JPH0472595A - Reactor core and loading method for fuel - Google Patents

Reactor core and loading method for fuel

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JPH0472595A
JPH0472595A JP2159768A JP15976890A JPH0472595A JP H0472595 A JPH0472595 A JP H0472595A JP 2159768 A JP2159768 A JP 2159768A JP 15976890 A JP15976890 A JP 15976890A JP H0472595 A JPH0472595 A JP H0472595A
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聡志 藤田
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Abstract

PURPOSE:To increase thermal allowance to perform good operations by arranging new fuel assemblies of MOX fuel assemblies in which the change in reactivity is slow, in the area of small importance, thereby restricting the output. CONSTITUTION:Fuel assemblies 21 having lower reactivity out of new fuel assemblies containing plutonium are loaded in the central part of a reactor core of large importance, and highly reactive fuel assemblies 25 out of the new fuel assemblies are arranged in the peripheral part (area A) of the core of small importance, and in the area B for surrounding control cells C. By arranging the new fuel assemblies of MOX fuel assemblies 25 in which the change in reactivity is slow, in the areas A and B in this way, a decrease in thermal allowance due to distortion of the distribution of radial output with respect to the reactor core is prevented to smooth the distribution of output. Thus, output can be kept constant throughout the operating period, and thermal allowance can be increased.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ウラン燃料集合体とウラン、プルトニウム混
合酸化物(以下、MOXという)燃料集合体とを、炉心
内に装荷する沸騰水型原子炉の燃料装荷方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a boiling water type atomic reactor in which a uranium fuel assembly and a uranium/plutonium mixed oxide (hereinafter referred to as MOX) fuel assembly are loaded into a reactor core. This article relates to a method of loading fuel into a furnace.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に、沸騰水型原子炉では天然ウランを濃縮した、濃
縮ウランを燃料物質として使用している。
Generally, boiling water reactors use enriched uranium, which is enriched from natural uranium, as a fuel material.

沸騰水型原子炉の炉心は、燃料物質として濃縮ウランを
含む燃料集合体を装荷して構成される。原子炉の一定期
間の運転後、使用剤となった燃料集合体は未燃焼の新燃
料集合体と交換される。この一定期間の運転と燃料交換
とを、繰返し何度も行うため、炉心内には炉心滞在期間
の異なる複数の燃料集合体が混在している。
The core of a boiling water reactor is constructed by loading a fuel assembly containing enriched uranium as a fuel material. After the reactor has operated for a certain period of time, the used fuel assembly is replaced with a new, unburned fuel assembly. Because this fixed period of operation and fuel exchange are repeated many times, a plurality of fuel assemblies with different core residence periods coexist in the reactor core.

第5図は、天然ウランから得られる濃縮ウランを燃料物
質として用いた燃料集合体21の横断面を示す。燃料集
合体21は、数種類の濃縮度の異なる燃料棒22を8×
8の正方格子形状に束ねて、チャンネルボックス23内
に内装して構成されている。図中、各燃料棒22内に示
したFzt〜F19及びG1−G3は、各燃料棒22の
ウラン濃縮度を示す。61〜G3を記した燃料棒22は
、燃料ペレット中に可燃性毒物であるガドリニアが添加
されている。図中Wを記した棒は太径ウォータロッドで
ある。
FIG. 5 shows a cross section of a fuel assembly 21 using enriched uranium obtained from natural uranium as a fuel material. The fuel assembly 21 includes several types of fuel rods 22 with different enrichments, 8×
The channels are bundled in a square grid shape of 8 and housed inside the channel box 23. In the figure, Fzt to F19 and G1 to G3 shown inside each fuel rod 22 indicate the uranium enrichment level of each fuel rod 22. In the fuel rods 22 marked 61 to G3, gadolinia, which is a burnable poison, is added to the fuel pellets. The rod marked W in the figure is a large diameter water rod.

第6図は炉心における燃料集合体21の配置例を示す。FIG. 6 shows an example of the arrangement of fuel assemblies 21 in the reactor core.

