JPH03206995A - 加圧水型原子炉用燃料集合体 - Google Patents
加圧水型原子炉用燃料集合体Info
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Classifications
-
- 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
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は放射性廃棄物を発生しない、また燃料の核的損
失を伴わない可燃性毒物と一体となった加圧水型原子炉
（以下ＰＷＲと略す）用燃料集合体に関するものである
。
失を伴わない可燃性毒物と一体となった加圧水型原子炉
（以下ＰＷＲと略す）用燃料集合体に関するものである
。
［従来の技術コ
従来、ＰＷＲ燃料の反応度の制御のための可燃性毒物と
しては、可燃毒物棒集合体（以下ＢＰＲＡと略す）が用
いられていた。
しては、可燃毒物棒集合体（以下ＢＰＲＡと略す）が用
いられていた。
第４図にＰＷＲ用燃料集合体，第５図にＢＰＲＡの説明
図を示す。両図において、１０は燃料集合体，１１は燃
料捧，１２は支持格子，１３は制御棒案内管，１４は上
部ノズル，１５は下部ノズル， ２０はＢＰＲＡ，２１
は可燃毒物捧，２２はプラグ捧，２３は端板，２４はナ
ノト，２５は上部構造，２６はスプリングである。
図を示す。両図において、１０は燃料集合体，１１は燃
料捧，１２は支持格子，１３は制御棒案内管，１４は上
部ノズル，１５は下部ノズル， ２０はＢＰＲＡ，２１
は可燃毒物捧，２２はプラグ捧，２３は端板，２４はナ
ノト，２５は上部構造，２６はスプリングである。
ＢＰＲＡ２０はＰＷＲ用燃料集合体１０の制御棒案内管
ｌ３の中に挿入して用いる８本〜２４本の可燃毒物捧２
ｌをクラスター状に構成したものである。
ｌ３の中に挿入して用いる８本〜２４本の可燃毒物捧２
ｌをクラスター状に構成したものである。
（第５図参照）
このＢＰＲＡの欠点は、使用済みのＢＰＲＡがそのまま
放射性の廃棄物となってしまうことである。このため最
近では可燃毒物のガドリニア（ＧｄＯ３）を燃料のじ０
２ペレット内に１〜１０％程度混入して使用する方法が
採用されるようになった。
放射性の廃棄物となってしまうことである。このため最
近では可燃毒物のガドリニア（ＧｄＯ３）を燃料のじ０
２ペレット内に１〜１０％程度混入して使用する方法が
採用されるようになった。
このガドリニア入り燃料の欠点は、ガドリニアを混合す
るためウランの量が工〜１０％減ること、ガドリニアを
混入するとＵＯλの融点が低下するため、ガドリニア入
り燃料捧の出力を低く保たなければならないので、ウラ
ンの濃縮度を下げなければならないことなどのため核的
損失が犬であった。
るためウランの量が工〜１０％減ること、ガドリニアを
混入するとＵＯλの融点が低下するため、ガドリニア入
り燃料捧の出力を低く保たなければならないので、ウラ
ンの濃縮度を下げなければならないことなどのため核的
損失が犬であった。
［発明が解決しようとする課題］
上述のように、従来のＢＰＲＡやガドリニア入り燃料は
、ウラン量が１〜１０％減ること及びＵ○ユの融点が低
下して燃料捧の出力を低くせねばならず、そのためウラ
ンの濃縮度を下げねばならず、核的損失が大であった。
、ウラン量が１〜１０％減ること及びＵ○ユの融点が低
下して燃料捧の出力を低くせねばならず、そのためウラ
ンの濃縮度を下げねばならず、核的損失が大であった。
本発明は、ＢＰＲＡやガドリニア入り燃料より優れた核
的特性を有し、また放射性廃棄物を発生しないような可
燃性毒物を一体として組み込んだＰＷＲ用燃料集合体を
提供することを目的とするものである。
的特性を有し、また放射性廃棄物を発生しないような可
燃性毒物を一体として組み込んだＰＷＲ用燃料集合体を
提供することを目的とするものである。
［課題を解決するための手段コ
上記の目的を達成するために本発明はなされたもので，
第１図，第２図に示すようにＰＷＲ用燃料集合体を構成
する１６〜２４本の制御棒案内管１（第４図では１３）
の外面に放射性廃棄物の発生しないような可燃性毒物２
を付着させた。内面に貼り付けることも可能であるが、
内面は制御棒が挿入されるため，制御棒による摩耗の可
能性があるので好ましくない。なお、３（第４図では１
１）は燃料捧で、４は計装案内管，５は流水孔である。
第１図，第２図に示すようにＰＷＲ用燃料集合体を構成
する１６〜２４本の制御棒案内管１（第４図では１３）
の外面に放射性廃棄物の発生しないような可燃性毒物２
を付着させた。内面に貼り付けることも可能であるが、
内面は制御棒が挿入されるため，制御棒による摩耗の可
能性があるので好ましくない。なお、３（第４図では１
１）は燃料捧で、４は計装案内管，５は流水孔である。
