JPS5866895A - Bwr type reactor - Google Patents

Bwr type reactor

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JPS5866895A
JPS5866895A JP56165036A JP16503681A JPS5866895A JP S5866895 A JPS5866895 A JP S5866895A JP 56165036 A JP56165036 A JP 56165036A JP 16503681 A JP16503681 A JP 16503681A JP S5866895 A JPS5866895 A JP S5866895A
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JP
Japan
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reactor
neutron
core
water
control
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JP56165036A
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律夫 吉岡
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 (1)  発明の技術分野 本発明は沸騰水形原子炉に係シ、特に制御棒の構造に関
するものである● (2)従来技術 第1図ないし第5図を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (1) Technical field of the invention The present invention relates to boiling water nuclear reactors, and in particular to the structure of control rods. (2) Prior art See Figures 1 to 5. and explain.

図中1は原子炉圧力容器であって、約7 N/32の炉
圧に耐えるように構成されている。
In the figure, 1 is a reactor pressure vessel, which is constructed to withstand a reactor pressure of about 7 N/32.

この原子炉圧力容器1内には炉心2が収容され、冷却材
(軽水)はこの炉心2内に下方から流入し、燃料の核反
応による熱によって沸騰し、水と蒸気の2相流となって
炉心2の上方κ送られる。
A reactor core 2 is housed in the reactor pressure vessel 1, and coolant (light water) flows into the core 2 from below, boils due to the heat generated by the nuclear reaction of the fuel, and becomes a two-phase flow of water and steam. It is then sent to the upper part of the reactor core 2.

この水と蒸気の2相流は気水分離器3によりて水と蒸気
に分離される。
This two-phase flow of water and steam is separated into water and steam by a steam/water separator 3.

分離された蒸気は蒸気乾燥器4によって湿分が除去され
、主蒸気管5を介してタービン(図示せず)K送られる
Moisture is removed from the separated steam by a steam dryer 4, and the steam is sent to a turbine (not shown) K via a main steam pipe 5.

分離され良木は給水スパージャ6から供給される給水と
ともにジェット−ンプト・・Kよシ原子炉圧力春器1内
下部に送られ、ふた九び炉心2内に下方から流入する。
The separated fine wood is sent to the lower part of the reactor pressure spring 1 along with the water supplied from the water supply sparger 6, and flows into the reactor core 2 from below.

上記炉心2は第2図および第3図に示す如く断面十字形
の制御棒8・・・の周囲に4体の燃料集合体9・・・を
装荷して単位格子10・・・を構成し、この単位格子1
0・・・を第3図に示す如く格子状に多数配列して構成
される。なお、第3図中ひとつのます目がひとつの単位
格子10・・・を示し、まず0内O十字は制御棒8・・
・を示す。
As shown in FIGS. 2 and 3, the reactor core 2 has four fuel assemblies 9 loaded around control rods 8 having a cross-shaped cross section to form a unit grid 10. , this unit cell 1
0... are arranged in a grid pattern as shown in FIG. In addition, in Fig. 3, each square represents one unit cell 10..., and the O cross inside 0 represents the control rod 8...
・Indicates.

上記燃料集合体9・・・は燃料ベレットを収容した燃料
棒(図示せず)を8行8列の格子状に配置して燃料バン
ドルを構成し、この燃料バンドルを断面略正方形のチャ
ンネル&、クスで囲ンだもので、冷却材はこのチャンネ
ルが、クス内を上方に流れる。
The fuel assembly 9... constitutes a fuel bundle by arranging fuel rods (not shown) containing fuel pellets in a lattice of 8 rows and 8 columns, and this fuel bundle is connected to a channel with a substantially square cross section. It is surrounded by a box, and the coolant flows upward through this channel.

この燃料集合体9・・・内を流れる冷却材(軽水)は燃
料棒で発生する熱を除去する冷却材として作用するとと
もに核分裂反応で発生する高速中性子を熱中性子に減速
する減速材として作用する。
The coolant (light water) flowing inside this fuel assembly 9 acts as a coolant to remove the heat generated in the fuel rods, and also acts as a moderator to moderate fast neutrons generated in the nuclear fission reaction into thermal neutrons. .

を九燃料集合体9・・・間の間隙内にも炉水(軽水)が
存在しており、この炉水は減速材として作用する。
Reactor water (light water) also exists in the gaps between the nine fuel assemblies 9, and this reactor water acts as a moderator.

