JPH05297170A - Fuel assembly for fast breeder - Google Patents

Fuel assembly for fast breeder

Info

Publication number
JPH05297170A
JPH05297170A JP4104282A JP10428292A JPH05297170A JP H05297170 A JPH05297170 A JP H05297170A JP 4104282 A JP4104282 A JP 4104282A JP 10428292 A JP10428292 A JP 10428292A JP H05297170 A JPH05297170 A JP H05297170A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
region
core
fuel region
plutonium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4104282A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeo Motomiya
武雄 本宮
Masahisa Ohashi
正久 大橋
Shusaku Sawada
周作 澤田
Motomu Toki
求 十亀
Kunikazu Kaneto
邦和 金戸
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP4104282A priority Critical patent/JPH05297170A/en
Publication of JPH05297170A publication Critical patent/JPH05297170A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

PURPOSE:To provide a fuel aggregate for fast breeder capable of stably continuing the reducing effect of coolant density coefficient to the last stage of combustion in a fast breeder. CONSTITUTION:The core of a fast breeder is formed, from the center to the outside, in the order of a core inside fuel aggregate areal, a core outside fuel assembly region 2, and a radial blanket fuel region 5. The core inside fuel assembly region 1 is formed, from the upper part, of an upper blanket fuel area 3, a sodium layer 6, a high plutonium enriched fuel region 8, a low plutonium enriched fuel region 9, and a lower blanket fuel region 4. The core outside fuel assembly area 2 is almost the same as the core inside fuel assembly region 1, and differed in the point where the inside blanket fuel area 7 in the core inside fuel assembly region 1 is changed to the low plutonium enriched fuel region 9.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高速増殖炉用燃料集合
体に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel assembly for a fast breeder reactor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、高速増殖炉の炉心は、長尺で六角
断面からなる多数本の燃料集合体で構成され、プルトニ
ウム混合酸化物を燃料としている。
2. Description of the Related Art Conventionally, the core of a fast breeder reactor is composed of a large number of fuel assemblies each having a long and hexagonal cross section, and uses plutonium mixed oxide as a fuel.

【0003】細径円柱状の燃料ペレット内に燃料を装荷
した燃料ペレットを、軸方向に多数重ねて、ステンレス
製の被覆管内に収納し、細径棒状の燃料棒を形成してい
る。また、燃料集合体は、ラッパ管内に燃料棒を多数配
列し、各燃料棒間のすき間を冷却材が流れるように、燃
料棒にワイヤを巻いた構造となっている。
A large number of fuel pellets loaded with fuel in a small diameter cylindrical fuel pellet are stacked in the axial direction and housed in a stainless cladding tube to form a small diameter rod-shaped fuel rod. Further, the fuel assembly has a structure in which a large number of fuel rods are arranged in a trumpet tube and a wire is wound around the fuel rods so that the coolant flows through the gaps between the fuel rods.

【0004】燃料集合体は、炉心燃料領域と径方向ブラ
ンケット燃料領域とに別れ、一般には、炉心燃料領域に
はプルトニウム混合酸化物を装荷し、径方向ブランケッ
ト燃料領域にはプルトニウム燃料を増殖するための劣化
ウラン酸化物を装荷している。
The fuel assembly is divided into a core fuel region and a radial blanket fuel region. Generally, the core fuel region is loaded with plutonium mixed oxide, and the radial blanket fuel region is grown with plutonium fuel. Loaded with depleted uranium oxide.

【0005】すなわち、一般に、従来の高速増殖炉用燃
料集合体では、六角断面のラッパ管の中に、多数の同一
長さの燃料棒を配置し、燃料棒の中には重ね長さが1m
程度の炉心燃料ペレットと、炉心燃料ペレットの上下部
に重ね長さが0.3m程度のブランケット燃料ペレット
とをそれぞれ配置し、更にその上下部の空間をバネ又は
スリ−ブで確保し、燃料から発生するガスを蓄積するガ
スプレナム部を設けている。
That is, generally, in a conventional fuel assembly for a fast breeder reactor, a large number of fuel rods of the same length are arranged in a trumpet tube having a hexagonal cross section, and a stack length of 1 m is contained in the fuel rod.
Of core fuel pellets and blanket fuel pellets having an overlapping length of about 0.3 m are arranged above and below the core fuel pellets, and the space above and below is secured by springs or sleeves. A gas plenum is provided for accumulating the generated gas.

【0006】高速増殖炉において、上記のような従来の
燃料集合体を用いた場合、炉心の出力係数は常に負を示
している。しかし、炉心の自己制御性を一層向上させる
ために、炉心の出力係数をより負側に移すことが望まれ
ている。
In the fast breeder reactor, when the conventional fuel assembly as described above is used, the power coefficient of the core always shows a negative value. However, in order to further improve the self-controllability of the core, it is desired to shift the power coefficient of the core to the negative side.

【0007】また、炉心の出力係数は、燃料のドップラ
−係数、及び冷却材密度係数などから構成されており、
従来の高速増殖炉ではドップラ−係数は負であり、冷却
材密度係数はわずかながら正である。
The power coefficient of the core is composed of a fuel Doppler coefficient, a coolant density coefficient, and the like.
In conventional fast breeder reactors, the Doppler coefficient is negative and the coolant density coefficient is slightly positive.

【0008】したがって、冷却材密度係数を負にし、更
により負側に移せれば、炉心の出力係数はより大きく負
側に移行し、炉心における出力制御及び自己制御性が一
層向上するため、冷却材密度係数を負にし、更により負
側に移す発明が望まれている。
Therefore, if the coolant density coefficient is made negative and further shifted to the negative side, the power coefficient of the core shifts to the larger negative side, and the power control and self-controllability of the core are further improved, so that the cooling is improved. There is a demand for an invention in which the material density coefficient is made negative and is further shifted to the negative side.

【0009】高速増殖炉において、従来の燃料集合体を
用いた場合、冷却材密度係数がわずかながら正であるの
は、燃料集合体を通過する冷却材であるナトリウムの温
度上昇に伴い、ナトリウムは密度が減少して、質量が小
さくなり、高速中性子に対する減速効果が減少するた
め、高速中性子のエネルギ−が大きくなり、ウラン23
8及びプルトニウムなどの燃料の高速中性子による核分
裂が増大するためである。
In the fast breeder reactor, when a conventional fuel assembly is used, the coolant density coefficient is slightly positive, but the sodium content of the coolant as the coolant passing through the fuel assembly rises. Since the density decreases, the mass decreases, and the moderating effect on fast neutrons decreases, the energy of fast neutrons increases and uranium 23
This is because nuclear fission due to fast neutrons in fuels such as 8 and plutonium increases.

【0010】また、ナトリウムの密度の減少により、高
速中性子が燃料の外側へ大きく漏洩する、負の反応度効
果効果も発生する。
Further, due to the decrease in the density of sodium, a fast reactivity neutron is largely leaked to the outside of the fuel, and a negative reactivity effect is also produced.

【0011】更に、電気出力が30万KW程度以上の大
きな炉心の場合は、高速中性子の漏洩効果よりも、高速
中性子による核分裂増大効果のほうが支配的であるた
め、冷却材密度係数は正となり、冷却材密度係数を零に
近付ける燃料集合体の発明が望まれている。
Further, in the case of a large core having an electric output of about 300,000 kW or more, since the effect of increasing fission by fast neutrons is more dominant than the effect of fast neutron leakage, the coolant density coefficient becomes positive. There is a need for an invention of a fuel assembly that brings a coolant density coefficient close to zero.

【0012】すなわち、従来の高速増殖炉では、冷却材
密度係数が正であるため、冷却材密度係数を低減させ、
更に負に変える研究も行われてきた。
That is, in the conventional fast breeder reactor, since the coolant density coefficient is positive, the coolant density coefficient is reduced,
Further research has been conducted to make it negative.

【0013】例えば、炉心高さを低くし、ナトリウムが
温度上昇する際のナトリウムの密度低下時に、高速中性
子の漏洩を増大できれば、冷却材密度係数の低減が可能
である。
For example, if the core height is made low and the leakage of fast neutrons can be increased when the density of sodium decreases when the temperature of sodium rises, the coolant density coefficient can be reduced.

【0014】しかし、炉心出力と炉心径とを、そのまま
にして、炉心高さを低くした場合は、炉心の体積が減少
し、炉心における出力密度及び燃料線出力が共に増大す
ることになる。
However, if the core height and the core diameter are reduced while keeping the core power and core diameter as they are, the volume of the core decreases and the power density and the fuel line output in the core both increase.

【0015】すなわち、炉心高さを低くするには、炉心
径の増大が必要となり、炉心径を増大すれば炉心の建設
費が増加するという欠点があった。
That is, in order to lower the core height, it is necessary to increase the core diameter, and there is a drawback that the core construction cost increases if the core diameter is increased.