炉心は横断面において1/4回転対称を有しているため
、第6図は横断面の1/4象限のみを示す。同図中の番
号は、燃料集合体21が炉心内で経験する燃料サイクル
数を示している。すなわち、1は1サイクル目、2は2
サイクル目、・・・であることを示す。燃料サイクル数
が多い燃料集合体21程、炉心内の滞在期間が長い。第
6図に示すように、炉内滞在期間の異なる燃料集合体2
1を炉心内に一様に分布するように配置している。
Since the core has quarter-rotational symmetry in the cross section, FIG. 6 shows only the quarter quadrant of the cross section. The numbers in the figure indicate the number of fuel cycles that the fuel assembly 21 experiences within the reactor core. That is, 1 is the 1st cycle, 2 is the 2nd cycle
Indicates that the cycle is... The longer the fuel assembly 21 has a larger number of fuel cycles, the longer it stays in the core. As shown in FIG. 6, fuel assemblies 2 with different stay periods in the reactor
1 are arranged so as to be uniformly distributed within the core.

この様な、原子炉燃料装荷方法に関する事例は、特公昭
63−16292号公報に示されている。
An example of such a nuclear reactor fuel loading method is shown in Japanese Patent Publication No. Sho 63-16292.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

沸騰水型原子炉の燃料集合体の一部にMOX燃料集合体
を使用する場合には、ウランとプルトニウムの核的特性
の違いから以下に述べるような問題が生ずる。このMO
X燃料集合体は、MOxを含む燃料ペレットを充填した
燃料棒(MOX燃料燃料剤!:備え、炉心内に装荷され
る。MOX燃料集合体内のMOX燃料燃料剤合が増える
に従いウラン燃料集合体とMOX燃料集合体の反応度特
性に違いがでてくる。一般にMOX燃料集合体は、MO
X燃料燃料剤合が増加するに従いウラン燃料集合体に比
へ、中性子スペクトルが硬くなる。このため、プルトニ
ウム転換率が向上し、燃焼による反応度低下が小さくな
るので、無限増倍率の燃焼変化は緩やかになる。このよ
うに中性子スペクトルが硬化することにより、ガドリニ
ア等の可燃性毒物の反応度制御能力が低下し、燃焼初期
のMOX燃料集合体の無限増倍率は、ウラン燃料集合体
よりも大きくなる。これにより、熱的余裕。
When a MOX fuel assembly is used as part of a fuel assembly for a boiling water reactor, the following problems arise due to the difference in the nuclear properties of uranium and plutonium. This M.O.
The X fuel assembly is equipped with fuel rods (MOX fuel!) filled with fuel pellets containing MOx and is loaded into the reactor core.As the amount of MOX fuel in the MOX fuel assembly increases, the number of uranium fuel Differences will appear in the reactivity characteristics of MOX fuel assemblies.Generally, MOX fuel assemblies are
As the X-fuel mixture increases, the neutron spectrum becomes harder compared to the uranium fuel assembly. For this reason, the plutonium conversion rate is improved and the reduction in reactivity due to combustion is reduced, so that the combustion change in the infinite multiplication factor becomes gradual. This hardening of the neutron spectrum reduces the ability to control the reactivity of burnable poisons such as gadolinia, and the infinite multiplication factor of the MOX fuel assembly at the initial stage of combustion becomes larger than that of the uranium fuel assembly. This increases the thermal margin.

炉停止余裕が減少する恐れがある。There is a risk that the reactor shutdown margin will decrease.

本発明の目的は、MOX燃料集合体を装荷した炉心にお
いて、熱的余裕を増大でき、所定期間。
An object of the present invention is to be able to increase the thermal margin in a reactor core loaded with MOX fuel assemblies for a predetermined period of time.

良好な原子炉運転を行うことのできる原子炉の炉心及び
燃料の装荷方法を提供することにある。
It is an object of the present invention to provide a nuclear reactor core and a fuel loading method that enable good nuclear reactor operation.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記の目的は、プルトニウムを含む新燃料集合体を炉心
の最外周から2層目の第1領域及びコントロールセルに
隣接した第2領域に配置することによって達成できる。
The above object can be achieved by arranging the new fuel assembly containing plutonium in the first region of the second layer from the outermost periphery of the reactor core and in the second region adjacent to the control cell.

