JPH04265896A - Fuel assembly - Google Patents

Fuel assembly

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JPH04265896A
JPH04265896A JP3027361A JP2736191A JPH04265896A JP H04265896 A JPH04265896 A JP H04265896A JP 3027361 A JP3027361 A JP 3027361A JP 2736191 A JP2736191 A JP 2736191A JP H04265896 A JPH04265896 A JP H04265896A
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fuel
uranium
mox
fuel assembly
assembly
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Sadao Kusuno
楠野 貞夫
Yasushi Hirano
靖 平野
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Toshiba Corp
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    • 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 enable an amount of plutonium charging amount per MOX fuel assembly to be increased without losing a thermal soundness. CONSTITUTION:All fuel rods MOX fuel assembly which mixes and charges the MOX fuel assembly which is constituted by mixing uranium and plutonium as a fissionable substance and a uranium fuel assembly which is constituted by charging uranium in a light water reactor are used as an MOX fuel rod 11 except a fuel rod with flammable toxic substance 12. An infinite magnification rate of the MOX fuel assembly is reduced as compared with an infinite magnification rate of the uramium fuel assembly in a large portion of a burnup period excluding an initial period of combustion, thus obtaining a reactor core with a high operation allowance. Also, by using those than a fuel rod with gadolinia as the MOX fuel rod 11, an amount of charged plutonium per MOX fuel assembly is incresed as compared with that of an island type.

Description

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

【0001】〔発明の目的〕[Object of the invention]

【0002】0002

【産業上の利用分野】本発明は、軽水炉の炉心部に装荷
される燃料集合体に係り、特に熱的健全性を損うことな
くウランとプルトニウムとを混合した混合酸化物(MO
X)燃料集合体当たりのプルトニウム装荷量を可及的に
増やすことができる燃料集合体に関する。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a fuel assembly loaded in the core of a light water reactor, and particularly relates to a fuel assembly loaded in the core of a light water reactor.
X) It relates to a fuel assembly that can increase the amount of plutonium loaded per fuel assembly as much as possible.

【0003】0003

【従来の技術】一般に、沸騰水型原子炉等の軽水炉にお
いては、主としてウラン酸化物を燃料ペレットに焼き固
めて燃料被覆管に詰めた燃料棒を、スペーサによって格
子状に束ねて組み立てた燃料集合体を装荷している。
[Prior Art] In general, in a light water reactor such as a boiling water reactor, a fuel assembly is assembled by bundling fuel rods, which are made by burning uranium oxide into fuel pellets and packing them into fuel cladding tubes, into a lattice shape using spacers. Loading the body.

【0004】図12は、従来のこの種のウラン燃料集合
体を示すもので、図中、符号aはウラン燃料集合体のチ
ャンネルボックスであり、このチャンネルボックスa内
には、ウラン燃料棒bとガドリニア入り燃料棒cとが、
8行8列に配置され、中央部には、ウォータロッドdが
配置される。
FIG. 12 shows a conventional uranium fuel assembly of this type. In the figure, reference numeral a is a channel box of the uranium fuel assembly, and inside this channel box a are uranium fuel rods b and The fuel rod c containing gadolinia is
They are arranged in 8 rows and 8 columns, and a water rod d is arranged in the center.

【0005】ウラン燃料棒bの核燃料は、天然ウランか
らウラン235を濃縮した濃縮ウランであるが、その濃
度度(U−235の重量割合)の異なるものが数種類使
用されている。図12においては、燃料棒中に符号1,
2,3,4を付した4種類のウラン燃料棒bが用いられ
ている。
The nuclear fuel of the uranium fuel rod b is enriched uranium obtained by enriching uranium-235 from natural uranium, and several types of nuclear fuel with different concentrations (weight ratios of U-235) are used. In FIG. 12, there are symbols 1 and 1 in the fuel rod.
Four types of uranium fuel rods b labeled 2, 3, and 4 are used.

【0006】また、ガドリニア入り燃料棒cは、ガドリ
ニウム酸化物(ガドリニア:Gd2 O3 )をウラン
酸化物と混合して形成されており、大きな中性子吸収断
面積を有することから、初期の反応度を制御するために
用いられている。図12においては、燃料棒中に符号G
を付した10本のガドリニア入り燃料棒cが用いられて
いる。
[0006] In addition, gadolinia-containing fuel rod c is formed by mixing gadolinium oxide (gadolinia: Gd2O3) with uranium oxide, and has a large neutron absorption cross section, so it is possible to control the initial reactivity. It is used to In FIG. 12, the symbol G in the fuel rod
Ten gadolinia-containing fuel rods C are used.

【0007】表1に、図12に示すウラン燃料集合体(
単に、ウラン燃料とも称される)における各燃料棒b,
cのU−235濃縮度(重量パーセント:w/o)、G
d2 O3 濃度(重量パーセント:w/o)および本
数を示す。
Table 1 shows the uranium fuel assembly (
Each fuel rod b in (also simply referred to as uranium fuel)
U-235 enrichment (weight percent: w/o) of c, G
d2 O3 concentration (weight percent: w/o) and number of bottles are shown.

【0008】[0008]

【表1】[Table 1]

【0009】ところで、ウラン燃料は、原子炉の炉心部
に装荷され、所定期間運転された後使用済みとなり、こ
の使用済燃料は数年間冷却された後再処理される。再処
理時に回収されるウランおよびプルトニウムは、再び軽
水炉の核燃料としてリサイクルすることによって、ウラ
ン資源の節約を図ることができる。その中のプルトニウ
ムを軽水炉にリサイクルすることは、プルサーマルと呼
ばれ、欧米では早くから実施された経験がある。プルサ
ーマルにおいては、プルトニウムは酸化物の形で、母材
となるウラン酸化物と混合され、混合酸化物(MOX)
として、やはりペレット状に焼き固められて燃料被覆管
に詰められ、てMOX燃料棒を形成し、この燃料棒を束
ねてMOX燃料集合体(以後MOX燃料と略称)を構成
している。この燃料集合体は再び軽水炉に装荷され核燃
料として使用される。
By the way, uranium fuel is loaded into the core of a nuclear reactor and becomes used after operating for a predetermined period of time, and this spent fuel is cooled for several years and then reprocessed. Uranium and plutonium recovered during reprocessing can be recycled as nuclear fuel for light water reactors, thereby saving uranium resources. Recycling the plutonium in light water reactors is called pluthermal, and it has been practiced early in Europe and the United States. In pluthermal, plutonium is mixed with uranium oxide as a base material in the form of oxide, forming mixed oxide (MOX).
As such, it is baked into pellets and packed into a fuel cladding tube to form MOX fuel rods, and these fuel rods are bundled to form a MOX fuel assembly (hereinafter abbreviated as MOX fuel). This fuel assembly is loaded into the light water reactor again and used as nuclear fuel.