【0016】上記のように、炉心寸法を変える方法には
欠点があるため、炉心寸法を変えることなく、冷却材密
度係数を負にする従来例が、PHYSICAL GROUNDS FOR FUR
THERIMPROVEMENT OF FAST SODIUM POWER REACTOR SAFE
TY (1990 InternationalFast Reactor Safety Meeting
Volume II 25)に記載されている。
As described above, since the method of changing the core size has drawbacks, the conventional example in which the coolant density coefficient is made negative without changing the core size is the PHYSICAL GROUNDS FOR FUR.
THERIMPROVEMENT OF FAST SODIUM POWER REACTOR SAFE
TY (1990 International Fast Reactor Safety Meeting
Volume II 25).

【0017】この例の特徴は、高速増殖炉用燃料集合体
において、上部ブランケット燃料領域と炉心燃料領域と
の間にナトリウム層を設けるものであり、ナトリウムの
温度上昇の際のナトリウムの密度低下時において、ナト
リウム層からの高速中性子の漏洩を増大させ、冷却材密
度係数を低減することである。
The feature of this example is that a sodium layer is provided between the upper blanket fuel region and the core fuel region in the fuel assembly for a fast breeder reactor, and when the sodium density decreases when the temperature of sodium rises. In, in order to increase the leakage of fast neutrons from the sodium layer, to reduce the coolant density coefficient.

【0018】この従来例を、図4〜図6を用いて説明す
る。図4は従来例の炉心領域の模式縦断面図、図5は図
4の炉心内側燃料集合体の説明図、図6は図4の炉心外
側燃料集合体の説明図である。
This conventional example will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a schematic vertical cross-sectional view of the core region of the conventional example, FIG. 5 is an explanatory view of the core inner fuel assembly of FIG. 4, and FIG. 6 is an explanatory view of the core outer fuel assembly of FIG.

【0019】図5において、図5の(a)は炉心内側燃
料集合体の模式縦断面図、図5の(b)は炉心内側燃料
集合体における上部燃料棒の模式縦断面図、図5の
(c)は炉心内側燃料集合体における下部燃料棒の模式
縦断面図である。
5, (a) of FIG. 5 is a schematic longitudinal sectional view of the fuel assembly inside the core, (b) of FIG. 5 is a schematic vertical sectional view of the upper fuel rod in the fuel assembly inside the core, and (b) of FIG. (C) is a schematic longitudinal sectional view of a lower fuel rod in a fuel assembly inside a core.

【0020】また、図6において、図6の(a)は炉心
外側燃料集合体の模式縦断面図、図6の(b)は炉心外
側燃料集合体における上部燃料棒の模式縦断面図、図6
の(c)は炉心外側燃料集合体における下部燃料棒の模
式縦断面図である。
Further, in FIG. 6, (a) of FIG. 6 is a schematic vertical cross-sectional view of the core outer fuel assembly, and (b) of FIG. 6 is a schematic vertical cross-sectional view of the upper fuel rod in the core outer fuel assembly. 6
(C) is a schematic longitudinal sectional view of a lower fuel rod in the fuel assembly outside the core.

【0021】更に、上記の図において、1は炉心内側燃
料集合体領域、2は炉心外側燃料集合体領域、3は上部
ブランケット燃料領域、4は下部ブランケット燃料領
域、5は径方向ブランケット燃料領域、6はナトリウム
層、7は内部ブランケット燃料領域、10は上部燃料
棒、11は下部燃料棒、12はラッパ管、13は上部遮
蔽体、14は下部遮蔽体、15はハンドリングヘッド、
16はエントランスノズル、17は上部ブランケット燃
料ペレット、18は上部端栓、19は下部端栓、22は
内部ブランケット燃料ペレット、23は下部ブランケッ
ト燃料ペレット、24はガスプレナム、25は炉心燃料
領域、26は炉心燃料ペレットを示している。
Further, in the above figures, 1 is a core inner fuel assembly region, 2 is a core outer fuel assembly region, 3 is an upper blanket fuel region, 4 is a lower blanket fuel region, 5 is a radial blanket fuel region, 6 is a sodium layer, 7 is an inner blanket fuel region, 10 is an upper fuel rod, 11 is a lower fuel rod, 12 is a trumpet tube, 13 is an upper shield, 14 is a lower shield, 15 is a handling head,
16 is an entrance nozzle, 17 is an upper blanket fuel pellet, 18 is an upper end plug, 19 is a lower end plug, 22 is an inner blanket fuel pellet, 23 is a lower blanket fuel pellet, 24 is a gas plenum, 25 is a core fuel region, 26 is 3 shows a core fuel pellet.

【0022】図4において、炉心は、径方向に、中央部
分で炉心内側燃料集合体領域1、その外側で炉心外側燃
料集合体領域2、更に外側で径方向ブランケット燃料領
域5がそれぞれ形成されている。
In FIG. 4, in the core, a core inner fuel assembly region 1 is formed in the central portion, a core outer fuel assembly region 2 is formed outside thereof, and a radial blanket fuel region 5 is formed further outside thereof. There is.

【0023】炉心内側燃料集合体領域1は、上から、上
部ブランケット燃料領域3、ナトリウム層6、炉心燃料
領域25、内部ブランケット燃料領域7、炉心燃料領域
25、下部ブランケット燃料領域4が形成されている。
In the core inner fuel assembly region 1, an upper blanket fuel region 3, a sodium layer 6, a core fuel region 25, an inner blanket fuel region 7, a core fuel region 25, and a lower blanket fuel region 4 are formed from above. There is.

【0024】炉心外側燃料集合体領域2は、上から、上
部ブランケット燃料領域3、ナトリウム層6、炉心燃料
領域25、下部ブランケット燃料領域4が形成されてい
る。なお、図4の具体的な点は、図5及び図6に示すと
おりであるが、詳細な説明は省略する。
The outer core fuel assembly region 2 has an upper blanket fuel region 3, a sodium layer 6, a core fuel region 25, and a lower blanket fuel region 4 formed from above. The specific points of FIG. 4 are as shown in FIGS. 5 and 6, but detailed description thereof will be omitted.

【0025】すなわち、ナトリウム層6を設けたことに
より、燃料集合体におけるナトリウム下流側のナトリウ
ムの体積率を増大させることができ、出力上昇時におけ
るナトリウムの密度低下時にナトリウム層6から高速中
性子を多く漏洩させ、冷却材密度係数を低減している。
That is, by providing the sodium layer 6, it is possible to increase the volume ratio of sodium on the downstream side of sodium in the fuel assembly, and to increase the amount of fast neutrons from the sodium layer 6 when the density of sodium decreases when the output increases. It leaks and reduces the coolant density coefficient.

【0026】[0026]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、上部ブ
ランケット燃料領域と炉心燃料領域との間にナトリウム
層を設ければ、冷却材密度係数を小さくすることができ
る。しかし、まだ十分とは言えず、冷却材密度係数をよ
り低減し、負に変える発明が望まれている。
As described above, if the sodium layer is provided between the upper blanket fuel region and the core fuel region, the coolant density coefficient can be reduced. However, it cannot be said to be sufficient yet, and an invention that further reduces the coolant density coefficient and changes it to a negative value is desired.

【0027】更に、上記の方法の改善策として、炉心燃
料領域の一部を内部ブランケット燃料領域とする方法が
提案されている。この方法により冷却材密度係数はかな
り低減されるが、この場合は均質炉心であるので、燃焼
が進むにつれて内部ブランケット燃料領域にプルトニウ
ムが蓄積する。このため、内部ブランケット燃料領域の
中性子束が増大し、炉心上部出力が低下し、冷却材密度
係数の低減効果が燃焼末期まで持続しない危険性があ
る。
Further, as a measure for improving the above-mentioned method, a method has been proposed in which a part of the core fuel region is used as an internal blanket fuel region. Although this method significantly reduces the coolant density coefficient, in this case, because of the homogeneous core, plutonium accumulates in the internal blanket fuel region as combustion progresses. Therefore, there is a risk that the neutron flux in the internal blanket fuel region increases, the core upper power decreases, and the effect of reducing the coolant density coefficient does not continue until the end of combustion.

【0028】本発明の目的は、高速増殖炉の炉心寸法を
変えることなく、燃焼末期まで安定した冷却材密度係数
の低減効果が持続可能な燃料集合体を提供することであ
る。
An object of the present invention is to provide a fuel assembly in which a stable reduction effect of the coolant density coefficient until the end of combustion is sustainable without changing the core size of the fast breeder reactor.

【0029】[0029]

【課題を解決するための手段】上記目的は、次のように
して達成することができる。
The above object can be achieved as follows.

