JPS59221695A - 燃料集合体 - Google Patents
燃料集合体Info
- Publication number
- JPS59221695A JPS59221695A JP58096602A JP9660283A JPS59221695A JP S59221695 A JPS59221695 A JP S59221695A JP 58096602 A JP58096602 A JP 58096602A JP 9660283 A JP9660283 A JP 9660283A JP S59221695 A JPS59221695 A JP S59221695A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- fuel assembly
- thermal neutron
- absorbing material
- neutron absorbing
- 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.)
- Granted
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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
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- 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】
［発明の技術分野］
本発明は沸騰水形原子炉、圧力管形重水炉等の熱中性子
原子炉の燃料集合体に関する。
原子炉の燃料集合体に関する。
［発明の技術的背景とその問題点コ
一般に、原子炉からより多くの熱を取り出すため、燃１
３）集合体内の出力分布をできるだけ平坦化することが
行われている。例えば、沸騰水形原子炉では核分裂性核
種濃度の異なる多種類の燃料棒を適切に配置して燃料集
合体内の出力分布をより平坦化することが行われている
。そしてこの場合燃料集合体中心部では一般に核分裂性
核種濃度の高い燃料が用いられている。
３）集合体内の出力分布をできるだけ平坦化することが
行われている。例えば、沸騰水形原子炉では核分裂性核
種濃度の異なる多種類の燃料棒を適切に配置して燃料集
合体内の出力分布をより平坦化することが行われている
。そしてこの場合燃料集合体中心部では一般に核分裂性
核種濃度の高い燃料が用いられている。
そしてこのような燃料集合体では、使用済みとなった燃
料集合体内部には、まだかなりの核分裂性核種の燃え残
りが存在しでいる。そこでこのような燃え残りを減らｔ
ｌつの方法として、核分裂性核種の燃料集合体内におけ
る分布を一様とし、燃′Ｐ４集合体外周部または外周近
傍に可燃性毒物を含む燃料棒を配置してなる燃料集合体
が開発されている。
料集合体内部には、まだかなりの核分裂性核種の燃え残
りが存在しでいる。そこでこのような燃え残りを減らｔ
ｌつの方法として、核分裂性核種の燃料集合体内におけ
る分布を一様とし、燃′Ｐ４集合体外周部または外周近
傍に可燃性毒物を含む燃料棒を配置してなる燃料集合体
が開発されている。
しかしながら、このような燃料集合体では、可燃性毒物
を含む燃料棒内におい−Ｃ半径方向熱中性子東分布が燃
料棒の周方向でかなり変化するため、可燃性毒物と核分
裂性核種の燃焼特性が周方向によって異なり、燃料の健
全性上好ましくないという問題がある。
を含む燃料棒内におい−Ｃ半径方向熱中性子東分布が燃
料棒の周方向でかなり変化するため、可燃性毒物と核分
裂性核種の燃焼特性が周方向によって異なり、燃料の健
全性上好ましくないという問題がある。
すなわち、このような燃料棒では、第１図に示すように
、燃料棒１内の可燃性毒物が燃焼末期にはいわゆる片撚
えを起こし、燃料棒１内に図のａとして示すように大幅
に偏心して存在することとなる。
、燃料棒１内の可燃性毒物が燃焼末期にはいわゆる片撚
えを起こし、燃料棒１内に図のａとして示すように大幅
に偏心して存在することとなる。
そしてこのような場合には燃料棒１に曲がりを生じる可
能性があり、冷却特性の悪化または機械的損傷の原因と