〔作用〕[Effect]

本発明において、反応度が大きくなるMOX燃料集合体
を、中性子インポータンスの小さい第1及び第2領域配
置しているので、この反応度変化の緩やかなMOX燃料
集合体により、炉心周辺部及びコントロールセル周りの
出力を、運転期間を通してほぼ一定に保つことができ、
極端な出力分布のひずみを起こすことなく良好な原子炉
運転を継続することができる。
In the present invention, MOX fuel assemblies with high reactivity are arranged in the first and second regions where neutron importance is low, so these MOX fuel assemblies with slow reactivity changes can be used to protect the surrounding area of the core and the control cells. The surrounding output can be kept almost constant throughout the operating period,
Good reactor operation can be continued without causing extreme distortion of power distribution.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の好適な一実施例である沸騰水型原子炉の
炉心を、第1図から第3図で説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The core of a boiling water reactor, which is a preferred embodiment of the present invention, will be explained below with reference to FIGS. 1 to 3.

第2図は、本実施例に用いるMOX燃料集合体25の横
断面を示す。
FIG. 2 shows a cross section of the MOX fuel assembly 25 used in this example.

MOX燃料集合体25のチャネルボックス27内に配置
されている各燃料棒26は、プルトニウム富化度の異な
るMOX燃料燃料1〜F5、可燃性毒物であるガドリニ
アを含む燃料棒Gを含む。
Each fuel rod 26 arranged in the channel box 27 of the MOX fuel assembly 25 includes MOX fuels 1 to F5 having different plutonium enrichments and a fuel rod G containing gadolinia, which is a burnable poison.

MOX燃料燃料棒−1〜F5サフィックスの数字が大き
くなるにつれてプルトニウム富化度が小さくなる。MO
X燃料集合体25は、60本の燃料棒26のうち48本
がMOX燃料燃料6である。
As the number of the MOX fuel rod-1 to F5 suffix increases, the plutonium enrichment decreases. M.O.
In the X fuel assembly 25, 48 out of 60 fuel rods 26 are MOX fuel 6.

MOX燃料集合体25は、新燃料集合体の状態でMOX
を含む。前述した燃料集合体21は、新燃料集合体の状
態でウランを含みプルトニウムを含まない。
The MOX fuel assembly 25 is a new MOX fuel assembly.
including. The above-mentioned fuel assembly 21 contains uranium and does not contain plutonium in a new fuel assembly state.

MOX燃料集合体25と第5図に示した燃料集合体21
との無限増倍率(以下kOo特性という)を比較して第
3図に示す。第3図において、特性fは、MOX燃料集
合体25のkoo特性であり、特性gは燃料集合体21
のにω特性である。
MOX fuel assembly 25 and fuel assembly 21 shown in FIG.
FIG. 3 shows a comparison of the infinite multiplication factors (hereinafter referred to as kOo characteristics) with . In FIG. 3, the characteristic f is the koo characteristic of the MOX fuel assembly 25, and the characteristic g is the koo characteristic of the fuel assembly 21.
However, it is an ω characteristic.

このkcoは、燃料集合体の反応度を表す指標であり、
燃焼の進行と共に、核分裂同位体が減少するため単調に
減少する傾向を示す。しかし、燃焼初期には、過剰な反
応度を抑制するため、燃料集合体には可燃性毒物である
ガドリニアが混入されており、初期のkoOは小さく抑
えられている。
This kco is an index representing the reactivity of the fuel assembly,
As the combustion progresses, the amount of fission isotopes decreases, so it shows a monotonous decreasing tendency. However, in the early stages of combustion, gadolinia, which is a burnable poison, is mixed into the fuel assembly in order to suppress excessive reactivity, and the initial koO is kept small.

両者のにω特性を比較すると、kωの燃焼に伴う変化率
はMOX燃料集合体25が燃料集合体21に比へ小さい
。一般に、プルトニウム含有率の多い燃料集合体はどk
ooの変化率が緩やかになる。燃焼初期において、MO
X燃料集合体25のkooは燃料集合体21のそれより
も大きくなる。
Comparing the ω characteristics of both, the rate of change in kω due to combustion is smaller in the MOX fuel assembly 25 than in the fuel assembly 21. In general, fuel assemblies with a high plutonium content are
The rate of change in oo becomes gradual. At the beginning of combustion, MO
The koo of the X fuel assembly 25 is larger than that of the fuel assembly 21.

これにより、MOX燃料集合体25の燃焼初期での出力
が大きくなる。
This increases the output of the MOX fuel assembly 25 at the initial stage of combustion.

