JPS6013283A - 沸騰水型原子炉 - Google Patents
沸騰水型原子炉Info
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- JPS6013283A JPS6013283A JP58120180A JP12018083A JPS6013283A JP S6013283 A JPS6013283 A JP S6013283A JP 58120180 A JP58120180 A JP 58120180A JP 12018083 A JP12018083 A JP 12018083A JP S6013283 A JPS6013283 A JP S6013283A
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- fuel
- cycle
- core
- enrichment
- equilibrium
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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
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (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］
本発明は沸騰水型原子炉に係る。
［発明の技術的背景］
沸騰水型原子炉（以下ＢＷＲと呼ぶ）の初装荷炉心は、
通常濃縮度を等しくする１種類の燃料集合体を装荷して
構成されている。而して、運転サイクルを更新する毎に
反応度の低下した燃料集合体を新しい燃料集合体と交換
して運転を継続することにより、平衡サイクルへの移行
を速１ｂかに行うことができる。なお、上記の平衡サイ
クルとは下記の意味を有する。ずなわら、初装荷炉心に
よる運転を第１ザイクルと呼ぶが、燃料集合体を前記し
たように部分的に交換し乍ら第２、第３・・・・・・と
運転サイクルを繰返し、前記第１サイクルから相当に長
期間を経て炉内全体の燃料成分がほとんど一定の状態と
なったサイクルを平衡サイクルと言う。なお、この平衡
サイクルに到達すると隣接するサイクルの熱特性はほぼ
等しく安定している。
通常濃縮度を等しくする１種類の燃料集合体を装荷して
構成されている。而して、運転サイクルを更新する毎に
反応度の低下した燃料集合体を新しい燃料集合体と交換
して運転を継続することにより、平衡サイクルへの移行
を速１ｂかに行うことができる。なお、上記の平衡サイ
クルとは下記の意味を有する。ずなわら、初装荷炉心に
よる運転を第１ザイクルと呼ぶが、燃料集合体を前記し
たように部分的に交換し乍ら第２、第３・・・・・・と
運転サイクルを繰返し、前記第１サイクルから相当に長
期間を経て炉内全体の燃料成分がほとんど一定の状態と
なったサイクルを平衡サイクルと言う。なお、この平衡
サイクルに到達すると隣接するサイクルの熱特性はほぼ
等しく安定している。
前記のような炉心を有する原子炉では、１サイクルの運
転終了毎に炉を停止さけ最も反応度の低下した燃料集合
体を新しいものと交換し、次の運転サイクルに入る。こ
れを繰返し乍ら原子炉の運転を継続Ｊるわりである。第
１１ナイクルから平衡サイクルまでに至るまでの移行リ
ーイクルにおける熱特性および炉の反応度、サイクル取
得燃焼度等は、平衡サイクルのそれらと同程度であるこ
とが望ましい。
転終了毎に炉を停止さけ最も反応度の低下した燃料集合
体を新しいものと交換し、次の運転サイクルに入る。こ
れを繰返し乍ら原子炉の運転を継続Ｊるわりである。第
１１ナイクルから平衡サイクルまでに至るまでの移行リ
ーイクルにおける熱特性および炉の反応度、サイクル取
得燃焼度等は、平衡サイクルのそれらと同程度であるこ
とが望ましい。
［背景技術の問題点］
従来の初装荷炉心は上記のように濃縮度が１種類の燃料
集合体で構成されており、第１ザイクル末で反応度の大
きい燃料集合体が多数取出されるため燃料経済性が悪化
