JPH022115B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH022115B2
JPH022115B2 JP58056311A JP5631183A JPH022115B2 JP H022115 B2 JPH022115 B2 JP H022115B2 JP 58056311 A JP58056311 A JP 58056311A JP 5631183 A JP5631183 A JP 5631183A JP H022115 B2 JPH022115 B2 JP H022115B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
short
rods
fuel rod
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP58056311A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS59180390A (ja
Inventor
Masaaki Yoshikuni
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.)
Nuclear Fuel Industries Ltd
Original Assignee
Nuclear Fuel Industries 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 Nuclear Fuel Industries Ltd filed Critical Nuclear Fuel Industries Ltd
Priority to JP58056311A priority Critical patent/JPS59180390A/ja
Publication of JPS59180390A publication Critical patent/JPS59180390A/ja
Publication of JPH022115B2 publication Critical patent/JPH022115B2/ja
Granted 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

  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、核燃料集合体、特にサイクル初期に
おいて高い転換率をもち、燃焼に従つて燃料を移
動し、部分的に熱中性子炉に変化させることによ
り燃焼による反応度低下を補償すると共に、再処
理前に出来るだけ多くのエネルギーを取り出す原
子炉用燃料集合体に関する。
ウラン資源の最も有効な利用手段は高速増殖炉
である。しかしその実現は遠く西歴2000年頃と予
測され、更に遅れる可能もある。そこで、当面の
問題として高転換炉が考案された。これは軽水冷
却で稠密格子を利用するものであり、転換比が1
に近く現在の軽水炉の技術を活用して早期に実現
可能な炉型である。
そして、高転換炉では熱核分裂性同位体を生成
しながら燃料として燃焼させるが高転換を行う主
な目的は生成された熱核分裂性物質を再処理して
取り出すことにある。
ところで現用の軽水炉では、一部のウランが転
換により熱核分裂性同位体、例えばPu239、Pu241
等を生成しており、それを同時に燃焼させるが使
用済燃料にはかなりの熱核分裂性物質が残つてお
り再処理して取り出される。
従つて、上記方法によれば高転換により再処
理、燃料成型などのコストが高いという点は幾
分、解決できるものの稠密格子を用いるなど、炉
心及び燃料体系が現用軽水炉と余りにも違いすぎ
るという欠点がある。
一方、現用の原子炉では燃料をバツチ方式で補
給する。そのためサイクル初期の炉心には大きな
余剰反応度を与え、制御棒、冷却材中のホウ素、
可燃性毒物など中性子吸収材による負の反応度に
より臨界を保つ。又、燃料の燃焼に伴う反応度低
下は中性子吸収材の減少により補給する。しか
し、この方法では折角発生した中性子が結局、無
駄に消費されるという欠点がある。
かくして、本発明は叙上の如き諸点に着目し、
その欠点を是正することを課題とする。
即ち、本発明の1つの目的は生成された熱核分
裂性物質が再処理される前に、換言すれば炉使用
中に前述した転換を一層促進させて材料からより
多くのエネルギーを取り出し、エネルギーに対す
る再処理、燃料加工のコストを低減することであ
る。
又、本発明の他の目的は制御用中性子吸収材に
よる無駄な中性子吸収をなくしウラン資源の有効
活用を図る燃料集合体を提供することである。
しかして、上記目的を達成するための本発明の
特徴は、上部が流入孔付の中空管で、下部に燃料
ペレツトを装填した長尺の燃料棒と、燃料ペレツ
トを短尺管内に装填した短尺の燃料棒を用い、短
尺の燃料棒を一体の束に形成して長尺の燃料棒に
対して上下に可動な構成となした核燃料集合体に
ある。
以下、更に上記本発明の具体的な実施態様を添
付図面にもとづいて説明する。
第1図は現用の燃料集合体の代表的な構成例を
示す。この図によれば同燃料集合体は制御棒案内
管3に結合した上下部のノズル4,5の間で燃料
棒1の集束を複数の支持格子2で保持することに
よつて構成されている。そしてこの構成では、各
燃料棒1は所定の位置に保持されたまゝ炉内で使
用されるため燃料棒の格子体系は使用中、全く不
変である。これに対し、第2図乃至第5図は、改
良された本発明に係る燃料集合体の各状態におけ
る概要と、構成各燃料棒の態様を示すが、長尺の
燃料棒1Aと、上下にスライドする短尺の燃料棒
1Bとの組合せからなる。
即ち、第2図、第3図において、1A,1Bは
夫々上記長尺の燃料棒、短尺の燃料棒を示し、長
尺の燃料棒1Aは従前の燃料集合体構成における
と同じく上下のノズル4,5間で結合保持され、
一方、短尺の燃料棒1Bは上下及び中間部を移動
部支持グリツド19,20,21によつて保持さ
れ、そして、短尺の燃料棒1Bが挿通されていな
いグリツドのセル内に前記長尺の燃料棒1Aが挿
通されると共にさらに短尺の燃料棒1Bの集束体
の上下に夫々別のグリツド22,23を複数個配
置し、これら全体の両端を上下ノズル4,5に結
