JPH02165099A - 燃料集合体収納装置 - Google Patents
燃料集合体収納装置Info
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- JPH02165099A JPH02165099A JP63319353A JP31935388A JPH02165099A JP H02165099 A JPH02165099 A JP H02165099A JP 63319353 A JP63319353 A JP 63319353A JP 31935388 A JP31935388 A JP 31935388A JP H02165099 A JPH02165099 A JP H02165099A
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Classifications
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- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Particle Accelerators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は燃料集合体を貯蔵する燃料貯蔵ラックまたは燃
料集合体を収納して運ぶ燃料輸送キレスフの収納スペー
スを高密度化した燃料集合体収納装置に関する。
料集合体を収納して運ぶ燃料輸送キレスフの収納スペー
スを高密度化した燃料集合体収納装置に関する。
（従来の技術）
原子炉建屋内には燃料貯蔵プールか設けられており、こ
のプール内に新燃料集合体または使用演燃利集合体が燃
料貯蔵ラックに収納されて一時的に貯蔵される。第４図
は従来の高密度燃料貯蔵ラックの上面図の一例を示して
いる。第５図は第４図の立面図を示している。
のプール内に新燃料集合体または使用演燃利集合体が燃
料貯蔵ラックに収納されて一時的に貯蔵される。第４図
は従来の高密度燃料貯蔵ラックの上面図の一例を示して
いる。第５図は第４図の立面図を示している。
これらの図において、符号１は四角形状の燃γζ１貯蔵
ラックの外枠を示しており、この外枠１は多数の仕切板
２により分割されている。外枠１および仕切板２には中
１１子吸収材からなる図示（）ない中性予成１×仮が貼
着されている。外枠１と仕切板２とにより形成きれる空
間にＣＡＬ、一定間隔をおいて燃料集合体を収容する角
筒３か配置されてｄ３す、角筒３と角筒３との間には水
キャップ４が形成されている。
ラックの外枠を示しており、この外枠１は多数の仕切板
２により分割されている。外枠１および仕切板２には中
１１子吸収材からなる図示（）ない中性予成１×仮が貼
着されている。外枠１と仕切板２とにより形成きれる空
間にＣＡＬ、一定間隔をおいて燃料集合体を収容する角
筒３か配置されてｄ３す、角筒３と角筒３との間には水
キャップ４が形成されている。
中性子吸収板は一般にステンレス鋼に８４ Ｇを添加し
たステンレス鋼または△ｌに８４ Ｇを添加したボラル
が使用されている。
たステンレス鋼または△ｌに８４ Ｇを添加したボラル
が使用されている。
このように構成された燃料貯蔵ラックでは角筒３内に例
えば第６図に示すような燃料集合体５が収容され貯蔵さ
れる。
えば第６図に示すような燃料集合体５が収容され貯蔵さ
れる。
なお、第６図に示す燃料集合体５は多数の燃料棒６をス
ペーサー７、上部タイプレート８．ｆｆｉよび下部タイ
プレート９により結束してバンドルを形成し、このバン
ドルをチャンネルボックス１０内に収容して構成されて
いる。チＶンネルボックス１０にはパッド１１Ｊ′３よ
びファスナー１２が形成され、またバンドルの上部には
ハンドル１３が形成されている。
ペーサー７、上部タイプレート８．ｆｆｉよび下部タイ
プレート９により結束してバンドルを形成し、このバン
ドルをチャンネルボックス１０内に収容して構成されて
いる。チＶンネルボックス１０にはパッド１１Ｊ′３よ