［作用コ
第３図にＰＷＲ用燃料集合体の実効倍増係数の燃焼度特
性を示して本発明の作用について説明する。
性を示して本発明の作用について説明する。
同図の特性曲線Ｄは可燃性毒物を一切使用していない１
７Ｘ １７型ＰＷＲ用燃料集合体の実効倍増係数の燃焼
度特性を示したものである。Ｃは１６本組のＢＰＲＡを
用いた場合の特性を示している。ＢはＣと同一の毒性を
持たせたガドリニア入り燃料の場合の特性を示し、Ａは
Ｃと同一の毒作用を持たせた本発明の燃料についての特
性である。
７Ｘ １７型ＰＷＲ用燃料集合体の実効倍増係数の燃焼
度特性を示したものである。Ｃは１６本組のＢＰＲＡを
用いた場合の特性を示している。ＢはＣと同一の毒性を
持たせたガドリニア入り燃料の場合の特性を示し、Ａは
Ｃと同一の毒作用を持たせた本発明の燃料についての特
性である。
ガトリニア入り燃料Ｂにおいては、ガドリニアの毒作用
が約１０ＧＷｄ／ｔ以下で消滅する。その結果約１０Ｇ
Ｗｄ／ｔの前後で核特性が著しく異なり、炉心管理が非
常にむつかしくなっている。またガドリニアの毒作用消
滅後も濃縮度を下げてり）るため、Ｄに比較して約２％
実効倍増係数が低い。ＣのＢＰＲＡの場合は毒物の消滅
時期が２００Ｗｄ／ｔ以後と遅すぎること，また中性子
の吸収を伴う構造物が挿入されているため、やはり２％
程度の実効倍増係数の損失があるという欠点がある。
が約１０ＧＷｄ／ｔ以下で消滅する。その結果約１０Ｇ
Ｗｄ／ｔの前後で核特性が著しく異なり、炉心管理が非
常にむつかしくなっている。またガドリニアの毒作用消
滅後も濃縮度を下げてり）るため、Ｄに比較して約２％
実効倍増係数が低い。ＣのＢＰＲＡの場合は毒物の消滅
時期が２００Ｗｄ／ｔ以後と遅すぎること，また中性子
の吸収を伴う構造物が挿入されているため、やはり２％
程度の実効倍増係数の損失があるという欠点がある。
本発明に係るＡでは毒作用の消滅がＢとＣの間にあり、
炉心管理上最適な時期であること、残留毒作用のない、
即ち燃焼末期で実効倍増係数の損失がないこと、放射性
廃棄物を発生しないことの点で優れている。
炉心管理上最適な時期であること、残留毒作用のない、
即ち燃焼末期で実効倍増係数の損失がないこと、放射性
廃棄物を発生しないことの点で優れている。
［実施例コ
実施例としては第１図に示す通りで、１は制御棒案内管
，２は可燃性毒物である。
，２は可燃性毒物である。
可燃性毒物２の元素としてはほう素（Ｂ）の他にガトリ
ニウム（Ｇａ），カドミウム（Ｃａ），ジスプロシウム
（Ｄｙ），サマリウム（Ｓｍ），銀（Ａｇ），インジウ
ム（Ｉｎ）等の中性子吸収断面積の大きなものがいずれ
も使用可能である。
ニウム（Ｇａ），カドミウム（Ｃａ），ジスプロシウム
（Ｄｙ），サマリウム（Ｓｍ），銀（Ａｇ），インジウ
ム（Ｉｎ）等の中性子吸収断面積の大きなものがいずれ
も使用可能である。
上記の可燃性毒物を制御棒案内管に付着させる方法とし
ては、可燃性毒物を金属の形態で使用する場合には、制
御棒案内管と可燃性毒物の２重管として、一緒に圧延す
る方法が最良である。この場合，可燃性毒物の金属とし
ては，その元素単体の場合の他に適当な金属との合金体
として物理的，化学的，機械的特性を適切に調整して用
いることができる。
ては、可燃性毒物を金属の形態で使用する場合には、制
御棒案内管と可燃性毒物の２重管として、一緒に圧延す
る方法が最良である。この場合，可燃性毒物の金属とし
ては，その元素単体の場合の他に適当な金属との合金体
として物理的，化学的，機械的特性を適切に調整して用
いることができる。
また、可燃性毒物を付着させる別の方法としては、鍍金
，蒸着，スパッタリングも可能である。
，蒸着，スパッタリングも可能である。
可燃性毒物が酸化物である場合には、焼結，スパッタリ
ング等で付着させることができる。
ング等で付着させることができる。
また、可燃性毒物を金属との混合体として制御棒案内管
とともに圧延することも可能である。
とともに圧延することも可能である。
［発明の効果］
可燃性毒物を制御棒案内管に付着させたものが構成要素
になっている燃料集合体は， （１）放射性廃棄物を別体として発生しない（２）
中性子経済上最も優れた核特性が得られる（イ）毒作用
消滅時期が適切である （口） 残留毒作用が無視できる程小さ塾）等の効果を
有している。
になっている燃料集合体は， （１）放射性廃棄物を別体として発生しない（２）
中性子経済上最も優れた核特性が得られる（イ）毒作用
消滅時期が適切である （口） 残留毒作用が無視できる程小さ塾）等の効果を
有している。
第工図は本発明の要部である制御棒案内管の具体例兼実
施例説明図，第２図は第１図のものが使用されている燃
料集合体の横断面図，第３図は本発明の効果を説明する
使用毒物の種別による燃料集合体の実効倍増係数の燃焼
度特性図，第４図は燃料集合体の説明図，第５図は可燃