上記制御棒8・・・はステンレス鋼の薄板をU字状に成
形して放射状に突出した4枚のブレート11・・・を有
し、これらのブレード11・・・内にはX f 7 L
/ X 銅の細管からなる耐圧性のfイズンチa−f 
Z x・・・が収容されている。そして、このfイズン
テ、−fll−・・内には中性子吸収物質13たとえば
炭化はう素B4Cの粉末が充填され、中性子を吸収する
ように構成されている。
The control rod 8 has four radially protruding blades 11 formed by forming stainless steel thin plates into a U-shape.
/
Z x... is accommodated. The neutron absorbing material 13, for example, powder of boron carbide B4C, is filled in the inside of the f-inte, -fll-, and is configured to absorb neutrons.

なお、上記4イズンチ、−ブ12・・・は中性子吸収物
質13が中性子を吸収することkよりて発生する放射性
物質の拡散を防止する作用をなす。
Incidentally, the above-mentioned elements 4 and 12 serve to prevent the diffusion of radioactive substances generated by the absorption of neutrons by the neutron absorbing material 13.

また、上記炉心2の下方には制御棒案内管J 4−・・
が設けられ、またこれら制御棒案内管14・・・の下端
には制御棒駆動機構15・・・が接続されている。そし
て、上記制御棒8・・・は上記制御棒案内管14・・・
K案内されて制御棒駆動機構15・・・Kよりて昇降駆
動され、炉心2内の燃料集合体9・・・間に挿入され、
あるいは引抜かれる。
Also, below the core 2 are control rod guide tubes J4-...
are provided, and control rod drive mechanisms 15 are connected to the lower ends of these control rod guide tubes 14. The control rods 8... are connected to the control rod guide tubes 14...
The control rod drive mechanism 15 is guided up and down by the control rod drive mechanism 15, and is inserted between the fuel assemblies 9 in the core 2.
Or be pulled out.

そして、この制御棒8・・・が挿入されると炉心2内の
中性子を吸収し、炉心2の反応度を制御して出力を制御
する。なお、沸騰水y#原子炉では炉心2を流れる冷却
材の流量を変え、燃料集合体9・・・内を流れる冷却材
の蒸気と水0割合すなわち?イド率を変え、炉心2内に
存在する水の量を蛮えて水対燃料比を賓え、中性子の減
速作用を制御することによって出力を制御することもな
される。
When the control rods 8 are inserted, they absorb neutrons in the reactor core 2, control the reactivity of the reactor core 2, and control the output. In addition, in the boiling water y# reactor, the flow rate of the coolant flowing through the reactor core 2 is changed, and the ratio of steam and water of the coolant flowing inside the fuel assembly 9 is 0, i.e.? The output can also be controlled by changing the id ratio, increasing the amount of water present in the core 2, adjusting the water-to-fuel ratio, and controlling the moderation effect of neutrons.

なお、上記制御棒8・・・は原子炉の運転時には完全に
引抜かれ、停止時にのみ炉心jK挿入される安全棒と、
運転時に挿入され、炉心2の反応度を制御する調整棒と
に分けられ、通常は全制御棒8・・・のうち2〇−程度
の本数の制御棒8・・・が調整棒として使用される。な
お、第3図には調整棒として使用される制御棒8・・・
O配値パターンを示し、図中丸で囲んだ制御棒8・・・
が調整棒として使用されるものである仁とを示す。
The control rods 8 are safety rods that are completely pulled out when the reactor is in operation and inserted into the core only when the reactor is stopped.
It is inserted during operation and is divided into adjustment rods that control the reactivity of the reactor core 2. Normally, about 20 control rods 8 out of all the control rods 8 are used as adjustment rods. Ru. In addition, FIG. 3 shows a control rod 8 used as an adjustment rod.
Control rod 8, which shows the O value arrangement pattern and is circled in the figure...
indicates a rod used as an adjustment rod.

(3)従来技術の問題点 従来は中性子吸収物質を充填した制御棒を炉心内に挿入
するととによって中性子を吸収し、炉心の出力を制御す
る。このため、制御棒に吸収される中性子はまったくの
無駄となり、経済性が劣る不具合があり九。すなわち、
核分裂反応によって生じた中性子は次の核分裂反応を生
起させるため勢に有効に利用する必要があシ、この中性
子の利用効率を中性子経済と称する。
(3) Problems with the Prior Art Conventionally, control rods filled with neutron-absorbing substances are inserted into the reactor core to absorb neutrons and control the output of the reactor core. For this reason, the neutrons absorbed by the control rods are completely wasted, resulting in a problem that is less economical. That is,
The neutrons produced by the nuclear fission reaction must be used effectively to generate the next nuclear fission reaction, and the efficiency with which these neutrons are used is called neutron economy.

