JPH11153681A - Fuel assembly and core of reactor - Google Patents

Fuel assembly and core of reactor

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Publication number
JPH11153681A
JPH11153681A JP9320789A JP32078997A JPH11153681A JP H11153681 A JPH11153681 A JP H11153681A JP 9320789 A JP9320789 A JP 9320789A JP 32078997 A JP32078997 A JP 32078997A JP H11153681 A JPH11153681 A JP H11153681A
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JP
Japan
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fuel
rods
group
fuel assembly
assembly
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Application number
JP9320789A
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Japanese (ja)
Inventor
Tatsuya Ikeda
達哉 池田
Takeshi Nakajima
毅 中嶋
Ayumi Matsumura
歩 松村
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Toshiba Engineering Corp
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Engineering Corp
Toshiba Corp
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel assembly graded in reactivity from non-adjacent cells by arranging Gd fuel rods in adjacent cells, and the core of reactor facilitating the control of reactivity characteristics and thermal characteristics by loading those fuel assemblies at the time of refueling. SOLUTION: A fuel assembly arranges in a square lattice a first group of fuel rods 10 to 5 and V containing nuclear fuel material and not containing burnable poison, a second group of Gd fuel rods G1 and G2 containing nuclear fuel material and burnable poison and one or a plurality of water rods. The core of reactor is loaded at the time of refueling with first fuel assemblies, low Gd assembly 15 having at least one set of second group Gd fuel rods G1 and G2 containing nuclear fuel material and burnable poison in adjacent cells and second fuel assemblies, high Gd fuel assembly 12 having the second group Gd fuel rods G1 and G2 in non-adjacent cells.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、沸騰水型原子炉に
おける高燃焼度化した燃料集合体および原子炉の炉心に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high burnup fuel assembly in a boiling water reactor and a reactor core of the reactor.

【0002】[0002]

【従来の技術】沸騰水型原子炉の炉心は、図11の(a)
一部切り欠き縦断面図と(b)で図11(a)におけるB
−B矢視断面図、さらに(c)の図11(a)におけるC
−C矢視断面図に示すように、燃料集合体1を図示しな
い制御棒と共に多数体装荷することにより形成されてい
る。なお、この燃料集合体1は高燃焼度化を目的とした
ものの例で、周囲を覆うチャンネルボックス2内に、多
数本の長尺燃料棒3と短尺燃料棒4を2本の太径ウォー
タロッド5と共に正格子状に束ねて収納している。
2. Description of the Related Art The core of a boiling water reactor is shown in FIG.
FIG. 11 (a) shows a partially cut-out vertical sectional view and FIG.
11B is a sectional view taken along arrow B, and FIG.
As shown in a cross-sectional view taken along the arrow C, the fuel assembly 1 is formed by loading a large number of fuel assemblies 1 together with control rods (not shown). Note that this fuel assembly 1 is an example for the purpose of increasing the burnup. A large number of long fuel rods 3 and short fuel rods 4 are provided in a channel box 2 covering the periphery thereof by two large water rods. 5 and stored in a regular lattice.

【0003】前記長尺燃料棒3および太径ウォータロッ
ド5は、外部スプリング6を介して上部タイプレート7
と下部タイプレート8により、また短尺燃料棒4は下部
タイプレート8で固定されると共に、複数の燃料スペー
サ9により相互間隔を適切に保持している。
The long fuel rod 3 and the large diameter water rod 5 are connected to an upper tie plate 7 through an external spring 6.
The short fuel rod 4 is fixed by the lower tie plate 8 and the lower tie plate 8, and the plurality of fuel spacers 9 appropriately maintain the mutual interval.

【0004】前記長尺燃料棒3および短尺燃料棒4は、
いずれも燃料被覆管内に酸化ウラン等の核燃料物質を含
んだ燃料ペレットを多数充填した構成で、この長尺燃料
棒3および短尺燃料棒4を、太径ウォータロッド5と共
に9×9の正格子状に配列している。
The long fuel rod 3 and the short fuel rod 4 are
In each case, the fuel cladding tube is filled with a large number of fuel pellets containing a nuclear fuel material such as uranium oxide. The long fuel rods 3 and the short fuel rods 4 are arranged together with the large-diameter water rods 5 in a 9 × 9 regular grid. Are arranged.

【0005】図12(a)の燃料棒配置図と、(b)の軸
方向濃縮度分布およびGd濃度分布図に示す燃料集合体
10においては、各燃料棒タイプ(ROD TYPE)の
燃料棒番号を、符号1〜5,V,G1,G2で示し、太
径ウォータロッド5はWで示している。なお炉心内で
は、燃料集合体10のコーナー部に制御棒11が配置されて
いる。
The fuel assemblies shown in the fuel rod arrangement diagram of FIG. 12A and the axial enrichment distribution and Gd concentration distribution diagram of FIG.
In 10, fuel rod numbers of each fuel rod type (ROD TYPE) are indicated by reference numerals 1 to 5, V, G1 and G2, and the large-diameter water rod 5 is indicated by W. In the core, control rods 11 are arranged at corners of the fuel assembly 10.

【0006】ここで、符号1〜5はそれぞれ濃縮度の異
なる核燃料物質を含む長尺燃料棒3を、符号Vは上部の
燃料を欠如させた短尺燃料棒4で、符号G1,G2は核
燃料物質および可燃性毒物を含む長尺燃料棒3aを示し
ている。また、前記濃縮度の異なるものの核燃料物質の
みで可燃性毒物を含まない燃料棒1〜5,Vを第1群の
燃料棒と呼び、核燃料物質および可燃性毒物を含む燃料
棒G1,G2を第2群の燃料棒と呼ぶ。
Here, reference numerals 1 to 5 denote long fuel rods 3 each containing a nuclear fuel substance having a different enrichment, reference numeral V denotes a short fuel rod 4 lacking an upper fuel, and reference numerals G1 and G2 denote nuclear fuel substances. And a long fuel rod 3a containing a burnable poison. Further, the fuel rods 1 to 5 and V which are different in the enrichment and contain only the nuclear fuel substance and do not contain the burnable poison are called the first group of fuel rods, and the fuel rods G1 and G2 containing the nuclear fuel substance and the burnable poison are referred to as the first group. Called two groups of fuel rods.

【0007】さらに、図12(b)における各燃料棒でa
〜eと空白部はウラン濃縮度を示し、その濃縮度の大き
さはa>b>c>d>e>空白部の関係としており、第
2群の燃料棒G1,G2におけるX,Yは、可燃性毒物
であるガドリニア濃度を示し(通常沸騰水型原子炉にお
いては、可燃性毒物にガドリニアGd2 3 が用いられ
ており、以下、Gdと略称する)、その濃度をX>Yと
相違させている。
[0007] Further, the fuel rods in FIG.
To e and the blank portion indicate the uranium enrichment, and the magnitude of the enrichment has a relationship of a>b>c>d>e> blank portion, and X and Y in the fuel rods G1 and G2 of the second group are Shows the concentration of gadolinia, which is a burnable poison (in a normal boiling water reactor, gadolinia Gd 2 O 3 is used as a burnable poison, and is hereafter abbreviated as Gd). Different.

【0008】なお、現行の原子炉の運転管理では、A.
運転期間の変動に対し融通性を持たせるため、B.取出
燃料度の高い炉心にスムーズに移行させるため、C.炉
心の径方向出力分布を平坦化して炉心特性を改善するた
めに、反応度特性の異なる2種類の燃料集合体を、各運
転サイクルごとの装荷体数により調整している。また、
燃料集合体における反応度特性を変えるには、燃料集合
体平均濃縮度は同じとして、Gd燃料棒の本数やGd濃
度のみを変える方法が最適である。
In the current operation management of a nuclear reactor, A.A.
B. In order to provide flexibility for fluctuations in the operation period, B. C. In order to make a smooth transition to the core with high fuel output, C.I. In order to improve the core characteristics by flattening the radial power distribution of the core, two types of fuel assemblies having different reactivity characteristics are adjusted according to the number of loaded bodies in each operation cycle. Also,
In order to change the reactivity characteristics of the fuel assembly, it is optimal to change only the number of Gd fuel rods and the Gd concentration while maintaining the same average enrichment of the fuel assembly.

【0009】第2群の燃料棒であるGd燃料棒3aにつ
いて、2種類の燃料集合体の設計例を上記図12と次の図
13に示すが、ここで、図12の燃料集合体10は、Gd濃度
がXで高い燃料棒G1が4本であり、Gd濃度がYで低
い燃料棒G2が9本で、しかもGd燃料棒3aの総本数
が13と少なく、従って、Gdの反応度価値が低い燃料集
合体であることから、一般に低Gd燃料集合体10と呼ん
でいる。
For the Gd fuel rods 3a, which are the second group of fuel rods, two types of fuel assemblies are shown in FIGS.
13, the fuel assembly 10 of FIG. 12 has four fuel rods G1 having a high Gd concentration of X, nine fuel rods G2 having a low Gd concentration of Y, and nine Gd fuel rods. Since the total number of 3a is as small as 13 and therefore the reactivity value of Gd is low, it is generally called a low Gd fuel assembly 10.

【0010】これに対して、図13(a)の燃料棒配置図
と(b)の軸方向濃縮度分布およびGd濃度分布図に示
す燃料集合体は、前記低Gd燃料集合体10に対して、G
d濃度が高い燃料棒G1が12本で、Gd濃度が低い燃料
棒G2が4本でありGd燃料棒3aの総本数が16本と多
く、Gdの反応度が高いことから高Gd燃料集合体12と
呼ばれている。
On the other hand, the fuel assemblies shown in the fuel rod arrangement diagram of FIG. 13A and the axial enrichment distribution and the Gd concentration distribution diagram of FIG. , G
Since the number of fuel rods G1 with high d concentration is 12 and the number of fuel rods G2 with low Gd concentration is 4 and the total number of Gd fuel rods 3a is as large as 16 and the reactivity of Gd is high, a high Gd fuel assembly Called 12.

【0011】さらに、図12(a)と図13(a)に示すよ
うに、この低Gd燃料集合体10および高Gd燃料集合体
12におけるGd燃料棒G1,G2の配置は、いずれも互
いに隣接していない非隣接配置とされている。なおここ
で、高Gd燃料集合体12における各長尺燃料棒1〜5
と、短尺燃料棒VおよびGd燃料棒G1,G2におけ
る、ウラン濃縮度a〜eと空白部およびGd濃度X,Y
は、前記低Gd燃料集合体10と同仕様としている。
Further, as shown in FIGS. 12A and 13A, the low Gd fuel assembly 10 and the high Gd fuel assembly
The arrangement of the Gd fuel rods G1 and G2 in FIG. 12 is a non-adjacent arrangement that is not adjacent to each other. Here, each of the long fuel rods 1 to 5 in the high Gd fuel assembly 12
And the uranium enrichment a to e, blank space and Gd concentration X, Y in the short fuel rod V and the Gd fuel rods G1, G2.
Has the same specifications as the low Gd fuel assembly 10 described above.

