JPH04254791A - Fast breeder reactor - Google Patents

Fast breeder reactor

Info

Publication number
JPH04254791A
JPH04254791A JP3015462A JP1546291A JPH04254791A JP H04254791 A JPH04254791 A JP H04254791A JP 3015462 A JP3015462 A JP 3015462A JP 1546291 A JP1546291 A JP 1546291A JP H04254791 A JPH04254791 A JP H04254791A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
neutron
reactor
core
control rod
reactor core
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.)
Pending
Application number
JP3015462A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuyuki Moriki
森 木 保 幸
Masatoshi Kawashima
川 島 正 俊
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP3015462A priority Critical patent/JPH04254791A/en
Publication of JPH04254791A publication Critical patent/JPH04254791A/en
Pending 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

Abstract

PURPOSE:To ensure the proper streaming of a neutron and to stabilize the response of the neutron detector arranged to the upper part of a reactor core. CONSTITUTION:A neutron shield body 20 is arranged to the upper part of a reactor core 6 and a neutron detector is arranged to the upper part thereof. A control rod having a neutron absorbing part 24 is inserted in a fuel rod channel 22 from the upper part of the reactor core 6. The region length of the neutron shield body 20 of at least one fuel assembly among six fuel assemblies adjacent to the fuel rod channel 22 is reduced. By this constitution, even when the control rod 23 is pulled out, the neutron absorbing part 24 and the neutron shield body 20 do not overlap with each other and the proper streaming of a neutron can be ensured.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は高速増殖炉に係り、特に
炉心上部に配置される中性子検出器の応答安定性を改善
することができる高速増殖炉に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fast breeder reactor, and more particularly to a fast breeder reactor capable of improving the response stability of a neutron detector disposed in the upper part of the reactor core.

【0002】0002

【従来の技術】図10は、一般的な高速増殖炉を示すも
ので、図中、符号1は外面側にガードベッセル2を有す
る原子炉容器であり、この原子炉容器1の上端開口部は
、炉容器カバー3により閉止され、この炉容器カバー3
には、大回転プラグ4および小回転プラグ5が取付けら
れている。
2. Description of the Related Art FIG. 10 shows a general fast breeder reactor. In the figure, reference numeral 1 indicates a reactor vessel having a guard vessel 2 on the outer surface side, and the upper end opening of this reactor vessel 1 is , is closed by a furnace vessel cover 3, and this furnace vessel cover 3
A large rotation plug 4 and a small rotation plug 5 are attached to the.

【0003】一方、前記原子炉容器1内には、炉心6、
中間熱交換器7、一次主循環ポンプ8、炉心支持構造物
9、炉心上部機構10および中性子検出器11等が配置
されており、また前記回転プラグ4,5上には、燃料交
換器12および制御棒駆動機構13等が配置されている
On the other hand, inside the reactor vessel 1, there are a reactor core 6,
An intermediate heat exchanger 7, a primary main circulation pump 8, a core support structure 9, a core upper mechanism 10, a neutron detector 11, etc. are arranged, and a fuel exchanger 12 and a fuel exchanger 12 are arranged on the rotary plugs 4 and 5. A control rod drive mechanism 13 and the like are arranged.

【0004】ところで、このような高速増殖炉では、炉
上部機構の永久構造物に対する高速中性子照射量を、予
め決められた設計基準・条件以下に低減するために、炉
心上部に中性子遮蔽体を設置している。
By the way, in such a fast breeder reactor, a neutron shield is installed at the top of the reactor core in order to reduce the amount of fast neutron irradiation to the permanent structures of the reactor upper mechanism to below predetermined design standards and conditions. are doing.

【0005】また、原子炉の保守・補修性の向上の観点
から、一次主循環ポンプ8、中間熱交換器7等の炉容器
内構造物の中性子による放射化量を低減し、オペレーシ
ョン・フロアへの中性子のストリーミングを低減する等
のために、炉心上部および炉心の周囲に中性子遮蔽体を
設置することが必要となる。
In addition, from the perspective of improving maintainability and repairability of the reactor, the amount of neutron activation in the reactor vessel internal structures such as the primary main circulation pump 8 and the intermediate heat exchanger 7 is reduced, and the In order to reduce neutron streaming, etc., it is necessary to install neutron shields above and around the core.

【0006】さらに、高速中性子による中間熱交換器7
の内側の二次系のナトリウムの放射化防止および抑制等
のためにも、高速中性子の低減は重要であり、前記中性
子遮蔽体が必要となる。
Furthermore, an intermediate heat exchanger 7 using fast neutrons
Reducing fast neutrons is important to prevent and suppress the activation of sodium in the secondary system inside the reactor, and the neutron shield is required.