次に、燃料集合体21とMOX燃料集合体25とを用い
て本実施例の炉心を得る燃料装荷方法を説明する。第1
図は、取替燃料156体のうち約1/2の80体がMO
X燃料集合体25であり、残りの76体が燃料集合体2
1である場合を示している。第1図中に示す領域Aが、
最外周層に隣接する、最外周から2層目(最外周層から
1層目)領域であり、最外周層を除く炉心中心から炉心
半径の約9710より外側の領域で構成される。又、領
域BがコントロールセルCを囲みコントロールセルCに
隣接する領域であり、12体燃料集合体25が配置され
る。図中の数字にO印を付した燃料集合体がMOX燃料
集合体25である。O印のついていない数字の位置には
、燃料集合体21が配置される。本実施例においては、
第1図に示すようにMOX燃料集合体25が、領域A及
びBに配置され、燃料集合体21は中央領域及び最外周
層に配置される。第1図において、升目内の数字は、第
6図と同様に該当する燃料集合体が経験するサイクル数
を示す。最外周には、燃料集合体2】のうちでk。が最
も小さい4サイクル目の燃料集合体21が配置される。
Next, a fuel loading method for obtaining the reactor core of this embodiment using the fuel assembly 21 and the MOX fuel assembly 25 will be explained. 1st
The figure shows that 80 of the 156 replacement fuel units are MO
X fuel assembly 25, and the remaining 76 fuel assemblies 2
The case where it is 1 is shown. Area A shown in FIG. 1 is
This is the second layer from the outermost layer (the first layer from the outermost layer) adjacent to the outermost layer, and is comprised of the area outside about 9710 core radius from the core center, excluding the outermost layer. Further, region B is a region surrounding and adjacent to control cell C, and 12 fuel assemblies 25 are arranged therein. The fuel assembly marked with an O in the figure is the MOX fuel assembly 25. Fuel assemblies 21 are arranged at the positions of numbers without O marks. In this example,
As shown in FIG. 1, MOX fuel assemblies 25 are arranged in regions A and B, and fuel assemblies 21 are arranged in the central region and the outermost layer. In FIG. 1, the numbers in the squares indicate the number of cycles experienced by the corresponding fuel assembly, similar to FIG. 6. At the outermost periphery, there is k of the fuel assembly 2]. The fuel assembly 21 of the fourth cycle with the smallest value is arranged.

最外周層に隣接する最外周から2層目領域には、MOX
燃料集合体が配置される。原子炉運転中に出力制御用の
制御棒24が挿入されるコントロールセルCは、3サイ
クル目の4体の燃料集合体21で構成される。領域Bは
、MOX燃料集合体25が配置される。領域Aの内側で
領域Bを除いた中央領域には、燃料集合体21が配置さ
れる。この中央領域に配置される燃料集合体21は、1
〜3サイクル目の燃料集合体である。領域A及びBに配
置される燃料集合体25も、1〜3サイクル目の燃料集
合体である。コントロールセルC以外の位置に配置され
た制御棒24は、原子炉運転中に全引抜き状態にある原
子炉停止用制御棒である。第1図中1方向及び、J方向
に示す1〜13はそれぞれ炉心内の番地を示す符号であ
る。
In the second layer region from the outermost layer adjacent to the outermost layer, MOX
A fuel assembly is placed. The control cell C, into which the control rods 24 for power control are inserted during the reactor operation, is composed of four fuel assemblies 21 in the third cycle. In region B, the MOX fuel assembly 25 is arranged. A fuel assembly 21 is arranged in a central region inside region A and excluding region B. The fuel assembly 21 arranged in this central area is 1
This is the fuel assembly in the ~3rd cycle. The fuel assemblies 25 arranged in areas A and B are also fuel assemblies in the first to third cycles. The control rods 24 disposed at positions other than the control cell C are reactor shutdown control rods that are in a fully withdrawn state during reactor operation. 1 to 13 shown in the 1 direction and the J direction in FIG. 1 are codes indicating addresses in the reactor core, respectively.

次に本実施例の作用を説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.

本実施例においては、燃料集合体21とMOX燃料集合
体25とを前述のように炉心内に配置しているので、以
下に説明するように炉心径方向出力分布のひずみによる
熱的余裕の減少防止を図ることができる。
In this embodiment, since the fuel assembly 21 and the MOX fuel assembly 25 are arranged in the reactor core as described above, the thermal margin is reduced due to the distortion of the power distribution in the radial direction of the reactor core, as explained below. This can be prevented.