びファスナー１２が形成され、またバンドルの上部には
ハンドル１３が形成されている。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、従来の使用済燃料貯蔵ラックでは角筒内
に収容される使用済燃料集合体の未臨界性を保つため、
ラックの軸方向全長に高価なボロン添加ステンレス鋼ま
たはボラル板等の中性子吸収板を使用しているため製作
費が高くなる課題か必った。
に収容される使用済燃料集合体の未臨界性を保つため、
ラックの軸方向全長に高価なボロン添加ステンレス鋼ま
たはボラル板等の中性子吸収板を使用しているため製作
費が高くなる課題か必った。
また、ポロン添加ステンレス鋼は小ロンの添加濃度を高
めると材質か（伽めで硬く、もろくなるため構造材とし
て使用することができなかった。
めると材質か（伽めで硬く、もろくなるため構造材とし
て使用することができなかった。
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、未
臨界を保持し軽相で安価な高密度燃料集合体収納装置を
提供することにおる。
臨界を保持し軽相で安価な高密度燃料集合体収納装置を
提供することにおる。
Ｌ発明の構成１
（課題を解決するための手段）
本発明は燃料集合体を収納する複数の角筒を少なくとも
一面に薄い間隙を設けて配列した燃料集合体収納装置に
おいて、前記燃料集合体の核燃料物質が充填された発熱
有効長の軸方向下端から１７２以上の高ざの領域で軸方
向各位置の局所的な無限増倍率（ｋ））と同一位置にあ
ける中性子のもれない確率（Ｐ２）の積で決定されるｍ
＜＝に、、、ｐ。
一面に薄い間隙を設けて配列した燃料集合体収納装置に
おいて、前記燃料集合体の核燃料物質が充填された発熱
有効長の軸方向下端から１７２以上の高ざの領域で軸方
向各位置の局所的な無限増倍率（ｋ））と同一位置にあ
ける中性子のもれない確率（Ｐ２）の積で決定されるｍ
＜＝に、、、ｐ。
×Ｐ２）が最大となる部分を包含するように中性子吸収
材を前記角筒間に挿入してなることを特徴とする。
材を前記角筒間に挿入してなることを特徴とする。
（作 用）
燃料集合体の軸方向下端から１７２以上の高さに中性子
吸収材を挿入させるのは、以下の理由による。
吸収材を挿入させるのは、以下の理由による。
沸ＩＩヱ水型原子炉（ＢＷＲ＞では運転時燃料集合体内
の水領域で沸１企が起こり、ボイド（蒸気泡）か発生す
る。その小イド量は軸方向で異なり、上流側（燃料集合
体の下部）ではボイド■は少なく、上流側（燃料集合体
の上部）に進むにつれて小イド量は増加する。そのため
、核分裂は減速効果の大きい燃料集合体のＦ部で多く起
こり、上部では減速効果か小さいので核分裂は少なくな
る。従って、核分裂性物質′Ｃ市るＵ２３５の燃焼は上
部より下部の方か進むので、燃料集合体か炉外に取出さ
れる時点では核分裂性物質で０２３５の燃利果合体内残
留吊は下部より上部の方か多くなる。一方、仙の核分裂
性物質で必るｐｕ２Ｆ９の生成はボイド温か多い領域は
ど促進されるので、燃′！、Ｎ４集合体か炉外に取出さ
れる時点でｐＨ２］９の残留荀は下部より上部の方か多
くなる。第７図に使用済燃料集合体の軸方向残留核分裂
性物質の濃度分（ｌｉを示す。この結果、使用済燃料集
合体の有効長における局所的な無限増倍率に〜２の軸方
向の分布は第８図中、６Ｊ１線に示したようになる。し
かし、中性子は燃料集合体の上端及び下端では中心部よ
り体系外へ洩れ易いため、中性子の洩れない確率をｐｘ
とすると、燃料集合体の軸方向における実効的な反応度
はに）×ｐｐの積で評！ｉ［１ｉすることができる。こ
れを局所的実効増倍率ｋｅｆ’醪−に）×Ｐｌと定義す
るとこのｋ ｅｆＴ Ｑの軸方向の分布は第８図中、実
線に示したようになる。燃料集合体が収納されるラック
の未臨界度はｋｅｒｒｇが大きいほど小さくなるので、
１＜ｃｒｒｇの人きい領域に中性子吸収材を挿入ツれば
、中性子を吸収するのと水が排除され中性子の減速作用
が低下するため未ｉ塩界にする効果か大きく、臨界安全
