JPH0644055B2

JPH0644055B2 - 沸騰水型原子炉の炉心構造および燃料装荷方法

Info

Publication number: JPH0644055B2
Application number: JP60048860A
Authority: JP
Inventors: 貴顕時田; 通裕小沢; 光也中村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-03-12
Filing date: 1985-03-12
Publication date: 1994-06-08
Anticipated expiration: 2009-06-08
Also published as: JPS61207985A

Description

騰水型原子炉の燃料装荷方法。【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は原子炉、さらに詳細には、沸騰水型原子炉の炉
心構造および燃料装荷方法の改良に関するものである。

〔発明の背景〕

沸騰水型原子炉の単位格子セルは、第２図に符号ａで示
す１本の制御棒と、それを囲む４体の燃料集合体ｂとか
らなり、上記した単位格子セルを多数配置して炉心を構
成する。

沸騰水型原子炉において、最初の出力運転時の炉心、す
なわち初装荷炉心には、ウラン２３５平均濃縮度の等し
い１種類の燃料集合体を装荷することが従来一般におこ
なわれている。また、燃料交換に際しては、１サイクル
終了ごとに全燃料集合体の１／３〜１／４の燃料集合体
を取り出し、これらと新燃料集合体とを交換するように
しており、したがつて各燃料集合体は、最長３〜４サイ
クルにわたつて使用できるよう、その濃縮度があらかじ
め設定されている。

しかしながら、上記した従来一般に採用の沸騰水型原子
炉にあつては、出力運転の初期サイクル終了時、いまだ
十分に燃焼の進んでいないウラン２３５残留量の高い燃
料集合体を炉心から取り出すことになり、経済的に不利
であつた。

このため、平均濃縮度の異なる多種類の燃料集合体を組
み合せて初装荷炉心を構成し、１サイクル終了ごとに濃
縮度が最も低くなつた燃料集合体を順次炉心から取り出
し、これらと新燃料集合体とを交換することにより、燃
料集合体を十分に燃焼させて、燃料経済性の向上化をは
かる試みがなされており、燃料経済性の向上化をはかる
べく開発された沸騰水型原子炉の炉心は、たとえば特開
昭５７−8486号公報、同５８−63887号公報、同５８−2
23092号公報、さらには同５９−15888号公報などにみる
ことができる。

ところで、出力運転の各サイクル終了後、炉心に新しく
装荷される燃料集合体は「取替燃料集合体」と呼ばれ、
取替燃料集合体を数サイクルにわたつて継続的に装荷し
た炉心は、その炉心全体の燃料成分がほとんど一定の状
態に達したサイクルで、全サイクルを通して熱特性が変
らず、安定したサイクルとなり、これは「平衡サイク
ル」と呼ばれ、平衡サイクルとなつた炉心を「平衡炉
心」と呼ぶ。

しかしながら、燃料集合体の平均濃縮度を単に複数種類
にしただけでは、平均濃縮度の異なる燃料集合体相互間
における無限増倍率の差が大きくなり、出力のミスマツ
チが大きくなる。特に、炉心半径の小さな原子炉では、
炉心表面からの中性子漏洩が大きく、炉心半径方向の出
力分布が大きく変化し、燃料集合体の最大出力、すなわ
ちチヤンネル出力ピーキングが炉心内部で大きくなる。
したがつて、燃料集合体の平均濃縮度を複数種類とした
沸騰水型原子炉において、その燃料集合体の平均濃縮度
を多種類とした場合、既述した出力ミスマツチは顕著と
なり、炉心内部でのチヤンネル出力ピーキング、すなわ
ち燃料集合体の最大出力はさらに大きくなり、その結
果、最高線出力密度が増加したり、最小限出力比が減少
するなど、いわゆる炉心の熱的余裕が減少する問題があ
る。