するという欠点があった。
集合体で構成されており、第１ザイクル末で反応度の大
きい燃料集合体が多数取出されるため燃料経済性が悪化
するという欠点があった。
また、従来のＢＷＲでは通常２ケ月に１度制御棒パター
ンを変更する必要があり、その際ＢＷＲの出力を低下さ
せなければならないので、プラントの利用効率が低下す
る欠点があった。
ンを変更する必要があり、その際ＢＷＲの出力を低下さ
せなければならないので、プラントの利用効率が低下す
る欠点があった。
［発明の目的コ
本発明は上記の事情に基きなされたもので、燃料経済性
が高く、しかもプラント利用効率の高いＢＷＲを得るこ
とを目的としている。
が高く、しかもプラント利用効率の高いＢＷＲを得るこ
とを目的としている。
［発明の概要］
本発明においては、濃縮度の異る複数種類の燃料集合体
を初装荷炉心にある決まった装荷方法に従って装荷する
ことにより前記目的を達成している。
を初装荷炉心にある決まった装荷方法に従って装荷する
ことにより前記目的を達成している。
［発明の実施例］
以下、本発明の詳細な説明する。ＢＷＲの初装荷燃料集
合体の濃縮度種類を複数としたとき、濃縮度種類が単一
のときよりも燃料経済性が向上する。また、複数種類の
濃縮度を適当に選定すれば、第１１ノイクルから平衡サ
イクル炉心を模擬することができる。第１図、第２図は
その状態を模式的に示すものである。第１図は初装荷燃
料が装荷されているあるサイクル末期での燃料の無限増
倍率（ＫＯｏ）と初装荷燃料体数の割合を示すもので、
同図Ａは濃縮度種類が一種類の場合、同図Ｂは３種類の
場合である。この時点で図中斜線部分で示す一定割合の
燃料集合体に比し、同図Ｂの３種類の濃縮度の燃わ１集
合体の方が取出燃料の平均的なＫＯｏが小さく、後者の
方が経済的に有利である。
合体の濃縮度種類を複数としたとき、濃縮度種類が単一
のときよりも燃料経済性が向上する。また、複数種類の
濃縮度を適当に選定すれば、第１１ノイクルから平衡サ
イクル炉心を模擬することができる。第１図、第２図は
その状態を模式的に示すものである。第１図は初装荷燃
料が装荷されているあるサイクル末期での燃料の無限増
倍率（ＫＯｏ）と初装荷燃料体数の割合を示すもので、
同図Ａは濃縮度種類が一種類の場合、同図Ｂは３種類の
場合である。この時点で図中斜線部分で示す一定割合の
燃料集合体に比し、同図Ｂの３種類の濃縮度の燃わ１集
合体の方が取出燃料の平均的なＫＯｏが小さく、後者の
方が経済的に有利である。
第２図は第２Ｆナイクル以後に装荷する燃料（取替燃料
）の燃焼度推移を模式的に示す。
）の燃焼度推移を模式的に示す。
燃焼初期では、原子炉の余剰な反応度をおさえるために
可燃性毒物が用いられ、図中点線で示すようなふるまい
を示すが、ここではモデルを簡単化して可燃性毒物を含
めないものとする。この図からＫｏｏは燃焼度の増大に
つれ直線的に減少することがわかる。
可燃性毒物が用いられ、図中点線で示すようなふるまい
を示すが、ここではモデルを簡単化して可燃性毒物を含
めないものとする。この図からＫｏｏは燃焼度の増大に
つれ直線的に減少することがわかる。
平衡炉心ではＮサイクルだけ炉心に滞在する燃料集合体
は、図中■、■・・・・・・■で示す区間だけ燃焼が進
行する。いま、初装荷炉心において、第２図の■、■・
・・・・・Ｏに示ず１く■の変化と同じ１く■の変化を
示すＮ種類の濃縮度の燃料集合体を装荷すれば、初装荷
炉心にあって平衡炉心と近似的に等しい特性が得られる
。また、移行サイクルにおいテハ、１／Ｎだ【ノ燃料集
合体を交換Ｊ−ることにより、速やかに平衡炉心に到達
できる。
は、図中■、■・・・・・・■で示す区間だけ燃焼が進
行する。いま、初装荷炉心において、第２図の■、■・
・・・・・Ｏに示ず１く■の変化と同じ１く■の変化を
示すＮ種類の濃縮度の燃料集合体を装荷すれば、初装荷
炉心にあって平衡炉心と近似的に等しい特性が得られる
。また、移行サイクルにおいテハ、１／Ｎだ【ノ燃料集
合体を交換Ｊ−ることにより、速やかに平衡炉心に到達
できる。
上記のように、本発明においては、平衡炉心においてＮ