【0030】(1)上部ブランケット燃料領域と炉心燃
料領域との間にナトリウム層を有し、炉心燃料領域の一
部が内部ブランケット燃料領域からなる高速増殖炉用燃
料集合体において、炉心燃料領域を上下2方向で上部炉
心燃料領域と下部炉心燃料領域とに2分し、上部炉心燃
料領域の燃料棒に高プルトニウム富化度の燃料を装荷し
てある燃料ペレットを、下部炉心燃料領域の燃料棒に低
プルトニウム富化度の燃料を装荷してある燃料ペレット
を、それぞれ収納してあること。
(1) In a fuel assembly for a fast breeder reactor, which has a sodium layer between the upper blanket fuel region and the core fuel region, and a part of the core fuel region is the inner blanket fuel region, Fuel pellets, which are divided into an upper core fuel region and a lower core fuel region in two directions in the vertical direction and are loaded with fuel of high plutonium enrichment in fuel rods in the upper core fuel region, are divided into fuel rods in the lower core fuel region. Fuel pellets loaded with low-plutonium-rich fuel are stored in each.

【0031】(2)上部ブランケット燃料領域と炉心燃
料領域との間にナトリウム層を有し、炉心燃料領域の一
部が内部ブランケット燃料領域からなる高速増殖炉用燃
料集合体において、炉心燃料領域を上下2方向で上部炉
心燃料領域と下部炉心燃料領域とに2分し、上部炉心燃
料領域及び下部炉心燃料領域の各燃料棒の燃料のプルト
ニウム富化度が同一で、上部炉心燃料領域の燃料棒に中
実の燃料ペレットを、下部炉心燃料領域の燃料棒に中空
の燃料ペレットを、それぞれ収納してあり、上部炉心燃
料領域の燃料棒及び下部炉心燃料領域の燃料棒の各燃料
ペレットに装荷するプルトニウム富化度燃料の量に差異
があること。
(2) In the fuel assembly for a fast breeder reactor, which has a sodium layer between the upper blanket fuel region and the core fuel region, and a part of the core fuel region is the inner blanket fuel region, It is divided into an upper core fuel region and a lower core fuel region in two vertical directions, and the plutonium enrichment of fuel in each fuel rod in the upper core fuel region and the lower core fuel region is the same, and the fuel rods in the upper core fuel region are divided. Solid fuel pellets and hollow fuel pellets in the fuel rods in the lower core fuel region are stored in the fuel rods in the upper core fuel region and the lower core fuel region, respectively. Plutonium-rich fuels have different amounts of fuel.

【0032】(3)上部ブランケット燃料領域と炉心燃
料領域との間にナトリウム層を有し、炉心燃料領域の一
部が内部ブランケット燃料領域からなる高速増殖炉用燃
料集合体において、炉心燃料領域を上下2方向で上部炉
心燃料領域と下部炉心燃料領域とに2分し、上部炉心燃
料領域及び下部炉心燃料領域の各燃料棒の燃料のプルト
ニウム富化度が同一で、上部炉心燃料領域の燃料棒にプ
ルトニウム富化度燃料を高密度に装荷した燃料ペレット
を、下部炉心燃料領域の燃料棒にプルトニウム富化度燃
料を低密度に装荷した燃料ペレットを、それぞれ収納し
てあること。
(3) In the fuel assembly for a fast breeder reactor, which has a sodium layer between the upper blanket fuel region and the core fuel region, and a part of the core fuel region is the inner blanket fuel region, It is divided into an upper core fuel region and a lower core fuel region in two vertical directions, and the plutonium enrichment of fuel in each fuel rod in the upper core fuel region and the lower core fuel region is the same, and the fuel rods in the upper core fuel region are divided. Fuel pellets loaded with plutonium-enriched fuel at a high density and fuel pellets loaded with plutonium-enriched fuel at a low density on fuel rods in the lower core fuel region are stored in the fuel cell.

【0033】(4)上部ブランケット燃料領域と炉心燃
料領域との間にナトリウム層を有し、炉心燃料領域の一
部が内部ブランケット燃料領域からなる高速増殖炉用燃
料集合体において、炉心燃料領域を上下2方向で上部炉
心燃料領域と下部炉心燃料領域とに2分し、上部炉心燃
料領域の燃料棒に高プルトニウム富化度燃料を装荷した
中実の燃料ペレットを、下部炉心燃料領域の燃料棒に低
プルトニウム富化度燃料を装荷した中空の燃料ペレット
を、それぞれ収納してあること。
(4) In the fuel assembly for a fast breeder reactor, which has a sodium layer between the upper blanket fuel region and the core fuel region, and a part of the core fuel region is the inner blanket fuel region, the core fuel region is Solid fuel pellets, which are divided into an upper core fuel region and a lower core fuel region in two directions in the vertical direction and are loaded with a high plutonium-enriched fuel in fuel rods in the upper core fuel region, are separated from fuel rods in the lower core fuel region. Hollow fuel pellets loaded with low-plutonium-enriched fuel are stored in each.

【0034】(5)上部ブランケット燃料領域と炉心燃
料領域との間にナトリウム層を有し、炉心燃料領域の一
部が内部ブランケット燃料領域からなる高速増殖炉用燃
料集合体において、炉心燃料領域を上下2方向で上部炉
心燃料領域と下部炉心燃料領域とに2分し、上部炉心燃
料領域の燃料棒に高プルトニウム富化度燃料を高密度に
装荷した燃料ペレットを、下部炉心燃料領域の燃料棒に
低プルトニウム富化度燃料を低密度に装荷した燃料ペレ
ットを、それぞれ収納してあること。
(5) In the fuel assembly for a fast breeder reactor, which has a sodium layer between the upper blanket fuel region and the core fuel region, and a part of the core fuel region is the inner blanket fuel region, Fuel pellets, which are divided into an upper core fuel region and a lower core fuel region in two directions in the up and down direction, and in which the fuel rods in the upper core fuel region are densely loaded with a high plutonium-rich fuel, Fuel pellets loaded with low-density plutonium-rich fuel at low density are stored in each.

【0035】(6)上部ブランケット燃料領域と炉心燃
料領域との間にナトリウム層を有し、炉心燃料領域の一
部が内部ブランケット燃料領域からなる高速増殖炉用燃
料集合体において、炉心燃料領域を上下2方向で上部炉
心燃料領域と下部炉心燃料領域とに2分し、上部炉心燃
料領域及び下部炉心燃料領域の各燃料のプルトニウム富
化度が同一で、上部炉心燃料領域の燃料棒に高密度のプ
ルトニウム富化度燃料を装荷した中実の燃料ペレット
を、下部炉心燃料領域の燃料棒に低密度のプルトニウム
富化度燃料を装荷した中空の燃料ペレットを、それぞれ
収納してあること。
(6) In the fuel assembly for a fast breeder reactor, which has a sodium layer between the upper blanket fuel region and the core fuel region, and a part of the core fuel region is the inner blanket fuel region, The fuel is divided into the upper core fuel region and the lower core fuel region in two directions in the vertical direction, and the plutonium enrichment of each fuel in the upper core fuel region and the lower core fuel region is the same. The solid fuel pellets loaded with the plutonium-enriched fuel in 1) and the hollow fuel pellets loaded with the low-density plutonium-enriched fuel in the fuel rods in the lower core fuel region are stored.

【0036】(7)上部ブランケット燃料領域と炉心燃
料領域との間にナトリウム層を有し、炉心燃料領域の一
部が内部ブランケット燃料領域からなる高速増殖炉用燃
料集合体において、炉心燃料領域を上下2方向で上部炉
心燃料領域と下部炉心燃料領域とに2分し、上部炉心燃
料領域の燃料棒に高密度の高プルトニウム富化度燃料を
装荷した中実の燃料ペレットを、下部炉心燃料領域の燃
料棒に低密度の低プルトニウム富化度燃料を装荷した中
空の燃料ペレットを、それぞれ収納してあること。
(7) In the fuel assembly for a fast breeder reactor, which has a sodium layer between the upper blanket fuel region and the core fuel region, and a part of the core fuel region is the inner blanket fuel region, The upper core fuel region and the lower core fuel region are divided into two parts in the two upper and lower directions, and solid fuel pellets loaded with high density high plutonium-rich fuel on the fuel rods of the upper core fuel region are replaced with the lower core fuel region. Hollow fuel pellets loaded with low-density low-plutonium-enriched fuel are stored in each fuel rod.

【0037】[0037]

【作用】上記の第1〜第7の各手段における作用は、下
記のとおりである。
The operation of each of the above-mentioned first to seventh means is as follows.