【0007】これらの観点から、炉心6を囲むように、
炉心上部の中性子遮蔽体および径中性子遮蔽体を配置す
るようにしており、図11はその一例を示す。
From these points of view, surrounding the reactor core 6,
A neutron shield and a radial neutron shield are arranged in the upper part of the core, and FIG. 11 shows an example thereof.

【0008】すなわち、炉心6の外部には、上部軸ブラ
ンケット14、下部軸ブランケット15および径ブラン
ケット16が配置されており、上部軸ブランケット14
の上部には上部ガスプレナム17が、また下部軸ブラン
ケット15の下部には下部ガスプレナム18が、それぞ
れ配されている。そして、上部ガスプレナム17の上部
には、端栓および冷却材流路19を介し中性子遮蔽体2
0が配置され、また外周部には、径中性子遮蔽体21が
配置されている。
That is, an upper shaft blanket 14, a lower shaft blanket 15, and a diameter blanket 16 are arranged outside the core 6, and the upper shaft blanket 14
An upper gas plenum 17 is disposed above the shaft blanket 15, and a lower gas plenum 18 is disposed below the lower shaft blanket 15. A neutron shield 2 is connected to the upper part of the upper gas plenum 17 via an end plug and a coolant flow path 19.
0 is placed, and a radial neutron shield 21 is placed on the outer periphery.

【0009】また、制御棒チャンネル22に上方から挿
入される制御棒23には、運転サイクル末期において前
記中性子遮蔽体20と軸方向にオーバラップするように
中性子吸収体部24が設けられている。
Further, a control rod 23 inserted into the control rod channel 22 from above is provided with a neutron absorber portion 24 so as to overlap the neutron shield 20 in the axial direction at the end of the operation cycle.

【0010】ところで、原子炉プラントのコスト低減の
観点から、できるだけ炉心6をコンパクトにする必要が
あり、炉心6のコンパクト化のためには、中性子遮蔽体
20,21は削除する方が好ましいが、削除することは
できないので、最近では、中性子遮蔽体20として、炉
心6のコンパクト化にも有効で、しかも中性子遮蔽にも
優れた性能を有するB4 Cを用いるようにしている。
By the way, from the perspective of reducing the cost of a nuclear reactor plant, it is necessary to make the reactor core 6 as compact as possible, and in order to make the reactor core 6 more compact, it is preferable to eliminate the neutron shields 20 and 21; Therefore, recently, B4C is used as the neutron shield 20, which is effective in making the reactor core 6 compact and also has excellent performance in neutron shielding.

【0011】一方、原子炉の通常起動、運転、停止動作
を、安全かつ円滑に行なえるようにするためには、炉心
6の状態をモニタする中性子検出器11が必要となる。
On the other hand, in order to safely and smoothly perform normal startup, operation, and shutdown operations of the nuclear reactor, a neutron detector 11 is required to monitor the state of the reactor core 6.

【0012】この中性子検出器11は、炉心6の状態を
正確に把握するために、一般に炉心6の近くに配置する
ことが有効である。中性子検出器1の位置は、一般には
中性子感度の大きいこと、またガンマ線強度と中性子束
強度との比、制御棒23の移動に伴う局所的な外乱、炉
内貯蔵ラックのあるプラントではその内部の使用済み燃
料の配置等に影響されない位置を選定し、炉心6全体の
出力レベル等が単調でしかも単純な関係を有することが
望ましい。
Generally, it is effective to place the neutron detector 11 near the reactor core 6 in order to accurately grasp the state of the reactor core 6. The location of the neutron detector 1 is generally determined by the following factors: high neutron sensitivity, the ratio of gamma ray intensity to neutron flux intensity, local disturbances due to the movement of the control rods 23, and internal storage racks in plants with in-reactor storage racks. It is desirable to select a position that is not affected by the arrangement of spent fuel, etc., and to have a monotonous and simple relationship between the output level and the like of the entire reactor core 6.

【0013】一方、高燃焼度化、長期運転サイクル等に
伴なう炉心6内の出力分布、すなわち中性子束分布の燃
焼による変動は、運転用余剰反応度の減少による制御棒
23の引抜きに伴なう変動分も含めて大きくなる傾向に
ある。したがって、中性子検出器11は、これらの状況
を考慮して決められる。これは、運転サイクル初期にお
ける例えば原子炉起動時のゼロ出力における制御棒23
の引抜き操作においても、安定した応答が得られるよう
、中性子検出器11を設置する必要がある。
On the other hand, fluctuations in the power distribution in the core 6, that is, the neutron flux distribution, due to combustion due to high burnup, long-term operation cycles, etc., occur due to the withdrawal of the control rods 23 due to a decrease in operating surplus reactivity. This trend tends to increase, including the fluctuations caused by the change. Therefore, the neutron detector 11 is determined taking these situations into consideration. This is because the control rod 23 at zero power at the beginning of the operation cycle, for example at the time of reactor startup.
It is necessary to install the neutron detector 11 so that a stable response can be obtained even during the extraction operation.

