JPS6035032B2 - 燃料集合体 - Google Patents
燃料集合体Info
- Publication number
- JPS6035032B2 JPS6035032B2 JP53094528A JP9452878A JPS6035032B2 JP S6035032 B2 JPS6035032 B2 JP S6035032B2 JP 53094528 A JP53094528 A JP 53094528A JP 9452878 A JP9452878 A JP 9452878A JP S6035032 B2 JPS6035032 B2 JP S6035032B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- fuel assembly
- fissile material
- enrichment
- boundary
- 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.)
- Expired
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
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は沸騰水型原子炉の燃料集合体に係り、特に軸万
向出力分布の平坦化に関する。
向出力分布の平坦化に関する。
沸騰水型原子炉においては炉心底部からサプクール状態
にある単相流が流入し、炉内の発熱によりボィドが発生
し、炉０上部では７０％もボィドが発生する。
にある単相流が流入し、炉内の発熱によりボィドが発生
し、炉０上部では７０％もボィドが発生する。
そのため、炉心上部と下部を較べた場合、下部の方が中
性子の熱化が進み、加圧水型原子炉ではコサィン分布に
近い鞄方向中性子分布をしているのに対し、沸騰水型原
子炉では中性子ピークの位置が下部で大きくなり、出力
分布も同様の挙動をする。しかしながら、出力分布は炉
心内で均一であることが望ましい。
性子の熱化が進み、加圧水型原子炉ではコサィン分布に
近い鞄方向中性子分布をしているのに対し、沸騰水型原
子炉では中性子ピークの位置が下部で大きくなり、出力
分布も同様の挙動をする。しかしながら、出力分布は炉
心内で均一であることが望ましい。
本発明は上述の事情を考慮してなされたもので、鞠方向
出力分布を炉心寿命を通して平坦化し、かつ、局所出力
ピークを低下させた燃料集合体を得ることを目的として
いる。
出力分布を炉心寿命を通して平坦化し、かつ、局所出力
ピークを低下させた燃料集合体を得ることを目的として
いる。
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
本発明の燃料集合体は第１図、第２図に示すように複数
の燃料棒１１およびウオーターロッド２５をスベーサ２
１だ束ね、上下端をタイプレート１２，１３で保持し、
チャンネルボックス１４に挿入して構成する。本発明の
燃料集合体では、第３図ａに示すように、燃料榛１１と
しては、核分燃料物質濃縮度が異る６種の燃料榛１，２
，３，４，５，Ｇを用いる。
の燃料棒１１およびウオーターロッド２５をスベーサ２
１だ束ね、上下端をタイプレート１２，１３で保持し、
チャンネルボックス１４に挿入して構成する。本発明の
燃料集合体では、第３図ａに示すように、燃料榛１１と
しては、核分燃料物質濃縮度が異る６種の燃料榛１，２
，３，４，５，Ｇを用いる。
ウオーターロッド２５は水が貫流するのみで核燃料物質
を含まない。燃料集合体中心部に位置する燃料棒１は最
大のＵ２濁濃縮度の燃料棒で、第３図ｂに示すようにＵ
凶５量の分布をほぼ二領域に分け、上部ＰのＵ教５濃縮
度を２．７％、下部ＱのＵ畑濃縮度を２．２％とし、上
部Ｕ凶５量＞下部Ｕ２＄量 としたＵ２３５量分布で「最下部ＲのＵ凶５濃度は２．
２％または２．７％とする。
を含まない。燃料集合体中心部に位置する燃料棒１は最
大のＵ２濁濃縮度の燃料棒で、第３図ｂに示すようにＵ
凶５量の分布をほぼ二領域に分け、上部ＰのＵ教５濃縮
度を２．７％、下部ＱのＵ畑濃縮度を２．２％とし、上
部Ｕ凶５量＞下部Ｕ２＄量 としたＵ２３５量分布で「最下部ＲのＵ凶５濃度は２．
２％または２．７％とする。
上部Ｐと下部Ｑの境界は有効燃料長の最下端から有効燃
料長１０／２４〜１４／２４の位置で、下部Ｑと最下部
Ｒの境界は有効燃料長下端から有効燃料長の１／２４〜
２／２４の範囲である。
料長１０／２４〜１４／２４の位置で、下部Ｑと最下部
Ｒの境界は有効燃料長下端から有効燃料長の１／２４〜
２／２４の範囲である。
