JPS6013284A - 燃料集合体 - Google Patents
燃料集合体Info
- Publication number
- JPS6013284A JPS6013284A JP58121022A JP12102283A JPS6013284A JP S6013284 A JPS6013284 A JP S6013284A JP 58121022 A JP58121022 A JP 58121022A JP 12102283 A JP12102283 A JP 12102283A JP S6013284 A JPS6013284 A JP S6013284A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- fuel assembly
- rods
- boiling water
- small
- 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
- Inert Electrodes (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は沸騰水型原子炉に用いられる燃料集合体に関す
る。
る。
沸騰水型原子炉の炉心には、核燃料として多数の燃料集
合体が装荷されている。
合体が装荷されている。
第1図は従来のこのような燃料集合体を表わしたもので
ある。燃料集合体11は、中空の四角柱 状のチャンネ
ルボックス12内に燃料棒13を複数本正方格子状に配
列したものである。燃料棒13はこの図に示すように通
常8行8列の構成となっている。燃料集合体11は断面
が十字形をした制御棒14の周囲に4体ずつ配置され、
単位格子が構成されている。炉心はこのような単位格子
が多数配置されたものである。
ある。燃料集合体11は、中空の四角柱 状のチャンネ
ルボックス12内に燃料棒13を複数本正方格子状に配
列したものである。燃料棒13はこの図に示すように通
常8行8列の構成となっている。燃料集合体11は断面
が十字形をした制御棒14の周囲に4体ずつ配置され、
単位格子が構成されている。炉心はこのような単位格子
が多数配置されたものである。
さて原子炉の運転中には、チャンネルボックス12の外
側のいわゆるバイパス領域に中性子減速材としての軽水
のみが存在しており、チャンネルボックス12の内側に
は、冷却材としての軽水と蒸気の混合流が存在している
。このため、中性子の減速は主としてバイパス領域で行
われることになる。これにより、燃料集合体11内にお
ける熱中性子束の分布は中心部で小となり、周辺部に向
かうほど大きくなる。この結果、集合体中心部の燃料棒
はどその燃焼が低く抑えられ、周辺部に向うほど燃焼が
激しく行われることになる。このような燃焼の不均一は
局所出力の偏在を招き、燃料健全性のうえから好ましく
ない。
側のいわゆるバイパス領域に中性子減速材としての軽水
のみが存在しており、チャンネルボックス12の内側に
は、冷却材としての軽水と蒸気の混合流が存在している
。このため、中性子の減速は主としてバイパス領域で行
われることになる。これにより、燃料集合体11内にお
ける熱中性子束の分布は中心部で小となり、周辺部に向
かうほど大きくなる。この結果、集合体中心部の燃料棒
はどその燃焼が低く抑えられ、周辺部に向うほど燃焼が
激しく行われることになる。このような燃焼の不均一は
局所出力の偏在を招き、燃料健全性のうえから好ましく
ない。
そこで従来から、燃料としてのウラン235の濃度を周
辺部に位置する燃料棒はど高くした燃料集合体が一般に
用いられている。第1図はウラン235の濃度について
このようないわゆるスプリット分布を与えられた燃料集
合体の一例を示している。この燃料集合体のそれぞれの
燃料棒13に与えられた数字はウラン235の濃縮度の
程度を表わしており、数字1で表わされたものが最も濃
縮度が高く、数字5で表わされたものが最も低くなって
いる。燃料集合体11の中心部には、濃縮度の高い燃料
棒13の他に、2本の水棒(ウオークロッド)15が配
置されている。この図で計62本の燃料棒13のうちの
数本にはウラン燃料に可燃性毒物が含有されている場合
がある。しかしながら以下に説明する本発明とこれらの
可燃性毒物は特に関係がない。従ってこの明細書では可
