JPH0422892A - 燃料集合体 - Google Patents
燃料集合体Info
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- JPH0422892A JPH0422892A JP2126911A JP12691190A JPH0422892A JP H0422892 A JPH0422892 A JP H0422892A JP 2126911 A JP2126911 A JP 2126911A JP 12691190 A JP12691190 A JP 12691190A JP H0422892 A JPH0422892 A JP H0422892A
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- burnable poison
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- Pending
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- 231100000614 poison Toxicity 0.000 claims abstract description 27
- 239000008188 pellet Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000002574 poison Substances 0.000 claims abstract description 25
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- CMIHHWBVHJVIGI-UHFFFAOYSA-N gadolinium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Gd+3].[Gd+3] CMIHHWBVHJVIGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 16
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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。
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、バーナブルポイズンを含有する燃料棒をバン
ドル状に束ねた燃料集合体に関するものである。
ドル状に束ねた燃料集合体に関するものである。
［従来の技術］
例えは、沸騰木型原子炉（以下、ＢＷＲと記す）の燃料
ては、出力分布を平坦化するために、各燃料集合体中の
一部の燃料棒に可燃性吸収材であるカドリニウムの酸化
物（力）・リニア、Ｇｄ２０ａ）を燃料に混ぜて使用し
ている。
ては、出力分布を平坦化するために、各燃料集合体中の
一部の燃料棒に可燃性吸収材であるカドリニウムの酸化
物（力）・リニア、Ｇｄ２０ａ）を燃料に混ぜて使用し
ている。
Ｇｄの同位体は、天然に ＋５２ Ｇｄ、 ＋５４ Ｇ
ｄへ−＋５８Ｇｄか存在し、このうち奇数核種である＋
５ Ｓ Ｇｄと １５７Ｇｄか中性子の毒物として作
用する。これら毒物は、原子炉のサイクル初期にｊ）け
る余剰反応度を抑制するものであり、サイクル末期では
完全に毒物効果か消失していることか望ましい。
ｄへ−＋５８Ｇｄか存在し、このうち奇数核種である＋
５ Ｓ Ｇｄと １５７Ｇｄか中性子の毒物として作
用する。これら毒物は、原子炉のサイクル初期にｊ）け
る余剰反応度を抑制するものであり、サイクル末期では
完全に毒物効果か消失していることか望ましい。
しかし、このカドリニア入り燃料ペレットてはペレット
の外側から １５５Ｇｄ 、 ＋５７ｃｄか熱中性子
を吸収して消耗してゆくため、軸方向のＧｄ分布が均一
であるものは、中性子照射量の少ない燃料棒上下部で
１５５ Ｇ ｄ、 ＋５７ Ｇ ｄか燃え残る。このた
め、圧力が比較的低い燃料棒の上下部領域ては、燃焼末
期になってもペレット中央部に １５５Ｇｄ 、”’Ｇ
ｄか残り、原子炉コントロール上部台か悪い。
の外側から １５５Ｇｄ 、 ＋５７ｃｄか熱中性子
を吸収して消耗してゆくため、軸方向のＧｄ分布が均一
であるものは、中性子照射量の少ない燃料棒上下部で
１５５ Ｇ ｄ、 ＋５７ Ｇ ｄか燃え残る。このた
め、圧力が比較的低い燃料棒の上下部領域ては、燃焼末
期になってもペレット中央部に １５５Ｇｄ 、”’Ｇ
ｄか残り、原子炉コントロール上部台か悪い。
このため、ＢＷＲでは軸方向にＧｄ２Ｏ３濃度の異なる
べし・ットを配している。第３図は従来のガドリニア入
り燃料棒の一実施例の構成を示す模式断面図である。図
に示す通り、燃料棒の上下部領域（ａ） （ｃ）のペレ
ットには、Ｇｄ２Ｏ３か３％含有したペレット（１１）