【0012】従って、これらの低Gd燃料集合体10およ
び高Gd燃料集合体12について、ある断面の無限増倍率
を比べると、図14の無限倍増率の燃焼変化特性図に示す
ようになる。即ち、燃焼初期から無限増倍率がピークに
なるまでの期間は、低Gd燃料集合体10の曲線13(実
線)の方が、高Gd燃料集合体12の曲線14(点線)に比
較して無限増倍率の増加率が緩やかであり、反応度に差
があることが分かる。
Therefore, when comparing the infinite multiplication factor of these cross sections of the low Gd fuel assembly 10 and the high Gd fuel assembly 12 with a certain cross section, the combustion change characteristic diagram of the infinite multiplication factor shown in FIG. 14 is obtained. That is, during the period from the initial stage of combustion until the infinite multiplication factor reaches a peak, the curve 13 (solid line) of the low Gd fuel assembly 10 is more infinite than the curve 14 (dotted line) of the high Gd fuel assembly 12. It can be seen that the rate of increase of the multiplication factor is moderate, and there is a difference in the reactivity.

【0013】これにより、これら2種類の低Gd燃料集
合体10および高Gd燃料集合体12を炉心に装荷して、運
転期間が基準より長くなる場合は、高Gd燃料集合体12
の装荷割合を増加させる。また、取出燃焼度の高い炉心
に移行する場合には、低Gd燃料集合体10の装荷割合を
増加させる。さらに、炉心径方向出力分布を平坦化して
熱的特性を改善する場合には、径方向出力の高い位置に
高Gd燃料集合体12を配置する等して、原子炉として良
好な反応度特性および熱的特性の炉心を実現していた。
Accordingly, when these two types of low Gd fuel assemblies 10 and high Gd fuel assemblies 12 are loaded in the core, and the operation period is longer than the standard, the high Gd fuel assemblies 12
To increase the loading ratio. In addition, when shifting to a core having a high removal burnup, the loading ratio of the low Gd fuel assembly 10 is increased. Further, when the thermal power is improved by flattening the core radial power distribution, the high Gd fuel assembly 12 is disposed at a position where the radial power is high, and a good reactivity characteristic and good reactivity as a nuclear reactor are obtained. A core with thermal properties was realized.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】従来の原子炉において
は、良好な反応度特性および熱的特性を実現するために
は、たとえば、Gd燃料棒3aの本数やGd濃度の異な
る2種類の低Gd燃料集合体10および高Gd燃料集合体
12を予め設計する必要があった。しかしながら、原子炉
の運転期間変動等で突発的な事象に対しては、予め、あ
る特定の反応度を持つように設計された燃料集合体で
は、炉心の反応度特性および熱的特性の精密な調整が難
しいことから、迅速に適切な炉心特性を得るための対応
ができず、原子力発電プラントの稼働率向上に支障があ
った。
In a conventional nuclear reactor, in order to achieve good reactivity characteristics and thermal characteristics, for example, two types of low Gd fuel rods having different numbers of Gd fuel rods 3a and different Gd concentrations are used. Fuel assembly 10 and high Gd fuel assembly
Twelve had to be designed in advance. However, in the event of a sudden event such as a fluctuation in the operation period of the reactor, a fuel assembly designed in advance to have a certain reactivity will require precise analysis of the reactivity and thermal characteristics of the core. Because adjustment was difficult, it was not possible to respond quickly to obtain appropriate core characteristics, which hindered the improvement of the operating rate of nuclear power plants.

【0015】本発明の目的とするところは、Gd燃料棒
を隣接配置することで非隣接配置の燃料集合体と反応度
に差をつけた燃料集合体と、それらを燃料交換時に装荷
して反応度特性および熱的特性の調整を容易とした炉心
である燃料集合体および原子炉の炉心を提供することに
ある。
An object of the present invention is to provide a fuel assembly in which the reactivity is different from that of a non-adjacent fuel assembly by arranging Gd fuel rods adjacent to each other, and loading and reacting the fuel assemblies at the time of refueling. An object of the present invention is to provide a fuel assembly and a reactor core which are cores that facilitate adjustment of temperature characteristics and thermal characteristics.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項1記載の発明に係る燃料集合体は、核燃料物質を
含み可燃性毒物を含まない第1群の燃料棒と核燃料物質
および可燃性毒物を含む第2群の燃料棒と1本または複
数本のウォータロッドとを正方格子状に配列した燃料集
合体において、前記核燃料物質および可燃性毒物を含む
第2群の燃料棒を少なくとも1組隣接して配置したこと
を特徴とする。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a fuel assembly including a first group of fuel rods containing a nuclear fuel substance and containing no burnable poisons, a nuclear fuel substance, and a combustible fuel. In a fuel assembly in which a second group of fuel rods containing a poison and one or more water rods are arranged in a square lattice, at least one set of the second group of fuel rods containing the nuclear fuel substance and the burnable poison is provided. It is characterized by being arranged adjacently.

【0017】核燃料物質および可燃性毒物を含む第2群
の燃料棒であるGd燃料棒を隣接配置することにより、
燃料集合体における燃料棒配置の自由度が拡大する。ま
た、第2群の燃料棒を隣接して密集させるほど、互いの
Gdの干渉効果により、第2群の燃料棒自身の反応度価
値が低下して燃焼が遅れる。
By arranging Gd fuel rods, which are a second group of fuel rods containing a nuclear fuel substance and a burnable poison, adjacent to each other,
The degree of freedom of fuel rod arrangement in the fuel assembly is increased. In addition, as the second group of fuel rods are densely arranged adjacent to each other, the reactivity value of the second group of fuel rods themselves decreases due to the interference effect of Gd, and combustion is delayed.

【0018】従って、中性子吸収断面積の大きいGdを
隣接させることで、より中性子吸収効果を長く持続させ
ることができることから、単に第2群の燃料棒を配置変
更するだけで、必要な反応度に応じた燃料集合体が作成
される。また、その第2群の燃料棒におけるGdの反応
度価値が低下するので、Gd濃度を予め低くすることに
より、Gdを効率良く燃焼させることができる。
Therefore, by making Gd having a large neutron absorption cross-sectional area adjacent thereto, the neutron absorption effect can be maintained for a longer time. Therefore, merely by changing the arrangement of the second group of fuel rods, the required reactivity can be reduced. A corresponding fuel assembly is created. Further, since the reactivity value of Gd in the second group of fuel rods is reduced, Gd can be efficiently burned by lowering the Gd concentration in advance.

【0019】請求項2記載の発明に係る燃料集合体は、
請求項1において、第2群の燃料棒は可燃性毒物の濃度
が異なる複数種類の燃料棒群からなることを特徴とす
る。
A fuel assembly according to a second aspect of the present invention comprises:
In claim 1, the second group of fuel rods comprises a plurality of types of fuel rod groups having different concentrations of burnable poisons.

【0020】核燃料物質および可燃性毒物を含む第2群
の燃料棒であるGd燃料棒を隣接配置した燃料集合体
は、前記第2群の燃料棒を可燃性毒物の濃度が異なる複
数種類の燃料棒群とした場合にも、互いのGdの干渉効
果により、第2群の燃料棒自身の反応度価値が低下して
燃焼が遅れる。また、その第2群の燃料棒におけるGd
の反応度価値が低下するので、Gd濃度を予め低くする
ことにより、Gdを効率良く燃焼させることができる。
A fuel assembly in which a Gd fuel rod, which is a second group of fuel rods containing a nuclear fuel substance and a burnable poison, is disposed adjacent to the second group of fuel rods, comprises a plurality of fuels having different burnable poison concentrations. Even in the case of the rod group, the reactivity value of the fuel rods themselves in the second group is reduced due to the interference effect of Gd, and combustion is delayed. Also, Gd in the second group of fuel rods
Therefore, Gd can be efficiently burned by lowering the Gd concentration in advance.

【0021】請求項3記載の発明に係る原子炉の炉心
は、核燃料物質を含み可燃性毒物を含まない第1群の燃
料棒と核燃料物質および可燃性毒物を含む第2群の燃料
棒と内部に冷却材が流れるウォータロッドとを正方格子
状に配列した燃料集合体が装荷される原子炉の炉心にお
いて、前記第2群の燃料棒が少なくとも1組隣接配置さ
れた第2の燃料集合体とが燃料交換の際装荷されること
を特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a nuclear reactor core comprising: a first group of fuel rods containing a nuclear fuel substance and containing no burnable poison; a second group of fuel rods containing a nuclear fuel substance and a burnable poison; A fuel rod in which a water rod through which a coolant flows is arranged in a square lattice, and a second fuel assembly in which at least one set of the second group of fuel rods is disposed adjacent to each other. Is loaded during refueling.

【0022】第2群の燃料棒を少なくとも1組隣接して
配置した第1の燃料集合体と、第2群の燃料棒を非隣接
配置した第2の燃料集合体は、互いのGd反応度が相違
することから、原子炉の炉心において取出燃焼度が増加
したり、運転期間が短くなって反応度調整を行う場合の
燃料交換時に、前記第1の燃料集合体および第2の燃料
集合体を適宜組み合わせて装荷することで適切な反応度
調整ができる。
A first fuel assembly in which at least one set of fuel rods of the second group is arranged adjacent to each other and a second fuel assembly in which fuel rods of the second group are arranged non-adjacently have Gd reactivity with each other. Is different from the first fuel assembly and the second fuel assembly at the time of refueling in the case where the removal burn-up increases in the core of the nuclear reactor or the reactivity is adjusted by shortening the operation period. By appropriately combining and loading, appropriate reactivity adjustment can be performed.

【0023】請求項4記載の発明に係る原子炉の炉心
は、請求項2において、第1の燃料集合体と第2の燃料
集合体における第2群の燃料棒の数は同じであることを
特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the nuclear reactor core according to the second aspect, the first fuel assembly and the second fuel assembly have the same number of fuel rods of the second group. Features.