燃性毒物についての詳細な記述を省略することにする。
辺部に位置する燃料棒はど高くした燃料集合体が一般に
用いられている。第1図はウラン235の濃度について
このようないわゆるスプリット分布を与えられた燃料集
合体の一例を示している。この燃料集合体のそれぞれの
燃料棒13に与えられた数字はウラン235の濃縮度の
程度を表わしており、数字1で表わされたものが最も濃
縮度が高く、数字5で表わされたものが最も低くなって
いる。燃料集合体11の中心部には、濃縮度の高い燃料
棒13の他に、2本の水棒(ウオークロッド)15が配
置されている。この図で計62本の燃料棒13のうちの
数本にはウラン燃料に可燃性毒物が含有されている場合
がある。しかしながら以下に説明する本発明とこれらの
可燃性毒物は特に関係がない。従ってこの明細書では可
燃性毒物についての詳細な記述を省略することにする。
さてこのような燃料集合体では、濃縮度の高い燃料棒を
燃料集合体の中央部の熱中性子束の小さな部分に配置し
ているので、燃料集合体の反応度(以下無限増倍率とい
う)の観点から大きな損失がある。また所定の燃焼期間
終了後に炉心から燃料棒を取り出すとき、中央部に配置
されていた燃料棒には周辺部に配置されていたそれより
もウラン235が多量に残存してしまうことになる。
燃料集合体の中央部の熱中性子束の小さな部分に配置し
ているので、燃料集合体の反応度(以下無限増倍率とい
う)の観点から大きな損失がある。また所定の燃焼期間
終了後に炉心から燃料棒を取り出すとき、中央部に配置
されていた燃料棒には周辺部に配置されていたそれより
もウラン235が多量に残存してしまうことになる。
このような燃料経済性上およびウランの有効利用上の観
点からの不都合を解決するためには、(i)燃料集合体
の無限増倍率を燃焼期間を通じて従来よりも大きくする
こと、ふよび(ii )燃焼終了時点においてウラン2
35の残存量をできるだけ低下させることが必要である
。このため従来から、ウラン235の濃縮度分布を細か
く調整したり、燃料棒と軽水の体積比を種々調整する等
の検討が行われている。しかしながらその効果は十分な
ものといえない。
点からの不都合を解決するためには、(i)燃料集合体
の無限増倍率を燃焼期間を通じて従来よりも大きくする
こと、ふよび(ii )燃焼終了時点においてウラン2
35の残存量をできるだけ低下させることが必要である
。このため従来から、ウラン235の濃縮度分布を細か
く調整したり、燃料棒と軽水の体積比を種々調整する等
の検討が行われている。しかしながらその効果は十分な
ものといえない。
更に従来用いられた燃料集合体では、ウラン238が中
性子を吸収して生成される核分裂性プルトニウムが燃料
集合体中央部に蓄積しやすい。
性子を吸収して生成される核分裂性プルトニウムが燃料
集合体中央部に蓄積しやすい。
これはこの中央部で熱中性子束が小さいことによるもの
であり、核分裂性プルトニウムを十分燃焼させるために
はこの部分で熱中性子束の高いことが望ましい。
であり、核分裂性プルトニウムを十分燃焼させるために
はこの部分で熱中性子束の高いことが望ましい。
本発明はこのような事情に鑑み、ウラン資源を更に有効
利用することのできる燃料集合体を提供することをその
目的とする。
利用することのできる燃料集合体を提供することをその
目的とする。
本発明では燃料集合体の中央部に非沸騰水領域を設ける
と共に、この非沸騰水領域とチャンネルボックスの間に
、燃料棒あるいは燃料棒と水棒から成る小集合体を4体
配置する。これらの小集合体は、燃料集合体の中央部に
位置した燃料棒が周辺部に位置するようにそれらの向き
を変更できるようになっている。
と共に、この非沸騰水領域とチャンネルボックスの間に
、燃料棒あるいは燃料棒と水棒から成る小集合体を4体
配置する。これらの小集合体は、燃料集合体の中央部に
位置した燃料棒が周辺部に位置するようにそれらの向き
を変更できるようになっている。
従って燃焼の途中でこれらの小集合体の向きを変えるよ
うにすると、中央部の燃料棒に残ったウラン235を周
辺部で燃焼させることができる。
うにすると、中央部の燃料棒に残ったウラン235を周
辺部で燃焼させることができる。
また非沸騰水領域の存在によって熱中性子束が大きくな
るので、核分裂性プルトニウムの燃焼効率が向上する。
