JPH07209465A - 沸騰水型原子炉の取替炉心の燃料装荷方法及び沸騰水型原子炉の取替炉心 - Google Patents
沸騰水型原子炉の取替炉心の燃料装荷方法及び沸騰水型原子炉の取替炉心Info
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- JPH07209465A JPH07209465A JP6021804A JP2180494A JPH07209465A JP H07209465 A JPH07209465 A JP H07209465A JP 6021804 A JP6021804 A JP 6021804A JP 2180494 A JP2180494 A JP 2180494A JP H07209465 A JPH07209465 A JP H07209465A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 取替炉心の設計に際して、例えば軸方向出力
分布が容易に最適化できて、柔軟性に富み、且つ、経済
性のよい沸騰水型原子炉を提供することができる取替炉
心の燃料装荷方法及び沸騰水型原子炉の取替炉心を得
る。 【構成】 沸騰水型原子炉中の燃焼の進んだ燃料集合体
の取替燃料として装荷される新燃料集合体として、互い
に軸方向の上下で反応度特性が異なる少くとも2種類の
新燃料集合体を予め用意し、燃焼の進んだ燃料集合体を
取出して新燃料集合体を分散して装荷する際に、前記少
くとも2種類の新燃料集合体を、予め定められた炉内軸
方向出力分布を得るように配置するものである。
分布が容易に最適化できて、柔軟性に富み、且つ、経済
性のよい沸騰水型原子炉を提供することができる取替炉
心の燃料装荷方法及び沸騰水型原子炉の取替炉心を得
る。 【構成】 沸騰水型原子炉中の燃焼の進んだ燃料集合体
の取替燃料として装荷される新燃料集合体として、互い
に軸方向の上下で反応度特性が異なる少くとも2種類の
新燃料集合体を予め用意し、燃焼の進んだ燃料集合体を
取出して新燃料集合体を分散して装荷する際に、前記少
くとも2種類の新燃料集合体を、予め定められた炉内軸
方向出力分布を得るように配置するものである。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、取替炉心の燃料装荷に
際して、軸方向出力分布を容易に最適化できる沸騰水型
原子炉の取替炉心の燃料装荷方法及び沸騰水型原子炉の
取替炉心に関するものである。
際して、軸方向出力分布を容易に最適化できる沸騰水型
原子炉の取替炉心の燃料装荷方法及び沸騰水型原子炉の
取替炉心に関するものである。
【0002】
【従来の技術】沸騰水型原子炉炉心では、標準的に1サ
イクル毎に約1/4炉心分の燃料が交換される。燃料交
換では、燃焼の進んだ燃料を取出し、新燃料は出力分布
を平坦とするため炉内に分散して装荷する。
イクル毎に約1/4炉心分の燃料が交換される。燃料交
換では、燃焼の進んだ燃料を取出し、新燃料は出力分布
を平坦とするため炉内に分散して装荷する。
【0003】ところで、取替炉心において、軸方向出力
分布を最適化することは、経済性と運転余裕の観点から
重要な要素である。従来は、軸方向出力分布の調整は、
運転中の制御棒挿入深さの調整により行うことが多かっ
た。
分布を最適化することは、経済性と運転余裕の観点から
重要な要素である。従来は、軸方向出力分布の調整は、
運転中の制御棒挿入深さの調整により行うことが多かっ
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、運転中
の制御棒操作は、原子炉の稼動率の低下と運転員の負担
の増大を招く。また、取替炉心の際、原子炉の運転期間
即ち、サイクル長さの変動に対し、軸方向出力分布を容
易に最適化できる取替炉心用の燃料集合体は少ない。
の制御棒操作は、原子炉の稼動率の低下と運転員の負担
の増大を招く。また、取替炉心の際、原子炉の運転期間
即ち、サイクル長さの変動に対し、軸方向出力分布を容
易に最適化できる取替炉心用の燃料集合体は少ない。
【0005】本発明は、取替炉心の設計に際して、例え
ば軸方向出力分布が容易に最適化できて、柔軟性に富
み、且つ、経済性のよい沸騰水型原子炉を提供すること
ができる取替炉心の燃料装荷方法及び沸騰水型原子炉の
取替炉心を得ることを目的とする。更には、柔軟に出力
分布を平坦化させる等、望みのままの炉内軸方向出力分
布を得ることができ、従来からある燃料集合体に特別な
設計的な変更を加えずとも利用でき、また、経済性のよ
い沸騰水型原子炉を得る等の望みのままの炉内軸方向出
力分布を有した取替炉心を得ることを目的とする。
ば軸方向出力分布が容易に最適化できて、柔軟性に富
み、且つ、経済性のよい沸騰水型原子炉を提供すること
ができる取替炉心の燃料装荷方法及び沸騰水型原子炉の
取替炉心を得ることを目的とする。更には、柔軟に出力
分布を平坦化させる等、望みのままの炉内軸方向出力分
