコーナ部分の近傍に配置される燃料棒701の除熱性能を向上させることができる。 As described above, in the fourth embodiment, based on the knowledge that the thermal output of the fuel rods 701 arranged near the four corner parts of the channel box 203 is highest, the fuel rods 701 arranged near the four corner parts of the channel box 203 are A second fuel rod 7012 and a third fuel rod 7013 are used for the fuel rod 701 to be arranged. Thereby, the heat removal performance of the fuel rods 701 arranged near the four corner portions of the channel box 203 can be improved.

また、第2燃料棒7012は、第2燃料棒配列232であって、第2列、第14列のうち、中央部の外側の左右1本づつに配置され、第3燃料棒配列233であって、第3列、第13列のうち、中央部の外側の左右1本づつに配置され、第2燃料棒配列232であって、第4列、第12列のうち、中央部の外側の左右1本づつに配置される。 Further, the second fuel rods 7012 are arranged in the second fuel rod array 232, one each on the left and right outside the center of the second row and the fourteenth row, and are arranged in the third fuel rod array 233. Among the third and 13th rows, one fuel rod is arranged on the left and right sides of the outside of the center, and the second fuel rod array 232 is arranged on the outside of the center of the fourth and 12th rows. One on each side.

また、第3燃料棒7013は、第2燃料棒配列232であって、第2列、第14列に配置される第2燃料棒7012の外側の左右1本づつに配置され、第3燃料棒配列233であって、第3列、第13列に配置される第2燃料棒7012の外側の左右1本づつに配置される。 Further, the third fuel rods 7013 are arranged in the second fuel rod array 232, one each on the left and right outside of the second fuel rods 7012 arranged in the second row and the fourteenth row. The fuel rods 7012 are arranged in the array 233, and are arranged one each on the left and right outside of the second fuel rods 7012 arranged in the third and thirteenth rows.

そして、燃料棒701は、チャンネルボックス203の4つのコーナ部分の近傍に配置される燃料棒701であって、チャンネルボックス203の中心からチャンネルボックス203の4つのコーナ部分に向かって、内側(説明の便宜上、「コーナ部分の内側」と称する)に第2燃料棒7012が配置され、外側(説明の便宜上、「コーナ部分の外側」と称する)に第3燃料棒7013が配置される。 The fuel rods 701 are arranged near the four corner parts of the channel box 203, and are arranged inward (in the description) from the center of the channel box 203 toward the four corner parts of the channel box 203. A second fuel rod 7012 is arranged on the outside (referred to as "inside the corner portion" for convenience of explanation), and a third fuel rod 7013 is arranged on the outside (referred to as "outside the corner portion" for convenience of explanation).

これにより、特に、コーナ部分に配置される燃料棒701の除熱性能を向上させることができる。 Thereby, the heat removal performance of the fuel rods 701 arranged in the corner portions can be particularly improved.

次に、実施例4に記載する燃料集合体700に配置される3種類の燃料棒701の鉛直断面を説明する
図8は、実施例4に記載する燃料集合体700に配置される3種類の燃料棒701の鉛直断面を説明する説明図である。
Next, vertical cross sections of three types of fuel rods 701 arranged in the fuel assembly 700 described in Example 4 will be explained. FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a vertical cross section of a fuel rod 701. FIG.

実施例4では、燃料棒701として、第1燃料棒7011(白丸)と、コーナ部分の内側に配置される第2燃料棒7012(斜線丸)と、コーナ部分の外側に配置される第3燃料棒7013(黒丸)と、を使用する。 In Example 4, the fuel rods 701 include a first fuel rod 7011 (white circle), a second fuel rod 7012 (hatched circle) placed inside the corner portion, and a third fuel rod 7012 placed outside the corner portion. Use bar 7013 (black circle).

