JPH05215879A - 燃料集合体 - Google Patents

燃料集合体

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Publication number
JPH05215879A
JPH05215879A JP4017296A JP1729692A JPH05215879A JP H05215879 A JPH05215879 A JP H05215879A JP 4017296 A JP4017296 A JP 4017296A JP 1729692 A JP1729692 A JP 1729692A JP H05215879 A JPH05215879 A JP H05215879A
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JP
Japan
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fuel
water gap
control rod
rod
insertion side
Prior art date
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Pending
Application number
JP4017296A
Other languages
English (en)
Inventor
Isamu Toyokichi
勇 豊吉
Daisuke Goto
大輔 後藤
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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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP4017296A priority Critical patent/JPH05215879A/ja
Publication of JPH05215879A publication Critical patent/JPH05215879A/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

Landscapes

  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】燃料棒出力が非対称になり、出力のピーキング
が大きくなることがなく、より平坦な出力分布をもたら
すこと。 【構成】制御棒挿入側の水ギャップGに面する燃料棒の
平均濃縮度を制御棒非挿入側nの水ギャップに面する燃
料棒の平均濃縮度より低くする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は沸騰水型原子炉用燃料集
合体に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の燃料集合体には図5(a)に示
したように8行8列の燃料棒AがチャンネルボックスB
内に配列され、上部タイプレート、下部タイプレートお
よびスペーサをもって組み立てられている。
【0003】沸騰水型原子炉で燃料集合体外の制御棒挿
入側の水ギャップGの幅が制御棒挿入側と制御棒非挿入
側nで等しい間隔で燃料集合体を正方格子状に配置した
炉心(以下、C型格子炉心と記す)では、チャンネルボ
ックスB内の燃料棒の濃縮度の分布は対称性を有してい
る。
【0004】図5(a)に示した従来の燃料集合体Fは
代表的な例で、図中チャンネルボックスB内の数字1〜
9はそれぞれウラン濃縮度の異なる燃料棒番号を示して
おり、同一番号の燃料棒は同じ濃縮度を示している。な
お、図中符号Wはウォータロッド、Cは制御棒、Gは制
御棒挿入側の水ギャップ、nは制御棒非挿入側を示して
いる。図5(b)は図5(a)における各々の燃料棒番
号のウラン濃縮度を示している。上記燃料集合体Fで
は、図からわかるようにウォータロッドWおよびその横
に位置する燃料棒番号2の燃料棒を除き対称性を有した
燃料棒配置となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の燃料集合体
は、その燃料集合体外の水ギャップGの幅が均等である
場合には、対称位置にある各燃料棒は同じ出力になり、
即ち各燃料棒の出力も対称性のある比較的平坦な出力分
布となる。
【0006】沸騰水型原子炉においては燃料集合体のま
わりに燃料集合体内部と外部の冷却材流路を分離するチ
ャンネルボックスBを装着して炉心に装荷し、このチャ
ンネルボックスBは長尺であるため炉心垂直方向に対し
て若干曲りを生ずる。したがって、チャンネルボックス
B外の水ギャップの幅は制御棒挿入側と制御棒非挿入側
nでは均等でない状態を生じる。
【0007】このような状態が生じた場合、燃料棒の配
置が対称があるとチャンネルボックスB外の水ギャップ
の幅が拡がった側のチャンネルボックスBに面した燃料
棒の出力が上昇し、一方、水ギャップの幅が狭まった側
のチャンネルボックスBに面した燃料棒の出力が上昇す
る。これはチャンネルボックスB外の水による中性子の
減速効果が水ギャップが拡がれば増大し、逆に狭まれば
減少するためである。
【0008】したがって、燃料棒の配置が対称である従