性を十分確保することができる。逆にｋｅｆｆ”の小さ
い領域ではもともと未臨界度が大きく、中性子吸収材を
挿入しなくても臨界安全性は確保できる。
の水領域で沸１企が起こり、ボイド（蒸気泡）か発生す
る。その小イド量は軸方向で異なり、上流側（燃料集合
体の下部）ではボイド■は少なく、上流側（燃料集合体
の上部）に進むにつれて小イド量は増加する。そのため
、核分裂は減速効果の大きい燃料集合体のＦ部で多く起
こり、上部では減速効果か小さいので核分裂は少なくな
る。従って、核分裂性物質′Ｃ市るＵ２３５の燃焼は上
部より下部の方か進むので、燃料集合体か炉外に取出さ
れる時点では核分裂性物質で０２３５の燃利果合体内残
留吊は下部より上部の方か多くなる。一方、仙の核分裂
性物質で必るｐｕ２Ｆ９の生成はボイド温か多い領域は
ど促進されるので、燃′！、Ｎ４集合体か炉外に取出さ
れる時点でｐＨ２］９の残留荀は下部より上部の方か多
くなる。第７図に使用済燃料集合体の軸方向残留核分裂
性物質の濃度分（ｌｉを示す。この結果、使用済燃料集
合体の有効長における局所的な無限増倍率に〜２の軸方
向の分布は第８図中、６Ｊ１線に示したようになる。し
かし、中性子は燃料集合体の上端及び下端では中心部よ
り体系外へ洩れ易いため、中性子の洩れない確率をｐｘ
とすると、燃料集合体の軸方向における実効的な反応度
はに）×ｐｐの積で評！ｉ［１ｉすることができる。こ
れを局所的実効増倍率ｋｅｆ’醪−に）×Ｐｌと定義す
るとこのｋ ｅｆＴ Ｑの軸方向の分布は第８図中、実
線に示したようになる。燃料集合体が収納されるラック
の未臨界度はｋｅｒｒｇが大きいほど小さくなるので、
１＜ｃｒｒｇの人きい領域に中性子吸収材を挿入ツれば
、中性子を吸収するのと水が排除され中性子の減速作用
が低下するため未ｉ塩界にする効果か大きく、臨界安全
性を十分確保することができる。逆にｋｅｆｆ”の小さ
い領域ではもともと未臨界度が大きく、中性子吸収材を
挿入しなくても臨界安全性は確保できる。
（実施例）
図面を参照しながら、本発明の実施例について説明する
。
。
第１図は本発明に係る燃料集合体収納装置として燃１’
ｌ貯蔵ラックの一実施例を示すもので、第４図ｄ３よび
第５図と同一部分には同一符号を付して重複する部分の
説明を省略する。すなわち、第１図において、角筒３の
間の水ギャップ４にラックの上部から燃料集合体の有効
発熱部に面して中性子吸収材１４を挿入した例を示して
いる。
ｌ貯蔵ラックの一実施例を示すもので、第４図ｄ３よび
第５図と同一部分には同一符号を付して重複する部分の
説明を省略する。すなわち、第１図において、角筒３の
間の水ギャップ４にラックの上部から燃料集合体の有効
発熱部に面して中性子吸収材１４を挿入した例を示して
いる。
中性子吸収材１４はト１ｆメタル仮、ｔ−ｂをＺｉまた
はＴ！に希釈したト１ｆ希釈合金ないしはポロン添加ス
テンレス鋼等の中性子吸収板または棒材等で形成される
。中性子吸収材１４の艮ざは局所的実効増倍率が最大と
なる領域を包含できる長さであればよい。燃料集合体発
熱部の上端から２０〜３０ Ｃｍまでの領域は局所実効
増倍率は低く、中性子吸収板は必ずしも必要ない。ラッ
ク上部の燃料集合体弁熱部以外の領域には中性子吸収材
を配置することはなく、この部分はＴ； Ｚｒ、ス
テンレス鋼笠の吊り下げ用構造材１５とし、上から吊り
下げる形状とする。吸収材を添加しない部分は設計条件
によっては省略することもできる。また、中性子吸収材
を横から挿入させる場合は脱落防止用としてフレーム１
６を取り付けておく。
はＴ！に希釈したト１ｆ希釈合金ないしはポロン添加ス
テンレス鋼等の中性子吸収板または棒材等で形成される
。中性子吸収材１４の艮ざは局所的実効増倍率が最大と
なる領域を包含できる長さであればよい。燃料集合体発
熱部の上端から２０〜３０ Ｃｍまでの領域は局所実効
増倍率は低く、中性子吸収板は必ずしも必要ない。ラッ
ク上部の燃料集合体弁熱部以外の領域には中性子吸収材
を配置することはなく、この部分はＴ； Ｚｒ、ス