第1燃料棒7011は、燃料棒701の有効長方向(上下方向)において、1つの燃料濃縮度の燃料(1種類の燃料ペレット)が使用され、第2燃料棒7012は、燃料棒701の有効長方向(上下方向)において、2つの燃料濃縮度の燃料(2種類の燃料ペレット)が使用され、第3燃料棒7013は、燃料棒701の有効長方向(上下方向)において、第2燃料棒7012と同等の2つの燃料濃縮度の燃料(第2燃料棒7012と同等の2種類の燃料ペレット)が使用される。 The first fuel rod 7011 uses fuel of one fuel enrichment (one type of fuel pellet) in the effective length direction (up and down direction) of the fuel rod 701, and the second fuel rod 7012 uses the effective length of the fuel rod 701. In the longitudinal direction (vertical direction), fuels with two fuel enrichments (two types of fuel pellets) are used, and the third fuel rod 7013 is the second fuel rod in the effective length direction (vertical direction) of the fuel rod 701. Two fuel enrichments of fuel equivalent to 7012 (two types of fuel pellets equivalent to second fuel rod 7012) are used.

そして、実施例4では、第1燃料棒7011の燃料濃縮度「A」の領域は1.8m、第2燃料棒7012の燃料濃縮度「A」の領域は1.5m及び燃料濃縮度「B」の領域は0.3m、第3燃料棒7013の燃料濃縮度「A」の領域は1.2m及び燃料濃縮度「B」の領域は0.6mとする。 In Example 4, the region of the fuel enrichment "A" of the first fuel rod 7011 is 1.8 m, the region of the fuel enrichment "A" of the second fuel rod 7012 is 1.5 m, and the region of the fuel enrichment "B" of the second fuel rod 7012 is 1.8 m. '' is 0.3 m, the area of fuel enrichment "A" of the third fuel rod 7013 is 1.2 m, and the area of fuel enrichment "B" is 0.6 m.

つまり、第2燃料棒7012と第3燃料棒7013とでは、燃料棒701の下部の燃料濃縮度「B」の有効長が相違し、第3燃料棒7013の下部の燃料濃縮度「B」の有効長が、第2燃料棒7012の下部の燃料濃縮度「B」の有効長よりも、長い。 In other words, the second fuel rod 7012 and the third fuel rod 7013 have different effective lengths for the fuel enrichment "B" in the lower part of the fuel rod 701, and the effective length of the fuel enrichment "B" in the lower part of the third fuel rod 7013 is different. The effective length is longer than the effective length of the lower fuel enrichment "B" of the second fuel rod 7012.

そして、第2燃料棒7012の上部の核分裂性プルトニウム富化度及び第3燃料棒7013の上部の核分裂性プルトニウム富化度は、第1燃料棒2011の核分裂性プルトニウム富化度と同等である。 The fissile plutonium enrichment in the upper part of the second fuel rod 7012 and the fissile plutonium enrichment in the upper part of the third fuel rod 7013 are equal to the fissile plutonium enrichment in the first fuel rod 2011.

また、第2燃料棒2012の下部の核分裂性プルトニウム富化度及び第3燃料棒7013の下部の核分裂性プルトニウム富化度は、第1燃料棒2011の核分裂性プルトニウム富化度、第2燃料棒2012の上部の核分裂性プルトニウム富化度、第3燃料棒7013の上部の核分裂性プルトニウム富化度よりも、低い。 Furthermore, the fissile plutonium enrichment in the lower part of the second fuel rod 2012 and the fissile plutonium enrichment in the lower part of the third fuel rod 7013 are the fissile plutonium enrichment in the first fuel rod 2011 and the fissile plutonium enrichment in the lower part of the third fuel rod 7013. The fissile plutonium enrichment in the upper part of 2012 is lower than the fissile plutonium enrichment in the upper part of the third fuel rod 7013.

また、第3燃料棒7013の下部の核分裂性プルトニウム富化度は、第2燃料棒2012の下部の核分裂性プルトニウム富化度よりも、低い。 Further, the fissile plutonium enrichment in the lower part of the third fuel rod 7013 is lower than the fissile plutonium enrichment in the lower part of the second fuel rod 2012.