を装着し、中央部領域（ｂ）には、Ｇｄ２Ｏ３カ）３．
５％含有したペレット（１２）を装着している。
べし・ットを配している。第３図は従来のガドリニア入
り燃料棒の一実施例の構成を示す模式断面図である。図
に示す通り、燃料棒の上下部領域（ａ） （ｃ）のペレ
ットには、Ｇｄ２Ｏ３か３％含有したペレット（１１）
を装着し、中央部領域（ｂ）には、Ｇｄ２Ｏ３カ）３．
５％含有したペレット（１２）を装着している。
［発明が解決しようとする課題］
しかしなから、このように、含有濃度か相違するペレッ
トを作成するためには、Ｇ ｄ２０３の含有濃度の相違
する混合粉をつくらねばならず、従って、その混合粉の
管理をしなければならない。この各種の混合粉の製造上
の管理は、外観からは濃度の判断が付かず、含有濃度の
相違した混合粉が数種類あると、人為的なミスか発生し
易く、このミスは原子炉運転上において致命的なミスと
なるものである。
トを作成するためには、Ｇ ｄ２０３の含有濃度の相違
する混合粉をつくらねばならず、従って、その混合粉の
管理をしなければならない。この各種の混合粉の製造上
の管理は、外観からは濃度の判断が付かず、含有濃度の
相違した混合粉が数種類あると、人為的なミスか発生し
易く、このミスは原子炉運転上において致命的なミスと
なるものである。
本発明は、可燃性毒物効果を自由にコントロールでき、
然も可燃性毒物濃度を容易に変化させ、然も容易に製作
及び製品管理することかできる燃料棒を得ることを目的
とする。
然も可燃性毒物濃度を容易に変化させ、然も容易に製作
及び製品管理することかできる燃料棒を得ることを目的
とする。
［課題を解決するための手段コ
本発明に係る燃料集合体では、燃料被覆管内に核分裂性
物質を成形したペレットを装填してなる複数本の燃料棒
をバンドル状に束ねた燃料集合体において、 炉内装荷状態における燃料集合体の上部領域と下部領域
とに装填されるペレットが、バーナブルポイズンを含有
する核分裂性物質外層と、バーナブルポイズンを含まな
い核分裂性物質内層とで構成された二重ペレットである
ものである。
物質を成形したペレットを装填してなる複数本の燃料棒
をバンドル状に束ねた燃料集合体において、 炉内装荷状態における燃料集合体の上部領域と下部領域
とに装填されるペレットが、バーナブルポイズンを含有
する核分裂性物質外層と、バーナブルポイズンを含まな
い核分裂性物質内層とで構成された二重ペレットである
ものである。
［作 用］
本発明においては、炉内装荷状態における燃料集合体の
上部領域と下部領域とに装填されるペレットか、バーナ
ブルポイズンを含有する核分裂性物質外層と、バーナブ
ルポイズンを含まない核分裂性物質内層とで構成された
二重ペレットである。例スば、バーナブルポイズンとし
てＧｄ２Ｏ。
上部領域と下部領域とに装填されるペレットか、バーナ
ブルポイズンを含有する核分裂性物質外層と、バーナブ
ルポイズンを含まない核分裂性物質内層とで構成された
二重ペレットである。例スば、バーナブルポイズンとし
てＧｄ２Ｏ。
濃度を一定に含有したＵＯ２を外層にして、内側にはｃ
ｄ、０３を含まないＵＯ２を配した二重ベレ・、 ｌ−
とじ、所定の箇所で必要なバーナブルポイズン量は、べ
［２・ット当りのＧｄ２Ｏ３を含有する外層のリングの
厚みによってコントロールするものである。このように
することにより、サイクル末期の不必要な毒物効果を消
失させることかできる。
ｄ、０３を含まないＵＯ２を配した二重ベレ・、 ｌ−
とじ、所定の箇所で必要なバーナブルポイズン量は、べ
［２・ット当りのＧｄ２Ｏ３を含有する外層のリングの
厚みによってコントロールするものである。このように
することにより、サイクル末期の不必要な毒物効果を消
失させることかできる。
また、毒物効果を消失させたい時期は、外層と内層との
厚さて自由にコントロールでき、原子炉のサイクル計画
に柔軟に対応できる。更に、従来のように燃料棒十丁端
のＧｄ濃度を変化させると、燃料棒全体の初期の毒物効
果も同時に変化するか、本発明では影響はない。また、
バーナブルポイズンと核分裂性物質との混合粉か一種類
ないし少数ですむため、製造及び製品管理か容易となる
。
厚さて自由にコントロールでき、原子炉のサイクル計画
に柔軟に対応できる。更に、従来のように燃料棒十丁端
のＧｄ濃度を変化させると、燃料棒全体の初期の毒物効
果も同時に変化するか、本発明では影響はない。また、
バーナブルポイズンと核分裂性物質との混合粉か一種類
ないし少数ですむため、製造及び製品管理か容易となる
。
また、この型式の二重ペレットの場合、毒物効果の消失
はペレット表面から進行（自己遮蔽効果）し、それか中
央のＵＯ３部へ達するまでは、従来と同等の反応度抑制
効果を有するため、基本的な燃料棒仕様は変更せずに適
用できる。
はペレット表面から進行（自己遮蔽効果）し、それか中
央のＵＯ３部へ達するまでは、従来と同等の反応度抑制
効果を有するため、基本的な燃料棒仕様は変更せずに適