【0038】なお、上記の各手段とも、上部ブランケッ
ト燃料領域と炉心燃料領域との間にナトリウム層を有
し、炉心燃料領域の一部が内部ブランケット燃料領域か
らなる高速増殖炉用燃料集合体の場合であり、また、炉
心燃料領域を上下2方向で上部炉心燃料領域と下部炉心
燃料領域とに2分してある場合である。
In each of the above means, a fuel assembly for a fast breeder reactor having a sodium layer between the upper blanket fuel region and the core fuel region, and a part of the core fuel region comprising the inner blanket fuel region is provided. This is also the case when the core fuel region is divided into an upper core fuel region and a lower core fuel region in two vertical directions.

【0039】第1手段では、上部炉心燃料領域の燃料棒
に高プルトニウム富化度の燃料を装荷してある燃料ペレ
ットを、下部炉心燃料領域の燃料棒に低プルトニウム富
化度の燃料を装荷してある燃料ペレットを、それぞれ収
納してある。
In the first means, fuel rods in the upper core fuel region are loaded with fuel pellets having a high plutonium enrichment, and fuel rods in the lower core fuel region are loaded with fuel having a low plutonium enrichment. Each of the fuel pellets is stored.

【0040】したがって、燃焼時、プルトニウムが内部
ブランケット燃料領域に蓄積し、内部ブランケット燃料
領域の中性子束が増大する可能性を有する。しかし、上
下2領域におけるプルトニウム富化度に、上記のような
差異をもたせてあるので、内部ブランケット燃料領域に
おける中性子束増大効果よりも、上部炉心燃料領域にお
ける中性子束増大効果のほうが遥かに大きくなり、燃焼
末期まで安定した冷却材密度係数の低減効果が持続す
る。
Therefore, during combustion, plutonium may accumulate in the inner blanket fuel region, increasing the neutron flux in the inner blanket fuel region. However, since the plutonium enrichment in the upper and lower two regions has the above difference, the effect of increasing the neutron flux in the upper core fuel region is much larger than the effect of increasing the neutron flux in the inner blanket fuel region. , The stable reduction effect of the coolant density coefficient continues until the end of combustion.

【0041】第2手段では、上部炉心燃料領域及び下部
炉心燃料領域の各燃料棒の燃料のプルトニウム富化度が
同一で、上部炉心燃料領域の燃料棒に中実の燃料ペレッ
トを、下部炉心燃料領域の燃料棒に中空の燃料ペレット
を、それぞれ収納してあり、上部炉心燃料領域の燃料棒
と下部炉心燃料領域の燃料棒との各燃料ペレットに装荷
するプルトニウム富化度燃料の量に差異を設けてある。
In the second means, the plutonium enrichment of the fuel in each fuel rod in the upper core fuel region and the lower core fuel region is the same, and solid fuel pellets are placed in the fuel rods in the upper core fuel region and the lower core fuel region. Hollow fuel pellets are housed in the fuel rods in the region, and there is a difference in the amount of plutonium-enriched fuel loaded on each fuel pellet between the fuel rods in the upper core fuel region and the fuel rods in the lower core fuel region. It is provided.

【0042】したがって、中性子束分布が炉心上部で高
められ、出力上昇時のナトリウムの温度上昇によるナト
リウムの密度低下時に、ナトリウム層から高速中性子が
より多く漏洩するので、冷却材密度係数が低減する。
Therefore, the neutron flux distribution is increased in the upper part of the core, and when the sodium density decreases due to the temperature increase of sodium at the time of power increase, more fast neutrons leak from the sodium layer, so that the coolant density coefficient decreases.

【0043】また、第1手段と同じ作用により、燃焼末
期まで安定した冷却材密度係数の低減効果が持続され
る。
Further, by the same action as the first means, the stable effect of reducing the coolant density coefficient is maintained until the end of combustion.

【0044】第3手段では、上部炉心燃料領域及び下部
炉心燃料領域の各燃料棒の燃料のプルトニウム富化度が
同一で、上部炉心燃料領域の燃料棒にプルトニウム富化
度燃料を高密度に装荷した燃料ペレットを、下部炉心燃
料領域の燃料棒にプルトニウム富化度燃料を低密度に装
荷した燃料ペレットを、それぞれ収納してある。
In the third means, the fuel rods in the upper core fuel region and the lower core fuel region have the same fuel plutonium enrichment, and the fuel rods in the upper core fuel region are densely loaded with the plutonium enriched fuel. The fuel pellets prepared by loading the fuel rods in the lower core fuel region with plutonium-enriched fuel at a low density are housed.

【0045】したがって、第3手段の作用は第2手段の
ものと同様となり、燃焼末期まで安定した冷却材密度係
数の低減効果が持続される。
Therefore, the operation of the third means is similar to that of the second means, and the stable effect of reducing the coolant density coefficient is maintained until the end of combustion.

【0046】第4手段では、上部炉心燃料領域の燃料棒
に高プルトニウム富化度燃料を装荷した中実の燃料ペレ
ットを、下部炉心燃料領域の燃料棒に低プルトニウム富
化度燃料を装荷した中空の燃料ペレットを、それぞれ収
納してある。
In the fourth means, solid fuel pellets in which the fuel rods in the upper core fuel region are loaded with the high plutonium-enriched fuel and solid hollow fuel rods in which the fuel rods in the lower core fuel region are loaded with the low plutonium-enriched fuel are used. Each of the fuel pellets is stored.

【0047】したがって、第1及び第2の各手段におけ
る効果が相乗されるので、より効果が高められる。
Therefore, since the effects of the first and second means are synergized, the effect is further enhanced.

【0048】第5手段では、上部炉心燃料領域の燃料棒
に高プルトニウム富化度燃料を高密度に装荷した燃料ペ
レットを、下部炉心燃料領域の燃料棒に低プルトニウム
富化度燃料を低密度に装荷した燃料ペレットを、それぞ
れ収納してある。
In the fifth means, fuel rods in the upper core fuel region are loaded with high-density plutonium-rich fuel at high density, and fuel rods in the lower core fuel region are loaded with low-plutonium-rich fuel in low density. Each loaded fuel pellet is stored.

【0049】したがって、第1及び第3の各手段におけ
る効果が相乗されるので、より効果が高められる。
Therefore, the effects of the first and third means are synergized, and the effect is further enhanced.

【0050】第6手段では、上部炉心燃料領域及び下部
炉心燃料領域の各燃料棒の燃料にプルトニウム富化度が
同一で、上部炉心燃料領域の燃料棒に高密度のプルトニ
ウム富化度燃料を装荷した中実の燃料ペレットを、下部
炉心燃料領域の燃料棒に低密度のプルトニウム富化度燃
料を装荷した中空の燃料ペレットを、それぞれ収納して
ある。
In the sixth means, the fuel in each of the fuel rods in the upper core fuel region and the lower core fuel region has the same plutonium enrichment, and the fuel rods in the upper core fuel region are loaded with the high density plutonium enriched fuel. Each of the solid fuel pellets is a hollow fuel pellet in which a fuel rod in the lower core fuel region is loaded with a low-density plutonium-rich fuel.

【0051】したがって、第2及び第3の各手段におけ
る効果が相乗されるので、より効果が高められる。
Therefore, the effects of the second and third means are synergized, and the effect is further enhanced.

【0052】第7手段では、上部炉心燃料領域の燃料棒
に高密度の高プルトニウム富化度燃料を装荷した中実の
燃料ペレットを、下部炉心燃料領域の燃料棒に低密度の
低プルトニウム富化度燃料を装荷した中空の燃料ペレッ
トを、それぞれ収納してある。
In the seventh means, solid fuel pellets in which the fuel rods in the upper core fuel region are loaded with the high density and high plutonium enrichment fuel, the fuel rods in the lower core fuel region are enriched in the low density and low plutonium enrichment. Hollow fuel pellets loaded with fuel are stored respectively.

【0053】したがって、第1、第2及び第3の各手段
における効果が相乗されるので、更に、一層効果が高め
られる。
Therefore, the effects of the first, second and third means are synergized, and the effect is further enhanced.

【0054】[0054]

【実施例】以下、本発明の実施例を、図1〜図3を用い
て説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0055】図1は本発明の一実施例の炉心領域の模式
縦断面図、図2は図1の炉心内側領域の燃料集合体の説
明図、図3は図1の炉心外側領域の燃料集合体の説明図
である。
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of a core region of one embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory view of a fuel assembly in a core inner region of FIG. 1, and FIG. 3 is a fuel assembly of a core outer region of FIG. It is explanatory drawing of a body.

【0056】図2の(a)は炉心内側燃料集合体の模式
縦断面図、図2の(b)は炉心内側燃料集合体における
上部燃料棒の模式縦断面図、図2の(c)は炉心内側燃
料集合体における下部燃料棒の模式縦断面図である。
FIG. 2 (a) is a schematic vertical sectional view of the core inner fuel assembly, FIG. 2 (b) is a schematic vertical sectional view of the upper fuel rod in the core inner fuel assembly, and FIG. 2 (c) is FIG. 3 is a schematic vertical sectional view of a lower fuel rod in a fuel assembly inside a core.