燃料濃縮度「B」の燃料の核分裂性プルトニウム富化度は、燃料濃縮度「A」の燃料の核分裂性プルトニウム富化度よりも、低い。これにより、第2燃料棒2012の下部の燃料の燃料濃縮度及び第3燃料棒7013の下部の燃料の燃料濃縮度は、第1燃料棒2011の燃料の燃料濃縮度よりも、低い。 The fissile plutonium enrichment of the fuel with fuel enrichment "B" is lower than the fissile plutonium enrichment of the fuel with fuel enrichment "A". As a result, the fuel enrichment of the fuel in the lower part of the second fuel rod 2012 and the fuel enrichment of the fuel in the lower part of the third fuel rod 7013 are lower than the fuel enrichment of the fuel in the first fuel rod 2011.

そして、第3燃料棒7013の下部の燃料濃縮度「B」の有効長が、第2燃料棒7012の下部の燃料濃縮度「B」の有効長よりも、長いため、第3燃料棒7013の下部の燃料の燃料濃縮度は、第2燃料棒2012の下部の燃料の燃料濃縮度よりも、低い。 Since the effective length of the fuel enrichment "B" at the bottom of the third fuel rod 7013 is longer than the effective length of the fuel enrichment "B" at the bottom of the second fuel rod 7012, the effective length of the fuel enrichment "B" at the bottom of the third fuel rod 7013 is longer. The fuel enrichment of the lower fuel is lower than the fuel enrichment of the lower fuel of the second fuel rod 2012.

そして、実施例4では、特に、コーナ部分の外側に配置される燃料棒701の熱出力が更に高くなるとの知見を考慮する。 In the fourth embodiment, the knowledge that the thermal output of the fuel rods 701 arranged outside the corner portions is further increased is taken into account.

実施例4では、燃料集合体700の水平断面における燃料棒701の発熱係数は、以下のとおりである。
(1)第2燃料棒配列232であって、第2列、第14列に配置され、最外層から1層内側の左右1本づつに配置される燃料棒701、及び、第3燃料棒配列233であって、第3列、第13列に配置され、最外層から1層内側の左右1本づつに配置される燃料棒701、の平均の発熱係数は、燃料集合体700の平均の発熱係数の、1.5倍である。
(2)第2燃料棒配列232であって、第2列、第14列に配置され、最外層から2層内側の左右1本づつに配置される燃料棒701、第3燃料棒配列233であって、第3列、第13列に配置され、最外層から2層内側の左右1本づつに配置される燃料棒701、第2燃料棒配列232であって、第4列、第12列に配置され、最外層から1層内側の左右1本づつに配置される燃料棒701、第1燃料棒配列231(第1列、第15列)に配置され、左右1本づつに配置される燃料棒701、第2燃料棒配列232であって、第2列、第4列、第6列、第8列、第10列、第12列、第14列に配置され、最外層の左右1本づつに配置される燃料棒701、及び、第3燃料棒配列233であって、第3列、第5列、第7列、第9列、第11列、第13列に配置され、最外層の左右1本づつに配置される燃料棒701、の平均の発熱係数は、燃料集合体700の平均の発熱係数の、1.3倍である。
(3)第1燃料棒配列231(第1列、第15列)に配置され、左右1本づつに配置される燃料棒701を除く部分に配置される燃料棒701、の平均の発熱係数は、燃料集合体700の平均の発熱係数の、1.2倍である。
(4)これら以外に配置される燃料棒701の平均の発熱係数は、燃料集合体700の平均の発熱係数の、0.8倍である。
In Example 4, the heat generation coefficient of the fuel rods 701 in the horizontal cross section of the fuel assembly 700 is as follows.
(1) The second fuel rod array 232 includes fuel rods 701 arranged in the second and 14th rows, one on the left and one on the left and one layer inside from the outermost layer, and a third fuel rod array 233, the average heat generation coefficient of the fuel rods 701 arranged in the third and thirteenth rows, one on the left and one on the left and one layer inside from the outermost layer, is the average heat generation coefficient of the fuel assembly 700. It is 1.5 times the coefficient.
(2) In the second fuel rod array 232, the fuel rods 701 and the third fuel rod array 233 are arranged in the second and 14th rows, one on the left and one on the left and two layers inside from the outermost layer. The fuel rods 701 and the second fuel rod array 232 are arranged in the third row and the 13th row, one on the left and right two layers from the outermost layer, and the second fuel rod array 232 is arranged in the fourth row and the 12th row. The fuel rods 701 are arranged in the first fuel rod array 231 (first row, 15th row), one on the left and one on the left, one layer inside from the outermost layer. Fuel rods 701 and a second fuel rod array 232 are arranged in the second, fourth, sixth, eighth, tenth, twelfth, and fourteenth columns, and are located on the left and right sides of the outermost layer. The fuel rods 701 are arranged one by one, and the third fuel rod array 233 is arranged in the third row, fifth row, seventh row, ninth row, eleventh row, thirteenth row, and the third fuel rod array 233. The average heat generation coefficient of the fuel rods 701 arranged on each side of the outer layer is 1.3 times the average heat generation coefficient of the fuel assembly 700.
(3) The average heat generation coefficient of the fuel rods 701 arranged in the first fuel rod array 231 (first row, 15th row) excluding the fuel rods 701 arranged on the left and right sides is , is 1.2 times the average heat generation coefficient of the fuel assembly 700.
(4) The average heat generation coefficient of the fuel rods 701 arranged other than these is 0.8 times the average heat generation coefficient of the fuel assembly 700.