〔発明の目的〕

本発明は、上記した従来技術の問題点を解決すべく、種
々検討を重ねた結果なされたものであって、その目的と
するところは、全サイクルを通してのチャンネル出力ピ
ーキングを低く抑える構造の沸騰水型原子炉の炉心構
造、および全サイクルを通してのチャンネル出力ピーキ
ングを低く抑えることに加えて、さらに初装荷炉心から
平衡炉心への移行をスムーズにおこなうことのできる沸
騰水型原子炉の燃料装荷方法を提供しようとするもので
ある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため、本発明は、濃縮度の最も高い
高濃縮度燃料集合体と濃縮度の最も低い低濃縮度燃料集
合体と、上記高濃縮度燃料集合体よりは濃縮度が低くか
つ上記低濃縮度燃料集合体よりは濃縮度が高い中濃縮度
燃料集合体の少なくとも３種類以上の濃縮度の異なる複
数の燃料集合体により構成され、１サイクルごとに濃縮
度の低い燃料集合体から順次新燃料集合体と交換する沸
騰水型原子炉の炉心構造において、初装荷される上記炉
心の最外周部に位置して、上記中濃縮度燃料集合体を配
置してなることを第１の特徴とするものである。

また、本発明は、濃縮度の最も高い高濃縮度燃料集合体
と濃縮度の最も低い低濃縮度燃料集合体と、上記高濃縮
度燃料集合体よりは濃縮度が低くかつ上記低濃縮度燃料
集合体よりは濃縮度が高い中濃縮度燃料集合体の少なく
とも３種類以上の濃縮度の異なる複数の燃料集合体を炉
心に装荷し、１サイクル終了ごとに濃縮度の低い燃料集
合体から順次新燃料集合体と交換する沸騰水型原子炉の
燃料装荷方法において、初装荷される上記炉心の最外周
部に位置して、炉心の平均濃縮度とほぼ等しい濃縮度を
有する中濃縮度燃料集合体を配置し、かつ１サイクル終
了ごとに濃縮度の低い燃料集合体から順次新燃料集合体
と交換するに際し、各サイクル終了時点で取り出される
燃料集合体の体数をほぼ同数とすることを第２の特徴と
するものである。

〔発明の実施例〕以下、本発明を、第１図の一実施例にもとづいて説明す
ると、同図は８００ＭＷｅ級沸騰水型原子炉の１／４炉
心を示した平面図である。

第１図中、ａは断面十字形の制御棒を示し、制御棒ａの
周囲には、それぞれ４体の燃料集合体ｂが装荷され、１
本の制御棒ａと、それを囲む４体の燃料集合体ｂとによ
り単位格子セルが構成され、この単位格子セルを多数配
置して炉心が構成される。制御棒ａは、出力運転中に炉
心に挿入され、炉心の反応度を調整する調整棒１ａと、
出力運転中は炉心から引抜かれ、炉心停止時にのみ炉心
に挿入される安全棒２ａとからなる。燃料集合体ｂの平
均濃縮度は、第１図の実施例の場合３種類に分類されて
いる。第１図中、燃料集合体ｂを示す正方形の枠の中に
付されている数字は、各燃料集合体ｂの属する群の番号
である。すなわち、符号１で示される燃料集合体は高濃
縮度燃料集合体で、初装荷炉心において、高濃縮度燃料
集合体１の平均濃縮度は、取替燃料集合体の平均濃縮度
と同じくたとえば約3.0重量％とし、体数は１７２体で
ある。また、符号２および２１で示される燃料集合体は
中濃縮度燃料集合体で、初装荷炉心において、中濃縮度
燃料集合体２および２１の平均濃縮度は約2.2重量％で
あつて、炉心平均濃縮度とほぼ等しく、炉心最外周部に
配置される中濃縮度燃料集合体２１の体数は７６本、そ
の他の中濃縮度燃料集合体２の体数は１５６本である。
さらに、符号３および３１で示される燃料集合体は低濃
縮度燃料集合体で、初装荷炉心において、低濃縮度燃料
集合体３および３１の平均濃縮度は1.3重量％とし、低
濃縮度燃料集合体３および３１の体数は合計で１５６体
である。しかして、低濃縮度燃料集合体３および３１の
うち、その一方の低濃縮度燃料集合体３１は、出力運転
中に炉心に挿入される各制御棒（調整棒）１ａの周囲に
４体ずつ装荷される。