布を得ることができ、従来からある燃料集合体に特別な
設計的な変更を加えずとも利用でき、また、経済性のよ
い沸騰水型原子炉を得る等の望みのままの炉内軸方向出
力分布を有した取替炉心を得ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本請求項1に記載の発明
に係る沸騰水型原子炉の取替炉心の燃料装荷方法では、
沸騰水型原子炉中の燃焼の進んだ燃料集合体の取替燃料
として装荷される新燃料集合体として、互いに軸方向の
上下で反応度特性が異なる少くとも2種類の新燃料集合
体を予め用意し、燃焼の進んだ燃料集合体を取出して新
燃料集合体を分散して装荷する際に、前記少くとも2種
類の新燃料集合体を、予め定められた炉内軸方向出力分
布を得るように配置する方法である。
に係る沸騰水型原子炉の取替炉心の燃料装荷方法では、
沸騰水型原子炉中の燃焼の進んだ燃料集合体の取替燃料
として装荷される新燃料集合体として、互いに軸方向の
上下で反応度特性が異なる少くとも2種類の新燃料集合
体を予め用意し、燃焼の進んだ燃料集合体を取出して新
燃料集合体を分散して装荷する際に、前記少くとも2種
類の新燃料集合体を、予め定められた炉内軸方向出力分
布を得るように配置する方法である。
【0007】また、本請求項2に記載の発明に係る沸騰
水型原子炉の取替炉心の燃料装荷方法では、請求項1に
記載の少くとも2種類の新燃料集合体は、互いに軸方向
の上下で可燃性毒物の含有量が異なるものを含むもので
ある。
水型原子炉の取替炉心の燃料装荷方法では、請求項1に
記載の少くとも2種類の新燃料集合体は、互いに軸方向
の上下で可燃性毒物の含有量が異なるものを含むもので
ある。
【0008】更に、本請求項3に記載の発明に係る沸騰
水型原子炉の取替炉心の燃料装荷方法では、請求項1に
記載の少くとも2種類の燃料集合体は、燃料有効長下か
ら略6/24〜16/24の範囲に設定された中央境界
の上側の領域と中央境界の下側の領域とで、互いに反応
度特性が異なるものである。
水型原子炉の取替炉心の燃料装荷方法では、請求項1に
記載の少くとも2種類の燃料集合体は、燃料有効長下か
ら略6/24〜16/24の範囲に設定された中央境界
の上側の領域と中央境界の下側の領域とで、互いに反応
度特性が異なるものである。
【0009】また、本請求項4に記載の発明に係る沸騰
水型原子炉の取替炉心の燃料装荷方法では、請求項3に
記載の少くとも2種類の燃料集合体は、前記中央境界の
上側の領域の該中央境界から燃料有効長上端までの略2
/3の上部領域と、前記中央境界の下側の領域の該中央
境界から燃料有効長下端までの略2/3の下部領域と
で、互いに反応度特性が異なるものである。
水型原子炉の取替炉心の燃料装荷方法では、請求項3に
記載の少くとも2種類の燃料集合体は、前記中央境界の
上側の領域の該中央境界から燃料有効長上端までの略2
/3の上部領域と、前記中央境界の下側の領域の該中央
境界から燃料有効長下端までの略2/3の下部領域と
で、互いに反応度特性が異なるものである。
【0010】更に、本請求項5に記載の発明に係る沸騰
水型原子炉の取替炉心では、請求項1〜4の何れかに記
載の取替炉心の燃料装荷方法によって、前記少くとも2
種類の新燃料集合体を分散装荷してなるものである。
水型原子炉の取替炉心では、請求項1〜4の何れかに記
載の取替炉心の燃料装荷方法によって、前記少くとも2
種類の新燃料集合体を分散装荷してなるものである。
【0011】
【作用】本発明においては、沸騰水型原子炉中の燃焼の
進んだ燃料集合体の取替燃料として装荷される新燃料集
合体として、互いに軸方向の上下で反応度特性が異なる
少くとも2種類の新燃料集合体を予め用意し、燃焼の進
んだ燃料集合体を取出して新燃料集合体を分散して装荷
する際に、前記少くとも2種類の新燃料集合体を、予め
定められた炉内軸方向出力分布を得るように配置する方
法であるため、取替炉心の設計に際し柔軟性に富み、且
つ、経済性のよい沸騰水型原子炉を提供することができ
る。
進んだ燃料集合体の取替燃料として装荷される新燃料集
合体として、互いに軸方向の上下で反応度特性が異なる
少くとも2種類の新燃料集合体を予め用意し、燃焼の進
んだ燃料集合体を取出して新燃料集合体を分散して装荷
する際に、前記少くとも2種類の新燃料集合体を、予め
定められた炉内軸方向出力分布を得るように配置する方
法であるため、取替炉心の設計に際し柔軟性に富み、且
つ、経済性のよい沸騰水型原子炉を提供することができ
る。
【0012】即ち、取替炉心は沸騰水型では1サイクル
運転後、通常、炉心の約1/4の燃料集合体を新燃料集
合体と交換するが、この交換される約1/4の新燃料集
合体として、互いに軸方向の上下で反応度特性が異なる
少くとも2種類の新燃料集合体を予め用意し、通常の燃
料交換と同様に炉内へ分散させて装荷させることによ
り、柔軟に出力分布を平坦化させる等、望みのままの炉
内軸方向出力分布を得ることができる。
運転後、通常、炉心の約1/4の燃料集合体を新燃料集