合して本発明の燃料集合体として構成されてい
る。
この場合、短尺の燃料棒1Bの集束は上下及び
中間の移動部支持グリツド19,20,21と共
に長尺の燃料棒1Aに対し上下に可動し得るよう
に形成されており、かつ短尺の燃料棒1Bの上下
に配置された別のグリツド22,23も長尺の燃
料棒1Aに対しスライド可能となつている。従つ
て、このグリツド22,23は上部又は下部の移
動グリツドと呼ばれる。
これを更にその製作順序に従つて説明すれば、
先ず上下部ノズル4,5は長尺燃料棒1Aに結合
される。但し、制御棒案内管を用いる場合には現
用燃料と同じくそれで結合することもできる。次
に短尺の燃料棒1Bは長尺燃料棒1Aに対し3〜
7割程度の長さで移動部支持グリツド19,2
0,21によつて保持して短尺燃料棒束とする。
かくしてこの短尺燃料棒束の短尺燃料棒1Bが挿
通されていないセルに前記長尺の燃料棒1Aまた
は必要ならば制御棒案内管を挿通し、更に短尺燃
料棒束の上下にそれぞれ別のグリツド22,23
を前記の如く複数個適数を配置し、全体の両端を
上下部ノズル4,5に結合する。
こゝで、前記長尺の燃料棒1Aならびに短尺の
燃料棒1Bは夫々第4図、第5図に図示した如き
構造からなり、長尺の燃料棒1Aは上部に流入孔
12を設けた被覆管11の下半部に燃料ペレツト
13を装填し、ばね15を介して中間端栓14で
密封して上半部は冷却水が流入するようになつて
おり、一方、短尺の燃料棒1Bは短かい被覆管1
6内にその全長にわたり燃料ペレツト13を装填
し、ばね17を用いて弾封した構成となつてい
る。勿論、長尺の燃料棒1Aにおける燃料ペレツ
ト13装填部の長さ、短尺燃料棒1Bの長さは
夫々の設計に従つて定められる。
本発明燃料集合体は叙上の如き構成からなり、
次いでその使用態様について述べると、サイクル
の初期にあつては、前記集合体における移動部、
即ち短尺燃料棒束を下部に位置させる(第3図参
照)ことにより水対ウラン比を下方で小さくし
て、換言すれば稠密格子として転換比を高くす
る。そして、サイクルの燃焼に伴うウランの減損
による反応度減少は運転中に集合体移動部(短尺
燃料棒束)を上部に移動させる(第2図参照)こ
とにより水対ウラン比を大きくすることによつて
補償する。なお燃料集合体に対し、各集合体毎に
前記集合体移動部、即ち短尺燃料棒束の位置を調
整することにより最適な出力分布を得ることがで
きる。
以下、更に本発明燃料集合体の核特性について
従来の燃料集合体との対比を示す。
第6図は燃料ペレツトとしてMOX(混合酸化
物)を使つた場合の本発明集合体を従来の集合体
と核特性について比較した図表であり、図中、実
線は従来集合体のK∞の燃料特性、一点鎖線は本
発明集合体を使用し、集合体移動部が燃焼度
0EFPDで下部にあり、燃焼に伴つて上部に移動
し、500EFPDで上部に移動した場合の集合体K
∞燃焼特性である。
これら図表より明らかなように、従来の燃料集
合体では燃焼に伴ない反応度が低下するため、可
溶性ホウ素、可燃性毒物、制御棒等を必要とした
が、本発明集合体を用いればこれらの中性子吸収
材を必要とすることなく、しかも反応度を平坦に
維持し得ることが理解される。
又、本発明をを用いた場合、K∞の燃焼特性が
緩やかであるため、サイクル長さを長く、略3年
位とすることができる。しかもサイクル初期には
転換率が大きいため、ウラン資源の有効利用を図
ることも可能となる。
以上のように本発明は、上部が流入孔付の中空
管で、下部に燃料ペレツトを装填した長尺の燃料
棒と、燃料ペレツトを全長にわたり装填した短尺
の燃料棒を用い、短尺の燃料棒を一体に束に形成
すると共に、該短尺燃料棒束を長尺燃料棒に対し
上下可動となしたものであるから、短尺燃料棒束
の適時の移動によりサイクル初期において高い転
換率をもち、燃焼に従つて燃料を移動し部分的に
熱中性子炉に変化を与えることによつて燃焼によ
る反応度低下を補償すると共に、再処理する前に
できるだけ多くのエネルギーを取り出すことを容
易ならしめ、殊に従来の集合体の如く、中性子吸
収材を特に必要とせず、従つて中性子が無駄に消
費されることもない効果を有する。
しかも前述の如くK∞の燃焼特性が緩やかなと
ころからサイクル長さを長くすることができ、
又、短尺燃料棒束の位置を調整することにより最
適な出力分布を得ることもできる。
殊に本発明ではサイクル初期には転換率が大き
いためウラン資源の有効利用を図り得るばかりで
なく、現用の軽水炉炉心を略そのまゝ用いること
により高転換が達成できる優れた効果も奏し、今
後における実用化が大いに期待される。
【図面の簡単な説明】
第1図は現用の燃料集合体の概観図、第2図及
び第3図は本発明に係る燃料集合体の1例を示す
概観図で第2図はサイクル末期の状態を、又第3
図はサイクル初期の状態を示す、第4図及び第5
図は夫々固定部燃料棒、移動部燃料棒、即ち長尺
燃料棒束と短尺燃料棒の各構成を示す説明図、第
6図は本発明重合体と従来の重合体との核特性比
較図表である。 1,1A,1B……燃料集合体、2……支持格
子、3……制御案内管、4,5……上下部ノズ
ル、11,16……被覆管、12……流入孔、1
3……燃料ペレツト、19,20,21……移動
部支持グリツド、22,23……グリツド。
【特許請求の範囲】
1 隣接する燃料副集合体と接合するための外部
接合面を有し、燃料ピンの束を収容する管状外被
を含む燃料副集合体である液体金属ナトリウム環
境において使用される装置を少くとも1つ有する
液体金属ナトリウム冷却型原子炉において、 接合面は各々その上に層として適用されかつニ
ツケルクロム合金によつて結合された実質的にニ
ツケルアルミ化物の析出した被膜より成る被膜を
有することを特徴とする上記原子炉。 2 析出した被膜はプラズマ又は爆発銃によつて
適用される特許請求の範囲第1項記載の原子炉。
JP58056311A 1983-03-30 1983-03-30 核燃料集合体 Granted JPS59180390A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58056311A JPS59180390A (ja) 1983-03-30 1983-03-30 核燃料集合体