るので、核分裂性プルトニウムの燃焼効率が向上する。
以下実施例につき本発明の詳細な説明する。
第2図は沸)成木型原子炉に用いられる本実施例の燃料
集合体を表わしたものである。この燃料集合体21を構
成する燃料棒13は5行3列あるいは3行5列の4体の
小集合体221〜22.にまと釣られている。これら小
集合体221〜22゜ごとに燃料棒スペーサ、上部クイ
プレート、下部タイプレート(共に図示せず)が設けら
れており、これらは8本×8本の燃料集合体用に設けら
れた下部クイプレートと、これに結合したチャンネル部
から成るチャンネルボックス12に収容されている。
集合体を表わしたものである。この燃料集合体21を構
成する燃料棒13は5行3列あるいは3行5列の4体の
小集合体221〜22.にまと釣られている。これら小
集合体221〜22゜ごとに燃料棒スペーサ、上部クイ
プレート、下部タイプレート(共に図示せず)が設けら
れており、これらは8本×8本の燃料集合体用に設けら
れた下部クイプレートと、これに結合したチャンネル部
から成るチャンネルボックス12に収容されている。
燃料集合体21の中央部には、中空四角柱型の非沸騰水
流路壁23が設けられており、内部を非沸騰水(軽水)
が流れるようになっている。チャンネルボックス12と
非沸騰水流路壁23の間に配置される4体の小集合体2
2.〜224 は、前記したスペーサの働きでそれぞれ
小集合体単位で入れ換えを行うことができ、かつそれら
の向きを180度回軸回転て元の位置に差し込むことが
可能な構造となっている。各小集合体22□〜22、に
は、勃に外壁は設けられていない。
流路壁23が設けられており、内部を非沸騰水(軽水)
が流れるようになっている。チャンネルボックス12と
非沸騰水流路壁23の間に配置される4体の小集合体2
2.〜224 は、前記したスペーサの働きでそれぞれ
小集合体単位で入れ換えを行うことができ、かつそれら
の向きを180度回軸回転て元の位置に差し込むことが
可能な構造となっている。各小集合体22□〜22、に
は、勃に外壁は設けられていない。
第3図はこの燃料集合体における燃焼度と無限増倍率と
の関係を表わしたものである。燃焼初期には、可燃性毒
物が比較的多量に存在し、無限増倍率が低(抑えられて
いる。燃焼が進行すると共に燃料集合体の無限増倍率は
増加し、やがてピークに達する。そしてこのままの状態
で燃焼を行えば、実線で示したようにこれ以後ゆるやか
に減少する。
の関係を表わしたものである。燃焼初期には、可燃性毒
物が比較的多量に存在し、無限増倍率が低(抑えられて
いる。燃焼が進行すると共に燃料集合体の無限増倍率は
増加し、やがてピークに達する。そしてこのままの状態
で燃焼を行えば、実線で示したようにこれ以後ゆるやか
に減少する。
ところでこの実施例の燃料集合体では、従来の水棒15
(第1図)よりも非s 謄水の占める領域の大きな非沸
騰水流路を設けている。非沸1]穴水は、例えばジルコ
ニウムの合金がら成る非沸騰水流路壁23によって、軽
水と蒸気の混合流がら隔離されている。非沸騰水の占め
る領域は従来に比してはるかに大きくなっているので、
この領域によって減速される熱中性子はかなり増加して
おり、燃料集合体21内の熱中性子束分布が平坦化して
いる。しかしながら、やはりチャンネルボックス12に
隣接した最外周の燃料棒Aでウラン235の燃焼速度が
最も速く、これらの燃料棒Δに隣接する燃料棒Bがこれ
に次いでおり、非沸騰水流路壁23に隣接する最内周の
燃料棒Cでは燃焼速度が最も遅くなる。従って熱中性子
束分布の平坦化によって燃料棒間の濃縮度分布を従来よ
りも差の小さいものにすることができたとしても、最内
周の燃料棒Cでは最外周の燃料棒Aに比して燃料の燃え
残りが増加していくことになる。
(第1図)よりも非s 謄水の占める領域の大きな非沸
騰水流路を設けている。非沸1]穴水は、例えばジルコ
ニウムの合金がら成る非沸騰水流路壁23によって、軽
水と蒸気の混合流がら隔離されている。非沸騰水の占め
る領域は従来に比してはるかに大きくなっているので、
この領域によって減速される熱中性子はかなり増加して
おり、燃料集合体21内の熱中性子束分布が平坦化して
いる。しかしながら、やはりチャンネルボックス12に
隣接した最外周の燃料棒Aでウラン235の燃焼速度が