本実施例が熱的余裕の減少を抑制できる理由は、炉心の
径方向における中性子インボータンス分布と密接な関係
がある。
The reason why this embodiment can suppress the decrease in thermal margin is closely related to the neutron invotance distribution in the radial direction of the core.

一般に、炉心内のある位置における中性子インボータン
スとは、その位置に燃料集合体を装荷したときの出力の
大きさを表す指標となる。すなわち、インボータンスの
大きい位置にk。:、の高い燃料集合体を装荷するほど
その位置の出力は大きくなり、逆にインボータンスの小
さい位置にk。0の高い燃料集合体を配置した場合は、
その位置の出力は大きくならない。沸騰水型原子炉にお
ける中性子インボータンスの半径方向分布は、炉心中央
部で高く炉心周辺部に向かうにつれて小さくなる。
Generally, the neutron inbortance at a certain position in the reactor core is an index representing the magnitude of the output when a fuel assembly is loaded at that position. In other words, k is placed at a position where the invotance is large. : The higher the fuel assembly is loaded, the higher the output will be at that position, and conversely, the higher the invotance is, the higher the output will be at that position. If a fuel assembly with a high value of 0 is placed,
The output at that position will not increase. The radial distribution of neutron inbortance in a boiling water reactor is high at the center of the core and becomes smaller toward the periphery of the core.

又、コントロールセル0周りでも炉心中央部よりは小さ
くなる。
Also, the area around control cell 0 is also smaller than the center of the core.

このため、インボータンスの大きな炉心中央部に燃焼度
0GWd/l、(新燃料集合体)で、ko。
For this reason, the burnup is 0 GWd/l (new fuel assembly) in the center of the core, where the inbortance is large.

の小さい燃料集合体21を装荷し、インボータンスの小
さい炉心周辺部(領域A)及びコントロールセルCを囲
む領域已に燃焼度0GWd/l (新燃料集合体)でk
。の大きい燃料集合体25を配置することが、極端なひ
ずみをつくらずに炉心半径方向出力分布を比較的平坦に
するための有効な手段である。このように領域A及びB
にMOX燃料集合体25の新燃料集合体を配置すること
によって、そのMOX燃料集合体25を炉心中央領域(
領域Aの内側で領域B及びコントロールセルCを除いた
領域)に配置した場合に比べて熱的余裕を増大できる。
A fuel assembly 21 with a small invoice is loaded, and the burnup is 0 GWd/l (new fuel assembly) in the area surrounding the core (area A) and the control cell C, where the inbortance is small.
. Arranging fuel assemblies 25 with a large diameter is an effective means for making the core radial power distribution relatively flat without creating extreme distortion. In this way, areas A and B
By placing a new fuel assembly of the MOX fuel assembly 25 in the central region of the core (
Thermal margin can be increased compared to the case where the cell is placed inside the region A except for the region B and the control cell C.

二のため本実施例では、前述のようにMOX燃料集合体
25を最外周層から1層目の位置及びコントロールセル
Cを囲む位置に装荷している。これにより、MOX燃料
集合体2Sによる出力分布のひずみを最小限に抑えるこ
とができる。何故ならば、沸騰水型原子炉における中性
子インボータンス分布は、前述のように、中性子の漏洩
の大きなところで小さくなっている。従って、炉心の半
径方向端から十分にはなれている炉心中央部では、中性
子のもれは小さい。炉心内側においては、コントロール
セルC及びこれを囲む位置を除いてはほとんど一定とな
る。ここで、炉心最外周にもMOX燃料集合体25を配
置した場合、出力分布を抑える効果はあるが、中性子の
漏洩が大きすぎ、反応度の高いMOX燃料集合体25を
配置すると反応度損失の効果の方が大きくなるため有効
ではない。又、最外周から2層目の領域及びコントロー
ルセルを囲む領域の燃料集合体の装荷量は有限であるの
で、MOX燃料集合体の装荷割合が大きい場合は、この
領域に1,2サイクル目の燃料集合体25を優先して装
荷し、これらの領域に装荷できないM OX燃料集合体
25は、中央領域に装荷せざるを得ない。この場合、中
央領域には3サイクル目のMOX燃料集合体25を装荷
する。
For this reason, in this embodiment, the MOX fuel assembly 25 is loaded at the first layer from the outermost layer and at a position surrounding the control cell C, as described above. Thereby, distortion in the power distribution caused by the MOX fuel assembly 2S can be minimized. This is because, as described above, the neutron inbortance distribution in a boiling water reactor is small where neutron leakage is large. Therefore, neutron leakage is small in the central part of the core, which is far enough away from the radial ends of the core. Inside the core, it is almost constant except for the control cell C and the positions surrounding it. Here, if MOX fuel assemblies 25 are placed also at the outermost periphery of the core, it has the effect of suppressing the power distribution, but the leakage of neutrons is too large, and if MOX fuel assemblies 25 with high reactivity are placed, reactivity loss will increase. It is not effective because the effect is greater. In addition, since the loading amount of fuel assemblies in the area of the second layer from the outermost periphery and the area surrounding the control cell is limited, if the loading ratio of MOX fuel assemblies is large, the amount of loading of the fuel assemblies in this area for the first and second cycles is limited. The fuel assemblies 25 are loaded with priority, and MOX fuel assemblies 25 that cannot be loaded in these areas have no choice but to be loaded in the central area. In this case, the third cycle MOX fuel assembly 25 is loaded in the central region.