【0010】燃料としてのプルトニウムは、同位元素と
しては、表2に示すものがある。
Plutonium used as a fuel has the isotopes shown in Table 2.

【0011】[0011]

【表2】[Table 2]

【0012】なお、表2において、σγは、2200m
/sの中性子に対する(n,γ)反応断面積、Iγは、
(n,γ)反応の実効共鳴積分、σfは、2200m/
sの中性子に対する(n,f)反応断面積、Ifは、(
n,f)反応の実効共鳴積分である。また表2中に*印
を付した同位体元素は、核分裂性元素である。表2にお
いて、Am−241は、プルトニウム同位体元素ではな
いが、Pu−241が半減期147年でベータ崩壊する
ことにより生成されるので、プルトニウム同位体元素の
仲間に入れてある。ウラン燃料の場合と異なって、プル
トニウム燃料の場合には、再処理によって回収されると
いう性質上、その同位体元素割合を固定することはでき
ないが、典型的なウラン燃料の再処理によって得られる
プルトニウムの同位体元素割合(%)を一例として挙げ
ると、Pu−238:Pu−239:Pu−240:P
u−241:Pu−242:Am−241=1.5:5
9.5:26.4:7.6:3.8:1.2である。 したがって、プルトニウムの核分裂性物質Puf(Pu
−239およびPu−241)の割合は67.1%であ
る。
[0012] In Table 2, σγ is 2200m
The (n, γ) reaction cross section for neutrons /s, Iγ, is
The effective resonance integral of the (n, γ) reaction, σf, is 2200 m/
The (n, f) reaction cross section of s for neutrons, If, is (
n, f) is the effective resonance integral of the reaction. Isotopic elements marked with * in Table 2 are fissile elements. In Table 2, although Am-241 is not a plutonium isotope element, it is included in the group of plutonium isotope elements because it is produced by beta decay of Pu-241 with a half-life of 147 years. Unlike the case of uranium fuel, the isotope ratio of plutonium fuel cannot be fixed because it is recovered through reprocessing, but plutonium obtained through typical uranium reprocessing As an example, the isotope element ratio (%) of Pu-238:Pu-239:Pu-240:P
u-241:Pu-242:Am-241=1.5:5
9.5:26.4:7.6:3.8:1.2. Therefore, the fissile material of plutonium Puf (Pu
-239 and Pu-241) is 67.1%.

【0013】MOX燃料の設計をする場合には、既に先
行して認可されているウラン燃料と同一の集合体ハード
(チャンネルボックス)形状を採用するのが通例である
。ところが、燃料集合体のハード形状は、減速材である
水と燃料であるウランとの水対燃料体積比を、ウラン燃
料が最も高い反応度を得るように最適設計してある。 一般に、プルトニウム同位体元素の中性子吸収断面積(
中性子捕獲断面積σγと核分裂断面積σfとの和)は、
ウラン同位体元素のものよりも数倍大きいことは、表2
に示す通りである。このため、ウラン燃料と同一の集合
体ハード形状を採用する限りにおいては、MOX燃料の
中性子のエネルギスペクトルは、ウラン燃料に比べて固
くなる(高速側に少し片寄る)。このことは、MOX燃
料設計において3つの困難をもたらすことになる。
When designing MOX fuels, it is customary to adopt the same hard assembly (channel box) geometry as the previously approved uranium fuels. However, the hard shape of the fuel assembly is designed to optimize the water-to-fuel volume ratio of water, which is the moderator, and uranium, which is the fuel, so that the uranium fuel has the highest reactivity. In general, the neutron absorption cross section of plutonium isotope elements (
The sum of the neutron capture cross section σγ and the fission cross section σf) is
Table 2 shows that it is several times larger than that of uranium isotopes.
As shown. Therefore, as long as the same hard aggregate shape as that of uranium fuel is adopted, the energy spectrum of neutrons in MOX fuel will be harder than that of uranium fuel (slightly biased toward the high speed side). This poses three difficulties in MOX fuel design.

【0014】第1の困難は、ウラン燃料と同一の反応度
を持つMOX燃料集合体を設計するためには、全核分裂
性物質(U−235およびPuf)の装荷量をウラン燃
料よりも多くする必要がある。
The first difficulty is that in order to design a MOX fuel assembly with the same reactivity as uranium fuel, the amount of total fissile material (U-235 and Puf) must be greater than that of uranium fuel. There is a need.

【0015】第2の困難は、反応度制御に使用している
ガドリニウムの反応度制御能力(反応度価値)の大部分
は、熱中性子領域において顕著であるため、中性子のエ
ネルギスペクトルが硬くなれば、反応度価値が減少する
ことである。このため、図12と同じ反応度を持ったM
OX燃料を作る場合には、それだけガドリニア入り燃料
棒の本数を、ウラン燃料に比べて増加する必要がある。 ガドリニア入り燃料棒は、燃焼初期においては出力は極
めて低いので、出力を負担する燃料棒の数が実質的に減
少する。このため、他の燃料棒1本当たりの出力が増加
し、燃料棒の熱的健全性を維持するために運転の余裕が
減少する。燃料棒の出力負担割合を示す指標として局所
出力ピーキング係数が使用される。
The second difficulty is that most of the reactivity control ability (reactivity value) of gadolinium, which is used for reactivity control, is significant in the thermal neutron region. , the reactivity value decreases. Therefore, M with the same reactivity as in Figure 12
When producing OX fuel, it is necessary to increase the number of fuel rods containing gadolinia compared to uranium fuel. Since the output of gadolinia-containing fuel rods is extremely low in the initial stage of combustion, the number of fuel rods that bear the burden of output is substantially reduced. Therefore, the output per other fuel rod increases, and the margin for operation to maintain the thermal integrity of the fuel rod decreases. The local power peaking coefficient is used as an index indicating the power burden ratio of the fuel rods.