【0024】原子炉の炉心において反応度調整を行う場
合の燃料交換時に、装荷する第1の燃料集合体と第2の
燃料集合体における第2群の燃料棒の数は同じでも、第
1の燃料集合体における第2群の燃料棒は、少なくとも
1組隣接配置されていることから、第2の燃料集合体と
可燃性毒物による反応度が相違する。従って、炉心にお
ける反応度調整を行う場合の燃料交換時に、前記第2の
燃料集合体と共に、同じ本数の第2群の燃料棒を収納し
ているがGd反応度が相違する第1の燃料集合体を装荷
することにより、適切な反応度調整ができる。
At the time of refueling when the reactivity is adjusted in the core of the nuclear reactor, even if the number of fuel rods of the second group in the first and second fuel assemblies to be loaded is the same, Since at least one set of fuel rods of the second group in the fuel assembly is disposed adjacent to each other, the reactivity of the second fuel assembly with the burnable poison is different. Therefore, at the time of refueling when the reactivity is adjusted in the reactor core, the first fuel assembly containing the same number of the second group of fuel rods together with the second fuel assembly but having a different Gd reactivity. By loading the body, appropriate reactivity adjustment can be performed.

【0025】請求項5記載の発明に係る原子炉の炉心
は、請求項3において、第1の燃料集合体と第2の燃料
集合体における第2群の燃料棒の数が異なることを特徴
とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the reactor core of the third aspect, the number of fuel rods of the second group in the first fuel assembly and the number of fuel rods in the second fuel assembly are different. I do.

【0026】原子炉の炉心において反応度調整を行う場
合の燃料交換時に、装荷する第1の燃料集合体および第
2の燃料集合体における第2群の燃料棒の可燃性毒物の
濃度が同じ場合にも、互いに第2群の燃料棒の数が異な
ることにより、可燃性毒物による反応度が相違する。従
って、炉心における反応度調整を行う場合の燃料交換時
に、前記第2の燃料集合体と共に、異なる本数の第2群
の燃料棒を収納してGd反応度が相違する第1の燃料集
合体を装荷することにより、適切な反応度調整ができ
る。
At the time of refueling when the reactivity is adjusted in the core of the nuclear reactor, when the concentration of the burnable poison of the fuel rods of the second group in the first and second fuel assemblies to be loaded is the same. In addition, since the numbers of the fuel rods of the second group are different from each other, the reactivity of the burnable poison differs. Therefore, at the time of refueling in the case of performing the reactivity adjustment in the core, the first fuel assembly having a different Gd reactivity by storing a different number of the second group of fuel rods together with the second fuel assembly is provided. By loading, appropriate reactivity can be adjusted.

【0027】請求項6記載の発明に係る原子炉の炉心
は、請求項4または請求項5において、第2群の燃料棒
は可燃性毒物の濃度が異なる複数種類の燃料棒群からな
ることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the reactor core according to the fourth or fifth aspect, the fuel rods of the second group include a plurality of types of fuel rod groups having different concentrations of burnable poisons. Features.

【0028】原子炉の炉心において反応度調整を行う場
合の燃料交換時に、装荷する第1の燃料集合体と前記第
2の燃料集合体における第2群の燃料棒の本数が同じ
か、または異なる場合でも、互いの可燃性毒物の濃度が
異なることから反応度が相違する。
At the time of refueling when the reactivity is adjusted in the core of the nuclear reactor, the number of fuel rods of the second group in the first fuel assembly and the number of fuel rods of the second group in the second fuel assembly to be loaded are the same or different. Even in this case, the reactivity differs because the concentrations of the burnable poisons are different from each other.

【0029】従って、炉心における反応度調整を行う場
合の燃料交換時に、前記第2の燃料集合体と共に、可燃
性毒物の濃度が異なる第2群の燃料棒を収納していてG
d反応度が相違する第1の燃料集合体を装荷することに
より、適切な反応度調整ができる。
Therefore, at the time of refueling when the reactivity is adjusted in the reactor core, the second group of fuel rods having different concentrations of burnable poisons are housed together with the second fuel assembly.
d By loading the first fuel assemblies having different reactivity, appropriate reactivity adjustment can be performed.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】本発明に係る一実施の形態につい
て図面を参照して説明する。なお、上記従来技術と同じ
構成部分については、同一符号を付して詳細な説明を省
略する。第1実施の形態は請求項1および請求項3,4
に係り、図1(a)の燃料棒配置図と(b)の軸方向濃
縮度分布およびGd濃度分布図に示すように、Gd燃料
集合体15は高燃焼度化を目的としたものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the same components as those of the above-described conventional technology are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The first embodiment is defined in claims 1 and 3 and 4.
In this regard, as shown in the fuel rod arrangement diagram of FIG. 1A and the axial enrichment distribution and Gd concentration distribution diagram of FIG. 1B, the Gd fuel assembly 15 is intended to increase the burnup. .

【0031】前記Gd燃料集合体15は、多数の長尺燃料
棒(3,3a)1〜5,G1,G2と上部の核燃料を欠
如させた短尺燃料棒(4)V、および2本の太径ウォー
タロッド(5)Wを図示しない燃料スペーサ9で正方格
子状に束ねて、これを同じく図示しない上部タイプレー
ト7および下部タイプレート8に固定して燃料棒束と
し、この燃料棒束の周囲をチャンネルボックス2で覆っ
て構成している。
The Gd fuel assembly 15 includes a plurality of long fuel rods (3, 3a) 1 to 5, G1, G2, a short fuel rod (4) V lacking an upper nuclear fuel, and two thick fuel rods (3, 3a). The diameter water rods (5) W are bundled in a square lattice by a fuel spacer 9 (not shown) and fixed to an upper tie plate 7 and a lower tie plate 8 (not shown) to form a fuel rod bundle. Is covered by the channel box 2.

【0032】ここで、長尺燃料棒(3)の1〜5および
短尺燃料棒(4)Vは、第1群の燃料棒で、核燃料物質
のウランを含むウラン燃料棒を表し、それぞれのウラン
濃縮度a〜eと空白部の大きさは、a>b>c>d>e
>空白部の関係である。また、燃料棒G1,G2は第2
群の燃料棒で、核燃料物質のウランおよび可燃性毒物の
ガドリニア(Gd2 3 )を含むGd燃料棒(3a)を
表し、このGd燃料棒G1,G2における可燃性毒物の
含有量でもあるGdの濃度をX=Yと同じに構成してい
る。
Here, 1 to 5 of the long fuel rods (3) and the short fuel rods (4) V are the first group of fuel rods, which represent uranium fuel rods containing uranium as a nuclear fuel substance. The enrichment ratios a to e and the size of the blank portion are as follows: a>b>c>d> e
> Blank section. The fuel rods G1 and G2 are
A group of fuel rods represents a Gd fuel rod (3a) containing uranium as a nuclear fuel substance and gadolinia (Gd 2 O 3 ) as a burnable poison, and Gd which is also the content of burnable poison in the Gd fuel rods G1 and G2. Is configured to be the same as X = Y.

【0033】さらに、前記第2群の燃料棒であるGd燃
料棒G1,G2については、図1(a)に示すように、
Gd燃料集合体15内において点線で囲む十字型16および
L字型17のように複数本を隣接して配置している。即
ち、合計16本の第2群の燃料棒で、Gd濃度の同じGd
燃料棒G1,G2の全数が、2組の十字型16(2×5
本)とL字型17(2×3本)に隣接配置として構成され
ている(請求項1)。
Further, as for the Gd fuel rods G1 and G2, which are the second group of fuel rods, as shown in FIG.
In the Gd fuel assembly 15, a plurality of fuel cells are arranged adjacent to each other like a cross 16 and an L-shaped 17 surrounded by dotted lines. That is, a total of 16 second group fuel rods having the same Gd concentration
The total number of fuel rods G1 and G2 is two sets of crosses 16 (2 × 5
Book) and an L-shaped 17 (2 × 3) (claim 1).

【0034】原子炉の新規運転に際しては、炉心に多数
の新燃料集合体が装荷されるが、運転時間の経過に伴い
前記燃料の燃焼が進行することにより、炉心における取
出燃焼度が増加したり、運転期間が短くなると共に径方
向キーピング等による炉心特性が低下することから、燃
料交換による反応度調整を行うことが必要となる。
At the time of the new operation of the nuclear reactor, a large number of new fuel assemblies are loaded in the core. However, as the combustion of the fuel progresses with the elapse of the operation time, the discharge burn-up in the core increases. Since the operating period is shortened and the core characteristics due to radial keeping and the like are reduced, it is necessary to adjust the reactivity by refueling.

【0035】この炉心における燃料交換による反応度調
整に際して、ここで第1の燃料集合体とする前記Gd燃
料集合体15と、このGd燃料集合体15とGd燃料棒G
1,G2の本数が同一の、たとえば図13に示す高Gd燃
料集合体12を第2の燃料集合体として、前記第1の燃料
集合体と第2の燃料集合体の2種類の燃料集合体を装荷
することにより炉心を構成させる(請求項3,4)。
At the time of adjusting the reactivity by refueling in the core, the Gd fuel assembly 15 as the first fuel assembly, the Gd fuel assembly 15 and the Gd fuel rod G
1 and G2, for example, a high Gd fuel assembly 12 shown in FIG. 13 as a second fuel assembly, and two types of fuel assemblies of the first fuel assembly and the second fuel assembly. Is loaded to form a core (claims 3 and 4).

【0036】なお、前記高Gd燃料集合体12について
は、図13に示すようにGd燃料集合体15と、Gd燃料棒
G1が12本でG2が4本とGd燃料棒(3a)の合計16
本で本数は同一であるが、それぞれを離して配置されせ
た非隣接配置としている。
As shown in FIG. 13, the high Gd fuel assembly 12 has a total of 16 Gd fuel assemblies 15, 12 Gd fuel rods G1, 4 G2 fuel rods and 3 Gd fuel rods (3a).
Although the number of the books is the same, they are non-adjacent to each other.

【0037】次に、上記構成による作用について説明す
る。複数の第1の燃料集合体である本Gd燃料集合体15
と、第2の燃料集合体である高Gd燃料集合体12によ
る、ある断面の無限増倍率を比較して図2の無限倍増率
の燃焼変化特性図に示す。これによると、燃焼初期から
無限増倍率がピークになるまでの期間は、本Gd燃料集
合体15の方が曲線18(実線)に示すように、前記高Gd
燃料集合体12の曲線14(点線)に比較して、無限増倍率
の増加率が緩やかであり、高Gd燃料集合体12と反応度
に差があることが分かる。
Next, the operation of the above configuration will be described. The present Gd fuel assembly 15 which is a plurality of first fuel assemblies
FIG. 2 shows a combustion change characteristic diagram of the infinite multiplication factor of FIG. 2 by comparing the infinite multiplication factor of a certain cross section with that of the high Gd fuel assembly 12 as the second fuel assembly. According to this, during the period from the initial stage of combustion to when the infinite multiplication factor reaches a peak, the Gd fuel assembly 15 has the higher Gd as shown by the curve 18 (solid line).
Compared to the curve 14 (dotted line) of the fuel assembly 12, it can be seen that the rate of increase of the infinite multiplication factor is gradual, and there is a difference in reactivity with the high Gd fuel assembly 12.