サイクルにわたって燃料が滞在する（Ｎパッチ燃料）場
合の初装荷炉心に、濃縮度の異なるＮ種類の燃料集合体
を装荷し、かつそれぞれの種類の燃料集合体のＫｏＯが
上記平衡炉心のＮバッチ燃料のそれと同一になるよう、
各種類の濃縮度を定めている。
サイクルにわたって燃料が滞在する（Ｎパッチ燃料）場
合の初装荷炉心に、濃縮度の異なるＮ種類の燃料集合体
を装荷し、かつそれぞれの種類の燃料集合体のＫｏＯが
上記平衡炉心のＮバッチ燃料のそれと同一になるよう、
各種類の濃縮度を定めている。
以下、本発明の効果につき詳細に説明づ”る。まず、簡
単なモデルにより本発明にお【ノる如＜ Ｎ ｇ８類の
燃料集合体と使用したほうが一種類の場合より経済的で
あることを説明する。
単なモデルにより本発明にお【ノる如＜ Ｎ ｇ８類の
燃料集合体と使用したほうが一種類の場合より経済的で
あることを説明する。
最初に一種類の燃料集合体ににり初装荷炉心を構成した
場合の取出し燃焼度を評価する。ここで、燃料の平均濃
縮度はＮ種類の初装荷燃料集合体により模擬した平衡炉
心の燃料集合体のそれと等しいものとする。取替燃料、
初装荷一種類燃料のに■をそれぞれｇｌｌ）とし、それ
らは第２図に示したところと同様、燃焼の進行につれ直
線的に減少するものとする。
場合の取出し燃焼度を評価する。ここで、燃料の平均濃
縮度はＮ種類の初装荷燃料集合体により模擬した平衡炉
心の燃料集合体のそれと等しいものとする。取替燃料、
初装荷一種類燃料のに■をそれぞれｇｌｌ）とし、それ
らは第２図に示したところと同様、燃焼の進行につれ直
線的に減少するものとする。
それらのあるサイクルに末期での値は、！＋ （ｋ ）
＝ａ、（ｋ ＥＣ＞＋ｂ−−・−−−−・−＜１＞１＋
（ｋ ） ＝ａ 、（ｋ Ｅｃ ） ＋ｂ’−−（２
）で与えられる。ここに、ａ 、 ｂ 、 ｂ’は定数
、ＥＣはサイクル燃焼度（一定）である。
＝ａ、（ｋ ＥＣ＞＋ｂ−−・−−−−・−＜１＞１＋
（ｋ ） ＝ａ 、（ｋ Ｅｃ ） ＋ｂ’−−（２
）で与えられる。ここに、ａ 、 ｂ 、 ｂ’は定数
、ＥＣはサイクル燃焼度（一定）である。
初装荷燃料がサイクルｉでｆｉの割合だけ取出され、同
数だけ取替燃料に置き換るとする。サイクル初期での炉
心平均無限増倍率は一定（Ｋ６ｏｃ）であり、各サイク
ル末期にお（）るＫ ｂｏｃは下記各式にＪ：り与えら
れる。
数だけ取替燃料に置き換るとする。サイクル初期での炉
心平均無限増倍率は一定（Ｋ６ｏｃ）であり、各サイク
ル末期にお（）るＫ ｂｏｃは下記各式にＪ：り与えら
れる。
Ｐ５２ザイクル末期
Ｋ ＝ｆ１・ａ （１）＋（１−ｆｌ）・ｌ＋（２）第
３サイクル末期 Ｋ ＝ｆ２−（Ｊ （１）＋（１−ｆｌ−ｆ２）ｆ （
３）＋ｆｉｇ（２） 第Ｎサイクル末期 ・・・・・・（３） ここに、第（＋１−１−１）サイクルでは初装荷燃料は
残らないものとする。
３サイクル末期 Ｋ ＝ｆ２−（Ｊ （１）＋（１−ｆｌ−ｆ２）ｆ （
３）＋ｆｉｇ（２） 第Ｎサイクル末期 ・・・・・・（３） ここに、第（＋１−１−１）サイクルでは初装荷燃料は
残らないものとする。
第Ｎサイクル末期で取出された一種類初装荷燃料の燃焼
度Ｅ１は、 Ｅｉ ＝ｉ ＥＣ・・・・・・・・・・・・・・・・・
・（４）一方、平衡炉心と同じ特性をＮ種類の濃縮度の
燃料集合体で模擬した場合、各サイクル初期で取Ｅｉ
＝ｉ Ｅｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・（６）である。
度Ｅ１は、 Ｅｉ ＝ｉ ＥＣ・・・・・・・・・・・・・・・・・
・（４）一方、平衡炉心と同じ特性をＮ種類の濃縮度の
燃料集合体で模擬した場合、各サイクル初期で取Ｅｉ
＝ｉ Ｅｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・（６）である。
次に具体的な泪粋例を示す。第３図において、その右側
の直線１１は取替燃料濃縮度を３Ｗ１０とした時の１く
■のと燃焼度どの関係を示している。平衡炉心は約３バ
ツチで平均燃焼度を約８ＧＷｄ／Ｓｔとずれば、各バッ