来の燃料集合体ではチャンネルボックスBを装着して炉
心に装荷した状態では本来意図した対称性のある各燃料
棒の出力分布ではなくなり、燃料棒出力の最大値が大き
くなる課題があった。
【0009】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、チャンネルボックスを装着し炉心に装荷した
状態においても、燃料棒の出力が非対称になり、出力の
ピーキングが大きくなることがなく、より平坦な出力分
布をもたらす燃料集合体を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、多数の燃料棒
をチャンネルボックス内に規則的に配列して組み立て集
合体とし、かつこの集合体外の制御棒挿入側と、この制
御棒非挿入側の水ギャップ幅が同じである格子を持った
炉心内に装荷する燃料集合体において、前記制御棒挿入
側の水ギャップに面した燃料棒の平均の核分裂性物質の
数密度を前記制御棒非挿入側の水ギャップに面した燃料
棒の平均の核分裂性物質の数密度より小さくしてなるこ
と特徴とする。
【0011】
【作用】チャンネルボックスが炉心軸方向にたわみを生
じて曲がった場合、水ギャップ幅が狭まって制御棒と干
渉し易くなる。したがって、通常はチャンネルボックス
を装着した燃料集合体を炉心内の装荷する場合には、チ
ャンネルボックスの曲りの凹面が制御棒挿入側になり、
逆に凸面が制御棒非挿入側に向くように挿入されるた
め、制御棒挿入側の水ギャップ幅が拡がることになる。
本発明はこの点に着目し、制御棒挿入側の水ギャップに
面した燃料棒の平均の核分裂性物質の数密度を小さくす
るものである。
【0012】本発明に係る燃料集合体では、チャンネル
ボックスを装着して炉心内に装荷した状態において、チ
ャンネルボックスの曲りにより制御棒挿入側の水ギャッ
プ幅が拡がり減速効果が増加して水ギャップに面した燃
料棒の出力が増加する。
【0013】一方、制御棒非挿入側の水ギャップ幅が減
少して、これに面した燃料棒の出力が減少して出力の不
均一性が生じ、出力ピーキングが大きくなる場合におい
ても、もともと制御棒挿入側の水ギャップに面した燃料
棒の核分裂性物質の平均の数密度を下げている。したが
って、出力が上昇したとしても結果として燃料集合体内
の出力分布を対称かつ平坦にすることができる。
【0014】
【実施例】本発明に係る燃料集合体の実施例を図面を参
照して説明する。
【0015】図1(a)は本発明の第1の実施例を概略
的に示す平面図である。図中数字1〜12は各々ウラン濃
縮度の異なる燃料を含んだ燃料棒番号を示しており、図
1(b)に図1(a)における燃料棒番号1〜12のウラ
ン濃縮度を示している。
【0016】これらの図1(a)および(b)からわか
るように、制御棒挿入側の水ギャップGに面する燃料棒
番号6,8,9,10,11,12で示す燃料棒の平均濃縮度
は制御棒非挿入側の水ギャップに面する燃料棒番号4,
5,6,7,8,10,11で示す燃料棒の平均濃縮度より
低く設定されている。
【0017】次に、第1の実施例の効果を説明する。す
なわち、図5(a)および図5(b)に示すように燃料
集合体内濃縮度分布を設定した場合をリファレンスと
し、燃料集合体の平均濃縮度を一定のままで、制御棒挿
入側の水ギャップに面する各燃料棒の平均濃縮度を制御
棒非挿入側の水ギャップに面する各燃料棒の平均濃縮度
より低くした図1(b)の燃料棒濃縮度を設定し、チャ
ンネルボックス外の水ギャップが制御棒挿入側で拡が
り、制御棒非挿入側で、縮小した場合の燃料集合体内の
相対出力分布の評価結果により説明する。
【0018】図2は従来例の燃料集合体の場合に制御棒
挿入側の水ギャップGが正常な場合と、約2mm拡大した
場合の、水ギャップに面する8本の燃料棒1a〜8aの
燃料集合体内での出力の相対値を示したものである。図
中実線はチャンネルボックスが正常な場合を、また、破
線は制御棒挿入側の水ギャップが約2mm拡大する方向に
チャンネルボックスがずれた場合を示している。これよ
り正常時には相対出力の最大値は約 1.2であるのに対
し、制御棒挿入側の水ギャップが拡大すると、約1.35以
上に増加している。
【0019】一方、本実施例による場合を同様に図3に
示す。図3は図2と同様、制御棒挿入側の水ギャップに
面する8本の燃料棒(1b〜8b)について水ギャップ
Gが正常な場合と約2mm拡大した場合について燃料棒出
力の相対値を比較したものであり、実線は水ギャップG
が正常な場合、破線は水ギャップGが拡大した場合を示
す。
【0020】図3から明らかなように、本実施例では制
御棒挿入側の水ギャップに面する燃料棒の平均濃縮度を
低くしているので、水ギャップが正常な場合の燃料棒の
相対出力が低く抑えられており、制御棒挿入側の水ギャ
ップが拡大した場合でも相対出力の最大値は1.25程度と
従来に比べ10%程度低く抑えられている。
【0021】また、図3から明らかなように、本実施例
の図1(b)の濃縮度をさらに調整して、例えば燃料棒
4,5,6の濃縮度を若干低下させ、一方、燃料棒番号
1,2,3の燃料棒のウラン濃縮度を若干増加させれば
相対出力の最大値をより小さくすることも可能である。
このような調整は想定される制御棒挿入側の水ギャップ
の拡大量に応じて燃料棒の出力ピーキングへの影響を小
さくするように行えばよい。