【0016】仮に、全ての燃料棒が一様に出力を負担し
ていれば、どの燃料棒の局所出力ピーキング係数も1.
0である。図12に示したウラン燃料集合体の燃焼初期
における局所出力分布を図13に示す。下線を施した出
力係数はガドリニア入り燃料棒のものでいずれも0.4
強の値である。最大の局所出力(ピーキング係数)は*
印を施した位置に現われ、その値は1,238である。 MOX燃料では、出力負担燃料棒数が減った分だけ、一
般にはウラン燃料よりも局所出力ピーキング係数は増大
することになる。
If all fuel rods bear the same output power, the local power peaking coefficient of any fuel rod is 1.
It is 0. FIG. 13 shows the local power distribution at the initial stage of combustion of the uranium fuel assembly shown in FIG. 12. The underlined output coefficients are for fuel rods containing gadolinia and are all 0.4.
It is a strong value. The maximum local output (peaking coefficient) is *
It appears at the marked position and its value is 1,238. With MOX fuel, the local power peaking coefficient will generally increase more than with uranium fuel as the number of fuel rods bearing the power burden is reduced.

【0017】第3の困難は、図14に示すように燃料集
合体の中央部は、周辺部に比べて減速材が少ないため、
中性子スペクトルがより硬くなる。その結果、全ての燃
料棒が同一のウラン濃縮度を持っている場合には、中央
部に比して周辺部の燃料棒は大きな出力ピーキングをと
ることになり、燃料の熱的健全性の観点から好ましくな
い。
The third difficulty is that, as shown in FIG. 14, there is less moderator in the central part of the fuel assembly than in the peripheral part.
The neutron spectrum becomes harder. As a result, if all the fuel rods have the same uranium enrichment, the fuel rods in the periphery will have a larger output peak than the central part, which affects the thermal integrity of the fuel. undesirable.

【0018】燃料の熱的健全性を改善するために、すな
わち燃料集合体の横断面において中性子スペクトルをで
きる限り一様にするために、図12のように燃料集合体
中央部にウォータロッド4を配置し、かつ周辺部ほど中
央部よりもウラン濃縮度を下げている。図13では、中
央部分にウォータロッド4を配置することによって、熱
中性子束が平坦化されていることが示されている。
In order to improve the thermal integrity of the fuel, that is, to make the neutron spectrum as uniform as possible in the cross section of the fuel assembly, a water rod 4 is installed in the center of the fuel assembly as shown in FIG. The uranium enrichment level is lower in the periphery than in the center. FIG. 13 shows that the thermal neutron flux is flattened by arranging the water rod 4 in the central portion.

【0019】しかしながら、ウラン燃料に対して最適設
計されている燃料集合体のハード形状において、ウラン
燃料の代りにMOX燃料を装荷すれば、前記の周辺部と
中央部との中性子スペクトルの差はより著しいので、各
MOX燃料棒の核分裂性物質の量の分布を最適化したと
しても、出力ピーキングはウラン燃料よりも厳しくなる
。これを回避するためには、周辺部分の燃料棒だけをウ
ラン棒にする「アイランド型」設計とするか、またはプ
ルトニウムの核分裂性物質Puf割合の異なるMOX燃
料棒の数を多くすることが対策としてとられてきた。
However, in the hard shape of the fuel assembly that is optimally designed for uranium fuel, if MOX fuel is loaded instead of uranium fuel, the difference in the neutron spectra between the peripheral part and the central part will be further reduced. The power peaking is so significant that even if the distribution of the amount of fissile material in each MOX fuel rod is optimized, the power peaking will be more severe than with uranium fuel. To avoid this, it is possible to adopt an "island type" design in which only the peripheral fuel rods are uranium rods, or to increase the number of MOX fuel rods with different ratios of plutonium to fissile material Puf. It has been taken.

【0020】なお、燃料の成型加工上の要求として、ガ
ドリニウムとプルトニウムとは混合しないものとされて
いる。これは、過去の実績がないからであるばかりでな
く、燃料成型加工の生産ラインのコストアップを避ける
ためでもある。
Note that, as a requirement for fuel molding, gadolinium and plutonium must not be mixed. This is not only because there is no past track record, but also to avoid an increase in the cost of the fuel molding production line.

【0021】さらに、前述したようにMOX燃料に使用
する核分裂性プルトニウムPufの割合は、元のウラン
燃料の取出し燃焼度や冷却期間などによって異なる。す
なわち、ウラン濃縮度の調整に比して、Pufの調整は
コストがかかるものである。したがって、MOX燃料設
計においては、Puf割合の異なるMOX燃料棒の種類
数はできる限り少ないことが望ましい。このことは、前
記第3の困難と矛盾した要求である。
Furthermore, as described above, the proportion of fissile plutonium Puf used in the MOX fuel varies depending on the burnup of the original uranium fuel, the cooling period, etc. That is, the adjustment of Puf is more costly than the adjustment of uranium enrichment. Therefore, in MOX fuel design, it is desirable that the number of types of MOX fuel rods with different Puf ratios be as small as possible. This is a requirement that is inconsistent with the third difficulty.

【0022】ところで、燃料集合体はその燃料経済性を
向上させるために、段階的に高燃焼度化の方向に進んで
いる。高燃焼度化を達成するためには核分裂性物質の含
有割合を増加させることである。このことは、従来の燃
料ハード形状のままでそのまま高燃焼度化の設計をすれ
ば、中性子スペクトルが硬くなり出力ピーキングが高く
なることを意味している。したがって、プルサーマルは
欧米では早くから実施された経験があることは前述した
が、当時よりも現在の方が、MOX燃料の設計に関して
は困難性が増していると言える。また、プルトニウムの
輸送や取扱いの安全性を考えると、プルトニウムはでき
る限り1つの燃料集合体に集中して装荷した方が経済的
である。この意味で、「アイランド型」よりも全燃料棒
にプルトニウムを装荷した「全MOX型」が望ましい。
Incidentally, in order to improve the fuel economy of fuel assemblies, the burn-up of fuel assemblies is gradually becoming higher. In order to achieve high burnup, it is necessary to increase the content of fissile material. This means that if the conventional fuel hard shape is designed to increase the burnup, the neutron spectrum will become hard and the output peaking will become high. Therefore, although it was mentioned earlier that pluthermal has been implemented in Europe and the United States from an early stage, it can be said that designing MOX fuel is more difficult now than it was then. Furthermore, considering the safety of transporting and handling plutonium, it is more economical to load plutonium in one fuel assembly as much as possible. In this sense, an "all-MOX type" in which all fuel rods are loaded with plutonium is more desirable than an "island type".

