JPH01229997A - Fuel assembly - Google Patents

Fuel assembly

Info

Publication number
JPH01229997A
JPH01229997A JP63054825A JP5482588A JPH01229997A JP H01229997 A JPH01229997 A JP H01229997A JP 63054825 A JP63054825 A JP 63054825A JP 5482588 A JP5482588 A JP 5482588A JP H01229997 A JPH01229997 A JP H01229997A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water
flow path
moderator
fuel
rod
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP63054825A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshi Ueda
精 植田
Toru Mitsutake
光武 徹
Norinobu Yokota
横田 徳信
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Nippon Atomic Industry Group Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP63054825A priority Critical patent/JPH01229997A/en
Publication of JPH01229997A publication Critical patent/JPH01229997A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve fuel economy by maximizing the passage resistance of a guide member of a moderator while preparing a passage resistant control mechanism for continuously reducing the passage resistance in accordance with the increase of the flow of a reactor core at the minimum flow of the reactor core of the moderator. CONSTITUTION:A lateral drain hole 23d is drilled in the side face of the upper end of a water rod 23 which is a moderator guide member and an orifice plate 27 is horizontally fixed on the upstream side thereof to form a passage resistant control mechanism. Since at the beginning of operation cycles the flow of cool ant is small and void of a reactor core is large, much plutonium is accumulated on the upper end of a long-sized, fuel rod 22a. On the other hand, at the end of the operation cycles the flow of the coolant is increased, passage resistance is reduced by the passage resistant control mechanism and the plutonium which is accumulated at the beginning of the operation cycles is burned. Therefore, the fuel economy can be planned.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は沸騰水型原子炉(以下BWRという)等の軽水
炉用の燃料集合体に係り、特にウォータロッドやウォー
タクロス等の減速材案内部材の流路抵抗を制御すること
によりスペクトルシフト運転を行なうことができる燃料
集合体に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a fuel assembly for a light water reactor such as a boiling water reactor (hereinafter referred to as BWR), and particularly relates to a fuel assembly for a light water reactor such as a boiling water reactor (hereinafter referred to as BWR), and in particular a fuel assembly such as a water rod or a water cross. The present invention relates to a fuel assembly capable of performing spectrum shift operation by controlling the flow path resistance of a moderator guide member.

(従来の技術) BWRの炉心に装荷される従来の燃料集合体の一例とし
ては第13図に示すように構成されたものがあり、この
燃料集合体1は角筒状のチャンネルボックス2内に燃料
バンドル3を収容している。
(Prior Art) An example of a conventional fuel assembly loaded into a BWR core is one constructed as shown in FIG. It houses the fuel bundle 3.

燃料バンドル3は燃料棒4の複数本を、例えば8行8列
の正方格子状に配列して、その中央部に燃料棒4より例
えば大径のウォータロッド5を配置し、これらの軸方向
に多段に配設された偏平角筒状のスペーサ6により束状
に結束している。
In the fuel bundle 3, a plurality of fuel rods 4 are arranged in a square grid of, for example, 8 rows and 8 columns, and a water rod 5 having a larger diameter than the fuel rods 4 is arranged in the center thereof, and the water rod 5 is arranged in the axial direction. They are bound into a bundle by spacers 6 in the shape of flat rectangular cylinders arranged in multiple stages.

また各燃料棒4およびウォータロッド5の上端部には上
部端栓7が、下端部には下部端栓8がそれぞれ固着され
、さらに、上部端栓7が上部タイブレート9に、下部端
栓8が下部タイブレート10にそれぞれ支持されている
Further, an upper end plug 7 is fixed to the upper end of each fuel rod 4 and water rod 5, and a lower end plug 8 is fixed to the lower end thereof. They are each supported by a lower tie plate 10.

下部タイブレート10はその間口10aから減速材と冷
却材としての機能を併有する炉水を図中矢印に示すよう
に内部に導入し、各燃料棒4相互間の間隙を下から上方
へ向けて胃流させ、その際に各燃料棒4から放出される
熱を除去する一方で、加熱されて炉心上部へ流れ、気液
二相流となる。
The lower tie plate 10 introduces reactor water, which functions as both a moderator and a coolant, into the interior from the opening 10a as shown by the arrow in the figure, and the gap between each fuel rod 4 is directed upward from below. At the same time, the heat emitted from each fuel rod 4 is removed, and the fuel rods are heated and flow to the upper part of the core, forming a gas-liquid two-phase flow.

そして、ウォータロッド5はその下端部の水入口5aよ
り炉水を内部へ導入し、軸方向上方へ案内して水出口5
bより外部へ流出させ、各燃料棒4の上端部に案内する
。ここで、炉水は主として減速材として作用し、緩やか
に炉心下部からその上方へ流れ、炉心上部で上記気液二
相流と合流して混合される。なお、チャンネルボックス
2の外周部およびウォータクロス(図示せず)によって
も、炉水がウォータロッド5と同様に炉心上方へ案内さ
れる。
The water rod 5 introduces reactor water into the interior from the water inlet 5a at its lower end, guides it upward in the axial direction, and guides the water to the water outlet 5a.
b and guided to the upper end of each fuel rod 4. Here, the reactor water mainly acts as a moderator, flows slowly from the lower part of the core to the upper part, and joins and mixes with the gas-liquid two-phase flow in the upper part of the core. Incidentally, the reactor water is also guided above the reactor core by the outer circumference of the channel box 2 and the water cross (not shown) in the same manner as the water rod 5.

ところで、BWRでは、原子炉出力が冷1i11.ll
流M(再循l)流量)と図示しない制御棒の挿贋によっ
て制御される。制御棒は近年では原子炉出力1,1仰の
ために使用される頻度が比較的少なく、主として冷IJ
I祠流吊の制御によって出力v制御が行なわれている。
By the way, in BWR, the reactor output is cold 1i11. ll
It is controlled by the flow M (recirculation l) flow rate) and the insertion of a control rod (not shown). In recent years, control rods have been used relatively infrequently due to the increase in reactor output, and are mainly used in cold IJs.
Output v control is performed by controlling the I-grind flow suspension.

これは燃料集合体1に対する熱的インパクトを低減し、
燃料棒4の健全性を確保する上でB W R特有の優れ
た制御手段であることはよく知られている。
This reduces the thermal impact on the fuel assembly 1,
It is well known that this is an excellent control means unique to BWR in ensuring the integrity of the fuel rods 4.

また、チャンネルボックス2内ではボイド(気泡)が燃
料集合体1上部へ行くほど多く41つ、燃料集合体1の
発熱部上端付近ではボイド率が70%を超えることもあ
り、燃料集合体1の下端よりやや上方がボイド発生の最
下位囲である。
Furthermore, in the channel box 2, the number of voids (bubbles) increases as you move toward the upper part of the fuel assembly 1, and the void ratio may exceed 70% near the upper end of the heat generating part of the fuel assembly 1. Slightly above the bottom edge is the lowest area where voids occur.

そして、従来の燃料集合体1は、燃料棒4の健全性を確
保するために、その出力分布を、運転サイクルの初期か
ら末期まで全期間に亘って軸方向になるべく−様な状態
にする必要があった。
In order to ensure the integrity of the fuel rods 4, the conventional fuel assembly 1 needs to have its output distribution as similar as possible in the axial direction throughout the entire period from the beginning to the end of the operation cycle. was there.

しかし、最近では燃料棒4の燃料液i管内面にバリア層
を設けることにより、燃料棒4の健全性を著しく向上さ
せているので、運転サイクル全期間を通して軸方向出力
分布をなるべく一定かつ平坦に保つ必要性が大幅に低下
した。
However, recently, by providing a barrier layer on the inner surface of the fuel liquid i-tube of the fuel rod 4, the integrity of the fuel rod 4 has been significantly improved. The need for maintenance has been significantly reduced.

BWRでは本来、炉心の上方へ行くに従ってボイド率が
高くなるので、出力分布は運転サイクル初期で燃料集合
体の上端部が抑えられる一方、燃料集合体の下端部に歪
む。
In a BWR, the void ratio originally increases as one moves upwards in the core, so the power distribution is suppressed at the upper end of the fuel assembly at the beginning of the operating cycle, but is distorted toward the lower end of the fuel assembly.

一方、運転サイクル末期では燃料集合体の下端部の核分
裂性核種濃度が燃焼により減耗し、燃料集合体上端部で
はボイドにより減耗が遅れると共にボイドによるスペク
トル硬化のためにプルトニウムがより多く蓄積され、そ
のために、炉心下方で出力が低下し、燃料集合体上端部
で高くなる挙動を示している。
On the other hand, at the end of the operating cycle, the concentration of fissile nuclides at the lower end of the fuel assembly is depleted by combustion, and at the upper end of the fuel assembly, depletion is delayed due to voids, and more plutonium is accumulated due to spectrum hardening due to voids. In contrast, the output decreases below the core and increases at the upper end of the fuel assembly.

このような本来の性質をなるべく利用するのが燃料の経
済性として優れているが、従来は燃料健全性の確保ない
し向上のために、燃料集合体下端部に、より多くの可燃
性毒物を配置したり、燃料集合体上端部の燃料濃縮度を
高めるなどして対処して来た。これらは中性子経済の悪
化を招き、あるいは燃料の燃え残りによる燃料経済性の
悪化をIGいていた。
Utilizing these inherent properties as much as possible is good for fuel economy, but in the past, more burnable poison was placed at the lower end of the fuel assembly in order to ensure or improve fuel integrity. The problem has been dealt with by increasing the fuel enrichment at the upper end of the fuel assembly. These caused a deterioration of the neutron economy, or caused a deterioration of the fuel economy due to unburned fuel.

このような自然現象的な性質は再循環流量の調節により
、相当広範囲に調節されるものであり、運転サイクル初
期では炉心のより下方でボイドが発生するため、冷却材
の圧力損失が高くなり、その結果、冷却材炉心流量が低
下しやすくなり、−方、運転サイクル末期では丁度、こ
れとは逆の挙動を示す。
This natural phenomenon can be adjusted over a fairly wide range by adjusting the recirculation flow rate; in the early stages of the operating cycle, voids occur lower in the core, resulting in high coolant pressure loss. As a result, the coolant core flow rate tends to decrease, and at the end of the operation cycle, exactly the opposite behavior occurs.

ところで、運転サイクル前半で減速材として機能する水
の密度を低下させ、中性子スペクトルを硬化さぜ、それ
によってプルトニウム生成を助長して蓄積し、このプル
トニウムを運転サイクル末期で減速材(水)の密度を上
昇させることにより、核分裂を起させることができれば
、核燃料の有効利用が図れることはよく知られており、
これを実施する手段として、B〜VRでは冷7J]材流
出制御法がある。
By the way, in the first half of the operation cycle, the density of water, which functions as a moderator, is reduced, hardening the neutron spectrum, and thereby promoting the production and accumulation of plutonium. It is well known that nuclear fuel can be used more effectively if nuclear fission can be caused by increasing the
As a means for implementing this, there is a cold 7J] material outflow control method for B to VR.