なお、燃料棒701の発熱係数が高いほど、燃料棒701の熱出力が高くなる。そして、発熱係数は、燃料棒701に使用される燃料の燃料濃縮度を調整することにより、設定することができる。 Note that the higher the heat generation coefficient of the fuel rods 701, the higher the thermal output of the fuel rods 701. The heat generation coefficient can be set by adjusting the fuel enrichment of the fuel used in the fuel rods 701.

実施例1では、燃料集合体200の水平断面における燃料棒201の発熱係数は、燃料集合体200の最外周のどの間隙に隣接していても一様に設定される。一方、実施例4では、燃料集合体700の水平断面における燃料棒701の発熱係数は、隣接する間隙の大きさに応じて設定される。 In the first embodiment, the heat generation coefficient of the fuel rods 201 in the horizontal cross section of the fuel assembly 200 is set uniformly regardless of which gap in the outermost periphery of the fuel assembly 200 the fuel rods 201 are adjacent to. On the other hand, in Example 4, the heat generation coefficient of the fuel rods 701 in the horizontal cross section of the fuel assembly 700 is set according to the size of the adjacent gap.

このように、実施例4では、チャンネルボックス203の4つのコーナ部分の近傍に、第2燃料棒7012及び第3燃料棒7013を配置し、これら以外に、第1燃料棒7011を配置し、コーナ部分の内側に第2燃料棒7012を配置し、コーナ部分の外側に第3燃料棒7013を配置する。 As described above, in the fourth embodiment, the second fuel rod 7012 and the third fuel rod 7013 are arranged near the four corner parts of the channel box 203, and in addition to these, the first fuel rod 7011 is arranged, and A second fuel rod 7012 is placed inside the section, and a third fuel rod 7013 is placed outside the corner section.

そして、実施例4では、燃料集合体700の下部において、第1燃料棒7011の燃料の燃料濃縮度を高く設定し、第2燃料棒7012の燃料の燃料濃縮度を、第1燃料棒7011の燃料の燃料濃縮度よりも、低く設定し、第3燃料棒7013の燃料の燃料濃縮度を、第2燃料棒7012の燃料の燃料濃縮度よりも、低く設定する。なお、燃料棒701の燃料の燃料濃縮度が高いほど、燃料棒701の熱出力が高い。 In the fourth embodiment, in the lower part of the fuel assembly 700, the fuel enrichment of the first fuel rod 7011 is set high, and the fuel enrichment of the fuel of the second fuel rod 7012 is set to be higher than that of the first fuel rod 7011. The fuel enrichment of the fuel in the third fuel rod 7013 is set lower than the fuel enrichment of the fuel in the second fuel rod 7012. Note that the higher the fuel enrichment of the fuel in the fuel rod 701, the higher the thermal output of the fuel rod 701.

