JPH05142370A - 原子炉の燃料集合体 - Google Patents
原子炉の燃料集合体Info
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- JPH05142370A JPH05142370A JP3301703A JP30170391A JPH05142370A JP H05142370 A JPH05142370 A JP H05142370A JP 3301703 A JP3301703 A JP 3301703A JP 30170391 A JP30170391 A JP 30170391A JP H05142370 A JPH05142370 A JP H05142370A
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- fuel assembly
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 炉心内に装荷されたときの周囲の燃料集合体
からの中性子の漏れ込み、漏れ出し量を予め評価した最
適な濃縮度分布を有する燃料集合体を得る。 【構成】 当該燃料集合体の無限格子体系におけるスペ
クトルインデックス、熱中性子拡散距離の逆数をそれぞ
れｆo 、κo とし、炉心内で隣接する燃料集合体の無限
格子体系におけるスペクトルインデックスをｆn とし、
当該燃料集合体の燃料棒の限界出力ピーキングをＬＰＦ
x とするとき、隣接燃料集合体からの距離がｒi である
当該燃料集合体内の任意の燃料棒ｉについて計算される
無限格子体系における出力ピーキングＬＰＦo(ｉ）が、
次式を満足する。 ＬＰＦｘ≧ＬＰＦｏ（ｉ） ×｛１＋（ｆｎ−ｆｏ）／（２ｆｏ） ×ｅｘｐ（−ｋｏｒｉ）｝
からの中性子の漏れ込み、漏れ出し量を予め評価した最
適な濃縮度分布を有する燃料集合体を得る。 【構成】 当該燃料集合体の無限格子体系におけるスペ
クトルインデックス、熱中性子拡散距離の逆数をそれぞ
れｆo 、κo とし、炉心内で隣接する燃料集合体の無限
格子体系におけるスペクトルインデックスをｆn とし、
当該燃料集合体の燃料棒の限界出力ピーキングをＬＰＦ
x とするとき、隣接燃料集合体からの距離がｒi である
当該燃料集合体内の任意の燃料棒ｉについて計算される
無限格子体系における出力ピーキングＬＰＦo(ｉ）が、
次式を満足する。 ＬＰＦｘ≧ＬＰＦｏ（ｉ） ×｛１＋（ｆｎ−ｆｏ）／（２ｆｏ） ×ｅｘｐ（−ｋｏｒｉ）｝
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は原子炉における燃料集合
体に関する。
体に関する。
【０００２】
【従来の技術】原子炉の運転中、燃料の健全性を確保す
るためには、燃料集合体（またはバンドル）内の燃料棒
の単位長さ当たりの発生熱出力が、機械的な強度から定
まるある制限値以下である必要がある。また、燃料バン
ドルを冷却する冷却水が燃料棒からの発熱によって核沸
騰から遷移沸騰の状態へと移行して、燃料棒のバーンア
ウトが生じるようなことは防止しなければならない。こ
れらのためには、燃料バンドル内の燃料棒の最大局所出
力をある限界ピーキング以下に抑えればよい。ここで、
局所出力分布とは、燃料バンドル内の燃料棒平均出力を
1.0 に規格化した場合の燃料棒出力である。
るためには、燃料集合体（またはバンドル）内の燃料棒
の単位長さ当たりの発生熱出力が、機械的な強度から定
まるある制限値以下である必要がある。また、燃料バン
ドルを冷却する冷却水が燃料棒からの発熱によって核沸
騰から遷移沸騰の状態へと移行して、燃料棒のバーンア
ウトが生じるようなことは防止しなければならない。こ
れらのためには、燃料バンドル内の燃料棒の最大局所出
力をある限界ピーキング以下に抑えればよい。ここで、
