JPS5899789A - 燃料集合体 - Google Patents
燃料集合体Info
- Publication number
- JPS5899789A JPS5899789A JP56196833A JP19683381A JPS5899789A JP S5899789 A JPS5899789 A JP S5899789A JP 56196833 A JP56196833 A JP 56196833A JP 19683381 A JP19683381 A JP 19683381A JP S5899789 A JPS5899789 A JP S5899789A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel assembly
- moderator
- deceleration
- fuel
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- Fuel-Injection Apparatus (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、沸騰水聾原子炉に装荷される燃料集合体に関
する。
する。
燃料集合体内の出力分布平坦化および燃焼の均一化をは
かるため、集合体内に中性子減速領域を設けて中性子の
減速を促す方法がある。燃料集合体内に減速領域を設け
たものとしては、水ロッドを有する集合体や特願昭−５
５−８９９２１の発明のように十字形の減速材流路を有
する集合体があるが、いずれも減速材としては軽水を用
いている。したがって、減速領域は減速材としての軽水
（非沸騰水）とそれを仕切る構造材とから構成されてい
る。
かるため、集合体内に中性子減速領域を設けて中性子の
減速を促す方法がある。燃料集合体内に減速領域を設け
たものとしては、水ロッドを有する集合体や特願昭−５
５−８９９２１の発明のように十字形の減速材流路を有
する集合体があるが、いずれも減速材としては軽水を用
いている。したがって、減速領域は減速材としての軽水
（非沸騰水）とそれを仕切る構造材とから構成されてい
る。
上記のような軽水を減速材として用いる場合、温度が高
くなれば軽水の密度が減少し中性子減速能が下がること
や、必ず構造材が必要となシ減速領域の平均的減速能が
低下する欠点があった。
くなれば軽水の密度が減少し中性子減速能が下がること
や、必ず構造材が必要となシ減速領域の平均的減速能が
低下する欠点があった。
本発明の目的は、燃料集合体内の中性子減速能力を高め
ることによシ、集合体内の出力分布平坦化および燃焼の
均一化をはか一シ、燃料経済性の優れた燃料集合体を提
供することにある。
ることによシ、集合体内の出力分布平坦化および燃焼の
均一化をはか一シ、燃料経済性の優れた燃料集合体を提
供することにある。
上船の目的を達成するため、本発明の燃料集合 −１体
では、チャンネルボックス内に金属性の中性子減速材よ
〕なる中性子減速領域を設ける。前述したように減速材
として軽水を用いた場合、温度の上昇に伴い中性子減速
能が下がる。例えば、通常出力運転時の軽水の温度は約
２８０Ｃで、密度は室温の状態に比べ約３０％減少して
いる。この結果、減速能も室温時に比べ約３０％低下す
る。−パ方、金属性の減速材では、温度の上昇・下降に
無関係にほぼ同じ性−を維持できる利点がある。
では、チャンネルボックス内に金属性の中性子減速材よ
〕なる中性子減速領域を設ける。前述したように減速材
として軽水を用いた場合、温度の上昇に伴い中性子減速
能が下がる。例えば、通常出力運転時の軽水の温度は約
２８０Ｃで、密度は室温の状態に比べ約３０％減少して
いる。この結果、減速能も室温時に比べ約３０％低下す
る。−パ方、金属性の減速材では、温度の上昇・下降に
無関係にほぼ同じ性−を維持できる利点がある。
さらに、金属性の減速材を用いた場合、構造材と減速材
金一体化でき、特別の構造材が不要になる。
金一体化でき、特別の構造材が不要になる。
燃料内で生じた′速中性子は、燃料から飛び出し減速領
域で減速さｎる。このとき、１回の衝突で中性子が失な
う平均エネルギーは、対数平均エネルギー損失ξという
指標で衣わされる。減速材としてξの大きい物質を用い
れば、１回の衝突でワランー２３８の共鳴吸収のエネル
ギー以下になる確率が高くなり、ウラン−２３５を有効
に利用できる。
域で減速さｎる。このとき、１回の衝突で中性子が失な
う平均エネルギーは、対数平均エネルギー損失ξという
指標で衣わされる。減速材としてξの大きい物質を用い
れば、１回の衝突でワランー２３８の共鳴吸収のエネル
ギー以下になる確率が高くなり、ウラン−２３５を有効
に利用できる。
ンのもつとも大きな物質は水素でおる。したがって、水
素の官有菫の大きな材料が減速材として好ましい。峨水
の２８０Ｃ近傍における水素密度は、約５．０Ｘ１０”
である。したがって、金属性の減速材中の水素濃度が上
記の値以上でるることが、不発明における減速材選定の
条件でるる。
素の官有菫の大きな材料が減速材として好ましい。峨水
の２８０Ｃ近傍における水素密度は、約５．０Ｘ１０”
である。したがって、金属性の減速材中の水素濃度が上
記の値以上でるることが、不発明における減速材選定の
条件でるる。
上記の点を満たす金属性減速材として、ジルコニワムハ