なるおそれがある。
能性があり、冷却特性の悪化または機械的損傷の原因と
なるおそれがある。
また））ｌｉ ＩＩ！水形原形原子炉料集合体にプルト
ニウムを用いる場合には、燃料集合体中心部にプル１〜
ニウムを配置し、外周部にウラン燃料を配置するアイラ
ンド型と呼ばれる方式が採用されるが、この方式ではプ
ルトニウムの中性子吸収特性が大きいことや製造上の理
由から可燃性毒物は燃料集合体外局部に配置される。こ
のような場合にも前述した燃“斜集合体と同様な問題が
生ずる。
ニウムを用いる場合には、燃料集合体中心部にプル１〜
ニウムを配置し、外周部にウラン燃料を配置するアイラ
ンド型と呼ばれる方式が採用されるが、この方式ではプ
ルトニウムの中性子吸収特性が大きいことや製造上の理
由から可燃性毒物は燃料集合体外局部に配置される。こ
のような場合にも前述した燃“斜集合体と同様な問題が
生ずる。
さらに新型転換炉（Ａ ’ｌ” Ｒ）のような圧力管形
重水炉では、燃料集合体の外周が大量の中性子減速材（
重水）でとり囲まれているため最外周の燃料棒では、特
に大きな熱中性子束分布の異方性を生じる。
重水炉では、燃料集合体の外周が大量の中性子減速材（
重水）でとり囲まれているため最外周の燃料棒では、特
に大きな熱中性子束分布の異方性を生じる。
すなわち、新型転換炉にＪ５ける燃料集合体においても
ウラン濃縮度あるいはプルトニウム富化度の上昇に伴い
、ＱｄｚＯ３のような可燃性毒物の導入が検討されてお
り、このような可燃性毒物をペレット内に一様に含む通
常の可燃性毒物入り燃料棒をこの新型転換炉に使用する
場合には、前述した燃料集合体と同様の問題が生ずる。
ウラン濃縮度あるいはプルトニウム富化度の上昇に伴い
、ＱｄｚＯ３のような可燃性毒物の導入が検討されてお
り、このような可燃性毒物をペレット内に一様に含む通
常の可燃性毒物入り燃料棒をこの新型転換炉に使用する
場合には、前述した燃料集合体と同様の問題が生ずる。
【発明の目的１
本発明はかかる従来の事情に対処してなされたもので、
中性、子毒物（可燃性毒物）を含む燃料棒およびこれに
隣接する燃料棒の内部の半径方向中性子束分布の異方性
を抑制し、燃焼に伴う燃料棒の健全性を向上することが
できるとともに、燃料集合体内の出力分布の平坦化を図
ることのできる燃料集合体を提供しようとするものであ
る。
中性、子毒物（可燃性毒物）を含む燃料棒およびこれに
隣接する燃料棒の内部の半径方向中性子束分布の異方性
を抑制し、燃焼に伴う燃料棒の健全性を向上することが
できるとともに、燃料集合体内の出力分布の平坦化を図
ることのできる燃料集合体を提供しようとするものであ
る。
［発明の概要］
すなわち本発明は、複数の燃料棒を配列してなる熱中性
子原子炉の燃料集合体において、前記燃料棒のうち燃料
枠内にお１プる中性子束分布の異方性の大きい燃料棒を
、軸心部分に熱中性子吸収物質を含有し外周部分には熱
中性子吸収物質を含有しない核燃料物質で形成したこと
を特徴とする燃料集合体である。
子原子炉の燃料集合体において、前記燃料棒のうち燃料
枠内にお１プる中性子束分布の異方性の大きい燃料棒を
、軸心部分に熱中性子吸収物質を含有し外周部分には熱
中性子吸収物質を含有しない核燃料物質で形成したこと
を特徴とする燃料集合体である。
［発明の実施例１
以下本発明の詳細を図面に示づｍ−実施例について説明
する。
する。
第２図は本発明の一実施例の燃料集合体を水層もので、
図において符号２は四角形状のチャンネルボックスを示
しており、このチャンネルボックス２内には複数の燃料
棒３が規則的に配列され収容されている。図においてＸ
印は水棒を示しており、符＠Ｇは半径方向に一様に、例
えばＧｄｚＯ３からなる可燃性毒物を含む燃料棒３を示
している。
図において符号２は四角形状のチャンネルボックスを示
しており、このチャンネルボックス２内には複数の燃料
棒３が規則的に配列され収容されている。図においてＸ
印は水棒を示しており、符＠Ｇは半径方向に一様に、例
えばＧｄｚＯ３からなる可燃性毒物を含む燃料棒３を示
している。
そしてこの実施例では、チャンネルボックス２のコーナ
一部にはそれぞれ軸心部分に熱中性子吸収物質を含有し
、外周部分には熱中性子吸収物質を含有しない核燃料物