チが燃焼Ｊる区間は■、■、■で与えられる。他の濃縮
度のＫＯＯの変化も同様に直線で近似でき、燃焼初期で
のＫｏＯの濃縮度依存性は同図左側の曲線１λに示され
ている。
の直線１１は取替燃料濃縮度を３Ｗ１０とした時の１く
■のと燃焼度どの関係を示している。平衡炉心は約３バ
ツチで平均燃焼度を約８ＧＷｄ／Ｓｔとずれば、各バッ
チが燃焼Ｊる区間は■、■、■で与えられる。他の濃縮
度のＫＯＯの変化も同様に直線で近似でき、燃焼初期で
のＫｏＯの濃縮度依存性は同図左側の曲線１λに示され
ている。
平衡炉心各パッチのサイクル初期での１く（３）を与え
る必要な初装荷燃料の濃縮度は、サイクル初期にお（プ
るＫｏｏに対応する濃縮度として、曲線 からめること
ができる。この図においては、初装荷燃料濃縮度は約３
．０．２．２．１．４ｗ１０となる。
る必要な初装荷燃料の濃縮度は、サイクル初期にお（プ
るＫｏｏに対応する濃縮度として、曲線 からめること
ができる。この図においては、初装荷燃料濃縮度は約３
．０．２．２．１．４ｗ１０となる。
これらを平衡炉心にお（〕るサイクル初期の各ＫＯ０の
燃料体数割合と等しい割合で装荷づ“れば、初装荷燃料
平均濃縮度は約２．２ｗ１０となる。
燃料体数割合と等しい割合で装荷づ“れば、初装荷燃料
平均濃縮度は約２．２ｗ１０となる。
さらに、式〈１）、（２）にお【プるａ 、 ｂ 、
ｂ’の値は、それぞれ−ｏ、ｏｉｉ、１．２６．１．１
８となる。
ｂ’の値は、それぞれ−ｏ、ｏｉｉ、１．２６．１．１
８となる。
また、サイクル末期での炉心平均無限増倍率を約１．０
５とする。
５とする。
第４図Δは上記のモデルを使用して解いた時のサイクル
毎の初装荷燃料取出し割合いを一種類初装荷燃料の場合
と比較して示す。また、同図Ｂは取出し平均燃焼度の同
様の図である。これらの図では第３サイクル末までに初
装荷燃料が１−へて取出される場合を示している。これ
らの図かられかるように、本発明のように三種類の初装
荷燃料を使用した方が一種類使用した場合よりも、燃料
の炉内滞在期間が長く取出し平均燃焼度も大きく（約１
０％大）、経済的にずぐれていることは明らかである。
毎の初装荷燃料取出し割合いを一種類初装荷燃料の場合
と比較して示す。また、同図Ｂは取出し平均燃焼度の同
様の図である。これらの図では第３サイクル末までに初
装荷燃料が１−へて取出される場合を示している。これ
らの図かられかるように、本発明のように三種類の初装
荷燃料を使用した方が一種類使用した場合よりも、燃料
の炉内滞在期間が長く取出し平均燃焼度も大きく（約１
０％大）、経済的にずぐれていることは明らかである。
本発明は上記の理論的考察に基く。第５図に示したのは
代表的な実施例で、この図中で、十で示したのは制御棒
であり、その各ウィング間の空間に記入した数字１〜４
は濃縮度最高〜最低の燃料集合体を示ず。この図かられ
かるように、炉心中心の制御棒Ｃ１およびこれを中心と
し図面の上下左右に１ケおきに配置され制御棒ｃ１の周
囲には、数字４で示される最低濃縮度の燃料集合体が配
置されている。
代表的な実施例で、この図中で、十で示したのは制御棒
であり、その各ウィング間の空間に記入した数字１〜４
は濃縮度最高〜最低の燃料集合体を示ず。この図かられ
かるように、炉心中心の制御棒Ｃ１およびこれを中心と
し図面の上下左右に１ケおきに配置され制御棒ｃ１の周
囲には、数字４で示される最低濃縮度の燃料集合体が配
置されている。
なお、これらの制御棒ｃ１は主としてＢＷＲの運転中に
１史用されるものである。また、炉心最外周には数字１
で示される最高濃縮度の燃料集合体が配置され、数字２
．３で示される中間の濃縮度の燃料集合体は他の位置に
適宜配置されている。
１史用されるものである。また、炉心最外周には数字１
で示される最高濃縮度の燃料集合体が配置され、数字２
．３で示される中間の濃縮度の燃料集合体は他の位置に
適宜配置されている。
なお、濃縮度２〜４の燃料集合体の数は、それぞれ等し
くすることが望ましい。
くすることが望ましい。
第６図は平衡サイクルにおける燃料集合体の装荷状態を
示す。
示す。
この図において数字１〜４は燃料の炉心滞在年数を示す
