JPS6050488A - 沸騰水型原子炉 - Google Patents

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〕 本発明は燃料サイクル経済性とチャンネル安定性を改善
した沸騰水屋原子炉に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

沸騰水型原子炉では、燃料サイクルコストを低減するた
めに運転方法改善の提案がいくつかなされている。

例えばその一つは、金剰反応阪、炉心熱特性が許す限シ
サイクル運転期間の大半（二亘って炉心冷却材流最を絞
９　（例えば定格の８０％）　、市１Ｊｉｆ１１棒を引
き抜いて反応度補正をし、炉心ボイド率を高くしてＰｕ
蓄績を計る。そして余剰反応度のなくなった時点で、炉
心流産増加（＝より反応度補償全行な燃料の・ぼ効利用
をはかることを目的としたもので、ちる。しかしこの方
法（二おける燃料サイクルコストの低減効呆は大きくな
く、これを拡大しようとすれば再循環ボンダの６量を大
きくして炉心流量工・ａ加（二よる反応度補償１酩を太
きくしなければならない。

他の一つは、ザイクル初期および中期Ｃ二おいてでさる
限υ炉心下部の燃焼を進め、サイクル末期（二おいて出
力分布を上方ピーク形（−することによｐ、サイクル末
期の炉心平均ボイド率を小さくして、サイクル長さの延
長を計る方法である。しかしこの方法では、１０制御棒
ノ（ターンに依存しているため、ｔｕｉ制御制御両計画
成がよシ伐雑（二なり、また制御棒パターンチェンジの
回数増加によシ稼働率損失が増大するという欠点がある
。。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、沸騰水型原子炉の燃料経済性（＝関す
る〆従来Ｉ／）諸提案の欠点を改善し、燃料サイクル経
済性および炉心チャンネル安定性を改良した沸騰水型原
子炉を提供すること（二るる。

〔発明の概要〕

本発明は炉心下部または燃料集合体下部に冷却材η［址
配分用オリンイスを有する沸騰水型原子炉において、最
外周のオリフィスの口径サイズを最も小さくし、かつ中
央領域のオリフィス口径も相互（１差を設けて少くとも
２段階とし、そして中央領域における燃料の配置を、反
応度の高い燃料が口径のよシ小さなオリフィス位置にあ
ジ、反応度の低い燃料が口径のより大きなオリフィス位
置にあるようＣ二したことを特徴とする上記原子炉（−
関する。

〔発明の実施例〕

不発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は１１０万ＫＷｅ級の本発明の原子炉の炉心平面
ＩＡである。この図面で明らかなよう（二、炉心ｌの最
外周にはオリフィス口径を絞った周辺オリフィス２が配
置さλｔ、最外周以外の領域Ｊ−なわち中央領域（＝は
、それより口径の大きいタイプｌオリフィス３およびタ
イプ■オリフィス４が目己直されている。

ここでタイツ用オリフィス３とクイプ■オリフィス４は
オリフィス口径が若干相違し、タイプ■オリフィス４は
タイツ用オリフ／ｒス３に対して流星がｌＯ〜３０　％
少なくなるように口臣が故定されている。すなわち各オ
リフィスの口径サイズは、タイプＩ＞タイプ■〉周辺オ
リフィス、となっていタイプｌオリフィス３は、中央領
域（ニーされたコントロールセル５の４個Ｖ感料集合体
（ニ装置さＪｔ、サラ１ニコントロールセル５０対角泣
直（二アル制御棒セル（制御棒を囲む４個の燃料集会体
）に原則的鑞二１個または２個配置さＪしている。上記
以外の中央領ｖ、−二はタイプｌオリフィス５が配置さ
れている。

上記炉心に燃料を配置する（１当っては、次のようにす
る。最も反応度の低い燃料を最外周の周辺オリフィス２
の位置におき、そのサイクルの新燃料と前サイクルの装
荷燃料を中央領域のタイプ■オリフィス４の位置（＝お
く。またそのサイクルが最終のサイクルとなっている反
応度の低い燃料をコントロールセル５のタイプｌオリフ
ィス３イニおき、もう少し反応度の高い燃料（第３サイ
クル目］燃、１４）　ｔコントロールセル５（二対角す
る位置のタイプｌオリフィス３じおく。なお最外周から
２゜３層目（二は、径方向ピーキング調整のため、タイ
プｌオリフィス３の位置（−１〜３サイクル目の燃料を
配置してもよい。

上記のようにオリフィスおよび燃料を配置１すること（
二よって、中央領域においては燃焼度の若いしたがって
反応度の高い燃料が口径の小さなオリフィス位置に配置
される。したがって反応度の高い燃料が冷却材流量の少
ない位置（二おかれるのでボイド率が高くなシ、その結
果この燃料は中性子スペクトルが硬いままこの位置で２
サイクルの期間燃焼し、その間にＰｕの蓄積がなされる
。次の第３サイクルでは、この燃料はよシロ径の大きな
タイグＩオリフィス３の位置（二移され、冷却材流量が
多くなる。それ（二よシボイド率が減少し、Ｋωが大き
くなって燃焼度を伸ばすことができる。