局所出力分布とは、燃料バンドル内の燃料棒平均出力を
1.0 に規格化した場合の燃料棒出力である。
【０００３】燃料バンドル内の局所出力分布は、ウラン
燃料の場合、燃料棒のウラン濃縮度および可燃性毒物で
あるガドリニア濃度の分布とバンドル内の中性子束分布
（軽水炉の場合は、主として熱中性子束）により定ま
る。燃料棒の熱出力は核分裂断面積と熱中性子束の積に
比例し、濃縮度が高く熱中性子束の大きな燃料棒の熱出
力が大きくなる。また、混合酸化物（ＭＯＸ）燃料の場
合はウラン濃縮度の代わりにプルトニウム富化度により
定まる。
燃料の場合、燃料棒のウラン濃縮度および可燃性毒物で
あるガドリニア濃度の分布とバンドル内の中性子束分布
（軽水炉の場合は、主として熱中性子束）により定ま
る。燃料棒の熱出力は核分裂断面積と熱中性子束の積に
比例し、濃縮度が高く熱中性子束の大きな燃料棒の熱出
力が大きくなる。また、混合酸化物（ＭＯＸ）燃料の場
合はウラン濃縮度の代わりにプルトニウム富化度により
定まる。
【０００４】従来、燃料バンドル内の中性子束分布は、
簡単化のために、着目するタイプの燃料バンドルが無限
にならんでいるとし、バンドル境界での中性子の漏れが
ないとしたいわゆる無限格子計算により求めていた。こ
れをもとに局所出力分布を計算し、熱的制限に対する制
限値を満たし、かつ燃料の経済性が最適となるようにバ
ンドル内の燃料棒の濃縮度およびガドリニア濃度分布を
決定していた。特に沸騰水型原子炉（以下、ＢＷＲとい
う。）炉心へのバリア燃料の導入後は中性子インポータ
ンスの高い集合体外周部の局所出力を高めることにより
燃料経済性を向上させるような濃縮度分布が用いられる
ようになっている。
簡単化のために、着目するタイプの燃料バンドルが無限
にならんでいるとし、バンドル境界での中性子の漏れが
ないとしたいわゆる無限格子計算により求めていた。こ
れをもとに局所出力分布を計算し、熱的制限に対する制
限値を満たし、かつ燃料の経済性が最適となるようにバ
ンドル内の燃料棒の濃縮度およびガドリニア濃度分布を
決定していた。特に沸騰水型原子炉（以下、ＢＷＲとい
う。）炉心へのバリア燃料の導入後は中性子インポータ
ンスの高い集合体外周部の局所出力を高めることにより
燃料経済性を向上させるような濃縮度分布が用いられる
ようになっている。
【０００５】図４に従来の無限格子計算手法に基づいて
最適化されたＢＷＲの燃料集合体に対する濃縮度・ガド
リニア分布の例を示す。この燃料バンドルは８列８行の
燃料棒１１からなり、燃料棒１１中に記した１〜６の番
号は濃縮度の異なる燃料棒のタイプ、Ｇはガドリニアを
含有する燃料棒のタイプを示し、中央に配置されている
２本のＷはウォータロッドである。これらの燃料棒のウ
ラン濃縮度（w/o)およびガドリニア濃度（w/o)を表１に
示す。
最適化されたＢＷＲの燃料集合体に対する濃縮度・ガド
リニア分布の例を示す。この燃料バンドルは８列８行の
燃料棒１１からなり、燃料棒１１中に記した１〜６の番
号は濃縮度の異なる燃料棒のタイプ、Ｇはガドリニアを
含有する燃料棒のタイプを示し、中央に配置されている
２本のＷはウォータロッドである。これらの燃料棒のウ
ラン濃縮度（w/o)およびガドリニア濃度（w/o)を表１に
示す。
【０００６】
【表１】
【０００７】表１に示すように、図４の燃料バンドルの
平均濃縮度は3.09w/oである。この燃料は無限格子体系
における局所ピーキングを用いた時に炉心が熱的制限値
を満足するよう、最大局所出力ピーキング係数が1.30以
下となるように濃縮度分布が設定されている。
平均濃縮度は3.09w/oである。この燃料は無限格子体系
における局所ピーキングを用いた時に炉心が熱的制限値
を満足するよう、最大局所出力ピーキング係数が1.30以
下となるように濃縮度分布が設定されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際の