【0014】炉心上部にB4 C遮蔽体を配置して遮蔽
を強化した体系では、炉心上部に抜ける中性子にとって
、制御棒チャンネル22は大きな役目を果たしている。
[0014] In a system in which a B4C shield is placed in the upper part of the reactor core to strengthen the shielding, the control rod channels 22 play an important role for neutrons passing into the upper part of the reactor core.

【0015】このように、中性子検出器11は、原子炉
の構造上の観点から、炉心6の上部に配置することが望
ましく、また炉心6周りの中性子遮蔽体20,21の配
置と遮蔽上の要求とを同時に満足させる必要がある。
As described above, it is desirable to arrange the neutron detector 11 in the upper part of the reactor core 6 from the structural point of view of the nuclear reactor, and the arrangement of the neutron shields 20 and 21 around the reactor core 6 and the shielding It is necessary to satisfy both demands at the same time.

【0016】図12は、一般的な高速炉炉心配置におけ
る中性子検出器11の配置位置を示すものである。すな
わち、この炉心6においては、炉心燃料集合体25内に
、符号Cを付して示す制御棒集合体26を配置し、それ
らの周囲に、符号Bを付して示すブランケット燃料集合
体27を配置し、さらにこれらを取囲むように、黒丸を
付して示す中性子遮蔽体28を配して構成されている。 そして、ブランケット燃料集合体27の上部には、○印
を付した符号11aの位置に、出力領域系中性子検出器
が配置されるとともに、◇印を付した符号11bの位置
に、広域系中性子検出器が配置されるようになっており
、また中性子遮蔽体28の上部には、*印を付した符号
11cの位置に、臨界近接用中性子検出器が配置される
ようになっている。
FIG. 12 shows the arrangement position of the neutron detector 11 in a general fast reactor core arrangement. That is, in this core 6, control rod assemblies 26 denoted by the symbol C are arranged in the core fuel assembly 25, and blanket fuel assemblies 27 denoted by the symbol B are arranged around them. A neutron shield 28 shown with a black circle is arranged so as to surround these. In the upper part of the blanket fuel assembly 27, a power range neutron detector is arranged at a position 11a marked with a circle, and a wide range neutron detector is arranged at a position 11b marked ◇. A near-critical neutron detector is arranged above the neutron shield 28 at a position 11c marked with an asterisk.

【0017】ところで、炉心6の上部に設置する中性子
検出器11と、運転用制御棒23の中性子吸収体部24
との位置関係については、(社)日本原子力学会「昭和
63年会」(1988年4月4〜6日、東工大)におけ
る学会予稿290頁の「大型高速増殖炉の中性子検出器
感度の検討」にも示されているように、運用制御棒23
の中性子吸収体部24の位置によって、中性子束分布が
複雑になるとした報告例があるが、中性子吸収体部24
とそれを取囲む燃料集合体の上部の中性子遮蔽体20と
の位置関係については検討されていない。
By the way, the neutron detector 11 installed in the upper part of the reactor core 6 and the neutron absorber section 24 of the operation control rod 23
Regarding the positional relationship between ”, the operation control rod 23
There are reports that the neutron flux distribution becomes complicated depending on the position of the neutron absorber section 24.
The positional relationship between the neutron shield 20 and the neutron shield 20 at the upper part of the fuel assembly surrounding it has not been considered.

【0018】中性子検出器11は、高感度であることが
望ましい。また、原子炉起動時のゼロ出力から定格出力
までの出力上昇、炉心の燃焼等による炉心状態の変化と
中性子検出器11の応答とは、できるだけ単純であると
ともに安定であることが望ましい。そしてこの要求は、
運転サイクル期間中で何等かの理由により、原子炉の出
力変更、停止、再起動が必要な場合でも満足すべき性能
である。
It is desirable that the neutron detector 11 has high sensitivity. Further, it is desirable that the response of the neutron detector 11 to changes in the state of the reactor core, such as the power increase from zero power to the rated power at reactor startup and core combustion, be as simple and stable as possible. And this request is
The performance is satisfactory even if the reactor output needs to be changed, stopped, or restarted for some reason during the operation cycle.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】前記従来の高速増殖炉
においては、例えば運転サイクル中に運転期間がある程
度進んで制御棒23が引抜かれると、原子炉の起動によ
る出力上昇のための制御棒23の引抜き操作、運転中に
おける炉心6の燃焼による出力調整のための制御棒23
の引抜き操作等の過程において、図11に示すように、
制御棒23の中性子吸収体部24と、制御棒チャンネル
22に隣接する6本の燃料集合体の炉心上部に配置され
た中性子吸収体領域とが、軸方向にオーバラップするこ
とになり、制御棒23の上部から中性子のストリーミン
グが少なくなる。このため、運転サイクル初期の出力上
昇時と、運転サイクル期間中で原子炉の出力変更、再起
動時とでは、炉心6の上部に配される中性子検出器11
の応答(感度および直線性)が変動するという問題があ
る。
[Problems to be Solved by the Invention] In the conventional fast breeder reactor, for example, when the control rod 23 is withdrawn after the operation period has progressed to a certain extent during the operation cycle, the control rod 23 is withdrawn to increase the output by starting the reactor. Control rods 23 for output adjustment by extraction operation and combustion of the reactor core 6 during operation.
As shown in FIG. 11, in the process of pulling out the
The neutron absorber section 24 of the control rod 23 and the neutron absorber region arranged in the upper part of the core of the six fuel assemblies adjacent to the control rod channel 22 overlap in the axial direction, so that the control rod There will be less streaming neutrons from the top of 23. Therefore, when the power increases at the beginning of the operation cycle, and when the reactor output is changed or restarted during the operation cycle, the neutron detector 1
The problem is that the response (sensitivity and linearity) varies.

