JPH04204084A - チャンネルボックスの再使用方法 - Google Patents
チャンネルボックスの再使用方法Info
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- JPH04204084A JPH04204084A JP2329242A JP32924290A JPH04204084A JP H04204084 A JPH04204084 A JP H04204084A JP 2329242 A JP2329242 A JP 2329242A JP 32924290 A JP32924290 A JP 32924290A JP H04204084 A JPH04204084 A JP H04204084A
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- 238000005452 bending Methods 0.000 description 7
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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
-
- 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
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は原子炉炉心の燃料集合体のチャンネルボックス
の再使用に係り、特に、その曲がり変形による安全性へ
の影響を最小限に抑えるのに好適なチャンネルボックス
の再使用方法に関する。
の再使用に係り、特に、その曲がり変形による安全性へ
の影響を最小限に抑えるのに好適なチャンネルボックス
の再使用方法に関する。
第２図に示すように、沸騰水型原子炉の燃料集合体１は
、上部タイプレート２．下部タイプレート３およびスペ
ーサ４で保持された複数の燃料棒５と、これらの燃料棒
５を内蔵するチャンネルボックス６と、チャンネルボッ
クス６を上部タイプレート２に固定するとともに、燃料
集合体１を炉心に装荷したときに隣接する他の燃料集合
体との間の間隙を保持する作用をする弾性部材よりなる
チャンネルファスナ７とより構成されている。
、上部タイプレート２．下部タイプレート３およびスペ
ーサ４で保持された複数の燃料棒５と、これらの燃料棒
５を内蔵するチャンネルボックス６と、チャンネルボッ
クス６を上部タイプレート２に固定するとともに、燃料
集合体１を炉心に装荷したときに隣接する他の燃料集合
体との間の間隙を保持する作用をする弾性部材よりなる
チャンネルファスナ７とより構成されている。
沸騰水型原子炉の炉心には、その出力に応じて−４００
〜８００体程度の燃料集合体１が第２図に示すように規
則正しく装荷されており、十字形の制御棒８がこの燃料
集合体四体に囲まれるような位置に配置されている。
〜８００体程度の燃料集合体１が第２図に示すように規
則正しく装荷されており、十字形の制御棒８がこの燃料
集合体四体に囲まれるような位置に配置されている。
第４図はこの状態を拡大して示したものであり、四つの
燃料集合体１と十字形の制御棒８で単位セルを構成して
おり、この単位セルが原子炉容器内に設けられている相
形の上部格子板９の桝内に収まるように装荷される。単
位セル内の燃料集合体１の相互間の間隔りは四つの燃料
集合体１のチャンネルファスナ７によって保持されてお
り、制御棒８の通路となっている。
燃料集合体１と十字形の制御棒８で単位セルを構成して
おり、この単位セルが原子炉容器内に設けられている相
形の上部格子板９の桝内に収まるように装荷される。単
位セル内の燃料集合体１の相互間の間隔りは四つの燃料
集合体１のチャンネルファスナ７によって保持されてお
り、制御棒８の通路となっている。
ところで、チャンネルボックス６はジルコニウム合金で
作られており、原子炉運転中には多量の高速中性子の照
送を受け、長手方向に伸びを生じることが知られている
。もしチャンネルボックス６の対向二面間に高速中性子
照射量の差があれば、チャンネルボックス６の対向二面
に照射成長による伸び差が生じ、第５図に示すように高
速中性子照射量が大きく、伸びが大きい側の面が外側に
凸となるような曲がりを生じる。高速中性子束の差Δφ
を、制御棒に隣接するチャンネルボックス側面の中性子
束φ工と、制御棒から遠い側のチャンネルボックス側面
の中性子束φ２との差Δφ＝φ、−φ２として定義する
と、高速中性子照射量の差Δφ・ｔが正の符号であれば
、制御棒に隣接したチャンネルボックス側面が凸となる
ように曲がり、逆にΔφ・ｔの符号が負の場合には、制
御棒に隣接したチャンネルボックス側面が凹となるよう
に曲がる。