合体と交換するが、この交換される約1/4の新燃料集
合体として、互いに軸方向の上下で反応度特性が異なる
少くとも2種類の新燃料集合体を予め用意し、通常の燃
料交換と同様に炉内へ分散させて装荷させることによ
り、柔軟に出力分布を平坦化させる等、望みのままの炉
内軸方向出力分布を得ることができる。
【0013】従って、取替炉心に応じて柔軟に新燃料集
合体を分散して装荷する際に、前記少くとも2種類の新
燃料集合体を、予め定められた炉内軸方向出力分布を得
るように配置することにより、経済性のよい沸騰水型原
子炉を得る等の望みのままの炉内軸方向出力分布を有し
た炉心を得ることができる。
合体を分散して装荷する際に、前記少くとも2種類の新
燃料集合体を、予め定められた炉内軸方向出力分布を得
るように配置することにより、経済性のよい沸騰水型原
子炉を得る等の望みのままの炉内軸方向出力分布を有し
た炉心を得ることができる。
【0014】具体的な互いに軸方向の上下で反応度特性
が異なる少くとも2種類の新燃料集合体としては、互い
に軸方向の上下で可燃性毒物の含有量が異なる燃料集合
体を用いることができる。この互いに軸方向の上下で可
燃性毒物の含有量が異なる燃料集合体を用いることによ
り、従来からある燃料集合体の外形等に特別な設計的な
変更を加えずとも利用できる利点を有する。
が異なる少くとも2種類の新燃料集合体としては、互い
に軸方向の上下で可燃性毒物の含有量が異なる燃料集合
体を用いることができる。この互いに軸方向の上下で可
燃性毒物の含有量が異なる燃料集合体を用いることによ
り、従来からある燃料集合体の外形等に特別な設計的な
変更を加えずとも利用できる利点を有する。
【0015】また、具体的な互いに軸方向の上下で反応
度特性が異なる少くとも2種類の燃料集合体としては、
燃料有効長下から略6/24〜16/24の範囲に設定
された中央境界の上側の領域と中央境界の下側の領域と
で、互いに反応度特性が異なる燃料集合体も用いること
ができる。この燃料集合体も従来からある燃料集合体の
外形等に特別な設計的な変更を加えずとも利用できる利
点を有する。
度特性が異なる少くとも2種類の燃料集合体としては、
燃料有効長下から略6/24〜16/24の範囲に設定
された中央境界の上側の領域と中央境界の下側の領域と
で、互いに反応度特性が異なる燃料集合体も用いること
ができる。この燃料集合体も従来からある燃料集合体の
外形等に特別な設計的な変更を加えずとも利用できる利
点を有する。
【0016】ここで新燃料集合体として、中央境界を燃
料有効長下からおおよそ6/24〜16/24の範囲に
設定し、これを上下の領域に分けた理由は、燃料の上下
端部近傍は、中性子漏洩の低減や炉停止特性の改善など
の別の目的で濃縮度や可燃性毒物の調整が行われる領域
であり、この燃料の上下端部近傍を除く領域に対して、
後述する上部,下部領域のとり方と関係して有効な中央
境界として設定するためである。
料有効長下からおおよそ6/24〜16/24の範囲に
設定し、これを上下の領域に分けた理由は、燃料の上下
端部近傍は、中性子漏洩の低減や炉停止特性の改善など
の別の目的で濃縮度や可燃性毒物の調整が行われる領域
であり、この燃料の上下端部近傍を除く領域に対して、
後述する上部,下部領域のとり方と関係して有効な中央
境界として設定するためである。
【0017】即ち、設定されたおよそ6/24〜16/
24の範囲は、上部,下部領域の中央境界として有効に
作用する範囲である。一方、この範囲を超えた場合に
は、通称「シャットダウン・ゾーン(shutdown zone)
(例えば、図5における上部3.0G(濃度3.0wt%のガドリ
ニア)の領域)」と呼ばれる領域(即ち、ガドリニアの
残留を減らすためにその濃度を薄くした領域)や燃料の
最上下部の天然ウラン部(例えば、図5における 0.71%
の領域)を侵し、このシャットダウン・ゾーンや天然ウ
ラン部と混同される。従って、本発明では中央境界を燃
料有効長下からおおよそ6/24〜16/24の範囲に
設定し、これを上下の領域に分けたものである。
24の範囲は、上部,下部領域の中央境界として有効に
作用する範囲である。一方、この範囲を超えた場合に
は、通称「シャットダウン・ゾーン(shutdown zone)
(例えば、図5における上部3.0G(濃度3.0wt%のガドリ
ニア)の領域)」と呼ばれる領域(即ち、ガドリニアの
残留を減らすためにその濃度を薄くした領域)や燃料の
最上下部の天然ウラン部(例えば、図5における 0.71%
の領域)を侵し、このシャットダウン・ゾーンや天然ウ
ラン部と混同される。従って、本発明では中央境界を燃
料有効長下からおおよそ6/24〜16/24の範囲に
設定し、これを上下の領域に分けたものである。
【0018】更に具体的なこの新燃料集合体としては、
前記中央境界の上側の領域の該中央境界から燃料有効長
上端までの略2/3の上部領域と、前記中央境界の下側
の領域の該中央境界から燃料有効長下端までの略2/3
の下部領域とで、互いに反応度特性が異なるものであ