上記した初装荷炉心の構成において、第１サイクル目の
出力運転が終了すると、第１図に符号３および３１で示
す低濃縮度燃料集合体１５６体を取り出し、そり代り
に、平均濃縮度が約3.0重量％の高濃縮度燃料集合体を
取替燃料集合体として装荷するものであつて、このと
き、必要に応じて燃料配置の交換（シヤツフリング）を
おこなう。第２サイクル目の出力運転終了時には、炉心
最外周部に配置されている中濃縮度燃料集合体２１を除
く炉心内部配置の中濃縮度燃料集合体２が１５６体取出
され、その代りに、平均濃縮度が約3.0％の取替燃料集
合体が装荷される。なお、上記した第２サイクル目の出
力運転終了時に炉心最外周部に配置されている中濃縮度
燃料集合体２１を取り出さない理由は以下のとおりであ
る。すなわち、炉心最外周部にあつては、炉心表面から
の中性子漏洩が大きく、炉心最外周部に配置されている
中濃縮度燃料集合体２１の燃焼は、炉心中央部に配置さ
れている中濃縮度燃料集合体２に比べて半分程度しか進
まない。したがつて、濃縮度を同じくする炉心内部の中
濃縮度燃料集合体２と炉心最外周部の中濃縮度燃料集合
体２１とは、その一方の燃料集合体２１を他方の燃料集
合体２よりも遅れて取替燃料集合体と交換することによ
り、炉心最外周部に装荷されている中濃縮度燃料集合体
２１を十分に燃焼させることができる。しかして、実施
例においては、第３サイクル目の出力運転終了時、残り
の７６体の中濃縮度燃料集合体２１と、８０体の高濃縮
度燃料集合体１との合計１５６体が取出され、その代り
に、平均濃縮度が約3.0重量％の取替燃料集合体が装荷
される。

ここで、上記実施例に示す低・中・高濃縮度燃料集合体
の取出時期と体数とを第１表に示す。

また、第３図に本発明による沸騰水型原子炉のサイクル
増分燃焼度−余剰反応度特性線図を示す。

さらに、第５図に本発明による沸騰水型原子炉の燃焼度
−チヤンネル出力ピーキング特性線図を示し、第５図に
示す燃焼度−チヤンネル出力ピーキング特性は第１サイ
クル目のものである。

第１表から明らかなように、各サイクル末における燃料
集合体は、常にウラン２３５残留量の少ない燃料集合体
から取出され、炉心に装荷される全ての燃料集合体を十
分に燃焼させることができるため、その燃料経済性は高
い。また、第３図に示すサイクル増分燃焼度−余剰反応
度特性線図からも明らかなように、第１サイクル目は起
動試験期間分だけサイクル増分燃焼度が大きくなるが、
各サイクル間の余剰反応度変化は小さく、第３サイクル
以降における余剰反応度の燃焼度変化は同一となり、炉
心は平衡となつていることが判る。このように、炉心が
速やかに平衡に収束するのは、第１表に示すように、第
１サイクル以降の各サイクルにおける燃料集合体の取替
体数が同一となつているためであつて、第５図に示す燃
焼度−チヤンネル出力ピーキング特性線図からも明らか
なように、本発明における燃焼度変化は第１サイクル目
から小さく、きわめて平坦である。さらに、既述した第
３図の説明からも明らかなように、本発明においては、
各サイクル間の余剰反応度変化が小さく、平坦であるた
め、出力運転中に炉心に挿入される断面十字形の制御棒
（調整棒）１ａの周囲に第１図に示すごとく、常に低濃
縮度燃料集合体３１を４体装荷しておけば、上記した４
体の低濃縮度燃料集合体３１によつて囲まれた調整棒１
ａのみをもつて炉内の燃焼度を調整することができ、第
１サイクル目から制御棒パターン交換を不要とした単一
パターン運転を可能とすることができる。

第４図は燃料集合体の濃縮度を１種類とした従来一般に
採用の沸騰水型原子炉のサイクル増分燃焼度−余剰反応
度特性線図を示し、同図からも明らかなように、各サイ
クル間の余剰反応度変化は大きく、炉心が平衡になるの
が難しいことが判る。なお、計算によれば、従来一般に
採用の沸騰水型原子炉の初装荷炉心にあつては、その平
均取出燃焼度が約１７ＧＷｄ／ｔであるのに対し、本発
明においては、初装荷炉心全体の平均濃縮度を従来と同
一とした場合、その平均取出燃焼度は約２１ＧＷｄ／ｔ
となり、従来に比べて約２３％程度燃焼度を増加できる
ことが確認された。