【0057】また、図3の(a)は炉心外側燃料集合体
の模式縦断面図、図2の(b)は炉心外側燃料集合体に
おける上部燃料棒の模式縦断面図、図2の(c)は炉心
外側燃料集合体における下部燃料棒の模式縦断面図であ
る。
Further, FIG. 3 (a) is a schematic vertical sectional view of the core outer fuel assembly, FIG. 2 (b) is a schematic vertical sectional view of the upper fuel rod in the core outer fuel assembly, and FIG. 2 (c). 8] is a schematic longitudinal sectional view of a lower fuel rod in a fuel assembly outside the core.

【0058】更に、上記の図において、8は高プルトニ
ウム富化度燃料領域、9は低プルトニウム富化度燃料領
域、20は高プルトニウム富化度燃料ペレット、21は
低プルトニウム富化度燃料ペレットを示しており、その
ほかは前出の符号である。
Further, in the above figure, 8 is a high plutonium rich fuel region, 9 is a low plutonium rich fuel region, 20 is a high plutonium rich fuel pellet, and 21 is a low plutonium rich fuel pellet. The other symbols are the same as those described above.

【0059】図1において、炉心は径方向に、中央部分
で炉心内側燃料集合体領域1、その外側で炉心外側燃料
集合体領域2、更に外側で径方向ブランケット燃料領域
5をそれぞれ形成している。
In FIG. 1, the core forms a core inner fuel assembly region 1 in the central portion, a core outer fuel assembly region 2 in the outer portion, and a radial blanket fuel region 5 in the outer portion. ..

【0060】一方、上下方向では、炉心内側燃料集合体
領域1は、上から、上部ブランケット燃料領域3、ナト
リウム層6、高プルトニウム富化度燃料領域8、内部ブ
ランケット燃料領域7、低プルトニウム富化度燃料領域
9、下部ブランケット燃料領域4を形成してある。
On the other hand, in the vertical direction, the core inner fuel assembly region 1 is, from above, the upper blanket fuel region 3, the sodium layer 6, the high plutonium enriched fuel region 8, the inner blanket fuel region 7, and the low plutonium enriched region. A fuel region 9 and a lower blanket fuel region 4 are formed.

【0061】また、炉心外側燃料集合体領域2は、炉心
内側燃料集合体領域1で内部ブランケット燃料領域7で
ある箇所が、低プルトニウム富化度燃料領域9となって
おり、そのほかは、炉心内側燃料集合体領域1と同一で
ある。
Further, in the outer core fuel assembly area 2, the inner blanket fuel area 7 in the inner core fuel assembly area 1 is the low plutonium enriched fuel area 9, and the other parts are in the inner core area. It is the same as the fuel assembly region 1.

【0062】図1の炉心内側燃料集合体領域1における
燃料集合体は、図2に示すように、上部燃料棒10と下
部燃料棒11とに分割し、この両燃料棒の間にナトリウ
ム層6を介在させ、ナトリウム層6には冷却材であるナ
トリウムを充満してある。なお、本実施例における上部
燃料棒10と下部燃料棒11の数は、共に271本であ
る。
As shown in FIG. 2, the fuel assembly in the inner core fuel assembly region 1 of FIG. 1 is divided into an upper fuel rod 10 and a lower fuel rod 11, and a sodium layer 6 is formed between both fuel rods. The sodium layer 6 is filled with sodium as a coolant. The number of the upper fuel rods 10 and the number of the lower fuel rods 11 in this embodiment are both 271.

【0063】上部燃料棒10、ナトリウム層6及び下部
燃料棒11の周りを、同じラッパ管12で囲ってあり、
上部燃料棒10のうち、外周側に位置しているものの上
方には上部遮蔽体13、下部燃料棒10のうち、外周側
に位置しているものの下方には下部遮蔽体14をそれぞ
れ設置してある。
The upper fuel rod 10, the sodium layer 6 and the lower fuel rod 11 are surrounded by the same trumpet tube 12,
An upper shield 13 is installed above the upper fuel rod 10 located on the outer peripheral side, and a lower shield 14 is installed below the lower fuel rod 10 located on the outer peripheral side. is there.

【0064】また、上部遮蔽体13の上端部にはハンド
リングヘッド15、下部遮蔽体14の下部には冷却材が
流入するエントランスノズル16をそれぞれ設置してあ
る。上部燃料棒10には、上部ブランケット燃料ペレッ
ト17を収納し、この上部には上部端栓18、下部には
下部端栓19をそれぞれ付設し、これらの端栓を溶接
し、上部燃料棒10を密封構造にしてある。
A handling head 15 is provided at the upper end of the upper shield 13, and an entrance nozzle 16 into which a coolant flows is provided below the lower shield 14. An upper blanket fuel pellet 17 is housed in the upper fuel rod 10, an upper end plug 18 is attached to the upper part of the upper fuel rod 17, and a lower end plug 19 is attached to the lower part thereof. It has a sealed structure.

【0065】また、下部燃料棒11には、上から、高プ
ルトニウム富化度燃料ペレット20、内部ブランケット
燃料ペレット22、低プルトニウム富化度燃料ペレット
21及び下部ブランケット燃料ペレット23を収納し、
ガスプレナム24を内在させてあり、上部には上部端栓
18、下部には下部端栓19をそれぞれ付設し、これら
の端栓を溶接し、下部燃料棒11を密封構造にしてあ
る。
Further, in the lower fuel rod 11, a high plutonium enriched fuel pellet 20, an inner blanket fuel pellet 22, a low plutonium enriched fuel pellet 21 and a lower blanket fuel pellet 23 are housed from above,
A gas plenum 24 is internally provided, an upper end plug 18 is attached to the upper part, and a lower end plug 19 is attached to the lower part. These end plugs are welded to each other, and the lower fuel rod 11 has a sealed structure.

【0066】上、下部の各燃料棒10、11とも、下部
端栓19で軸方向を固定しており、軸方向上部に向かっ
て自由に熱膨張する構造となっている。
The upper and lower fuel rods 10 and 11 are fixed in the axial direction by the lower end plugs 19 and have a structure in which they are thermally expanded upward in the axial direction.

【0067】なお、高プルトニウム富化度燃料ペレット
20及び低プルトニウム富化度燃料ペレット21内に
は、プルトニウム酸化物とウラン酸化物とを混合焼結さ
せたセラミックを装荷してあり、このうち、プルトニウ
ム富化度の高いのが高プルトニウム富化度燃料ペレット
20であり、低いのが低プルトニウム富化度燃料ペレッ
ト21である。
The high plutonium-rich fuel pellets 20 and the low plutonium-rich fuel pellets 21 are loaded with ceramics obtained by mixing and sintering plutonium oxide and uranium oxide. The high plutonium-rich fuel pellet 20 has a high plutonium enrichment, and the low plutonium-rich fuel pellet 21 has a low plutonium enrichment.

【0068】また、上部、内部及び下部の各ブランケッ
ト燃料ペレット17、22及び23には、いずれも劣化
ウラン酸化物を装荷してあり、ガスプレナム24は燃料
で生成するガスの貯蔵箇所である。
The upper, inner and lower blanket fuel pellets 17, 22 and 23 are all loaded with depleted uranium oxide, and the gas plenum 24 is a storage location for the gas produced by the fuel.

【0069】なお、本実施例のプルトニウム富化度は、
高プルトニウム富化度燃料ペレット20では27wt
%、低プルトニウム富化度燃料ペレット21では21w
t%である。
The plutonium enrichment in this example is
27 wt% for high plutonium enriched fuel pellets 20
%, 21w for low plutonium enriched fuel pellets 21
t%.

【0070】また、本実施例における図2の各部寸法
は、次のとおりである。
Further, the dimensions of the respective portions of FIG. 2 in the present embodiment are as follows.

【0071】上、下部各燃料棒10、11の直径は、い
ずれも8.0mmであり、ラッパ管12の内外径はそれ
ぞれ150mm、158.1mmである。
The upper and lower fuel rods 10 and 11 each have a diameter of 8.0 mm, and the trumpet tube 12 has inner and outer diameters of 150 mm and 158.1 mm, respectively.

【0072】上部燃料棒10の長さは450mmであ
り、上部燃料棒10の内部に収納してある上部ブランケ
ット燃料ペレット17部分の長さは300mmである。
また、ナトリウム層の長さは400mm程度である。
The length of the upper fuel rod 10 is 450 mm, and the length of the upper blanket fuel pellet 17 portion housed inside the upper fuel rod 10 is 300 mm.
The length of the sodium layer is about 400 mm.