そして、この中性子経済を高めることKよシ燃料の効率
的な燃焼、利用を図ることができるものであるが、上述
の如く制御棒に吸収される中性子はまったくの無駄とな
シ、中性子経済が悪くなシ燃料の効率的な利用を妨げる
ものであり九〇 (4)発明の目的 本発明は無駄に吸収される中性子を減らし、中性子経済
を向上させて燃料の利用効率を高めることを目的とすみ
By increasing this neutron economy, it is possible to efficiently burn and use fuel, but as mentioned above, the neutrons absorbed by the control rods are completely wasted, and the neutron economy is 90(4) Purpose of the Invention The purpose of the present invention is to reduce wastefully absorbed neutrons, improve neutron economy, and increase fuel usage efficiency. Corner.

(5)発明O構成 本発明社内部に中性子非吸収性の物質を充填するとと%
に内部に原子炉圧力容器内0水すなわち炉水が侵入する
のを防止する本書性を備えた中性子非吸収部を有する制
御棒を使用したものである。
(5) Invention O configuration If a neutron non-absorbing substance is filled inside the invention
A control rod is used which has a neutron non-absorbing part with this property to prevent water inside the reactor pressure vessel, that is, reactor water, from entering into the reactor pressure vessel.

そしてこの制御棒は炉心内に挿入されることによりその
分だけ炉心内の炉水を排除し、炉心の水対燃料比を変え
て出力を制御し、制御棒として作用する。
By inserting this control rod into the reactor core, the reactor water in the reactor core is removed by that amount, the water-to-fuel ratio of the reactor core is changed, the output is controlled, and the control rod acts as a control rod.

そして、この制御棒は中性子を吸収しないので、中性子
が無駄に吸収されることがなく、中性子経済を向上する
ものである。
Since this control rod does not absorb neutrons, neutrons are not absorbed in vain, improving neutron economy.

(6)  発明の第1実施例 第6図ないし第13図(畠)〜(d)を参照して説明す
る。
(6) The first embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. 6 to 13 (Hata) to (d).

図中101は原子炉圧力容器でありて、約70 kg 
/alの炉圧に耐えるように構成されている。
In the figure, 101 is the reactor pressure vessel, which weighs approximately 70 kg.
It is constructed to withstand a furnace pressure of /al.

この原子炉圧力容器101内には炉心102が収容され
、冷却材(軽水)はこの炉心102内に下方から流入し
、燃料の核反応による熱によって沸騰し、水と蒸気の2
相流となりて炉心1aXの上方に送られる。
A reactor core 102 is housed within this reactor pressure vessel 101, and coolant (light water) flows into this reactor core 102 from below, boils due to the heat generated by the nuclear reaction of the fuel, and is divided into water and steam.
It becomes a phase flow and is sent above the core 1aX.

乙の水と蒸気の2相流は気水分離器103によりて水と
蒸気に分離される。
The two-phase flow of water and steam (B) is separated into water and steam by a steam/water separator 103.

分離された蒸気社蒸気乾燥器104によって湿分が除去
され、主蒸気管105を介してタービン(図示せず)K
送られる。
Moisture is removed by a separated steam dryer 104 and sent to a turbine (not shown) K via a main steam pipe 105.
Sent.

分離された水は給水スA−ジャ10gから供給される給
水とともにゾエy)/ンf107・・・によ多原子炉圧
力容器101内下部に送られ、ふたたび炉心102内に
下方から流入する。
The separated water is sent to the lower part of the multiple reactor pressure vessel 101 together with the water supplied from the water supply tank A-jar 10g, and flows into the reactor core 102 from below again.

上記炉心102は第2図および第3図に示す如く断面十
字形の制御棒10・8・・・の周′8に4体の燃料集合
体109・・・を装荷して単位格子110・・・を構成
し、この単位格子110・・・を#I3図に示す如く格
子状に多数配列して構成される。なお、第3図中ひとつ
のます目がひとつの単位格子110−・を示し、ます目
的の十字は制御棒108゜・・・を示すe 上記燃料集合体J 09−・・は燃料(レットを収容し
九燃料棒(図示せず)を8行8列の格子状に配置して燃
料バンドルを構成し、この燃料バンドルを断面略正方形
のチャンネル&、クスで囲んだ4ので、冷却材はこのチ
ャンネルーツクス内を上方Kfiれる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the reactor core 102 is constructed by loading four fuel assemblies 109 around the peripheries of control rods 10, 8, each having a cross-shaped cross section. . is constructed by arranging a large number of unit cells 110 . In addition, each square in Fig. 3 indicates one unit cell 110-, and the cross in the square indicates the control rod 108°.e The above fuel assembly J09-... A fuel bundle is constructed by accommodating nine fuel rods (not shown) arranged in a grid of 8 rows and 8 columns, and this fuel bundle is surrounded by channels and boxes with a substantially square cross section. Kfi moves upward within the channel.