る。
前記中央境界の上側の領域の該中央境界から燃料有効長
上端までの略2/3の上部領域と、前記中央境界の下側
の領域の該中央境界から燃料有効長下端までの略2/3
の下部領域とで、互いに反応度特性が異なるものであ
る。
【0019】また、ここで新燃料集合体として、上部領
域を中央境界の上側の領域の該中央境界から燃料有効長
上端までの略2/3の領域、及び、下部領域を中央境界
の下側の領域の該中央境界から燃料有効長下端までの略
2/3の領域とした理由は、前述と同様に、燃料の上下
端部近傍は、中性子漏洩の低減或いは、炉停止特性の改
善などの別の目的で濃度や可燃性毒物の調整が行われる
からである。従って、各略2/3の領域を外れた場合に
は、シャットダウン・ゾーンや天然ウラン部の領域を侵
すことになる。
域を中央境界の上側の領域の該中央境界から燃料有効長
上端までの略2/3の領域、及び、下部領域を中央境界
の下側の領域の該中央境界から燃料有効長下端までの略
2/3の領域とした理由は、前述と同様に、燃料の上下
端部近傍は、中性子漏洩の低減或いは、炉停止特性の改
善などの別の目的で濃度や可燃性毒物の調整が行われる
からである。従って、各略2/3の領域を外れた場合に
は、シャットダウン・ゾーンや天然ウラン部の領域を侵
すことになる。
【0020】尚、これら上部領域,下部領域,中央境界
は、具体的には、図8に図示した通りである。 ・上部領域:中央境界より上部側で、且つ境界より有効
長上端までの略2/3の領域。 ・下部領域:中央境界より下部側で、且つ境界より有効
長下端までの略2/3の領域。
は、具体的には、図8に図示した通りである。 ・上部領域:中央境界より上部側で、且つ境界より有効
長上端までの略2/3の領域。 ・下部領域:中央境界より下部側で、且つ境界より有効
長下端までの略2/3の領域。
【0021】尚、本発明で用いる新燃料集合体として、
具体的に軸方向の反応度特性を相違させた燃料集合体を
用いた場合には、その燃料集合体は、互いに核分裂性物
質の集合体内配置は同じであるか、もしくは、燃料棒内
濃縮度配置が異なっていても、各断面の平均濃縮度がほ
ぼ同じとする。何故ならば、濃縮度を異ならせた場合に
は、濃縮ウランの量が両燃料で(タイプIとIIとの間
で)異なってしまい、ウラン手配の観点から両タイプの
燃料を予め用意するのが難しくなる。従って、濃縮度を
パラメータから除き、ガドリニアのみで反応度を異なら
せる。
具体的に軸方向の反応度特性を相違させた燃料集合体を
用いた場合には、その燃料集合体は、互いに核分裂性物
質の集合体内配置は同じであるか、もしくは、燃料棒内
濃縮度配置が異なっていても、各断面の平均濃縮度がほ
ぼ同じとする。何故ならば、濃縮度を異ならせた場合に
は、濃縮ウランの量が両燃料で(タイプIとIIとの間
で)異なってしまい、ウラン手配の観点から両タイプの
燃料を予め用意するのが難しくなる。従って、濃縮度を
パラメータから除き、ガドリニアのみで反応度を異なら
せる。
【0022】更に、本発明における燃料集合体は軸方向
の反応度特性を相違させたものであるため、下部領域が
上部領域よりも反応度が低いI型のものと、逆に上部領
域が下部領域よりも反応度が低いII型のものとがある。
即ち、 (上部領域)≧(下部領域) (タイプI) …
(1) (上部領域)≦(下部領域) (タイプII) …
(2) の2タイプの燃料集合体がある。ここで、(1) 及び(2)
式の不等号のうち、共に等号である場合は除くものとす
る。
の反応度特性を相違させたものであるため、下部領域が
上部領域よりも反応度が低いI型のものと、逆に上部領
域が下部領域よりも反応度が低いII型のものとがある。
即ち、 (上部領域)≧(下部領域) (タイプI) …
(1) (上部領域)≦(下部領域) (タイプII) …
(2) の2タイプの燃料集合体がある。ここで、(1) 及び(2)
式の不等号のうち、共に等号である場合は除くものとす
る。
【0023】従って、上述の燃料集合体は、例えば、下
部領域の方が上部領域に比べて可燃性毒物の少ない燃料
集合体では、他の種類の燃料に比べて下部領域の反応度
が高いII型の燃料集合体となり、下部ピーキングを生じ
易い特徴がある。逆に上部領域の方が下部領域に比べて
可燃性毒物の少ない燃料集合体では、他の種類の燃料に
比べて上部領域の反応度が高いI型となる。
部領域の方が上部領域に比べて可燃性毒物の少ない燃料
集合体では、他の種類の燃料に比べて下部領域の反応度
が高いII型の燃料集合体となり、下部ピーキングを生じ
易い特徴がある。逆に上部領域の方が下部領域に比べて
可燃性毒物の少ない燃料集合体では、他の種類の燃料に
比べて上部領域の反応度が高いI型となる。
【0024】本発明では、取替炉心作業に際し、これら
の燃料集合体を予め用意しておけば、この集合体の炉内
への装荷位置及び装荷比率を変えることにより、炉心内
の軸方向出力分布を所望の出力分布とすることができ
る。また、これによって得られた炉心は、経済性のよい