作られており、原子炉運転中には多量の高速中性子の照
送を受け、長手方向に伸びを生じることが知られている
。もしチャンネルボックス６の対向二面間に高速中性子
照射量の差があれば、チャンネルボックス６の対向二面
に照射成長による伸び差が生じ、第５図に示すように高
速中性子照射量が大きく、伸びが大きい側の面が外側に
凸となるような曲がりを生じる。高速中性子束の差Δφ
を、制御棒に隣接するチャンネルボックス側面の中性子
束φ工と、制御棒から遠い側のチャンネルボックス側面
の中性子束φ２との差Δφ＝φ、−φ２として定義する
と、高速中性子照射量の差Δφ・ｔが正の符号であれば
、制御棒に隣接したチャンネルボックス側面が凸となる
ように曲がり、逆にΔφ・ｔの符号が負の場合には、制
御棒に隣接したチャンネルボックス側面が凹となるよう
に曲がる。
原子炉の炉心では、様々な濃縮度、燃焼度の燃料集合体
を複雑に組み合わせて運転されており、従って炉心内の
高速中性子束分布は複雑になっている。このため、チャ
ンネルボックスの曲がり変形も複雑な分布となる。この
複雑な曲がり変形の分布により、隣接するチャンネルボ
ックス間の間隙が狭まる箇所や広がる箇所を生じること
になる。
を複雑に組み合わせて運転されており、従って炉心内の
高速中性子束分布は複雑になっている。このため、チャ
ンネルボックスの曲がり変形も複雑な分布となる。この
複雑な曲がり変形の分布により、隣接するチャンネルボ
ックス間の間隙が狭まる箇所や広がる箇所を生じること
になる。
隣接するチャンネルボックス間の間隙の減少により制御
棒とチャンネルボックス間の間隙が減少することになり
、その結果原子炉の安全性上重要な問題となる可能性が
ある。
棒とチャンネルボックス間の間隙が減少することになり
、その結果原子炉の安全性上重要な問題となる可能性が
ある。
現在、一般に、軽水炉では、約−年間の出力運転期間と
約三カ月間の定期検査及び燃料取替えのための停止期間
より成る運転サイクルを採用している。各サイクルの停
止期間中に、全数の１／４〜１／３の燃料集合体を取出
し、新燃料と交換するが、通常、燃料集合体は３〜４サ
イクルを経て取出されている。従来、チャンネルボック
スは燃料集合体の寿命とともに使用済とされていたが、
経済性の向上と放射性廃棄物の低減という観点から、使
用済燃料集合体から取外し、新燃料に再装着して使用し
ようという動きに移行している（以下、最初の燃料に装
着される期間を「第一パンドルライフ」と称し、二つ目
の燃料に装着される期間を「第二のバンドルライフ」と
称する）。
約三カ月間の定期検査及び燃料取替えのための停止期間
より成る運転サイクルを採用している。各サイクルの停
止期間中に、全数の１／４〜１／３の燃料集合体を取出
し、新燃料と交換するが、通常、燃料集合体は３〜４サ
イクルを経て取出されている。従来、チャンネルボック
スは燃料集合体の寿命とともに使用済とされていたが、
経済性の向上と放射性廃棄物の低減という観点から、使
用済燃料集合体から取外し、新燃料に再装着して使用し
ようという動きに移行している（以下、最初の燃料に装
着される期間を「第一パンドルライフ」と称し、二つ目
の燃料に装着される期間を「第二のバンドルライフ」と
称する）。
−バンドルライフを終了したチャンネルボックスを再装
着してニバンドルライフ使用する場合、第二バンドルラ
イフ終了時には、そのチャンネルボックスの平均高速中
性子照射量が２．０Ｘ１０”ｎ ／ ｃａを越える場合
も予測されるが、高い中性子照射量においては、照射成
長の割合が増加するというデータもあり、従って、第二
バンドルライフでは第一パンドルライフにおいてより、
チャンネルボックスの曲がり変形が起こり易いことが予
測される。従って、チャンネルボックスをニバンドルラ
イフ使用する場合には、第二バンドルライフ目に曲がり
変形を考慮した装荷方法が必要となる。
着してニバンドルライフ使用する場合、第二バンドルラ
イフ終了時には、そのチャンネルボックスの平均高速中
性子照射量が２．０Ｘ１０”ｎ ／ ｃａを越える場合
も予測されるが、高い中性子照射量においては、照射成
長の割合が増加するというデータもあり、従って、第二
バンドルライフでは第一パンドルライフにおいてより、
チャンネルボックスの曲がり変形が起こり易いことが予
測される。従って、チャンネルボックスをニバンドルラ
イフ使用する場合には、第二バンドルライフ目に曲がり
変形を考慮した装荷方法が必要となる。
上記従来の原子炉燃料の運用方法においては、チャンネ
ルボックスを再使用しようとする場合に、第二バンドル
ライフ目の変形量を予測する手法が確立されておらず、
そのため第二バンドルライフ目に大きく変形する危険性
を配慮して、第一パンドルライフ終了時にほとんど変形
していないごく限られたチャンネルボックスのみの再使