毒物捧集合体の説明図である。 ｛・・制御棒案内管、２・・可燃性毒物、３・・燃料捧
， １０・・燃料集合体。 Ｄ・・可燃性毒物を一切使用してない１７１７型ＰＷＲ
用燃料集合体の実効倍増係数の燃焼度特性。 Ｃ・・１６本組のＢＰＲＡを用いた場合の特性。 Ｂ・・Ｃと同一の毒性を持たせたガドリニア入りの燃料
の場合の特性。 Ａ・・Ｃと同一の毒作用を持たせた本発明の燃料につい
ての特性。 第１図 第２図 燃・攪康（ＣｑＷｄ／ｔ） 第４図
施例説明図，第２図は第１図のものが使用されている燃
料集合体の横断面図，第３図は本発明の効果を説明する
使用毒物の種別による燃料集合体の実効倍増係数の燃焼
度特性図，第４図は燃料集合体の説明図，第５図は可燃
毒物捧集合体の説明図である。 ｛・・制御棒案内管、２・・可燃性毒物、３・・燃料捧
， １０・・燃料集合体。 Ｄ・・可燃性毒物を一切使用してない１７１７型ＰＷＲ
用燃料集合体の実効倍増係数の燃焼度特性。 Ｃ・・１６本組のＢＰＲＡを用いた場合の特性。 Ｂ・・Ｃと同一の毒性を持たせたガドリニア入りの燃料
の場合の特性。 Ａ・・Ｃと同一の毒作用を持たせた本発明の燃料につい
ての特性。 第１図 第２図 燃・攪康（ＣｑＷｄ／ｔ） 第４図
Claims (1)
- １、加圧水型原子炉用燃料集合体において、該燃料集合
体を構成する制御棒案内管に可燃性毒物元素Ｂ、Ｇｄ、
Ｃｄ、Ｄｙ、Ｓｍ、ＡｇまたはＩｎを付着せしめてなる
ことを特徴とする加圧水型原子炉用燃料集合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002306A JPH03206995A (ja) | 1990-01-08 | 1990-01-08 | 加圧水型原子炉用燃料集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002306A JPH03206995A (ja) | 1990-01-08 | 1990-01-08 | 加圧水型原子炉用燃料集合体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03206995A true JPH03206995A (ja) | 1991-09-10 |
Family
ID=11525674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002306A Pending JPH03206995A (ja) | 1990-01-08 | 1990-01-08 | 加圧水型原子炉用燃料集合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03206995A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9799414B2 (en) | 2010-09-03 | 2017-10-24 | Atomic Energy Of Canada Limited | Nuclear fuel bundle containing thorium and nuclear reactor comprising same |
| US10176898B2 (en) | 2010-11-15 | 2019-01-08 | Atomic Energy Of Canada Limited | Nuclear fuel containing a neutron absorber |
| JP2022091259A (ja) * | 2020-12-09 | 2022-06-21 | 三菱重工業株式会社 | 炉心構造および原子炉 |
-
1990
- 1990-01-08 JP JP2002306A patent/JPH03206995A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9799414B2 (en) | 2010-09-03 | 2017-10-24 | Atomic Energy Of Canada Limited | Nuclear fuel bundle containing thorium and nuclear reactor comprising same |
| US10176898B2 (en) | 2010-11-15 | 2019-01-08 | Atomic Energy Of Canada Limited | Nuclear fuel containing a neutron absorber |
| JP2022091259A (ja) * | 2020-12-09 | 2022-06-21 | 三菱重工業株式会社 | 炉心構造および原子炉 |
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