質からなる燃料棒３ａが配設されている。
一部にはそれぞれ軸心部分に熱中性子吸収物質を含有し
、外周部分には熱中性子吸収物質を含有しない核燃料物
質からなる燃料棒３ａが配設されている。
ｉ３図はこのような燃料棒３ａの詳細を示ずもので、図
において符号４は燃料被覆管を示しており、この燃料被
覆管４内には軸心部分に熱中性子吸収物質５を含有し、
外周部分には熱中性子吸収物質５を含有しない核燃料物
質からなるペレット６が挿入されている。ここで熱中性
子吸収物質５としては、ＵＯ２−Ｇｄ ２０３ 、Ａぶ
２０３−Ｇｄ ２０３、Ｓｉ Ｏｚ −Ｇｄ ２０３等
のような物質が用いられる。
において符号４は燃料被覆管を示しており、この燃料被
覆管４内には軸心部分に熱中性子吸収物質５を含有し、
外周部分には熱中性子吸収物質５を含有しない核燃料物
質からなるペレット６が挿入されている。ここで熱中性
子吸収物質５としては、ＵＯ２−Ｇｄ ２０３ 、Ａぶ
２０３−Ｇｄ ２０３、Ｓｉ Ｏｚ −Ｇｄ ２０３等
のような物質が用いられる。
以上のように構成された燃料集合体では、燃料集合体の
コーナ一部に位置する燃料棒内における中性子束分布の
異方性の大きい燃料棒３を第３図に示すような燃料棒３
ａで構成したので、従来この部に配設される可燃性毒物
入りの燃料棒１に生じていた第１図に示ずような可燃性
毒物の燃え残りによる偏心を防止することができる。
コーナ一部に位置する燃料棒内における中性子束分布の
異方性の大きい燃料棒３を第３図に示すような燃料棒３
ａで構成したので、従来この部に配設される可燃性毒物
入りの燃料棒１に生じていた第１図に示ずような可燃性
毒物の燃え残りによる偏心を防止することができる。
すなわち第４図に示ずように、第３図に示した燃料棒３
ａでは、燃え残りの可燃性毒物の偏心を図のむに示ずよ
うに燃料棒３ａの軸心部分に制限することができる。
ａでは、燃え残りの可燃性毒物の偏心を図のむに示ずよ
うに燃料棒３ａの軸心部分に制限することができる。
まＩｃ以上のＪ：うに構成された燃料集合体では、燃料
集合体の出力分布の平坦化を十分に図ることができる。
集合体の出力分布の平坦化を十分に図ることができる。
なお、第２図において矢符は第３図に示した燃料棒３ａ
がない場合の燃料棒３の異方性の方向を示している。
がない場合の燃料棒３の異方性の方向を示している。
第５図は本発明の他の実施例を示丈もので、この実施例
では燃料集合体のコーナ一部にそれぞれ３個ずつ第３図
に示す燃料棒３ａが配設されている。
では燃料集合体のコーナ一部にそれぞれ３個ずつ第３図
に示す燃料棒３ａが配設されている。
以上のように構成された燃料集合体では、燃料棒内にお
ける中性子束分布の異方性の大きい燃料棒を、さらにそ
れぞれのコーナ一部において２木ずつ第３図に示す燃料
棒３ａに置き換えたため燃料集合体の出力分布をさらに
平坦化することができるとともに、符号Ｇで示ず燃料棒
３の片燃え現象を十分に抑制することができる。
ける中性子束分布の異方性の大きい燃料棒を、さらにそ
れぞれのコーナ一部において２木ずつ第３図に示す燃料
棒３ａに置き換えたため燃料集合体の出力分布をさらに
平坦化することができるとともに、符号Ｇで示ず燃料棒
３の片燃え現象を十分に抑制することができる。
第６図は本発明のさらに他の実施例を示すもので、この
実施例ではコーナ一部に位置する第３図に示す燃料棒３
ａを凹んでそれぞれ旬月Ｇで示す可燃性毒物入りの燃料
棒３が配設されている。
実施例ではコーナ一部に位置する第３図に示す燃料棒３
ａを凹んでそれぞれ旬月Ｇで示す可燃性毒物入りの燃料
棒３が配設されている。
以上のように構成された燃料集合体では、隣接する符号
Ｇで示される燃料棒３の片燃えを抑制することができる
とともに、燃料集合体内の出ノｊ分布の平坦化を図るこ
とができる。
Ｇで示される燃料棒３の片燃えを抑制することができる
とともに、燃料集合体内の出ノｊ分布の平坦化を図るこ
とができる。
第７図は本発明のさらに他の実施例を示づ゛もので、こ
の実施例では図示しない制御棒に隣接するコーナ一部に
３本の第３図に示づ゛燃料棒３ａが配設され、これに隣
接して符＠Ｇで示ず燃料棒３が配設されている点を除い
て第５図に示す燃料集合体と同様に構成されている。
