JPH04301792A - 原子炉の炉心 - Google Patents

原子炉の炉心

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JPH04301792A
JPH04301792A JP3067098A JP6709891A JPH04301792A JP H04301792 A JPH04301792 A JP H04301792A JP 3067098 A JP3067098 A JP 3067098A JP 6709891 A JP6709891 A JP 6709891A JP H04301792 A JPH04301792 A JP H04301792A
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JP
Japan
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fuel
assemblies
core
hexagonal
reactor core
Prior art date
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Pending
Application number
JP3067098A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasushi Hirano
平 野   靖
Koichi Sakurada
桜 田 光 一
Koji Hiraiwa
平 岩 宏 司
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
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Publication date
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Publication of JPH04301792A publication Critical patent/JPH04301792A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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

(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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、BWR等の軽水炉の炉
心に係り、特に正六角形の燃料集合体が用いられる原子
炉の炉心に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、正六角形の燃料集合体を用いる原
子炉の炉心としては、図8に示すようなものが知られて
いる。この炉心100は、原子炉容器101内の炉心槽
102内に、燃料集合体103およびクラスター型制御
棒104を配置するとともに、これらの周囲にブランケ
ット燃料集合体105を配置して構成されている。
【0003】この炉心100は、プルトニウムへの転換
率を高めた炉心(以下HCRと称す)で、図9に示すよ
うに、正六角形のチャンネルボックス106内に配され
る燃料棒107は、MOX燃料が用いられて三角格子に
配列され、中性子減速特性を決定する重金属原子数に対
する水素原子数の比率(以下、H/H.M.比と称す)
を下げて集合体内の中性子スペクトルを硬くし、さらに
炉心周囲にブランケット燃料集合体105を配置して転
換率を高めている。また、現在のBWRで見られるよう
な集合体間の水ギャップ領域は、H/H.M.比低減の
観点から削除され、さらに制御棒は、図9に示すように
、集合体内部に制御棒シンプル管108を配置し棒状の
制御棒を十数本程度まとめ一括して操作するクラスター
型制御棒104が用いられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、燃料サイク
ルの開発動向が流動的である現在、従来のクラスター型
制御棒と六角燃料集合体からなるHCRにおいても、通
常のウラン燃料を燃焼しなければならなくなる場合が考
えられる。また、高速増殖炉(以下、FBRと称す)導
入後は、ウラン利用率の観点から、HCRはウラン燃料
専焼炉とする方が望ましい。そしてこの場合には、図1
0に示すように、HCRの燃料棒107の一部を、ウォ
ーターロッド109に置換するかまたは削除し、燃料集
合体103のH/H.M.比をBWR並に低減する必要
がある。しかしながら、この方法では、集合体内の燃料
棒数が減少するため熱的な特性が厳しくなり、また燃料
装荷量が減少するという問題がある。
【0005】そこで一部では、プルトニウムの転換率は
やや減少するものの、ウラン燃料燃焼時の熱的な特性の
改善を目的として、HCRとBWRとの中間的な炉心、
すなわち六角燃料集合体をベースとして炉心を作成し、
集合体間には沸騰しない水の流れる領域(以下水ギャッ
プ領域と称す)を設ける炉心が考えられている。
【0006】本発明は、この種の炉心の改良に関するも
ので、プルトニウムへの転換を図る場合にも、ウラン燃
料を燃焼させる場合にも、燃料特性上良好な燃料を作成
することができ、また燃料交換時の負担を軽減できる原
子炉の炉心を提供することを目的とする。
【0007】
【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、集合体間に水ギャップ領域を設けた
正六角形の燃料集合体と、長さが等しい3枚のウイング
を等間隔で放射状に配したY字型制御棒とを組合わせて
構成し、かつ周囲部に、ブランケット燃料集合体を配置
するようにしたことを特徴とする。
【0008】
【作用】本発明に係る原子炉の炉心においては、集合体
間に水ギャップ領域が設けられている。このため、H/
H.M.比をHCRとBWRとの中間程度の値に設定で
き、プルトニウムへの転換を図る場合にも、ウラン燃料
を燃焼させる場合にも、燃料特性上良好な燃料を作成す
ることが可能となる。また、制御棒は、クラスター型で
はなくY字型であるので、構造が単純化されて燃料集合
体との干渉がなくなり、燃料交換時の負担を軽減するこ
