JPS5855789A - 原子炉の炉心部構造 - Google Patents
原子炉の炉心部構造Info
- Publication number
- JPS5855789A JPS5855789A JP56155867A JP15586781A JPS5855789A JP S5855789 A JPS5855789 A JP S5855789A JP 56155867 A JP56155867 A JP 56155867A JP 15586781 A JP15586781 A JP 15586781A JP S5855789 A JPS5855789 A JP S5855789A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core
- fuel
- void
- reactor
- region
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は原子炉の炉心部構造に係り1%に微濃縮ウラン
燃料およびプルトニウム・ウラン混合燃料の2種類の燃
料を装荷する重水減速沸騰軽水冷却圧力管型原子炉の炉
心部構造の改良に関するものである。
燃料およびプルトニウム・ウラン混合燃料の2種類の燃
料を装荷する重水減速沸騰軽水冷却圧力管型原子炉の炉
心部構造の改良に関するものである。
重水減速沸騰軽水冷却圧力管[&子炉において。
2種類の燃料を使用する場合の従来の炉心内の燃料配置
を第1図〜第4図に示す。第1図は炉心を半径方向に2
分割し、外側領域に微濃縮ウラン燃料1を装荷し、炉心
中央領域にプルトニウム・ウラン混合燃料(以下、プル
トニウム燃料と略称する。)2を装荷した径方向2領域
炉心であり、第2図はそれを逆に配置した径方向2領域
炉心である。また、第3図は微濃縮ウラン燃料1を内側
領域と外側領域とに装荷し、プル)=ラム燃料2を微濃
縮ウラン燃料1の装荷領域にはさまれた炉心中間領域に
装荷した径方向3領域炉心である。第4図は炉心を軸方
向に分割し、炉心の上部領域に黴濃纏ウラン燃料1を装
荷し、下部領域にプルトニウム燃料2を装荷した軸方向
2領域炉心である。
を第1図〜第4図に示す。第1図は炉心を半径方向に2
分割し、外側領域に微濃縮ウラン燃料1を装荷し、炉心
中央領域にプルトニウム・ウラン混合燃料(以下、プル
トニウム燃料と略称する。)2を装荷した径方向2領域
炉心であり、第2図はそれを逆に配置した径方向2領域
炉心である。また、第3図は微濃縮ウラン燃料1を内側
領域と外側領域とに装荷し、プル)=ラム燃料2を微濃
縮ウラン燃料1の装荷領域にはさまれた炉心中間領域に
装荷した径方向3領域炉心である。第4図は炉心を軸方
向に分割し、炉心の上部領域に黴濃纏ウラン燃料1を装
荷し、下部領域にプルトニウム燃料2を装荷した軸方向
2領域炉心である。
なお、第1図〜第4因において、3は重水減速材。
4は重水反射体、5は炉心タンクを示す。
次に、上記した従来炉心の原子炉制御特性について説明
する。原子炉の制御特性に最も大きく関係する核的パラ
メータは、ボイド係数(冷却材の単位ボイド率変化あた
シの反応度変化量)である。
する。原子炉の制御特性に最も大きく関係する核的パラ
メータは、ボイド係数(冷却材の単位ボイド率変化あた
シの反応度変化量)である。
ボイド係数が正の大きな値をもつ炉心では、出力の上昇
にともなってボイド量が増加し、このボイド量増加によ
って、炉心に正の反応度か加わり、出力がさらに上昇す
るので、炉心の制御がむすかしくなるという問題を生ず
る。
にともなってボイド量が増加し、このボイド量増加によ
って、炉心に正の反応度か加わり、出力がさらに上昇す
るので、炉心の制御がむすかしくなるという問題を生ず
る。
第1図〜第4図に示した従来炉心のボイド係数をそれぞ
れ第5図に1点鎖線1,2点@線す、3点鎖線C1破線
dで示しである。第5図において。
れ第5図に1点鎖線1,2点@線す、3点鎖線C1破線
dで示しである。第5図において。
横軸の炉心平均ボイド率約15%、約40%は。
それぞれ炉心出力的35%・約100%時″′イー悲ド
率に相当する。 ΔV炉
心制御性の面から許されるボイド係数の炉心出力100
%時の上限値線0.2X10−’Δに/に/%でありS
第1図〜第4図に示す炉心の燃料配置では、いずれもこ
の上限値を超え制御性の曲で間両である。
率に相当する。 ΔV炉
心制御性の面から許されるボイド係数の炉心出力100
%時の上限値線0.2X10−’Δに/に/%でありS
第1図〜第4図に示す炉心の燃料配置では、いずれもこ
の上限値を超え制御性の曲で間両である。
本発明は上記に鑑みてなされたもので、その目的とする
ところは、ボイド係数を小さくでき、炉心制御特性を改