【0038】従って、このGd燃料集合体15は、Gd燃
料棒G1,G2の本数が同一で第2群の燃料棒が非隣接
配置の前記高Gd燃料集合体12とに比べて、上記図14の
曲線13と同様に低Gd燃料集合体に相当する反応度をも
つ燃料集合体であることを示している。
Therefore, the Gd fuel assembly 15 has the same number of Gd fuel rods G1 and G2 as those of FIG. The curve 13 indicates that the fuel assembly has a reactivity corresponding to the low Gd fuel assembly.

【0039】即ち、第2群の燃料棒であるGd燃料棒G
1,G2を隣接配置することで、燃料集合体における燃
料棒配置の自由度は拡大すると共に、Gdは隣接して密
集させるほど互いのGdの干渉効果によって、第2群の
燃料棒自身の反応度価値が低下して燃焼を遅らせること
ができる。
That is, the Gd fuel rod G which is the second group of fuel rods
By arranging the fuel rods 1 and G2 adjacent to each other, the degree of freedom in the arrangement of the fuel rods in the fuel assembly is increased, and as the Gd becomes closer and denser, the reaction effect of the fuel rods themselves of the second group by the mutual interference effect of Gd. The value can be reduced and the combustion can be delayed.

【0040】従って、この中性子吸収断面積の大きいG
dを隣接させることで、より中性子吸収効果を長く持続
させることができるので、第2群の燃料棒の本数が同一
でも、単に第2群の燃料棒を配置変更するだけで、必要
な反応度に応じた反応度の異なる燃料集合体を容易に作
成することができる。
Therefore, G having a large neutron absorption cross section
Since the neutron absorption effect can be maintained longer by making d adjacent to each other, even if the number of fuel rods of the second group is the same, simply changing the arrangement of the fuel rods of the second group will provide the required reactivity. It is possible to easily produce fuel assemblies having different degrees of reactivity according to the conditions.

【0041】これにより、仕様の共用化、第2群の燃料
棒の製造コスト低減を図ることができると共に、炉心に
おいて取出燃焼度が増加したり、運転期間が短くなった
ことから反応度調整を行う場合にも、本Gd燃料集合体
15によれば、Gd燃料棒G1,G2の本数を変更する必
要がない。
As a result, the specifications can be shared, the manufacturing cost of the second group of fuel rods can be reduced, and the reactivity can be adjusted due to an increase in the extraction burnup in the core and a shortened operation period. This Gd fuel assembly
According to 15, there is no need to change the number of Gd fuel rods G1, G2.

【0042】またこの際は、Gd燃料棒G1,G2を配
置変更して、たとえば十字型16およびL字型17の隣接配
置とするだけで、低Gd燃料集合体に相当する反応度を
もつ燃料集合体とすることができ、また非隣接配置とす
れば、高Gd燃料集合体に相当する反応度をもつ燃料集
合体に作り分けることができる。
In this case, by merely changing the arrangement of the Gd fuel rods G1 and G2, for example, by arranging the cruciform 16 and the L-shaped 17 adjacent to each other, the fuel having the reactivity corresponding to the low Gd fuel assembly can be obtained. If the fuel cells are arranged in a non-adjacent manner, fuel assemblies having a reactivity corresponding to a high Gd fuel assembly can be separately formed.

【0043】このように、第1群および第2群の燃料棒
の種類および本数が同一のGd燃料集合体15において、
容易に低Gd燃料集合体あるいは高Gd燃料集合体に相
当する反応度を得ることができる。従って、たとえば、
炉心からの要求により低Gd燃料集合体および高Gd燃
料集合体の装荷体数が変更された場合にも、予め準備し
たGd燃料集合体15によれば、第2群の燃料棒について
配置変更をすることにより、迅速に対応することができ
るので、原子力発電プラントの稼働率が向上する。
As described above, in the Gd fuel assembly 15 in which the type and the number of the fuel rods of the first group and the second group are the same,
It is possible to easily obtain a reactivity corresponding to a low Gd fuel assembly or a high Gd fuel assembly. So, for example,
Even if the number of loaded low Gd fuel assemblies and high Gd fuel assemblies is changed according to a request from the reactor core, according to the previously prepared Gd fuel assemblies 15, the arrangement of the fuel rods of the second group can be changed. By doing so, it is possible to respond quickly, and the operation rate of the nuclear power plant is improved.

【0044】第2実施の形態は請求項1および請求項
3,4に係り、上記第1実施の形態の変形例であること
から、上記第1実施の形態と同様の構成部分と作用及び
効果については省略し、相違する部分について説明す
る。図3(a)の燃料棒配置図と(b)の軸方向濃縮度
分布およびGd濃度分布図に示すように、Gd燃料集合
体19は高燃焼度化を目的としたものである。
Since the second embodiment is a modification of the first embodiment according to claims 1 and 3 and 4, it has the same components, functions and effects as those of the first embodiment. Are omitted, and different parts will be described. As shown in the fuel rod arrangement diagram of FIG. 3A and the axial enrichment distribution and the Gd concentration distribution diagram of FIG. 3B, the Gd fuel assembly 19 is intended to increase the burnup.

【0045】ここで、長尺燃料棒(3)の1〜5および
短尺燃料棒(4)Vは、第1群の燃料棒で、燃料棒G
1,G2は第2群の燃料棒であり、核燃料物質および可
燃性毒物のGdを含むGd燃料棒(3a)を表し、この
Gd燃料棒G1,G2におけるGd濃度をX=Yと同じ
に構成されている。なお、図3(a)に示すように、第
2群の燃料棒であるGd燃料棒G1,G2は、合計16本
の内で50%の8本について、各2本を縦あるいは横の隣
接配置20(4×2本)として4組形成した構成としてい
る(請求項1)。
Here, 1 to 5 of the long fuel rods (3) and the short fuel rods (4) V are the first group of fuel rods,
Numeral 1 and G2 denote a second group of fuel rods, which represent Gd fuel rods (3a) containing nuclear fuel material and burnable poison Gd, and having the same Gd concentration in the Gd fuel rods G1 and G2 as X = Y. Have been. As shown in FIG. 3 (a), Gd fuel rods G1 and G2, which are the second group of fuel rods, are vertically or horizontally adjacent to each other for eight of 50% of the total of 16 fuel rods. Four sets are formed as the arrangement 20 (4 × 2) (claim 1).

【0046】さらに、炉心における燃料交換による反応
度調整に際して、ここで第1の燃料集合体とする前記G
d燃料集合体19と、このGd燃料集合体19とGd燃料棒
G1,G2の本数が同一の、たとえば図13に示す高Gd
燃料集合体12を第2の燃料集合体として、前記第1の燃
料集合体と第2の燃料集合体の2種類の燃料集合体を装
荷することにより炉心を構成させる(請求項3,4)。
Further, when adjusting the reactivity by refueling in the reactor core, the G
The d fuel assembly 19 has the same number of Gd fuel assemblies 19 and Gd fuel rods G1 and G2 as shown in FIG.
A core is formed by loading the fuel assembly 12 as a second fuel assembly and loading two types of fuel assemblies, the first fuel assembly and the second fuel assembly (claims 3 and 4). .

【0047】次に、上記構成による作用について説明す
る。複数の第1の燃料集合体である本Gd燃料集合体19
と、第2の燃料集合体である高Gd燃料集合体12によ
る、ある断面の無限増倍率を比較して図4の無限倍増率
の燃焼変化特性図に示す。これによると、燃焼初期から
無限増倍率がピークになるまでの期間は、本Gd燃料集
合体19は曲線21(実線)に示すように、図13に示す高G
d燃料集合体12の曲線14(点線)と比較して、無限増倍
率の増加率にほとんど差はないが、本Gd燃料集合体19
の方が若干緩やかであることが分かる。
Next, the operation of the above configuration will be described. The present Gd fuel assembly 19, which is a plurality of first fuel assemblies
FIG. 4 shows a combustion change characteristic diagram of the infinite multiplication factor of FIG. 4 comparing the infinite multiplication factor of a certain cross section by the high Gd fuel assembly 12 as the second fuel assembly. According to this, during the period from the initial stage of combustion to the peak of the infinite multiplication factor, the present Gd fuel assembly 19 has the high G shown in FIG. 13 as shown by the curve 21 (solid line).
Compared to the curve 14 (dotted line) of the d fuel assembly 12, there is almost no difference in the increase rate of the infinite multiplication factor.
It can be seen that is slightly gentler.

【0048】このGd燃料集合体19は、第2群の燃料棒
を2本隣接して配置した燃料集合体で、他の非隣接配置
した燃料集合体と有意な反応度差が現れる最小の隣接度
合いである。しかし、この程度の反応度差でも、炉心の
微量な反応度調整においては有効である。なお、第2群
のGd燃料棒G1,G2を隣接した配置は、縦あるいは
横1組の隣接配置20であっても同様な効果が得られる。
The Gd fuel assembly 19 is a fuel assembly in which two fuel rods of the second group are arranged adjacent to each other, and has a minimum adjacent fuel assembly which exhibits a significant difference in reactivity with other non-adjacent fuel assemblies. Degree. However, even such a difference in reactivity is effective in adjusting a small amount of reactivity in the core. It should be noted that the same effect can be obtained even when the Gd fuel rods G1 and G2 of the second group are arranged adjacent to each other even if one set of adjacent arrangements 20 is arranged vertically or horizontally.

【0049】これにより、炉心において取出燃焼度が増
加したり、運転期間が短くなったことから反応度調整を
行う場合にも、本Gd燃料集合体19においては、Gd燃
料棒G1,G2を縦あるいは横の隣接配置20にするだけ
で、低Gd燃料集合体に相当する反応度をもつ燃料集合
体とすることができる。また、非隣接配置とすれば高G
d燃料集合体に相当する反応度をもつ燃料集合体に作り
分けることができる。
Thus, even in the case where the removal burn-up is increased in the core or the reactivity is adjusted because the operation period is shortened, the Gd fuel rods G1 and G2 are vertically extended in the present Gd fuel assembly 19. Alternatively, a fuel assembly having a reactivity corresponding to a low-Gd fuel assembly can be obtained simply by forming the lateral adjacent arrangement 20. In addition, if a non-adjacent arrangement is used, a high G
d Fuel assemblies having a reactivity corresponding to the fuel assembly can be separately formed.