燃料榛ＧはＵ２＄濃縮度１．８％で、上部Ｓとはガドリ
ニア（可燃性毒物）５％を含む、下部Ｔはガドリニア５
％を含ませるか、あるいはガドリニアを含ませない場合
もある。
ニア（可燃性毒物）５％を含む、下部Ｔはガドリニア５
％を含ませるか、あるいはガドリニアを含ませない場合
もある。
上部Ｓと下部Ｔの境界は有効燃料長の最下端から１／２
４〜２／２４である。その他の燃料棒２，３，４，５は
均一なＵ２３５分布で、濃縮度は、それぞれ２．２％、
１．８％、１．６％、１．３％である。本発明の燃料集
合体では、第３図ａに示すように、チャンネルボックス
１４に接したウオー夕−ギャップ（図示せず）に近い燃
料棒３，４，５は熱化した中性子の照射を中心部の燃料
棒より受けるのでＵ幻５の量を少くしている。
４〜２／２４である。その他の燃料棒２，３，４，５は
均一なＵ２３５分布で、濃縮度は、それぞれ２．２％、
１．８％、１．６％、１．３％である。本発明の燃料集
合体では、第３図ａに示すように、チャンネルボックス
１４に接したウオー夕−ギャップ（図示せず）に近い燃
料棒３，４，５は熱化した中性子の照射を中心部の燃料
棒より受けるのでＵ幻５の量を少くしている。
もし、均一の量にした場合、局所ピークは１．３を越え
る。
る。
そこで、この局所出力を大きくしないようにして、Ｕ２
３５量の分布の数を少くして、いかにして、上下領域で
Ｕ郷の量に差をもたせるかが問題になる。本発明では燃
料集合体中心部の燃料榛１の一種のみについて、上部Ｕ
匁５量＞下部Ｕ２塩量 にしてある。
３５量の分布の数を少くして、いかにして、上下領域で
Ｕ郷の量に差をもたせるかが問題になる。本発明では燃
料集合体中心部の燃料榛１の一種のみについて、上部Ｕ
匁５量＞下部Ｕ２塩量 にしてある。
なお、局所出力を小さくするために、１番高いＵ２３５
濃縮度と２番目に高いＵ紙濃縮度になる。この方法によ
れば、炉心寿命を通して、上下の無限増倍率（ｋの）の
挙動が安定している。即ち、上下に差のある燃料棒は、
ウオーターギャップから離れた燃料集合体中心部にある
ので、熱化された中性子の照射を受ける量が少し、。そ
れ故、上下ｋ功の差が炉心末期まで続いてゆく。更に、
燃焼初期に 下部領域ｋの（０ボィド）＞上部領域ｋの（７０％ボィ
ド）を守る事により、炉○出力分布が過度に上部領域で
大きくなるのを避けることができる。
濃縮度と２番目に高いＵ紙濃縮度になる。この方法によ
れば、炉心寿命を通して、上下の無限増倍率（ｋの）の
挙動が安定している。即ち、上下に差のある燃料棒は、
ウオーターギャップから離れた燃料集合体中心部にある
ので、熱化された中性子の照射を受ける量が少し、。そ
れ故、上下ｋ功の差が炉心末期まで続いてゆく。更に、
燃焼初期に 下部領域ｋの（０ボィド）＞上部領域ｋの（７０％ボィ
ド）を守る事により、炉○出力分布が過度に上部領域で
大きくなるのを避けることができる。
即ち、出力ピークが下部に出る分は、そこの領域に制御
榛を挿入することにより、出力の平坦化が行えるが、も
し、上部に出力ピークが出てしまった場合は、制御棒を
深く大量に挿入せねばならず、場合によっては、深く挿
入しすぎて、出力レベルを所定の値にすることができな
いことになる。
榛を挿入することにより、出力の平坦化が行えるが、も
し、上部に出力ピークが出てしまった場合は、制御棒を
深く大量に挿入せねばならず、場合によっては、深く挿
入しすぎて、出力レベルを所定の値にすることができな
いことになる。
沸騰水型原子炉においては、炉内出力分布を計測するた
めに、検出器が所々に置かれており、その燃料集合体の
軸方向位置はほぼ等間隔に４個である。
めに、検出器が所々に置かれており、その燃料集合体の
軸方向位置はほぼ等間隔に４個である。
従って、上下のＵ斑５量の違う領域境界が有効燃料長下
端から１０／２４〜１４／２４であれば、各領域は２箇
ずつの検出器をもつことになり、炉内計装を精度よく行
うことができる。燃料榛１の最下部から１／２４〜２／
２４を上部と同じＵ２＄濃縮度にすることにより、炉心
下端部のｋのを大きくし、下端部出力の落ち込みをやわ
らげることにより、炉心下部から入ってきた冷却水を急
速に温め、ボィドをより下端から発生させることになる
。
端から１０／２４〜１４／２４であれば、各領域は２箇
ずつの検出器をもつことになり、炉内計装を精度よく行
うことができる。燃料榛１の最下部から１／２４〜２／
２４を上部と同じＵ２＄濃縮度にすることにより、炉心
下端部のｋのを大きくし、下端部出力の落ち込みをやわ
らげることにより、炉心下部から入ってきた冷却水を急
速に温め、ボィドをより下端から発生させることになる
。