最も速く、これらの燃料棒Δに隣接する燃料棒Bがこれ
に次いでおり、非沸騰水流路壁23に隣接する最内周の
燃料棒Cでは燃焼速度が最も遅くなる。従って熱中性子
束分布の平坦化によって燃料棒間の濃縮度分布を従来よ
りも差の小さいものにすることができたとしても、最内
周の燃料棒Cでは最外周の燃料棒Aに比して燃料の燃え
残りが増加していくことになる。
そこで、この実施例の燃料集合体21では、無限増倍率
がピークを越した所定の時点Tにおいて小集合体22、
〜224の配置をそれぞれ180度変更する。第4図は
変更後における配置を表わしたものである。燃料棒Cは
配置変更後にすべてチャンネルボックス12に隣接する
ことになる。
がピークを越した所定の時点Tにおいて小集合体22、
〜224の配置をそれぞれ180度変更する。第4図は
変更後における配置を表わしたものである。燃料棒Cは
配置変更後にすべてチャンネルボックス12に隣接する
ことになる。
しかもチャンネルボックス12の四隅の最も燃焼が活発
化する場所には、燃料棒Cが確実に配置される。このよ
うにして燃え残りの最も多い燃料棒が熱中性子束の高い
外周部に移動する。
化する場所には、燃料棒Cが確実に配置される。このよ
うにして燃え残りの最も多い燃料棒が熱中性子束の高い
外周部に移動する。
一方、配置変更によって非沸騰水流路壁23には燃料棒
Aが隣接することになり、位置関係が逆転する。燃料棒
Bの大部分は以前と同様の位置に留まる。
Aが隣接することになり、位置関係が逆転する。燃料棒
Bの大部分は以前と同様の位置に留まる。
このような配置変更の行われた時点Tで、燃料集合体の
無限増倍率は1%Δに程度増加する。これは、(1)燃
え残ったウラン235の燃焼が良好に行われるようにな
ったことと、(ii )燃料集合体の中央部に生成され
たまま蓄積されていた核分裂性プルトニウムの燃焼が進
行することによるものである。配置変更後は、以上の結
果として第4図の破線で示すように無限増倍率が増加し
た状態で燃焼が行われることになり、燃料の有効利用が
達成される。
無限増倍率は1%Δに程度増加する。これは、(1)燃
え残ったウラン235の燃焼が良好に行われるようにな
ったことと、(ii )燃料集合体の中央部に生成され
たまま蓄積されていた核分裂性プルトニウムの燃焼が進
行することによるものである。配置変更後は、以上の結
果として第4図の破線で示すように無限増倍率が増加し
た状態で燃焼が行われることになり、燃料の有効利用が
達成される。
このような小集合体の配置変更による無限増倍率の利得
がサイクル燃焼度に寄与する程度を以下に示してみる。
がサイクル燃焼度に寄与する程度を以下に示してみる。
リニアアクティビイティモデルによると、燃焼度をEと
するとき燃料の無限増倍率に■は以下の式で表わされる
。
するとき燃料の無限増倍率に■は以下の式で表わされる
。
k′″(E) −に0−aE = (1)ここでに0
は可燃性毒物がない状態でかつ燃焼度が零の場合の無限
増倍率である。
は可燃性毒物がない状態でかつ燃焼度が零の場合の無限
増倍率である。
従ってnバッチ炉心におけるサイクル末期の平均無限増
倍率πは、次式、で表わされる。
倍率πは、次式、で表わされる。
n十l
= ko−−−a Ec= (2)
ここでECはサイクル燃焼度であり、また符号1は各バ
ッチの炉心滞在サイクル数である。
ッチの炉心滞在サイクル数である。
今、第mサイクルロの燃料の無限増倍率が、小集合体の
配置変更によってΔにだけ上昇するとする。そして、サ
イクル末期における平均無限増倍率が、(2)式と同じ
値になるまでサイクル燃焼度E。を延長するものとする
。このときのサイクル燃焼度の延長分を△Eo とする
。サイクル末期平均無限増倍率には次の式で表わされる
。
配置変更によってΔにだけ上昇するとする。そして、サ
イクル末期における平均無限増倍率が、(2)式と同じ
値になるまでサイクル燃焼度E。を延長するものとする
。このときのサイクル燃焼度の延長分を△Eo とする
。サイクル末期平均無限増倍率には次の式で表わされる
。
・・・・・・・・・ (3)
題意により(2)式と(3)式の左辺の平均無限増倍率
には等しい。従ってサイクル燃焼度の延長分△Ec は
次のようになる。
には等しい。従ってサイクル燃焼度の延長分△Ec は
次のようになる。