【0073】一方、下部燃料棒11の長さは2.6mで
あり、高プルトニウム富化度燃料ペレット20、内部ブ
ランケット燃料ペレット22及び低プルトニウム富化度
燃料ペレット21の各部分長さを加算した長さが1mで
あり、このうち、内部ブランケット燃料ペレット22部
分の長さが300mmである。
On the other hand, the length of the lower fuel rod 11 is 2.6 m, and the partial lengths of the high plutonium-enriched fuel pellets 20, the inner blanket fuel pellets 22 and the low plutonium-enriched fuel pellets 21 are added together. The length is 1 m, of which the length of the inner blanket fuel pellet 22 portion is 300 mm.

【0074】更に、その下に収納してある下部ブランケ
ット燃料ペレット23の部分が400mm、ガスプレナ
ム部24が1.2mmの各長さにしてある。
Furthermore, the length of the lower blanket fuel pellet 23 accommodated thereunder is 400 mm, and the length of the gas plenum 24 is 1.2 mm.

【0075】なお、図2には表示していないが、各燃料
棒間のすき間を保持するため、従来からワイヤスペ−サ
と呼ばれているワイヤを、燃料棒にら旋状に巻いてある
図2における本実施例の特徴は、下部燃料棒11におい
て、従来例では、内部ブランケット燃料ペレット22の
上方及び下方に、同じ炉心燃料ペレット25(図5参
照)を収納しているのに対し、本実施例では内部ブラン
ケット燃料ペレット22の上方に高プルトニウム富化度
燃料ペレット20、内部ブランケット燃料ペレット22
の下方に低プルトニウム富化度燃料ペレット21を、そ
れぞれ収納してあることである。
Although not shown in FIG. 2, a wire conventionally called a wire spacer is wound around the fuel rod in a spiral shape in order to maintain a gap between the fuel rods. The present embodiment is characterized in that, in the lower fuel rod 11, in the conventional example, the same core fuel pellets 25 (see FIG. 5) are stored above and below the internal blanket fuel pellets 22, respectively. In the embodiment, a high plutonium enriched fuel pellet 20 and an internal blanket fuel pellet 22 are provided above the internal blanket fuel pellet 22.
The low plutonium-rich fuel pellets 21 are housed in the lower part of each.

【0076】次に、炉心外側燃料集合体領域の燃料集合
体を説明する。
Next, the fuel assemblies in the core outer fuel assembly region will be described.

【0077】図1に示す炉心外側燃料集合体領域2の燃
料集合体が、炉心内側燃料集合体領域1の燃料集合体と
比べて異なる点は、炉心外側燃料集合体領域2の燃料集
合体では、下部燃料棒11において、内部ブランケット
燃料ペレット22領域を有せず、この部分が低プルトニ
ウム富化度燃料ペレット21領域となっていることであ
る。
The fuel assembly in the outer core fuel assembly area 2 shown in FIG. 1 is different from the fuel assembly in the inner core fuel assembly area 1 in the fuel assembly in the outer core fuel assembly area 2. The lower fuel rod 11 does not have the internal blanket fuel pellet 22 region, but this portion is the low plutonium-rich fuel pellet 21 region.

【0078】したがって、図3に示すように、炉心外側
燃料集合体領域2の燃料集合体では、炉心内側燃料集合
体領域1の燃料集合体と比べて、低プルトニウム富化度
燃料ペレット21領域の長さが、内部ブランケット燃料
ペレット22領域の長さを加算した分だけ長くなってい
る。
Therefore, as shown in FIG. 3, the fuel assembly in the core outer fuel assembly region 2 has a lower plutonium enrichment fuel pellet 21 region than that in the core inner fuel assembly region 1. The length is increased by adding the length of the inner blanket fuel pellet 22 region.

【0079】第1実施例では、燃料集合体を上記のよう
な構成にしてあり、従来よりも、炉心上部の中性子束が
増大し、冷却材密度係数の低減が可能となり、また、燃
焼末期まで安定した冷却材密度係数の低減効果を持続で
きることになった。
In the first embodiment, the fuel assembly is constructed as described above, the neutron flux in the upper part of the core is increased, the coolant density coefficient can be reduced, and the end of combustion can be improved. The stable reduction effect of the coolant density coefficient can be maintained.

【0080】以下に、第1実施例の効果を、従来例と比
較して説明する。比較するのは、第1実施例と従来例と
が、次のような同一条件の場合である。
The effects of the first embodiment will be described below in comparison with the conventional example. The comparison is made when the first embodiment and the conventional example have the same conditions as described below.

【0081】すなわち、炉心の熱出力:2600MW、
炉心の電気出力:1000MW、炉心燃料数:421
体、ブランケット燃料数:78体、燃料棒外径:7.6
mm、ラッパ管内径:147mm、ラッパ管外径:15
5mm、燃料集合体ピッチ:164mmで、炉心には、
241体の炉心内側燃料集合体と、180体の炉心外側
燃料集合体と、78体の径方向ブランケット燃料とを配
置した場合である。
That is, the heat output of the core: 2600 MW,
Core electrical output: 1000 MW, core fuel number: 421
Body, blanket fuel number: 78 body, fuel rod outer diameter: 7.6
mm, trumpet tube inner diameter: 147 mm, trumpet tube outer diameter: 15
5 mm, fuel assembly pitch: 164 mm, in the core,
This is a case where 241 inner core fuel assemblies, 180 outer core fuel assemblies, and 78 radial blanket fuels are arranged.

【0082】上記の同一条件において、第1実施例と従
来例との各場合とも、炉心圧力損失:3.3kgf/c
2、増殖比:1.11となり、同じ値となったが、冷
却材密度係数(%△k/k/△ρ/ρ)は、従来例では
1.7でなるのに対して、第1実施例では0.79とな
り、従来例を基準とした場合、第1実施例では−54%
の減少となった。
Under the same conditions as above, core pressure loss: 3.3 kgf / c in both the first embodiment and the conventional example.
m 2 and breeding ratio were 1.11, which were the same values, but the coolant density coefficient (% Δk / k / Δρ / ρ) was 1.7 in the conventional example, whereas The value is 0.79 in the first embodiment, and is -54% in the first embodiment when the conventional example is used as a reference.
Has decreased.

【0083】すなわち、上部ブランケット燃料領域3と
炉心燃料領域25(図4参照)との間にナトリウム層6
を有する、従来例の高速増殖炉の炉心と比較して、従来
例における炉心燃料領域25の上部領域を高プルトニウ
ム富化度燃料領域8とし、下部領域を低プルトニウム富
化度燃料9とした燃料集合体を用いた、本実施例の炉心
(図1)では、冷却材密度係数を約54%低減できるこ
とがわかった。
That is, the sodium layer 6 is provided between the upper blanket fuel region 3 and the core fuel region 25 (see FIG. 4).
In comparison with the core of the conventional fast breeder reactor, the fuel has a high plutonium-rich fuel region 8 in the upper region and a low plutonium-rich fuel 9 in the lower region in the conventional example. It has been found that the coolant density coefficient can be reduced by about 54% in the core of the present example (FIG. 1) using the aggregate.

【0084】なお、上記の冷却材密度係数の比較値は燃
焼末期のものである。したがって、本実施例にによれ
ば、燃焼末期まで冷却材密度係数の低減効果を持続可能
であることが明らかである。
The above-mentioned comparative values of the coolant density coefficient are those at the end of combustion. Therefore, according to this example, it is apparent that the effect of reducing the coolant density coefficient can be maintained until the end of combustion.

【0085】第2実施例は、図2及び図3における、高
プルトニウム富化度燃料ペレット20及び低プルトニウ
ム富化度燃料ペレット21の各燃料のプルトニウム富化
度を同一にして、高プルトニウム富化度燃料ペレット2
0内を中実にし、低プルトニウム富化度燃料ペレット2
1内を中空にし、前者の燃料の量を後者のものより多く
した場合である。この場合は、第1実施例と同様の効果
が得られる。
In the second embodiment, the plutonium enrichment of each fuel of the high plutonium enriched fuel pellet 20 and the low plutonium enriched fuel pellet 21 in FIGS. Degree fuel pellet 2
Solid inside 0, low plutonium enriched fuel pellet 2
This is a case where the inside of 1 is made hollow and the amount of fuel of the former is made larger than that of the latter. In this case, the same effect as the first embodiment can be obtained.