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58056311A JPS59180390A (ja) 1983-03-30 1983-03-30 核燃料集合体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59180390A JPS59180390A (ja) 1984-10-13
JPH022115B2 true JPH022115B2 (ja) 1990-01-16

Family

ID=13023599

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58056311A Granted JPS59180390A (ja) 1983-03-30 1983-03-30 核燃料集合体

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS59180390A (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61278788A (ja) * 1985-06-05 1986-12-09 株式会社日立製作所 燃料集合体
US5068082A (en) * 1987-07-18 1991-11-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Fuel assembly for nuclear reactor
US5255300A (en) * 1991-07-30 1993-10-19 Siemens Power Corporation Fuel assembly for boiling water reactors
US5345485A (en) * 1992-03-13 1994-09-06 Siemens Power Corporation Coolant vent fuel rod for a light water reactor

Also Published As

Publication number Publication date
JPS59180390A (ja) 1984-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS5844237B2 (ja) 原子炉炉心の燃料装荷および運転方法
US3575803A (en) Reactor fueling method
JPH058797B2 (ja)
US4645643A (en) Nuclear fuel assembly containing burnable poison
Goldstein et al. A comparison of gadolinia and boron for burnable poison applications in pressurized water reactors
JP7011542B2 (ja) 高速炉の炉心
JPH022115B2 (ja)
EP0199197B1 (en) Fuel assembly
JPH04301792A (ja) 原子炉の炉心
JPS60188880A (ja) 原子炉用燃料集合体
JPS6361990A (ja) 燃料集合体
JPS6151275B2 (ja)
JP2610254B2 (ja) 沸騰水型原子炉
JP3943624B2 (ja) 燃料集合体
Umeoka et al. Current status of high conversion pressurized water reactor design studies
JPH02232595A (ja) 沸騰水型原子炉の燃料装荷方法
Aoyama et al. Study of advanced LWR cores for effective use of plutonium
Aisch et al. FOCUS-type fuel assembly for PWRs
JP2024076565A (ja) 高速炉の燃料集合体及び高速炉の炉心
Soneda et al. BWR core and fuel development for highly-economical power generation
JPH0452914B2 (ja)
JP2000298187A (ja) 原子炉用燃料要素
Kasten Advanced converter reactors
Purushotham Fabrication and performance of advanced fuels and plans for future-Indian programme
JPS6263887A (ja) 高速増殖炉