善することができる原子炉の炉心部構造を提供すること
にある。
ところは、ボイド係数を小さくでき、炉心制御特性を改
善することができる原子炉の炉心部構造を提供すること
にある。
本発明の特徴は、炉心を軸方向に3領域に分割し、炉心
上部領域および炉心下部領域にはそれぞれ黴−縮ウラン
燃料を装荷し、炉心中央領域にはプル)ニウム・ウラン
混合燃料を装荷した構成と ・し要点にある。
上部領域および炉心下部領域にはそれぞれ黴−縮ウラン
燃料を装荷し、炉心中央領域にはプル)ニウム・ウラン
混合燃料を装荷した構成と ・し要点にある。
壕ず1本発明K・至る基本となるボイド係数の低減法に
ついて述べる。炉心平均のボイド係数は。
ついて述べる。炉心平均のボイド係数は。
次式から求められる。
ここに。
Δに/ΔVl炉心平均のボイド係数(Δklk1%ボイ
ド) lv@、1) 1燃料*yi ン) (’t j、
k)rcオケルメイド率変化量(%) φ−71.k 寥燃料セグメン) (’−Je k
)における中性子束(1/c1n勺 (Δに/Δすt;プル)ニウム燃料のlイド係数(Δk
lk1%ボイド) (Δに/jマ)1クラン燃料のボイド係数(Δに/に7
%ボイド) ΔV H炉心平均のボイド率変化量(%)(1)式
から炉心平均のボイド係#!iを小さくするには、ボイ
ド率変化量の大きい領域および中性子束(出力)の高い
領域にlイド係数が小さい燃料を自装置すればよいこと
がわかる。
ド) lv@、1) 1燃料*yi ン) (’t j、
k)rcオケルメイド率変化量(%) φ−71.k 寥燃料セグメン) (’−Je k
)における中性子束(1/c1n勺 (Δに/Δすt;プル)ニウム燃料のlイド係数(Δk
lk1%ボイド) (Δに/jマ)1クラン燃料のボイド係数(Δに/に7
%ボイド) ΔV H炉心平均のボイド率変化量(%)(1)式
から炉心平均のボイド係#!iを小さくするには、ボイ
ド率変化量の大きい領域および中性子束(出力)の高い
領域にlイド係数が小さい燃料を自装置すればよいこと
がわかる。
第6図はプルトニウム燃料および微緩縮ウラン燃料のボ
イド係数線図で、!j!iifはプル)ニウム燃料、破
−gは微濃縮ウラン燃料のボイド係数である。3116
図からプル)ニウム燃料は、微濃縮ウラン燃料にくらべ
てボイド係数が小さいことがわ$4.この主な理由を以
下に述べる。プルトニウム239は、中性子エネルギー
がα3eマ近傍で大きな共鳴吸収断面積をもっている九
め、プルトニウム燃料は徽濃縮ウラン燃料にくらぺて熱
中性子エネルギー領域(≦0.52sev)ての中性子
吸収量が大きい、そこで、冷却材のボイド率の増加によ
って冷却材の中性子吸収量が減少しても、プルトニウム
燃料は、燃料集合体としての中性子吸収量の減少割合が
少なく1反応度を正にする因子が小さいためである。
イド係数線図で、!j!iifはプル)ニウム燃料、破
−gは微濃縮ウラン燃料のボイド係数である。3116
図からプル)ニウム燃料は、微濃縮ウラン燃料にくらべ
てボイド係数が小さいことがわ$4.この主な理由を以
下に述べる。プルトニウム239は、中性子エネルギー
がα3eマ近傍で大きな共鳴吸収断面積をもっている九
め、プルトニウム燃料は徽濃縮ウラン燃料にくらぺて熱
中性子エネルギー領域(≦0.52sev)ての中性子
吸収量が大きい、そこで、冷却材のボイド率の増加によ
って冷却材の中性子吸収量が減少しても、プルトニウム
燃料は、燃料集合体としての中性子吸収量の減少割合が
少なく1反応度を正にする因子が小さいためである。
し九がって、プルトニウム燃料をボイド率変化量が大き
い領域および出力が高い領域に装荷するようにすれば、
炉心平均のボイド係数を小さくすることができる。
い領域および出力が高い領域に装荷するようにすれば、
炉心平均のボイド係数を小さくすることができる。
次に、ボイド率分布およびボイド率変化量について考察
する。第7図は炉心出力が90%と100%のときの軸
方向ボイド率を示した線図でS1点鎖繰りは90%炉心
出力* 9%fllA ’ u 100 %F 心出力
の場合を示す、第8図は炉心出力を90%から100%
に変更したときのボイド率増加量を示す線図である。第
7図から炉心出力が100%のときのボイドO発生開始
点は、炉心下端から炉心有効長の約3/15の位置であ
シ、炉心下端からこの位置までの領域では、ボイドが発
生しないことがわかる。マえ、炉心出力が低下すると、
ボイド発生点がこの1ゾ置より上方に杉材すゐことがわ
かる。したがって、炉心下端から炉心有効長の3/15
までの領域には、いずれの燃料を用いても炉心のボイド
係数は変わらない。
する。第7図は炉心出力が90%と100%のときの軸
方向ボイド率を示した線図でS1点鎖繰りは90%炉心