。なお、燃料はその滞在年数が小さい程反応度が大きく
、炉心最外周には滞在年数４で燃焼が進み、反応度の小
さな燃料集合体が配置されている。この炉心は、炉外へ
の中性子のもれが少く、核分裂性物質（Ｕ−２３５、ｐ
ｕ −２３９等）の総量、寸なわら取替え燃料体数を減
少させることができる。初装荷炉心においても同様な考
え方に従って炉心最外周に最低濃縮度の燃料集合体を配
置り−れば、平衡サイクルにおけると同様にしで、所要
核分裂性物質Ｍを減少さぜることができる。
。なお、燃料はその滞在年数が小さい程反応度が大きく
、炉心最外周には滞在年数４で燃焼が進み、反応度の小
さな燃料集合体が配置されている。この炉心は、炉外へ
の中性子のもれが少く、核分裂性物質（Ｕ−２３５、ｐ
ｕ −２３９等）の総量、寸なわら取替え燃料体数を減
少させることができる。初装荷炉心においても同様な考
え方に従って炉心最外周に最低濃縮度の燃料集合体を配
置り−れば、平衡サイクルにおけると同様にしで、所要
核分裂性物質Ｍを減少さぜることができる。
これに対し、本発明では前記説明したにうに炉心外周に
最高濃縮度の燃料集合体を配置している。
最高濃縮度の燃料集合体を配置している。
最外周に低濃縮度の燃料集合体を配置した場合には、最
外周の炉出力は炉心平均の約１／２であるため、それら
の燃料集合体は次サイクルにおいて、燃焼度が小さいま
ま取出されることとなる。
外周の炉出力は炉心平均の約１／２であるため、それら
の燃料集合体は次サイクルにおいて、燃焼度が小さいま
ま取出されることとなる。
これに対し、本発明の炉心にあっては、初装荷炉心にお
ける核分裂性物質の総量は大であるが、最外周に配置し
た最高濃縮度の燃料集合体は、第１ザイクル末期におい
ても十分大きな反応度を保持しているので、第２−リー
イクルで取出すことなく他の位置に配置して使用される
。従ってその分だ（プ燃料集合体の取替体数は少くなる
。
ける核分裂性物質の総量は大であるが、最外周に配置し
た最高濃縮度の燃料集合体は、第１ザイクル末期におい
ても十分大きな反応度を保持しているので、第２−リー
イクルで取出すことなく他の位置に配置して使用される
。従ってその分だ（プ燃料集合体の取替体数は少くなる
。
第７図は最外周に配置される燃Ｆ８Ｉ集合体の濃縮度の
め方を示−リ”。この図において、直線Ｌ１は最高濃縮
度の燃料の無限増倍率（Ｋ■）と燃焼度（ＧＷｄ ／ｓ
ｔ）との関係を、また曲線Ｌ２は燃焼初期におけるＫＯ
ｏの濃縮度（Ｗｌｏ）依存性を示ず。
め方を示−リ”。この図において、直線Ｌ１は最高濃縮
度の燃料の無限増倍率（Ｋ■）と燃焼度（ＧＷｄ ／ｓ
ｔ）との関係を、また曲線Ｌ２は燃焼初期におけるＫＯ
ｏの濃縮度（Ｗｌｏ）依存性を示ず。
なお、図中■は第１］ザイクルで燃焼づる区間を示して
いる。ここに示す例では、平衡炉心は約３バツチで、平
均燃焼度を約８Ｇｗｄ／ｓｔとし、炉心最外周以外の初
装荷燃料濃縮度は、第３図に示す所に従ってめた約３．
０Ｗ１０．２．２Ｗ１０．１．４Ｗ／９の組み合せとす
る。また、取替燃料温縮度は３．０Ｗ１０である。
いる。ここに示す例では、平衡炉心は約３バツチで、平
均燃焼度を約８Ｇｗｄ／ｓｔとし、炉心最外周以外の初
装荷燃料濃縮度は、第３図に示す所に従ってめた約３．
０Ｗ１０．２．２Ｗ１０．１．４Ｗ／９の組み合せとす
る。また、取替燃料温縮度は３．０Ｗ１０である。
最高濃縮度の燃料は、第２＋ナイクル以降核特性が取替
燃ｉ１’３＋と同じになるよう、その濃縮度を定められ
る。この燃料は第１サイクルでは最外周に配置されるが
、ここでの炉出力は炉心平均出力の約１／２であるため
、第７図に■で示づように、サイクル燃焼度の１／２程
麿燃焼が進行する。区間■以降の直線の式に外挿して、
第１サイクル初期相当のｌく■をめこれど曲線Ｌ２との
関係から濃縮度約３’、４Ｗ１０がまる。
燃ｉ１’３＋と同じになるよう、その濃縮度を定められ
る。この燃料は第１サイクルでは最外周に配置されるが
、ここでの炉出力は炉心平均出力の約１／２であるため
、第７図に■で示づように、サイクル燃焼度の１／２程