最初は、燃料集合体として燃料集合体21だけで炉心が
構成される。このような炉心から使用済の燃料集合体2
1を取出し替りに新しい燃焼度○GWd/lのMOX燃
料集合体25を装荷する。
Initially, the reactor core is composed of only the fuel assemblies 21 as fuel assemblies. Spent fuel assembly 2 from such a core
1 was removed and replaced with a new MOX fuel assembly 25 having a burnup of ○GWd/l.

このような燃料交替を繰返すことによって4サイクル後
に第1図の炉心となる。燃料集合体として燃料集合体2
1だけが装荷されている炉心において、あるサイクルの
運転終了後に新燃料であるMOX燃料集合体25を装荷
する方法を第7図により説明する。
By repeating such fuel exchange, the core shown in FIG. 1 is obtained after four cycles. Fuel assembly 2 as a fuel assembly
A method of loading MOX fuel assemblies 25, which are new fuel, after the completion of a certain cycle of operation in a reactor core in which only MOX fuel assemblies 25 are loaded will be explained with reference to FIG.

この燃料装荷方法は、第6図に示した燃料集合体21を
装荷してなる炉心内に、MOX燃料集合体25を初めて
装荷する場合を示す。使用済の燃料集合体21を取出し
た後に装荷する新燃料集合体140体のうち、約1/2
(7)68体がMOX燃料集合体25であり、残りの7
2体が燃料集合体21である。このようにMOX燃料集
合体25が初めて装荷される場合においては、最外周か
ら2層目の領域A及びコントロールセルCを囲む領域B
にMOX燃料集合体25を装荷する。この燃料交換後に
続く次の燃料サイクルでの運転において炉心半径方向出
力分布のひずみを低減でき熱的余裕の減少を抑制できる
。第7図の状態で1つ燃料サイクルの運転が終了した後
、使用済の燃料集合体21が炉心から取出され、燃料集
合体21及び25の新燃料集合体が炉心内に装荷される
。燃料集合体21は中央領域にMOX燃料集合体25は
、領域A、Bに装荷される。なお、次サイクル以降も同
様に、領域A及び已にMOX燃料集合体25の新燃料集
合体を装荷することにより、第1図に示すMOX燃料集
合体25と燃料集合体21が混在する平衡炉心に至るま
で、熱的余裕の減少を防ぐことができる。ただし、MO
X燃料集合体25を初めて装荷してから2サイクルの運
転が経過した後の燃料交換においては、領域A及びB内
に配置されたMOX燃料集合体25のうち2サイクルの
運転を経験した燃料集合体25の一部を、第1図の■の
位置に移行させる。このような移行は、その後の燃料交
換時においても行われる。このため、平衡炉心において
も、新燃料集合体であるkooの大きなMOX燃料集合
体25を領域A及びBに装荷することができる。
This fuel loading method shows the case where MOX fuel assemblies 25 are loaded for the first time into a reactor core loaded with fuel assemblies 21 shown in FIG. Approximately 1/2 of the 140 new fuel assemblies to be loaded after removing the spent fuel assemblies 21
(7) 68 are MOX fuel assemblies 25, and the remaining 7
The two bodies are fuel assemblies 21. When the MOX fuel assembly 25 is loaded for the first time in this way, the area A of the second layer from the outermost periphery and the area B surrounding the control cell C
The MOX fuel assembly 25 is loaded into the MOX fuel assembly 25. In operation in the next fuel cycle following this fuel exchange, distortion in the power distribution in the radial direction of the core can be reduced and a reduction in thermal margin can be suppressed. After the operation of one fuel cycle is completed in the state shown in FIG. 7, the spent fuel assembly 21 is taken out from the core, and new fuel assemblies 21 and 25 are loaded into the core. The fuel assembly 21 is loaded in the central area, and the MOX fuel assembly 25 is loaded in areas A and B. Note that in the next cycle and onward, by loading new fuel assemblies of MOX fuel assemblies 25 in area A and above, an equilibrium core in which MOX fuel assemblies 25 and fuel assemblies 21 coexist as shown in FIG. 1 is created. It is possible to prevent the thermal margin from decreasing until the end. However, M.O.
During fuel exchange after two cycles of operation have passed since the first loading of the X fuel assembly 25, among the MOX fuel assemblies 25 arranged in areas A and B, the fuel assembly that has experienced two cycles of operation A part of the body 25 is moved to the position (■) in FIG. Such a transition also occurs during subsequent fuel changes. Therefore, even in the balanced core, the MOX fuel assemblies 25 with large koo, which are new fuel assemblies, can be loaded into regions A and B.