炉心内では異なる濃縮度・ガドリニア分布や燃焼度を持
つ様々なタイプの燃料集合体が隣りあっているのが通常
である。
炉心内では異なる濃縮度・ガドリニア分布や燃焼度を持
つ様々なタイプの燃料集合体が隣りあっているのが通常
である。
【０００９】図３にＢＷＲの初装荷炉心の燃料装荷パタ
ーンの一例（１／４炉心断面）を示す。図３において、
燃料集合体２１に付けられたａ、ｂ、ｃの符号は燃料の
タイプを示し、それぞれ高濃縮燃料２１ａ、中濃縮燃料
２１ｂ、低濃縮燃料２１ｃを表わす。これらは、取り替
え炉心における１年目、２年目、３年目燃料を模擬した
ものである。一般に、燃料装荷パターンは炉心の外周部
を除いてある繰り返しのパターンで構成されることが多
い。図３の炉心の太枠の四角で囲んだ領域Ｒがひとつの
繰り返しパターンの例である。したがって、炉心内に燃
料集合体が実際に装荷されたときの隣接燃料集合体の影
響は、このＲ内の典型的繰り返しパターンについて評価
しておけばよいことになる。
ーンの一例（１／４炉心断面）を示す。図３において、
燃料集合体２１に付けられたａ、ｂ、ｃの符号は燃料の
タイプを示し、それぞれ高濃縮燃料２１ａ、中濃縮燃料
２１ｂ、低濃縮燃料２１ｃを表わす。これらは、取り替
え炉心における１年目、２年目、３年目燃料を模擬した
ものである。一般に、燃料装荷パターンは炉心の外周部
を除いてある繰り返しのパターンで構成されることが多
い。図３の炉心の太枠の四角で囲んだ領域Ｒがひとつの
繰り返しパターンの例である。したがって、炉心内に燃
料集合体が実際に装荷されたときの隣接燃料集合体の影
響は、このＲ内の典型的繰り返しパターンについて評価
しておけばよいことになる。
【００１０】図４に示す燃料バンドルが実際に図３の炉
心内に高濃縮燃料２１ａとして配置された時の局所出力
ピーキングを評価するために、図３のＲ内の着目燃料Ｏ
を中心とした９バンドルからなる体系に対する多バンド
ル拡散計算を体系境界での中性子の漏れ込みを０として
行い、その結果を図５に示す。図中、各燃料棒における
上段および中段の数値は、それぞれ多バンドル計算、無
限格子（単バンドル）計算による局所出力ピーキングで
あり、下段の数値はそれらの差を示したものである。こ
の燃料バンドルの最大局所出力ピーキングは無限格子
（単バンドル）計算では1.293 であるが、多バンドル計
算では、着目する高濃縮燃料Ｏへまわりの低濃縮燃料か
ら中性子が漏れ込むことによりバンドル外周部の局所ピ
ーキングが増加し、最大の出力ピーキングの発生した燃
料棒位置（８、８）での局所ピーキングは1.30を大きく
越えて1.399 となり、目標値を逸脱していることがわか
る。
心内に高濃縮燃料２１ａとして配置された時の局所出力
ピーキングを評価するために、図３のＲ内の着目燃料Ｏ
を中心とした９バンドルからなる体系に対する多バンド
ル拡散計算を体系境界での中性子の漏れ込みを０として
行い、その結果を図５に示す。図中、各燃料棒における
上段および中段の数値は、それぞれ多バンドル計算、無
限格子（単バンドル）計算による局所出力ピーキングで
あり、下段の数値はそれらの差を示したものである。こ
の燃料バンドルの最大局所出力ピーキングは無限格子
（単バンドル）計算では1.293 であるが、多バンドル計
算では、着目する高濃縮燃料Ｏへまわりの低濃縮燃料か
ら中性子が漏れ込むことによりバンドル外周部の局所ピ
ーキングが増加し、最大の出力ピーキングの発生した燃
料棒位置（８、８）での局所ピーキングは1.30を大きく
越えて1.399 となり、目標値を逸脱していることがわか
る。
【００１１】このように、一般に濃縮度や燃焼度が異な
る燃料集合体間では熱中性子束の移動が生じ、周囲より
も高い濃縮度を持つ燃料集合体では、周囲の燃料集合体
からの中性子の漏れ込みにより集合体外周部の局所出力