イドライド（Ｚ’Ｈｚ）がある。ＺｒＨｔに含まれる水
素ｖ！ｆｊ度は７．２Ｘ１０”で必る。
イドライド（Ｚ’Ｈｚ）がある。ＺｒＨｔに含まれる水
素ｖ！ｆｊ度は７．２Ｘ１０”で必る。
以上に述べたように、軽水に比べて金属性の減速材を用
いれば、構造材が不要でしかも＾温時に高い減速効果が
得られる。このため、燃料集合体の中央部においても熱
中性子の生成が活発になシ出力分布の平坦化および燃焼
の均一化がはかれる。
いれば、構造材が不要でしかも＾温時に高い減速効果が
得られる。このため、燃料集合体の中央部においても熱
中性子の生成が活発になシ出力分布の平坦化および燃焼
の均一化がはかれる。
また、前述したようにワランー２３８の共鳴吸収を逃れ
る確率が増すこと、高い減速能力を持つことから、則し
濃縮度の燃料系合体であれば無限増倍率が高くなる。換
言すれば、原子炉を臨界にするのに必要なワラン量を少
なくすることができる。
る確率が増すこと、高い減速能力を持つことから、則し
濃縮度の燃料系合体であれば無限増倍率が高くなる。換
言すれば、原子炉を臨界にするのに必要なワラン量を少
なくすることができる。
以下、本神明を実施例によって詳細に説明する。
第１図は、本発明になる燃料系合体の断面図である。１
は十字形制御棒、２はチャンネルボックス、３は燃料棒
である。本実施例では、減速材領域４は、チャンネルボ
ックス内側に十字形に設けられている。減速材はシルコ
ニ９ムハイドライド（Ｚ’ＨＩ）を用いている。
は十字形制御棒、２はチャンネルボックス、３は燃料棒
である。本実施例では、減速材領域４は、チャンネルボ
ックス内側に十字形に設けられている。減速材はシルコ
ニ９ムハイドライド（Ｚ’ＨＩ）を用いている。
第１図に示し九本々発明になる燃料集合体と、同じく十
字形の減速領域を持つ軽水を減速材とした燃料集合体（
減速領域の一部を第２図に図示）について、減速領域の
領域幅ｔに対する平均減速能の変化を第３図に示す。後
者の減速領域を構成する構造材には、厚さ約１．５−の
ジルカロイ板を使用した。減速領域の平均減速能は、軽
水を減速材とした場合には減速領域に占る構造材の体積
比が変わることによシ変化する。減速領域幅が同じ場合
について、本発明になる燃料系合体と軽水を減速材とし
九従来の燃料系合体の減速領域平均減速能を比較すれば
、減速領域１１１ｉ１６１０ＩＩのとき本発明の燃料集
合体の方が約２倍減速能が大き°いことがわかる。
字形の減速領域を持つ軽水を減速材とした燃料集合体（
減速領域の一部を第２図に図示）について、減速領域の
領域幅ｔに対する平均減速能の変化を第３図に示す。後
者の減速領域を構成する構造材には、厚さ約１．５−の
ジルカロイ板を使用した。減速領域の平均減速能は、軽
水を減速材とした場合には減速領域に占る構造材の体積
比が変わることによシ変化する。減速領域幅が同じ場合
について、本発明になる燃料系合体と軽水を減速材とし
九従来の燃料系合体の減速領域平均減速能を比較すれば
、減速領域１１１ｉ１６１０ＩＩのとき本発明の燃料集
合体の方が約２倍減速能が大き°いことがわかる。
また、減速領域幅がともに６ｗｘｉ、のとき、水素対ク
ラン比（Ｈ／Ｕ比）はそれすれ４．７３．４．３８で、
本発明の方が約１０％大きくなる。この結果、＃！４図
に示すように、減速領域ｌ１ｌｉｉｔ−等しくした場合
本発明の燃料集合体の無限増倍率は従来に比べ約１％Δ
に／に高くなる。この結果、逆に同じ無限増′倍率を得
るのに必要な燃料集合体の濃縮液は約Ｑ、 ｌ ｗ ／
ｏ低減できる。
ラン比（Ｈ／Ｕ比）はそれすれ４．７３．４．３８で、
本発明の方が約１０％大きくなる。この結果、＃！４図
に示すように、減速領域ｌ１ｌｉｉｔ−等しくした場合
本発明の燃料集合体の無限増倍率は従来に比べ約１％Δ
に／に高くなる。この結果、逆に同じ無限増′倍率を得
るのに必要な燃料集合体の濃縮液は約Ｑ、 ｌ ｗ ／
ｏ低減できる。
第５図に燃料集合体のｍ縮度に対する所要天然９ラン量
９と５ＷＵ（分離作業単位）１０の変化を示す。燃料系
合体濃縮度が３ ｗｌｏのとき、本発明によ）濃縮度を
０．１ ｗ１０低減できたとすれば、天然９ラン量・、
ＳＷＵとも約５％節約できる。
９と５ＷＵ（分離作業単位）１０の変化を示す。燃料系
合体濃縮度が３ ｗｌｏのとき、本発明によ）濃縮度を
０．１ ｗ１０低減できたとすれば、天然９ラン量・、
ＳＷＵとも約５％節約できる。
第６図、第７図に本発明になる燃料系合体の別の゛実施
例を示す。金属性減速材を用いることにより、比較的容
易に減速領域の形状を変えられることは、本発明の長所
である。また、前述したように温度による減速能力の変
化が少ないため、冷温時と運転時における燃料集合体の
反応度変化が小さい。し九がって、運転時の減速能力の
低下を見込んで冷温時に大きな反応度を持たせておく必
要がないため、安全性も高くなる。
例を示す。金属性減速材を用いることにより、比較的容
易に減速領域の形状を変えられることは、本発明の長所
である。また、前述したように温度による減速能力の変
化が少ないため、冷温時と運転時における燃料集合体の
反応度変化が小さい。し九がって、運転時の減速能力の
低下を見込んで冷温時に大きな反応度を持たせておく必
要がないため、安全性も高くなる。
以上説明したごとく、本発明によれば燃料集合体中央部
の減速能力を高めることにより、出力分布の平坦化およ
び一燃焼の均一化をはかるとともに、天然９ラン量、Ｓ