なお、本発明の先行技術として先に挙げた特開昭５８−
223092号公報には、炉心に初装荷される燃料集合体の平
均濃縮度をＮ群に分け、第ｉ群（１≦ｉ≦Ｎ−１）に属
する燃料集合体を第ｉサイクル終了後に取り出す技術が
開示されているが、特開昭５８−223092号公報の記載に
よれば、各群に属する低・中・高濃縮度燃料集合体の取
出時期と体数との関係は、第２表に示すごときものとな
る。

第２表から明らかなように、特開昭５８−223092号公報
に示される沸騰水型原子炉の炉心にあつては、ｉ群の燃
料集合体数と、第ｉサイクル終了後に取出される燃料集
合体の体数とが一致しており、本発明とは全く別異のも
のであつて、上記特開昭５８−223092号公報に示されて
いる燃料装荷方法によれば、第２表から、第１サイクル
終了時と第２サイクル終了時とに取出される燃料集合体
の体数が大幅に異なるので、炉心が速やかに平衡に移行
するのが難しい。これに対し、本発明方法にあっては、
各サイクル終了時に取り出される燃料集合体の体数を同
一あるいはほぼ同数とすることにより、平衡炉心への移
行を速やかにおこなうことができる。

ところで、上記説明においては、初装荷される炉心の最
外周部に位置して、炉心の平均濃縮度とほぼ等しい濃縮
度を有する中濃縮度燃料集合体を配置することについて
触れたが、これによれば、全サイクルを通してのチヤン
ネル出力ピーキングを低く抑えることができるものであ
り、その理由を下記する。

第６図は燃料集合体の平均濃縮度を３種類とした沸騰水
型原子炉の燃焼度−無限増倍率特性線図である。

第６図において、ＢＯＣはサイクル初期（Beginning of
Cycle）の略、ＥＯＣはサイクル末期（End of Cycle）
の略である。

燃料集合体の平均濃縮度を３種類とした初装荷炉心にお
いて、高濃縮度燃料集合体には、過剰な反応を抑制して
炉停止の余裕を確保するために、各燃料集合体内に６〜
８本のガドリニア入り燃料棒が配置される。そして、上
記した高濃縮度燃料集合体の無限増倍率は、第６図に符
号イで示すように、燃焼度０で最も低い値を示すが、そ
の後は、ガドリニアの燃焼により漸増し、ＥＯＣ１付近
でほぼ最大となる。これに対し、炉心の平均濃縮度とほ
ぼ等しい濃縮度を有する中濃縮度燃料集合体には、各燃
料集合体内に３〜４本のガドリニア入り燃料棒が配置さ
れる。そして、上記した中濃縮度燃料集合体の無限増倍
率は、第６図に符号ロで示すように、燃焼を通じてほぼ
平坦であり、燃焼変化が小さい。一方、低濃縮度燃料集
合体にガドリニア入り燃料棒は配置されておらず、その
無限増倍率は、第６図に符号ハで示すように、燃焼が進
むにつれて単調に減少する。このように、各燃料集合体
の無限増倍率はガドリニアの有無に影響され、必ずしも
燃料濃縮度に比例するというものではなく、第６図にお
いて、燃焼度０では、高濃縮度燃料集合体よりも低濃縮
度燃料集合体の方が無限増倍率が大きい。したがつて、
燃焼により無限増倍率が増加する高濃縮度燃料集合体
と、燃焼により無限増倍率が減少する低濃縮度燃料集合
体と、燃焼による無限増倍率の変化が小さい中濃縮度燃
料集合体とを均一に炉心に装荷することにより、燃焼を
通じての炉心全体の無限増倍率（または余剰反応度）の
燃焼変化を小さくし、これを平坦化することができるも
のであつて、上記したごとき無限増倍率特性を有する複
数の燃料集合体を装荷した炉心において、炉心最外周部
に低濃縮度燃料集合体を配置する技術は特開昭５７−84
86号公報、同５８−60285号公報、さらには同５８−638
87号公報に示されており、また炉心最外周部に高濃縮度
燃料集合体を配置する技術は特開昭５９−15888号公報
に示されているが、本発明にあつては、炉心最外周部に
中濃縮度燃料集合体を配置するものであり、上記した２
列とは全く異なる。