出力* 9%fllA ’ u 100 %F 心出力
の場合を示す、第8図は炉心出力を90%から100%
に変更したときのボイド率増加量を示す線図である。第
7図から炉心出力が100%のときのボイドO発生開始
点は、炉心下端から炉心有効長の約3/15の位置であ
シ、炉心下端からこの位置までの領域では、ボイドが発
生しないことがわかる。マえ、炉心出力が低下すると、
ボイド発生点がこの1ゾ置より上方に杉材すゐことがわ
かる。したがって、炉心下端から炉心有効長の3/15
までの領域には、いずれの燃料を用いても炉心のボイド
係数は変わらない。
また、第8図から炉心出力を変更した場合のボイド率変
化は炉心下端から炉心有効長の約6/15の位置で最大
となり、10.5/15から炉心上端までの領域では5
M大変化量の約60%と小さくなることがわかる。した
がって、ボイド率変化譬が大きい3715〜10.5/
15 の領域にボイド係数が小さいプルトニウム燃料を
装荷するようにすれば、炉心のボイド係数を小さくする
ことができる。
化は炉心下端から炉心有効長の約6/15の位置で最大
となり、10.5/15から炉心上端までの領域では5
M大変化量の約60%と小さくなることがわかる。した
がって、ボイド率変化譬が大きい3715〜10.5/
15 の領域にボイド係数が小さいプルトニウム燃料を
装荷するようにすれば、炉心のボイド係数を小さくする
ことができる。
講9図は軸方向出力分布を示す線図でるる。この図から
も上記の3/15〜10.5715 の領域では出力
が高く、この領域にプル)=ラム燃料を装荷することが
望ましいことがわかる。
も上記の3/15〜10.5715 の領域では出力
が高く、この領域にプル)=ラム燃料を装荷することが
望ましいことがわかる。
以下本発明を第10図に示した実施例および第5図を用
いて詳細に説明する。
いて詳細に説明する。
第10図は本発明の炉心部構造の一実施例を示す炉心垂
直断面図である。第10図においては。
直断面図である。第10図においては。
炉心を軸方向に炉心下端から炉心有効長の3/15荷し
、中央領域にプル)ニウム燃料2を装荷しである。3は
重水減速材、4は重水反射体、6Fi炉心タンクを示す
。
、中央領域にプル)ニウム燃料2を装荷しである。3は
重水減速材、4は重水反射体、6Fi炉心タンクを示す
。
第10図に示す実施例の炉心のボイド係数を第5図に実
1seて示す。この結果から本発明の実施例によれば、
炉心のボイド係数は、その値が最も大きくなる炉心出力
100%(炉心平均ボイド率で約40%のところ)時で
も、約0.16X10”Δに/に/%ボイドとなり、す
べての炉心出方レベルに対してボイド係数を炉心制御性
の面から許容される上限値Q、2X1G”Δに/に7%
ボイドを超えることがない、これKよシ炉心制御特性
を改善することができる。 ′ オ九1本実施例では、炉心を軸方向に3領域に分割して
いゐので、炉心中央領域の中性子無限増倍率に−と炉心
上下部領域のに−を調整するととによシ、炉心軸方向出
方分布を平坦にすることが可能で、炉心の熱的余裕を増
大すること吃できる。
1seて示す。この結果から本発明の実施例によれば、
炉心のボイド係数は、その値が最も大きくなる炉心出力
100%(炉心平均ボイド率で約40%のところ)時で
も、約0.16X10”Δに/に/%ボイドとなり、す
べての炉心出方レベルに対してボイド係数を炉心制御性
の面から許容される上限値Q、2X1G”Δに/に7%
ボイドを超えることがない、これKよシ炉心制御特性
を改善することができる。 ′ オ九1本実施例では、炉心を軸方向に3領域に分割して
いゐので、炉心中央領域の中性子無限増倍率に−と炉心
上下部領域のに−を調整するととによシ、炉心軸方向出
方分布を平坦にすることが可能で、炉心の熱的余裕を増
大すること吃できる。
以上#?、明したように1本発明によれば、ボイド係数
を小さくでき、炉心制御特性を改善できるという効果が
ある。
を小さくでき、炉心制御特性を改善できるという効果が
ある。
第1図〜第3図はそれぞれ従来の燃料度[を示す炉心水
平断面図、第4図は従来の他の燃料配置を示す炉心垂直
断面図、第5図は各燃料配置におけるボイド係数のボイ
ド率依存性を示す4iilI図、第6図はプルトニウム
燃料と微凝縮ウラン燃料のボイド係数のボイド率依存性
を示す線図、第7図は炉心軸方向ボイド率分布を示す線
図、第8図は炉心出力を90%から100%に上昇した
ときの炉心軸方向のボイド率増加量を示す触図、第9図
は炉心軸方向出力分布を示す線図、第10図は本発明の
重水減速沸騰軽水冷却圧力管型原子炉の炉心部構造の一
実施例を示す炉心垂直断面図である。 1・・・黴績縮ウラン燃料、2・・・プルトニウム・ウ