よってサイクル燃焼度E、に対する延長分△Ecの寄与
の割合は次のようになる。
の割合は次のようになる。
現実的な数値として、1年間連続運転を行う3.3バツ
チ炉心で、2バツチ目の炉心の無限増倍率kcoが1%
△にだけ上昇したものとする。すなわち燃焼開始から1
年経過した時点で、第4図に示すように小集合体の配置
変更を行ったとする。
チ炉心で、2バツチ目の炉心の無限増倍率kcoが1%
△にだけ上昇したものとする。すなわち燃焼開始から1
年経過した時点で、第4図に示すように小集合体の配置
変更を行ったとする。
この場合、(5)式は次のようになる。
△Ec/EC24%
このように、サイクル途中で小集合体の配置変更を行っ
た場合、無限増倍率に′″の増加による利得を概算する
ことができる。
た場合、無限増倍率に′″の増加による利得を概算する
ことができる。
以上の計算ではサイクル燃焼度を延長させたがサイクル
燃焼度を変えない場合には、燃料の濃縮度をその分だけ
低下させることができる。
燃焼度を変えない場合には、燃料の濃縮度をその分だけ
低下させることができる。
〔第1の変形例〕
第5図は以上説明した実施例の第1の変形例を表わした
ものである。この燃料集合体31では、チャンネルボッ
クス12内に燃料棒13が同様に8行8列の格子状に配
列されており、これらは4体の小集合体22、〜224
にまとめられている。
ものである。この燃料集合体31では、チャンネルボッ
クス12内に燃料棒13が同様に8行8列の格子状に配
列されており、これらは4体の小集合体22、〜224
にまとめられている。
燃料集合体31の中央部には、同一幅で同一長さの4枚
の仕切板32がそれらの一端を他の仕切板32の中央部
に接触させるようにして、配置されている。これらの仕
切板32の他端部近傍とこれからやや中央部に寄った位
置には、案内棒33.34が取り付けられている。案内
棒33.34はその上端を図示しない上部クイプレート
に、また下端を同じく図示しない下部タイプレートに支
持されており、これによって仕切板32の位置が固定さ
れている。仕切板32はシルクニウムの合金から成り、
これらによって仕切られた正方形の領域35が非沸騰水
の流路となる。仕切板32の周辺部へ突出した部分は、
案内棒33.34を固定するための部分にすぎないので
、これらの部分に穴等の開口部が設けられていても良い
。
の仕切板32がそれらの一端を他の仕切板32の中央部
に接触させるようにして、配置されている。これらの仕
切板32の他端部近傍とこれからやや中央部に寄った位
置には、案内棒33.34が取り付けられている。案内
棒33.34はその上端を図示しない上部クイプレート
に、また下端を同じく図示しない下部タイプレートに支
持されており、これによって仕切板32の位置が固定さ
れている。仕切板32はシルクニウムの合金から成り、
これらによって仕切られた正方形の領域35が非沸騰水
の流路となる。仕切板32の周辺部へ突出した部分は、
案内棒33.34を固定するための部分にすぎないので
、これらの部分に穴等の開口部が設けられていても良い
。
先の実施例では非沸騰水流路壁を上下のタイプレートで
支持することになるが、この変形例では案内棒33.3
4を用いることによって非沸騰水の流路の固定が確実か
つ容易となる。
支持することになるが、この変形例では案内棒33.3
4を用いることによって非沸騰水の流路の固定が確実か
つ容易となる。
〔第2の変形例〕
第6図は第2の変形例を表わしたものである。
この燃料集合体41では、チャンネルボックス12内に
燃料棒13が同様に8行8列の格子状に配列されている
。これらは4体の小集合体421〜424 にまとめら
れている。各小集合体421〜424 はそれぞれジル
コニウムの合金によって作られた小集合体チャンネルボ
ックス43によって取り囲まれている。小集合体チャン
ネルボックス43によって包囲された燃料集合体41の
中央部が非沸騰水用流路44となる。小集合体チャンネ
ルボックス43はチャンネルボックス12に対して挿脱
自在となってふり、小集合体42.〜424の配置変更
が可能となっている。
燃料棒13が同様に8行8列の格子状に配列されている
。これらは4体の小集合体421〜424 にまとめら
れている。各小集合体421〜424 はそれぞれジル