テンレス鋼笠の吊り下げ用構造材１５とし、上から吊り
下げる形状とする。吸収材を添加しない部分は設計条件
によっては省略することもできる。また、中性子吸収材
を横から挿入させる場合は脱落防止用としてフレーム１
６を取り付けておく。
次に第２図および第３図について本発明の他の実施例を
説明する。第２図は上面図で、第３図は第２図の立面図
である。この実施例はＷ４密ラックで角筒３ａ、３ｂの
間隙が非常に狭い場合のものである。角筒３ａ、３ｂ間
のギャップが狭いので中性子吸収材１４ａを薄くする必
要があるが、Ｈｆは０．５〜２＃厚程度の薄い板（また
はシート状）にしても中↑４子吸収特性は良好である。
説明する。第２図は上面図で、第３図は第２図の立面図
である。この実施例はＷ４密ラックで角筒３ａ、３ｂの
間隙が非常に狭い場合のものである。角筒３ａ、３ｂ間
のギャップが狭いので中性子吸収材１４ａを薄くする必
要があるが、Ｈｆは０．５〜２＃厚程度の薄い板（また
はシート状）にしても中↑４子吸収特性は良好である。
このような角筒３ ａ、 ３ ｂ間の狭い場合はＨｆの
薄い仮を中性子吸収材とし・て使用するのが適している
。また薄くした場合の機械的特性を強化するために使用
できる間隙の大きざに応じてＺｒ、ｒｒ 等と合金化し
て使用するのもよい。
薄い仮を中性子吸収材とし・て使用するのが適している
。また薄くした場合の機械的特性を強化するために使用
できる間隙の大きざに応じてＺｒ、ｒｒ 等と合金化し
て使用するのもよい。
ｌス上の実施例では燃料貯蔵ラックについて説明したが
、本発明はこれに限ることなく燃料輸送キレスクのバス
ケラ１〜についても同じにうに適用てきる。すなわら、
バスケラ１−の内部をアルミニウム合金等で形成される
伝熱材と、ボロン入りステンレス鋼等で形成される燃料
集合体収納装置とで構成する。そして角筒と角筒との間
に狭い間隙を設け、その間隙に中性子吸収板を挿入する
。この吸収板は燃料が炉心に装荷されていた軸方向上部
１／２以内で燃料の局所的実効増倍率が最大となる領域
が包含できる長さとする。このような構成によって上記
燃利貯、＠ラックと同様な効果が得られる。
、本発明はこれに限ることなく燃料輸送キレスクのバス
ケラ１〜についても同じにうに適用てきる。すなわら、
バスケラ１−の内部をアルミニウム合金等で形成される
伝熱材と、ボロン入りステンレス鋼等で形成される燃料
集合体収納装置とで構成する。そして角筒と角筒との間
に狭い間隙を設け、その間隙に中性子吸収板を挿入する
。この吸収板は燃料が炉心に装荷されていた軸方向上部
１／２以内で燃料の局所的実効増倍率が最大となる領域
が包含できる長さとする。このような構成によって上記
燃利貯、＠ラックと同様な効果が得られる。
［発明の効果］
本発明によれば、軸方向に局所的実効増倍率の高い領１
或に中性子を吸収する中性子吸収材を挿入することによ
って高密度にもかかわらず貯蔵プール内の未臨界性を十
分確保でき、かつ高ｌ１ｌＴｌ′な中性子吸収材の母か
半減でき、安価で軽量な高密度燃料集合体収納装置を提
供することかできる。
或に中性子を吸収する中性子吸収材を挿入することによ
って高密度にもかかわらず貯蔵プール内の未臨界性を十
分確保でき、かつ高ｌ１ｌＴｌ′な中性子吸収材の母か
半減でき、安価で軽量な高密度燃料集合体収納装置を提
供することかできる。
また、本発明は既存の燃料集合体収納装置にも容易に適
用できるので臨界安全性をより増大させることができる
。
用できるので臨界安全性をより増大させることができる
。
第１図は本発明に係る燃料貯蔵ラックの一実施例を示す
立面図、第２図は本発明の他の実施例を示す立面図、第
３図は第２図にお【プる燃料貯蔵ラックを示す立面図、
第４図は従来の燃料貯蔵ラックの上面図、第５図は第４
図にあける燃料貯蔵ラックを示す立面図、第６図は沸騰
水型原子炉の燃料集合体を示づ一外観図、第７図は使用
済燃１：ミ１集合体の残留核分裂性物質の濃度を示す特
性図、第８図は使用済燃料集合体の局所増倍率を示す特