【0050】従って、第1群および第2群の燃料棒の種
類および本数が同一のGd燃料集合体19において、容易
に低Gd燃料集合体あるいは高Gd燃料集合体に相当す
る反応度を持たすことができる。さらに、炉心からの要
求により低Gd燃料集合体および高Gd燃料集合体の装
荷体数が変更された場合にも、迅速で適切な対応をする
ことができる。
Therefore, in the Gd fuel assemblies 19 having the same type and number of fuel rods of the first and second groups, the reactivity easily corresponds to the low Gd fuel assembly or the high Gd fuel assembly. Can be. Further, even when the number of loaded low-Gd fuel assemblies and high-Gd fuel assemblies is changed due to a request from the core, quick and appropriate action can be taken.

【0051】第3実施の形態は請求項1および請求項
3,4に係り、上記第1実施の形態の他の変形例である
ことから、上記第1実施の形態と同様の構成部分と作用
及び効果については省略し、相違する部分について説明
する。図5(a)の燃料棒配置図と(b)の軸方向濃縮
度分布およびGd濃度分布図に示すように、Gd燃料集
合体22は高燃焼度化を目的としたものである。
Since the third embodiment is a modification of the first embodiment according to claims 1 and 3 and 4, it has the same components and functions as those of the first embodiment. And effects are omitted, and different parts will be described. As shown in the fuel rod arrangement diagram of FIG. 5A and the axial enrichment distribution and the Gd concentration distribution diagram of FIG. 5B, the Gd fuel assembly 22 is intended to increase the burnup.

【0052】ここで、長尺燃料棒(3)の1〜5および
短尺燃料棒(4)Vは、第1群の燃料棒で、燃料棒G
1,G2は第2群の燃料棒であり、核燃料物質および可
燃性毒物のGdを含むGd燃料棒(3a)を表し、この
Gd燃料棒G1,G2におけるGd濃度をX=Yと同じ
に構成している。なお、図5(a)に示すように、第2
群の燃料棒であるGd燃料棒G1,G2は、全本数16本
の内で80%以上の14本が、2組のブロック状23(2×7
本)に隣接して配置した構成としている(請求項1)。
Here, the long fuel rods (3) 1 to 5 and the short fuel rod (4) V are the first group of fuel rods,
Numeral 1 and G2 denote a second group of fuel rods, which represent Gd fuel rods (3a) containing nuclear fuel material and burnable poison Gd, and having the same Gd concentration in the Gd fuel rods G1 and G2 as X = Y. doing. Note that, as shown in FIG.
The Gd fuel rods G1 and G2, which are the fuel rods in the group, have 14 blocks of 80% or more out of a total of 16 rods.
The present invention is arranged adjacent to the book (claim 1).

【0053】さらに、炉心における燃料交換による反応
度調整に際して、ここで第1の燃料集合体とする前記G
d燃料集合体22と、このGd燃料集合体22とGd燃料棒
G1,G2の本数が同一の、たとえば図13に示す高Gd
燃料集合体12を第2の燃料集合体として、前記第1の燃
料集合体と第2の燃料集合体の2種類の燃料集合体を装
荷することにより炉心を構成させる(請求項3,4)。
Further, when adjusting the reactivity by refueling in the reactor core, the G
The d fuel assembly 22 has the same number of Gd fuel assemblies 22 and Gd fuel rods G1 and G2 as shown in FIG.
A core is formed by loading the fuel assembly 12 as a second fuel assembly and loading two types of fuel assemblies, the first fuel assembly and the second fuel assembly (claims 3 and 4). .

【0054】次に、上記構成による作用について説明す
る。複数の第1の燃料集合体であるGd燃料集合体22お
よび第2の燃料集合体である高Gd燃料集合体12によ
る、ある断面の無限増倍率の比較を図6の無限倍増率の
燃焼変化特性図に示す。これによると、燃焼初期から無
限増倍率がピークになるまでの期間は、本Gd燃料集合
体22の方が曲線24(実線)に示すように、前記高Gd燃
料集合体12の曲線14(点線)と比較して無限増倍率の増
加率が緩やかで、前記高Gd燃料集合体12と反応度に差
があることが分かる。
Next, the operation of the above configuration will be described. A comparison of the infinite multiplication factor of a cross section by a plurality of Gd fuel assemblies 22 as the first fuel assemblies and the high Gd fuel assemblies 12 as the second fuel assemblies is shown in FIG. This is shown in the characteristic diagram. According to this, during the period from the initial stage of combustion to the time when the infinite multiplication factor reaches the peak, the Gd fuel assembly 22 has the curve 14 (the dotted line) of the high Gd fuel assembly 12 as shown by the curve 24 (solid line). ), The rate of increase of the infinite multiplication factor is gradual, indicating that there is a difference in reactivity with the high Gd fuel assembly 12.

【0055】このように、第2群の燃料棒を隣接させ密
集させるほど、隣接する第2群の燃料棒とのGdの干渉
効果によって、第2群の燃料棒自身の反応度価値が低下
し、より反応度差が大きくなることが分かる。
As described above, as the second group of fuel rods are adjacent to each other and densely arranged, the reactivity value of the second group of fuel rods themselves decreases due to the effect of Gd interference with the adjacent second group of fuel rods. It can be seen that the difference in reactivity becomes larger.

【0056】これにより、炉心における反応度調整を行
う場合に、本Gd燃料集合体22においては、多数のGd
燃料棒G1,G2をブロック状23の隣接配置にするだけ
で、低Gd燃料集合体に相当する反応度をもつ燃料集合
体とすることができる。また非隣接配置とすれば、高G
d燃料集合体に相当する反応度をもつ燃料集合体に作り
分けることができる。
Thus, when the reactivity adjustment in the reactor core is performed, a large number of Gd
By simply arranging the fuel rods G1 and G2 adjacent to each other in the block shape 23, a fuel assembly having a reactivity corresponding to a low Gd fuel assembly can be obtained. In addition, if a non-adjacent arrangement is used, a high G
d Fuel assemblies having a reactivity corresponding to the fuel assembly can be separately formed.

【0057】従って、第1群および第2群の燃料棒の種
類および本数が同一のGd燃料集合体22において、容易
に低Gd燃料集合体あるいは高Gd燃料集合体に相当す
る反応度を持たすことができる。さらに、炉心からの要
求により低Gd燃料集合体および高Gd燃料集合体の装
荷体数が変更された場合にも、迅速で適切に対応するこ
とができる。
Therefore, in the Gd fuel assemblies 22 having the same type and number of fuel rods of the first and second groups, the reactivity of the fuel rods easily corresponds to the low Gd fuel assemblies or the high Gd fuel assemblies. Can be. Further, even when the number of loaded bodies of the low Gd fuel assembly and the high Gd fuel assembly is changed due to a request from the core, it is possible to quickly and appropriately respond.

【0058】第4実施の形態は請求項1および請求項
2,4,6に係り、なお、上記第1実施の形態と同様の
構成部分と作用及び効果については省略して、相違する
部分について説明する。図1(a)の燃料棒配置図と
(b)の軸方向濃縮度分布およびGd濃度分布図に示す
ように、Gd燃料集合体25は高燃焼度化を目的としたも
のである。
The fourth embodiment relates to claims 1 and 2, 4, and 6, and the same components and operations and effects as those of the first embodiment are omitted, and different portions are described. explain. As shown in the fuel rod arrangement diagram of FIG. 1 (a) and the axial enrichment distribution and Gd concentration distribution diagram of FIG. 1 (b), the Gd fuel assembly 25 is intended to increase the burnup.

【0059】前記Gd燃料集合体25は、多数の長尺燃料
棒(3,3a)1〜5,G1,G2と上部の核燃料を欠
如させた短尺燃料棒(4)V、および2本の太径ウォー
タロッド(5)Wを図示しない燃料スペーサ9で正方格
子状に束ねて、これを同じく図示しない上部タイプレー
ト7および下部タイプレート8に固定して燃料棒束と
し、この燃料棒束の周囲をチャンネルボックス2で覆っ
て構成している。
The Gd fuel assembly 25 includes a number of long fuel rods (3, 3a) 1 to 5, G1, G2, a short fuel rod (4) V lacking an upper nuclear fuel, and two thick fuel rods (3, 3a). The diameter water rods (5) W are bundled in a square lattice by a fuel spacer 9 (not shown) and fixed to an upper tie plate 7 and a lower tie plate 8 (not shown) to form a fuel rod bundle. Is covered by the channel box 2.

【0060】ここで、長尺燃料棒(3)の1〜5および
短尺燃料棒(4)Vは、核燃料物質のウランを含む第1
群の燃料棒である。また、燃料棒G1,G2は核燃料物
質のウランおよび可燃性毒物のGdを含むGd燃料棒
(3a)第2群の燃料棒で、このGd燃料棒G1,G2
におけるGd濃度をX>Yのように、互いに異ならせて
構成している(請求項2)。
Here, the long fuel rods (3) 1 to 5 and the short fuel rod (4) V are the first fuel rods containing uranium as a nuclear fuel substance.
A group of fuel rods. The fuel rods G1 and G2 are a second group of Gd fuel rods (3a) containing uranium as a nuclear fuel substance and Gd as a burnable poison.
Are different from each other, such as X> Y (claim 2).

【0061】さらに、前記第2群の燃料棒であるGd燃
料棒G1,G2については、図1(a)に示すように、
Gd燃料集合体25内において点線で囲む十字型16および
L字型17のように隣接して配置している(請求項1)。
Further, as for the Gd fuel rods G1 and G2 as the second group of fuel rods, as shown in FIG.
In the Gd fuel assembly 25, they are arranged adjacently like a cross 16 and an L-shaped 17 surrounded by a dotted line (claim 1).

【0062】原子炉の新規運転に際しては、炉心に多数
の新燃料集合体が装荷されるが、運転時間の経過に伴う
前記新燃料の燃焼が進行することから、炉心における取
出燃焼度が増加したり、運転期間が短くなると共に径方
向キーピング等による炉心特性が低下することから、燃
料交換による反応度調整を行うことが必要となる。
At the time of new operation of the nuclear reactor, a large number of new fuel assemblies are loaded in the core. However, as the burning of the new fuel progresses as the operation time elapses, the discharge burn-up in the core increases. In addition, the operating period is shortened, and the core characteristics are deteriorated due to radial keeping and the like. Therefore, it is necessary to adjust the reactivity by refueling.

【0063】この炉心における燃料交換による反応度調
整に際して、ここで第1燃料集合体とする前記Gd燃料
集合体25と、このGd燃料集合体25とGd燃料棒G1,
G2の本数が同一の、たとえば図13に示す前記高Gd燃
料集合体12を第2の燃料集合体として、前記第1燃料集
合体と第2の燃料集合体の2種類の燃料集合体を装荷し
て炉心を構成する(請求項4,6)。
When adjusting the reactivity by refueling in the core, the Gd fuel assembly 25, which is the first fuel assembly, the Gd fuel assembly 25 and the Gd fuel rods G1,
The high Gd fuel assembly 12 having the same number of G2, for example, the high Gd fuel assembly 12 shown in FIG. 13 is used as a second fuel assembly, and two types of fuel assemblies of the first fuel assembly and the second fuel assembly are loaded. To form a core (claims 4 and 6).