【0023】[0023]

【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、MO
X燃料の反応度をウラン燃料と同じにするという条件の
下で、MOX燃料の設計をしてきた。そのために、燃料
ハードの変更をしない場合には「アイランド型」にした
り、燃料棒の種類数を増加させることが必要であった。 また、燃料ハードを変更する場合には、水対燃料体積比
を増すために、ウォータロッドを追加する設計としてい
た。このために、燃料集合体当たりのMOX燃料棒数が
減少し、プルトニウム装荷量が減少すると同時に出力負
担燃料棒本数の減少という矛盾があった。
[Problem to be solved by the invention] In the conventional technology, MO
We have been designing MOX fuel under the condition that the reactivity of X fuel is the same as that of uranium fuel. For this reason, if the fuel hardware was not changed, it was necessary to use an "island type" or increase the number of types of fuel rods. Additionally, when changing the fuel hardware, water rods were added to increase the water-to-fuel volume ratio. For this reason, the number of MOX fuel rods per fuel assembly decreased, causing a contradiction in that the amount of plutonium loaded decreased and at the same time, the number of fuel rods bearing the power output decreased.

【0024】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たもので、燃料集合体当たりのMOX燃料棒を減少させ
ることなく、燃料集合体当たりのプルトニウム装荷量を
増加させることができ、かつ炉心運用上の融通性を持た
せることができる燃料集合体を提供することを目的とす
る。 〔発明の構成〕
The present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and it is possible to increase the amount of plutonium loaded per fuel assembly without reducing the number of MOX fuel rods per fuel assembly. The purpose is to provide a fuel assembly that can have operational flexibility. [Structure of the invention]

【0025】[0025]

【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、核分裂性物質としてウランとプルト
ニウムとを混合してなる混合酸化物燃料集合体と、ウラ
ンを装荷してなるウラン燃料集合体とが混合装荷された
軽水炉において、前記混合酸化物燃料集合体の燃料棒の
大部分を、可燃性毒物入り燃料棒を除いて混合酸化物燃
料棒で構成するとともに、この混合酸化物燃料集合体の
無限増倍率を、燃焼初期を除いた燃焼期間の大部分にお
いて、前記ウラン燃料集合体の無限増倍率よりも低くし
たものである。
[Means for Solving the Problems] The present invention provides a mixed oxide fuel assembly made of a mixture of uranium and plutonium as fissile materials, and a uranium fuel loaded with uranium. In a light water reactor loaded with a mixed oxide fuel assembly, most of the fuel rods of the mixed oxide fuel assembly are composed of mixed oxide fuel rods, excluding fuel rods containing burnable poison, and the mixed oxide fuel The infinite multiplication factor of the uranium fuel assembly is made lower than the infinite multiplication factor of the uranium fuel assembly during most of the combustion period excluding the initial combustion period.

【0026】[0026]

【作用】本発明に係る燃料集合体においては、MOX燃
料集合体の燃料棒の大部分を、ガドリニア等の可燃性毒
物入り燃料棒を除いてMOX燃料棒で構成し、かつこの
MOX燃料集合体の無限増倍率を、燃焼初期を除いた燃
焼期間の大部分において、ウラン燃料集合体の無限増倍
率よりも低くしている。
[Operation] In the fuel assembly according to the present invention, most of the fuel rods of the MOX fuel assembly are composed of MOX fuel rods, excluding fuel rods containing burnable poison such as gadolinia, and the MOX fuel assembly The infinite multiplication factor of the uranium fuel assembly is made lower than that of the uranium fuel assembly during most of the combustion period except for the initial combustion period.

【0027】ところで、炉心設計上の熱的制約条件の目
安として、グロスピーキング係数がある。MOX燃料集
合体とウラン燃料集合体とが混合装荷された軽水炉の炉
心において、グロスピーキング係数を小さくするために
、局所出力ピーキング係数が大き目に出るMOX燃料集
合体の無限増倍率を小さくすればよい。
By the way, there is a gross peaking coefficient as a measure of thermal constraint conditions in core design. In order to reduce the gross peaking coefficient in a light water reactor core loaded with a mixture of MOX fuel assemblies and uranium fuel assemblies, the infinite multiplication factor of the MOX fuel assemblies, which causes a large local power peaking coefficient, can be reduced. .

【0028】本発明では、MOX燃料集合体の無限増倍
率をウラン燃料集合体の無限増倍率より低くしているの
で、炉心の熱的制約条件を余裕を持って満足できる設計
とすることが可能となる。
In the present invention, since the infinite multiplication factor of the MOX fuel assembly is lower than the infinite multiplication factor of the uranium fuel assembly, it is possible to design a reactor core that satisfies the thermal constraints with a margin. becomes.

【0029】一方、MOX燃料集合体の無限増倍率を低
くすると、装荷プルトニウム量が減少するが、MOX燃
料集合体の燃料棒の大部分を、ガドリニア等の可燃性毒
物入り燃料棒を除いてMOX燃料棒で構成しているので
、燃料集合体当たりの装荷プルトニウム量は、アイラン
ド型よりもし多くすることが可能となる。
On the other hand, if the infinite multiplication factor of the MOX fuel assembly is lowered, the amount of plutonium loaded will decrease, but most of the fuel rods in the MOX fuel assembly, excluding fuel rods containing burnable poisons such as gadolinia, Since it is composed of fuel rods, the amount of plutonium loaded per fuel assembly can be increased compared to the island type.

【0030】[0030]

【実施例】以下、本発明に係る燃料集合体の一実施例に
ついて添付図面を参照して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a fuel assembly according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0031】図1は、本発明に係るMOX燃料(MOX
燃料集合体)を示すもので、このMOX燃料棒は、燃料
棒を8行8列に格子状に整列配置した例である。図中、
符号10はMOX燃料のチャンネルボックスであり、こ
のチャンネルボックス10内には、テイルウランを母材
とするMOX燃料棒11とガドリニア等の可燃性毒物入
り燃料棒30とが配置され、中央部にはウォータロッド
13が配置されている。
FIG. 1 shows MOX fuel (MOX
This MOX fuel rod is an example in which fuel rods are arranged in a grid of 8 rows and 8 columns. In the figure,
Reference numeral 10 designates a channel box for MOX fuel. Inside this channel box 10, a MOX fuel rod 11 having tail uranium as a base material and a fuel rod 30 containing a burnable poison such as gadolinia are arranged. A water rod 13 is arranged.