【0020】これを解決する方法としては、炉心上部の
中性子遮蔽体20を削除したり厚さを一様に薄くし、制
御棒23の中性子吸収体部24とのオーバラップを防止
することが考えられるが、この方法は、前述のように炉
心上部機構への高速中性子の漏れが増大するとともに、
高速中性子による二次系のナトリウムの放射化等が増大
し、遮蔽上の要求と矛盾することになる。
A possible way to solve this problem is to eliminate the neutron shield 20 at the top of the reactor core or uniformly reduce its thickness to prevent the control rods 23 from overlapping with the neutron absorber section 24. However, as mentioned above, this method increases the leakage of fast neutrons into the upper core mechanism, and
Activation of sodium in the secondary system due to fast neutrons will increase, which will conflict with shielding requirements.

【0021】本発明は、このような点を考慮してなされ
たもので、原子炉の起動および運転のために制御棒を引
抜いていく過程においても、適切な中性子のストリーミ
ングを確保し、炉心上部の中性子検出器の応答の安定性
を確保することができる高速増殖炉を提供することを目
的とする。
[0021] The present invention has been made with these points in mind, and even in the process of withdrawing control rods for starting up and operating a nuclear reactor, it is possible to ensure appropriate neutron streaming and ensure that the upper part of the core The purpose of this invention is to provide a fast breeder reactor that can ensure the stability of the response of a neutron detector.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成する手段として、中性子吸収体部を有する制御棒を炉
心の上部から挿入する構造を有するとともに、炉心上部
に中性子遮蔽体が配置され、かつ中性子遮蔽体の上部に
中性子検出器が配置される高速増殖炉において、少なく
とも一部の制御棒の中性子吸収体部と、制御棒チャンネ
ルを囲む複数の燃料集合体のうちの少なくとも一部の燃
料集合体の炉心上部に配置された中性子遮蔽体領域とを
、原子炉の起動および運転のために制御棒を引抜いてい
く過程で、軸方向においてオーバラップしないような位
置関係に設定するようにしたことを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] As a means for achieving the above object, the present invention has a structure in which a control rod having a neutron absorber portion is inserted from the upper part of the reactor core, and a neutron shield is arranged in the upper part of the reactor core. , and in a fast breeder reactor in which a neutron detector is disposed above a neutron shield, the neutron absorber portion of at least some of the control rods and at least some of the plurality of fuel assemblies surrounding the control rod channel are The neutron shield area placed above the core of the fuel assembly is set in a positional relationship so that it does not overlap in the axial direction during the process of withdrawing the control rods for startup and operation of the reactor. It is characterized by what it did.

【0023】[0023]

【作用】本発明に係る高速増殖炉においては、少なくと
も一部の制御棒の中性子吸収体部と、制御棒チャンネル
を囲む複数の燃料集合体のうちの少なくとも一部の燃料
集合体の炉心上部に配置された中性子遮蔽体領域との位
置関係が、原子炉の起動および運転のために制御棒を引
抜いていく過程で、軸方向においてオーバラップしない
ように設定されている。このため、制御棒吸収体部の上
部の構造物および冷却材層を介して適切な中性子のスト
リーミングが確保され、中性子検出器の応答安定性が確
保される。
[Operation] In the fast breeder reactor according to the present invention, the neutron absorber portion of at least some of the control rods and the upper part of the core of at least some of the plurality of fuel assemblies surrounding the control rod channels are provided. The positional relationship with the arranged neutron shield region is set so that they do not overlap in the axial direction during the process of withdrawing the control rods for startup and operation of the nuclear reactor. Therefore, appropriate streaming of neutrons is ensured through the upper structure of the control rod absorber section and the coolant layer, and response stability of the neutron detector is ensured.

【0024】[0024]

【実施例】以下、本発明を図面を参照して説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be explained below with reference to the drawings.