【0086】第3実施例は、高プルトニウム富化度燃料
ペレット20及び低プルトニウム富化度燃料ペレット2
1の各燃料のプルトニウム富化度を同一にして、高プル
トニウム富化度燃料ペレット20内の燃料を高密度に
し、低プルトニウム富化度燃料ペレット21内の燃料を
低密度にした場合である。この場合も、第1実施例と同
様の効果が得られる。
The third embodiment is a high plutonium enriched fuel pellet 20 and a low plutonium enriched fuel pellet 2.
The fuel in the high plutonium enriched fuel pellets 20 has a high density, and the fuel in the low plutonium enriched fuel pellets 21 has a low density. Also in this case, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

【0087】第4実施例は、高プルトニウム富化度燃料
ペレット20を中実にし、低プルトニウム富化度燃料ペ
レット21内を中空にした場合である。この場合は、第
1実施例と第2実施例との各効果を相乗した効果が得ら
れる。
The fourth embodiment is a case where the high plutonium-rich fuel pellet 20 is made solid and the low plutonium-rich fuel pellet 21 is made hollow. In this case, the effects obtained by synergizing the effects of the first and second embodiments can be obtained.

【0088】第5実施例は、高プルトニウム富化度燃料
ペレット20内の燃料を高密度にし、低プルトニウム富
化度燃料ペレット21内の燃料を低密度にした場合であ
る。この場合は、第1実施例と第3実施例との各効果を
相乗した効果が得られる。
The fifth embodiment is a case where the fuel in the high plutonium-enriched fuel pellets 20 has a high density and the fuel in the low plutonium-enriched fuel pellets 21 has a low density. In this case, the effects obtained by synergizing the effects of the first and third embodiments can be obtained.

【0089】第6実施例は、高プルトニウム富化度燃料
ペレット20及び低プルトニウム富化度燃料ペレット2
1のプルトニウム富化度を同一にして、高プルトニウム
富化度燃料ペレット20内を中実にし、低プルトニウム
富化度燃料ペレット21内を中空にし、高プルトニウム
富化度燃料ペレット20内の燃料を高密度に、低プルト
ニウム富化度燃料ペレット21内の燃料を低密度にした
場合である。この場合は、第2実施例と第3実施例との
各効果を相乗した効果が得られる。
The sixth embodiment is a high plutonium enriched fuel pellet 20 and a low plutonium enriched fuel pellet 2.
The plutonium enrichment of 1 is the same, the inside of the high plutonium-rich fuel pellet 20 is solid, the inside of the low plutonium-rich fuel pellet 21 is hollow, and the fuel in the high plutonium-rich fuel pellet 20 is This is a case where the fuel in the low plutonium-rich fuel pellet 21 is made to have a high density and a low density. In this case, the effects obtained by synergizing the effects of the second and third embodiments can be obtained.

【0090】第7実施例は、高プルトニウム富化度燃料
ペレット20内を中実にし、低プルトニウム富化度燃料
ペレット21内を中空にし、高プルトニウム富化度燃料
ペレット20内の燃料を高密度に、低プルトニウム富化
度燃料ペレット21内の燃料を低密度にした場合であ
る。この場合は、第1実施例と第2実施例と第3実施例
との各効果を相乗した効果が得られる。
In the seventh embodiment, the inside of the high plutonium-rich fuel pellet 20 is made solid, the inside of the low plutonium-rich fuel pellet 21 is made hollow, and the fuel in the high plutonium-rich fuel pellet 20 is densely packed. In addition, the fuel in the low plutonium-rich fuel pellet 21 has a low density. In this case, the effects obtained by synergizing the effects of the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment can be obtained.

【0091】[0091]

【発明の効果】本発明によれば、高速増殖炉において、
炉心寸法に影響を与えることなく、燃焼末期まで安定し
た冷却材密度係数の低減効果が持続可能な燃料集合体を
提供することができる。
According to the present invention, in a fast breeder reactor,
It is possible to provide a fuel assembly in which the effect of stable reduction of the coolant density coefficient until the end of combustion is sustainable without affecting the core size.

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

【図1】本発明の一実施例の炉心領域の模式縦断面図で
ある。
FIG. 1 is a schematic vertical sectional view of a core region according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の炉心内側領域の燃料集合体の説明図であ
る。
2 is an explanatory view of a fuel assembly in a core inner region of FIG. 1. FIG.

【図3】図1の炉心外側領域の燃料集合体の説明図であ
る。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a fuel assembly in a core outer region of FIG. 1.

【図4】従来例の炉心領域の模式縦断面図である。FIG. 4 is a schematic vertical sectional view of a core region of a conventional example.

【図5】図4の炉心内側領域の燃料集合体の説明図であ
る。
5 is an explanatory diagram of a fuel assembly in a core inner region of FIG. 4. FIG.

【図6】図4の炉心外側領域の燃料集合体の説明図であ
る。
6 is an explanatory view of a fuel assembly in an area outside the core of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3…上部ブランケット燃料領域、6…ナトリウム層、7
…内部ブランケット燃料領域、8…高プルトニウム富化
度燃料領域、9…低プルトニウム富化度燃料領域、20
…高プルトニウム富化度燃料ペレット、21…低プルト
ニウム富化度燃料ペレット、25…炉心燃料領域、26
…炉心燃料ペレット。
3 ... Upper blanket fuel region, 6 ... Sodium layer, 7
... internal blanket fuel region, 8 ... high plutonium enriched fuel region, 9 ... low plutonium enriched fuel region, 20
... high plutonium enriched fuel pellets, 21 ... low plutonium enriched fuel pellets, 25 ... core fuel region, 26
… Core fuel pellets.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 十亀 求 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 金戸 邦和 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor, Satoshi Tokame 3-1-1, Saiwai-cho, Hitachi, Ibaraki Hitachi Ltd., Hitachi Works (72) Inventor, Kunikazu Kanade 3-chome, Saiwai-cho, Hitachi, Ibaraki No. 1 No. 1 Stock Company Hitachi Ltd. Hitachi factory