の実施例では図示しない制御棒に隣接するコーナ一部に
３本の第３図に示づ゛燃料棒３ａが配設され、これに隣
接して符＠Ｇで示ず燃料棒３が配設されている点を除い
て第５図に示す燃料集合体と同様に構成されている。
以上のように構成された燃わ１集合体では、燃料棒内に
おける中性子束分布の異方性の特に大きい制御棒に隣接
する燃料棒を第３図に示ず燃料棒３ａで構成したので、
これに隣接する符号Ｇで示される燃料棒３の片燃え現象
を抑制することができるとともに、燃料集合体内の出力
分布を平坦化することができる。
おける中性子束分布の異方性の特に大きい制御棒に隣接
する燃料棒を第３図に示ず燃料棒３ａで構成したので、
これに隣接する符号Ｇで示される燃料棒３の片燃え現象
を抑制することができるとともに、燃料集合体内の出力
分布を平坦化することができる。
第８図は本発明のさらに他の実施例を示づ゛もので、こ
の実施例の燃料集合体内は四角形状のチャンネルボック
ス２の内部に十字形状のギャップ４が形成され、燃料棒
３はこのギャップ４により区切られる４つの区画内に規
則的に配列されている。
の実施例の燃料集合体内は四角形状のチャンネルボック
ス２の内部に十字形状のギャップ４が形成され、燃料棒
３はこのギャップ４により区切られる４つの区画内に規
則的に配列されている。
そしてそれぞれの区画のコーナ一部に位置する燃料棒は
第３図に示した燃料棒３ａにより構成されている。
第３図に示した燃料棒３ａにより構成されている。
以上のように４Ｎ成されｌζ燃料集合体では、燃料集合
体内にお（）る出力分布の平坦化をさらに向上すること
ができる。
体内にお（）る出力分布の平坦化をさらに向上すること
ができる。
第９図は圧力管形重水炉に本発明の燃料集合体を適用し
た例を示すもので、この実施例では圧力管５内に収容さ
れる最外周部に位Ｕする燃Ｙｊ棒が１つおきに第３図に
示す燃料棒３ａに１道き換えられている。なお図におい
て符号６は断熱層を、符号７はカランドリア管を示して
いる。
た例を示すもので、この実施例では圧力管５内に収容さ
れる最外周部に位Ｕする燃Ｙｊ棒が１つおきに第３図に
示す燃料棒３ａに１道き換えられている。なお図におい
て符号６は断熱層を、符号７はカランドリア管を示して
いる。
以上のように構成されｌζ燃料集合体では、燃料集合体
内の出力分布を従来に比較して大幅に平坦化づることが
できる。
内の出力分布を従来に比較して大幅に平坦化づることが
できる。
［発明の効果］
以上述べたように本発明の燃ゎ］集合体ににれば、可燃
性毒物を含む燃料棒およびこの燃料棒に隣接する燃料棒
の内部の半径方向中性子束分布の異方性を抑制すること
ができるとともに、燃料集合体内の出力分布の平坦化を
図ることができる。
性毒物を含む燃料棒およびこの燃料棒に隣接する燃料棒
の内部の半径方向中性子束分布の異方性を抑制すること
ができるとともに、燃料集合体内の出力分布の平坦化を
図ることができる。
第１図は一様に可燃性毒物を含む燃料棒の片燃え現象を
説明するだめの説明図、第２図は本発明の一実施例の横
断面図、第３図は第２図のコーナ一部に配設される燃料
棒の詳細を示ず縦断面図、第４図は本発明に用いられる
燃料棒の片燃え現象を説明づるための説明図、第５図な
いし第９図はそれぞれ本発明の他の実施例を示づ゛燃料
集合体の横断面図である。 ２・・・・・・・・・・・・チャンネルボックス３．３
ａ・・・燃料棒 ４・・・・・・・・・・・・燃料被覆管５・・・・・・
・・・・・・熱中性子吸収物質代理人弁理士 須
山 佐 − 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第６図 第９図
説明するだめの説明図、第２図は本発明の一実施例の横
断面図、第３図は第２図のコーナ一部に配設される燃料
棒の詳細を示ず縦断面図、第４図は本発明に用いられる
燃料棒の片燃え現象を説明づるための説明図、第５図な
いし第９図はそれぞれ本発明の他の実施例を示づ゛燃料
集合体の横断面図である。 ２・・・・・・・・・・・・チャンネルボックス３．３
ａ・・・燃料棒 ４・・・・・・・・・・・・燃料被覆管５・・・・・・
・・・・・・熱中性子吸収物質代理人弁理士 須
山 佐 − 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第６図 第９図