【0064】なお、前記高Gd燃料集合体12について
は、図13に示すようにGd燃料集合体15と、Gd燃料棒
G1が12本でG2が4本とGd燃料棒(3a)の本数は
同一であるが、それぞれが非隣接配置とされていると共
に、Gd燃料棒G1,G2におけるGd濃度がX>Yと
互いに異なっている。
As for the high Gd fuel assembly 12, as shown in FIG. 13, the Gd fuel assembly 15, the number of Gd fuel rods G1, the number of G2 fuel rods and the number of Gd fuel rods (3a) are 12 and 12, respectively. Although they are the same, they are not adjacently arranged, and the Gd concentrations in the Gd fuel rods G1 and G2 are different from each other such that X> Y.

【0065】次に、上記構成による作用について説明す
る。複数の第1の燃料集合体であるGd燃料集合体25お
よび第2の燃料集合体である高Gd燃料集合体12によ
る、ある断面の無限増倍率の比較を図7の無限倍増率の
燃焼変化特性図に示す。本Gd燃料集合体25において
は、第2群の燃料棒であるGd燃料棒G1とGd燃料棒
G2とのGd濃度がX>Yと異なることから、第2群の
燃料棒を非隣接配置とすれば、前記高Gd燃料集合体12
に相当する。
Next, the operation of the above configuration will be described. A comparison of the infinite multiplication factor of a certain cross section by the plurality of Gd fuel assemblies 25 as the first fuel assemblies and the high Gd fuel assemblies 12 as the second fuel assemblies is shown in FIG. This is shown in the characteristic diagram. In the present Gd fuel assembly 25, since the Gd concentration of the Gd fuel rods G1 and G2, which are the second group of fuel rods, is different from X> Y, the fuel rods of the second group are arranged in a non-adjacent configuration. Then, the high Gd fuel assembly 12
Is equivalent to

【0066】しかしながら、第2群の燃料棒であるGd
燃料棒G1,G2が、十字型16およびL字型17のように
隣接して配置されている。従って、燃焼初期から無限増
倍率がピークになるまでの期間は、本Gd燃料集合体25
の方が曲線26(実線)に示すように、前記高Gd燃料集
合体12の曲線14(点線)と比較して無限増倍率の増加率
が緩やかで、前記高Gd燃料集合体12と反応度に差があ
ることが分かる。
However, the second group of fuel rods Gd
Fuel rods G1 and G2 are arranged adjacently like a cross 16 and an L-shaped 17. Therefore, during the period from the initial stage of combustion until the infinite multiplication factor reaches a peak, the Gd fuel assembly 25
As shown by a curve 26 (solid line), the rate of increase of the infinite multiplication factor is slower than that of the curve 14 (dotted line) of the high Gd fuel assembly 12, and the reactivity with the high Gd fuel assembly 12 It can be seen that there is a difference.

【0067】このように、たとえ第2群の燃料棒でGd
燃料棒G1,G2のGd濃度がX>Yと互いに異なる場
合でも、十字型16およびL字型17のように隣接配置によ
り密集させることで、隣接する第2群の燃料棒とのGd
の干渉効果によって、第2群の燃料棒自身の反応度価値
が低下する。
Thus, even if the second group of fuel rods has Gd
Even when the Gd concentrations of the fuel rods G1 and G2 are different from each other such that X> Y, the Gd concentration between the fuel rods of the adjacent second group and the fuel rods of the second group is made denser by the adjacent arrangement like the cross shape 16 and the L shape 17.
, The reactivity value of the second group of fuel rods themselves decreases.

【0068】これにより、炉心における反応度調整を行
う場合にも、本Gd燃料集合体25においては、Gd濃度
がX>Yと互いに異なる多数のGd燃料棒G1,G2を
隣接して配置するだけで、低Gd燃料集合体に相当する
反応度をもつ燃料集合体とすることができる。また非隣
接配置とすれば、高Gd燃料集合体に相当する反応度を
もつ燃料集合体に作り分けることができる。
Thus, even when the reactivity is adjusted in the reactor core, in the present Gd fuel assembly 25, only a large number of Gd fuel rods G1, G2 having Gd concentrations different from X> Y are arranged adjacently. Thus, a fuel assembly having a reactivity corresponding to a low Gd fuel assembly can be obtained. In addition, if the fuel assemblies are not arranged adjacent to each other, fuel assemblies having a reactivity corresponding to a high Gd fuel assembly can be separately formed.

【0069】従って、第1群および第2群の燃料棒の種
類が異なるが、本数が同一のGd燃料集合体25におい
て、容易に低Gd燃料集合体あるいは高Gd燃料集合体
に相当する反応度を持たすことができる。さらに、炉心
からの要求により低Gd燃料集合体および高Gd燃料集
合体の装荷体数が変更された場合にも、迅速に対応する
ことができる。また、Gdの濃度は配置と燃焼速度に応
じて濃度を変えることができるので、Gdを効率良く燃
焼させることができる。
Therefore, in the Gd fuel assemblies 25 having the same number of fuel rods of the first group and the second group but having the same number, the reactivity corresponding to the low Gd fuel assembly or the high Gd fuel assembly can be easily obtained. Can be held. Further, even when the number of loaded bodies of the low Gd fuel assembly and the high Gd fuel assembly is changed due to a request from the core, it is possible to quickly respond. Further, since the concentration of Gd can be changed according to the arrangement and the burning speed, Gd can be burned efficiently.

【0070】なお本発明は、第2群のGd燃料棒G1,
G2を隣接して配置する形状は、前記十字型16およびL
字型17の他に、縦あるいは横の隣接配置20やブロック状
23等と、種々隣接配置としたものが1組以上ある全ての
燃料集合体に適用されて、同様の効果が得られる。
In the present invention, the second group of Gd fuel rods G1,
The shape for arranging G2 adjacent to each other is the cross shape 16 and L
In addition to the character shape 17, the vertical or horizontal adjacent arrangement 20 and the block shape
The same effect can be obtained by applying to all fuel assemblies having one or more sets of various arrangements such as 23 etc.

【0071】第5実施の形態は請求項1および請求項
3,5に係り、なお、上記第1実施の形態と同様の構成
部分と作用及び効果については省略して、相違する部分
について説明する。図8(a)の燃料棒配置図と(b)
の軸方向濃縮度分布およびGd濃度分布図に示すよう
に、Gd燃料集合体27は高燃焼度化を目的としたもので
ある。
The fifth embodiment relates to claims 1 and 3, and the same components and operations and effects as those of the first embodiment are omitted, and different portions will be described. . Fig. 8 (a) is a fuel rod layout and Fig. 8 (b)
As shown in the axial enrichment distribution and the Gd concentration distribution diagram, the Gd fuel assembly 27 is intended to increase the burnup.

【0072】前記Gd燃料集合体27は、多数の長尺燃料
棒(3,3a)1〜5,G1,G2と上部の核燃料を欠
如させた短尺燃料棒(4)V、および2本の太径ウォー
タロッド(5)Wを図示しない燃料スペーサ9で正方格
子状に束ねて、これを同じく図示しない上部タイプレー
ト7および下部タイプレート8に固定して燃料棒束と
し、この燃料棒束の周囲をチャンネルボックス2で覆っ
て構成している。
The Gd fuel assembly 27 includes a number of long fuel rods (3, 3a) 1 to 5, G1, G2, a short fuel rod (4) V lacking an upper nuclear fuel, and two thick fuel rods (3, 3a). The diameter water rods (5) W are bundled in a square lattice by a fuel spacer 9 (not shown) and fixed to an upper tie plate 7 and a lower tie plate 8 (not shown) to form a fuel rod bundle. Is covered by the channel box 2.

【0073】ここで、長尺燃料棒(3)の1〜5および
短尺燃料棒(4)Vは、核燃料物質のウランを含む第1
群の燃料棒である。また、燃料棒G1,G2は核燃料物
質のウランおよび可燃性毒物のGdを含むGd燃料棒
(3a)第2群の燃料棒で、このGd燃料棒G1,G2
におけるGd濃度をX=Yと同じに構成している。
Here, the 1 to 5 of the long fuel rods (3) and the short fuel rods (4) V are the first fuel rods containing uranium as a nuclear fuel substance.
A group of fuel rods. The fuel rods G1 and G2 are a second group of Gd fuel rods (3a) containing uranium as a nuclear fuel substance and Gd as a burnable poison.
Are configured to have the same Gd concentration as X = Y.

【0074】さらに、前記第2群の燃料棒については、
Gd燃料棒G1が10本、Gd燃料棒G2については4本
と合計14本で、Gd濃度の同じGd燃料棒G1,G2の
内で、10本が2組の十字型16(2×5本)に隣接配置と
して構成されている(請求項1)。
Further, regarding the second group of fuel rods,
There are 10 Gd fuel rods G1 and 4 Gd fuel rods G2, for a total of 14 rods. Of the Gd fuel rods G1 and G2 having the same Gd concentration, 10 are 2 cross-shaped 16 (2 × 5 rods). ) (Claim 1).

【0075】原子炉の新規運転に際しては、炉心に多数
の新燃料集合体が装荷されるが、運転時間の経過に伴う
前記新燃料の燃焼が進行することから、炉心における取
出燃焼度が増加したり、運転期間が短くなると共に径方
向キーピング等による炉心特性が低下することから、燃
料交換による反応度調整を行うことが必要となる。
At the time of new operation of the nuclear reactor, a large number of new fuel assemblies are loaded into the core. However, as the burning of the new fuel progresses as the operation time elapses, the discharge burn-up at the core increases. In addition, the operating period is shortened, and the core characteristics are deteriorated due to radial keeping and the like. Therefore, it is necessary to adjust the reactivity by refueling.

【0076】この炉心における燃料交換による反応度調
整に際して、ここで第1の燃料集合体とする前記Gd燃
料集合体27と、このGd燃料集合体27とGd燃料棒G
1,G2の本数が異なる、たとえば、図13に示す前記高
Gd燃料集合体12を第2の燃料集合体として、この第1
の燃料集合体と第2の燃料集合体の2種類の燃料集合体
を装荷して炉心を構成する(請求項3,5)。
When the reactivity is adjusted by refueling in the core, the Gd fuel assembly 27, which is the first fuel assembly, the Gd fuel assembly 27 and the Gd fuel rod G
1 and G2, for example, the high-Gd fuel assembly 12 shown in FIG.
A fuel core is configured by loading two types of fuel assemblies, namely, the fuel assembly of (1) and the second fuel assembly (claims 3 and 5).