麿燃焼が進行する。区間■以降の直線の式に外挿して、
第１サイクル初期相当のｌく■をめこれど曲線Ｌ２との
関係から濃縮度約３’、４Ｗ１０がまる。
以下、炉心軸方向出力分布を］ザイン分布で近似し、半
径方向を一次元化した拡散方程式に基づく燃料取替計画
作成］−ドにより、詳細に検問した結果を示す。
径方向を一次元化した拡散方程式に基づく燃料取替計画
作成］−ドにより、詳細に検問した結果を示す。
最外周を除き、濃縮度３．０Ｗ１０．
２．２Ｗ１０，１．４Ｗ１０ｆ７）３種類の燃料集合体
をほぼ同数づつ装荷した炉心につき、以下のケースＡ、
Ｂを比較した。
をほぼ同数づつ装荷した炉心につき、以下のケースＡ、
Ｂを比較した。
ケースＡ・・・・・・最外周に１．４Ｗ１０のｍ縮度の
燃料 ケースＢ・・・・・・最外周に約３．４Ｗ１０の濃縮度
の燃料 まず、ケースＢにおいては、高濃縮度の燃料を配置した
ため、炉心最外周にお番ノる出力が増し、炉心径方向出
力分布の平担化がはかられる。これにより径方向出力ビ
ーギングがケースＡの炉心よりも約５％減少する。この
ため、燃料棒の最大線出力密度が低下させられ燃料健全
性に対する余裕が人となるので、出力運転時の制御棒操
作が容易となりプラント稼働率が向上される。
燃料 ケースＢ・・・・・・最外周に約３．４Ｗ１０の濃縮度
の燃料 まず、ケースＢにおいては、高濃縮度の燃料を配置した
ため、炉心最外周にお番ノる出力が増し、炉心径方向出
力分布の平担化がはかられる。これにより径方向出力ビ
ーギングがケースＡの炉心よりも約５％減少する。この
ため、燃料棒の最大線出力密度が低下させられ燃料健全
性に対する余裕が人となるので、出力運転時の制御棒操
作が容易となりプラント稼働率が向上される。
次に、第１ザイクルの長さを１２ケ月とし、サイクル終
了後１．４Ｗ１０の濃縮度の約半数を取出し、３．０Ｗ
１０濃縮度の取替燃料を装荷すると共に最外周の燃料と
炉心中心部の１゜４Ｗ１０濶縮度の燃料との位置を父換
する。３．４Ｗ１０の濃縮度の燃料はこの時点において
、反応疫的には取替燃料と等価であるから、第１サイク
ル終了時での取替イホ数は平衡サイクル炉心の約半数と
なる。
了後１．４Ｗ１０の濃縮度の約半数を取出し、３．０Ｗ
１０濃縮度の取替燃料を装荷すると共に最外周の燃料と
炉心中心部の１゜４Ｗ１０濶縮度の燃料との位置を父換
する。３．４Ｗ１０の濃縮度の燃料はこの時点において
、反応疫的には取替燃料と等価であるから、第１サイク
ル終了時での取替イホ数は平衡サイクル炉心の約半数と
なる。
上記の如くして取替の終った第２サイクル炉心は第６図
につき説明した平衡サイクル炉心における燃料配置とほ
とんど同じ燃料配置にとなる。
につき説明した平衡サイクル炉心における燃料配置とほ
とんど同じ燃料配置にとなる。
上記の手順で初装荷燃料集合体の全体の全数が取りださ
れるまで、燃料取替、拡散方程式による燃焼計算をくり
返し行い、取出燃焼度の平均値をめた。その結果ケース
Ｂにおいては、ケース八におけるよりも平均燃焼度が約
１６％高いことがわかった。また、初装荷燃料を濃縮度
２．２Ｗ１０のもの１種類とした時よりも、約２６％高
くなることもわかった。
れるまで、燃料取替、拡散方程式による燃焼計算をくり
返し行い、取出燃焼度の平均値をめた。その結果ケース
Ｂにおいては、ケース八におけるよりも平均燃焼度が約
１６％高いことがわかった。また、初装荷燃料を濃縮度
２．２Ｗ１０のもの１種類とした時よりも、約２６％高
くなることもわかった。
一方ケースＢでは、最外周に高濃縮度の燃料を配置して
いるので、初装荷炉心にｄ３けるＵ−２３５のｍがケー
スＡより約１６％増加し、上記の取出燃焼度の増加量と
見合った増加量であり、ケースＡ、Ｂにおいて燃料経済
性上、差がないかのようにみえる。
いるので、初装荷炉心にｄ３けるＵ−２３５のｍがケー
スＡより約１６％増加し、上記の取出燃焼度の増加量と
見合った増加量であり、ケースＡ、Ｂにおいて燃料経済
性上、差がないかのようにみえる。
しかし乍ら、核燃料費は所要核分裂物質量のみから見る
べきものではなく、燃料成型加工費、使用済燃料輸送費