こうして、炉部下端から３／２４〜５／２４のｋのが大
きくなるのを防ぎ、出力ピークが３／２４〜５′２４で
大きくなるのを防ぐ。なお、炉心下端から１／２４〜２
／２４でｋのが大きくても、出力が過度に大きくならな
いのは、下端から炉心外への中性子のもれ出しによりＵ
２３５と中性子との反応が減殺されるためである。
きくなるのを防ぎ、出力ピークが３／２４〜５′２４で
大きくなるのを防ぐ。なお、炉心下端から１／２４〜２
／２４でｋのが大きくても、出力が過度に大きくならな
いのは、下端から炉心外への中性子のもれ出しによりＵ
２３５と中性子との反応が減殺されるためである。
燃料榛Ｇにおいて、下部Ｔにガドリニアを含ませない場
合、最下部領域のｋ功が更に大きくなる。
合、最下部領域のｋ功が更に大きくなる。
燃料榛ＧのＵ２３５の濃縮度は３番目に大きい濃縮度以
下とする。その理由は、ガドリニアが入ると熱伝導が悪
くなり、燃料温度が上昇することによる熱応力破損を防
ぐためである。第３図に示した実施例における上部領域
のｋのと下部領域のｋのとの差は約２％で、局所出力ピ
ークは１．１４〆下である。
下とする。その理由は、ガドリニアが入ると熱伝導が悪
くなり、燃料温度が上昇することによる熱応力破損を防
ぐためである。第３図に示した実施例における上部領域
のｋのと下部領域のｋのとの差は約２％で、局所出力ピ
ークは１．１４〆下である。
第４図は本発明の他の実施例で、核燃料物質濃縮度が異
る５種類の燃料棒１，２，３，４，Ｇを用いる。
る５種類の燃料棒１，２，３，４，Ｇを用いる。
燃料棒１の上部ＰのＵ２３５濃縮度は２．５％下部Ｑの
Ｕ斑５濃縮度は２．１％、最下部ＲのＵ２３５濃縮度は
２．１％または２．５％である。ガドリニア入り燃料榛
Ｇはウラン濃縮度１．７％で、上部Ｓには５％ガドリニ
アが含まれ、下部Ｔは５％ガドリニアまたはガドリニア
無しである。
Ｕ斑５濃縮度は２．１％、最下部ＲのＵ２３５濃縮度は
２．１％または２．５％である。ガドリニア入り燃料榛
Ｇはウラン濃縮度１．７％で、上部Ｓには５％ガドリニ
アが含まれ、下部Ｔは５％ガドリニアまたはガドリニア
無しである。
他の燃料棒２，３，４のＵ凶５分布は均一で、Ｕ２３５
濃縮度はそれぞれ、２．１％、１．７％、１．３％であ
る。この実施例の場合、同一ボィド値での上下ｋ的の差
は約１．８％、局所出力ピークは１．１５以下である。
濃縮度はそれぞれ、２．１％、１．７％、１．３％であ
る。この実施例の場合、同一ボィド値での上下ｋ的の差
は約１．８％、局所出力ピークは１．１５以下である。
本発明の燃料集合体では、ガドリニア入り燃料綾Ｇとウ
オーターロッド２５を離している。
オーターロッド２５を離している。
もし両者を接した場合は、ガドリニア入り燃料榛Ｇとウ
オーターロッド２５の相互干渉効果を入れなければなら
ないが、その適当なモデルが完成されていないので、燃
料挙動の予想つきにくい、例えばガドリニア入り燃料榛
Ｇにおいて、ウオーターロッド２５に接した側はガドリ
ニアが速く燃えるであろうことは想像に難くないが、そ
の様な効果は正しく入れることは至難である。以上説明
したように、本発明の燃料集合体によれば、炉心寿命を
通じて、鞠方向出力分布が平坦化され、局所出力ピーク
も低くなる。
オーターロッド２５の相互干渉効果を入れなければなら
ないが、その適当なモデルが完成されていないので、燃
料挙動の予想つきにくい、例えばガドリニア入り燃料榛
Ｇにおいて、ウオーターロッド２５に接した側はガドリ
ニアが速く燃えるであろうことは想像に難くないが、そ
の様な効果は正しく入れることは至難である。以上説明
したように、本発明の燃料集合体によれば、炉心寿命を
通じて、鞠方向出力分布が平坦化され、局所出力ピーク
も低くなる。
さらに、上下に核燃料物質の濃度差がある燃料棒は一種
類であり、燃料集合体の製造時、検査時の管理、検索が
容易になり、経済的に作れる。
類であり、燃料集合体の製造時、検査時の管理、検索が
容易になり、経済的に作れる。
第１図は本発明の一実施例を示す燃料集合体斜視図、第
２図は第１図をＤ−ロ線で切断し矢視方向に見た横断面
図、第３図は本発明の燃料集合体のＵ２３５濃縮度組成
を示す説明図、第４図は本発明の他の実施例におけるＵ
２３５濃縮度組成を示す説明図である。 １１・・・・・・燃料榛、１２・・・・・・タイプレー
ト、１３……タイプレート、１４……チヤンネルボツク
ス、２１……スベーサ、２５……ウオーターロッド。 第１図 第２図 第３図 第４図
２図は第１図をＤ−ロ線で切断し矢視方向に見た横断面
図、第３図は本発明の燃料集合体のＵ２３５濃縮度組成
を示す説明図、第４図は本発明の他の実施例におけるＵ