沸騰水型原子炉を得る等の望みのままの炉内軸方向出力
分布を有した取替炉心を得ることができる。
の燃料集合体を予め用意しておけば、この集合体の炉内
への装荷位置及び装荷比率を変えることにより、炉心内
の軸方向出力分布を所望の出力分布とすることができ
る。また、これによって得られた炉心は、経済性のよい
沸騰水型原子炉を得る等の望みのままの炉内軸方向出力
分布を有した取替炉心を得ることができる。
【0025】
【実施例】図1は本発明の取替炉心の燃料装荷方法の一
実施例の構成を示す沸騰水型燃料集合体の断面配置を示
す説明図である。図中の各スプリット中の数値等は図2
の燃料棒のタイプの数値に対応する。尚、図1のWはウ
ォータロッドである。図2は図1で使用する燃料棒の軸
方向組成を示す説明図である。図において、εは核分裂
性物質の濃縮度(ε1 >ε2 >ε3 …)、gは可燃性毒
物の濃度(g1 >g2 >g3 …)を表わす。
実施例の構成を示す沸騰水型燃料集合体の断面配置を示
す説明図である。図中の各スプリット中の数値等は図2
の燃料棒のタイプの数値に対応する。尚、図1のWはウ
ォータロッドである。図2は図1で使用する燃料棒の軸
方向組成を示す説明図である。図において、εは核分裂
性物質の濃縮度(ε1 >ε2 >ε3 …)、gは可燃性毒
物の濃度(g1 >g2 >g3 …)を表わす。
【0026】図2のa図〜c図は、可燃性毒物の構成の
みが異なっており、a図はタイプI,b図はタイプII,
c図はタイプI,II以外の上下均等のタイプである。図
2において中央境界は第7ノードと8ノードの間に設定
している。a図とb図とに示した燃料棒1〜G2は、上
部領域(8〜19ノード)又は下部領域(4〜7ノー
ド)において互いに可燃性毒物の含有量が異なる。
みが異なっており、a図はタイプI,b図はタイプII,
c図はタイプI,II以外の上下均等のタイプである。図
2において中央境界は第7ノードと8ノードの間に設定
している。a図とb図とに示した燃料棒1〜G2は、上
部領域(8〜19ノード)又は下部領域(4〜7ノー
ド)において互いに可燃性毒物の含有量が異なる。
【0027】従って、図2のa図に示した燃料棒1〜G
2を図1に示した燃料集合体の配置に従って装荷した集
合体では、下部領域の可燃性毒物の含有量(濃度×燃料
棒本数の和)が多くなるため、b,cの集合体と比べ
て、上部領域の反応度が高くなる。
2を図1に示した燃料集合体の配置に従って装荷した集
合体では、下部領域の可燃性毒物の含有量(濃度×燃料
棒本数の和)が多くなるため、b,cの集合体と比べ
て、上部領域の反応度が高くなる。
【0028】一方、b図に示した燃料棒1〜G2を装荷
した集合体では、上部領域の可燃性毒物の含有量(濃度
×燃料棒本数の和)が多くなるため、a,cの集合体と
比べて下部領域の反応度が高くなる。更に、c図に示し
た燃料棒1〜G2は、上部領域と下部領域の可燃性毒物
の含有量が等しいものである。
した集合体では、上部領域の可燃性毒物の含有量(濃度
×燃料棒本数の和)が多くなるため、a,cの集合体と
比べて下部領域の反応度が高くなる。更に、c図に示し
た燃料棒1〜G2は、上部領域と下部領域の可燃性毒物
の含有量が等しいものである。
【0029】図3は取替燃料として全炉心の1/4に図
2のa図とb図の燃料集合体を用いた時のサイクル初期
における炉心平均軸方向出力分布図である。図3に示す
ように、図2のa図の燃料集合体のみを取替燃料とした
場合は、軸方向出力分布は平坦に、また図2のb図の燃
料集合体のみを用いると下部ピークが強調される。
2のa図とb図の燃料集合体を用いた時のサイクル初期
における炉心平均軸方向出力分布図である。図3に示す
ように、図2のa図の燃料集合体のみを取替燃料とした
場合は、軸方向出力分布は平坦に、また図2のb図の燃
料集合体のみを用いると下部ピークが強調される。
【0030】このように複数種の燃料集合体の装荷比率
を変えるだけで制御棒の挿入量とは無関係に、予め出力
運転中の軸方向出力分布を自由に調整できることがわか
る。尚、本実施例である図1及び図2では、(a) 〜(c)
でG2燃料の毒物の濃度は一定(=g2 )であるが、こ
れにこだわる必要はない。また、予め用意する燃料種
は、(a) 〜(c) のように3種類と決まっているわけでは
なく、(a) (b) のみの2種類としてもよいし、4種以上
とすることも構わない。
を変えるだけで制御棒の挿入量とは無関係に、予め出力
運転中の軸方向出力分布を自由に調整できることがわか
る。尚、本実施例である図1及び図2では、(a) 〜(c)
でG2燃料の毒物の濃度は一定(=g2 )であるが、こ
れにこだわる必要はない。また、予め用意する燃料種
は、(a) 〜(c) のように3種類と決まっているわけでは
なく、(a) (b) のみの2種類としてもよいし、4種以上
とすることも構わない。
【0031】図4は本発明の取替炉心の燃料装荷方法の
別の実施例の構成を示す沸騰水型燃料集合体Aの断面配
置を示す説明図である。図5は図4で使用する燃料棒の