第1図において、コントロールセルCに3サイクル目の
MOX燃料集合体25を配置することも可能である。こ
の場合、中央領域の■のMOX燃料集合体25の位置に
、3サイクル目の燃料集合体21が装荷される。
In FIG. 1, it is also possible to arrange the third cycle MOX fuel assembly 25 in the control cell C. In this case, the fuel assembly 21 of the third cycle is loaded at the position of the MOX fuel assembly 25 marked (■) in the central region.

第4図は、本発明の他の実施例である沸騰水型原子炉の
炉心を示す。本実施例は取替体数156体のうち、約1
/3の52体がMOX燃料集合体25であり、残りの1
04体が燃料集合体21の場合に構成される炉心を示し
ている。MOX燃料集合体25の装荷割合が小さい本実
施例においても、最外周から2層目の領域A及びコント
ロールセルCを囲む領域BにMOX燃料集合体25が多
数装荷されている。この場合においても熱的余裕の減少
を防ぐ効果があることは言うまでもない。
FIG. 4 shows the core of a boiling water reactor that is another embodiment of the present invention. In this example, approximately 1 out of 156 replacement bodies was used.
52 pieces of /3 are MOX fuel assemblies 25, and the remaining 1
04 shows the core constructed when the fuel assembly 21 is the fuel assembly 21. Even in this embodiment in which the loading ratio of the MOX fuel assemblies 25 is small, a large number of MOX fuel assemblies 25 are loaded in the region A of the second layer from the outermost periphery and the region B surrounding the control cell C. Needless to say, even in this case, there is an effect of preventing a decrease in thermal margin.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

このように本発明によれば、MOX燃料集合体の新燃料
集合体をインポータンスの小さな領域に配置するので、
そのMOX燃料集合体の出力を抑制できて、熱的余裕を
増大でき、所定期間、良好な原子炉運転を行うことがで
きる。
As described above, according to the present invention, since the new fuel assembly of the MOX fuel assembly is arranged in a region of small importance,
The output of the MOX fuel assembly can be suppressed, the thermal margin can be increased, and good reactor operation can be performed for a predetermined period.