コニウムの合金によって作られた小集合体チャンネルボ
ックス43によって取り囲まれている。小集合体チャン
ネルボックス43によって包囲された燃料集合体41の
中央部が非沸騰水用流路44となる。小集合体チャンネ
ルボックス43はチャンネルボックス12に対して挿脱
自在となってふり、小集合体42.〜424の配置変更
が可能となっている。
このようにこの変形例の燃料集合体41では、2重のチ
ャンネルボックスが設けられている。従って外側のチャ
ンネルボックス12は小集合体42、〜424を支持で
きる機械的な強度が要求されるのみであり、反応度の損
失を少なくするために壁部に穴が設けられていたり、ま
たは壁部が網目状になっていても良い。
ャンネルボックスが設けられている。従って外側のチャ
ンネルボックス12は小集合体42、〜424を支持で
きる機械的な強度が要求されるのみであり、反応度の損
失を少なくするために壁部に穴が設けられていたり、ま
たは壁部が網目状になっていても良い。
以上の実施例および変形例では、チャンネルボックスに
燃料棒が8行8列の格子状に配列された燃料集合体につ
いて説明した。この場合、小集合体は5本×3本の燃料
棒によって構成された。一般にN行N列の正方格子状に
配列された燃料棒から成る燃料集合体で、Nが偶数のと
きには、4体の小集合体は各々(N/2−1)本X (
N/2+1)本の燃料棒から構成される。もちろん、長
方形をしたこのような小集合体の一部の燃料棒を水棒に
置き換えることも可能である。
燃料棒が8行8列の格子状に配列された燃料集合体につ
いて説明した。この場合、小集合体は5本×3本の燃料
棒によって構成された。一般にN行N列の正方格子状に
配列された燃料棒から成る燃料集合体で、Nが偶数のと
きには、4体の小集合体は各々(N/2−1)本X (
N/2+1)本の燃料棒から構成される。もちろん、長
方形をしたこのような小集合体の一部の燃料棒を水棒に
置き換えることも可能である。
Nが奇数のときには、1体の小集合体を構成する燃料棒
は(N−1,)/2本x(N+1)72本の構成となる
か、(N−3)/2本X(N+3)72本の構成となる
。燃料棒の一部が水棒と置き換えられていても良いこと
はこの場合も同様である。
は(N−1,)/2本x(N+1)72本の構成となる
か、(N−3)/2本X(N+3)72本の構成となる
。燃料棒の一部が水棒と置き換えられていても良いこと
はこの場合も同様である。
〔第3の変形例〕
第7図はNが奇数の場合として7行7列の燃料集合体の
例を模式的に表わしたものである。燃料集合体51の4
体の小集合体52.〜52.は、それぞれ4本×3本の
燃料棒13によって構成されている。この場合、燃料集
合体51の中央部には、燃料棒13の1本分よりも大き
な断面積の非沸騰水用流路53が形成される。燃料棒1
3の一部を適宜水棒と置き換えて、非沸11強水の流路
を広くすることは自由である。
例を模式的に表わしたものである。燃料集合体51の4
体の小集合体52.〜52.は、それぞれ4本×3本の
燃料棒13によって構成されている。この場合、燃料集
合体51の中央部には、燃料棒13の1本分よりも大き
な断面積の非沸騰水用流路53が形成される。燃料棒1
3の一部を適宜水棒と置き換えて、非沸11強水の流路
を広くすることは自由である。
〔第4および第5の変形例〕
第8図は同じくNが奇数の場合として9行9列の燃料集
合体の例を模式的に表わしたものである。
合体の例を模式的に表わしたものである。
燃料集合体61の4体の小集合体62.〜624は、そ
れぞれ6本×3本の燃料棒13によって構成されている
。この場合、燃料集合体61の中央部には燃料棒13の
9本分のスペースに非沸騰水用流路63が形成される。
れぞれ6本×3本の燃料棒13によって構成されている
。この場合、燃料集合体61の中央部には燃料棒13の
9本分のスペースに非沸騰水用流路63が形成される。
これに対して第9図の燃料集合体71では、5行4列あ
るいは4行5列の燃料棒13から成る4体の小集合体7
21〜724が用いられている。
るいは4行5列の燃料棒13から成る4体の小集合体7
21〜724が用いられている。
この場合、燃料集合体71の中央部には燃料棒13の1
本分のスペースに非沸騰水用流路73が形成される。非
沸騰水用流路73が比較的狭いので、各小集合体72.