【0032】前記MOX燃料棒11は、図1の燃料棒中
に符号1,2,3,4を付して示すように4種類用いら
れ、また可燃性毒物としてガドリニア入り燃料棒12は
、図1の燃料棒中に符号Gを付して示すように、16本
用いられている。
Four types of MOX fuel rods 11 are used as shown in the fuel rods shown in FIG. As shown by the symbol G in one fuel rod, 16 are used.

【0033】表3は、前記各燃料棒11,12のU−2
35濃縮度、Puf富化度、全核分裂性物質量率、ガド
リニア(Gd2 O3 )濃度および本数をそれぞれ示
したものである。
Table 3 shows U-2 of each of the fuel rods 11 and 12.
35 enrichment, Puf enrichment, total fissile material content rate, gadolinia (Gd2O3) concentration, and number of particles.

【0034】[0034]

【表3】[Table 3]

【0035】図1に示すMOX燃料は、サイクル末期炉
心平均燃焼度が22GWd/tに対応する設計になって
おり、15ヶ月運転で取り出し平均燃焼度32GWd/
tを達成可能である。MOX燃料は、図12に示したウ
ラン燃料と混合装荷できる設計となっている。このため
に、ガドリニア入り燃料棒12の本数は、ウラン燃料の
場合10本であるのに対して、本実施例では16本とな
っている。そして、16本のうちの8本を、中央の太径
のウォータロッド13の周りを取り囲むように配してい
る。これは、少しでも水の多い場所に可燃性毒物として
ガドリニアを配置することにより、その制御価値の向上
を図るためである。
The MOX fuel shown in FIG. 1 is designed to have an average core burnup of 22 GWd/t at the end of the cycle, and has an average burnup of 32 GWd/t after 15 months of operation.
t is achievable. The MOX fuel is designed to be mixed and loaded with the uranium fuel shown in FIG. For this reason, the number of gadolinia-containing fuel rods 12 is 16 in the case of uranium fuel, whereas it is 10 in the case of uranium fuel. Eight of the 16 rods are arranged to surround the large-diameter water rod 13 at the center. This is to improve the control value of gadolinia by placing it as a burnable poison in areas with as much water as possible.

【0036】また、ガドリニア入り燃料棒12のウラン
濃縮度は、ウラン燃料では3.2%であるが、本実施例
ではそれよりも高い4.5%としている。ウラン濃縮度
を高くすることによって、ガドリニア入り燃料棒12の
出力負担割合が、僅かながらウラン燃料の場合よりも高
くなり、ガドリニア入り燃料棒12の本数が増加するこ
とによる燃焼初期の局所出力ピーキングの悪化を、僅か
ながら改善する方向に働くからである。
Further, the uranium enrichment of the gadolinia-containing fuel rod 12 is 3.2% in uranium fuel, but in this embodiment it is set to 4.5%, which is higher than that. By increasing the uranium enrichment, the output burden ratio of the gadolinia-filled fuel rods 12 becomes slightly higher than that of uranium fuel, and the local power peaking at the early stage of combustion due to the increase in the number of gadolinia-filled fuel rods 12 is reduced. This is because it works in the direction of improving the deterioration, albeit slightly.

【0037】図2は、図1に示すMOX燃料の燃焼初期
における局所出力分布を示すもので、最大値は1.23
3となっている。図13のウラン燃料の局所出力分布と
比べると、ガドリニア入り燃料棒の出力が上がっている
ことが判る。ウラン燃料の方は、サイクル末期炉心平均
燃焼度が25GWd/tであり、取り出し平均燃焼度は
38GWd/tとMOX燃料よりも高い。しかしながら
、燃料の高燃焼度化が図られることになるので、この組
合せは最も実現性の高いものである。
FIG. 2 shows the local power distribution at the initial stage of combustion of the MOX fuel shown in FIG. 1, and the maximum value is 1.23.
It is 3. When compared with the local power distribution of uranium fuel in FIG. 13, it can be seen that the power of the fuel rod containing gadolinia has increased. For uranium fuel, the average core burnup at the end of the cycle is 25 GWd/t, and the average burnup at extraction is 38 GWd/t, which is higher than MOX fuel. However, this combination is the most feasible since it results in a higher burnup of the fuel.

【0038】次に、本実施例の作用について説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.

【0039】図3は、サイクル末期におけるMOX燃料
集合体(MOX燃料)の炉心平均無限増倍率と核分裂性
物質の割合との関係を、サイクル末期炉心平均燃焼度を
パラメ―タとして示したものである。破線はウラン燃料
に対するもの、実線は本発明が対象とする全MOX燃料
に対するものである。MOX燃料は、ウラン燃料と同一
のハード形状で設計したものである。炉心は実行増倍率
が1.0で臨界であり、それよりも小さくなると、その
サイクルは運転を継続できない。炉心の中性子の漏れは
、ほぼ5%Δkであるため、サイクル末期の炉心平均の
無限増倍率は1.05である。このサイクル末期の炉心
平均無限増倍率を一点鎖線で表している。
FIG. 3 shows the relationship between the core average infinite multiplication factor of the MOX fuel assembly (MOX fuel) and the proportion of fissile material at the end of the cycle, using the average core burnup at the end of the cycle as a parameter. be. The dashed line is for uranium fuel, and the solid line is for all MOX fuels targeted by the present invention. MOX fuel is designed to have the same hard shape as uranium fuel. The core is critical at an effective multiplication factor of 1.0, below which the cycle cannot continue operating. Since the leakage of neutrons from the core is approximately 5% Δk, the average infinite multiplication factor of the core at the end of the cycle is 1.05. The core average infinite multiplication factor at the end of this cycle is represented by a dashed-dotted line.

【0040】サイクル末期炉心平均燃焼度が25GWd
/tの燃料をウラン燃料で設計する場合には、U−23
5濃縮度がほぼ3.8wt%必要である(点R)のに対
して、MOX燃料においては、必要核分裂性物質割合は
ほぼ4.6wt%必要(点B)であることを、この図は
表わしている。すなわち、前述したように、MOX燃料
では中性子スペクトルが硬くなるために、ウラン燃料よ
りも多くの核分裂性物質を装荷して初めて、反応度が同
じ燃料とすることができる。しかも、MOX燃料の勾配
は、ウラン燃料よりも緩かであるため、核分裂性物質の
装荷量の変化に関して、ウラン燃料よりも感度が鈍いこ
とを意味している。
[0040] The average core burnup at the end of the cycle is 25 GWd.
/t of fuel is designed with uranium fuel, U-23
This figure shows that the required fissile material fraction for MOX fuel is approximately 4.6 wt% (point B), whereas the required enrichment for MOX fuel is approximately 3.8 wt% (point R). It represents. That is, as described above, since MOX fuel has a hard neutron spectrum, fuels with the same reactivity can only be obtained by loading more fissile material than uranium fuel. Moreover, the slope of MOX fuel is less steep than that of uranium fuel, meaning that it is less sensitive than uranium fuel to changes in fissile material loading.