が無限格子計算での値よりも大きくなり、また周囲より
も濃縮度の低い燃料集合体では周囲の燃料集合体への中
性子の漏れだしにより集合体中央部の局所出力が無限格
子計算での値よりも大きくなる。したがって、実際の炉
心においては局所出力が一般に無限格子体系の値よりも
大きくなるため、従来の無限格子計算において最適化さ
れた燃料集合体内の濃縮度・ガドリニア分布では、実際
の燃料集合体の最大局所出力を非安全側に評価するとい
う不具合があった。
る燃料集合体間では熱中性子束の移動が生じ、周囲より
も高い濃縮度を持つ燃料集合体では、周囲の燃料集合体
からの中性子の漏れ込みにより集合体外周部の局所出力
が無限格子計算での値よりも大きくなり、また周囲より
も濃縮度の低い燃料集合体では周囲の燃料集合体への中
性子の漏れだしにより集合体中央部の局所出力が無限格
子計算での値よりも大きくなる。したがって、実際の炉
心においては局所出力が一般に無限格子体系の値よりも
大きくなるため、従来の無限格子計算において最適化さ
れた燃料集合体内の濃縮度・ガドリニア分布では、実際
の燃料集合体の最大局所出力を非安全側に評価するとい
う不具合があった。
【００１２】また、隣接燃料集合体からの中性子の漏れ
込みを考慮すると高濃縮燃料の反応度は無限格子計算に
おけるよりも大きくなるから、同一の反応度を得るには
より低い濃縮度ですむ。このように、従来の隣接集合体
を考慮しない集合体設計では濃縮度を必要以上に高くし
ている場合があり、経済的にも最適でないという問題が
あった。
込みを考慮すると高濃縮燃料の反応度は無限格子計算に
おけるよりも大きくなるから、同一の反応度を得るには
より低い濃縮度ですむ。このように、従来の隣接集合体
を考慮しない集合体設計では濃縮度を必要以上に高くし
ている場合があり、経済的にも最適でないという問題が
あった。
【００１３】本発明はかかる問題に対処してなされたも
ので、着目する燃料集合体が炉心内に実際に装荷された
場合の周囲の燃料集合体からの中性子の漏れ込みあるい
は漏れ出し量を予め評価し、最適な濃縮度分布を設定す
ることにより、局所出力分布に対する熱的制限値を満足
し、また燃料経済性にも優れた燃料集合体を提供するこ
とを目的とする。
ので、着目する燃料集合体が炉心内に実際に装荷された
場合の周囲の燃料集合体からの中性子の漏れ込みあるい
は漏れ出し量を予め評価し、最適な濃縮度分布を設定す
ることにより、局所出力分布に対する熱的制限値を満足
し、また燃料経済性にも優れた燃料集合体を提供するこ
とを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、当該燃料集合体Ｏのみからなる無限格子体
系における高速中性子束に対する熱中性子束の比（スペ
クトルインデックス）および熱中性子拡散距離の逆数を
それぞれｆo およびκo とし、また炉心内に当該燃料集
合体Ｏが配置されたときに隣接する燃料集合体Ｎの無限
格子体系におけるスペクトルインデックスをｆn とし、
さらに当該燃料集合体Ｏの熱的な制限条件から定まる燃
料棒の限界出力ピーキングをＬＰＦx とするとき、隣接
燃料集合体Ｎからの距離がｒiである当該燃料集合体Ｏ
内の任意の燃料棒ｉについて計算される無限格子体系に
おける出力ピーキングＬＰＦo(ｉ）が、次式
するために、当該燃料集合体Ｏのみからなる無限格子体
系における高速中性子束に対する熱中性子束の比（スペ
クトルインデックス）および熱中性子拡散距離の逆数を
それぞれｆo およびκo とし、また炉心内に当該燃料集
合体Ｏが配置されたときに隣接する燃料集合体Ｎの無限
格子体系におけるスペクトルインデックスをｆn とし、
さらに当該燃料集合体Ｏの熱的な制限条件から定まる燃
料棒の限界出力ピーキングをＬＰＦx とするとき、隣接
燃料集合体Ｎからの距離がｒiである当該燃料集合体Ｏ
内の任意の燃料棒ｉについて計算される無限格子体系に