軸方向組成を示す説明図である。図6は更に別の実施例
の構成を示す沸騰水型燃料集合体Bの断面配置を示す説
明図である。図7は図6で使用する燃料棒の軸方向組成
を示す説明図である。
別の実施例の構成を示す沸騰水型燃料集合体Aの断面配
置を示す説明図である。図5は図4で使用する燃料棒の
軸方向組成を示す説明図である。図6は更に別の実施例
の構成を示す沸騰水型燃料集合体Bの断面配置を示す説
明図である。図7は図6で使用する燃料棒の軸方向組成
を示す説明図である。
【0032】図4及び図6の断面スプリットA,Bは、
濃縮度配置が若干異なるが、断面平均濃縮度は同一であ
る。AとBとは、可燃性毒物を有する燃料棒の種類が異
なる(G3があるかないか)。従って、AはBよりG3
だけ反応度抑制効果が大きい。また、Aについては、図
5に示す通り、a図,b図,c図、Bについては、図7
に示す通り、a図,b図,c図を実施例として取り上げ
た。尚、図5及び図7において、a図はタイプI,b図
はタイプII,c図はタイプI,II以外のタイプである。
濃縮度配置が若干異なるが、断面平均濃縮度は同一であ
る。AとBとは、可燃性毒物を有する燃料棒の種類が異
なる(G3があるかないか)。従って、AはBよりG3
だけ反応度抑制効果が大きい。また、Aについては、図
5に示す通り、a図,b図,c図、Bについては、図7
に示す通り、a図,b図,c図を実施例として取り上げ
た。尚、図5及び図7において、a図はタイプI,b図
はタイプII,c図はタイプI,II以外のタイプである。
【0033】以上のように、各実施例では、a図,b
図,c図の新燃料集合体うち、何れかの2種類又はそれ
以上を予め備えておき、取替炉心作業の際に、単独又は
組み合わせて使用することによって出力分布を平坦化す
ることができる。
図,c図の新燃料集合体うち、何れかの2種類又はそれ
以上を予め備えておき、取替炉心作業の際に、単独又は
組み合わせて使用することによって出力分布を平坦化す
ることができる。
【0034】尚、AとBとを各々含む組み合わせで備え
た場合には、これらの燃料の装荷比率の変更は、軸方向
分布の成型のみならず、径方向分布の最適化や、炉心の
余剰反応度の調整も可能となる。例えば、Aのb図,B
のa図との組み合わせは、上述の要求を同時に満たすの
に適する。また、本実施例では軸方向の毒物含有量の違
いは、本数としているが、もちろん濃度をパラメータに
加えることもよい。更に、本実施例では軸方向の核分裂
性物質の濃縮度差については、特に制約はない。
た場合には、これらの燃料の装荷比率の変更は、軸方向
分布の成型のみならず、径方向分布の最適化や、炉心の
余剰反応度の調整も可能となる。例えば、Aのb図,B
のa図との組み合わせは、上述の要求を同時に満たすの
に適する。また、本実施例では軸方向の毒物含有量の違
いは、本数としているが、もちろん濃度をパラメータに
加えることもよい。更に、本実施例では軸方向の核分裂
性物質の濃縮度差については、特に制約はない。
【0035】ここで、原子炉の軸方向出力分布は、熱的
運転余裕と経済性に大きく関係する。つまり、下部ピー
ク運転は炉心のボイド率を高め、スペクトルを硬くし、
プルトニウムの蓄積を促し、サイクル末期でこのプルト
ニウムを燃焼させることで、経済性向上に繋がる。一
方、軸方向下部ピークの増大は、線出力密度の増大に通
じるなど熱的運転余裕を小さくする。
運転余裕と経済性に大きく関係する。つまり、下部ピー
ク運転は炉心のボイド率を高め、スペクトルを硬くし、
プルトニウムの蓄積を促し、サイクル末期でこのプルト
ニウムを燃焼させることで、経済性向上に繋がる。一
方、軸方向下部ピークの増大は、線出力密度の増大に通
じるなど熱的運転余裕を小さくする。
【0036】このように、従来は軸方向出力分布の調整
は、運転中の制御棒挿入深さの調整により行うことが多
かったが、取替炉心において軸方向出力分布を最適化す
ることは、経済性と運転余裕の観点から重要な要素であ
る。本発明によれば、取替炉心に際し、本発明の燃料集
合体を予め複数種用意しておけば、これらの集合体の装
荷比率を変えるだけで、軸方向出力分布を自由に調整で
きる。
は、運転中の制御棒挿入深さの調整により行うことが多
かったが、取替炉心において軸方向出力分布を最適化す
ることは、経済性と運転余裕の観点から重要な要素であ
る。本発明によれば、取替炉心に際し、本発明の燃料集
合体を予め複数種用意しておけば、これらの集合体の装
荷比率を変えるだけで、軸方向出力分布を自由に調整で
きる。
【0037】このように装荷する新燃料集合体の種類を
変えるだけで、容易且つ詳細に軸方向出力分布の最適化
を図ることができるため、原子炉の運転期間の変動(計
画内外に係らず)に対して柔軟性が増すと共に通常多く
の作業時間を要する燃料装荷配置に関する設計作業は大
幅に軽減される。更に、軸方向出力分布の最適化によ
り、運転中の制御棒操作を軽減することができ、この結
果、運転員の負担が低減すると共に原子炉の稼動率が向