、再処理費等をも含めて児な（プればならない。特に燃
料成型加工費以下の費用は全コストの過半を占め、且つ
これらは燃料体数に仕例する。
べきものではなく、燃料成型加工費、使用済燃料輸送費
、再処理費等をも含めて児な（プればならない。特に燃
料成型加工費以下の費用は全コストの過半を占め、且つ
これらは燃料体数に仕例する。
従って、燃料経済性を各燃料サイクルコスト（単位発生
エネルギ当りの核燃料費）で評価ずれば、ケースＢがケ
ースＡより有利なことは明らかとある。
エネルギ当りの核燃料費）で評価ずれば、ケースＢがケ
ースＡより有利なことは明らかとある。
第８図は本発明の他の実施例を示す。この実施例では第
５図における制御棒ｃ１と同じ位置にある制御棒Ｃ１の
周囲に濃縮度最低の数字５で示した燃料集合体が配置さ
れ、最外周には濃縮度最高の数字１示した燃料集合体が
配置されている。数字２〜４で示したそれらの中間の濃
縮度の燃料集合体は他の制御棒周囲に適宜配置される。
５図における制御棒ｃ１と同じ位置にある制御棒Ｃ１の
周囲に濃縮度最低の数字５で示した燃料集合体が配置さ
れ、最外周には濃縮度最高の数字１示した燃料集合体が
配置されている。数字２〜４で示したそれらの中間の濃
縮度の燃料集合体は他の制御棒周囲に適宜配置される。
この実施例にあっても、前記説明しＩｃ実施例と同様の
効果が得られる。
効果が得られる。
［発明の効果］
上記から明らかなように、本発明にあっては移衡サイク
ルで使用される取替燃料体数が減じられるので、燃１′
＋１経済性が向上され、また第２ザイクル以降は平衡リ
ーイクル炉心とほぼ同一の燃料耐直および炉心特性の炉
心となる。
ルで使用される取替燃料体数が減じられるので、燃１′
＋１経済性が向上され、また第２ザイクル以降は平衡リ
ーイクル炉心とほぼ同一の燃料耐直および炉心特性の炉
心となる。
さらに、出力運転時の制御棒運転時の制御棒操作が容易
となりプラントの稼働率が向上される。
となりプラントの稼働率が向上される。
第１図は初装荷燃料が装荷されているあるサイクル末期
での燃料の無限増倍率（ＫｏＯ）と初装荷燃利体数割台
を示す縮図であって、同図Δは濃縮度種類一種、同図８
は３種類の線図、第２図は第２ザイクル以後に装荷づる
燃料の燃焼度推移を承り線図、第３図は本発明による具
体例のＫｏｏの濃縮度依存性を示Ｊ゛線図、第４図Ａは
上記具体例のリーイクル毎の初装荷燃料取出し割合を従
来のそれと比較して示す線図、同図Ｂは取出し平均燃焼
度の同様の線図、第５図は本発明の一実施例を示す模式
図、第６図は平衡サイクル炉心の模式図、第７図は本発
明ににる初装荷炉心最外周に装荷する燃料のＫｏＯと燃
焼度との関係および１く■の濃縮度どの関係Ｊ３よび１
（■の濃縮度依ひ性を示す線図、第８図は本発明の他の
実施例の模式図である。 出願代理人 弁理士 菊 池 五 部 ５２５ −へ 一８１東着ヤ ＊堂に釧蓄 第５図 Ｃ１ 第６図 １
での燃料の無限増倍率（ＫｏＯ）と初装荷燃利体数割台
を示す縮図であって、同図Δは濃縮度種類一種、同図８
は３種類の線図、第２図は第２ザイクル以後に装荷づる
燃料の燃焼度推移を承り線図、第３図は本発明による具
体例のＫｏｏの濃縮度依存性を示Ｊ゛線図、第４図Ａは
上記具体例のリーイクル毎の初装荷燃料取出し割合を従
来のそれと比較して示す線図、同図Ｂは取出し平均燃焼
度の同様の線図、第５図は本発明の一実施例を示す模式
図、第６図は平衡サイクル炉心の模式図、第７図は本発
明ににる初装荷炉心最外周に装荷する燃料のＫｏＯと燃
焼度との関係および１く■の濃縮度どの関係Ｊ３よび１
（■の濃縮度依ひ性を示す線図、第８図は本発明の他の
実施例の模式図である。 出願代理人 弁理士 菊 池 五 部 ５２５ −へ 一８１東着ヤ ＊堂に釧蓄 第５図 Ｃ１ 第６図 １
Claims (1)
- 平均濃縮度が取替燃料の濃縮度よりも高い高濃縮度の燃
料集合体を炉心最外周に配置し、他の位置には取替え燃
料の濃縮度以下で、しかも濃縮度の異る２種以上の燃料