おける出力ピーキングＬＰＦo(ｉ）が、次式
【００１５】
【数２】
【００１６】を満足することを特徴とするものである。
【００１７】
【作用】本発明は無限格子計算により与えられる燃料集
合体０の平均の高速中性子束に対する熱中性子束の比
（スペクトルインデックス）をｆo 、熱中性子拡散距離
の逆数をκo とし、炉心内において隣接する燃料集合体
Ｎの無限格子体系におけるスペクトルインデックスをｆ
n 、着目集合体Ｏ内の燃料棒ｉと隣接集合体Ｎとの距離
をｒi とするとき、炉心内では着目燃料棒ｉの位置にお
けるスペクトルインデックスｆi が、
合体０の平均の高速中性子束に対する熱中性子束の比
（スペクトルインデックス）をｆo 、熱中性子拡散距離
の逆数をκo とし、炉心内において隣接する燃料集合体
Ｎの無限格子体系におけるスペクトルインデックスをｆ
n 、着目集合体Ｏ内の燃料棒ｉと隣接集合体Ｎとの距離
をｒi とするとき、炉心内では着目燃料棒ｉの位置にお
けるスペクトルインデックスｆi が、
【００１８】
【数３】
【００１９】で表わされることに着目してなされたもの
で、この式は、Tsuikiほかの“ Modi-fied One-Group D
iffusion Scheme for Calculating Gross Power Distri
butionin a BWR core ”, Journal of Nuclear Science
and Technology, 11〔 9〕,p369〜377, l974 の文献
中の式（１３）から容易に導かれる。
で、この式は、Tsuikiほかの“ Modi-fied One-Group D
iffusion Scheme for Calculating Gross Power Distri
butionin a BWR core ”, Journal of Nuclear Science
and Technology, 11〔 9〕,p369〜377, l974 の文献
中の式（１３）から容易に導かれる。
【００２０】したがって、無限格子体系における燃料棒
ｉの局所出力ピーキングをＬＰＦo(i)とするとき、炉心
内における燃料棒ｉの局所出力ピーキングＬＰＦ(i)
は、
ｉの局所出力ピーキングをＬＰＦo(i)とするとき、炉心
内における燃料棒ｉの局所出力ピーキングＬＰＦ(i)
は、
【００２１】
【数４】
【００２２】で表されることが予測される。
【００２３】本発明では、この式から予測される炉心内
における燃料棒ｉの局所出力ピーキングＬＰＦ(i) が燃
料棒の限界出力ピーキングＬＰＦx を越えないよう燃料
集合体内の濃縮度およびガドリニア濃度分布を決定する
ことにより、着目する燃料集合体が炉心内に実際に装荷
された場合の周囲の燃料集合体からの影響を予め考慮し
た最適な濃縮度分布を有する燃料集合体を得ることがで
き、熱的制限条件を満足するとともに経済的にも優れた
性能を実現することができる。
における燃料棒ｉの局所出力ピーキングＬＰＦ(i) が燃
料棒の限界出力ピーキングＬＰＦx を越えないよう燃料
集合体内の濃縮度およびガドリニア濃度分布を決定する
ことにより、着目する燃料集合体が炉心内に実際に装荷
された場合の周囲の燃料集合体からの影響を予め考慮し
た最適な濃縮度分布を有する燃料集合体を得ることがで
き、熱的制限条件を満足するとともに経済的にも優れた
性能を実現することができる。
【００２４】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。図１は、図３のＢＷＲ炉心に装荷される高濃縮燃
料集合体２１ａに対する本発明にかかる濃縮度分布の一
実施例を示すもので、図中、図４の従来例と同一部分に
ついては同一符号および番号を付している。この実施例
における燃料棒１１の濃縮度およびガドリニア濃度を表
２に示す。