この燃料集合体J O# −・・内を流れる冷却材(軽
水)は燃料棒で発生する熱を除去する冷却材として作用
するとともに核分裂反応で発生する高速中性子を熱中性
子に減速する減速材として作用する。
The coolant (light water) flowing within this fuel assembly JO#-... acts as a coolant to remove the heat generated in the fuel rods, and also as a moderator to reduce the fast neutrons generated in the nuclear fission reaction into thermal neutrons. act.

また燃料集合体xoe・・・間の関謙内にも炉水(軽水
)が存在しており、この炉水は減速材として作用する。
Reactor water (light water) also exists in Sekiken between the fuel assemblies xoe..., and this reactor water acts as a moderator.

を九、上記炉心101t)下方には制御棒案内管111
・・・が設けられ、これらlll111棒期内管111
の下114には制御棒駆動機構112・・・が接続され
ている◎そして、上記制御棒XOS・・・は上記制御棒
案内管111・・・K案内されて制御棒駆動機構112
・・・Kよりて昇降駆動され、炉心102内の燃料集合
体109・・・間に挿入され、あるいは引抜かれる。
(9) The control rod guide tube 111 is located below the core 101t).
... are provided, and these lll111 rods inner tubes 111
A control rod drive mechanism 112... is connected to the bottom 114 of the control rod XOS... The control rod XOS... is guided by the control rod guide tube 111...K to the control rod drive mechanism 112...
... is driven up and down by the fuel assembly 109 in the reactor core 102, or is pulled out.

そして、上記制御棒108・・・は原子炉の運転時には
完全に引抜かれ、停止時にのみ炉心102に挿入される
安全棒108*・・・と、運転時に挿入され、炉心10
2の反応度を制御する調aS108b・・・とに分けら
れている。なお、第8図には調整棒108b・・・の配
置パターンを示し、図中丸で囲んだ制御棒が調!I棒1
011b−・・である。
The control rods 108... are completely pulled out when the reactor is operating, and the safety rods 108*... are inserted into the reactor core 102 only when the reactor is stopped, and the safety rods 108*... are inserted into the reactor core 102 when the reactor is in operation.
It is divided into a control aS108b... which controls the reactivity of 2. In addition, FIG. 8 shows the arrangement pattern of the adjustment rods 108b..., and the control rods circled in the figure are the adjustment rods! I stick 1
011b-...

そして、上記安全棒108b・・・として使用される制
御棒10g・・・は従来と同様に@9図に示ス如くステ
ンレス鋼の薄板をU字状に成形して放射状に突出した4
枚のブレード113・・・を有し、これらのブレード1
13・・・内にステンレス鋼の細管からなる耐圧性の?
イズンチ、−ブ114・・・を収容したものである。そ
して、これらの4イズンチユーブ114・・・内には全
長にわたって中性子吸収物質たとえば炭化はう素B4C
の粉末が充填されている。
The control rods 10g, which are used as the safety rods 108b, are formed by forming a thin stainless steel plate into a U-shape and protruding radially, as shown in Figure @9.
It has blades 113..., and these blades 1
13...A pressure-resistant tube made of stainless steel tubes inside?
It accommodates Izunchi, -bu 114, and so on. These four tubes 114 are filled with a neutron absorbing material such as boron carbide B4C over the entire length.
filled with powder.

また、上記−警棒xosb・・・とじて使用される制御
棒の全長L−は炉心102の高さより長く構成されてい
る。そして、この調整棒108b・・・は第10図に示
す如くその端部九とえば上端部の一部が中性子吸収部1
151に形成され、また、他の部分は中性子非吸収部1
15bに形成されている。
Further, the total length L of the control rod used when the baton xosb is closed is longer than the height of the reactor core 102. As shown in FIG. 10, the adjustment rod 108b... has its end 9, for example, a part of the upper end, which is connected to the neutron absorbing section 108b.
151, and the other part is the neutron non-absorbing part 1.
15b.