これにより、実施例4によれば、特に、コーナ部分の外側に配置される燃料棒701の除熱性能を向上させることができる。 As a result, according to the fourth embodiment, it is possible to particularly improve the heat removal performance of the fuel rods 701 arranged outside the corner portions.

そして、実施例4によれば、最外層に配置される燃料棒701とチャンネルボックス203との間に形成される間隙に偏在して流通する冷却水118の流れを抑制し、最外層付近に配置される燃料棒701の発熱分布を考慮し、コーナ部分に配置される燃料棒701の除熱性能を向上させることができる。 According to the fourth embodiment, the flow of the cooling water 118 unevenly distributed in the gap formed between the fuel rods 701 arranged in the outermost layer and the channel box 203 is suppressed, and the cooling water 118 is arranged near the outermost layer. In consideration of the heat generation distribution of the fuel rods 701, it is possible to improve the heat removal performance of the fuel rods 701 arranged at the corner portions.

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、具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を有するものに限定されるものではない。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications. For example, the above-described embodiments are specifically explained to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and the present invention is not necessarily limited to having all the configurations described.

また、ある実施例の構成の一部を、他の実施例の構成の一部に置換することもできる。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を追加することもできる。また、各実施例の構成の一部について、それを削除し、他の構成の一部を追加し、他の構成の一部と置換することもできる。 Furthermore, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with a part of the configuration of another embodiment. Furthermore, the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Further, it is also possible to delete a part of the configuration of each embodiment, add a part of another configuration, or replace it with a part of another configuration.

100…低減速スペクトル沸騰水型原子炉、101…原子炉圧力容器、102…炉心シュラウド、103…炉心、104…シュラウドヘッド、105…気水分離器、106…蒸気乾燥器、107…上部格子板、108…炉心支持板、109…燃料支持金具、110…制御棒案内管、111…制御棒駆動機構、113…インターナルポンプ、114…ダウンカマ、115…主蒸気配管、116…給水配管、117…インペラ、118…冷却水、200、500、700…燃料集合体、201、701…燃料棒、2011、6011、7011…第1燃料棒、2012、6012、7012…第2燃料棒、7013…第3燃料棒、203…チャンネルボックス、204…制御棒、211、212、213、214…側壁部、220、221、222、223、520、521、522…間隙、224…水ギャップ、231、531…第1燃料棒配列、232、532…第2燃料棒配列、233…第3燃料棒配列、404…タイロッド、405…スペーサ、406…第2燃料棒2012の下部、407…下部タイプレート、408…ハンドル、409…上部タイプレート、410…第1燃料棒2011の下部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100...Low moderation spectrum boiling water reactor, 101...Reactor pressure vessel, 102...Reactor core shroud, 103...Reactor core, 104...Shroud head, 105...Steam water separator, 106...Steam dryer, 107...Upper grid plate , 108... Core support plate, 109... Fuel support fitting, 110... Control rod guide tube, 111... Control rod drive mechanism, 113... Internal pump, 114... Downcomer, 115... Main steam piping, 116... Water supply piping, 117... Impeller, 118... Cooling water, 200, 500, 700... Fuel assembly, 201, 701... Fuel rod, 2011, 6011, 7011... First fuel rod, 2012, 6012, 7012... Second fuel rod, 7013... Third Fuel rod, 203...Channel box, 204...Control rod, 211, 212, 213, 214...Side wall portion, 220, 221, 222, 223, 520, 521, 522...Gap, 224...Water gap, 231, 531...No. 1 fuel rod array, 232, 532... second fuel rod array, 233... third fuel rod array, 404... tie rod, 405... spacer, 406... lower part of second fuel rod 2012, 407... lower tie plate, 408... handle , 409... Upper tie plate, 410... Lower part of the first fuel rod 2011.