以上の効果を炉心滞在中のバンドルのＫｏｏ推移で示す
と第２図のよう（二なる。第２図のグラフは縦軸（＝Ｋ
ｏｏ値をと９．横軸（二燃焼夏ＧＷｄ／ｓｅｃをとった
ものである。第２図（二示さλしるよう（二、不発１男
の原子炉における燃料のＫｃ−３値（図中実線グラフ）
は、第１ザイクルおよび第２サイクルにおけるＰｕ蓄植
によｐ、燃焼度１５〜九ＧＷｄ／ｓｅｅ　の間で従来の
炉心の燃料バンドルのに■値（図中点線グラフ）より大
きくなシ、さらに第３サイクルで燃料位置が移動してボ
イド率が減少するので、Ｋｏ。

は増大し、それにより燃焼波が従来の炉心の場合より増
大すること（＝なる。

またさらに、不発明の原子炉（二おいでは、反応度の高
い燃料バンドルが冷却材流量が絞られているためＣ二高
ボイド率（二なるので、バンドルの軸方向出力は下方ピ
ーク形になシやすく、制御棒操作をしなくと′も反応度
が高い期間燃料下方の燃焼が進む。第３サイクルでタイ
プ１オリフイス３（ニーされる時期（二は、十分下方の
燃焼が進み、冷却材流量が多いのと相まって、軸方向分
布は中央ピークまたは上方ピーク形となシ、燃料チャン
ネルの平均ボイド率が小さくなって、よりに閃値を高め
ること（二なる。以上の結果を第３図および第４図に示
す。第３図は第１および第２サイクル（二おける燃料の
軸方向出力分布グラフであり！１１４４図は第３サイク
ル（二おける軸方向出力分布グラフである。

両図とも実線グラフは本発明の例であシ、点線グラフは
従来の場せの例である。

さらに、本発明では、高出力燃料チャンネルのオリフィ
ス口径を低出力燃料チャンネルのそれより絞っであるこ
と（二より、高出力チャンネルにとって、２相圧損と単
相圧損とを比べると単相圧損が増えることＣ二なシ、チ
ャンネル安定性が増すという効果も生ずる。

〔発明の効果〕

以上述べた如く、本発明の原子炉（二よれば、燃料サイ
クル経済性が向上し、かつチャンネル安定性が増大する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の沸騰水型原子炉の炉心のオリフィス配
置の一実施洞を示す平面図であシ、第２図は炉心滞在中
の燃料バンドルのＫｏｏ値を本発明例と従来例と（二つ
いて比較したグラフであり、第３１および第４図は、賭
焼の第ｌ−第２す・ｒクルおよび第３サイクルそＡしそ
れにおける燃料の軸方向出力分布を不発明例と従来例と
について比較したグラフである。 １・・・炉心、　２・・・周辺オリフィス、３・・・タ
イプニオリフイス、４・・・クイグ■オリフィス、５・
・・コントロールセル制御棒 代理人　弁理士　則　近　憲　右（ほか１名）Ｈ１図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）炉心下部または燃料集合体下部（二冷却材流量配
   分用オリフィスを有する沸騰水型原子炉（二おいて、該
   オリスイスの口径サイズが炉心最外周（二おいて最小で
   あシ、炉心中央領域においてそれよシ大きくかつ少なく
   も２棟のサイズが必シ、そして中央領域（二おける燃料
   の配置が、反応度の高い燃料が口径のより小さなオリフ
   ィス位置に、反応度の低い燃料が口径のより大きなオリ
   フィス位置（二あるようＣ二なされていることを特徴と
   する沸騰水型原子炉。
2. （２）炉心中央領域の口径のより小さなオリスイスは同
   領域の口径のより大きなオリフィスに比べその冷却材ム
   毘量が１０〜３０チ少ない特許請求の範囲第１項記載の
   沸騰水屋原子炉。
3. （３）炉心中央領域の口径のよシ大きなオリフィスはコ
   ントロールセルの４個の燃料集合体位置、該コントロー
   ルセルの対角位置の制御棒セルの１〜２個の燃料集合体
   位置および炉心最外周から２゜３層目に配置され、口径
   のよシ小さなオリスイスはそれ以外の中央領域に配置さ
   れている特許請求の範囲第１項記載の沸騰水型原子炉。
4. （４）燃焼の第２ザイクル目および第２ザイクル目の燃
   料は中央領域のよｐ小さな口径のオリフィス位置（二あ
   り、第３サイクル月および第４サイクル目の燃料は中央
   領域のよシ大きな口径のオリフィス位置にある特許請求
   の範囲第１項記載の沸騰水型原子炉。