【0077】次に、上記構成による作用について説明す
る。複数の第1の燃料集合体であるGd燃料集合体27、
および第2の燃料集合体である高Gd燃料集合体12によ
る、ある断面の無限増倍率の比較を図9の無限倍増率の
燃焼変化特性図に示す。本Gd燃料集合体27において
は、第2群の燃料棒であるGd燃料棒G1とGd燃料棒
G2とのGd濃度がX=Yで同じであるが、第2群の燃
料棒を非隣接配置とすれば、前記高Gd燃料集合体12に
相当する。しかしながら、第2群の燃料棒であるGd燃
料棒G1,G2が、十字型16のように隣接して配置され
ている。
Next, the operation of the above configuration will be described. Gd fuel assemblies 27, which are a plurality of first fuel assemblies,
A comparison of the infinite multiplication factor of a certain cross section between the high Gd fuel assembly 12 and the second fuel assembly 12 is shown in the combustion change characteristic diagram of the infinite multiplication factor in FIG. In the present Gd fuel assembly 27, the Gd fuel rods G1 and G2, which are the second group of fuel rods, have the same Gd concentration of X = Y, but the second group of fuel rods are not adjacently disposed. Then, it corresponds to the high Gd fuel assembly 12. However, Gd fuel rods G1 and G2, which are the second group of fuel rods, are arranged adjacently like a cross 16.

【0078】従って、燃焼初期から無限増倍率がピーク
になるまでの期間は、本Gd燃料集合体27の方が曲線28
(実線)に示すように、前記高Gd燃料集合体12の曲線
14(点線)と比較して無限増倍率の増加率が緩やかで、
前記高Gd燃料集合体12と反応度に差があることが分か
る。また、本Gd燃料集合体27においては、その無限増
倍率の増加率が、曲線28にあるように、上記図12におけ
る従来の低Gd燃料集合体10の場合と同程度の変化を示
す。
Therefore, during the period from the beginning of combustion to the peak of the infinite multiplication factor, the present Gd fuel assembly 27 has the curve 28
As shown in (solid line), the curve of the high Gd fuel assembly 12
The rate of increase of the infinite multiplication factor is slower than 14 (dotted line)
It can be seen that there is a difference in reactivity with the high Gd fuel assembly 12. Further, in the present Gd fuel assembly 27, the rate of increase of the infinite multiplication factor shows a change similar to that of the conventional low Gd fuel assembly 10 in FIG.

【0079】これにより、第2の燃料集合体のたとえば
前記高Gd燃料集合体12に対して、第2群の燃料棒であ
るGd燃料棒G1,G2の本数が異なるところの、第1
の燃料集合体であるGd燃料集合体27によれば、炉心特
性の状況に応じて、単に第2群の燃料棒の配置だけを変
更して適切な隣接配置度合いを選択することにより、容
易に反応度調整を行うことができる。
Thus, the first group of Gd fuel rods G1 and G2, which are the second group of fuel rods, is different from the second fuel assembly, for example, the high Gd fuel assembly 12 described above.
According to the Gd fuel assembly 27, which is the fuel assembly of (1), it is easy to change only the arrangement of the fuel rods of the second group and to select an appropriate degree of adjacent arrangement according to the situation of the core characteristics. Reactivity adjustments can be made.

【0080】第6実施の形態は請求項1および請求項
2,5,6に係り、上記第5実施の形態の変形例である
ことから、上記第5実施の形態と同様の構成部分と作用
及び効果については省略し、相違する部分について説明
する。図8(a)の燃料棒配置図と(b)の軸方向濃縮
度分布およびGd濃度分布図に示すように、Gd燃料集
合体29は高燃焼度化を目的としたものである。
Since the sixth embodiment is a modification of the fifth embodiment according to the first and second and fifth, sixth and sixth aspects, the same components and functions as those of the fifth embodiment are described. And effects are omitted, and different parts will be described. As shown in the fuel rod arrangement diagram of FIG. 8A and the axial enrichment distribution and the Gd concentration distribution diagram of FIG. 8B, the Gd fuel assembly 29 is intended to increase the burnup.

【0081】前記Gd燃料集合体29に収納した多数の燃
料棒で、長尺燃料棒(3)の1〜5および短尺燃料棒
(4)Vは、核燃料物質のウランを含む第1群の燃料棒
で、また、燃料棒G1,G2は核燃料物質のウランおよ
び可燃性毒物のGdを含むGd燃料棒(3a)第2群の
燃料棒で、このGd燃料棒G1,G2におけるGd濃度
をX>Yと互いに異なる構成としている(請求項2)。
Among the many fuel rods accommodated in the Gd fuel assembly 29, the long fuel rods 1 to 5 and the short fuel rods (4) V are the first group of fuels containing uranium as a nuclear fuel substance. The rods G1 and G2 are Gd fuel rods (3a) containing uranium as a nuclear fuel substance and Gd as a burnable poison, and a second group of fuel rods. The Gd concentration in the Gd fuel rods G1 and G2 is X> The configuration is different from Y (claim 2).

【0082】さらに、前記第2群の燃料棒については、
Gd燃料棒G1が10本、Gd燃料棒G2については4本
と合計14本で、Gd濃度の異なるGd燃料棒G1,G2
の内で、10本が2組の十字型16(2×5本)に隣接配置
として構成されている(請求項1)。
Further, regarding the second group of fuel rods,
There are 10 Gd fuel rods G1 and 4 Gd fuel rods G2, a total of 14 rods, and Gd fuel rods G1 and G2 having different Gd concentrations.
Of these, ten are arranged adjacent to two sets of crosses 16 (2 × 5) (claim 1).

【0083】原子炉の新規運転に際しては、炉心に多数
の新燃料集合体が装荷されるが、運転時間の経過に伴う
前記新燃料の燃焼が進行することから、炉心における取
出燃焼度が増加したり、運転期間が短くなると共に径方
向キーピング等による炉心特性が低下することから、燃
料交換による反応度調整を行うことが必要となる。
At the time of the new operation of the nuclear reactor, a large number of new fuel assemblies are loaded in the core. However, as the burning of the new fuel progresses as the operation time elapses, the discharge burnup in the core increases. In addition, the operating period is shortened, and the core characteristics are deteriorated due to radial keeping and the like. Therefore, it is necessary to adjust the reactivity by refueling.

【0084】この炉心における燃料交換による反応度調
整に際して、ここで第1の燃料集合体とする前記Gd燃
料集合体29と、このGd燃料集合体29とGd燃料棒G
1,G2の本数が異なる、たとえば図13に示す前記高G
d燃料集合体12を第2の燃料集合体として、前記第1の
燃料集合体と第2の燃料集合体の2種類の燃料集合体を
装荷して炉心を構成する(請求項5,6)。
In adjusting the reactivity by refueling in the core, the Gd fuel assembly 29, which is the first fuel assembly, the Gd fuel assembly 29 and the Gd fuel rod G
1 and G2, for example, the high G shown in FIG.
d The fuel assembly 12 is used as a second fuel assembly, and two types of fuel assemblies of the first fuel assembly and the second fuel assembly are loaded to constitute a core (claims 5 and 6). .

【0085】次に、上記構成による作用について説明す
る。複数の第1の燃料集合体であるGd燃料集合体29お
よび第2の燃料集合体である高Gd燃料集合体12によ
る、ある断面の無限増倍率の比較を図10の無限倍増率の
燃焼変化特性図に示す。
Next, the operation of the above configuration will be described. A comparison of the infinite multiplication factor of a cross section of a plurality of Gd fuel assemblies 29 as the first fuel assemblies and the high Gd fuel assemblies 12 as the second fuel assemblies is shown in FIG. This is shown in the characteristic diagram.

【0086】本Gd燃料集合体29においては、第2群の
燃料棒であるGd燃料棒G1とGd燃料棒G2とのGd
濃度がX>Yと互いに異なっており、第2群の燃料棒を
非隣接配置とすれば、前記高Gd燃料集合体12に相当す
る。しかしながら、第2群の燃料棒であるGd燃料棒G
1,G2が、十字型16のように隣接して配置されてい
る。
In the present Gd fuel assembly 29, the Gd fuel rods G1 and G2, which are the second group of fuel rods,
If the concentrations are different from each other such that X> Y, and the fuel rods of the second group are arranged non-adjacently, they correspond to the high Gd fuel assembly 12. However, the second group Gd fuel rods G
1, G2 are arranged adjacently like a cross 16.

【0087】従って、燃焼初期から無限増倍率がピーク
になるまでの期間は、本Gd燃料集合体29の方が曲線30
(実線)に示すように、前記高Gd燃料集合体12の曲線
14(点線)と比較して無限増倍率の増加率が緩やかで、
前記高Gd燃料集合体12と反応度に差があることが分か
る。
Therefore, during the period from the initial stage of combustion until the infinite multiplication factor reaches a peak, the present Gd fuel assembly 29 has the curve 30
As shown in (solid line), the curve of the high Gd fuel assembly 12
The rate of increase of the infinite multiplication factor is slower than 14 (dotted line)
It can be seen that there is a difference in reactivity with the high Gd fuel assembly 12.

【0088】また、本Gd燃料集合体29においては、そ
の無限増倍率の増加率が、曲線28にあるように、上記図
12における従来の低Gd燃料集合体10の場合と同程度の
変化を示す。これにより、本Gd燃料集合体29によれ
ば、上記第5実施の形態と同様に、炉心特性の状況に応
じて、単に第2群の燃料棒の配置だけを変更して適切な
隣接配置度合いを選択することにより、容易に反応度調
整を行うことができる。
Further, in the present Gd fuel assembly 29, the rate of increase of the infinite multiplication factor is shown by the curve 28 as shown in FIG.
12 shows the same change as in the case of the conventional low Gd fuel assembly 10 in FIG. Thus, according to the present Gd fuel assembly 29, similarly to the above-described fifth embodiment, only the arrangement of the second group of fuel rods is changed in accordance with the situation of the core characteristics to obtain an appropriate adjacent arrangement degree. By selecting, the reactivity can be easily adjusted.