これは運転サイクル初期(BOC)で冷却材炉心流渋を
下げることにより、燃料集合体の下部で高出力とする一
方、燃料集合体の上部でボイド割合を高くして、プル1
〜ニウムを蓄積するものである。
This is achieved by lowering the coolant core flow resistance at the beginning of the operating cycle (BOC) to achieve high output in the lower part of the fuel assembly, while increasing the void ratio in the upper part of the fuel assembly to increase the
-Accumulates nium.

また、運転サイクル末I!11 (EOC)では炉心流
出を増大させることにより、燃料集合体の上部で高出力
とし、運転サイクル初期で蓄積されたプルトニウムと残
存ウランを燃焼させる。このような運転方法はスペクト
ルシフト運転と言われている。
Also, the end of the driving cycle! 11 (EOC), by increasing the core outflow, high power is generated in the upper part of the fuel assembly, and the plutonium and residual uranium accumulated at the beginning of the operating cycle are burned. Such a driving method is called spectrum shift driving.

BWRの運転サイクル初期ではウォータロッドをボイド
棒として、すなわちウォータロッドから水を排除するボ
イド棒とし、また、運転サイクル末14JIではウォー
タロッドとして利用できればスペクトルシフト運転はよ
り効果的となり、燃料の経済性を大幅に向上さぜること
ができる。このような特性は加圧水型原子炉(PWR)
においても全く同様である。
At the beginning of the BWR operation cycle, the water rod can be used as a void rod to remove water from the water rod, and if it can be used as a water rod at the end of the operation cycle in 14JI, spectral shift operation will be more effective and fuel economy will be improved. can be greatly improved. These characteristics are common in pressurized water reactors (PWRs).
The same is true for .

(発明が解決しようとする課題) そこで、本発明は上記事情を考慮してなされたもので、
その目的は燃料経済性を向上させることができる燃料集
合体を提供することを目的とする。
(Problem to be solved by the invention) Therefore, the present invention has been made in consideration of the above circumstances.
The objective is to provide a fuel assembly capable of improving fuel economy.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(課題を解決するための手段) 請求項1記載の発明は、核燃料を充填した複数本の燃料
棒と、これら燃料棒の下部から上部へ減速材を案内する
減速材案内iuとを有し、上記減速材に浸漬される炉心
に装荷される燃料集合体において、上記減速材の炉心流
出の最小時に上記減速材案内部材の流路抵抗を最大とす
る一方、この流路抵抗を上記炉心流出の増大に応じて連
続的に低減させる流路抵抗制t2I1m構を有すること
を特徴とする 請求項2記載の発明は、核燃料を充填した複数本の燃料
棒と、これら燃料棒の下部から上部へ減速材を案内する
減速材案内部材とを有し、上記減速材に浸漬される炉心
に装荷される燃料集合体において、中性子照射成長の最
小時に上記減速材案内部材の流路抵抗を最大とする一方
、この流路抵抗を上記中性子成長の増大に応じて連続的
に低減される流路抵抗制御機構を有することを特徴とす
る。
(Means for Solving the Problem) The invention according to claim 1 includes a plurality of fuel rods filled with nuclear fuel, and a moderator guide iu that guides the moderator from the bottom to the top of these fuel rods, In the fuel assembly loaded in the core immersed in the moderator, the flow path resistance of the moderator guide member is maximized when the moderator core outflow is at its minimum, and this flow path resistance is The invention according to claim 2 is characterized in that it has a flow path resistance control t2I1m structure that continuously reduces the resistance as the resistance increases. In a fuel assembly loaded in a reactor core immersed in the moderator, the flow path resistance of the moderator guide member is maximized when neutron irradiation growth is at a minimum; The present invention is characterized by having a flow path resistance control mechanism that continuously reduces this flow path resistance in accordance with the increase in neutron growth.

(作用) 〈請求項1記載の発明の作用〉 運転サイクル初期では冷却材の炉心流出が比較的小さく
、炉心のボイドが多いので、流路抵抗制御機構により減
速材案内部材の流路抵抗が高められている。
(Function) <Action of the invention according to claim 1> At the beginning of the operation cycle, the outflow of coolant from the core is relatively small and there are many voids in the core, so the flow path resistance of the moderator guide member is increased by the flow path resistance control mechanism. It is being

このために、減速材案内部材により燃料集合体の上端部
に案内される減速材の流量が低下し、燃料集合体の上部
のボイド率が高められ、スペクトル硬化のためにプルト
ニウムが燃料集合体に多く生成、蓄積される。
This reduces the flow rate of the moderator guided to the upper end of the fuel assembly by the moderator guide member, increases the void fraction in the upper part of the fuel assembly, and causes plutonium to enter the fuel assembly for spectral hardening. Generated and accumulated in large quantities.

一方、運転サイクル末期では冷却材の炉心流量が運転サ
イクル初期のときよりも増大され、炉心のボイドが低減
されるので、流路抵抗制御機構により減速材案内部材の
流路抵抗が低減される。
On the other hand, at the end of the operating cycle, the core flow rate of the coolant is increased compared to the initial stage of the operating cycle, and voids in the core are reduced, so the flow path resistance of the moderator guide member is reduced by the flow path resistance control mechanism.

このために、減速材案内部材により燃料集合体の上部に
案内される減速材の流出が増大し、燃料集合体の上部の
ボイド率が低減され、運転サイクル初期に蓄積されたプ
ルトニウムを燃焼する。
Therefore, the outflow of the moderator guided to the upper part of the fuel assembly by the moderator guide member is increased, the void fraction in the upper part of the fuel assembly is reduced, and the plutonium accumulated at the beginning of the operation cycle is combusted.

したがって本発明によれば、運転サイクル初期で生成蓄
積したプル1ヘニウムを運転サイクル末期で燃焼するこ
とができるので、その分、燃料経済性の向上を図ること
ができる。
Therefore, according to the present invention, the plu-1 henium generated and accumulated at the beginning of the operating cycle can be combusted at the end of the operating cycle, so that the fuel economy can be improved accordingly.

〈請求項2記載の発明の作用〉 運転サイクル初期では中性子照射量がまだ比較的少量で
あるので、中性子照射成長が少なく、流路抵抗制御機構
により減速材案内部材の流路抵抗が高められる。
<Action of the invention according to claim 2> At the beginning of the operation cycle, the amount of neutron irradiation is still relatively small, so neutron irradiation growth is small, and the flow path resistance of the moderator guide member is increased by the flow path resistance control mechanism.

このために、減速材案内部材により燃料集合体上部に案
内される減速材の流出が低下し、燃料集合体の上部のボ
イド率が高められ、スペクトル硬化のためにプルトニウ
ムムが燃料集合体に多く生成、蓄積される。
For this reason, the outflow of the moderator guided to the upper part of the fuel assembly by the moderator guide member is reduced, the void fraction in the upper part of the fuel assembly is increased, and more plutonium is added to the fuel assembly due to spectral hardening. Generated and accumulated.

一方、運転サイクル末期では中性干魚[が1転サイクル
初期のときよりも増大するので、中性子成長も増大し、
流路抵抗aill III機h′4により’tc5速材
案内材案内部材抵抗が低減される。
On the other hand, at the end of the operation cycle, the number of neutral dried fish increases more than at the beginning of the one-turn cycle, so neutron growth also increases.
The 'tc5 speed material guide material guide member resistance is reduced by the flow path resistance aill III machine h'4.

このために、減速材案内部材により燃料集合体の上端部
に案内される減速材の流量が増大し、燃料集合体の上端
部のボイド率が低減され、運転サイクル初期に蓄積され
たプルトニウムを燃焼することができる。
For this reason, the flow rate of the moderator guided to the upper end of the fuel assembly by the moderator guide member is increased, the void ratio at the upper end of the fuel assembly is reduced, and the plutonium accumulated at the beginning of the operation cycle is combusted. can do.

したがって本発明によっても、運転サイクル初期で生成
蓄積したプルトニウムを運転サイクル末期で燃焼するこ
とができるので、その分、燃料経済性の向上を図ること
ができる。
Therefore, according to the present invention, plutonium generated and accumulated at the beginning of the operating cycle can be combusted at the end of the operating cycle, so that fuel economy can be improved accordingly.

(実施例) 以下本発明の実施例を第1図〜第12図に基づいて説明
する。なお、第1図〜第12図中、其通ずる部分には同
一符号を付して、その重複した部分の説明は省略する。
(Example) Examples of the present invention will be described below based on FIGS. 1 to 12. Note that in FIGS. 1 to 12, common parts are denoted by the same reference numerals, and explanations of the overlapping parts will be omitted.

第1図は請求項1記載の発明の第1実施例の横断面図で
あり、この第1実施例の燃料集合体■は角筒状のチャン
ネルボックス21内に、正方格子状に配列された′Ij
数の燃料棒22と、これら燃料棒22のほぼ中央部に配
列された有蓋有底角筒状のウォータロッド23を収容し
ており、燃料棒22としては長尺型22aと、この長尺
型燃料棒22aの有効長全長]−の例えば3/4の短尺
型22bとを配置している。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a first embodiment of the invention as claimed in claim 1, in which fuel assemblies (2) of this first embodiment are arranged in a square lattice shape in a rectangular cylindrical channel box 21. 'Ij
It accommodates a number of fuel rods 22 and a water rod 23 in the shape of a rectangular cylinder with a lid and a bottom arranged approximately in the center of these fuel rods 22, and the fuel rods 22 include an elongated type 22a, and A short type 22b of, for example, 3/4 of the total effective length of the fuel rod 22a is arranged.

長尺型燃料棒22aとウォータロッド23はその上端部
を上部タイブレー1〜24に、また、その下端部を下部
タイブレート25により支持させ、短尺型燃料棒22b
と共に、これらの外周には角筒状のチャンネルボックス
21を外嵌している。
The long fuel rods 22a and the water rods 23 have their upper ends supported by the upper tie plates 1 to 24, and their lower ends supported by the lower tie plate 25, and are supported by the short fuel rods 22b.
At the same time, a rectangular cylindrical channel box 21 is fitted around the outer periphery of these.

ウォータロッド23は減速材案内部材であり、第1図の
]I−II線断面図である第2図に示すように、その上
端から1/4Lまでの部分の角筒幅を各燃料棒22の直
径よりも大きく形成するが、燃料集合体■の有効発熱部
下端より1/4Lまでの下端部23aを小幅に縮小し、
また、筒軸長を長尺型燃料棒22aの有効長全長りとほ
ぼ等長に形成している。
The water rod 23 is a moderator guide member, and as shown in FIG. 2, which is a sectional view taken along the line I-II in FIG. However, the lower end 23a up to 1/4L from the lower end of the effective heat generation of the fuel assembly (2) is slightly reduced,
Further, the cylinder axis length is formed to be approximately equal to the entire effective length of the elongated fuel rod 22a.

