JPS59120991A - 沸騰水形原子炉の制御棒パタ−ン変更方法 - Google Patents

沸騰水形原子炉の制御棒パタ−ン変更方法

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JPS59120991A
JPS59120991A JP57229228A JP22922882A JPS59120991A JP S59120991 A JPS59120991 A JP S59120991A JP 57229228 A JP57229228 A JP 57229228A JP 22922882 A JP22922882 A JP 22922882A JP S59120991 A JPS59120991 A JP S59120991A
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Japan
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control rod
reactor
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core
reactivity
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毅 中嶋
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Nippon Genshiryoku Jigyo KK
Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
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Nippon Genshiryoku Jigyo KK
Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
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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

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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は沸騰水形原子炉の制御棒パターンを変更する方
法に関する。
〔発明の技術的背景〕
沸騰水形原子炉は第1図に示す如く断面十字形の制御棒
1・・・の周囲に4体の燃料集合体2・・・を装荷して
蛍位格子3・・・を構成し、このような単位格子3・・
・を格子状に配列して第2図に示す如き平面形状の炉心
4が構成されている。なお、第2図中のひとつのます目
はひとつの単位格子3・・・を示す。
ところで、このような炉心4では燃料の燃焼度が進行す
るに従って反応度が低下してゆくので、あらかじめこの
反応度の低下に対応した余剰反応度て与えられている。
しかし、原子炉は約1年間連続運転さ゛れるので、この
連続運転期間の反応度低下に対応した余剰反応度を与え
ると初期の余剰反応度が過大となシ、炉心の停止余裕が
減少する。このため、燃料中にガドリニア等の可燃性毒
物を混入し、燃焼初期における過大な余剰反応度を抑制
している。したがって、1サイクル中の余剰反応度の変
化は第3図に示す如く燃焼初期においては可燃性毒物の
効果によって比較的低く抑えられ、その後可燃性毒物の
燃焼(=よって余剰反応度は増大してゆく。そして、こ
の可燃性毒物が完全に燃焼する燃焼中期において余剰反
応度が最大となり、その後は燃焼の進行とともに余剰反
応度は低下してゆく。
この余剰反応度の変化を補償するため、沸騰水形原子炉
では炉心酒量の制御と、運転時において炉心内に挿入さ
れている制御棒いわゆる調整棒の本数や挿入量すなわち
制御棒パターンの変更をおこなう。上記反応度の調整は
、まず炉心疏量のm整によっておこなわれるが、第4図
に示す如く炉心疏量による調整幅人は小さいので、この
炉心治世による調整で反応度を調整し切れなくなった場
合には第5図ないし第8図C二示す如き制御棒パターン
の変更をおこなう。なお、第5図ないし第8図中のます
目すなわち単位格子3・・・内に記された数字はその単
位格子内の制i!BI棒l・・・の挿入ノツチ数を示し
、全引抜状態がノツチ数48、全挿入状態がノツチ数0
であり、数字の記されてい々い単位格子3・・・ではそ
の制御棒1・・・が全引抜状態であることを示す。そし
て、燃焼初期では第5図に示す如く9本の制御棒1・・
・をそれぞれ12ノツチ挿入した制御棒パターンで運転
し、余剰及応変の増加に対応してこれら制御棒l・・・
を2ノツチずつ挿入し、第6図および第7図に示す如き
制御棒パターンに変更する。また、燃焼後期において余
剰反応度が低下したら9本のうちの5本の制御棒1・・
・を全引抜状態とし、第8図に示す如き制陣棒ノくター
ンに変更する。ところで、制御棒l・・・を挿入すると
その制御棒を含む単位格子3・・・内の燃料の下部にお
ける出力が低下する。したがってこの状態で炉心4の出
力を一定に維持するとすれば他の単位格子3・・・内の
燃料の下部における出力がその分だけ増大する。したが