ＷＵを、減速材として軽水を用いた場合に比べ約５％低
減でき、燃料経済性が向上する。
の減速能力を高めることにより、出力分布の平坦化およ
び一燃焼の均一化をはかるとともに、天然９ラン量、Ｓ
ＷＵを、減速材として軽水を用いた場合に比べ約５％低
減でき、燃料経済性が向上する。
第１図は本発明になる燃料集合体の断面図、第２図は従
来の燃料集合体の減速領域部分図、第３図は諷速偵域−
に対する減速領域平均減速能の変化を示す図、第４図は
水素対ワラン比に伴う無限増倍率の変化を示す図、第５
図は燃料集合体の濃−直と所要天然９ラン蓋および８Ｗ
Ｕを示す図、＠６図、第７図は本発明の別の夾旋例を示
す図である。 １・・・十字形制御棒、２・・・チャンネルボックス、
３・・・燃料棒、４・・・減速領域、５・・・構造材、
６・・・軽水、７・・・本発明になる減速領域の平均減
速能、８・・・従来の減速材領域の平均減速能、９・・
・所要天然クラ第１図 名 ２図゛ 第３（２］ 、Ａ４頒夕べ輻 ｔ（−帽 ４．０ ４．５
６．０葛、５図
来の燃料集合体の減速領域部分図、第３図は諷速偵域−
に対する減速領域平均減速能の変化を示す図、第４図は
水素対ワラン比に伴う無限増倍率の変化を示す図、第５
図は燃料集合体の濃−直と所要天然９ラン蓋および８Ｗ
Ｕを示す図、＠６図、第７図は本発明の別の夾旋例を示
す図である。 １・・・十字形制御棒、２・・・チャンネルボックス、
３・・・燃料棒、４・・・減速領域、５・・・構造材、
６・・・軽水、７・・・本発明になる減速領域の平均減
速能、８・・・従来の減速材領域の平均減速能、９・・
・所要天然クラ第１図 名 ２図゛ 第３（２］ 、Ａ４頒夕べ輻 ｔ（−帽 ４．０ ４．５
６．０葛、５図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、チャンネルボックス内に多数本の燃料棒と冷却材＋
５Ｉ！路を有する燃料集合体において、チャンネルボッ
クス内に水素を含有した金属から成る中性子減速領域を
設けたことｔ−％徴とする燃料集合体。 ２、上記金属性中性子減速材として、減速材１立方セン
チメートル当シに含有される水素原子の数が５ Ｘ １
０”以上の物質であることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の燃料集合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56196833A JPS5899789A (ja) | 1981-12-09 | 1981-12-09 | 燃料集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56196833A JPS5899789A (ja) | 1981-12-09 | 1981-12-09 | 燃料集合体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5899789A true JPS5899789A (ja) | 1983-06-14 |
Family
ID=16364420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56196833A Pending JPS5899789A (ja) | 1981-12-09 | 1981-12-09 | 燃料集合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5899789A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6252492A (ja) * | 1985-09-02 | 1987-03-07 | 株式会社日立製作所 | 核燃料集合体 |
| WO2012150699A1 (ja) * | 2011-05-02 | 2012-11-08 | 学校法人早稲田大学 | 燃料集合体、炉心及び水冷却型原子炉 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5250498A (en) * | 1975-10-21 | 1977-04-22 | Nippon Atom Ind Group Co Ltd | Fuel assembly |
-
1981
- 1981-12-09 JP JP56196833A patent/JPS5899789A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5250498A (en) * | 1975-10-21 | 1977-04-22 | Nippon Atom Ind Group Co Ltd | Fuel assembly |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6252492A (ja) * | 1985-09-02 | 1987-03-07 | 株式会社日立製作所 | 核燃料集合体 |
| WO2012150699A1 (ja) * | 2011-05-02 | 2012-11-08 | 学校法人早稲田大学 | 燃料集合体、炉心及び水冷却型原子炉 |
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