ウォータロッド23は小幅下端部23aの側面に少な(
とも1個の補助取入口23b、23bを幅方向に貫通さ
せて穿設すると共に、下端から1/4L付近の小幅下端
部23aの上端段部には複数の主取入口23c、23c
を軸方向にそれぞれ穿設し、補助取入口23b、23b
と共に、減速材としての礪能を有する炉水を内部に取入
れるようになっている。
The water rod 23 has a small (
In each case, one auxiliary intake port 23b, 23b is bored through the width direction, and a plurality of main intake ports 23c, 23c are provided at the upper end step of the narrow lower end portion 23a around 1/4L from the lower end.
are drilled in the axial direction to form auxiliary intake ports 23b and 23b.
At the same time, reactor water, which has the ability to act as a moderator, is introduced into the reactor.

そして、ウォータロッド23の上端部側面には横孔の排
出口23dを穿設し、この排出口23dよりも炉水の流
れ方向上流側(第2図では下方側)で、かつ近傍にてウ
ォータロッド23内にAリフイス板27を水平方向に平
行に固定している。
A horizontal outlet 23d is bored in the side surface of the upper end of the water rod 23, and the water is disposed upstream of the outlet 23d in the flow direction of the reactor water (lower side in FIG. 2) and near the outlet 23d. An A-rifice plate 27 is fixed in parallel to the horizontal direction within the rod 23.

オリフィス板27はその板厚方向に1通するオリフィス
28を複数個穿設しており、これらオリフィス28はそ
の孔径を炉水のボイド(気泡)に対しては流路抵抗が大
きい反面、液相に対しては小さくなるように設定してい
る。
The orifice plate 27 has a plurality of orifices 28 bored through it in the thickness direction, and these orifices 28 have a hole diameter that has a large flow resistance against voids (bubbles) in the reactor water. It is set so that it is small for .

したがって、オリフィス板27はオリフィス28を通る
炉水のボイドが増大するときに、その流路抵抗を連続的
に増大せしめて、ウォータロッド23内を通水する炉水
の通水量を減少させる一方、ボイドの減少に応じて流路
抵抗を連続的に低減せしめて、ウォータロッド23内を
通水づる炉水の通水量を増大させることができ、流路抵
抗制御機構に構成されている。
Therefore, when the void of reactor water passing through the orifice 28 increases, the orifice plate 27 continuously increases the flow path resistance and reduces the amount of reactor water flowing through the water rod 23. The passage resistance is continuously reduced in accordance with the decrease in voids, and the amount of reactor water flowing through the water rod 23 can be increased, and is configured as a passage resistance control mechanism.

次に本実施例を例えばBWR型原子炉の炉心に装荷した
場合の作用について説明する。
Next, the effect when this embodiment is loaded into the core of a BWR type nuclear reactor, for example, will be explained.

BWR型原子炉の炉心に装荷された燃料集合体■の軸方
向出力分布は第3図(A)に示すように分布し、その出
力ピークは、運転サイクル初+91(以下BOCという
)では燃料集合体重の有効発熱部下端(以下、下端とい
う)から1/4L付近までの下部にあるが、運転サイク
ル中期(以下MOCという)から運転サイクル末期(以
下EOCという)へ進行するに従って燃料集合体の上部
へと次第に移行して行く。
The axial power distribution of the fuel assembly ■ loaded in the core of a BWR reactor is distributed as shown in Figure 3 (A), and the output peak is at +91 (hereinafter referred to as BOC) at the beginning of the operating cycle. It is located in the lower part of the fuel assembly from the lower end of the effective heat generation (hereinafter referred to as the lower end) to around 1/4L of the body weight, but as it progresses from the middle of the operating cycle (hereinafter referred to as MOC) to the end of the operating cycle (hereinafter referred to as EOC), it increases to the upper part of the fuel assembly. gradually transition to.

このような軸方向出力分布の主たる原因は第3図(B)
で示すボイド率変化に起因し、燃料集合体Iの下端から
ほぼ3/4L付近までのボイド率がBOCからMOC,
EOCへと進行するに従って順次低下する。これは炉水
の炉心流mがBOCで最小であり、MOC,EOCへと
順次進行するに従って増大し、炉水圧力が昇圧してボイ
ドを潰す効率が向上するためである。
The main cause of such axial power distribution is shown in Figure 3 (B).
Due to the change in void ratio shown by
It gradually decreases as it progresses to EOC. This is because the core flow m of reactor water is minimum at BOC and increases as it progresses sequentially to MOC and EOC, increasing the reactor water pressure and improving the efficiency of crushing voids.

また、第3図(B)に示すようにボイドが発生し始める
ボイド発生点は燃料集合体■の下端から1/4Lまでの
間に分布しているので、この1/4L近傍に主取入口2
3c、23cを設けると、オリフィス板27を設けない
場合であっても、BoCでウォータロッド23内により
多くのボイドを取り込み、そのウォータロッド23内の
ボイド率を高ることができる一方、EOCでよりボイド
率の低い炉水を取り込むことができる。
In addition, as shown in Figure 3 (B), the point where voids begin to occur is distributed between the bottom end of the fuel assembly ■ and 1/4L, so the main intake is located near this 1/4L. 2
3c and 23c, even if the orifice plate 27 is not provided, more voids can be taken into the water rod 23 by BoC and the void ratio in the water rod 23 can be increased. It is possible to take in reactor water with a lower void ratio.

そして、BOCでは再循環流量が全運転サイクルのうち
で比較的少なく、炉水の炉心流量が比較的少量であるの
で、第3図(B)に示すようにウォータロッド23の各
主取入口23C,23c周りのボイド率が高く、これら
主取入口23c、23Cよりウォータロッド23内へ取
り入れたボイドと液相の炉水は第2図中矢印に示すよう
に上方へ昇流し、オリフィス板27の下面側(上流側)
に到達する。
In the BOC, since the recirculation flow rate is relatively small in the entire operation cycle and the core flow rate of reactor water is relatively small, each main intake port 23C of the water rod 23 is shown in FIG. 3(B). , 23c is high, and the voids and liquid-phase reactor water taken into the water rod 23 through these main intakes 23c and 23C rise upward as shown by the arrows in FIG. Bottom side (upstream side)
reach.

このオリフィス板27の下面側ではボイドが各オリフィ
ス28に溜まるので、ここでのボイド率が高まり、液相
の炉水の流路が狭隘化して各オリフィス28の流路抵抗
が連続的に増大し、これらオリフィス28を通る液相の
通水量が減少し、排出口23dより外部へ流出して、長
尺型燃料棒22aの上端部へ案内される炉水が減少する
Since voids accumulate in each orifice 28 on the lower surface side of this orifice plate 27, the void ratio increases here, the flow path of liquid phase reactor water becomes narrower, and the flow path resistance of each orifice 28 increases continuously. The amount of liquid phase flowing through these orifices 28 is reduced, and the amount of reactor water flowing out from the discharge port 23d and guided to the upper end of the long fuel rod 22a is reduced.

したがって、これら長尺型燃料棒22aの上端部では液
相の炉水による中性子減速効果が低減し、長尺型燃料棒
22a内上端部にはプルトニウムがより多く生成し、蓄
積される。
Therefore, at the upper ends of these long fuel rods 22a, the neutron moderating effect of the liquid phase reactor water is reduced, and more plutonium is produced and accumulated at the upper ends of the long fuel rods 22a.

一方、EOCでは再循環流儀がBOCのときよりも増大
され、炉水の炉心流量も増大されるので、第3図(B)
に示すようにウォータロッド23の各主取入ロ23C,
23G周りのボイド率が低減する。
On the other hand, in EOC, the recirculation flow is increased compared to BOC, and the core flow rate of reactor water is also increased, as shown in Figure 3 (B).
As shown in the figure, each main intake hole 23C of the water rod 23,
The void rate around 23G is reduced.

このために、各主取入口23G、23Gよりウォータロ
ッド23内へ取り入れられたボイドが低減する一方で、
液相の炉水が増大し、オリフィス板27の下面側(上流
側)に到達する。
For this reason, while the voids introduced into the water rod 23 from each main intake port 23G, 23G are reduced,
The liquid phase reactor water increases and reaches the lower surface side (upstream side) of the orifice plate 27.

このオリフィス板27の下面側に溜まるボイドが低減す
るので、その分、各オリフィス板28の流路w1抗が連
続的に低減し、これらオリフィス28を通る液相の通水
量が増大し、排出口23dより外部へ流出して、長尺型
燃料棒22aの上端部へ案内される炉水が増大する。
Since the voids accumulated on the lower surface side of the orifice plate 27 are reduced, the flow path w1 resistance of each orifice plate 28 is continuously reduced by that amount, and the flow rate of the liquid phase passing through these orifices 28 is increased. The reactor water flowing out from 23d and guided to the upper end of the long fuel rod 22a increases.

したがって、これら長尺型燃料棒22aの上端部では液
相の炉水による中性子減速効果が増大し、BOCの際に
長尺型燃料棒22a内上端部に蓄積されたプルトニウム
を燃焼させることができる。
Therefore, at the upper ends of these long fuel rods 22a, the neutron moderating effect by the liquid phase reactor water increases, and the plutonium accumulated at the upper ends of the long fuel rods 22a can be burned during BOC. .

したがって、プルトニウムを燃焼することができる分だ
け、燃料経済性の向上を図ることができる。
Therefore, fuel economy can be improved by the amount of plutonium that can be burned.

第4図は請求項1記載の発明の第2〜第6実施例の各要
部を、図中左端の縦軸で示ず炉心有効部下端りに対応さ
ゼてそれぞれ示しており、第2実施例のウォータロッド
23IIは炉心有効部下端(以下、下端という)から1
/4L付近までを切除して終端し、その終端部を支持す
るスペーサ29が炉水の流体抵抗を生じるのを利用して
、そのスペーサ29の付近に主取入口23cIrを開口
させ、炉水をスペーサ29により主取入口23cI[へ
案内させ、主取入口23clIからウォータロッド23
II内へ取水される取水最の増大を図っている。
FIG. 4 shows the main parts of the second to sixth embodiments of the invention as claimed in claim 1, not shown along the vertical axis at the left end of the figure, but corresponding to the effective lower end of the core. The water rod 23II of the embodiment is 1 from the effective lower end of the core (hereinafter referred to as the lower end).
The main intake port 23cIr is opened in the vicinity of the spacer 29, and the main intake port 23cIr is opened near the spacer 29 to drain the reactor water. The spacer 29 guides the water rod 23 from the main intake port 23cI to the main intake port 23cI.
The aim is to maximize the amount of water taken into II.