って、このような制御棒パターンの変更をおこなうと燃
料の軸方向の出力分布が第9図のBからCの如く変化し
、下部における線出力密度が増加する。このため、燃料
の下部における線出力密度の上昇率が過大となシ、燃料
ペレットと燃料被覆管との一機械的な相互干渉いわゆる
PCIを生じ、燃料被覆管の健全性が低下する不具合を
生じる。このため、従来はこのような制御棒パターンの
変更をおこなう際には第10図(=示す如く炉心−の出
力を一度低下させ、この低出力状態で制御棒パターンの
変更をおこなっていた。
〔背景技術の問題点〕
上記従来の方法では制御棒パターンの変更ななす際に原
子炉の出力を低下させなければならず、原子炉の稼働率
が低下する不具合があった。
また、燃料が燃焼する際には核分裂生成物としてキセノ
ンが生成される。このキセノンは熱中性子の吸収断面積
が大きいので、このキセノンの存在によって炉心内の出
方分布に三次元的な振動が生じることがある。このキセ
ノンは制御棒が挿入されている部分では生成機が少なく
、他の部分では生成量が多い。したがって、従来の方法
では制御棒パターンの変更の際の制御棒操作量が大きい
ため、制御棒パターンの変更をおこなうと炉心内のキセ
ノンの分布に大きな変化が生じ、炉心の安定性上好まし
いものではなかった。
〔発明の目的〕
本発明は以上の事情にもとづいてなされたもので、その
目的とするところは原子炉の出力を低下させることなく
定格運転状態で制御棒パターンの変更をおこなうことが
でき、また制御棒パターン変更の際のキセノンの分布の
変動が小さく、炉心の安定性を向上きせることかできる
沸騰水形原子炉の制御棒パターン変更方法を提供するこ
とにある。
〔発明の概要〕
本発明は炉心への印加反応度が0.04%実効増倍率以
下である制御棒操作を複数回繰返して′fJIJm 8
パターンを変更するものである。そして、この1回の制
御棒操作の印加反応度を0.04%実効増倍率以下に抑
えることによシ、制御棒操作の際の炉心の出力変動を定
格運転状態の許容誤差である±0,5%の範囲内に抑え
ることができる。したがって、このような制御棒操作を
繰返して制?1IlI榛パターンを変更すれば原子炉の
出力を低下させずに定格運転状態で制御棒パターンを変
更でき、原子炉の稼働率を大幅に向上させることができ
、かつ制(財)棒操作の際の線出力密度の上昇率もきわ
めて小さいのでPCIを生じる可能性もない。1だ、制
御棒操作の際のキセノン分布の変動も小さくなるので炉
心の安定性も向上するものである。
〔発明の実施例〕
以下第11図ないし第23図を参照して本発明の一実施
例を説明する。紀11図ないし第20図は制御棒操作の
手順を示す図であって、J心の模式的な平面図を示し、
前述と同様にひとつのます目はひとつの醜位格子3・・
・を示し、また各単位格子3・・・内に記された数字は
その単位格子内の制御棒の挿入ノツチ数を示し、また数
字の記されていない単位格子3・・・はその単位格子内
の制御棒が全引抜状態であることを示す。
第11図はfii制御棒操作前の制御棒パターンを示し
、との一実施例はこの制御棒パターンを前記した第6図
の如き制御棒パターンに変更する場合のものである。ま
た、この一実施例は水圧形の制御棒駆動機構を備えた沸
騰水形原子炉の場合のものである。
まず、槙12図に示す如く中央位置の制御棒1本を操作
し、1ノツチだけ挿入する。この1本の制御棒を1ノツ
チだけ操作した場合の炉心への印加反応度は0.016
%〜0.024%の実効増倍率の変化分に相当し、0.
04%4%実効増以下である。次に、第13図に示す如
く左位置の制御棒1本を1ノツチだけ挿入する。次に第
14図に示す如くこの左位置の制御棒と対称の位置にあ
る右位置の制御棒1本を1ノツチ挿入する。ζらに第1
5図ないし第20図に示す如く上位置、下位置、左下位
置、右上位置、左上位置、右「位置の順に制a棒を1本
1ノツチすつ挿入し、第20図に示す如く9本の制御棒
を1ノツチずつ挿入する。次に中央位置の制御棒を1ノ
ツチ挿入し、上記と同じ順序で制御棒を1本1ノツチず
つ挿入し、前記した第6図の如き制御棒パターンに変更
する。そして、各制御棒の操作をおこなった後は炉心@
量を調整して原子炉の出力を定格運転状態に維持する。
そして、上記制御棒の1本1ノツチの操作による炉心へ
の印加反応度は0.016〜0.024%実効増倍率に
相当し、この実効増倍率の変化による原子炉の出力の変
動分は定格出力の0.2〜0.3%に相当する。したが
って、このような制御棒操作を繰返すことによシ第21
図のDに示す如く制御棒パターンの変更時における原子
炉の出力の変動幅をきわめて小さくすることができる。
そして、定格運転の場合の出力変動の許容誤差は±0.
5%であシ、これに対して上記制御棒操作による出力変
動分は0.2〜0.3%であるから定格運転状態を維持
することができるものである。なお、第21図のEは従
来の方法にヨル制御棒パターンの変更の際の出力低下の
状態を示す。捷た、この−実施例の方法では1回の制御
棒操作による炉心への印加反応度が小さいので、第22
図の下に示す如き出力分布の状態から1a1]御棒操作
をおこなった後の出力分布は第22図のGに示す如くそ
の変化がきわめて小さいので、定格運転状態のまま制御
棒操作をおこなってもPCIを生じることはない。また
、第23図のF′に示す如き線出力密度分布の運転状態
から上記の制御棒操作をおこなった後の線出力密度分布