【0025】図1は、本発明の第1実施例に係る高速増
殖炉の運転サイクル末期における制御棒と炉心上部の中
性子遮蔽体との位置関係を示す断面図であり、図中、符
号6は炉心である。この炉心6の外部には、上部軸ブラ
ンケット14、下部軸ブランケット15および径ブラン
ケット16が配置されており、上部軸ブランケット14
の上部には上部ガスプレナム17が、また下部軸ブラン
ケット15の下部には下部ガスプレナム18が、それぞ
れ配されている。そして、上部ガスプレナム17の上部
には、端栓および冷却材流路19を介し中性子遮蔽体2
0が配置され、また外周部には、径中性子遮蔽体21が
配置されている。
FIG. 1 is a sectional view showing the positional relationship between the control rods and the neutron shield in the upper part of the reactor core at the end of the operating cycle of a fast breeder reactor according to the first embodiment of the present invention. It is the reactor core. Outside the core 6, an upper shaft blanket 14, a lower shaft blanket 15, and a diameter blanket 16 are arranged.
An upper gas plenum 17 is disposed above the shaft blanket 15, and a lower gas plenum 18 is disposed below the lower shaft blanket 15. A neutron shield 2 is connected to the upper part of the upper gas plenum 17 via an end plug and a coolant flow path 19.
0 is placed, and a radial neutron shield 21 is placed on the outer periphery.

【0026】また、制御棒チャンネル22には、中性子
吸収体部24を有する制御棒23が、上方から挿入され
るようになっており、少なくとも一部の制御棒23の制
御棒チャンネル22に隣接する6本の燃料集合体のうち
の少なくとも一部の燃料集合体の上部の中性子遮蔽体2
0の領域は、軸方向長さが短くなっている。そしてこれ
により、原子炉の起動および運転のために制御棒23を
引抜く過程において、制御棒23の中性子吸収体部24
と中性子遮蔽体領域とが、軸方向においてオーバラップ
せず、適切な中性子のストリーミングが確保されるよう
になっている。
Further, control rods 23 having neutron absorber portions 24 are inserted into the control rod channel 22 from above, and at least some of the control rods 23 are adjacent to the control rod channel 22. Neutron shield 2 on the upper part of at least some of the six fuel assemblies
The 0 region has a short axial length. As a result, in the process of withdrawing the control rod 23 for startup and operation of the reactor, the neutron absorber portion 24 of the control rod 23
and the neutron shield region do not overlap in the axial direction to ensure proper neutron streaming.

【0027】すなわち、制御棒チャンネル22の周囲に
は、図2および図3に示すように、6本の燃料集合体が
配置されているが、図2の場合には、符号30で示す1
本の燃料集合体のみが、中性子遮蔽体20の領域の軸方
向長さが短い燃料集合体で構成され、他の5本の燃料集
合体31は、通常の燃料集合体で構成されている。一方
、図3の場合には、6本すべてが、中性子遮蔽体20の
領域の軸方向長さが短い燃料集合体30で構成されてい
る。
That is, six fuel assemblies are arranged around the control rod channel 22, as shown in FIGS. 2 and 3, but in the case of FIG.
Only this fuel assembly is configured with a short axial length in the region of the neutron shield 20, and the other five fuel assemblies 31 are configured with normal fuel assemblies. On the other hand, in the case of FIG. 3, all six fuel assemblies 30 have a short axial length in the region of the neutron shield 20.

【0028】以上の構成において、原子炉の起動および
出力上昇は、通常は制御棒23を徐々に引抜いていく操
作により行なわれる。例えば、100万KWe級の酸化
物燃料高速増殖炉についてみると、ゼロ出力から定格出
力まで出力上昇する場合は、反応度で約1%△Kに相当
する制御棒の引抜き操作が必要である。この制御棒操作
の引抜き量は、運転用制御棒を18本有する100万K
Weの炉心の場合には、運転サイクル初期では約10c
mであるが、運転サイクル末期において原子炉を一時停
止し再起動する場合には約20cmである。
In the above configuration, starting the reactor and increasing the output are normally performed by gradually withdrawing the control rods 23. For example, in a 1 million KWe class oxide fuel fast breeder reactor, in order to increase the output from zero output to rated output, a control rod withdrawal operation corresponding to a reactivity of about 1% ΔK is required. The withdrawal amount for this control rod operation is 1 million K, which has 18 operating control rods.
In the case of the We core, approximately 10c at the beginning of the operating cycle.
m, but when the reactor is temporarily stopped and restarted at the end of the operating cycle, it is approximately 20 cm.

【0029】図4は、運転サイクル初期にゼロ出力から
定格出力まで出力上昇した場合の炉心上部の中性子検出
器の応答を示す。中性子検出器の応答は、直線性がよく
安定している。
FIG. 4 shows the response of the neutron detector in the upper part of the core when the power is increased from zero power to rated power at the beginning of the operation cycle. The response of the neutron detector is highly linear and stable.