用しか行なうことができず、経済性の向上と放射性廃棄
物の低減に大きな効果を上げることができなかった。
ルボックスを再使用しようとする場合に、第二バンドル
ライフ目の変形量を予測する手法が確立されておらず、
そのため第二バンドルライフ目に大きく変形する危険性
を配慮して、第一パンドルライフ終了時にほとんど変形
していないごく限られたチャンネルボックスのみの再使
用しか行なうことができず、経済性の向上と放射性廃棄
物の低減に大きな効果を上げることができなかった。
今後、原子炉燃料の経済性向上を図るために、運転サイ
クルは長期化する方向へ移行しており、チャンネルボッ
クスの再使用による経済的効果と比較してもそちらが優
先され、チャンネルボックスを再使用することはさらに
困難な場況にある。
クルは長期化する方向へ移行しており、チャンネルボッ
クスの再使用による経済的効果と比較してもそちらが優
先され、チャンネルボックスを再使用することはさらに
困難な場況にある。
本発明の目的は、原子炉運転計画に基づいて、原子炉内
のすべてのチャンネルボックスの変形量を予測し、各チ
ャンネルボックス間の間隙を平均化するように再使用チ
ャンネルボックスと新燃料の組合わせを定量的な評価方
法により合理的に決定する方法を提供し、多数のチャン
ネルボックスを再使用することにより経済性を向上させ
、放射性廃棄物の低減を図ることにある。
のすべてのチャンネルボックスの変形量を予測し、各チ
ャンネルボックス間の間隙を平均化するように再使用チ
ャンネルボックスと新燃料の組合わせを定量的な評価方
法により合理的に決定する方法を提供し、多数のチャン
ネルボックスを再使用することにより経済性を向上させ
、放射性廃棄物の低減を図ることにある。
上記目的は、チャンネルボックスの変形量を対向する二
側面間の高速中性子照射量の差Δφ・ｔを用いて計算に
より予測し、さらに、二方向あるこの変形量の合成ベク
トルを各チャンネルボックスごとに求め、合成ベクトル
の大きさにより二〜四ブロックに分け、各ブロックごと
に合成ベクトルの方向が逆となる再使用チャンネルボッ
クスと新燃料集合体との組合せを決める評価方法を適用
することにより達成される。
側面間の高速中性子照射量の差Δφ・ｔを用いて計算に
より予測し、さらに、二方向あるこの変形量の合成ベク
トルを各チャンネルボックスごとに求め、合成ベクトル
の大きさにより二〜四ブロックに分け、各ブロックごと
に合成ベクトルの方向が逆となる再使用チャンネルボッ
クスと新燃料集合体との組合せを決める評価方法を適用
することにより達成される。
チャンネルボックスは原子炉内で照射中に高速中性子の
照射を受け、長手方向に伸びを生じる。
照射を受け、長手方向に伸びを生じる。
チャンネルボックスの対向する二側面間に高速中性子照
射量の差があれば、照射成長による伸び差が生じ、伸び
が大きい側が外側に凸となる曲がり変形を生じる。この
曲がり変形は第６図に示すようにＸ方向とＸ方向の二方
向に生じ、原子炉内のチャンネルボックスの装荷位置に
より二方向の高速中性子照射量に差があるために各方向
の曲がり変形量はチャンネルボックスの位置により異な
っている。
射量の差があれば、照射成長による伸び差が生じ、伸び
が大きい側が外側に凸となる曲がり変形を生じる。この
曲がり変形は第６図に示すようにＸ方向とＸ方向の二方
向に生じ、原子炉内のチャンネルボックスの装荷位置に
より二方向の高速中性子照射量に差があるために各方向
の曲がり変形量はチャンネルボックスの位置により異な
っている。
一バンドルライフを終了したチャンネルボックスを新燃
料集合体に再装着してニバントルライフ使用する場合の
両者の組合せを決定する方法として、再使用チャンネル
ボックスの一バンドルライフ終了時の変形量の合成ベク
トル（第６図参照）と再装着後のニバントルライフ期間
中のチャンネルボックスの予測変形量の合成ベクトルが
同程度の大きさで、しかも方向が逆となるように選択す
る方法を用いれば、再使用チャンネルボックスのニバン
ドルライフ期間中の変形量が元に戻る方向となるため、
チャンネルボックスと制御棒との間隙の減少を回避する
ことが可能となり、多数のチャネルボックスの再使用に
よる経済性向上、廃棄物低減を達成することが可能とな
る。
料集合体に再装着してニバントルライフ使用する場合の
両者の組合せを決定する方法として、再使用チャンネル
ボックスの一バンドルライフ終了時の変形量の合成ベク
トル（第６図参照）と再装着後のニバントルライフ期間
中のチャンネルボックスの予測変形量の合成ベクトルが
同程度の大きさで、しかも方向が逆となるように選択す
る方法を用いれば、再使用チャンネルボックスのニバン
ドルライフ期間中の変形量が元に戻る方向となるため、
チャンネルボックスと制御棒との間隙の減少を回避する
ことが可能となり、多数のチャネルボックスの再使用に