上する。
変えるだけで、容易且つ詳細に軸方向出力分布の最適化
を図ることができるため、原子炉の運転期間の変動(計
画内外に係らず)に対して柔軟性が増すと共に通常多く
の作業時間を要する燃料装荷配置に関する設計作業は大
幅に軽減される。更に、軸方向出力分布の最適化によ
り、運転中の制御棒操作を軽減することができ、この結
果、運転員の負担が低減すると共に原子炉の稼動率が向
上する。
【0038】以上のように、本発明では、前述の下部領
域が上部領域よりも反応度が低いI型のものと、逆に上
部領域が下部領域よりも反応度が低いII型のものとの2
種類の新燃料集合体を予め用意し、燃焼の進んだ燃料集
合体を取出して新燃料集合体を分散して装荷する際に、
前記少くとも2種類の新燃料集合体を、予め定められた
炉内軸方向出力分布を得るように、即ち、軸方向分布の
成型や、径方向分布の最適化や、炉心の余剰反応度の調
整などによって燃料の装荷比率を変更して、所望の炉内
軸方向出力分布となるように配置するものである。
域が上部領域よりも反応度が低いI型のものと、逆に上
部領域が下部領域よりも反応度が低いII型のものとの2
種類の新燃料集合体を予め用意し、燃焼の進んだ燃料集
合体を取出して新燃料集合体を分散して装荷する際に、
前記少くとも2種類の新燃料集合体を、予め定められた
炉内軸方向出力分布を得るように、即ち、軸方向分布の
成型や、径方向分布の最適化や、炉心の余剰反応度の調
整などによって燃料の装荷比率を変更して、所望の炉内
軸方向出力分布となるように配置するものである。
【0039】これによって、取替炉心作業に際し、これ
らの燃料集合体を予め用意しておけば、この集合体の炉
内への装荷位置及び装荷比率を変えることにより、軸方
向出力分布を自由に調整することができるという効果が
ある。また、サイクル長さが変わった場合でも、取替炉
心設計の柔軟性が増すと共に、燃料装荷配置の設計作業
が大幅に軽減される等の効果がある。
らの燃料集合体を予め用意しておけば、この集合体の炉
内への装荷位置及び装荷比率を変えることにより、軸方
向出力分布を自由に調整することができるという効果が
ある。また、サイクル長さが変わった場合でも、取替炉
心設計の柔軟性が増すと共に、燃料装荷配置の設計作業
が大幅に軽減される等の効果がある。
【0040】
【発明の効果】本発明は以上説明したとおり、取替炉心
作業に際し、これらの燃料集合体を予め用意しておけ
ば、例えば軸方向出力分布が容易に最適化できて、柔軟
性に富み、且つ、経済性のよい沸騰水型原子炉を提供す
ることができる。更には、柔軟に出力分布を平坦化させ
る等、望みのままの炉内軸方向出力分布を得ることがで
き、従来からある燃料集合体に特別な設計的な変更を加
えずとも利用でき、また、経済性のよい沸騰水型原子炉
を得る等の望みのままの炉内軸方向出力分布を有した取
替炉心を得ることができるという効果がある。
作業に際し、これらの燃料集合体を予め用意しておけ
ば、例えば軸方向出力分布が容易に最適化できて、柔軟
性に富み、且つ、経済性のよい沸騰水型原子炉を提供す
ることができる。更には、柔軟に出力分布を平坦化させ
る等、望みのままの炉内軸方向出力分布を得ることがで
き、従来からある燃料集合体に特別な設計的な変更を加
えずとも利用でき、また、経済性のよい沸騰水型原子炉
を得る等の望みのままの炉内軸方向出力分布を有した取
替炉心を得ることができるという効果がある。
【図1】本発明の取替炉心の燃料装荷方法の一実施例の
構成を示す沸騰水型燃料集合体の断面配置を示す説明図
である。
構成を示す沸騰水型燃料集合体の断面配置を示す説明図
である。
【図2】図1で使用する燃料棒の軸方向組成を示す説明
図である。
図である。
【図3】取替燃料として全炉心の1/4に図2のa図と
b図の燃料集合体を用いた時のサイクル初期における炉
心平均軸方向出力分布図である。
b図の燃料集合体を用いた時のサイクル初期における炉
心平均軸方向出力分布図である。
【図4】本発明の取替炉心の燃料装荷方法の別の実施例
の構成を示す沸騰水型燃料集合体Aの断面配置を示す説
明図である。
の構成を示す沸騰水型燃料集合体Aの断面配置を示す説
明図である。
【図5】図4で使用する燃料棒の軸方向組成を示す説明
図である。
図である。
【図6】更に別の実施例の構成を示す沸騰水型燃料集合
体Bの断面配置を示す説明図である。
体Bの断面配置を示す説明図である。
【図7】図6で使用する燃料棒の軸方向組成を示す説明
図である。
図である。
【図8】本発明における上部領域,下部領域,中央境界
の定義を示す説明図である。
の定義を示す説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G21C 3/326 GDB G21C 3/30 GDB Y
Claims (5)
- 【請求項1】 沸騰水型原子炉中の燃焼の進んだ燃料集
合体の取替燃料として装荷される新燃料集合体として、
互いに軸方向の上下で反応度特性が異なる少くとも2種