炉心最外周部に高濃縮度燃料集合体、中濃縮度燃料集合
体、低濃縮度燃料集合体をそれぞれ配置した場合におけ
る炉心特性の違いを、第７図ないし第９図にもとづいて
説明する。

第７図(a)〜(c)は燃料集合体の平均濃縮度を異にする沸
騰水型原子炉の炉心内部と炉心最外周部とにおける燃焼
度−平均無限増倍率特性線図を示し、第７図(a)は炉心
最外周部に高濃縮度燃料集合体を配置した場合の燃焼度
−平均無限増倍率特性を、第７図(b)は炉心最外周部に
中濃縮度燃料集合体を配置した場合の燃焼度−平均無限
増倍率特性を、第７図(c)は炉心最外周部に低濃縮度燃
料集合体を配置した場合の燃焼度−平均無限増倍率特性
を示している。

第８図(a)〜(c)はそれぞれ第７図(a)〜(c)に対応する沸
騰水型原子炉の炉心半径−相対出力特性線図を示し、第
８図(a)は炉心最外周部に高濃縮度燃料集合体を配置し
た場合の炉心半径−相対出力特性を、第８図(b)は炉心
最外周部に中濃縮度燃料集合体を配置した場合の炉心半
径−相対出力特性を、第８図(c)は炉心最外周部に低濃
縮度燃料集合体を配置した場合の炉心半径−相対出力特
性を示している。

第９図(a)〜(c)はそれぞれ第７図および第８図の(a)〜
(c)に対応する沸騰水型原子炉の燃焼度−出力ピーキン
グ特性線図を示し、第９図(a)は炉心最外周部に高濃縮
度燃料集合体を配置した場合の燃焼度−出力ピーキング
特性を、第９図(b)は炉心最外周部に中濃縮度燃料集合
体を配置した場合の燃焼度−出力ピーキング特性を、第
９図(c)は炉心最外周部に低濃縮度燃料集合体を配置し
た場合の燃焼度−出力ピーキング特性を示している。

第７図(a)に示すように、炉心最外周部に高濃縮度燃料
集合体を配置した場合、この炉心最外周部の平均無限増
倍率Ｋ▲^Ｐ _∞▼は、燃焼につれて増加する。これに対
し、炉心内部には、高・中・低濃縮度の３種類の燃料集
合体が均一に装荷されているため、その平均無限増倍率
Ｋ▲^Ｃ _∞▼の燃焼による変化は小さく、平坦である。し
たがつて、ＢＯＣでの無限増倍率は炉心内部で高く、上
記とは反対に、ＥＯＣでの無限増倍率は炉心最外周部で
高くなり、ＢＯＣとＥＯＣにおける炉心半径方向の相対
出力を比較すると、第８図(a)に示すように、ＢＯＣで
は炉心内部の出力が高くなるが、ＥＯＣでは炉心最外周
部での出力が高くなり、炉心内部の出力が減少する。こ
れを換言すると、炉心の最大出力を示す出力ピーキング
は、第９図(a)に示すように、ＢＯＣで高く、ＥＯＣで
は低くなり、燃焼による出力ピーキングの変動が大き
い。しかして、出力ピーキングの燃焼変化が大きい場合
は、出力運転中の制御棒パターンを調整してその出力ピ
ーキングを小さくする必要があり、原子炉運転が複雑と
なる。

これに対し、第７図(b)に示すように、炉心最外周部に
中濃縮度燃料集合体を配置した場合、この炉心最外周部
の平均無限増倍率Ｋ▲^Ｐ _∞▼は、燃焼を通じての変化が
小さい。したがつて、ＢＯＣとＥＯＣとにおける炉心半
径方向の相対出力を比較すると、第８図(b)に示すよう
にほぼ一致するため、その出力ピーキングの変動は、第
９図(b)に示すように、燃焼を通じてほとんど変化がな
く、出力ピーキングの値も小さい。