そして、上記中性子吸収部115aは第11図に示す如
〈従来と同様Kdl’イズンチ、−ブ116・・・内に
1炭化はう素等の中性子吸収物質111が充填されてい
る。
As shown in FIG. 11, the neutron absorbing portion 115a has a neutron absorbing material 111 such as boron monocarbide filled in a neutron absorbing material 116, as in the conventional case.

また、上記中性子非吸収部115bでは第12図に示す
如くブレード1111−・・内には中空管119・・・
が収容されている。そして、この中空管11m・・・は
両端部が密封されて内部に炉水が侵入しないような水密
性が与えられ、また炉圧によって圧潰することのないよ
うな耐圧性が与えられている。そして、この中空管11
#・・・内には中性子を吸収しないガス岬が充填されて
いる。tた、この調整棒108b・・・のブレード11
8・・・、中空管119・・・岬は中性子吸収性のない
材料たとえばジルコニウム合金等で形成されている。
Further, in the neutron non-absorbing portion 115b, as shown in FIG. 12, hollow tubes 119...
is accommodated. Both ends of this hollow tube 11m are sealed, giving it watertightness to prevent reactor water from entering inside, and pressure resistance to prevent it from being crushed by reactor pressure. . And this hollow tube 11
#... is filled with a gas cape that does not absorb neutrons. The blade 11 of this adjustment rod 108b...
8..., hollow tube 119... The cape is made of a material that does not absorb neutrons, such as a zirconium alloy.

なお、前記中性子吸収部1151の長さLlはこの調整
棒108b・・・の全長L・の20〜50−に設定され
、tた中性子非吸収部116bO長さり、は炉心102
の高さと略等しく設定されている。
The length Ll of the neutron absorbing portion 1151 is set to 20 to 50 − of the total length L of the adjustment rod 108b, and the length of the neutron non-absorbing portion 116bO is set to 20 to 50 − of the total length L of the adjustment rod 108b.
is set approximately equal to the height of

次にこの第1実施例の作用を説明する。Next, the operation of this first embodiment will be explained.

まず、原子炉を起動する場合には安全棒108b・・・
を炉心102からすべて引抜く。
First, when starting the reactor, the safety rod 108b...
All are pulled out from the reactor core 102.

そして調整棒108b・・・を炉心102内に挿入し、
炉心102の反応度を制御する。この場合、調整棒10
8b・・・は第13図(、)に示す如くその中性子非吸
収部115b・・・が炉心102内に挿入され、中性子
吸収部1 # a m −・・は炉心102の上方に突
出する状態となるようにする。
Then, insert the adjustment rod 108b into the core 102,
The reactivity of the reactor core 102 is controlled. In this case, the adjustment rod 10
As shown in FIG. 13(,), 8b... is in a state where its neutron non-absorbing part 115b... is inserted into the core 102, and the neutron absorbing part 1#a m-... is in a state of protruding above the core 102. Make it so that

そして、この調整棒108b・・・の中性子非吸収部1
11b−・・が炉心101内に挿入されることによシ、
その分だけ炉心102内O炉水が排除され、炉心XOZ
の水対燃料比が変化する。したがって、高速中性子の減
速作用が変化し、炉心xoxo反応度を制御することが
できる。そして、仁の場合には水対燃料比が低下した分
だけ炉心102内の高速中性子が増加し、この高速中性
子は燃料中のウラン238に吸収されてこのウラン23
8を核燃料物質であるグル)=ウムzseに変換する。
Then, this adjustment rod 108b...neutron non-absorbing portion 1
11b-... is inserted into the core 101,
O water in the core 102 is removed by that amount, and the core XOZ
The water-to-fuel ratio changes. Therefore, the moderation effect of fast neutrons changes, and the core xoxo reactivity can be controlled. In the case of Jin, the number of fast neutrons in the reactor core 102 increases by the amount that the water-to-fuel ratio decreases, and these fast neutrons are absorbed by the uranium-238 in the fuel.
8 is converted into the nuclear fuel material glu)=umzse.

し九がってこの高速中性子はプル)=ラム239の生成
に寄与し、無駄となることがなく、中性子経済は向上す
る。
Therefore, these fast neutrons contribute to the production of PULL)=RAM 239, are not wasted, and the neutron economy improves.

よりて燃料の利用効率は向上し、経済性が向上する。This improves fuel usage efficiency and improves economic efficiency.