Claims (10)

三角格子状に配置される複数の燃料棒と、前記燃料棒を配置する四角筒状のチャンネルボックスと、を有する燃料集合体であって、
前記燃料棒は、中央領域に配置される第1燃料棒と、その周囲に配置される第2燃料棒と、更に、その周囲に配置される前記第1燃料棒とを、有し、
前記第1燃料棒は、前記燃料棒の有効長方向において、1つの燃料濃縮度の燃料を有し、
前記第2燃料棒は、前記燃料棒の有効長方向において、2つの燃料濃縮度の燃料を有し、
前記第2燃料棒の下部の燃料の燃料濃縮度は、前記第1燃料棒の燃料の燃料濃縮度よりも、低いことを特徴とする燃料集合体。
A fuel assembly comprising a plurality of fuel rods arranged in a triangular lattice shape and a square cylindrical channel box in which the fuel rods are arranged,
The fuel rod includes a first fuel rod disposed in a central region, a second fuel rod disposed around the central region, and further the first fuel rod disposed around the first fuel rod,
the first fuel rod has one fuel enrichment in the effective length direction of the fuel rod;
The second fuel rod has two fuel enrichments in the effective length direction of the fuel rod,
A fuel assembly characterized in that the fuel enrichment of the fuel in the lower part of the second fuel rod is lower than the fuel enrichment of the fuel in the first fuel rod.
請求項1に記載する燃料集合体であって、
前記第2燃料棒の上部の燃料の燃料濃縮度は、前記第1燃料棒の燃料の燃料濃縮度と同等であることを特徴とする燃料集合体。
The fuel assembly according to claim 1,
A fuel assembly characterized in that the fuel enrichment of the fuel in the upper part of the second fuel rod is equal to the fuel enrichment of the fuel in the first fuel rod.
請求項2に記載する燃料集合体であって、
前記第2燃料棒の上部の核分裂性プルトニウム富化度は、前記第1燃料棒の核分裂性プルトニウム富化度と同等であり、前記第2燃料棒の下部の核分裂性プルトニウム富化度は、前記第1燃料棒の核分裂性プルトニウム富化度及び前記第2燃料棒の上部の核分裂性プルトニウム富化度よりも、低いことを特徴とする燃料集合体。
The fuel assembly according to claim 2,
The fissile plutonium enrichment in the upper part of the second fuel rod is equal to the fissile plutonium enrichment in the first fuel rod, and the fissile plutonium enrichment in the lower part of the second fuel rod is equal to the fissile plutonium enrichment in the lower part of the second fuel rod. A fuel assembly characterized in that the fissile plutonium enrichment of the first fuel rod and the fissile plutonium enrichment of the upper part of the second fuel rod are lower.
請求項2に記載する燃料集合体であって、
前記第1燃料棒を、最外層の1層のみに配置し、前記第2燃料棒を、最外層から1層内側の1層のみに配置することを特徴とする燃料集合体。
The fuel assembly according to claim 2,
A fuel assembly characterized in that the first fuel rods are arranged only in one outermost layer, and the second fuel rods are arranged only in one layer one layer inside from the outermost layer.
請求項1に記載する燃料集合体であって、
前記第2燃料棒の上部の燃料の燃料濃縮度は、前記第1燃料棒の燃料の燃料濃縮度よりも低く、前記第2燃料棒の下部の燃料の燃料濃縮度は、前記第2燃料棒の上部の燃料の燃料濃縮度よりも低いことを特徴とする燃料集合体。
The fuel assembly according to claim 1,
The fuel enrichment of the fuel in the upper part of the second fuel rod is lower than the fuel enrichment of the fuel in the first fuel rod, and the fuel enrichment of the fuel in the lower part of the second fuel rod is lower than the fuel enrichment of the fuel in the lower part of the second fuel rod. A fuel assembly characterized in that the fuel enrichment of the fuel in the upper part of the fuel assembly is lower than that of the fuel in the upper part of the fuel assembly.