第3実施例のウォータロッド231[[は下部タイプレ
ート25より下方にある高圧炉水を駆動水として利用し
、ジェットポンプの原理により主取入口23CI[[か
らの炉水の取水mの増大を図っている すなわち、ウォータロッド23゛■は下端から1/4L
付近の箇所で上部23111aと下部23IIIbとに
分断し、この下部23mbの図中上端部を縮径し、その
縮径端部を上部23DIaの開口底部内に同輪状に延伸
し、挿入して固着し、縮径端部外周に複数の取入口23
cIffを所要のピッチで開口させ、一方、下部231
11bの底部を下部タイブレート25より下方にて全面
的に開口3oさせている。
The water rod 231 [[ of the third embodiment uses high-pressure reactor water located below the lower tie plate 25 as driving water, and increases the intake m of reactor water from the main intake port 23CI [[ by the jet pump principle. In other words, the water rod 23゛■ is 1/4L from the bottom end.
It is divided into an upper part 23111a and a lower part 23IIIb at a nearby point, and the upper end of this lower part 23mb in the figure is reduced in diameter, and the reduced diameter end is extended into the opening bottom of the upper part 23DIa in the same ring shape, and is inserted and fixed. There are multiple intake ports 23 on the outer periphery of the reduced diameter end.
cIff is opened at a required pitch, while the lower part 231
The bottom of 11b is entirely opened 3o below the lower tie plate 25.

したがって、下部タイブレート25より下側の高圧水が
ウォータロッド23111の下部231ffbの底部開
口30よりその内部へ導入され、上方へ昇流して上部2
3maの底部内へ導入されると、その動圧により各主取
入口23clI[周りの静圧を適宜低下せしめる。
Therefore, high-pressure water below the lower tie plate 25 is introduced into the bottom opening 30 of the lower part 231ffb of the water rod 23111, rises upward, and flows into the upper part 231ffb of the water rod 23111.
When introduced into the bottom of the 3 ma, the dynamic pressure causes the static pressure around each main intake port 23clI to be appropriately reduced.

したがって、ジェットポンプの原理により主取入口23
cll[からウォータロッド23TII内へ取入れる炉
水の増大を図ることができ、その取水増大のために、オ
リフィス板27を上下2段に設けて、オリフィス効果の
確実を図っている。
Therefore, according to the jet pump principle, the main intake 23
It is possible to increase the amount of reactor water taken into the water rod 23TII from the water rod 23TII, and to increase the water intake, orifice plates 27 are provided in two stages, upper and lower, to ensure the orifice effect.

第4実施例のウォータロッド231Vも下部タイブレー
ト25より下方の高圧炉水を駆動水として利用するもの
であり、ウォータロッド23rVの下端から1/4L付
近に間口させた主取入口23c■の内方に、上下両端を
開口させた筒状の回転弁31を収容し、この回転弁31
に同軸に固着されて下方に延伸する回転軸318の下端
部に駆動用ファン32.32を上下2段に固着し、その
上部の駆動用)7ン32の外周には環状のフロー絞り3
3を固着し、上下2段の駆動用ファン32,32の上方
および下方に各駆動用ファン32.32の上下方向の過
度の移動を規制するストッパー33.33をそれぞれ設
けている。
The water rod 231V of the fourth embodiment also uses the high-pressure reactor water below the lower tie plate 25 as driving water, and the water rod 231V is located inside the main intake port 23c, which has a frontage approximately 1/4L from the lower end of the water rod 23rV. A cylindrical rotary valve 31 with both upper and lower ends open is accommodated in the rotary valve 31.
Driving fans 32 and 32 are fixed to the lower end of a rotating shaft 318 that is coaxially fixed to the rotating shaft 318 and extends downward in two stages, upper and lower.
Stoppers 33, 33 are provided above and below the two stages of driving fans 32, 32 to restrict excessive movement of each driving fan 32, 32 in the vertical direction.

したがって、ウォータロッド23rVの底部間口301
Vより内部へ流入した高圧炉水は上方へ昇流する際に駆
動用ファン32.32を回転させて、回転弁31を回転
させ、その回転速度に応じて主取入口23CrVの内側
の静圧を制すロする。
Therefore, the bottom opening 301 of the water rod 23rV
When the high-pressure reactor water that has flowed into the interior from the To control.

すなわち、回転弁31の回転速度が高速のときには、そ
の周囲の動圧が高くなる分だけ、静圧が低くなって主取
入口23CTVより取水される炉水の取水量が増大する
一方、回転弁31の回転速度が低速のときには、その逆
となり、主取入口23c■からの炉水の取水8が減少づ
る。
That is, when the rotational speed of the rotary valve 31 is high, the static pressure decreases by the amount that the surrounding dynamic pressure increases, and the amount of reactor water taken in from the main intake port 23CTV increases. When the rotational speed of the main intake port 23c is low, the opposite is true, and the intake of reactor water 8 from the main intake port 23c-2 decreases.

したがって、主取入口23cTVからウォータロッド2
3IV内へ取り入れられる炉水の取水量を連続的に制御
することができる。
Therefore, from the main intake 23cTV to the water rod 2
The amount of reactor water taken into the 3IV can be continuously controlled.

なお、第4実施例では弁31を回転させる方式として説
明したが、回転させない場合でも弁として作動できるの
は当然である。
Although the fourth embodiment has been described as a system in which the valve 31 is rotated, it is of course possible to operate as a valve even when the valve 31 is not rotated.

また、ウォータロッド23rV内の上部には複数枚の仕
切板34.34.34をウォータロッド23■の幅方向
で平行になるように並設して、所要の間隔をそれぞれ設
定し、炉水の流路を形成し、オリフィス板27と同様に
ボイドの多少に応じて流路抵抗をit、II 11する
ようになっている。
In addition, a plurality of partition plates 34, 34, 34 are arranged parallel to each other in the width direction of the water rod 23■ at the upper part of the water rod 23rV, and the required spacing is set for each partition plate. A flow path is formed, and, like the orifice plate 27, the flow path resistance is adjusted according to the amount of voids.

第5実施例のウォータロッド23Vはその内部のオリフ
ィス板27の上方(下流側)に、下方に凸の流線形状の
弁35を配設し、この弁35を吊り捧36とコイル状の
スプリング37とにより吊設している。
The water rod 23V of the fifth embodiment is provided with a streamlined valve 35 projecting downward above the orifice plate 27 (on the downstream side), and this valve 35 is connected to a hanging rod 36 and a coiled spring. It is suspended by 37.

スプリング37は中性子照射によりばね定数が変化する
おそれがあるので、炉心有効部上端より可能な限り上方
へ配置している。
Since the spring constant of the spring 37 may change due to neutron irradiation, the spring 37 is arranged as far as possible above the upper end of the core effective part.

一方、ウォータロッド23Vの下端はその下端から1/
4Lを切除して、主取入口23CVを間口させると共に
、この主取入口23cV付近のウォータロッド23V内
に回転抵抗力の大きいプロペラ38を設けている。
On the other hand, the lower end of the water rod 23V is 1/
4L is removed to widen the main intake port 23CV, and a propeller 38 with a large rotational resistance is provided within the water rod 23V near the main intake port 23cV.

したがって、炉心流量が比較的少ないときには炉水の流
速も低速なので、プロペラ38の回転速度が低速となり
、流路抵抗が増大するので、主取入口23cVからウォ
ータロッド23V内へ取水される炉水の取水量も減少し
、内部は高ボイド率となり易く、プルトニウムの生成、
M稙に好都合となる。
Therefore, when the core flow rate is relatively low, the flow rate of the reactor water is also low, so the rotational speed of the propeller 38 becomes low and the flow path resistance increases, so the reactor water is taken from the main intake port 23cV into the water rod 23V. The amount of water intake also decreases, and the interior tends to have a high void ratio, which leads to the production of plutonium,
This will be convenient for M-Ten.

一方、炉心流量が比較的多いときには炉水の流速も高速
なので、プロペラ38の回転速度も高速となり、流路抵
抗が連続的に減少するので、主取入口23cVからウォ
ータロッド23V内へ取水される取水量も増大し、内部
は低ボイド率となり、プルトニウムの燃焼に好都合とな
る。
On the other hand, when the core flow rate is relatively high, the flow rate of reactor water is also high, so the rotation speed of the propeller 38 also becomes high, and the flow path resistance decreases continuously, so water is taken into the water rod 23V from the main intake port 23cV. The amount of water intake will also increase, and the interior will have a low void ratio, which will be favorable for burning plutonium.

第6実施例のウォータロッド23VIはオリフィス板2
7に代えて、流路抵抗体39を排出口23dのやや下方
(上流側)にて内嵌固着している。
The water rod 23VI of the sixth embodiment is the orifice plate 2
7, a flow path resistor 39 is fitted and fixed slightly below (on the upstream side) of the discharge port 23d.

流路抵抗体39は第5図(A)の平面図、(B)のU断
面図に示すように構成され、円柱体の本体40にその軸
方向に複数の貫通孔41を穿設しており、オリフィス板
27と同様にボイドの多少に応じてその流路抵抗を連続
的に制御するようになっている。
The flow path resistor 39 is constructed as shown in the plan view of FIG. 5(A) and the U cross-sectional view of FIG. Similarly to the orifice plate 27, the flow path resistance is continuously controlled depending on the amount of voids.

貫通孔41は第6図(A>の平面図に示すように直径を
貸にする複数のリング状貫通孔41aを同心円状に配設
してもよい。
The through-hole 41 may include a plurality of ring-shaped through-holes 41a arranged concentrically to have a smaller diameter, as shown in the plan view of FIG. 6 (A>).

さらに、第6図(B)、(C)には他の流路抵抗体42
.43をそれぞれ示しており、前者は両端開口で細径の
螺旋管42の開口下端をウォータロッド23の主取入口
23c■に連通させて構成している。
Furthermore, other flow path resistors 42 are shown in FIGS. 6(B) and 6(C).
.. 43, and the former is constructed by connecting the open lower end of a small-diameter spiral tube 42 with open ends to the main intake port 23c of the water rod 23.

したがって、細径の螺旋管42の流路抵抗は通水する炉
水のボイド率の高い程流路抵抗を連続的に増大上しめ、
ボイド率の低減に応じて流路抵抗を連続的に低減せしめ
ることができる。
Therefore, the flow path resistance of the small-diameter spiral tube 42 increases continuously as the void ratio of the reactor water flowing through it increases.
The flow path resistance can be continuously reduced as the void ratio is reduced.

また、後者の流路抵抗体43は有蓋円筒体の底部開口端
を主取入口23c■に同軸状に開口させて固定し、主取
入口23C■から取水した炉水を下向に転流させ、その
下方へ流出させることにより、取水した炉水のボイド率
が高いときに流路抵抗を高め、ボイド率の低減と共に、
流路抵抗を連続的に低減するように制御しようとするも
のである。
In addition, the latter flow path resistor 43 is fixed by opening the bottom opening end of the covered cylindrical body coaxially with the main intake port 23c■, and diverts reactor water taken from the main intake port 23C■ downward. By flowing downward, the flow path resistance is increased when the void ratio of the intake reactor water is high, and as the void ratio is reduced,
The purpose is to control the flow path resistance so as to continuously reduce it.

第5図および第6図では、4つの流路抵抗体について説
明したが、伯にもいろいろ考えられる。
In FIGS. 5 and 6, four flow path resistors have been described, but there are various other possibilities.