なお、この第1実施例で社訓警棒I OIl b −・
・のブレード118・・・や中空管119・・・を中性
子吸収の少ないジルコニウム合金で形成したので中性子
の吸収がきわめて少なく、中性子経済が向上する。
In addition, in this first embodiment, the company training baton I OIl b -・
Since the blades 118 and the hollow tubes 119 are made of a zirconium alloy that absorbs few neutrons, the absorption of neutrons is extremely small, improving neutron economy.

また、原子炉を停止させる場合には安全棒108&・・
・を炉心192内に全挿入するとともに調整棒108b
・・・を第13図〜)に示す如く引下げ、その中性子吸
収部115aを炉心102の上部に位置させることによ
り炉心10′2の反応度を充分圧低下させることができ
る。すなわち、このような調整棒f 08b・・・は中
性子非吸収部115b・・・によシ炉水を排除して反応
度を制御するので、反応度制御作用は従来の制御棒よシ
小さい。しかしこの第1実施例の如く上部に中性子吸収
部1151を形成し、この中性子吸収部1151を第1
3図(b)に示す如く炉心102内に位置させれば仁の
中性子吸収部1151で中性子の吸収がなされるのでこ
の調整棒108b・・・の反応度抑制作用を大きくする
ことができる。
In addition, when stopping the reactor, the safety rod 108 &...
· is fully inserted into the reactor core 192, and the adjustment rod 108b
. . as shown in FIGS. 13~) and positioning the neutron absorbing portion 115a above the reactor core 102, the reactivity of the reactor core 10'2 can be sufficiently reduced in pressure. That is, since such adjustment rods f08b... control the reactivity by excluding reactor water from the neutron non-absorbing portions 115b, the reactivity control effect is smaller than that of conventional control rods. However, as in this first embodiment, a neutron absorbing section 1151 is formed in the upper part, and this neutron absorbing section 1151 is
If they are located in the core 102 as shown in FIG. 3(b), neutrons are absorbed by the neutron absorbing portion 1151 of the core, so that the reactivity suppressing effect of the adjustment rods 108b can be increased.

また、燃料集合体109・・・内のがイド率は炉心10
2上部で大きいのでこの炉心102の上部ては高速中性
子の減速作用が小さく、よって炉心101上部では高速
中性子が多く、ウラン238がプルトニウム119VC
変検される率が大であシ、この炉心101上部ではプル
トニウム239が多く生成され、反応度が高くなってい
る。よってこの調整棒101b・・・の中性子吸収部1
15mを炉心1071の上部に位置させることKよシ反
応度抑制作用を最も大きくすることができる。
In addition, the id ratio in the fuel assembly 109... is the core 10.
2, the moderation effect of fast neutrons is small in the upper part of the reactor core 102, so there are many fast neutrons in the upper part of the reactor core 101, and the uranium-238 becomes plutonium-119VC.
There is a high rate of alteration, and a large amount of plutonium-239 is produced in the upper part of the reactor core 101, resulting in a high degree of reactivity. Therefore, the neutron absorption part 1 of this adjustment rod 101b...
By locating 15 m above the core 1071, the reactivity suppressing effect can be maximized.

また、第13図(c)K:示す如くこの調整棒J O8
b・・・を上下に移動させ、炉心101内に挿入されて
いる中性子非吸収部115bの長さを変えることにより
炉心102の反応度の微調整をおこなうことができ、反
応度調整の自由度が増大する。
Also, as shown in Fig. 13 (c) K: this adjustment rod J O8
b... by moving up and down and changing the length of the neutron non-absorbing part 115b inserted into the core 101, the reactivity of the core 102 can be finely adjusted, increasing the degree of freedom in reactivity adjustment. increases.

また、この調整棒1011bを引抜く場合には縞13図
(d)に示す如く中性子吸収部115島が炉心102か
ら引抜かれる壕で引抜く。
When the adjustment rod 1011b is pulled out, it is pulled out at the trench where the neutron absorbing portion 115 island is pulled out from the core 102, as shown in FIG. 13(d).

(7)発明の#!2実施例 第14図を参照して説明する。この第14図り調整棒と
して使用される制御棒の中性子非吸収部の断面図である
(7) # of inventions! A second embodiment will be explained with reference to FIG. It is a sectional view of the neutron non-absorption part of the control rod used as this 14th weight adjustment rod.

この第2実施例はこの制御棒のブレード118′・・・
を炉圧に耐えるような耐圧性および内部に炉水が侵入し
ないような水密性を備えた構造とし、このブレード11
8′・・・内には中空管を収容せずに9れらブレード1
18′・・・内全体を空洞として中性子吸収の少ないガ
ス等を充填したものである。
In this second embodiment, the control rod blade 118'...
This blade 11 has a pressure-resistant structure that can withstand the reactor pressure and a watertight structure that prevents reactor water from entering the inside.
8'...9 blades 1 without housing a hollow tube inside.
18'... The entire inside is made hollow and filled with a gas etc. that absorbs little neutrons.