〜724には1本ずつ水棒74が配設されている。水棒
74の位置および本数はこれに限定されるものではない
。
本分のスペースに非沸騰水用流路73が形成される。非
沸騰水用流路73が比較的狭いので、各小集合体72.
〜724には1本ずつ水棒74が配設されている。水棒
74の位置および本数はこれに限定されるものではない
。
以上説明したように本発明では、4体の小集合体をチャ
ンネルボックスに組み入れたときに生ずる空隙を非沸騰
水の流路として利用している。従って燃料集合体の中央
部に水棒を配置した場合と比べて、単位面積当りの非沸
騰水の流路を広く設定することができる。また本発明で
はこの非沸騰水の流路によって熱中性子束分布が平坦化
するので、燃料の濃縮度を多段階に設定する必要がなく
、燃料の製造や管理が簡略化する。
ンネルボックスに組み入れたときに生ずる空隙を非沸騰
水の流路として利用している。従って燃料集合体の中央
部に水棒を配置した場合と比べて、単位面積当りの非沸
騰水の流路を広く設定することができる。また本発明で
はこの非沸騰水の流路によって熱中性子束分布が平坦化
するので、燃料の濃縮度を多段階に設定する必要がなく
、燃料の製造や管理が簡略化する。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の燃料集合体の一例を表わした横断面図、
第2図は本発明の一実施例における配置変更前の燃料集
合体の横断面図、第3はこの実施例における燃焼度と無
限増倍率との関係を表わした特性図、第4図はこの実施
例における配置変更後の燃料集合体の横断面図、第5図
は本発明の第1の変形例における燃料集合体の横断面図
、第6図は本発明の第2の変形例における燃料集合体の
横断面図、第7図は本発明の第3の変形例における燃料
集合体の模式図、第8図は本発明の第4の変形例におけ
る燃料集合体の模式図、第9図は本発明の第5の変形例
における燃料集合体の模式図である。 12・・・・・・チャンネルボックス、13・・・・・
・燃料棒、 21.31.41.51.61.71 ・・・・・・燃料集合体、 22、42、52、62、72 ・・・・・・小集合体、 23・・・・・・非沸騰水流路壁、 32・・・・・・仕切板、 44.53.63.73・・・・・・非沸騰水用流路、
74・・・・・・水棒。 出 願 人 日本原子力事業株式会社 代 理 人 弁理士 山 内 梅 雄 第 5 ロ 第 6 口
第2図は本発明の一実施例における配置変更前の燃料集
合体の横断面図、第3はこの実施例における燃焼度と無
限増倍率との関係を表わした特性図、第4図はこの実施
例における配置変更後の燃料集合体の横断面図、第5図
は本発明の第1の変形例における燃料集合体の横断面図
、第6図は本発明の第2の変形例における燃料集合体の
横断面図、第7図は本発明の第3の変形例における燃料
集合体の模式図、第8図は本発明の第4の変形例におけ
る燃料集合体の模式図、第9図は本発明の第5の変形例
における燃料集合体の模式図である。 12・・・・・・チャンネルボックス、13・・・・・
・燃料棒、 21.31.41.51.61.71 ・・・・・・燃料集合体、 22、42、52、62、72 ・・・・・・小集合体、 23・・・・・・非沸騰水流路壁、 32・・・・・・仕切板、 44.53.63.73・・・・・・非沸騰水用流路、
74・・・・・・水棒。 出 願 人 日本原子力事業株式会社 代 理 人 弁理士 山 内 梅 雄 第 5 ロ 第 6 口
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、N本XN本の正方格子から成る単位格子を制御棒の
周囲に4体ずつ配置して成る沸騰水型原子炉において、
Nが偶数のとき前記単位格子を(N/2−1)本X(N
/2+1)本の燃料棒あるいは燃料棒と水棒から成る4
体の小集合体で構成し、またNが奇数のときはこれらを
(N−1) /2本x(N+1)/2本あるいは(1’
m−3)/2本x(N+3)/2本の同様な4体の小集
合体で構成し、これらの小集合体によって仕切られたチ
ャンネルボックス中央部の空隙に非沸騰水の流路を配置
したことを特徴とする燃料集合体。 2.4体の小集合体が1体ずつ上部クイプレートと下部
クイプレート、燃料棒スペーサを持ち、4体分の小集合
体を一体として支持する下部クイプレートとこれに結合
したチャンネル部から成るチャンネルボックスに着脱自
在に収納され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、チャンネルボックス中央部の空隙に配置される非沸
騰水の流路の断面積がこの空隙と略同−の大きさの四角
形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 |