【0041】ところで、図12で示したウラン燃料では
、サイクル末期の炉心平均燃焼度が25GWd/tにな
るうに設計されたものであり、その局所出力ピーキング
係数は燃焼初期で1.238であることは、図13で示
した通りである。これに対して、同じ反応度を持つMO
X燃料の局所出力ピーキング係数は1.246でありウ
ラン燃料よりも高い。
By the way, the uranium fuel shown in FIG. 12 is designed so that the core average burnup at the end of the cycle is 25 GWd/t, and its local power peaking coefficient is 1.238 at the beginning of combustion. is as shown in FIG. On the other hand, MO with the same reactivity
The local power peaking coefficient of X fuel is 1.246, which is higher than that of uranium fuel.

【0042】図4は、ウラン燃料およびこれと同じ反応
度を持つMOX燃料の、局所出力ピーキング係数の燃焼
依存性を、それぞれ比較したものである。
FIG. 4 compares the combustion dependence of the local power peaking coefficient of uranium fuel and MOX fuel having the same reactivity.

【0043】図4からも明らかなように、ウラン燃料と
MOX燃料の局所出力ピーキングの特徴的な差が示され
ている。すなわち、ウラン燃料では、ほぼ単調減少なの
に対して、MOX燃料の場合には、燃焼の後半でも単調
減少とはならない。その理由は、中性子スペクトルが硬
いために、U−238からPu−239への転換が燃料
集合体の中央部分のMOX燃料棒でよく進み、それが後
半に出力を出すようになるからである。しかしながら、
局所出力ピーキング係数が大きくとも炉心全体でその燃
料集合体の出力が小さければ熱的制約とはならない。
As is clear from FIG. 4, there is a characteristic difference in local power peaking between uranium fuel and MOX fuel. That is, in the case of uranium fuel, there is an almost monotonous decrease, whereas in the case of MOX fuel, there is no monotonous decrease even in the latter half of combustion. The reason is that, due to the hardness of the neutron spectrum, the conversion from U-238 to Pu-239 proceeds well in the MOX fuel rods in the central part of the fuel assembly, which begin to output power in the latter half. however,
Even if the local power peaking coefficient is large, it will not be a thermal constraint if the power of the fuel assembly is small throughout the core.

【0044】図5は、ウラン燃料およびMOX燃料の無
限増倍率の燃焼変化を、それぞれ比較して示したもので
ある。
FIG. 5 shows a comparison of combustion changes of uranium fuel and MOX fuel at infinite multiplication factors.

【0045】図5からも明らかなように、MOX燃料の
無限増倍率は、燃焼初期(装荷第1サイクル目)のかな
りの期間と燃焼後期の期間において、ウラン燃料よりも
高い無限増倍率を持っている。特に、MOX燃料をウラ
ン燃料と混合して炉心に装荷する場合、図5から判るよ
うに、燃焼初期において、MOX燃料の無限増倍率がウ
ラン燃料よりも高いために、MOX燃料の局所出力ピー
キング係数を、ウラン燃料よりも下げておく必要がある
As is clear from FIG. 5, the infinite multiplication factor of MOX fuel is higher than that of uranium fuel during a considerable period in the early stage of combustion (first loading cycle) and in the late stage of combustion. ing. In particular, when MOX fuel is mixed with uranium fuel and loaded into the reactor core, as can be seen from Figure 5, the infinite multiplication factor of MOX fuel is higher than that of uranium fuel at the initial stage of combustion, so the local power peaking coefficient of MOX fuel is need to be lower than that of uranium fuel.

【0046】以下、その理由を説明する。炉心設計上の
熱的制限条件の目安としてグロスピーキング係数がある
。グロスピーキング係数は炉心の径方向ピーキング係数
、軸方向ピーキング係数および局所出力ピーキング係数
の積の最大値である。径方向ピーキング係数は、主とし
て燃料集合体の平均の無限増倍率によって決まる。した
がって、MOX燃料とウラン燃料とが混合装荷された炉
心において、グロスピーキング係数を小さくするために
は、局所出力ピーキング係数が大き目に出るMOX燃料
の無限化増倍率を小さくすればよい。図6ではその目安
として、無限増倍率と局所出力ピーキング係数との積の
燃焼変化を示している。これから、核燃料の燃焼の全て
の期間においてMOX燃料の値はウラン燃料よりも大き
くなっているため、炉心の熱的設計上厳しい。
The reason for this will be explained below. The gross peaking coefficient is used as a guideline for thermal limiting conditions in core design. The gross peaking coefficient is the maximum value of the product of the core's radial peaking coefficient, axial peaking coefficient, and local power peaking coefficient. The radial peaking coefficient is determined primarily by the average infinite multiplication factor of the fuel assembly. Therefore, in order to reduce the gross peaking coefficient in a reactor core loaded with a mixture of MOX fuel and uranium fuel, it is sufficient to reduce the infinite multiplication factor of the MOX fuel, which causes a large local power peaking coefficient. As a guideline, FIG. 6 shows the combustion change of the product of the infinite multiplication factor and the local output peaking coefficient. From now on, the value of MOX fuel will be larger than that of uranium fuel during the entire period of nuclear fuel combustion, making it difficult for the thermal design of the reactor core.