例えばウォータロッド内面を粗面にしたり、スロート状
としても効果を奏する。
For example, it is effective to make the inner surface of the water rod rough or to have a throat shape.

第7実施例のウォータロッド23TXは第7図(B)の
要部縦断面図に示すように構成され、これは第7図(A
)に示すようにBOCでは炉心の軸方向出力分布が炉心
下部で高くなり、中性子束とガンマ線束(即発ガンマ線
)が高くなるというボトムビークを示し、EOCではそ
の逆になるという特性を利用したものである。
The water rod 23TX of the seventh embodiment is constructed as shown in the vertical sectional view of the main part in FIG.
), in BOC, the axial power distribution of the core is higher at the bottom of the core, and the neutron flux and gamma ray flux (prompt gamma rays) are higher, which is the bottom peak, which shows a bottom beak, and in EOC, the opposite is true. be.

すなわち、ウォータロッド23IXはその内部に、主取
入口23crXの近傍にて縦断面が逆円錐台状の中空筒
体で昇降自在の昇降弁50を収容し、こ昇降弁50の下
底部は第7図(C)の部分拡大図に示すように昇降棒5
1を介してコイル状のバイメタルスプリング52に支持
されている。
That is, the water rod 23IX accommodates therein, in the vicinity of the main intake port 23crX, an elevator valve 50 which is a hollow cylindrical body having an inverted truncated conical longitudinal section and is movable up and down. As shown in the partially enlarged view of Figure (C), the lifting rod 5
1 and is supported by a coiled bimetal spring 52.

昇降弁50はその下底部に複数の小孔50aを穿設して
、開口上端より炉水を排水し、バイメタルスプリング5
2の伸縮に応じて上下方向に昇降し、バイメタルスプリ
ング52は所要の設定温度を超えて昇温したときに収縮
して、昇降弁50を下方に降下させ、昇降弁50の大径
上端部外周面と主取入口23crXとの間隙である炉水
の流路を狭隘化して、その流路抵抗を連続的に増大せし
めるようになっている。
The lift valve 50 has a plurality of small holes 50a in its lower bottom, drains reactor water from the upper end of the opening, and connects the bimetal spring 5.
The bimetal spring 52 moves up and down in accordance with the expansion and contraction of the lift valve 50 , and when the temperature rises above a required set temperature, the bimetal spring 52 contracts and lowers the lift valve 50 . The reactor water flow path, which is the gap between the surface and the main intake port 23crX, is narrowed to continuously increase the flow resistance.

また、バイメタルスプリング52の温度が設定温度以下
のときにバイメタルスプリング52が伸展して昇降弁5
0が上昇し、その縮径下端部外周面が主取入口23Cr
Xの内側に対向し、その対向間隙の流路を拡張し、その
流路抵抗を連続的に低減せしめるようになっている。
Also, when the temperature of the bimetal spring 52 is below the set temperature, the bimetal spring 52 expands and the lift valve 5
0 rises, and its reduced diameter lower end outer peripheral surface is the main intake 23Cr
It faces the inside of X, expands the flow path in the opposing gap, and continuously reduces the flow path resistance.

上記バイメタルスプリング52の外周のボトムピーク周
辺には放射線吸収発熱体53を内蔵する加熱リング54
が遊びを持って外嵌されて、ウォータロッド231’X
の下部内周に固着され、上端部外周には第7図(B)に
示すように横孔の補助取入口23brXが開口されてい
る。
Around the bottom peak of the outer periphery of the bimetal spring 52 is a heating ring 54 containing a radiation absorbing heating element 53.
is fitted externally with play, and the water rod 231'X
7(B), an auxiliary intake port 23brX of a horizontal hole is opened at the outer periphery of the upper end thereof.

放射線吸収発熱体53としては中性子を吸収して発熱す
る天然ウラン、微濃縮ウラン、減損ウラン等が好適であ
る。
As the radiation absorbing heating element 53, natural uranium, slightly enriched uranium, depleted uranium, etc., which generate heat by absorbing neutrons, are suitable.

その本質的な理由は全運転サイクを通じて残存ウランと
生成蓄積したプルトニウムの核分裂性核種の合計が余り
変化しないからである。
The essential reason for this is that the sum of the fissile nuclides of residual uranium and accumulated plutonium does not change much throughout the entire operation cycle.

これが全サイクルを通じて変化すると、運転サイクルに
よって、また、運転サイクルの時期によって同一中性子
(γ線)レベルでも昇降弁50の位置が変化するので、
炉心運転特性の変化に対して十分な対応を考慮する必要
が生じるためである。
If this changes throughout the entire cycle, the position of the lift valve 50 will change depending on the operating cycle and depending on the timing of the operating cycle even at the same neutron (γ ray) level.
This is because it is necessary to take sufficient measures to deal with changes in core operating characteristics.

また、他の放射線吸収発熱体53としては中性子吸収材
であるボロンカーバイド(B4C)、ハフニウム()I
f)、酸化ユーロピウム(Eu2o3)等があり、これ
らは中性子を吸収して発熱する。
In addition, other radiation absorbing heating elements 53 include boron carbide (B4C), hafnium ()I, which are neutron absorbing materials.
f), europium oxide (Eu2o3), etc., which absorb neutrons and generate heat.

B4Cは中性子を吸収してト1eとliとなり、これら
は中性子吸収特性が小さいので、全サイクルの後半では
やや昇降弁50の位置がずれ、可逆性が劣ることになる
B4C absorbs neutrons and becomes 1e and li, and since these have small neutron absorption characteristics, the position of the lift valve 50 will shift slightly in the latter half of the entire cycle, resulting in poor reversibility.

一方、Hf、Eu  O、Dy  O、1lfo2等は
長寿命性の吸収材であり、可逆的昇降弁50を昇降でき
るため、一般には好都合である。
On the other hand, Hf, EuO, DyO, 1lfo2, etc. are long-life absorbing materials and are generally convenient because they allow the reversible lift valve 50 to be raised and lowered.

さらに、他の発熱体53としてはγ線吸収体がある。中
性子束が高ければ核分裂等に伴う即発ガンマ線が比例的
に高くなるので、そのγ線を吸収して発熱させてもよい
。そのような物質としては、核外電子の多い(したがっ
て原子番号の大きい)元素が優れている。
Furthermore, as another heating element 53, there is a gamma ray absorber. If the neutron flux is high, the prompt gamma rays generated by nuclear fission etc. will increase proportionally, so the gamma rays may be absorbed to generate heat. Elements with a large number of extranuclear electrons (and therefore a large atomic number) are excellent as such substances.

但し、融点が低いもの、高い放射能を帯び易いものは避
けるべきである。上述の1−1f’、Hfo2等はγ線
吸収体としても優れている。ウォータロッドと同一材質
のジルカロイも使用できる。
However, those with low melting points and those that tend to be highly radioactive should be avoided. The above-mentioned 1-1f', Hfo2, etc. are also excellent as gamma ray absorbers. Zircaloy, which is the same material as the water rod, can also be used.

上述の例は外部から照射されたγ線を吸収する場合につ
いて記したが、中性子を吸収して発熱するものであって
もよい。この場合はあまり原子番号が大きくなく、鉄に
近いものがよい。しかし中性子吸収断面積が小さければ
役に立たない。上述のHf、HfO,2はこれらの点で
も優れている。
Although the above example describes the case of absorbing γ rays irradiated from the outside, it may also absorb neutrons and generate heat. In this case, it is best to use a material with an atomic number that is not very large and is close to iron. However, it is useless if the neutron absorption cross section is small. The above-mentioned Hf and HfO,2 are also excellent in these respects.

次に第7実施例の作用を説明する。Next, the operation of the seventh embodiment will be explained.

BOCでは炉心21Lffiが他の運転サイクルのとき
に比して比較的少ないが、炉心部の軸方向出力分布が第
7図(Δ)に示すように炉心下部で高出力であり、中性
子束、γ線も増大するボトムビークを示している。
In BOC, the core 21Lffi is relatively small compared to other operating cycles, but the axial power distribution in the core is high in the lower part of the core as shown in Figure 7 (Δ), and the neutron flux, γ The line also shows an increasing bottom beak.

このために、中性子束、γ線を吸収等した放射線発熱体
53の発熱量が増大し、加熱リング54内周を通水する
炉水を加熱してボイドの発生を助長し、ここでのボイド
率を高め、バイメタルスプリング52を設定温度を超え
て昇温させて、収縮させる。
For this reason, the amount of heat generated by the radiation heating element 53 that absorbs neutron flux, gamma rays, etc. increases, which heats the reactor water flowing through the inner circumference of the heating ring 54 and promotes the generation of voids. The bimetallic spring 52 is heated above the set temperature and contracted.

このために、R,14弁50が降下し、その大径上端部
外周面が主取入口23 c IXとその内方で対向する
ので、その対向間隙である炉水流路が狭隘化して、その
流路抵抗が連続的に増大する。
For this reason, the R,14 valve 50 is lowered, and the outer circumferential surface of its large diameter upper end faces the main intake port 23c IX inwardly, so the reactor water flow path, which is the opposing gap, becomes narrower. The flow resistance increases continuously.

一方、EOCでは炉心流量がBOCのときに比して増大
するが、炉心部の軸方向出力分布が第7図(A)に示す
ように炉心下部で低出力であり、中性子束、γ線も減少
する。
On the other hand, in EOC, the core flow rate increases compared to BOC, but the axial power distribution in the core is low in the lower part of the core, as shown in Figure 7 (A), and the neutron flux and gamma rays are low. Decrease.

このために、放射線発熱体53の発熱mが低下し、バイ
メタルスプリング52を設定温度以下に低下せしめて、
伸展させ、昇降弁50を上昇させて、ウォータロッド2
31Xの流路抵抗を連続的に低減させることができる。
For this reason, the heat generation m of the radiation heating element 53 is reduced, and the bimetal spring 52 is lowered to below the set temperature.
The water rod 2 is extended and the lifting valve 50 is raised.
31X flow path resistance can be continuously reduced.

第8図は第8実施例の要部縦断面を示しており、これは
ウォータロッド23X[を、ジルコニウム合金製の外管
100内にジルコニウム類の内管1゜1をflflll
状に収容して2重管に構成し、外、内管100.101
の間に内管100内径よりも狭隘な環状流路を形成して
いる。
FIG. 8 shows a longitudinal section of the main part of the eighth embodiment, which shows a water rod 23
It is housed in a double tube, with outer and inner tubes 100 and 101.
An annular flow path narrower than the inner diameter of the inner tube 100 is formed between them.

内管101はその外周にリング状のオリフィス板102
を上下方向に所要の間隔をおいてそれぞれ外嵌固着し、
各オリフィス板102にはボイドに対しては高抵抗で、
液相に対しては低抵抗の孔径を有するオリフィス孔10
2aを所要のピッチで穿設している。
The inner tube 101 has a ring-shaped orifice plate 102 on its outer periphery.
are fitted and fixed on the outside at the required intervals in the vertical direction,
Each orifice plate 102 has high resistance to voids,
Orifice hole 10 having a hole diameter with low resistance to the liquid phase
2a are drilled at the required pitch.