【0089】なお、上記各実施の形態では、高燃焼度化
を目的とした9×9型正方格子状の燃料集合体を例とし
て説明したが、本発明はその他の六方格子状等の不規則
な形状で構成される燃料集合体にも適用されて同様の効
果が得られる。また、第2群のGd燃料棒G1,G2を
隣接配置する形状は、上記図1の十字型16およびL字型
17の他に、図3と図5に示す縦あるいは横の隣接配置20
やブロック状23を例としたが、この隣接形状については
他の形状でも良く、隣接配置としたものが1組以上ある
全ての燃料集合体に適用されるものである。
In each of the above embodiments, a fuel assembly having a 9 × 9 square lattice shape for the purpose of increasing the burnup has been described as an example. However, the present invention is not limited to other irregular shapes such as a hexagonal lattice shape. The same effect can be obtained by being applied to a fuel assembly having a different shape. Further, the shapes of the second group of Gd fuel rods G1 and G2 arranged adjacent to each other are the cross shape 16 and the L shape shown in FIG.
17 and the vertical or horizontal adjacent arrangement 20 shown in FIGS.
Although the block shape 23 is taken as an example, the adjacent shape may be another shape, and is applied to all fuel assemblies having one or more sets arranged adjacently.

【0090】[0090]

【発明の効果】以上本発明によれば、たとえGd燃料集
合体におけるGd燃料棒の本数や濃度は同じでも、Gd
燃料棒を隣接して配置する配置変更により、反応度価値
の異なる燃料集合体が容易に得られるので、Gd燃料集
合体の種類が削減できる。また、前記反応度価値の異な
る燃料集合体を燃料交換時に炉心に装荷することによ
り、運転期間の変動に対する融通性や取出燃焼度の高い
炉心へのスムーズな移行、および径方向ピーキングの平
坦化による熱的特性の改善等により、良好な炉心特性が
実現される。
According to the present invention, even if the number and concentration of Gd fuel rods in the Gd fuel assembly are the same,
By changing the arrangement of the fuel rods adjacent to each other, fuel assemblies having different reactivity values can be easily obtained, so that the types of Gd fuel assemblies can be reduced. In addition, by loading the fuel assemblies having different reactivity values into the core at the time of refueling, a smooth transition to a core having high flexibility and withdrawal burnup for fluctuations in the operation period, and flattening of radial peaking can be achieved. Good core characteristics are realized by improving the thermal characteristics and the like.

【0091】従って、燃料交換時に炉心における良好な
反応度特性および熱的特性を実現する精密な調整が容易
で、迅速に適切な対応ができることから、原子力発電プ
ラントの稼働率が向上する。
Therefore, precise adjustment for realizing good reactivity characteristics and thermal characteristics in the core during refueling can be easily performed, and appropriate measures can be taken promptly, thereby improving the operation rate of the nuclear power plant.

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

【図1】本発明に係る第1および第4実施の形態の燃料
集合体で、(a)は燃料棒配置図、(b)は軸方向濃縮
度分布およびGd濃度分布図。
FIGS. 1A and 1B are fuel rod assemblies according to first and fourth embodiments of the present invention, wherein FIG. 1A is a fuel rod layout, and FIG. 1B is an axial enrichment distribution and a Gd concentration distribution.

【図2】本発明に係る第1実施の形態の無限倍増率の燃
焼変化特性図。
FIG. 2 is a diagram showing a combustion change characteristic at an infinite doubling rate according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明に係る第2実施の形態の燃料集合体で、
(a)は燃料棒配置図、(b)は軸方向濃縮度分布およ
びGd濃度分布図。
FIG. 3 shows a fuel assembly according to a second embodiment of the present invention;
(A) is a fuel rod arrangement diagram, (b) is an axial enrichment distribution diagram and a Gd concentration distribution diagram.

【図4】本発明に係る第2実施の形態の無限倍増率の燃
焼変化特性図。
FIG. 4 is a view showing a combustion change characteristic at an infinite doubling rate according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明に係る第3実施の形態の燃料集合体で、
(a)は燃料棒配置図、(b)は軸方向濃縮度分布およ
びGd濃度分布図。
FIG. 5 is a fuel assembly according to a third embodiment of the present invention;
(A) is a fuel rod arrangement diagram, (b) is an axial enrichment distribution diagram and a Gd concentration distribution diagram.

【図6】本発明に係る第3実施の形態の無限倍増率の燃
焼変化特性図。
FIG. 6 is a combustion change characteristic diagram at an infinite doubling rate according to a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明に係る第4実施の形態の無限倍増率の燃
焼変化特性図。
FIG. 7 is a diagram showing a combustion change characteristic at an infinite doubling rate according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】本発明に係る第5および第6実施の形態の燃料
集合体で、(a)は燃料棒配置図、(b)は軸方向濃縮
度分布およびGd濃度分布図。
8 (a) is a fuel rod arrangement diagram, and FIG. 8 (b) is an axial enrichment distribution diagram and a Gd concentration distribution diagram in fuel assemblies according to fifth and sixth embodiments of the present invention.

【図9】本発明に係る第5実施の形態の無限倍増率の燃
焼変化特性図。
FIG. 9 is a view showing a combustion change characteristic at an infinite doubling rate according to a fifth embodiment of the present invention.

【図10】本発明に係る第6実施の形態の無限倍増率の
燃焼変化特性図。
FIG. 10 is a combustion change characteristic diagram at an infinite doubling rate according to a sixth embodiment of the present invention.

【図11】高燃焼度燃料集合体で、(a)は一部切り欠
き縦断面図、(b)は(a)のB−B矢視断面図、
(c)は(a)のC−C矢視断面図。
FIG. 11 is a high burn-up fuel assembly, in which (a) is a partially cutaway longitudinal sectional view, (b) is a sectional view taken along the line BB of (a),
(C) is a sectional view taken along the line CC of (a).

【図12】従来の低Gd燃料集合体で、(a)は燃料棒
配置図、(b)は軸方向濃縮度分布およびGd濃度分布
図。
12 (a) is a fuel rod arrangement diagram, and FIG. 12 (b) is an axial enrichment distribution and Gd concentration distribution diagram of a conventional low Gd fuel assembly.

【図13】従来の高Gd燃料集合体で、(a)は燃料棒
配置図、(b)は軸方向濃縮度分布およびGd濃度分布
図。
13 (a) is a fuel rod arrangement diagram, and FIG. 13 (b) is an axial enrichment distribution and Gd concentration distribution diagram of a conventional high Gd fuel assembly.

【図14】従来のGd燃料集合体の無限増倍率の燃焼変
化特性図。
FIG. 14 is a combustion change characteristic diagram of a conventional Gd fuel assembly at infinite multiplication factor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,15,19,22,25,27,29…燃料集合体、2…チャン
ネルボックス、3…長尺燃料棒、3a…Gd燃料棒、4
…短尺燃料棒、5…太径ウォータロッド、6…外部スプ
リング、7…上部タイプレート、8…下部タイプレー
ト、9…燃料スペーサ、10…低Gd燃料集合体、11…制
御棒、12…高Gd燃料集合体、13…曲線(低Gd燃
料)、14…曲線(高Gd燃料)、16…十字型の隣接配
置、17…L字型の隣接配置、18,21,24,26,28,30…
曲線(隣接配置)、20…縦あるいは横の隣接配置、23…
ブロック状の隣接配置。
1, 15, 19, 22, 25, 27, 29 ... fuel assembly, 2 ... channel box, 3 ... long fuel rod, 3a ... Gd fuel rod, 4
... short fuel rod, 5 ... large diameter water rod, 6 ... external spring, 7 ... upper tie plate, 8 ... lower tie plate, 9 ... fuel spacer, 10 ... low Gd fuel assembly, 11 ... control rod, 12 ... high Gd fuel assembly, 13 ... curved (low Gd fuel), 14 ... curved (high Gd fuel), 16 ... cross-shaped adjacent arrangement, 17 ... L-shaped adjacent arrangement, 18,21,24,26,28, 30…
Curved (adjacent), 20 ... vertical or horizontal adjacent, 23 ...
Block-shaped adjacent arrangement.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松村 歩 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Ayumu Matsumura 8 Shinsugita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Inside the Toshiba Yokohama office

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 核燃料物質を含み可燃性毒物を含まない
第1群の燃料棒と核燃料物質および可燃性毒物を含む第
2群の燃料棒と1本または複数本のウォータロッドとを
正方格子状に配列した燃料集合体において、前記核燃料
物質および可燃性毒物を含む第2群の燃料棒を少なくと
も1組隣接して配置したことを特徴とする燃料集合体。
A first group of fuel rods containing a nuclear fuel substance and containing no burnable poison, a second group of fuel rods containing a nuclear fuel substance and a burnable poison, and one or more water rods are arranged in a square lattice. The fuel assembly, wherein at least one set of a second group of fuel rods containing the nuclear fuel substance and the burnable poison is arranged adjacent to each other.
【請求項2】 前記第2群の燃料棒は可燃性毒物の濃度
が異なる複数種類の燃料棒群からなることを特徴とする
請求項1記載の燃料集合体。
2. The fuel assembly according to claim 1, wherein said second group of fuel rods comprises a plurality of types of fuel rod groups having different concentrations of burnable poisons.
【請求項3】 核燃料物質を含み可燃性毒物を含まない
第1群の燃料棒と核燃料物質および可燃性毒物を含む第
2群の燃料棒と内部に冷却材が流れるウォータロッドと
を正方格子状に配列した燃料集合体が装荷される原子炉
の炉心において、前記第2群の燃料棒が少なくとも1組
隣接配置された第2の燃料集合体とが燃料交換の際装荷
されることを特徴とする原子炉の炉心。
3. A square grid comprising a first group of fuel rods containing a nuclear fuel substance and containing no burnable poison, a second group of fuel rods containing a nuclear fuel substance and a burnable poison, and a water rod through which a coolant flows. In the core of the nuclear reactor in which the fuel assemblies arranged in the second group are loaded, at least one set of the fuel rods of the second group is disposed adjacent to the second fuel assembly at the time of refueling. Reactor core.
【請求項4】 前記第1の燃料集合体と前記第2の燃料
集合体における第2群の燃料棒の数は同じであることを
特徴とする請求項2記載の原子炉の炉心。
4. The reactor core according to claim 2, wherein the number of fuel rods of the second group in the first fuel assembly and the number of fuel rods in the second fuel assembly are the same.
【請求項5】 前記第1の燃料集合体と前記第2の燃料
集合体における第2群の燃料棒の数が異なることを特徴
とする請求項3記載の原子炉の炉心。
5. The nuclear reactor core according to claim 3, wherein the number of fuel rods of the second group in the first fuel assembly and the number of fuel rods in the second fuel assembly are different.
【請求項6】 前記第2群の燃料棒は可燃性毒物の濃度
が異なる複数種類の燃料棒群からなることを特徴とする
請求項4または請求項5記載の原子炉の炉心。
6. The reactor core according to claim 4, wherein said second group of fuel rods comprises a plurality of types of fuel rod groups having different concentrations of burnable poisons.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009156630A (en) * 2007-12-25 2009-07-16 Global Nuclear Fuel-Japan Co Ltd Core of boiling water reactor

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