【0047】そこで、核分裂性物質の割合を燃料集合体
平均で0.5%下げたMOX燃料を設計した。その結果
、局所出力ピーキング係数の燃焼初期における値は図7
に示したように1.233に下がり、ウラン燃料よりも
下になっていることが判かる。無限増倍率および局所出
力ピーキング係数の値も、図4および図5に示すように
、それぞれ全体的に下がっている。その代りに、炉心平
均での燃焼度は、22GWd/tと小さくなっているが
、可燃性毒物としてのガドリニア入り燃料棒以外は全て
MOX燃料棒であるため、プルトニウムの装荷割合は、
アイランド型よりも依然として大きい。無限増倍率が燃
焼初期を除いて、燃焼の大部分の期間においてウラン燃
料よりも小さいために、無限増倍率と局所出力ピーキン
グ係数との積は、図6に示したように、装荷第1サイク
ル目においてウラン燃料と同程度の値をとる燃焼期間が
増加し、炉心の熱的制約条件を余裕を持って満足できる
設計となっている。
[0047] Therefore, a MOX fuel was designed in which the proportion of fissile material was lowered by 0.5% on average in the fuel assembly. As a result, the value of the local power peaking coefficient at the early stage of combustion is shown in Figure 7.
As shown in Figure 2, it has decreased to 1.233, which is lower than that of uranium fuel. The values of the infinite multiplication factor and the local power peaking coefficient also decrease overall, as shown in FIGS. 4 and 5, respectively. Instead, the average burnup of the reactor core is small at 22 GWd/t, but since all fuel rods are MOX fuel rods except for the fuel rods containing gadolinia as a burnable poison, the loading ratio of plutonium is
It is still larger than the island type. Since the infinite multiplication factor is smaller than that of uranium fuel during most of the combustion period, except at the beginning of combustion, the product of the infinite multiplication factor and the local power peaking factor is This increases the combustion period, which has a value comparable to that of uranium fuel, and is designed to comfortably meet the thermal constraints of the reactor core.

【0048】なお、図7において、MOX燃料の核分裂
性物質重量割合の量をどの程度まで下げればよいかにつ
いては、少なくともC点以下になることが必要であり、
それよりも小さい程炉心特性は楽になる方向である。た
だし、余り下げ過ぎると今度は燃料集合体当たりの装荷
プルトニウム量がアイランド型並になってしまうので、
下げる限界はこれによって抑えられる。A点は1つの実
施例に過ぎず、C点により近いMOX燃料が問題なく設
計できれば最もプルトニウムの装荷割合が多くできる。
[0048] In Fig. 7, to what extent the weight proportion of fissile material in MOX fuel should be lowered is that it must be at least below point C;
The smaller the value, the easier the core characteristics will be. However, if you lower it too much, the amount of plutonium loaded per fuel assembly will become the same as that of an island type.
This limits the limit to which it can be lowered. Point A is just one example, and if MOX fuel closer to point C can be designed without problems, the plutonium loading ratio can be maximized.

【0049】しかして、MOX燃料集合体当たりのプル
トニウム装荷量をできる限り大きくして、ウラン燃料と
混合装荷しても、熱的性能を損うことなく運転余裕の十
分に高い炉心を構成することが可能である。プルトニウ
ム富化度を下げることによる炉心特性上の利点は、運転
時ばかりでなく、炉停止時の炉停止余裕の改善にも有効
である。一般に、運転時から冷温停止時に変えたときの
集合体の無限増倍率の変化量(コールドホットスイング
)が正で大きい炉心では炉停止余裕が厳しい。本実施例
の場合、コールドホットスイングの燃焼初期の値−0.
2%Δkであって、プルトニウム富化度を下げる前のM
OX燃料の値+0.1%Δkよりも改善されている。
[0049] Therefore, it is possible to increase the amount of plutonium loaded per MOX fuel assembly as much as possible to configure a reactor core with a sufficiently high operating margin without impairing thermal performance even when mixed with uranium fuel. is possible. The advantages of lowering the plutonium enrichment in terms of core characteristics are effective not only during operation but also in improving the reactor shutdown margin during reactor shutdown. Generally, in a core where the amount of change in the infinite multiplication factor of the assembly (cold-hot swing) when changing from operating to cold shutdown is positive and large, the margin for reactor shutdown is tight. In the case of this embodiment, the initial combustion value of cold hot swing -0.
2%Δk, M before lowering plutonium enrichment
This is improved over the value of OX fuel +0.1% Δk.

【0050】図8は、本発明に係るMOX燃料において
、9行9列に燃料棒を整列配置した燃料集合体に適用し
た例を示すもので、図中、符号10はチャンネルボック
スであり、このチャンネルボックス10内には、MOX
燃料11と可燃性毒物としてガドリニア入り燃料棒12
とが配置され、中央部には、太径のウォータロッド13
が2本配置されている。
FIG. 8 shows an example in which the MOX fuel according to the present invention is applied to a fuel assembly in which fuel rods are arranged in 9 rows and 9 columns. In the figure, numeral 10 is a channel box. Inside the channel box 10, MOX
Fuel 11 and fuel rods 12 containing gadolinia as a burnable poison
A large diameter water rod 13 is arranged in the center.
Two are placed.

【0051】前記MOX燃料棒11は、図8の燃料棒中
に符号1,2,3,4を付して示すように4種類用いら
れ、また前記ガドリニア入り燃料棒12は、図8の燃料
棒中に符号G1,G2を付して示すように2種類用いら
れている。
Four types of the MOX fuel rods 11 are used, as shown in the fuel rods in FIG. Two types are used, as shown by the symbols G1 and G2 attached to the rods.

【0052】表4は、前記各燃料棒11,12のU−2
35濃縮度、Puf富化度、全核分裂性物質重量率、ガ
ドリニア(Gd2 O3 )濃度および本数をそれぞれ
示したものである。
Table 4 shows U-2 of each of the fuel rods 11 and 12.
35 enrichment, Puf enrichment, total fissile material weight percentage, gadolinia (Gd2O3) concentration, and number of particles.

【0053】[0053]

【表4】[Table 4]

【0054】図8に示すMOX燃料は、取出し平均燃焼
度が45GWd/tのウラン燃料と混合装荷されるとき
に、良好な炉心特性を示すものである。
The MOX fuel shown in FIG. 8 exhibits good core characteristics when mixed and loaded with uranium fuel having an average burnup of 45 GWd/t.

【0055】図9は、図8に示すMOX燃料とウラン燃
料との無限増倍率の燃焼変化をそれぞれ示すものであり
、MOX燃料の無限増倍率は、燃焼初期を除いた燃焼期
間の大部分において、ウラン燃料の無限増倍率よりも低
くなっている。
FIG. 9 shows the combustion changes of the MOX fuel and the uranium fuel shown in FIG. 8 at an infinite multiplication factor, and the infinite multiplication factor of the MOX fuel is , which is lower than the infinite multiplication factor of uranium fuel.