用できる。
尚、本発明の燃料集合体の対象は、バーナブルポイズン
を含有する燃料棒てあれは良く、対象はＢＷＲ及びＰＷ
Ｒ等を問わない。
を含有する燃料棒てあれは良く、対象はＢＷＲ及びＰＷ
Ｒ等を問わない。
［実施例］
第１図は本発明の燃料集合体の一燃料棒の一実施例を示
す模式断面図である。図に示す通り、燃料棒の全長を３
領域に分け、上下部領域（Ａ） （Ｃ１は前述の二重ペ
レット（１）とし、中央部領域（６）は均−型ペレット
（２）とした。ＵＯ３にＧｄ２Ｏ３を含有した領域（３
）のＧｄ２Ｏ３添加濃度は、と゛の部分も３．５ｗ％と
した。領域長は全要約３８００ｍｍを上下部領域（八）
（Ｃ）各２０％、中央部領域（Ｂ）６０％とした。
す模式断面図である。図に示す通り、燃料棒の全長を３
領域に分け、上下部領域（Ａ） （Ｃ１は前述の二重ペ
レット（１）とし、中央部領域（６）は均−型ペレット
（２）とした。ＵＯ３にＧｄ２Ｏ３を含有した領域（３
）のＧｄ２Ｏ３添加濃度は、と゛の部分も３．５ｗ％と
した。領域長は全要約３８００ｍｍを上下部領域（八）
（Ｃ）各２０％、中央部領域（Ｂ）６０％とした。
また、二重べし・ットの境界半径は、ペレット半径約４
．０ｍｍに対し、Ｇｄ２Ｏ３を含有しないＵＯ。
．０ｍｍに対し、Ｇｄ２Ｏ３を含有しないＵＯ。
領域（４）を６０％、即ち２．４ａ＋ｍとした。
この実施例について第３図の従来の燃料棒と、出力分布
の比較計算を行なった。第２図はＰＷＲ（加圧木型原子
炉）に対してその結果を示す線図である。尚、効果か最
も良く、現われるサイクル末期のＨＦ Ｐ （Ｈｏｔ、
Ｆｕｌｌ Ｐｏｗｅｒ）、Ａ ＲＯ（Ａｌｌ Ｒｏｄ
Ｏｕｔ） （全制御棒引抜き）条件での比較計算であ
る。
の比較計算を行なった。第２図はＰＷＲ（加圧木型原子
炉）に対してその結果を示す線図である。尚、効果か最
も良く、現われるサイクル末期のＨＦ Ｐ （Ｈｏｔ、
Ｆｕｌｌ Ｐｏｗｅｒ）、Ａ ＲＯ（Ａｌｌ Ｒｏｄ
Ｏｕｔ） （全制御棒引抜き）条件での比較計算であ
る。
図かられかるように、本発明（実線）は、中央部領域で
出力分布か、従来例（破線）より低くなり、上下部領域
部では、より高くなっている。つまり本発明の方か出力
分布か平坦化されていることかわかる。これは従来例で
は、上下部領域の残留Ｇｄ２Ｏ３の作用て出力か低く抑
えられるため、その分生央部の出力が高くなるという補
償作用の結果である。
出力分布か、従来例（破線）より低くなり、上下部領域
部では、より高くなっている。つまり本発明の方か出力
分布か平坦化されていることかわかる。これは従来例で
は、上下部領域の残留Ｇｄ２Ｏ３の作用て出力か低く抑
えられるため、その分生央部の出力が高くなるという補
償作用の結果である。
尚、二重ペレットにおけるＧｄ２Ｏ３添加領域（外周部
）の濃度、厚さや、燃料棒上、下領域の長ざなどは、サ
イクル長さや、要求される炉心性能なとに応して設計に
よって随意に決めることかできる。
）の濃度、厚さや、燃料棒上、下領域の長ざなどは、サ
イクル長さや、要求される炉心性能なとに応して設計に
よって随意に決めることかできる。
［発明の効果］
以上説明した通り、本発明においては、炉内装荷状態に
おける燃料集合体の土部領域と下部領域とに装填される
ペレットか、バーナフルポイズンを含有する核分裂性物
質外層と、バーナフルポイズンを含まない核分裂性物質
内層とで構成された二重ペレットであるため、サイクル
末期の不必要な毒物効果を消失させることかできる。ま
た、毒物効果を消失させたい時期は、外層と内層との厚
さて自由にフントロールでき、原子炉のザイクル計画に
柔軟に対応できる。更に、従来の杆に燃料棒上下端のＧ
ｄ濃度を変化させると、燃料棒全体の初期の毒物効果も
同時に変化するか、本発明では影響はない。また、バー
ナブルポイズンと核分裂性物質との混合粉か一種類ない
し少数ですむため、製造及び製品管理か容易となる等の
効果を有する。
おける燃料集合体の土部領域と下部領域とに装填される
ペレットか、バーナフルポイズンを含有する核分裂性物
質外層と、バーナフルポイズンを含まない核分裂性物質
内層とで構成された二重ペレットであるため、サイクル
末期の不必要な毒物効果を消失させることかできる。ま
た、毒物効果を消失させたい時期は、外層と内層との厚
さて自由にフントロールでき、原子炉のザイクル計画に
柔軟に対応できる。更に、従来の杆に燃料棒上下端のＧ
ｄ濃度を変化させると、燃料棒全体の初期の毒物効果も
同時に変化するか、本発明では影響はない。また、バー
ナブルポイズンと核分裂性物質との混合粉か一種類ない
し少数ですむため、製造及び製品管理か容易となる等の
効果を有する。
第１図は本発明の燃料集合体の燃料棒の一実施例を示す
模式断面図、第２図は本発明の燃料棒と従来の燃料棒と
の出力分布の比較計算結果を示す線図、第３図は従来の
ガドリニア入り燃料棒の実施例の構成を示す模式断面図
である。 代理人 弁理士 佐 藤 正 年 第 図 第 図