２３５濃縮度組成を示す説明図である。 １１・・・・・・燃料榛、１２・・・・・・タイプレー
ト、１３……タイプレート、１４……チヤンネルボツク
ス、２１……スベーサ、２５……ウオーターロッド。 第１図 第２図 第３図 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 複数の燃料棒とウオーターロツドをスペーサで束ね
、上下端をタイプレートで保持し、チヤンネルボツクス
に挿入して構成する燃料集合体において、最高濃縮度の
核分裂性物質を含む燃料棒のみは、軸方向に核分裂性物
質の濃縮度分布があることを特徴とする燃料集合体。 ２ 核分裂性物質の濃縮度分布がある燃料棒が上部、下
部の２領域に分かれており、上部には最高濃縮度の核分
裂性物質が含まれ、下部には二番目に濃縮度の高い核分
裂性物質が含まれており、上部と下部の境界が有効燃料
長の最下端から１０／２４〜１４／２４の範囲にあるこ
とを特徴する特許請求の範囲第１項記載の燃料集合体。 ３ 核分裂性物質の濃縮度分布がある燃料棒が上部、下
部、最下部の３領域に分かれており、上部と最下部には
最高濃縮度の核分裂性物質が含まれ、下部には二番目に
濃縮度の高い核分裂性物質が含まれており、上部と下部
の境界は有効燃料長の最下端から１０／２４〜１４／２
４の範囲にあり、下部と最下部の境界は有効燃料長の最
下端から１／２４〜２／２４であることを特徴する特許
請求の範囲第１項記載の燃料集合体。４ 可燃性毒物を
含む燃料棒が上部、下部の２領域に分かれており、上部
には可燃性毒物が含まれ、下部には可燃性毒物が含まれ
ず、上部と下部の境界は有効燃料長の最下端から１／２
４〜２／２４の範囲にあることを特徴する特許請求の範
囲第１項ない第３項記載の燃料集合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53094528A JPS6035032B2 (ja) | 1978-08-04 | 1978-08-04 | 燃料集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53094528A JPS6035032B2 (ja) | 1978-08-04 | 1978-08-04 | 燃料集合体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5522118A JPS5522118A (en) | 1980-02-16 |
| JPS6035032B2 true JPS6035032B2 (ja) | 1985-08-12 |
Family
ID=14112823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53094528A Expired JPS6035032B2 (ja) | 1978-08-04 | 1978-08-04 | 燃料集合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6035032B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63128940U (ja) * | 1986-09-10 | 1988-08-23 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59102188A (ja) * | 1982-12-06 | 1984-06-13 | 株式会社東芝 | 燃料集合体 |
| US6278757B1 (en) * | 1986-09-17 | 2001-08-21 | Hitachi, Ltd | Fuel assembly and nuclear reactor |
| US5617456A (en) * | 1988-01-14 | 1997-04-01 | Hitachi, Ltd. | Fuel assembly and nuclear reactor |
-
1978
- 1978-08-04 JP JP53094528A patent/JPS6035032B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63128940U (ja) * | 1986-09-10 | 1988-08-23 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5522118A (en) | 1980-02-16 |
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