【0056】図10は、図8に示すMOX燃料とウラン
燃料との局所出力ピーキング係数の燃焼変化をそれぞれ
示すものであり、装荷の第1サイクルの期間において、
MOX燃料の方が、ウラン燃料よりも低く抑えられてい
る。この結果、局所出力ピーキング係数と無限増倍率と
の積もまた、図11に示すようにMOX燃料の方が、ウ
ラン燃料よりも低くなっている。
FIG. 10 shows the combustion changes in the local power peaking coefficients of the MOX fuel and the uranium fuel shown in FIG. 8, and during the first cycle of loading,
The cost of MOX fuel is lower than that of uranium fuel. As a result, the product of the local power peaking coefficient and the infinite multiplication factor is also lower for MOX fuel than for uranium fuel, as shown in FIG.

【0057】なお、図8において、2本のウォータロッ
ド13に面する符号G1を付した2本のガドリニア入り
燃料棒12を取り去り、さらに太径のウォータロッドを
1本配置するようにしても、同様の効果が期待できる。
In FIG. 8, even if the two gadolinia-containing fuel rods 12 marked G1 facing the two water rods 13 are removed and one water rod with a larger diameter is placed, Similar effects can be expected.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、熱
的健全性を損うことなく、MOX燃料集合体当たりのプ
ルトニウム装荷量を可及的に増やすことができる。
As explained above, according to the present invention, the amount of plutonium loaded per MOX fuel assembly can be increased as much as possible without impairing thermal integrity.

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

【図1】本発明に係るMOX燃料集合体の一実施例を示
す横断面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing one embodiment of a MOX fuel assembly according to the present invention.

【図2】図1のMOX燃料集合体の燃焼初期における局
所出力分布を示す説明図。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the local power distribution in the early stage of combustion of the MOX fuel assembly in FIG. 1;

【図3】図1のMOX燃料における核分裂性物質割合と
炉心平均無限増倍率との関係を、ウラン燃料およびこれ
と同一反応度のMOX燃料と比較して示すグラフ。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the fissile material ratio and the core average infinite multiplication factor in the MOX fuel of FIG. 1 in comparison with uranium fuel and MOX fuel with the same reactivity.

【図4】図1のMOX燃料における局所出力ピーキング
係数の燃焼変化を、ウラン燃料およびこれと同一反応度
のMOX燃料と比較して示すグラフ。
FIG. 4 is a graph showing combustion changes in local power peaking coefficient for the MOX fuel of FIG. 1 in comparison with uranium fuel and MOX fuel with the same reactivity.

【図5】図1のMOX燃料における無限増倍率の燃焼変
化を、ウラン燃料およびこれと同一反応度のMOX燃料
と比較して示すグラフ。
FIG. 5 is a graph showing the combustion change of infinite multiplication factor in the MOX fuel of FIG. 1 in comparison with uranium fuel and MOX fuel with the same reactivity.

【図6】図1のMOX燃料における局所出力ピーキング
係数と無限増倍率との積と燃焼度との関係を、ウラン燃
料およびこれと同一反応度のMOX燃料と比較して示す
グラフ。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the product of the local power peaking coefficient and the infinite multiplication factor and burnup in the MOX fuel of FIG. 1 in comparison with uranium fuel and MOX fuel with the same reactivity.

【図7】図1のMOX燃料における核分裂性物質割合と
局所出力ピーキング係数との関係を、ウラン燃料および
これと同一反応度のMOX燃料と比較して示すグラフ。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the fissile material ratio and the local power peaking coefficient in the MOX fuel of FIG. 1 in comparison with uranium fuel and MOX fuel with the same reactivity.

【図8】本発明に係るMOX燃料集合体の他の実施例を
示す横断面図。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing another embodiment of the MOX fuel assembly according to the present invention.

【図9】図8のMOX燃料における無限増倍率の燃焼変
化を、ウラン燃料と比較して示すグラフ。
FIG. 9 is a graph showing the combustion change of the infinite multiplication factor in the MOX fuel of FIG. 8 in comparison with uranium fuel.

【図10】図8のMOX燃料における局所出力ピーキン
グ係数の燃焼変化を、ウラン燃料と比較して示すグラフ
FIG. 10 is a graph showing the combustion change in local power peaking coefficient in the MOX fuel of FIG. 8 in comparison with uranium fuel.

【図11】図8のMOX燃料における局所出力ピーキン
グ係数と無限増倍率との積の燃焼変化を、ウラン燃料と
比較して示すグラフ。
FIG. 11 is a graph showing the combustion change in the product of the local power peaking coefficient and the infinite multiplication factor in the MOX fuel of FIG. 8 in comparison with the uranium fuel.

【図12】従来のウラン燃料集合体を示す横断面図。FIG. 12 is a cross-sectional view showing a conventional uranium fuel assembly.

【図13】ウラン燃料集合体の燃焼初期における局所出
力分布を示す説明図。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing the local power distribution in the early stage of combustion of a uranium fuel assembly.

【図14】典型的な燃料の中性子束の径方向分布を示す
グラフ。
FIG. 14 is a graph showing the radial distribution of neutron flux in a typical fuel.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10  チャンネルボックス 11  MOX燃料棒 12  ガリドニア入り燃料棒(可燃性毒物入り燃料棒
)13  ウォータロッド
10 Channel box 11 MOX fuel rod 12 Fuel rod containing galidonia (fuel rod containing burnable poison) 13 Water rod

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  核分裂性物質としてウランとプルトニ
ウムとを混合してなる混合酸化物燃料集合体と、ウラン
を装荷してなるウラン燃料集合体とが混合装荷された軽
水炉において、前記混合酸化物燃料集合体の燃料棒の大
部分を、可燃性毒物入り燃料棒を除いて混合酸化物燃料
棒で構成するとともに、この混合酸化物燃料集合体の無
限増倍率を、燃焼初期を除いた燃焼期間の大部分におい
て、前記ウラン燃料集合体の無限増倍率よりも低くした
ことを特徴とする燃料集合体。
1. In a light water reactor in which a mixed oxide fuel assembly made of a mixture of uranium and plutonium as fissile materials and a uranium fuel assembly made of uranium are mixedly loaded, the mixed oxide fuel The majority of the fuel rods in the assembly are made up of mixed oxide fuel rods, excluding fuel rods containing burnable poison, and the infinite multiplication factor of this mixed oxide fuel assembly is calculated as follows: A fuel assembly characterized in that the multiplication factor is lower than the infinite multiplication factor of the uranium fuel assembly in most parts.
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