---|---|---|---|
JP58121022A JPS6013284A (ja) | 1983-07-05 | 1983-07-05 | 燃料集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58121022A JPS6013284A (ja) | 1983-07-05 | 1983-07-05 | 燃料集合体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6013284A true JPS6013284A (ja) | 1985-01-23 |
Family
ID=14800869
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58121022A Pending JPS6013284A (ja) | 1983-07-05 | 1983-07-05 | 燃料集合体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6013284A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62118297A (ja) * | 1985-11-14 | 1987-05-29 | シーメンス、アクチエンゲゼルシヤフト | 沸騰水形原子炉燃料集合体 |
JPS6491088A (en) * | 1987-10-02 | 1989-04-10 | Nuclear Fuel Ind Ltd | Fuel assembly |
JPH01250788A (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-05 | Nuclear Fuel Ind Ltd | 沸騰水型原子炉用燃料集合体 |
-
1983
- 1983-07-05 JP JP58121022A patent/JPS6013284A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62118297A (ja) * | 1985-11-14 | 1987-05-29 | シーメンス、アクチエンゲゼルシヤフト | 沸騰水形原子炉燃料集合体 |
JPS6491088A (en) * | 1987-10-02 | 1989-04-10 | Nuclear Fuel Ind Ltd | Fuel assembly |
JPH01250788A (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-05 | Nuclear Fuel Ind Ltd | 沸騰水型原子炉用燃料集合体 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3036810B2 (ja) | 燃料集合体 | |
JPH058797B2 (ja) | ||
JPH0232293A (ja) | 沸騰水型原子炉 | |
JPH09105792A (ja) | 初装荷炉心及び燃料集合体 | |
JPH04143694A (ja) | 燃料集合体 | |
JPS6013284A (ja) | 燃料集合体 | |
JP3514869B2 (ja) | 沸騰水型原子炉用燃料集合体 | |
JP3435308B2 (ja) | 初装荷炉心 | |
JP4046870B2 (ja) | Mox燃料集合体 | |
JP3036129B2 (ja) | 燃料集合体 | |
JP4044993B2 (ja) | 原子炉の燃料装荷方法 | |
JP4138190B2 (ja) | 燃料集合体及び原子炉の炉心 | |
JP2972917B2 (ja) | 燃料集合体 | |
JPH0555836B2 (ja) | ||
JP2965317B2 (ja) | 燃料集合体 | |
JP3894784B2 (ja) | 沸騰水型原子炉の燃料装荷方法 | |
JP3309797B2 (ja) | 燃料集合体 | |
JP2577367B2 (ja) | 燃料集合体 | |
JPS6367870B2 (ja) | ||
JP2958856B2 (ja) | 沸騰水型原子炉用燃料集合体 | |
JP3262612B2 (ja) | 燃料集合体及び炉心 | |
JP2002189094A (ja) | 沸騰水型原子炉用燃料集合体 | |
JPH04294294A (ja) | 原子炉炉心 | |
JPH01291196A (ja) | 原子炉用燃料集合体 | |
JP3910641B2 (ja) | Mox燃料集合体及び炉心 |