【0022】次に、図4を参照しながら本発明の第2の
実施例を説明する。図4は本発明の第2の実施例を示し
たものであり、図4(a)は本実施例の平面図を、同図
(b)は燃料棒番号1〜12の各々の燃料棒のウラン濃縮
度を示したものである。制御棒の水ギャップに面する燃
料棒の濃縮度は図1に示した第1の実施例と同じである
が、これに加えて第2の実施例では、制御棒挿入側のコ
ーナーに位置している燃料棒番号12の燃料棒と制御棒非
挿入側nのコーナーに位置している燃料棒番号10の燃料
棒を結ぶ対角線に直交する対角線Lを境界として対角線
Lより制御棒側の領域に属する燃料棒の平均濃縮度を対
角線Lより制御棒非挿入側nの領域に属する燃料棒の平
均濃縮度を低くしている。
【0023】この実施例では、制御棒挿入側の水ギャッ
プG側の濃縮度を全体に低くしているため、前記水ギャ
ップGに面した燃料棒のみならず内部領域の燃料棒につ
いても水ギャップGの拡大による出力の上昇を生じた場
合、燃料集合体内での出力分布をより平坦にできる。
【0024】
【発明の効果】本発明によればチャンネルボックスが炉
心軸方向にたわみを生ずる等により曲りを生じ、制御棒
挿入側のチャンネルボックス外の水ギャップが拡大する
ことによって、水ギャップに面した燃料棒出力が増加
し、チャンネルボックス内の出力分布がより不均一にな
る。
【0025】また、ピーキングを生ずるような場合にお
いて、その影響を抑制し、相対出力の最大値、即ち出力
ピーキング係数の増加を抑えて、より平坦な出力分布を
実現し、燃料棒の健全性を向上させることができる。さ
らに、熱的余裕が増加するため、運転性の向上に寄与す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明に係る燃料集合体の第1の実施
例を概略的に示す平面図、(b)は(a)における各々
の燃料棒番号のウラン濃縮度を示す図。
【図2】(a)は従来の燃料集合体の燃料棒に符号を付
して示す平面図、(b)は(a)における燃料棒の相対
出力を示す特性図。
【図3】図1(a)における燃料集合体の燃料棒に符号
を付して示す平面図、(b)は(a)における燃料棒の
相対出力を示す特性図。
【図4】(a)は本発明に係る燃料集合体の第2の実施
例を概略的に示す平面図、(b)は(a)における各々
の燃料棒番号のウラン濃縮度を示す図。
【図5】(a)は従来の燃料集合体を概略的に示す平面
図、(b)は(a)における各々の燃料棒番号のウラン
濃縮度を示す図。
【符号の説明】
1〜12…燃料棒番号、1a〜8a…従来の燃料棒の位
置、1b〜8b…本発明の燃料棒の位置、A…燃料棒、
B…チャンネルボックス、C…制御棒、F…燃料集合
体、G…制御棒挿入側の水ギャップ、L…燃料集合体の
対角境界線、W…ウォーターロッド、n…制御棒非挿入
側。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多数の燃料棒をチャンネルボックス内に
    規則的に配列して組み立て集合体とし、かつこの集合体
    外の制御棒挿入側と、この制御棒非挿入側の水ギャップ
    幅が同じである格子を持った炉心内に装荷する燃料集合
    体において、前記制御棒挿入側の水ギャップに面した燃
    料棒の平均の核分裂性物質の数密度を前記制御棒非挿入
    側の水ギャップに面した燃料棒の平均の核分裂性物質の
    数密度より小さくしてなること特徴とする燃料集合体。
JP4017296A 1992-02-03 1992-02-03 燃料集合体 Pending JPH05215879A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4017296A JPH05215879A (ja) 1992-02-03 1992-02-03 燃料集合体

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4017296A JPH05215879A (ja) 1992-02-03 1992-02-03 燃料集合体

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Publication Number Publication Date
JPH05215879A true JPH05215879A (ja) 1993-08-27

Family

ID=11940036

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4017296A Pending JPH05215879A (ja) 1992-02-03 1992-02-03 燃料集合体

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JP (1) JPH05215879A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007504442A (ja) * 2003-08-28 2007-03-01 ウェスティングハウス エレクトリック スウェーデン アーベー 原子炉の操作方法

Cited By (1)

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