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 上部ブランケット燃料領域と炉心燃料領
域との間にナトリウム層を有し、前記炉心燃料領域の一
部が内部ブランケット燃料領域からなる高速増殖炉用燃
料集合体において、前記炉心燃料領域を上下2方向で上
部炉心燃料領域と下部炉心燃料領域とに2分し、前記上
部炉心燃料領域の燃料棒に高プルトニウム富化度の燃料
を装荷してある燃料ペレットを、前記下部炉心燃料領域
の燃料棒に低プルトニウム富化度の燃料を装荷してある
燃料ペレットを、それぞれ収納してあることを特徴とす
る高速増殖炉用燃料集合体。
1. A fast breeder reactor fuel assembly having a sodium layer between an upper blanket fuel region and a core fuel region, wherein a part of the core fuel region comprises an internal blanket fuel region, wherein the core fuel region Is divided into an upper core fuel region and a lower core fuel region in two vertical directions, and fuel pellets loaded with fuel of high plutonium enrichment on the fuel rods of the upper core fuel region are connected to the lower core fuel region. A fuel assembly for a fast breeder reactor, characterized in that fuel pellets in which the fuel of low plutonium enrichment is loaded in the fuel rods of 1.
【請求項2】 上部ブランケット燃料領域と炉心燃料領
域との間にナトリウム層を有し、前記炉心燃料領域の一
部が内部ブランケット燃料領域からなる高速増殖炉用燃
料集合体において、前記炉心燃料領域を上下2方向で上
部炉心燃料領域と下部炉心燃料領域とに2分し、前記上
部炉心燃料領域及び前記下部炉心燃料領域の各燃料棒の
燃料のプルトニウム富化度が同一で、前記上部炉心燃料
領域の前記燃料棒に中実の燃料ペレットを、前記下部炉
心燃料領域の前記燃料棒に中空の燃料ペレットを、それ
ぞれ収納してあり、前記上部炉心燃料領域の前記燃料棒
及び前記下部炉心燃料領域の前記燃料棒の各燃料ペレッ
トに装荷する前記プルトニウム富化度燃料の量に差異が
あることを特徴とする高速増殖炉用燃料集合体。
2. A fast breeder reactor fuel assembly having a sodium layer between an upper blanket fuel region and a core fuel region, wherein a part of the core fuel region comprises an internal blanket fuel region, wherein the core fuel region Is divided into an upper core fuel region and a lower core fuel region in two vertical directions, and the plutonium enrichment of fuel in each fuel rod of the upper core fuel region and the lower core fuel region is the same, and the upper core fuel region is Solid fuel pellets are housed in the fuel rods of the region, hollow fuel pellets are housed in the fuel rods of the lower core fuel region, respectively, and the fuel rods and the lower core fuel region of the upper core fuel region are accommodated. 2. A fuel assembly for a fast breeder reactor, characterized in that there is a difference in the amount of the plutonium-enriched fuel loaded on each fuel pellet of the fuel rod.
【請求項3】 上部ブランケット燃料領域と炉心燃料領
域との間にナトリウム層を有し、前記炉心燃料領域の一
部が内部ブランケット燃料領域からなる高速増殖炉用燃
料集合体において、前記炉心燃料領域を上下2方向で上
部炉心燃料領域と下部炉心燃料領域とに2分し、前記上
部炉心燃料領域及び前記下部炉心燃料領域の各燃料棒の
燃料のプルトニウム富化度が同一で、前記上部炉心燃料
領域の前記燃料棒に前記プルトニウム富化度燃料を高密
度に装荷した燃料ペレットを、前記下部炉心燃料領域の
前記燃料棒に前記プルトニウム富化度燃料を低密度に装
荷した燃料ペレットを、それぞれ収納してあることを特
徴とする高速増殖炉用燃料集合体。
3. A fast breeder reactor fuel assembly having a sodium layer between an upper blanket fuel region and a core fuel region, wherein a part of the core fuel region comprises an internal blanket fuel region. Is divided into an upper core fuel region and a lower core fuel region in two vertical directions, and the plutonium enrichment of fuel in each fuel rod of the upper core fuel region and the lower core fuel region is the same, and the upper core fuel region is A fuel pellet in which the plutonium-enriched fuel is loaded at high density on the fuel rods in the region, and a fuel pellet in which the plutonium-enriched fuel is loaded at low density in the fuel rods in the lower core fuel region are respectively stored. A fuel assembly for a fast breeder reactor characterized by being provided.
【請求項4】 上部ブランケット燃料領域と炉心燃料領
域との間にナトリウム層を有し、前記炉心燃料領域の一
部が内部ブランケット燃料領域からなる高速増殖炉用燃
料集合体において、前記炉心燃料領域を上下2方向で上
部炉心燃料領域と下部炉心燃料領域とに2分し、前記上
部炉心燃料領域の燃料棒に高プルトニウム富化度燃料を
装荷した中実の燃料ペレットを、前記下部炉心燃料領域
の燃料棒に低プルトニウム富化度燃料を装荷した中空の
燃料ペレットを、それぞれ収納してあることを特徴とす
る高速増殖炉用燃料集合体。
4. A fast breeder reactor fuel assembly having a sodium layer between an upper blanket fuel region and a core fuel region, wherein a part of said core fuel region comprises an internal blanket fuel region, wherein said core fuel region Is divided into an upper core fuel region and a lower core fuel region in two vertical directions, and solid fuel pellets loaded with high plutonium-enriched fuel on the fuel rods of the upper core fuel region are replaced by the lower core fuel region. A fuel assembly for a fast breeder reactor, characterized in that hollow fuel pellets loaded with a low plutonium enrichment fuel are stored in each of the fuel rods.
【請求項5】 上部ブランケット燃料領域と炉心燃料領
域との間にナトリウム層を有し、前記炉心燃料領域の一
部が内部ブランケット燃料領域からなる高速増殖炉用燃
料集合体において、前記炉心燃料領域を上下2方向で上
部炉心燃料領域と下部炉心燃料領域とに2分し、前記上
部炉心燃料領域の燃料棒に高プルトニウム富化度燃料を
高密度に装荷した燃料ペレットを、前記下部炉心燃料領
域の燃料棒に低プルトニウム富化度燃料を低密度に装荷
した燃料ペレットを、それぞれ収納してあることを特徴
とする高速増殖炉用燃料集合体。
5. A fuel assembly for a fast breeder reactor having a sodium layer between an upper blanket fuel region and a core fuel region, wherein a part of the core fuel region comprises an internal blanket fuel region, wherein the core fuel region Is divided into an upper core fuel region and a lower core fuel region in two vertical directions, and fuel pellets in which the fuel rods in the upper core fuel region are densely loaded with a high plutonium-enriched fuel are added to the lower core fuel region. A fuel assembly for a fast breeder reactor, characterized in that fuel pellets in which a low plutonium-enriched fuel is loaded at a low density in each of the fuel rods are stored.
【請求項6】 上部ブランケット燃料領域と炉心燃料領
域との間にナトリウム層を有し、前記炉心燃料領域の一
部が内部ブランケット燃料領域からなる高速増殖炉用燃
料集合体において、前記炉心燃料領域を上下2方向で上
部炉心燃料領域と下部炉心燃料領域とに2分し、前記上
部炉心燃料領域及び前記下部炉心燃料領域の各燃料のプ
ルトニウム富化度が同一で、前記上部炉心燃料領域の燃
料棒に高密度の前記プルトニウム富化度燃料を装荷した
中実の燃料ペレットを、前記下部炉心燃料領域の燃料棒
に低密度の前記プルトニウム富化度燃料を装荷した中空
の燃料ペレットを、それぞれ収納してあることを特徴と
する高速増殖炉用燃料集合体。
6. A fast breeder reactor fuel assembly having a sodium layer between an upper blanket fuel region and a core fuel region, wherein a part of said core fuel region comprises an internal blanket fuel region, wherein said core fuel region Is divided into an upper core fuel region and a lower core fuel region in two vertical directions, and the plutonium enrichment of each fuel in the upper core fuel region and the lower core fuel region is the same, and the fuel in the upper core fuel region is A solid fuel pellet loaded with the high density plutonium-enriched fuel in a rod and a hollow fuel pellet loaded with the low density plutonium-enriched fuel in the fuel rod in the lower core fuel region are respectively stored. A fuel assembly for a fast breeder reactor characterized by being provided.
【請求項7】 上部ブランケット燃料領域と炉心燃料領
域との間にナトリウム層を有し、前記炉心燃料領域の一
部が内部ブランケット燃料領域からなる高速増殖炉用燃
料集合体において、前記炉心燃料領域を上下2方向で上
部炉心燃料領域と下部炉心燃料領域とに2分し、前記上
部炉心燃料領域の燃料棒に高密度の高プルトニウム富化
度燃料を装荷した中実の燃料ペレットを、前記下部炉心
燃料領域の燃料棒に低密度の低プルトニウム富化度燃料
を装荷した中空の燃料ペレットを、それぞれ収納してあ
ることを特徴とする高速増殖炉用燃料集合体。
7. A fast breeder reactor fuel assembly having a sodium layer between an upper blanket fuel region and a core fuel region, wherein a part of said core fuel region comprises an internal blanket fuel region, wherein said core fuel region Is divided into an upper core fuel region and a lower core fuel region in two vertical directions, and solid fuel pellets loaded with high density high plutonium-enriched fuel are loaded on the fuel rods of the upper core fuel region. A fuel assembly for a fast breeder reactor, characterized in that hollow fuel pellets loaded with low-density low-plutonium-enriched fuel are housed in the fuel rods in the core fuel region, respectively.
JP4104282A 1992-04-23 1992-04-23 Fuel assembly for fast breeder Pending JPH05297170A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4104282A JPH05297170A (en) 1992-04-23 1992-04-23 Fuel assembly for fast breeder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4104282A JPH05297170A (en) 1992-04-23 1992-04-23 Fuel assembly for fast breeder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05297170A true JPH05297170A (en) 1993-11-12

Family

ID=14376576

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4104282A Pending JPH05297170A (en) 1992-04-23 1992-04-23 Fuel assembly for fast breeder

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05297170A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111783031A (en) * 2020-05-15 2020-10-16 中国核电工程有限公司 Method for rapidly determining neutron multiplication leakage factor suitable for uranium plutonium solution system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111783031A (en) * 2020-05-15 2020-10-16 中国核电工程有限公司 Method for rapidly determining neutron multiplication leakage factor suitable for uranium plutonium solution system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4994233A (en) Fuel rod with axial regions of annular and standard fuel pellets
US4587089A (en) Fuel assembly for boiling water reactor
JP7011542B2 (en) Fast reactor core
JPH05297170A (en) Fuel assembly for fast breeder
JP3067291B2 (en) Reactor fuel assembly
JP2565861B2 (en) Fuel assembly for boiling water reactor
EP0613152A1 (en) Mid-enrichment axial blanket for a nuclear reactor fuel rod
JP3514869B2 (en) Fuel assemblies for boiling water reactors
JPS62194494A (en) Fuel aggregate
JPS6319032B2 (en)
JP3070756B2 (en) Fuel assembly
JPS62200290A (en) Control rod for nuclear reactor
JP3031644B2 (en) Fuel assemblies and cores
JPH02271294A (en) Reactor core of fast breeder reactor
JP4351798B2 (en) Fuel assemblies and reactors
JP2610254B2 (en) Boiling water reactor
JPS581396B2 (en) Nuclear fuel assembly for boiling water reactor
JP2519686B2 (en) Fuel assembly
JP3501406B2 (en) Fuel assembly
JP2022185700A (en) Fuel assembly, and reactor core of fast reactor
JP2024076565A (en) Fast reactor fuel assemblies and fast reactor cores
JP2024007691A (en) Reactor core of fast reactor
JP2000329884A (en) Plutonium burnup type fast reactor
JPH07111468B2 (en) Fuel assembly for nuclear reactor
JPH065319B2 (en) Reactor fuel assembly