【0030】図5は、運転サイクル末期に近い時期にお
いて、原子炉を一時停止した後再起動しゼロ出力から定
格出力まで出力上昇した場合の炉心上部の中性子検出器
の応答を示す。
FIG. 5 shows the response of the neutron detector in the upper part of the reactor core when the reactor is temporarily stopped and then restarted and the output is increased from zero output to rated output near the end of the operating cycle.

【0031】従来は、図5に破線で示すように、運転サ
イクル末期に近い時期等のように、制御棒が全引抜き状
態近傍にあるときには、原子炉の起動および運転のため
に制御棒を引抜いていく過程において、制御棒の中性子
吸収体部と制御棒チャンネルに隣接する6本の燃料集合
体の炉心上部に配置された中性子遮蔽体領域がオーバラ
ップするため、制御棒の上部からの中性子のストリーミ
ングが減少し、制御棒が全引抜き状態(定格出力)に近
付くにつれ、炉心上部に配置された中性子検出器の中性
子検出感度が若干低下し、また直線性が失われる場合が
生じている。
Conventionally, as shown by the broken line in FIG. 5, when the control rods are near the fully withdrawn state, such as near the end of the operating cycle, the control rods are withdrawn for reactor startup and operation. As the neutron absorber part of the control rod and the neutron shield area located at the top of the core of the six fuel assemblies adjacent to the control rod channel overlap, neutrons from the top of the control rod overlap. As the streaming decreases and the control rods approach the fully withdrawn state (rated output), the neutron detection sensitivity of the neutron detector placed at the top of the core decreases slightly, and linearity is sometimes lost.

【0032】中性子検出器は、原子炉の起動、通常運転
および停止における制御棒操作の円滑化および安全性の
観点等から、炉心状態を正確にモニタできることが必要
である。そしてこのためには、中性子検出器の応答はで
きるだけ単純であり、また安定であることが望まれる。 したがって、従来の場合には、この点で問題がある。
[0032] The neutron detector must be able to accurately monitor the state of the reactor core from the viewpoint of smooth operation of control rods and safety during startup, normal operation, and shutdown of the reactor. To this end, it is desired that the response of the neutron detector be as simple and stable as possible. Therefore, in the conventional case, there is a problem in this respect.

【0033】これに対して本実施例の場合には、運転サ
イクル期間中において、原子炉を一時停止した後再起動
しゼロ出力から定格出力まで出力上昇した場合において
も、図5に実線で示すように、中性子検出器の応答が良
好になって直線性がより良好に保たれ、安定性が確保さ
れる。
On the other hand, in the case of this embodiment, even when the reactor is temporarily stopped and then restarted during the operation cycle and the output increases from zero output to the rated output, the output is increased as shown by the solid line in FIG. As a result, the response of the neutron detector is improved, linearity is better maintained, and stability is ensured.

【0034】図6は、本発明の第2実施例を示すもので
、炉心燃料のプルトニウム富化度を上げることにより炉
心の過剰反応度を大きくし、運転サイクル末期の運転中
において、制御棒23の中性子吸収体部24が、制御棒
チャンネル22に隣接する6本の燃料集合体の上部の中
性子遮蔽体20とオーバラップしないよう炉心を制御す
るようにしたものである。
FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention, in which the excess reactivity of the core is increased by increasing the plutonium enrichment of the core fuel, and during operation at the end of the operation cycle, the control rods 23 The core is controlled so that the neutron absorber section 24 does not overlap the neutron shield 20 at the top of the six fuel assemblies adjacent to the control rod channel 22.

【0035】なお、その他の点については、前記第1実
施例と同一構成となっており、作用も同一である。
In other respects, the structure is the same as that of the first embodiment, and the operation is also the same.

【0036】しかして、このようにしても、前記第1実
施例と同様の効果が期待できる。
Even with this arrangement, the same effects as in the first embodiment can be expected.

【0037】図7は、本発明の第3実施例を示すもので
、燃料集合体の内部に配置される燃料ピンの上部ガスプ
レナム17の長さを長くして炉心6を下方に配置し、制
御棒23を全引抜きした場合にも、制御棒23の中性子
吸収体部24と炉心上部の中性子遮蔽体20とがオーバ
ラップしないようにしたものである。
FIG. 7 shows a third embodiment of the present invention, in which the length of the upper gas plenum 17 of the fuel pins disposed inside the fuel assembly is increased, the core 6 is disposed downward, and the control Even when the rod 23 is completely withdrawn, the neutron absorber section 24 of the control rod 23 and the neutron shield 20 in the upper part of the core do not overlap.

【0038】なお、その他の点については、前記第1実
施例と同一構成となっており、作用も同一である。
In other respects, the structure is the same as that of the first embodiment, and the operation is also the same.