性図である。 １ ・・・ タト枠 ２・・・付切板 ３・・・角筒 １・・・水ギｉノツプ ５・・・燃料集合体 ６・・・燃料棒 ７・・・スペーサ ８・・・上部タイブレーｉ〜 ９・・・下部タイプレート １０・・・チ１７ンネルボツクス １１・・・パッド １２・・・フファスナー １３・・・ハンドル １４・・・中性子の吸収材 １５・・・中性子吸収板吊り下げ用＠造材１６・・・フ
レーム （、８７３３）
立面図、第２図は本発明の他の実施例を示す立面図、第
３図は第２図にお【プる燃料貯蔵ラックを示す立面図、
第４図は従来の燃料貯蔵ラックの上面図、第５図は第４
図にあける燃料貯蔵ラックを示す立面図、第６図は沸騰
水型原子炉の燃料集合体を示づ一外観図、第７図は使用
済燃１：ミ１集合体の残留核分裂性物質の濃度を示す特
性図、第８図は使用済燃料集合体の局所増倍率を示す特
性図である。 １ ・・・ タト枠 ２・・・付切板 ３・・・角筒 １・・・水ギｉノツプ ５・・・燃料集合体 ６・・・燃料棒 ７・・・スペーサ ８・・・上部タイブレーｉ〜 ９・・・下部タイプレート １０・・・チ１７ンネルボツクス １１・・・パッド １２・・・フファスナー １３・・・ハンドル １４・・・中性子の吸収材 １５・・・中性子吸収板吊り下げ用＠造材１６・・・フ
レーム （、８７３３）
Claims (1)
- 燃料集合体を収納する複数の角筒を少なくとも一面に薄
い間隙を設けて配列した燃料集合体収納装置において、
前記燃料集合体の核燃料物質が充填された発熱有効長の
軸方向下端から１／２以上の高さの領域で軸方向各位置
の局所的な無限増倍率（ｋ＿∞ｌ）と同一位置における
中性子のもれない確率（Ｐｌ）の積で決定される量（＝
ｋ＿∞ｌ×Ｐｌ）が最大となる部分を包含するように中
性子吸収材を前記角筒間に挿入してなることを特徴とす
る燃料集合体収納装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63319353A JPH02165099A (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 燃料集合体収納装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63319353A JPH02165099A (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 燃料集合体収納装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02165099A true JPH02165099A (ja) | 1990-06-26 |
Family
ID=18109205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63319353A Pending JPH02165099A (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 燃料集合体収納装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02165099A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010014681A (ja) * | 2008-07-07 | 2010-01-21 | Toshiba Corp | 使用済み燃料貯蔵ラックおよびその製造方法 |
-
1988
- 1988-12-20 JP JP63319353A patent/JPH02165099A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010014681A (ja) * | 2008-07-07 | 2010-01-21 | Toshiba Corp | 使用済み燃料貯蔵ラックおよびその製造方法 |
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