集合体を配置したことを特徴と覆る沸騰水型原子炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58120180A JPS6013283A (ja) | 1983-07-04 | 1983-07-04 | 沸騰水型原子炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58120180A JPS6013283A (ja) | 1983-07-04 | 1983-07-04 | 沸騰水型原子炉 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6013283A true JPS6013283A (ja) | 1985-01-23 |
Family
ID=14779893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58120180A Pending JPS6013283A (ja) | 1983-07-04 | 1983-07-04 | 沸騰水型原子炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6013283A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4689195A (en) * | 1981-05-15 | 1987-08-25 | Hitachi, Ltd. | Fuel assembly |
| US5307387A (en) * | 1991-07-24 | 1994-04-26 | Hitachi, Ltd. | Fuel loading method and reactor core |
| US6862329B1 (en) * | 2003-10-06 | 2005-03-01 | Global Nuclear Fuel-Americas Llc | In-cycle shuffle |
| JP2017032408A (ja) * | 2015-07-31 | 2017-02-09 | 株式会社東芝 | 超ウラン元素変換燃料集合体、超ウラン元素変換炉心および超ウラン元素変換燃料集合体設計方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57197490A (en) * | 1981-05-29 | 1982-12-03 | Nippon Atomic Ind Group Co | Boiling-water reactor |
-
1983
- 1983-07-04 JP JP58120180A patent/JPS6013283A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57197490A (en) * | 1981-05-29 | 1982-12-03 | Nippon Atomic Ind Group Co | Boiling-water reactor |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4689195A (en) * | 1981-05-15 | 1987-08-25 | Hitachi, Ltd. | Fuel assembly |
| US5307387A (en) * | 1991-07-24 | 1994-04-26 | Hitachi, Ltd. | Fuel loading method and reactor core |
| US6862329B1 (en) * | 2003-10-06 | 2005-03-01 | Global Nuclear Fuel-Americas Llc | In-cycle shuffle |
| JP2017032408A (ja) * | 2015-07-31 | 2017-02-09 | 株式会社東芝 | 超ウラン元素変換燃料集合体、超ウラン元素変換炉心および超ウラン元素変換燃料集合体設計方法 |
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