類の新燃料集合体を予め用意し、 燃焼の進んだ燃料集合体を取出して新燃料集合体を分散
して装荷する際に、前記少くとも2種類の新燃料集合体
を、予め定められた炉内軸方向出力分布を得るように配
置することを特徴とする沸騰水型原子炉の取替炉心の燃
料装荷方法。 - 【請求項2】 前記少くとも2種類の新燃料集合体は、
互いに軸方向の上下で可燃性毒物の含有量が異なるもの
を含むことを特徴とする請求項1に記載の沸騰水型原子
炉の取替炉心の燃料装荷方法。 - 【請求項3】 前記少くとも2種類の燃料集合体は、燃
料有効長下から略6/24〜16/24の範囲に設定さ
れた中央境界の上側の領域と中央境界の下側の領域と
で、互いに反応度特性が異なることを特徴とする請求項
1に記載の沸騰水型原子炉の取替炉心の燃料装荷方法。 - 【請求項4】 前記少くとも2種類の燃料集合体は、前
記中央境界の上側の領域の該中央境界から燃料有効長上
端までの略2/3の上部領域と、前記中央境界の下側の
領域の該中央境界から燃料有効長下端までの略2/3の
下部領域とで、互いに反応度特性が異なることを特徴と
する請求項3に記載の沸騰水型原子炉の取替炉心の燃料
装荷方法。 - 【請求項5】 請求項1〜4の何れかに記載の取替炉心
の燃料装荷方法によって、前記少くとも2種類の新燃料
集合体を分散装荷してなる沸騰水型原子炉の取替炉心。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6021804A JPH07209465A (ja) | 1994-01-24 | 1994-01-24 | 沸騰水型原子炉の取替炉心の燃料装荷方法及び沸騰水型原子炉の取替炉心 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6021804A JPH07209465A (ja) | 1994-01-24 | 1994-01-24 | 沸騰水型原子炉の取替炉心の燃料装荷方法及び沸騰水型原子炉の取替炉心 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07209465A true JPH07209465A (ja) | 1995-08-11 |
Family
ID=12065248
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6021804A Withdrawn JPH07209465A (ja) | 1994-01-24 | 1994-01-24 | 沸騰水型原子炉の取替炉心の燃料装荷方法及び沸騰水型原子炉の取替炉心 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07209465A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009156628A (ja) * | 2007-12-25 | 2009-07-16 | Global Nuclear Fuel-Japan Co Ltd | 核燃料集合体 |
JP2016138767A (ja) * | 2015-01-26 | 2016-08-04 | 原子燃料工業株式会社 | 燃料集合体及び原子炉炉心 |
JP2017156291A (ja) * | 2016-03-04 | 2017-09-07 | 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 | 燃料集合体及びそれを装荷する炉心 |
-
1994
- 1994-01-24 JP JP6021804A patent/JPH07209465A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009156628A (ja) * | 2007-12-25 | 2009-07-16 | Global Nuclear Fuel-Japan Co Ltd | 核燃料集合体 |
JP2016138767A (ja) * | 2015-01-26 | 2016-08-04 | 原子燃料工業株式会社 | 燃料集合体及び原子炉炉心 |
JP2017156291A (ja) * | 2016-03-04 | 2017-09-07 | 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 | 燃料集合体及びそれを装荷する炉心 |
WO2017149864A1 (ja) * | 2016-03-04 | 2017-09-08 | 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 | 燃料集合体及びそれを装荷する炉心 |
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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: 20010403 |