内管101の開口下端101aより上方でボトムビーク
に対応する部分、例えばその開口下端101aから40
〜90cjI付近には発熱体103を配設している。
A portion corresponding to the bottom beak above the opening lower end 101a of the inner tube 101, for example, from the opening lower end 101a to 40
A heating element 103 is arranged near 90cjI.

この発熱体103は例えばジルカロイ製の内管101の
下端部を厚肉に形成してなり、中性子やガンマ線等を吸
収して発熱するものであり、その外周面には軸方向に段
溝を繰り返す波形に形成して、外表面の面積拡大を図っ
ている。
This heating element 103 is formed by forming the lower end of the inner tube 101 made of Zircaloy with a thick wall, for example, and generates heat by absorbing neutrons, gamma rays, etc., and has grooves repeated in the axial direction on its outer peripheral surface. It is formed into a wave shape to increase the area of the outer surface.

内情101の上端部内には閉塞上端に開口した複数の小
孔101bの近傍にて流路抵抗体39(第4図参照)を
内嵌固着し、この流路抵抗体39の下面側(上流側)に
ボイドを溜めて、そのボイドの多少に応じて流路抵抗体
39の流路抵抗を連続的に制御するようになっている。
A flow path resistor 39 (see FIG. 4) is internally fitted into the upper end of the internal information 101 in the vicinity of a plurality of small holes 101b opened at the upper end of the blockage, and the flow path resistor 39 is fixed on the lower surface side (upstream side). ), and the flow path resistance of the flow path resistor 39 is continuously controlled depending on the size of the voids.

一方、外管100はその上端に固着した上部端栓104
に排出路105と排出孔106とを穿設して、外管10
0の上端部内と外部とを連通させ、上部端栓104の内
端部には排出路105の内側開口端の両側にて内方へ突
出する突起107.107を複数個ないしリング状に突
設している。
On the other hand, the outer tube 100 has an upper end plug 104 fixed to its upper end.
A discharge passage 105 and a discharge hole 106 are bored in the outer pipe 10.
0 and the outside, and the inner end of the upper end plug 104 is provided with a plurality of protrusions 107 or ring-shaped protrusions 107 that protrude inward on both sides of the inner open end of the discharge passage 105. are doing.

また、外管100はその下端に、下部端栓108を固着
すると共に、その下端部外周面に取入口109を開口さ
せている。
Further, the outer tube 100 has a lower end plug 108 fixed to its lower end, and an intake port 109 is opened on the outer peripheral surface of the lower end.

次に本実施例の作用を説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.

BOCではボトムビークを示すので、中性子およびガン
マ線を吸収した発熱体103の発熱量が増大し、外管1
00の下端の取入口109からその内部へ取水された炉
水は発熱体103の内外により加熱されるが、外表面の
面積が多い分だけ、外管100と内管101との環状流
路を通る炉水の方が高温に加熱され、内管101の開口
下端101aよりその内部へ流入する炉水よりもボイド
をより多く発生させて、図中矢印に示すよう昇流する。
Since the BOC shows a bottom peak, the calorific value of the heating element 103 that absorbs neutrons and gamma rays increases, and the outer tube 1
Reactor water taken into the interior from the intake port 109 at the lower end of 00 is heated by the inside and outside of the heating element 103, but the annular flow path between the outer pipe 100 and the inner pipe 101 is The reactor water passing through is heated to a higher temperature, generates more voids than the reactor water flowing into the interior through the opening lower end 101a of the inner tube 101, and rises as shown by the arrow in the figure.

上記環状流路を昇流する炉水は中性子等を吸収して発熱
している外、内管100.101によりさらに加熱され
て、さらに多くのボイドを発生させ、外管100の外周
に沿って昇流する炉水のボイドと相俟っていわば断熱層
を形成する。
The reactor water flowing up through the annular flow path absorbs neutrons and generates heat, and is further heated by the inner tubes 100 and 101, generating more voids, and flowing along the outer periphery of the outer tube 100. Together with the voids of the rising reactor water, this forms a so-called heat insulating layer.

このために、内情101内を昇流する炉水が内管101
および炉水自身の中性子等の吸収により加熱されると、
その熱が、上記断熱層により断熱されるので、内管10
1内を昇流する炉水からより多くのボイドが発生して、
流路抵抗体39の上流側に到達し、ここに多くのボイド
が溜まり、そのために、流路抵抗が連続的に増大する。
For this reason, the reactor water rising inside the internal pipe 101
And when the reactor water is heated by its own absorption of neutrons, etc.
Since the heat is insulated by the heat insulating layer, the inner pipe 10
More voids are generated from the reactor water rising inside 1,
It reaches the upstream side of the flow path resistor 39, and many voids accumulate there, so that the flow path resistance increases continuously.

また、流路抵抗体39を通水した炉水が内管101の閉
塞上端の小孔101bより上方へ流出すると、その上方
にて環状流路を昇流してきた炉水と横方向から衝突して
、流れが制動を受けて、ざらに流路抵抗が増大し、加え
て、突起107.107により流れを妨害されて、流路
抵抗をさらに一層増大させる。
Furthermore, when the reactor water that has passed through the flow path resistor 39 flows upward from the small hole 101b at the closed upper end of the inner pipe 101, it collides with the reactor water that has flowed up through the annular flow path above it from the side. As a result, the flow is braked and the flow path resistance increases, and in addition, the flow is obstructed by the protrusions 107, 107, further increasing the flow path resistance.

一方、EOCではボトムビークを示さないので、発熱体
103の発熱■が、BOCのときよりも低減し、その分
、ウォータロッド23XI内における炉水のボイドの発
生率が低下し、ボイド率が低減する。
On the other hand, since the EOC does not show a bottom peak, the heat generated by the heating element 103 is reduced compared to the case of the BOC, and the rate of occurrence of voids in the reactor water in the water rod 23XI is correspondingly reduced, reducing the void rate. .

したがって、ボイドにより流路抵抗を増大させていたオ
リフィス板102、流路抵抗体39、内管101の小孔
101b、排出路105の各流路抵抗が低減し、排出孔
106より外部へ案内される炉水のボイド率が低下して
、液相が増大する。
Therefore, the flow path resistance of the orifice plate 102, the flow path resistor 39, the small hole 101b of the inner tube 101, and the discharge path 105, which had increased the flow path resistance due to voids, is reduced, and the flow path is guided to the outside through the discharge hole 106. The void fraction of the reactor water decreases and the liquid phase increases.

以上説明したように第2〜第8実施例は第1実施例と同
様にウォータロッド23〜23■内に取水した炉水のボ
イド率の高低に応じてウォータロッド23〜23■、2
3XI内の流路抵抗を0N−OF F i!IJ 11
1ではなく、連続的に制御することができるので、第1
実施例で述べたと同様の理由により燃料経済性の向上を
安全に図ることができる。
As explained above, in the second to eighth embodiments, similarly to the first embodiment, water rods 23 to 23■, 2
The flow path resistance in 3XI is 0N-OF i! IJ 11
Since it can be controlled continuously instead of 1
For the same reason as described in the embodiment, fuel economy can be safely improved.

第9図は請求項2記載の発明の第1実施例の要部縦断面
を炉心軸方向長さに対応させて示しており、本発明は中
性子照射に伴う成長(伸び)差を利用してウォータロッ
ド23Xの流路抵抗を連続的に制御しようとするもので
ある。
FIG. 9 shows a vertical section of a main part of the first embodiment of the invention as claimed in claim 2 in correspondence with the length in the axial direction of the reactor core. The purpose is to continuously control the flow path resistance of the water rod 23X.

そして、照射成長の差を利用する方式では、それが非可
逆的である点に留意する必要がある。
In the method that utilizes the difference in irradiation growth, it must be noted that it is irreversible.

一般に、燃料集合体内には可燃性毒物が入れられること
が多い。この場合全サイクルが4サイクルの場合、第1
サイクルでは無限増倍率に■はEOCで最大となり、第
2サイクルのEOCのに■は第1サイクルBOCと同程
度あるいはやや小さくなる。
Generally, burnable poisons are often contained within fuel assemblies. In this case, if the total number of cycles is 4, the first
In the cycle, the infinite multiplication factor (■) reaches its maximum at EOC, and the EOC (■) of the second cycle is equal to or slightly smaller than that of the first cycle BOC.

したがって第2サイクルのEOClあるいは第3サイク
ル目のEOCで案内棒内のボイド率が小さくなるように
取入口の流路抵抗を連続的に調節できるように設計する
のが好適である。第3サイクルBOCでは他の新燃料の
kooが大きいため、ウォータロッド内のボイド率を小
さくしてkooを大きくする必要はない。第2サイクル
EOCと第3サイクルEOCで比べると後者の方が一般
に望ましい。これはより多くプルトニウムを蓄積した侵
に燃焼に使うためであり、燃料の有効利用の効果が大き
い。
Therefore, it is preferable to design the intake port so that the flow path resistance can be continuously adjusted so that the void ratio in the guide rod is reduced in the second cycle of EOCl or the third cycle of EOC. In the third cycle BOC, since the koo of other new fuels is large, there is no need to reduce the void ratio in the water rod to increase koo. When comparing the second cycle EOC and the third cycle EOC, the latter is generally more desirable. This is to allow more plutonium to be used for combustion in the accumulated plutonium, which has a great effect on the effective use of fuel.

第9図で示す第2の発明の第1実施例はウォータロッド
23Xをその下端から1/4Lの付近で水平方向に分断
して、上部23Xaと下部23Xbをそれぞれ形成する
In the first embodiment of the second invention shown in FIG. 9, a water rod 23X is horizontally divided in the vicinity of 1/4L from its lower end to form an upper portion 23Xa and a lower portion 23Xb, respectively.

下部23Xbの上端部は縮径させて上部23Xaの開口
下端部内に延伸して挿入し、この挿入縮径端部に内側取
入口60.60を上部23Xaの主取入口23cXの下
方にずらして開口させ、各主取入口23cXと各内側取
入口60とのずれの程度により、その流路抵抗を制御す
るものである。
The upper end of the lower part 23Xb is reduced in diameter and extended and inserted into the opening lower end of the upper part 23Xa, and the inner intake port 60, 60 is shifted below the main intake port 23cX of the upper part 23Xa and opened at this inserted reduced diameter end. The flow path resistance is controlled by the degree of deviation between each main intake port 23cX and each inner intake port 60.

また、下部23Xbの下部に補助取入孔23bを間口さ
せると共に、上部23Xaの上端部に排出口23dを穿
設している。
Further, an auxiliary intake hole 23b is provided at the lower part of the lower part 23Xb, and a discharge port 23d is provided at the upper end of the upper part 23Xa.

さらに、上部23Xaを上部端栓61を介して上部タイ
ブレート24に固着すると共に、下部23CXを下部端
栓62を介して下部タイブレート25に固着している。
Furthermore, the upper part 23Xa is fixed to the upper tie plate 24 via the upper end plug 61, and the lower part 23CX is fixed to the lower tie plate 25 via the lower end plug 62.