一方、第７図(c)に示すように、炉心最外周部に低濃縮
度燃料集合体を配置した場合、この炉心最外周部の平均
無限増倍率Ｋ▲^Ｐ _∞▼は、燃焼により大きく変化するの
で、第８図(c)に示すように、ＢＯＣとＥＯＣとにおけ
る炉心半径方向の相対出力は大きく変化し、したがつて
第９図(c)に示すように、ＢＯＣとＥＯＣとでの出力ピ
ーキングの変動も大きくなる。

以上のことから、出力ピーキングの燃焼変化をできるだ
け小さくし、かつその値を小さく維持するためには、炉
心最外周部に中濃縮度燃料集合体を装荷するのがよいこ
とが判る。

第３表は同一濃縮度の燃料集合体を炉心内部と炉心最外
周部とに配置した場合における第２サイクル末期および
第３サイクル末期の燃焼度を比較して示したものであ
る。

炉心最外周部にあつては、炉心表面からの中性子漏洩が
大きく、したがつて炉心最外周部に配置されている中濃
縮度燃料集合体の燃焼は、炉心内部に配置されている中
濃縮度燃料集合体に比べて半分程度しか進まない。これ
を第３表に示されている燃料集合体について検討してみ
ると、第２サイクル末期における炉心内部の燃料集合体
平均燃焼度は約２０ＧＷｄ／ｔであるのに対し、炉心最
外周部のそれは約１０ＧＷｄ／ｔであり、また第３サイ
クル末期における炉心内部の燃料集合体平均燃焼度は約
２６ＧＷｄ／ｔであるのに対し、炉心最外周部のそれは
約１６ＧＷｄ／ｔである。したがつて、炉心最外周部に
配置されている燃料集合体を、炉心内部に配置されてい
る燃料集合体と同じ時期に取り出すと、いまだ十分に燃
焼していない炉心最外周部の燃料集合体を早期のうちに
取り出すことになり、不経済である。

このようなことから、炉心内部に配置されている燃料集
合体よりも、炉心最外周部に配置されている燃料集合体
を炉内に長く滞在させることにより、炉心最外周部配置
の燃料集合体を十分に燃焼させることができ、燃料経済
性に寄与する。

本例では、集合体濃縮度３種類の場合について示した
が、集合体濃縮度が４種類以上の場合には、炉心最外周
部に最高濃縮度燃料集合体と最低濃縮度燃料集合体を除
く中間濃縮度燃料集合体を配置することにより本例と同
様の効果を得られる。