模式断面図、第２図は本発明の燃料棒と従来の燃料棒と
の出力分布の比較計算結果を示す線図、第３図は従来の
ガドリニア入り燃料棒の実施例の構成を示す模式断面図
である。 代理人 弁理士 佐 藤 正 年 第 図 第 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 燃料被覆管内に核分裂性物質を成形したペレットを装填
してなる複数本の燃料棒をバンドル状に束ねた燃料集合
体において、 炉内装荷状態における燃料集合体の上部領域と下部領域
とに装填されるペレットが、バーナブルポイズンを含有
する核分裂性物質外層と、バーナブルポイズンを含まな
い核分裂性物質内層とで構成された二重ペレットである
ことを特徴とする燃料集合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2126911A JPH0422892A (ja) | 1990-05-18 | 1990-05-18 | 燃料集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2126911A JPH0422892A (ja) | 1990-05-18 | 1990-05-18 | 燃料集合体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0422892A true JPH0422892A (ja) | 1992-01-27 |
Family
ID=14946945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2126911A Pending JPH0422892A (ja) | 1990-05-18 | 1990-05-18 | 燃料集合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0422892A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0788117A1 (en) * | 1996-01-30 | 1997-08-06 | Siemens Power Corporation | Nuclear fuel pellet |
| US6002735A (en) * | 1996-01-30 | 1999-12-14 | Siemens Power Corporation | Nuclear fuel pellet |
| FR2870628A1 (fr) * | 2005-02-09 | 2005-11-25 | Korea Atomic Energy Res | Procede de fabrication d'une pastille de combustible nucleaire double frittee |
| US7485246B2 (en) | 2004-05-19 | 2009-02-03 | Korea Atomic Energy Research Institute | Fabrication method of sintered duplex nuclear fuel pellet |
-
1990
- 1990-05-18 JP JP2126911A patent/JPH0422892A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0788117A1 (en) * | 1996-01-30 | 1997-08-06 | Siemens Power Corporation | Nuclear fuel pellet |
| US5991354A (en) * | 1996-01-30 | 1999-11-23 | Siemens Power Corporation | Nuclear fuel pellet |
| US6002735A (en) * | 1996-01-30 | 1999-12-14 | Siemens Power Corporation | Nuclear fuel pellet |
| US7485246B2 (en) | 2004-05-19 | 2009-02-03 | Korea Atomic Energy Research Institute | Fabrication method of sintered duplex nuclear fuel pellet |
| FR2870628A1 (fr) * | 2005-02-09 | 2005-11-25 | Korea Atomic Energy Res | Procede de fabrication d'une pastille de combustible nucleaire double frittee |
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