は第23図のG′の如くなシ、線出力密度の最大増加散
■はこの一実施例の場合約0. I KW/ftである
。そして、PCIを防止するための運転規準す々わちP
OIOMRでは出力上昇率は1時間当D o、 I K
W/ft JJ、下に定められているので、この一実施
例の場合には制御棒操作の時間間隔は1時間以上とする
。ただし、前述したキセノンは核分條によって生成され
たよう素がβ崩壊して生成きれ、その半減期は6.7時
間で比較的短い。したがって、制御棒操作の時間間隔な
あまシ長くすると制御棒操作中に出力変動によるキセノ
ン生成量の変化が現れ、炉心の安定性の点から好1しく
ないので、制御棒操作の時間間隔はあまシ長くない万が
よい。
なお、本発明は上記の一実施例には限定されない。
たとえば、本発明は制鶴sをよシ細かい1動車位量で操
作することができるいわゆる微動制御棒駆動機構(FM
OFLD)を用いた沸騰水形原子炉にも適用することが
できる。この場合、この微動制御棒駆動機構は従来の水
圧形制翻棒駆動機構の最小制御棒駆動単位である1ノツ
チよ多さらに細かい駆動単位で制’amを駆動できるの
で、1回の制御棒操作の際に複数の制御棒を同時に操作
しかつ印加反応度を0,04%実効増倍率以下とするこ
とができる。したがって、互に対称の位置にある複数の
制御棒を同時に操作し、炉心の出力分布の変動をよシ少
なくすることができる。
〔発明の効果〕
上述の如く本発明は炉心への印加反応度が0.04%笑
効増倍率以下である制御棒操作を複数回繰返して制御棒
パターンを変更するものである。そして、この1回の制
御棒操作の印加反応度を0.04%実効増倍率以下に抑
えることにより、制御棒操作の際の炉心の出力変動を定
格運転状態の許容誤差である±0.5%の範囲内に抑え
ることができる。したがって、このような制御棒操作を
繰返して制御棒パターンを変更すれば原子炉の出力を低
下させずに定格運転状態で制御棒パターンを変更でき、
原子炉の稼働率を大幅に向上させることができ、かつ制
御棒操作の際の線出力密度の上昇率もきわめて小さいの
でPOIを生じる可能性も力い。寸だ、制御棒操作の際
のキセノンの分布の変動も小さくなるので炉心の安定性
も向上する等その効果は大である。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第10図は従来例を示し、第1図は炉心の
一部の平面図、第2図は炉心の概略的な平面図、第3図
は余剰反応度の変化特性を示す線図、第4図は炉心流量
と出力との関係を示す線図、第5図ないし第8図は制御
棒ノくターンを示す炉心の概略的な平面図、第9図は出
力分布を示す線図、第10図は制御棒ノくターン変更の
際の出力変化を示す線図である。第11図ないし第23
図は本発明の一実施例を示し、第11図ないし第20図
は制&l]棒ノぐターンの変更子j1「を示す炉心の概
略的な平面図、第21図は制御棒パターン変更の際の出
力変動を示す線図、第22図は出力分布を示す線図、第
23図は線出力密度分布を示す線図である。 1・・−′、s制御棒、2・・・燃料集合体、3・・・
単位格子。 4・・・炉心。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 第2図 コ 第3図 畑F−+拓メ光戊 第4図 第5図 第7図 第8図 第9図 相対ムカ 第10図 桂A晴間 第12図 第13図 第14図 第15図 第16図 第17図 1 第18図 出mlA 第21図  D 、怪凡時P4 第22図 相交寸刀ス力 第23図 線出力2覆(にW/l t )

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 炉心への印加反応度が0.04%実効増倍率以下である
    制m棒揄作を複数回繰返して制御棒パターンを変更する
    ことを特徴とする沸騰水形原子炉の制御棒パターン変更
    方法。
JP57229228A 1982-12-28 1982-12-28 沸騰水形原子炉の制御棒パタ−ン変更方法 Granted JPS59120991A (ja)

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JP57229228A JPS59120991A (ja) 1982-12-28 1982-12-28 沸騰水形原子炉の制御棒パタ−ン変更方法

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JPH0350997B2 JPH0350997B2 (ja) 1991-08-05

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6110791A (ja) * 1984-06-27 1986-01-18 株式会社東芝 原子炉運転方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6110791A (ja) * 1984-06-27 1986-01-18 株式会社東芝 原子炉運転方法
JPH0762714B2 (ja) * 1984-06-27 1995-07-05 株式会社東芝 原子炉運転方法

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