一方、例えば第13図で示す従来のつl−タロラド5の
上下端を上部タイブレート24と下部タイブレート25
とにそれぞれ固着している。
On the other hand, for example, the upper and lower ends of the conventional twin Talorado 5 shown in FIG.
Each is firmly attached to the other.

一般に、燃料棒の被覆管あるいはウォータロッド5,2
3Xはジルコニウム合金によって作られているが、この
ジルコニウムは六方晶型の結晶体であり、C@力方向中
性子照射によって縮み、a。
Generally, fuel rod cladding or water rods 5, 2
3X is made of a zirconium alloy, but this zirconium is a hexagonal crystal, which shrinks when exposed to C@ force-directed neutron irradiation, resulting in a.

b軸方向では伸びる性質があることはよく知られている
It is well known that it has the property of elongating in the b-axis direction.

そこで、第9図中の従来のウォータロッド5については
その軸方向にあまり伸ばさず、また直径方向に縮小させ
ないため、上記C@を軸方向に対しておよそ45°とな
るように製造する。
Therefore, the conventional water rod 5 shown in FIG. 9 is manufactured so that the C@ is approximately 45° with respect to the axial direction in order not to extend it much in the axial direction or reduce it in the diametrical direction.

一方、ウォータロッド23Xについては上記C軸を案内
棒の軸方向または直角方向(半径方向)または同方向に
向けて製造する。したがって従来のウォータロッド5と
rクォータロッド23Xとの中性子照射による成長差が
生じるようになっている。
On the other hand, the water rod 23X is manufactured with the C-axis directed in the axial direction of the guide rod, or in a perpendicular direction (radial direction), or in the same direction. Therefore, a difference in growth occurs between the conventional water rod 5 and the r quarter rod 23X due to neutron irradiation.

次にこの第1実施例の作用を説明する。Next, the operation of this first embodiment will be explained.

BOCでは炉心の中性子照射Mが伯のサイクルのときに
比して少ないので、両ウォータロッド5゜23X中性子
照射成長間も比較的少なく、一方のウォータロッド23
Xの軸方向の伸びが小さいので、両者5.23Xの軸方
向の伸び差も小さい。
In BOC, the neutron irradiation M in the reactor core is less than that in the BOC cycle, so the neutron irradiation growth period between both water rods 5゜23X is also relatively small, and one water rod 23
Since the elongation in the axial direction of X is small, the difference in elongation in the axial direction of both 5.23X is also small.

また、一方のウォータロッド23Xの伸びは、このウォ
ータロッド23Xの上部23Xaが上部タイブレート2
4に固着されていると共に、下部23Xbが下部タイブ
レート25に固着されているので、その上部23Xaと
下部23Xbの各自由端が軸方向にそれぞれ伸びること
により吸収される。
Also, the elongation of one water rod 23X is such that the upper part 23Xa of this water rod 23X is connected to the upper tie plate 2.
Since the lower part 23Xb is fixed to the lower tie plate 25, the free ends of the upper part 23Xa and the lower part 23Xb extend in the axial direction, thereby being absorbed.

その結果、上部23Xaの主取入口23cXと下部23
Xbの内側取入口60とが相互に接近するが、両数入口
23cX、60が相互に重なり合う共通開口面積が殆ど
ないので、その流路抵抗が大きい。
As a result, the main intake 23cX of the upper part 23Xa and the lower part 23
Although the inner intake ports 60 of Xb are close to each other, there is almost no common opening area where both the multiple inlets 23cX and 60 overlap with each other, so the flow path resistance is large.

したがって、BOCでは燃料集合体に上部の液相が低減
し、ボイド率がさらに高まり、プルトニウムがより多く
生成、蓄積される。
Therefore, in BOC, the upper liquid phase in the fuel assembly is reduced, the void fraction is further increased, and more plutonium is produced and accumulated.

一方、EOCでは炉心の中性干魚1:)J mがBOC
のときよりも増大するので一方のウォータロッド23X
の軸方向の伸びが大きく、他方のウォータロッド5との
伸び差が大きくなる。
On the other hand, in the EOC, the neutral dried fish 1:) J m in the core is BOC
Since the increase is greater than when the water rod is 23
The elongation of the water rod 5 in the axial direction is large, and the difference in elongation between the water rod 5 and the other water rod 5 becomes large.

その結果、一方のウォータロッド23Xの上部23Xa
と下部23Xbの各自由端が軸方向にそれぞれ大きく伸
び、両数入口23CX、60の相互が第9図に示すよう
にほぼ同心状に重なり合い、両者23cX、60の共通
開口面積が増大して、その流路抵抗が連続的に増大して
行き、燃料集合体上部の液相が増大してボイド率が低減
する。
As a result, the upper part 23Xa of one water rod 23X
and each free end of the lower part 23Xb extends greatly in the axial direction, and the multiple inlets 23CX and 60 overlap each other almost concentrically as shown in FIG. 9, and the common opening area of both the inlets 23CX and 60 increases, The flow path resistance increases continuously, the liquid phase in the upper part of the fuel assembly increases, and the void ratio decreases.

したがって、BOCでより多く生成、蓄積されたプルト
ニウムをEOCで燃焼させ、その燃料経済性の向上を図
ることができる。
Therefore, more plutonium produced and accumulated in the BOC can be combusted in the EOC, thereby improving its fuel economy.

第10図は請求項2記載の発明の第2実施例の縦断面を
示しており、これはウォータロッド23罵を、中性子照
射成長率の大きい外管70内に、中性子照射成長率の小
さい細径の内管71を同軸状に収容することにより2重
管構造に構成したことに特徴がある。
FIG. 10 shows a longitudinal section of a second embodiment of the invention as claimed in claim 2, in which the water rod 23 is placed in an outer tube 70 with a high neutron irradiation growth rate and into a thin tube with a small neutron irradiation growth rate. It is characterized by having a double tube structure by coaxially accommodating inner tubes 71 of different diameters.

また、外管70と内管71との間の環状流路には上下方
向に所要の間隔をおいて上下一対で環状の上部、下部オ
リフィス板72.73をそれぞれ設け、両オリフィス7
2.73の各オリフィス72a、73aにより炉水中の
ボイド率により、その流路抵抗を制御するようになって
いる。なお、外管70と内管71とは、外管下端部で固
着されている。
Further, a pair of annular upper and lower orifice plates 72 and 73 are provided in the annular flow path between the outer tube 70 and the inner tube 71 at a required interval in the vertical direction, and both orifices 7
2.73 of the orifices 72a and 73a control the flow path resistance according to the void ratio in the reactor water. Note that the outer tube 70 and the inner tube 71 are fixed to each other at the lower end of the outer tube.

上記内管71の上端部には所要の弁体74が固着され、
上部端栓75の上部外側面に穿設した排出ロア5aと外
管70の開口上端とを連通ずる排出路76の内端部内に
弁体74が進退して、その流路を適宜拡張、収縮させて
、その流路抵抗を連続的に制御するようになっている。
A required valve body 74 is fixed to the upper end of the inner pipe 71,
The valve body 74 moves forward and backward into the inner end of the discharge passage 76 that communicates the discharge lower 5a bored on the upper outer surface of the upper end plug 75 with the open upper end of the outer tube 70, expanding and contracting the flow passage as appropriate. The flow path resistance is continuously controlled.

すなわら、BOCで炉心の中性子照射饋が少ない場合に
は第10図に示すように上部端栓75の排出路76の内
端に大きく進入して、その内端周辺部の流路抵抗を高め
ている。
In other words, when the neutron irradiation rate of the core is low in the BOC, the neutrons enter the inner end of the discharge passage 76 of the upper end plug 75 largely as shown in FIG. It's increasing.

そして、EOCで中性子照射量が増大すると、外管70
が軸方向に大きく伸び、伸び昂の小さい内管71との間
に大きな伸び差を生じ、弁体74周りの排出路76の内
端の流路が拡張され、その流路抵抗が低減される。
Then, when the neutron irradiation dose increases in EOC, the outer tube 70
extends greatly in the axial direction, creating a large difference in elongation between the inner tube 71 and the inner tube 71, which has less elongation, expanding the flow path at the inner end of the discharge path 76 around the valve body 74, and reducing the flow path resistance. .

なお、この第2実施例において、内管71の上端部の弁
体74を省略してノズル状に間口させ、内管71の下端
を外管70の下端より下方へ垂直方向に延出させて開口
させ、この開口下端から取入れた炉水を上記ノズル状の
上端開口から上部端栓75の排出路76の内端へ噴出さ
せ、ベルヌイの定理により排出路76内端周りの流路抵
抗を制御するように構成してもよく、また、オリフィス
板72.73の少なくとも一方の炉水上流側に、第4図
で示す流路抵抗体39を密着させてもよい。
In this second embodiment, the valve body 74 at the upper end of the inner tube 71 is omitted to form a nozzle-shaped frontage, and the lower end of the inner tube 71 is made to extend vertically downward from the lower end of the outer tube 70. The reactor water taken in from the lower end of this opening is spouted from the nozzle-shaped upper end opening to the inner end of the discharge passage 76 of the upper end plug 75, and the flow resistance around the inner end of the discharge passage 76 is controlled by Bernoulli's theorem. Alternatively, a flow path resistor 39 shown in FIG. 4 may be brought into close contact with at least one of the orifice plates 72, 73 on the reactor water upstream side.

炉心下部で発熱体を配置すると効果が向上するのは第8
図の場合と同様である。
The eighth point is that placing the heating element at the bottom of the core improves the effectiveness.
This is the same as the case shown in the figure.

また、本発明は第11図(A)で示すウォータクロス8
0にも3Δ用することができ、例えばチャンネルボック
ス81とサブバンドル燃料82との中性子照射成長率の
差異を利用してウォータクロス80の流路抵抗を連続的
に制御し、その流路抵抗を中性子照射量が少ないときに
高くして、中性子照射量の増大に伴って連続的に低減さ
せるように構成してもよい。
Further, the present invention also provides a water cloth 8 shown in FIG. 11(A).
For example, the flow path resistance of the water cloth 80 can be continuously controlled by utilizing the difference in the neutron irradiation growth rate between the channel box 81 and the sub-bundle fuel 82, and the flow path resistance can be reduced. It may be configured such that it is increased when the amount of neutron irradiation is low and is continuously reduced as the amount of neutron irradiation increases.

さらに、本発明は第11図(B)に示すように2本の太
径ウォータロッド90.90と2本の小径ウォータロッ
ド91.91とを有する燃料集合体についても適用する
ことができる。なお、第11図(B)中符号92は角筒
状のチャンネルボックス、93は燃料棒である。
Furthermore, the present invention can also be applied to a fuel assembly having two large-diameter water rods 90.90 and two small-diameter water rods 91.91, as shown in FIG. 11(B). Note that in FIG. 11(B), reference numeral 92 is a rectangular cylindrical channel box, and 93 is a fuel rod.