【0039】しかして、このように構成しても、前記第
1実施例と同様の効果が期待できる。
Even with this configuration, the same effects as in the first embodiment can be expected.

【0040】図8は、本発明の第4実施例を示すもので
、少なくとも一部の制御棒23の中性子吸収体部24と
、制御棒チャンネル22に隣接する63本の燃料集合体
のうちの少なくとも一部の燃料集合体の上部の中性子遮
蔽体20を削除するようにしたものである。
FIG. 8 shows a fourth embodiment of the present invention, in which the neutron absorber portions 24 of at least some of the control rods 23 and the neutron absorbers 24 of the 63 fuel assemblies adjacent to the control rod channels 22 are The neutron shield 20 above at least some of the fuel assemblies is removed.

【0041】なお、その他の点については、前記第1実
施例と同一構成となっており、作用も同一である。
In other respects, the structure is the same as that of the first embodiment, and the operation is also the same.

【0042】しかして、このように構成しても、前記第
1実施例と同様の効果が期待できる。
Even with this configuration, the same effects as in the first embodiment can be expected.

【0043】図9は、本発明の第5実施例を示すもので
、制御棒チャンネル22に隣接する6本の燃料集合体3
2の上部の中性子遮蔽体領域の一部を、例えば図9に斜
線を施して示す形状に削除するようにしたものである。
FIG. 9 shows a fifth embodiment of the present invention, in which six fuel assemblies 3 adjacent to the control rod channel 22
A part of the upper neutron shield region of No. 2 is removed, for example, in the shape shown with diagonal lines in FIG.

【0044】なお、その他の点については、前記第1実
施例と同一構成となっており、作用も同一である。
In other respects, the structure is the same as that of the first embodiment, and the operation is also the same.

【0045】しかして、このように構成しても、前記第
1実施例と同様、適切な中性子のストリーミングを確保
することができる。
[0045] Even with this configuration, it is possible to ensure appropriate neutron streaming as in the first embodiment.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、制御棒の
中性子吸収体部と炉心上部の中性子遮蔽体領域とが、原
子炉の起動および運転のために制御棒を引抜いていく過
程で、軸方向においてオーバラップしないような位置関
係に設定されているので、常に適切な中性子のストリー
ミングが確保され、中性子検出器の応答の安定性を改善
することができる。
As explained above, in the present invention, the neutron absorber portion of the control rod and the neutron shield region in the upper part of the reactor core are connected to each other during the process of withdrawing the control rod for startup and operation of the reactor. Since the positions are set so that they do not overlap in the axial direction, appropriate neutron streaming is always ensured, and the stability of the response of the neutron detector can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の第1実施例に係る高速増殖炉の運転サ
イクル末期における制御棒と炉心上部の中性子遮蔽体と
の位置関係を示す断面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the positional relationship between a control rod and a neutron shield in the upper part of the reactor core at the end of the operation cycle of a fast breeder reactor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】制御棒チャンネル周りの6本の燃料集合体のう
ちの1本の中性子遮蔽体領域のみを変更した場合を示す
説明図。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a case where only the neutron shield area of one of the six fuel assemblies around the control rod channel is changed.

【図3】制御棒チャンネル周りの6本の燃料集合体のす
べての中性子遮蔽体領域を変更した場合を示す説明図。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a case where all neutron shield areas of six fuel assemblies around a control rod channel are changed.

【図4】運転サイクル初期にゼロ出力から定格出力まで
出力上昇した場合の中性子検出器の応答を示すグラフ。
FIG. 4 is a graph showing the response of a neutron detector when the output increases from zero output to rated output at the beginning of the operation cycle.

【図5】運転サイクル末期に近い時期において、原子炉
を一時停止した後再起動しゼロ出力から定格出力まで出
力上昇した場合の中性子検出器の応答を従来と比較して
示すグラフ。
FIG. 5 is a graph comparing the response of a neutron detector with a conventional one when the reactor is temporarily stopped and then restarted and the output is increased from zero output to rated output near the end of the operating cycle.

【図6】本発明の第2実施例を示す図1相当図。FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 1 showing a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第3実施例を示す図1相当図。FIG. 7 is a diagram corresponding to FIG. 1 showing a third embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第4実施例を示す図1相当図。FIG. 8 is a diagram corresponding to FIG. 1 showing a fourth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第5実施例を示す図3相当図。FIG. 9 is a diagram corresponding to FIG. 3 showing a fifth embodiment of the present invention.

【図10】高速増殖炉の一例を示す概略断面図。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing an example of a fast breeder reactor.

【図11】従来の高速増殖炉の運転サイクル末期におけ
る制御棒と炉心上部の中性子遮蔽体との位置関係を示す
断面図。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing the positional relationship between the control rods and the neutron shield at the top of the reactor core at the end of the operating cycle of a conventional fast breeder reactor.