なお、この第21ii1!施例は上記の点以外は前記第
1%施例と同様の構成である。
In addition, this 21ii1! This embodiment has the same structure as the 1st embodiment described above except for the above points.

そしてこ?第2実施例はブレード118′・・・内の体
積が大であり、炉水の排除量が大きいので反応度制御作
用が大である。
And this? In the second embodiment, the volume inside the blades 118' is large and the amount of reactor water removed is large, so the reactivity control effect is large.

(8)  発明の第3実施例 第15図を参照して説明する。この第15図は炉心の一
部の平面図でおる。
(8) Third embodiment of the invention This will be explained with reference to FIG. 15. This FIG. 15 is a plan view of a part of the reactor core.

この第3実施例は単位格子110・・・内の制御棒はす
べて安全棒108a・・・とじ、従来と同様の全長にわ
たって中性子吸収物質を充填した制御棒を用いる。
In this third embodiment, all the control rods in the unit cell 110 are closed with the safety rods 108a, and control rods filled with a neutron absorbing material over the entire length are used as in the conventional case.

そして、単位格子110−・・間に調整棒1(#b・・
・を配置し、この調整棒108b・・・は前述した如く
中性子弁a収部を有するもOである。
Then, the adjustment rod 1 (#b...
The adjustment rods 108b, .

この第3実施例は停止余裕が充分にとれあので、調整棒
108b・・・の上端部に第1実施例の如き中性子吸収
部を設ける必要はない。
Since the third embodiment has sufficient stop margin, there is no need to provide a neutron absorbing section at the upper end of the adjustment rod 108b as in the first embodiment.

(9)その他の変形例 前記各爽施例では制御棒の中性子非吸収部内に中性子吸
収の小さなガス等を充填したが、このガスの代シに中性
子吸収性の小さな液体、固体物質を充填してもよく、仁
のようKすればブレード内に耐圧性の中空管を収容した
シ、ブレード自体を耐圧性の構造とする必要はない。
(9) Other Modifications In each of the above embodiments, the non-neutron-absorbing part of the control rod was filled with a gas that absorbs only a small amount of neutrons. However, if a pressure-resistant hollow tube is housed within the blade, the blade itself does not need to have a pressure-resistant structure.