よる経済性向上、廃棄物低減を達成することが可能とな
る。
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。
第１図は、本発明による再使用チャンネルボックスと新
燃料集合体との組合せを決定する評価方法の一実施例を
示したものである。
燃料集合体との組合せを決定する評価方法の一実施例を
示したものである。
再使用チャンネルボックスの一バンドルライフ終了時に
おける変形量は原子力発電所の使用済燃料貯蔵プール内
で実測データが得られる。また、再使用チャンネルボッ
クスを新燃料集合体に装着した後の変形量は、燃料の装
荷位置の情報を与えれば、対向する二側面間の高速中性
子照射量め差Δφ・ｔを計算することにより予測するこ
とができる。両者のチャンネルボックス変形量は第６図
に示したように、チャンネルボックスの炉心内装荷位置
によりＸ方向とＸ方向の二方向の成分から成り、各チャ
ンネルボックスごとに大きさと方向を有する変形量の合
成ベクトルを求めることができる。
おける変形量は原子力発電所の使用済燃料貯蔵プール内
で実測データが得られる。また、再使用チャンネルボッ
クスを新燃料集合体に装着した後の変形量は、燃料の装
荷位置の情報を与えれば、対向する二側面間の高速中性
子照射量め差Δφ・ｔを計算することにより予測するこ
とができる。両者のチャンネルボックス変形量は第６図
に示したように、チャンネルボックスの炉心内装荷位置
によりＸ方向とＸ方向の二方向の成分から成り、各チャ
ンネルボックスごとに大きさと方向を有する変形量の合
成ベクトルを求めることができる。
再使用チャンネルボックスとニバンドルライフ目に組合
せる新燃料集合体との組合せを決める方法としては、再
使用チャンネルボックスの変形量の合成ベクトルとニバ
ントルライフ期間中のチャンネルボックスの予測変形量
の合成ベクトルの方向が逆となるように組合せれば第二
バンドルライフ終了時のチャンネルボックスの変形量を
小さく抑えることができる。この効果をさらに大きくす
るために、第１図に示した実施例においては、事前に合
成ベクトルの大きさで並へがえを行い、大きさにより複
数のブロックに分類しておき、各ブロックごとに合成ベ
クトルの方向が逆となる組合せを決定する。
せる新燃料集合体との組合せを決める方法としては、再
使用チャンネルボックスの変形量の合成ベクトルとニバ
ントルライフ期間中のチャンネルボックスの予測変形量
の合成ベクトルの方向が逆となるように組合せれば第二
バンドルライフ終了時のチャンネルボックスの変形量を
小さく抑えることができる。この効果をさらに大きくす
るために、第１図に示した実施例においては、事前に合
成ベクトルの大きさで並へがえを行い、大きさにより複
数のブロックに分類しておき、各ブロックごとに合成ベ
クトルの方向が逆となる組合せを決定する。
この方法を用いることにより、−バンドルライフ終了時
に変形していた再使用チャンネルボックスはニバンドル
ライフ期間中に逆方向に変形することが期待され、チャ
ンネルボックスと制御棒との間隙が減少するのを抑える
ことが可能となり、ひいては、多数のチャンネルボック
スの再使用による経済性向上及び廃棄物低減に資するこ
ととなる。
に変形していた再使用チャンネルボックスはニバンドル
ライフ期間中に逆方向に変形することが期待され、チャ
ンネルボックスと制御棒との間隙が減少するのを抑える
ことが可能となり、ひいては、多数のチャンネルボック
スの再使用による経済性向上及び廃棄物低減に資するこ
ととなる。
第１図は本発明による再使用チャンネルボックスと新燃
料集合体との組合せを決定する評価方法の一実施例のフ
ローチャート、第２図は燃料集合体の側面図、第３図は
沸騰水型原子炉の炉心断面図、第４図は第２図の燃料集
合体よりなる単一セルの平面図、第５図はチャンネルボ
ックスが炉内で照射された場合の変形を示す説明図、第
６図はチャンネルボックスの二方向の変形量の合成ベク
トルを示す説明図である。 １・・・燃料集合体、６・・・チャンネルボックス、７
・・。 第１−口
料集合体との組合せを決定する評価方法の一実施例のフ
ローチャート、第２図は燃料集合体の側面図、第３図は
沸騰水型原子炉の炉心断面図、第４図は第２図の燃料集
合体よりなる単一セルの平面図、第５図はチャンネルボ
ックスが炉内で照射された場合の変形を示す説明図、第
６図はチャンネルボックスの二方向の変形量の合成ベク
トルを示す説明図である。 １・・・燃料集合体、６・・・チャンネルボックス、７
・・。 第１−口
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、チャンネルボックスを装着した燃料集合体四体を正
方形に並べてその中心に十字形の制御棒を挿入できるよ
うにしたセルを一単位とし、この単位セルを格子状に整