〔発明の効果〕

本発明は以上のごときであり、図示実施例の説明からも
明らかなように、本発明によれば、全サイクルを通して
のチャンネル出力ピーキングを低く抑える構造の沸騰水
型原子炉の炉心構造、および全サイクルを通してのチャ
ンネル出力ピーキングを低く抑えることに加えて、さら
に初装荷炉心から平衡炉心への移行をスムーズにおこな
うことのできる沸騰水型原子炉の燃料装荷方法を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る沸騰水型原子炉の一実施例を示す
１／４炉心の平面図、第２図は沸騰水型原子炉の炉心を
構成する単位格子セルの平面図、第３図は本発明による
沸騰水型原子炉のサイクル増分燃焼度−余剰反応度特性
線図、第４図は燃料集合体の濃縮度を１種類とした従来
一般に採用の沸騰水型原子炉のサイクル増分燃焼度−余
剰反応度特性線図、第５図は本発明による沸騰水型原子
炉の燃焼度−チヤンネル出力ピーキング特性線図、第６
図は燃料集合体の平均濃縮度を３種類とした沸騰水型原
子炉の燃焼度−無限増倍率特性線図、第７図(a)〜(c)は
燃料集合体の平均濃縮度を異にする沸騰水型原子炉の炉
心内部と炉心外周部とにおける燃焼度−平均無限増倍率
特性線図を示し、第７図(a)は炉心最外周部に高濃縮度
燃料集合体を配置した場合の燃焼度−平均無限増倍率特
性線図、第７図(b)は炉心最外周部に中濃縮度燃料集合
体を配置した場合の燃焼度−平均無限増倍率特性線図、
第７図(c)は炉心最外周部に低濃縮度燃料集合体を配置
した場合の燃焼度−平均無限増倍率特性線図、第８図
(a)〜(c)はそれぞれ第７図(a)〜(c)に対応する沸騰水型
原子炉の炉心半径−相対出力特性線図を示し、第８図
(a)は炉心最外周部に高濃縮度燃料集合体を配置した場
合の炉心半径−相対出力特性線図、第８図(b)は炉心最
外周部に中濃縮度燃料集合体を配置した場合の炉心半径
−相対出力特性線図、第８図(c)は炉心最外周部に低濃
縮度燃料集合体を配置した場合の炉心半径−相対出力特
性線図、第９図(a)〜(c)はそれぞれ第７図および第８図
の(a)〜(c)に対応する沸騰水型原子炉の燃焼度−出力ピ
ーキング特性線図を示し、第９図(a)は炉心最外周部に
高濃縮度燃料集合体を配置した場合の燃焼度−出力ピー
キング特性線図、第９図(b)は炉心最外周部に中濃縮度
燃料集合体を配置した場合の燃焼度−出力ピーキング特
性線図、第９図(c)は炉心最外周部に低濃縮度燃料集合
体を配置した場合の燃焼度−出力ピーキング特性線図で
ある。ａ…制御棒、１ａ…制御棒（調整棒）、２ａ…制御棒
（安全棒）、ｂ…燃料集合体。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】濃縮度の最も高い高濃縮度燃料集合体と濃
縮度の最も低い低濃縮度燃料集合体と、上記高濃縮度燃
料集合体よりは濃縮度が低くかつ上記低濃縮度燃料集合
体よりは濃縮度が高い中濃縮度燃料集合体の少なくとも
３種類以上の濃縮度の異なる複数の燃料集合体により構
成され、１サイクルごとに濃縮度の低い燃料集合体から
順次新燃料集合体と交換する沸騰水型原子炉の炉心構造
において、初装荷される上記炉心の最外周部に位置し
て、上記中濃縮度燃料集合体を配置してなることを特徴
とする沸騰水型原子炉の炉心構造。
【請求項２】特許請求の範囲第１項記載において、前記
中濃縮度燃料集合体の濃縮度は、炉心の平均濃縮度にほ
ぼ等しい沸騰水型原子炉の炉心構造。
【請求項３】濃縮度の最も高い高濃縮度燃料集合体と濃
縮度の最も低い低濃縮度燃料集合体と、上記高濃縮度燃
料集合体よりは濃縮度が低くかつ上記低濃縮度燃料集合
体よりは濃縮度が高い中濃縮度燃料集合体の少なくとも
３種類以上の濃縮度の異なる複数の燃料集合体を炉心に
装荷し、１サイクル終了ごとに濃縮度の低い燃料集合体
から順次新燃料集合体と交換する沸騰水型原子炉の燃料
装荷方法において、初装荷される上記炉心の最外周部に
位置して、炉心の平均濃縮度とほぼ等しい濃縮度を有す
る中濃縮度燃料集合体を配置し、かつ１サイクル終了ご
とに濃縮度の低い燃料集合体から順次新燃料集合体と交
換するに際し、各サイクル終了時点で取り出される燃料
集合体の体数をほぼ同数とすることを特徴とする沸騰水
型原子炉の燃料装荷方法。
【請求項４】特許請求の範囲第３項記載において、濃縮
度をほぼ等しくする炉心内部の中濃縮度燃料集合体と炉
心最外周部の中濃縮度燃料集合体とは、炉心最外周部に
装荷されている中濃縮度燃料集合体の方が炉心内部に装
荷されている中濃縮度燃料集合体よりも遅れて新燃料集
合体と交換される沸騰水型原子炉の燃料装荷方法。
【請求項５】特許請求の範囲第３項または第４項記載に
おいて、出力運転中に炉心に挿入される断面十字形制御
棒の周囲には、炉内に装荷される燃料集合体のうち、濃
縮度の最も低い低濃縮度燃料集合体が常に装荷される沸