とが可能となる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の第1実施例を図1を参照して
説明する。
【0010】図1は、本発明に係る原子炉の炉心の一例
を示すもので、この炉心は、原子炉容器1内に配した炉
心槽2内に、正六角形の六角燃料集合体3と、長さが等
しい3枚のウイングを等間隔で放射状に配したY字型制
御棒4を配置して構成されており、炉心周囲には、プル
トニウムへの転換率を高めるためにブランケット燃料集
合体5が配置されている。また、各六角燃料集合体3間
には、水ギャップ領域が設けられ、H/H.M.比をH
CRとBWRとの中間程度の値に設定できるようになっ
ている。
【0011】このように、この水ギャップ領域により、
プルトニウムへの転換を図る場合にも、ウラン燃料を燃
焼させる場合にも、燃料特性上良好な燃料を作成するこ
とができる。また、クラスター型制御棒に代えてY字型
制御棒4を用いているので、構造が単純化されて六角燃
料集合体3との干渉がなくなり、燃料交換時の負担を軽
減することができる。
【0012】ところで、前記第1実施例に係る炉心の場
合、コントロールセル(定格運転時の制御専用の集合体
で、Y字型制御棒4を取り囲む3体の六角燃料集合体3
で構成される。)の問題がある。
【0013】すなわち、一般に、コントロールセルは、
定格運転中の制御棒操作に伴う軸方向の出力分布の歪み
によって熱的な制限値を越えることがないように、制御
棒の周りに反応度の低い(燃焼度の高い)燃料を集めた
ものであるが、Y字型制御棒4をとりまく3体の六角燃
料集合体3がすべて低反応度燃料からなるコントロール
セルであるとすると、本来制御棒の効かない領域まで低
反応度燃料を配置することになるので反応度的には損失
であり、これは経済性の高い燃料装荷法であるいわゆる
低漏洩炉心の考えと逆行する。また、燃焼が進んで反応
度の低下した燃料集合体は、炉停止時の局所的な反応度
調整にも使用されるが、無駄なコントロールセル作成の
ために不足することも問題がある。
【0014】図2および図3は、このような点を考慮し
た本発明の第2実施例を示すもので、コントロールセル
6を構成する3体の六角燃料集合体3を、3つの菱形の
部分燃料集合体7,8,9にそれぞれ分割し、Y字型制
御棒4に隣接する部分燃料集合体7の無限増倍率を、Y
字型制御棒4に隣接しない部分燃料集合体8,9の無限
増倍率よりも低くするようにしたものである。
【0015】このように、Y字型制御棒4に隣接する部
分燃料集合体7の無限増倍率のみを低くすることにより
、低反応度燃料を過度に集め過ぎることなくコントロー
ルセル6を作成することができる。
【0016】図4は、本発明の第3実施例を示すもので
、六角燃料集合体3を、燃料集合体の再組立体により反
応度(バッチ数)の異なる3つの菱形の部分燃料集合体
10で構成するようにしたものである。
【0017】このように、部分燃料集合体10のバッチ
数を変えることにより、径方向の出力ピーキング係数を
低減することができる。
【0018】図5は、本発明の第4実施例を示すもので
、コントロールセル6を構成する3体の六角燃料集合体
3を、正三角形の6つの部分燃料集合体11,12,1
3,14,15,16で構成し、Y字型制御棒4に隣接
する部分燃料集合体11,12の無限増倍率を、Y字型
制御棒4に隣接しない部分燃料集合体13,14,15
,16の無限増倍率よりも低くするようにしたものであ
る。
【0019】このように構成しても、前記第2実施例と
同様の効果が期待できる。
【0020】図6は、本発明の第5実施例を示すもので
、六角燃料集合体3を、3つの菱形の部分燃料集合体1
7で構成し、かつY字型制御棒4を、六角燃料集合体3
の内部に挿入するようにしたものである。
【0021】このように構成しても、前記第2実施例と
同様の効果が期待できる。
【0022】図7は、本発明の第6実施例を示すもので
、コントロールセル6を構成する3体の六角燃料集合体
3を、前記第2実施例と同一構成とするとともに、Y字
型制御棒4の先端に、中空フォロワー18を設けるよう
にしたものである。
【0023】このように、中空フォロワー18を設ける
ことにより、プルトニウムへの転換化の向上を図ること
ができる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、燃
料集合体間の水ギャップ領域により、H/H.M.比を
HCRとBWRとの中間程度の値に設定でき、プルトニ
ウムへの転換を図る場合にも、ウラン燃料を燃焼させる
場合にも、燃料特性上良好な燃料を作成することができ
る。また、Y字型制御棒を用いることにより、燃料集合
体との干渉がなくなって燃料交換時の負担を軽減するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る原子炉炉心を示す構
成図。
【図2】本発明の第2実施例に係る原子炉炉心を示す構
成図。
【図3】図2のコントロールセルの拡大図。
【図4】本発明の第3実施例に係る原子炉炉心を示す六
角燃料集合体の構成図。
【図5】本発明の第4実施例に係る原子炉炉心を示すコ
ントロールセルの構成図。
【図6】本発明の第5実施例に係る原子炉炉心を示すコ
ントロールセルの構成図。
【図7】本発明の第6実施例に係る原子炉炉心を示すコ
ントロールセルの構成図。
【図8】従来の高転換型軽水炉の炉心を示す構成図。
【図9】図8の燃料集合体の詳細図。
【図10】図8の炉心でウラン燃料を燃焼させる場合の
燃料集合体を示す構成図。
【符号の説明】
3  六角燃料集合体 4  Y字型制御棒 5  ブランケット燃料集合体 6  コントロールセル 7,8,9,10,11,12,13,14,15,1
6,17  部分燃料集合体 18  中空フォロワー

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】集合体間に水ギャップ領域を設けた正六角
    形の燃料集合体と、長さが等しい3枚のウイングを等間
    隔で放射状に配したY字型制御棒とを組合わせて構成し
    、かつ周囲部に、ブランケット燃料集合体を配置したこ
    とを特徴とする原子炉の炉心。
JP3067098A 1991-03-29 1991-03-29 原子炉の炉心 Pending JPH04301792A (ja)

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