する。図１は、図３のＢＷＲ炉心に装荷される高濃縮燃
料集合体２１ａに対する本発明にかかる濃縮度分布の一
実施例を示すもので、図中、図４の従来例と同一部分に
ついては同一符号および番号を付している。この実施例
における燃料棒１１の濃縮度およびガドリニア濃度を表
２に示す。
【００２５】
【表２】
【００２６】この実施例では、炉心内に配置されたとき
隣接燃料集合体からの中性子の漏れ込みにより局所ピー
キングが増加する集合体周辺部の燃料棒（タイプ３ａ、
５ａ、６ａ）の濃縮度を、無限格子計算で求められた最
適値（図４の燃料棒タイプ３、５、６の濃縮度）よりも
以下に述べるような方法によってあらかじめ下げておく
ことにより、実際の炉心内での局所ピーキングが制限値
を満足するようにした。
隣接燃料集合体からの中性子の漏れ込みにより局所ピー
キングが増加する集合体周辺部の燃料棒（タイプ３ａ、
５ａ、６ａ）の濃縮度を、無限格子計算で求められた最
適値（図４の燃料棒タイプ３、５、６の濃縮度）よりも
以下に述べるような方法によってあらかじめ下げておく
ことにより、実際の炉心内での局所ピーキングが制限値
を満足するようにした。
【００２７】以下、従来例で限界ピーキングを越えた
（８、８）位置の燃料棒（タイプ６ａ）について、具体
的に濃縮度決定方法を説明する。図３の領域Ｒ内の着目
集合体Ｏ（２１ａ）の無限体系における平均スペクトル
インデックスおよび熱中性子の拡散距離の逆数はそれぞ
れ0.236 および0.40である。また（８、８）位置の着目
燃料棒から最も近い隣接する燃料集合体２１ｃの無限格
子体系における平均スペクトルインデックスは0.46であ
り、着目燃料の（８、８）燃料棒から隣接集合体への距
離は約2.0 cmである。満足すべき限界ピーキングを1.30
とすると、式（数２）より（８、８）燃料棒の無限体系
における局所ピーキングは、1.30／1.22＝1.06となる。
局所ピーキングは燃料棒の濃縮度にほぼ比例する。
（８、８）位置の燃料棒（タイプ６ａ）について、具体
的に濃縮度決定方法を説明する。図３の領域Ｒ内の着目
集合体Ｏ（２１ａ）の無限体系における平均スペクトル
インデックスおよび熱中性子の拡散距離の逆数はそれぞ
れ0.236 および0.40である。また（８、８）位置の着目
燃料棒から最も近い隣接する燃料集合体２１ｃの無限格
子体系における平均スペクトルインデックスは0.46であ
り、着目燃料の（８、８）燃料棒から隣接集合体への距
離は約2.0 cmである。満足すべき限界ピーキングを1.30
とすると、式（数２）より（８、８）燃料棒の無限体系
における局所ピーキングは、1.30／1.22＝1.06となる。
局所ピーキングは燃料棒の濃縮度にほぼ比例する。
【００２８】従来例では（８、８）燃料棒のピーキング
は1.283 であったから、ピーキングを1.07にするために
は、燃料棒の濃縮度を1.07／1.28＝0.84倍する必要があ
る。従来例での濃縮度は2.1w/oであったから、望ましい
濃縮度は2.1 ×0.84＝1.76w/o となる。このようにし
て、本発明の実施例では燃料棒タイプ６ａの濃縮度を2.
1 から1.8 に、燃料棒タイプ５ａの濃縮度を2.5 から2.
3 に、燃料棒タイプ３ａの濃縮度を3.4 から3.1 に、そ
れぞれ従来例の燃料棒タイプ６、５、３より低下させて
いる。この結果、バンドル平均の濃縮度は3.00 w/oと、
従来例の3.09 w/oよりも約0.1w/o低下している。
は1.283 であったから、ピーキングを1.07にするために
は、燃料棒の濃縮度を1.07／1.28＝0.84倍する必要があ
る。従来例での濃縮度は2.1w/oであったから、望ましい
濃縮度は2.1 ×0.84＝1.76w/o となる。このようにし
て、本発明の実施例では燃料棒タイプ６ａの濃縮度を2.
1 から1.8 に、燃料棒タイプ５ａの濃縮度を2.5 から2.