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

第1図は本発明の好適な一実施例である沸騰水型原子炉
の炉心の部分平面図、第2図は第1図の炉心に装荷され
たMOX燃料集合体の横断面図、第3図はウラン燃料集
合体とMOX燃料集合体とのkoo特性の比較図、第4
図は本発明の他の実施例である炉心の部分平面図、第5
図はウランを含みMOXを含まないウラン燃料集合体の
横断面図、第6図はウラン燃料集合体21のみで構成さ
れた炉心の部分平面図、第7図は第6図の炉心にMOX
燃料集合体を初めて装荷して構成される炉心の局部平面
図である。 21・燃料集合体、22.26  ・燃料棒、23゜2
7 チャネルボックス、24 制御棒、25M0X燃料
集合体、C・・コントロールセル。
FIG. 1 is a partial plan view of the core of a boiling water reactor that is a preferred embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of the MOX fuel assembly loaded in the core of FIG. 1, and FIG. The figure is a comparison diagram of the koo characteristics of uranium fuel assemblies and MOX fuel assemblies.
The figure is a partial plan view of a reactor core that is another embodiment of the present invention.
The figure is a cross-sectional view of a uranium fuel assembly that contains uranium and does not contain MOX, Figure 6 is a partial plan view of a reactor core composed only of uranium fuel assemblies 21, and Figure 7 is a MOX in the core of Figure 6.
FIG. 2 is a partial plan view of a reactor core configured by loading fuel assemblies for the first time. 21・Fuel assembly, 22.26・Fuel rod, 23゜2
7 channel box, 24 control rod, 25M0X fuel assembly, C... control cell.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、複数の燃料集合体を有し、4体の前記燃料集合体及
び原子炉出力調整用制御棒を含む複数のコントロールセ
ルを備えた原子炉の炉心において、プルトニウムを含む
新燃料集合体が、炉心の最外周から2層目の前記燃料集
合体が配置される第1領域及び前記コントロールセルに
隣接して前記燃料集合体が配置される第2領域に配置さ
れたことを特徴とする原子炉の炉心。 2、複数の燃料集合体を有し、4体の前記燃料集合体及
び原子炉出力調整用制御棒を含む複数のコントロールセ
ルを備えた原子炉の炉心において、炉心の最外周から2
層目の前記燃料集合体が配置される第1領域及び前記コ
ントロールセルに隣接して前記燃料集合体が配置される
第2領域で、新燃料集合体の状態でプルトニウムを含ん
だ燃料集合体の割合を大きくしたことを特徴とする原子
炉の炉心。 3、前記コントロールセル、前記第1及び第2領域以外
の領域では、新燃料集合体の状態でプルトニウムを含ま
ずウランを含んだ燃料集合体の割合が大きい請求項1ま
たは2の原子炉の炉心。 4、複数の燃料集合体を有し、4体の前記燃料集合体及
び原子炉出力調整用制御棒を含む複数のコントロールセ
ルを備えた原子炉の炉心内に燃料を装荷する方法におい
て、プルトニウムを含む新燃料集合体が、炉心の最外周
から2層目の前記燃料集合体が配置される第1領域及び
前記コントロールセルに隣接して前記燃料集合体が配置
される第2領域に装荷されることを特徴とする燃料の装
荷方法。
[Claims] 1. A nuclear reactor core including a plurality of fuel assemblies and a plurality of control cells including four fuel assemblies and control rods for adjusting reactor power, including plutonium. The new fuel assemblies are arranged in a first region where the fuel assemblies in the second layer from the outermost periphery of the core are arranged and a second region where the fuel assemblies are arranged adjacent to the control cells. A nuclear reactor core featuring: 2. In the core of a nuclear reactor that has a plurality of fuel assemblies and is equipped with a plurality of control cells including four fuel assemblies and control rods for adjusting reactor power, 2.
A fuel assembly containing plutonium in a new fuel assembly state in a first region where the fuel assembly of the layer is arranged and a second region where the fuel assembly is arranged adjacent to the control cell. A nuclear reactor core characterized by a large proportion. 3. The reactor core according to claim 1 or 2, wherein in areas other than the control cell, the first and second areas, a large proportion of fuel assemblies containing uranium but not plutonium in the state of new fuel assemblies is present. . 4. A method for loading fuel into the core of a nuclear reactor having a plurality of fuel assemblies and a plurality of control cells including four of the fuel assemblies and a control rod for adjusting reactor power, in which plutonium is loaded into the core of a nuclear reactor. A new fuel assembly including the new fuel assembly is loaded into a first area where the fuel assembly is placed in the second layer from the outermost periphery of the core and a second area where the fuel assembly is placed adjacent to the control cell. A fuel loading method characterized by:
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JP2013501233A (en) * 2009-08-06 2013-01-10 アレバ・エヌペ A method for operating a pressurized water reactor capable of going from a plutonium-equilibrium cycle to a uranium-equilibrium cycle and corresponding to a nuclear fuel assembly

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