ラン混合燃料、3・・・重水減速材、4・・・重水反射
体。 (ほか1名) 第5図 0 10 20 30 4θ 50が1
し−PP5Jボ゛4Y率(ヅ・) 第6図 ホ゛イト率(7−)
平断面図、第4図は従来の他の燃料配置を示す炉心垂直
断面図、第5図は各燃料配置におけるボイド係数のボイ
ド率依存性を示す4iilI図、第6図はプルトニウム
燃料と微凝縮ウラン燃料のボイド係数のボイド率依存性
を示す線図、第7図は炉心軸方向ボイド率分布を示す線
図、第8図は炉心出力を90%から100%に上昇した
ときの炉心軸方向のボイド率増加量を示す触図、第9図
は炉心軸方向出力分布を示す線図、第10図は本発明の
重水減速沸騰軽水冷却圧力管型原子炉の炉心部構造の一
実施例を示す炉心垂直断面図である。 1・・・黴績縮ウラン燃料、2・・・プルトニウム・ウ
ラン混合燃料、3・・・重水減速材、4・・・重水反射
体。 (ほか1名) 第5図 0 10 20 30 4θ 50が1
し−PP5Jボ゛4Y率(ヅ・) 第6図 ホ゛イト率(7−)
Claims (1)
- 1、微濃縮ウラン燃料およびプルトニウム・ウラン混合
燃料の28i類の燃料を装荷する重水減速沸騰軽水冷却
圧力管型原子炉において、炉心を軸方向に3領域に分割
し、炉心上部領域および炉心下部領域にはそれぞれ前記
微濃縮ウラン燃料を装荷し、炉心中央領域には前記プル
トニウム・ウラン混合燃料を装荷してなることを特徴と
する原子炉の炉心部構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56155867A JPS5855789A (ja) | 1981-09-29 | 1981-09-29 | 原子炉の炉心部構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56155867A JPS5855789A (ja) | 1981-09-29 | 1981-09-29 | 原子炉の炉心部構造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5855789A true JPS5855789A (ja) | 1983-04-02 |
JPH0151797B2 JPH0151797B2 (ja) | 1989-11-06 |
Family
ID=15615231
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56155867A Granted JPS5855789A (ja) | 1981-09-29 | 1981-09-29 | 原子炉の炉心部構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5855789A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59193394A (ja) * | 1983-04-19 | 1984-11-01 | 株式会社東芝 | 軽水炉 |
JPS63206692A (ja) * | 1987-02-23 | 1988-08-25 | 株式会社日立製作所 | 圧力管型原子炉の炉心構造 |
JPH0382994A (ja) * | 1989-08-25 | 1991-04-08 | Hitachi Ltd | 高速炉用燃料集合体及び高速炉の炉心並びに高速炉用燃料棒 |
-
1981
- 1981-09-29 JP JP56155867A patent/JPS5855789A/ja active Granted
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59193394A (ja) * | 1983-04-19 | 1984-11-01 | 株式会社東芝 | 軽水炉 |
JPH0415437B2 (ja) * | 1983-04-19 | 1992-03-17 | Tokyo Shibaura Electric Co | |
JPS63206692A (ja) * | 1987-02-23 | 1988-08-25 | 株式会社日立製作所 | 圧力管型原子炉の炉心構造 |
JPH0382994A (ja) * | 1989-08-25 | 1991-04-08 | Hitachi Ltd | 高速炉用燃料集合体及び高速炉の炉心並びに高速炉用燃料棒 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0151797B2 (ja) | 1989-11-06 |
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