さらにまた、本発明は第12図に示すように構成しても
よい。すなわち、これはジルコニウム製のウォータロッ
ド110の下部側面に横孔の取入口110aを開口する
と共に、ウォータロッド110の上端部に固着した上部
端栓111に排出口111aと、この排出口111aを
ウォータロッド110の内部空間に連通させる排出路1
1bを穿設し、排出口111aを上部タイブレート11
2の支持用嵌合孔112a内にて開口するように穿設し
ている。
Furthermore, the present invention may be configured as shown in FIG. That is, this has an intake port 110a of a horizontal hole in the lower side surface of the water rod 110 made of zirconium, and an outlet 111a in the upper end plug 111 fixed to the upper end of the water rod 110, and this outlet 111a is connected to the water outlet. Discharge path 1 communicating with the internal space of the rod 110
1b and connect the discharge port 111a to the upper tie plate 11.
The support fitting hole 112a is opened in the second support fitting hole 112a.

そして、ウォータロッド110はそのジルコニウムの結
晶体のC軸をウォータロッド110の軸方向に向けると
共に、a、blmlをウォータロッド110の軸と直角
方向に向けて製造しており、中性子照射成長によりウォ
ータロッド110を軸方向に収縮させて、上部端栓11
1の排出口111aを上部タイブレート112の支持用
嵌合孔112aより下方、すなわち、外方へ露出させ、
この排出口111aから流出される炉水の流出抵抗を低
減させて、その流路抵抗を低減させるように構成してい
る。なお、第12図中、符号113は下部タイブレート
である。
The water rod 110 is manufactured with the C-axis of the zirconium crystal oriented in the axial direction of the water rod 110, and with the a and blml oriented in the direction perpendicular to the axis of the water rod 110. By axially contracting the rod 110, the upper end plug 11
1 discharge port 111a is exposed below, that is, outwardly, from the support fitting hole 112a of the upper tie plate 112,
It is configured to reduce the outflow resistance of reactor water flowing out from this discharge port 111a, thereby reducing the flow path resistance. In addition, in FIG. 12, the reference numeral 113 is a lower tie plate.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように請求項1および2記載の発明は炉心
流量、中性子照射mによりウォータロッドやウォータク
ロス等の誠速材案内部材の流路抵抗を連続的に制御する
ことができるので、スペクトルシフト運転を安全に行な
うことができる。
As explained above, the invention according to claims 1 and 2 can continuously control the flow path resistance of the straight material guide members such as water rods and water crosses by the core flow rate and neutron irradiation m, so that the spectrum shift You can drive safely.

その結果、例えばBC)Cでプルトニウムをより多く生
成、蓄積し、このプルトニウムをEOCで燃焼すること
ができるので、燃料経済性の向上を図ることができる。
As a result, for example, more plutonium can be produced and stored in BC) and this plutonium can be combusted in EOC, thereby improving fuel economy.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は請求項1記載の発明の第1実施例の横断面図、
第2図は第1図のIf−If線断面図、第3図(A>、
(8)は一般的な燃料集合体の軸方向出力分布と、ボイ
ド率分布をそれぞれ示ずグラフ、第4図は第2〜第6実
施例の各ウォータロッドの縦断面図、第5図(A)は第
4図で示す流路抵抗体の一例の平面図、第5図(B)は
第5図(A)のl111!Ii面図、第6図(A)、(
B)、(C)は第4図で示す流路抵抗体の他の例をそれ
ぞれ示す図、第7図(A)は各運転サイクルによる炉心
の軸方向出力分布の相違を示すグラフ、第7図(B)は
第7実施例のウォータロッドの縦断面図、第7図(C)
は第7図(B)の要部拡大図、第8図は第8実滴例のウ
ォータロッドの縦断面図、第9図は請求項2記載の発明
の第1実膿例のウォータロッドの縦断面図、第10図は
第2実施例の要部縦断面図、第11図(A)、(B)は
さらに他の実滴例の横断面図、第12図は第3実施例の
ウォータロッドの縦断面図、第13図は従来の燃料集合
体の縦断面図である。 21・・・チャンネルボックス、22・・・燃料棒、2
3.23I[,23n1.23rV、23V、23VI
。 23■、23■、23TX、23X、23X1.23判
・・・ウォータロッド、27・・・オリフィス板(流路
抵抗制御機構)、28・・・オリフィス孔、31・・・
回転弁、50・・・昇降弁。 第1図 第2図 第3図 41a (C) (A)         (B) 第7図 第7図 第8図 第10図 第11図 第12図 第13図
FIG. 1 is a cross-sectional view of a first embodiment of the invention as claimed in claim 1;
Figure 2 is a sectional view taken along the If-If line in Figure 1, Figure 3 (A>,
(8) is a graph showing the axial power distribution and void fraction distribution of a general fuel assembly, respectively; FIG. 4 is a vertical cross-sectional view of each water rod of Examples 2 to 6; A) is a plan view of an example of the flow path resistor shown in FIG. 4, and FIG. 5(B) is l111! of FIG. 5(A). Ii side view, Figure 6 (A), (
B) and (C) are diagrams showing other examples of the flow path resistor shown in FIG. 4, and FIG. Figure (B) is a longitudinal sectional view of the water rod of the seventh embodiment, Figure 7 (C)
is an enlarged view of the main part of FIG. 7(B), FIG. 8 is a longitudinal sectional view of the water rod of the eighth actual droplet example, and FIG. 10 is a vertical sectional view of the main part of the second embodiment, FIGS. 11(A) and (B) are cross sectional views of other actual droplet examples, and FIG. 12 is a longitudinal sectional view of the third embodiment. A vertical cross-sectional view of the water rod, and FIG. 13 is a vertical cross-sectional view of a conventional fuel assembly. 21...Channel box, 22...Fuel rod, 2
3.23I[, 23n1.23rV, 23V, 23VI
. 23■, 23■, 23TX, 23X, 23X1.23 size...water rod, 27...orifice plate (flow path resistance control mechanism), 28...orifice hole, 31...
Rotary valve, 50... Lifting valve. Figure 1 Figure 2 Figure 3 41a (C) (A) (B) Figure 7 Figure 7 Figure 8 Figure 10 Figure 11 Figure 12 Figure 13

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、核燃料を充填した複数本の燃料棒と、これら燃料棒
の下部から上部へ減速材を案内する減速材案内部材とを
有し、上記減速材に浸漬される炉心に装荷される燃料集
合体において、上記減速材の炉心流量の最小時に上記減
速材案内部材の流路抵抗を最大とする一方、この流路抵
抗を上記炉心流量の増大に応じて連続的に低減させる流
路抵抗制御機構を有することを特徴とする燃料集合体。 2、核燃料を充填した複数本の燃料棒と、これら燃料棒
の下部から上部へ減速材を案内する減速材案内部材とを
有し、上記減速材に浸漬される炉心に装荷される燃料集
合体において、中性子照射成長の最小時に上記減速材案
内部材の流路抵抗を最大とする一方、この流路抵抗を上
記中性子成長の増大に応じて連続的に低減される流路抵
抗制御機構を有することを特徴とする燃料集合体。
[Scope of Claims] 1. A reactor core comprising a plurality of fuel rods filled with nuclear fuel and a moderator guide member that guides a moderator from the bottom to the top of these fuel rods, and is immersed in the moderator. In the loaded fuel assembly, the flow path resistance of the moderator guide member is maximized when the core flow rate of the moderator is at its minimum, and this flow path resistance is continuously reduced as the core flow rate increases. A fuel assembly characterized by having a flow path resistance control mechanism. 2. A fuel assembly that includes a plurality of fuel rods filled with nuclear fuel and a moderator guide member that guides the moderator from the bottom to the top of these fuel rods, and is loaded into the reactor core immersed in the moderator. The method further includes a flow path resistance control mechanism that maximizes the flow path resistance of the moderator guide member when the neutron irradiation growth is at its minimum, and continuously reduces this flow path resistance as the neutron growth increases. A fuel assembly featuring:
JP63054825A 1988-03-10 1988-03-10 Fuel assembly Pending JPH01229997A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63054825A JPH01229997A (en) 1988-03-10 1988-03-10 Fuel assembly

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63054825A JPH01229997A (en) 1988-03-10 1988-03-10 Fuel assembly

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH01229997A true JPH01229997A (en) 1989-09-13

Family

ID=12981454

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63054825A Pending JPH01229997A (en) 1988-03-10 1988-03-10 Fuel assembly

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH01229997A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0862186A1 (en) * 1997-02-28 1998-09-02 Siemens Power Corporation Nuclear fuel assembly with variable central water channel moderation
EP0862185A1 (en) * 1997-02-28 1998-09-02 Siemens Power Corporation Water channel flow control in a nuclear fuel assembly
JP2002055188A (en) * 2000-08-09 2002-02-20 Toshiba Corp Fuel assembly
JP2019529894A (en) * 2016-09-06 2019-10-17 ウェスティングハウス エレクトリック スウェーデン アーベー Fuel assembly

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0862186A1 (en) * 1997-02-28 1998-09-02 Siemens Power Corporation Nuclear fuel assembly with variable central water channel moderation
EP0862185A1 (en) * 1997-02-28 1998-09-02 Siemens Power Corporation Water channel flow control in a nuclear fuel assembly
JP2002055188A (en) * 2000-08-09 2002-02-20 Toshiba Corp Fuel assembly
JP2019529894A (en) * 2016-09-06 2019-10-17 ウェスティングハウス エレクトリック スウェーデン アーベー Fuel assembly

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2533499B2 (en) Fuel assembly, nuclear reactor and operating method thereof
JPH0511081A (en) Fuel assembly and core
JP4559957B2 (en) Reactor with fuel assembly and core loaded with this fuel assembly
JPH06102384A (en) Fuel assembly and reactor core
JP2009042110A (en) Reactor core
JPH01229997A (en) Fuel assembly
JP4558477B2 (en) Boiling water reactor fuel assemblies
US20200194132A1 (en) Fuel Loading Method and Reactor Core
JP2509671B2 (en) How to operate a nuclear reactor
JP4028088B2 (en) Fuel assembly
JP5607688B2 (en) Nuclear reactor core
JP5078981B2 (en) Nuclear reactor core
JPH01250789A (en) Boiling water reactor and its operating method
JPH05150067A (en) Arrangement of partial-length fuel rod for optimized reactor core design
JP2563492B2 (en) Fuel assembly
JP7437258B2 (en) fuel assembly
JP2791077B2 (en) Fuel assembly
JP2002071862A (en) Reactor core of boiling water nuclear reactor
JP3015487B2 (en) Fuel assemblies and reactors
JPH065317B2 (en) Fuel assembly
JP2550125B2 (en) Fuel assembly
JPH03215787A (en) Fuel assembly
JPH03223696A (en) Fuel assembly
JPS63175797A (en) Control rod for boiling water type reactor and method of operating boiling water type reactor by using said control rod
JPH01232291A (en) Fuel assembly