3 に、燃料棒タイプ３ａの濃縮度を3.4 から3.1 に、そ
れぞれ従来例の燃料棒タイプ６、５、３より低下させて
いる。この結果、バンドル平均の濃縮度は3.00 w/oと、
従来例の3.09 w/oよりも約0.1w/o低下している。
【００２９】このようにして決定した濃縮度分布を持つ
燃料集合体が、実際に炉心内に配置された時の局所出力
ピーキングを評価するために、従来例の場合と同じく図
３の太枠で囲んだ領域Ｒの着目燃料Ｏを中心とした９バ
ンドルからなる体系に対する多バンドル拡散計算を行な
った。その結果を図２に示す。図２の表示形式は図５と
同様である。図２から明らかなように、本実施例の燃料
集合体の多バンドル体系での最大局所ピーキングは、燃
料棒位置（８、６）での1.300 であり、目標の制限値を
満足している。
燃料集合体が、実際に炉心内に配置された時の局所出力
ピーキングを評価するために、従来例の場合と同じく図
３の太枠で囲んだ領域Ｒの着目燃料Ｏを中心とした９バ
ンドルからなる体系に対する多バンドル拡散計算を行な
った。その結果を図２に示す。図２の表示形式は図５と
同様である。図２から明らかなように、本実施例の燃料
集合体の多バンドル体系での最大局所ピーキングは、燃
料棒位置（８、６）での1.300 であり、目標の制限値を
満足している。
【００３０】
【発明の効果】以上のべたように、本発明の燃料集合体
では、着目集合体が炉心内に装荷された場合の中性子束
の無限格子体系からの変化を予め評価し、集合体外周部
の燃料棒に対する最適な濃縮度分布を決定しているため
に、実際の炉心中でも熱的制限条件を満足することがで
きるとともに、高濃縮燃料集合体の平均濃縮度を低下さ
せることができるために燃料経済性も向上させることが
できるという優れた効果を奏する。
では、着目集合体が炉心内に装荷された場合の中性子束
の無限格子体系からの変化を予め評価し、集合体外周部
の燃料棒に対する最適な濃縮度分布を決定しているため
に、実際の炉心中でも熱的制限条件を満足することがで
きるとともに、高濃縮燃料集合体の平均濃縮度を低下さ
せることができるために燃料経済性も向上させることが
できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のＢＷＲ用燃料集合体の濃縮
度分布を示す図である。
度分布を示す図である。
【図２】図１の本発明の燃料集合体内の多バンドル計
算、単バンドル計算によってそれぞれ求めた局所ピーキ
ングを示す図である。
算、単バンドル計算によってそれぞれ求めた局所ピーキ
ングを示す図である。
【図３】炉心内の燃料装荷パターンの一例を示す図であ
る。
る。
【図４】従来のＢＷＲ用燃料集合体の濃縮度分布を示す
図である。本発明の効果を示す集合体内の局所ピーキン
グを示す図
図である。本発明の効果を示す集合体内の局所ピーキン
グを示す図
【図５】従来例の燃料集合体内の多バンドル計算、単バ
ンドル計算によってそれぞれ求めた局所ピーキングを示
す図である。
ンドル計算によってそれぞれ求めた局所ピーキングを示
す図である。
１１………燃料棒 ２１………燃料集合体
Claims (1)
- 【請求項１】 多くの燃料棒を束ねてなる原子炉の燃料
集合体において、当該燃料集合体のみからなる無限格子
体系における高速中性子束に対する熱中性子束の比（以
下、スペクトルインデックスという。）および熱中性子
拡散距離の逆数をそれぞれｆo およびκo とし、また炉
心内に当該燃料集合体が配置されたときに隣接する燃料
集合体の無限格子体系におけるスペクトルインデックス
をｆnとし、さらに当該燃料集合体の熱的な制限条件か
ら定まる燃料棒の限界出力ピーキングをＬＰＦx とする
とき、隣接燃料集合体からの距離がｒi である当該燃料
集合体内の任意の燃料棒ｉについて計算される無限格子
体系における出力ピーキングＬＰＦo(i)が、次式 【数１】 を満足することを特徴とする原子炉の燃料集合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3301703A JPH05142370A (ja) | 1991-11-18 | 1991-11-18 | 原子炉の燃料集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3301703A JPH05142370A (ja) | 1991-11-18 | 1991-11-18 | 原子炉の燃料集合体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05142370A true JPH05142370A (ja) | 1993-06-08 |
Family
ID=17900142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3301703A Withdrawn JPH05142370A (ja) | 1991-11-18 | 1991-11-18 | 原子炉の燃料集合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05142370A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006189439A (ja) * | 2004-12-30 | 2006-07-20 | Global Nuclear Fuel Americas Llc | 原子炉の炉心用未照射バンドル設計の決定方法 |
| JP2008261693A (ja) * | 2007-04-11 | 2008-10-30 | Toshiba Corp | 熱的限界出力相関式作成方法および燃料集合体設計方法 |
-
1991
- 1991-11-18 JP JP3301703A patent/JPH05142370A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006189439A (ja) * | 2004-12-30 | 2006-07-20 | Global Nuclear Fuel Americas Llc | 原子炉の炉心用未照射バンドル設計の決定方法 |
| JP2008261693A (ja) * | 2007-04-11 | 2008-10-30 | Toshiba Corp | 熱的限界出力相関式作成方法および燃料集合体設計方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990204 |