【図12】高速増殖炉の炉心配置の一例を示す説明図。FIG. 12 is an explanatory diagram showing an example of a core arrangement of a fast breeder reactor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

6  炉心 11  中性子検出器 20  中性子遮蔽体 22  制御棒チャンネル 23  制御棒 24  中性子吸収体部 6 Reactor core 11 Neutron detector 20 Neutron shield 22 Control rod channel 23 Control rod 24 Neutron absorber section

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】中性子吸収体部を有する制御棒を炉心の上
部から挿入する構造を有するとともに、炉心上部に中性
子遮蔽体が配置され、かつ中性子遮蔽体の上部に中性子
検出器が配置される高速増殖炉において、少なくとも一
部の制御棒の中性子吸収体部と、制御棒チャンネルを囲
む複数の燃料集合体のうちの少なくとも一部の燃料集合
体の炉心上部に配置された中性子遮蔽体領域とが、原子
炉の起動および運転のために制御棒を引抜いていく過程
で、軸方向においてオーバラップしないような位置関係
に設定されていることを特徴とする高速増殖炉。
Claim 1: A high-speed reactor having a structure in which a control rod having a neutron absorber portion is inserted from the upper part of the reactor core, a neutron shield is arranged in the upper part of the reactor core, and a neutron detector is arranged in the upper part of the neutron shield. In a breeder reactor, a neutron absorber section of at least some of the control rods and a neutron shielding region disposed above the core of at least some of the fuel assemblies of a plurality of fuel assemblies surrounding a control rod channel are provided. A fast breeder reactor, characterized in that the control rods are set in a positional relationship such that they do not overlap in the axial direction during the process of withdrawing control rods for starting and operating the reactor.
JP3015462A 1991-02-06 1991-02-06 Fast breeder reactor Pending JPH04254791A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3015462A JPH04254791A (en) 1991-02-06 1991-02-06 Fast breeder reactor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3015462A JPH04254791A (en) 1991-02-06 1991-02-06 Fast breeder reactor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04254791A true JPH04254791A (en) 1992-09-10

Family

ID=11889466

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3015462A Pending JPH04254791A (en) 1991-02-06 1991-02-06 Fast breeder reactor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH04254791A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102714063A (en) * 2009-11-06 2012-10-03 希尔莱特有限责任公司 Systems and methods for controlling reactivity in a nuclear fission reactor
US9190177B2 (en) 2009-11-06 2015-11-17 Terrapower, Llc Systems and methods for controlling reactivity in a nuclear fission reactor
US9793013B2 (en) 2009-11-06 2017-10-17 Terrapower, Llc Systems and methods for controlling reactivity in a nuclear fission reactor
US9852818B2 (en) 2009-11-06 2017-12-26 Terrapower, Llc Systems and methods for controlling reactivity in a nuclear fission reactor

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102714063A (en) * 2009-11-06 2012-10-03 希尔莱特有限责任公司 Systems and methods for controlling reactivity in a nuclear fission reactor
US9190177B2 (en) 2009-11-06 2015-11-17 Terrapower, Llc Systems and methods for controlling reactivity in a nuclear fission reactor
CN102714063B (en) * 2009-11-06 2016-06-22 泰拉能源有限责任公司 For controlling the reactive system and method in nuclear reactor
US9793013B2 (en) 2009-11-06 2017-10-17 Terrapower, Llc Systems and methods for controlling reactivity in a nuclear fission reactor
US9852818B2 (en) 2009-11-06 2017-12-26 Terrapower, Llc Systems and methods for controlling reactivity in a nuclear fission reactor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0656426B2 (en) Fast breeder reactor
EP2088600A1 (en) Core of a boiling water reactor
JPH0549959B2 (en)
US20090196392A1 (en) Core Of A Boiling Water Reactor
JPH04254791A (en) Fast breeder reactor
JPH03108690A (en) Fuel assembly
US3816248A (en) Nuclear fuel pin
US8559585B2 (en) Cold shutdown assembly for sodium cooled reactor
EP1658620B1 (en) A method for operating a nuclear reactor
JP2510565B2 (en) Reactor fuel assembly
US20200194132A1 (en) Fuel Loading Method and Reactor Core
EP3547329B1 (en) Fuel assembly
JPS6361184A (en) Fast breeder reactor
US11398315B2 (en) Fuel element, fuel assembly, and core
US11854709B2 (en) Fast reactor with primary and backup control rods
JPS6335440Y2 (en)
JPS63127190A (en) Nuclear reactor fuel aggregate
JPH053555B2 (en)
JP2988731B2 (en) Reactor fuel assembly
JP2502173B2 (en) Fast reactor core
JP2022177385A (en) Fuel loading method and core
JPH0350232B2 (en)
JPH06258478A (en) Control element
JPH026786A (en) Fuel rod and fuel assembly for boiling water reactor
JPH0429089A (en) Fuel assembly