αQ 発明の効果 本発明は中性子吸収性の小さな物質の充填された中性子
非吸収部を有する制御棒を用い九ので、この制御棒の挿
入によシ炉水を排除して炉心の水対燃料比を変え、炉心
の反応度を制御できる。そして、この制御棒は中性子を
吸収しないので、この制御棒の挿入によシ水対燃料比が
篭下し、これに伴って増加した高速中性子が燃料中のウ
ラン238に@収されてこれを核燃料物質であるプル)
ニウム239に変換する・よりて中性子経済が向上し、
燃料を効率よく燃焼させ経済性を向上させることができ
る等その効果は大である。
αQ Effects of the Invention The present invention uses a control rod having a neutron non-absorbing part filled with a substance with low neutron absorbing property, so by inserting this control rod, reactor water is removed and the water-to-fuel ratio of the reactor core is increased. can control the reactivity of the reactor core. Since this control rod does not absorb neutrons, the water-to-fuel ratio decreases due to the insertion of this control rod, and the increased fast neutrons are captured by uranium-238 in the fuel and absorbed. (pul) which is nuclear fuel material
Converting to Ni-239 improves neutron economy,
The effects are great, such as the ability to burn fuel efficiently and improve economic efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図ないし第5図は従来例を示し、第1図は原子炉の
概略構成図、第2図は炉心の一部の平面図、第3図は炉
心の概略的な平面図、第4図は制御棒の斜視図、第5図
は第4図のv−■線に沿う断面図である。第6図ないし
第13図(鳳)〜(d)は本発明のtIX1実施例を示
し、第6図は原子炉の概略構成図、第7図は炉心の一部
を示す平面図、第8図は炉心の概略的な平面図、第9図
は安全棒として使用される制御棒の斜視図、第10図は
調整棒として使用される制御棒の側面図、第11図は第
10図のXI−XI線に沿う断面図、第12図は第10
図の刈−刈線に沿う断面図、第13図(−)〜(d)は
p4整棒の作用を説明す本模式的な−である。第14図
は第2集施例の調整棒の断面図である。鮪15図は第3
集施例の炉心の一部を示す平面図である。 101・・・原子炉圧力容器、102.・・・炉心、1
0 B−・・制御棒、104t a =安全棒、Itl
llb・・・調整棒、109−・・燃料集合体、116
・・・−イズンチ、−プ、111・・・中性子徴収物質
、118・・・ブレード%11B’・・・ブレード、1
1#・・・中空管O 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦第1図 第3図 り 第5図 第6図 第12図 第13図(b−3
Figures 1 to 5 show conventional examples, where Figure 1 is a schematic block diagram of a nuclear reactor, Figure 2 is a plan view of a part of the core, Figure 3 is a schematic plan view of the core, and Figure 4 is a schematic diagram of the reactor. The figure is a perspective view of the control rod, and FIG. 5 is a sectional view taken along the line v-■ in FIG. 4. 6 to 13 (d) show the tIX1 embodiment of the present invention, FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a nuclear reactor, FIG. 7 is a plan view showing a part of the reactor core, and FIG. The figure is a schematic plan view of the reactor core, Figure 9 is a perspective view of a control rod used as a safety rod, Figure 10 is a side view of a control rod used as an adjustment rod, and Figure 11 is the same as Figure 10. A cross-sectional view along the line XI-XI, Figure 12 is the 10th
The cross-sectional views along the cutting line in the figure, FIGS. 13(-) to (d), are schematic diagrams for explaining the action of the p4 straightening rod. FIG. 14 is a sectional view of the adjustment rod of the second embodiment. Tuna 15 figure is the third
FIG. 3 is a plan view showing a part of the reactor core of the embodiment. 101... Nuclear reactor pressure vessel, 102. ...Reactor core, 1
0 B-...Control rod, 104t a = Safety rod, Itl
llb...Adjustment rod, 109-...Fuel assembly, 116
...-Izunchi, -P, 111...Neutron collecting substance, 118...Blade%11B'...Blade, 1
1#...Hollow tube O Applicant's agent Takehiko Suzue Figure 1 Figure 3 Figure 5 Figure 6 Figure 12 Figure 13 (b-3

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)  炉心を構成する多数の燃料集合体と、これら
燃料集合体間に挿入され内部に中性子を吸収しない物質
が充填されるとと4に内部への炉水の侵入を防止する水
密性を備え九中性子非吸収部を有する制御棒とを具備し
九ことを特徴とする沸騰水形原子炉。
(1) The large number of fuel assemblies that make up the reactor core, and the fact that a substance that does not absorb neutrons is inserted between these fuel assemblies and is filled with the material that does not absorb neutrons. 1. A boiling water nuclear reactor comprising: 9 control rods having neutron non-absorbing parts.
(2)前記中性子非吸収部は内部が空洞であり、この内
部に中性子を吸収しないガスが充填されていることを特
徴とする特許 1項記載の沸騰水形原子炉。
(2) The boiling water reactor described in Patent No. 1, wherein the neutron non-absorbing portion has a hollow interior, and the interior thereof is filled with a gas that does not absorb neutrons.
(3)前記制御棒は端部κ中性子吸収物質を充填し良中
性子吸収部が形成されていることを特徴とする前記特許
請求の範囲第1項記載の沸騰水形原子炉。
(3) The boiling water nuclear reactor according to claim 1, wherein the control rod has an end portion filled with a κ neutron absorbing material to form a good neutron absorbing portion.
(4)  前記制御棒はジルコニウム合金で形成されて
いることを特徴とする前記特許請求の範囲第1項記載の
沸騰水形原子炉。
(4) The boiling water nuclear reactor according to claim 1, wherein the control rod is made of a zirconium alloy.
(5)前記制御棒は調整棒として使用される位置に配置
され他の位置にある制御棒は全長にわたって内部に中性
子吸収物質が充填されているものであることを特徴とす
る前記特許請求の範囲第1項記載の沸騰水形原子炉。
(5) The above-mentioned claim is characterized in that the control rod is arranged at a position where it is used as an adjustment rod, and control rods at other positions are filled with a neutron-absorbing material over their entire length. Boiling water reactor according to paragraph 1.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6186676A (en) * 1984-10-04 1986-05-02 株式会社日立製作所 Hollow control rod nuclear reactor
JPS6191594A (en) * 1984-10-12 1986-05-09 株式会社日立製作所 Fast breeder reactor

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3267002A (en) * 1965-01-28 1966-08-16 Jr Leonard W Fromm Method for controlling a nuclear reactor

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