請求項5に記載する燃料集合体であって、
前記第1燃料棒の燃料の燃料濃縮度をA、前記第2燃料棒の下部の燃料の燃料濃縮度をB、前記第2燃料棒の上部の燃料の燃料濃縮度をC、前記第2燃料棒の本数をN、全ての燃料棒の本数をNと、前記第2燃料棒の下部の燃料濃縮度の領域の長さ及び前記第2燃料棒の上部の燃料濃縮度の領域の長さの和をLと、前記第2燃料棒の下部の燃料濃縮度の領域の長さLと、する場合、
A=C×{1+(1-B)×(N/N)×(L/L)}
であることを特徴とする燃料集合体。
The fuel assembly according to claim 5,
The fuel enrichment of the fuel in the first fuel rod is A, the fuel enrichment of the fuel in the lower part of the second fuel rod is B, the fuel enrichment of the fuel in the upper part of the second fuel rod is C, and the second fuel The number of rods is N 1 , the number of all fuel rods is N 2 , the length of the lower fuel enrichment region of the second fuel rod, and the length of the upper fuel enrichment region of the second fuel rod. When the sum of the lengths is L1 and the length of the fuel enrichment region at the bottom of the second fuel rod is L2 ,
A=C×{1+(1-B)×(N 1 /N 2 )×(L 2 /L 1 )}
A fuel assembly characterized by:
三角格子状に配置される複数の燃料棒と、前記燃料棒を配置する四角筒状のチャンネルボックスと、を有する燃料集合体であって、
前記燃料棒は、前記チャンネルボックスの4つのコーナ部分の近傍に配置される第2燃料棒及び第3燃料棒と、これら以外に配置される第1燃料棒とを、有し、
前記第1燃料棒は、前記燃料棒の有効長方向において、1つの燃料濃縮度の燃料を有し、
前記第2燃料棒及び第3燃料棒は、前記燃料棒の有効長方向において、2つの燃料濃縮度の燃料を有し、
前記第2燃料棒及び第3燃料棒の下部の燃料の燃料濃縮度は、前記第1燃料棒の燃料の燃料濃縮度よりも、低いことを特徴とする燃料集合体。
A fuel assembly comprising a plurality of fuel rods arranged in a triangular lattice shape and a square cylindrical channel box in which the fuel rods are arranged,
The fuel rod includes a second fuel rod and a third fuel rod arranged near the four corner parts of the channel box, and a first fuel rod arranged other than these,
the first fuel rod has one fuel enrichment in the effective length direction of the fuel rod;
The second fuel rod and the third fuel rod have two fuel enrichments in the effective length direction of the fuel rod,
A fuel assembly characterized in that the fuel enrichment of the fuel in the lower portions of the second fuel rod and the third fuel rod is lower than the fuel enrichment of the fuel in the first fuel rod.
請求項7に記載する燃料集合体であって、
前記第3燃料棒の下部の燃料濃縮度の有効長が、前記第2燃料棒の下部の燃料濃縮度の有効長よりも、長いことを特徴とする燃料集合体。
The fuel assembly according to claim 7,
A fuel assembly characterized in that an effective length of fuel enrichment at a lower portion of the third fuel rod is longer than an effective length of fuel enrichment at a lower portion of the second fuel rod.
請求項8に記載する燃料集合体であって、
前記第2燃料棒が、コーナ部分の内側に配置され、
前記第3燃料棒が、コーナ部分の外側に配置されることを特徴とする燃料集合体。
The fuel assembly according to claim 8,
the second fuel rod is located inside the corner portion;
A fuel assembly characterized in that the third fuel rod is arranged outside a corner portion.
請求項1に記載する燃料集合体を有することを特徴とする沸騰水型原子炉。 A boiling water nuclear reactor comprising the fuel assembly according to claim 1.
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