Claims (3)
- （１）複数の燃料棒を配列してなる熱中性子原子炉の燃
料集合体において、前記燃料棒のうら燃料棒内における
中性子束分布の異方性の大ぎい燃料棒を、軸心部分に熱
中性子吸収物質を含有し外周部分には熱中性子吸収物質
を含有しない核燃わ１物質で形成したことを特徴とする
燃料集合体。 - （２）横断面方形とされコーナ一部に位置する燃料棒は
、軸心部分に熱中性子吸収物質を含有し外周部分には熱
中性子吸収物質を含有しない核燃料物質からなることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の燃料集合体。 - （３）横断面円形とされ最外周部に配設される燃料棒の
一部は、軸心部分に熱中性子吸収物質を含有し外周部分
には熱中性子吸収物質を含有しない核燃料物質からなる
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の燃１′３
１集合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58096602A JPS59221695A (ja) | 1983-05-31 | 1983-05-31 | 燃料集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58096602A JPS59221695A (ja) | 1983-05-31 | 1983-05-31 | 燃料集合体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59221695A true JPS59221695A (ja) | 1984-12-13 |
| JPH0549958B2 JPH0549958B2 (ja) | 1993-07-27 |
Family
ID=14169420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58096602A Granted JPS59221695A (ja) | 1983-05-31 | 1983-05-31 | 燃料集合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59221695A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4708845A (en) * | 1985-10-18 | 1987-11-24 | Westinghouse Electric Corp. | BWR fuel assembly with improved spacer and fuel bundle design for enhanced thermal-hydraulic performance |
| US5337337A (en) * | 1991-03-29 | 1994-08-09 | Hitachi, Ltd. | Fuel assembly |
-
1983
- 1983-05-31 JP JP58096602A patent/JPS59221695A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4708845A (en) * | 1985-10-18 | 1987-11-24 | Westinghouse Electric Corp. | BWR fuel assembly with improved spacer and fuel bundle design for enhanced thermal-hydraulic performance |
| US5337337A (en) * | 1991-03-29 | 1994-08-09 | Hitachi, Ltd. | Fuel assembly |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0549958B2 (ja) | 1993-07-27 |
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