列させた原子炉炉心において、 使用済燃料集合体から取りはずしたチャンネルボックス
を新しい燃料集合体に再装着する際に、再使用後の原子
炉運転中のすべてのチャンネルボックスについて、対向
する二側面間の高速中性子照射量の差Δφ・ｔ等を計算
し、統計学的に変形量を予測する方法を用いて、再使用
チャンネルボックスと新燃料集合体とを組み合わせるこ
とを特徴とするチャンネルボックスの再使用方法。 ２、請求項１において、前記組合せ方法において、再使
用チャンネルボックスの変形量と再使用チャンネルボッ
クスを新燃料集合体に装着した後の予測変形量を両者に
ついて、二方向ある対向二側面間の変形量の合成ベクト
ルを各チャンネルボックスごとに計算により求め、合成
ベクトルの大きさにより複数のブロックに分け、各ブロ
ックごとに合成ベクトルの方向が逆となるもの同士を組
合せる方法を用いるチャンネルボックスの再使用方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2329242A JPH04204084A (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | チャンネルボックスの再使用方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2329242A JPH04204084A (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | チャンネルボックスの再使用方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04204084A true JPH04204084A (ja) | 1992-07-24 |
Family
ID=18219241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2329242A Pending JPH04204084A (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | チャンネルボックスの再使用方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04204084A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10145289A1 (de) * | 2001-05-18 | 2003-01-09 | Framatome Anp Gmbh | Verfahren zum Zusammensetzen eines Druckwasserreaktor-Kernes und entsprechen nachgeladener Kern |
| WO2002095765A3 (de) * | 2001-05-18 | 2003-03-27 | Framatome Anp Gmbh | Verfahren zum zusammensetzen eines druckwasserreaktor-kernes und entsprechender druckwasserreaktorkern |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP2329242A patent/JPH04204084A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10145289A1 (de) * | 2001-05-18 | 2003-01-09 | Framatome Anp Gmbh | Verfahren zum Zusammensetzen eines Druckwasserreaktor-Kernes und entsprechen nachgeladener Kern |
| WO2002095765A3 (de) * | 2001-05-18 | 2003-03-27 | Framatome Anp Gmbh | Verfahren zum zusammensetzen eines druckwasserreaktor-kernes und entsprechender druckwasserreaktorkern |
| US7668282B2 (en) | 2001-05-18 | 2010-02-23 | Areva Np Gmbh | Method for assembling a pressurized water reactor core, and reactor core configuration |
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