JPS61254887A - 圧力管型原子炉用燃料集合体 - Google Patents
圧力管型原子炉用燃料集合体Info
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- JPS61254887A JPS61254887A JP60096187A JP9618785A JPS61254887A JP S61254887 A JPS61254887 A JP S61254887A JP 60096187 A JP60096187 A JP 60096187A JP 9618785 A JP9618785 A JP 9618785A JP S61254887 A JPS61254887 A JP S61254887A
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- pressure tube
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- 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)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (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〉
この発明は、圧力管型原子炉に用いるクラスタ型燃料集
合体の改良に関し、ざらに詳しくは、局所出力ビーキン
グを許容値内に抑制できるとともに冷却材ボイド係数を
大幅に改善することができる圧力管型原子炉用燃料集合
体に関するものでおる。
合体の改良に関し、ざらに詳しくは、局所出力ビーキン
グを許容値内に抑制できるとともに冷却材ボイド係数を
大幅に改善することができる圧力管型原子炉用燃料集合
体に関するものでおる。
〈従来の技術〉
圧力管型原子炉において核燃料の高燃焼度を目指す場合
、燃料中の核分裂性物質濃度（濃縮度）を増加させる必
要があるが、これに伴って出力ミスマツチ（バッチ式燃
料交換に際し、新燃料の方が燃焼の進んだ燃料より余ｈ
１に出力が出ることに起因する出力のアンバランス）が
増大する傾向がある。この出力ミスマツチを抑制するた
めに、醸化ガドリニウム等のバーナブルポイズン（可燃
性中性子毒物）八り燃料を用いた核燃料棒を燃料集合体
内に組込むことが従来から行なわれている（例えば特開
昭５７−１９６１８９号、実開昭５８−１８６４９６号
）。
、燃料中の核分裂性物質濃度（濃縮度）を増加させる必
要があるが、これに伴って出力ミスマツチ（バッチ式燃
料交換に際し、新燃料の方が燃焼の進んだ燃料より余ｈ
１に出力が出ることに起因する出力のアンバランス）が
増大する傾向がある。この出力ミスマツチを抑制するた
めに、醸化ガドリニウム等のバーナブルポイズン（可燃
性中性子毒物）八り燃料を用いた核燃料棒を燃料集合体
内に組込むことが従来から行なわれている（例えば特開
昭５７−１９６１８９号、実開昭５８−１８６４９６号
）。
〈発明が解決しようとする問題点〉
しかしながら従来のかような燃料集合体では、濃縮度増
加による局所出力ビーキング係数の増大を許容値内に抑
制するために、バーナブルポイズン入り燃料棒の燃料集
合体内での組込み位置や配列を決定するのが複雑となり
、かつ原子炉の安全性上重要な冷却材ボイド係数の低減
化への寄与が少ないという欠点があった。
加による局所出力ビーキング係数の増大を許容値内に抑
制するために、バーナブルポイズン入り燃料棒の燃料集
合体内での組込み位置や配列を決定するのが複雑となり
、かつ原子炉の安全性上重要な冷却材ボイド係数の低減
化への寄与が少ないという欠点があった。
そこでこの発明は、圧力管型原子炉において高燃焼度を
目指す場合に、局所出力ビーキング係数の増大を許容値
内に抑え、かつ冷却材ボイド係数をできるだけ低減化し
て安全性を向上できる燃料集合体を提供することを目的
としてなされたものである。
目指す場合に、局所出力ビーキング係数の増大を許容値
内に抑え、かつ冷却材ボイド係数をできるだけ低減化し
て安全性を向上できる燃料集合体を提供することを目的
としてなされたものである。
〈問題点を解決するための手段〉
すなわちこの発明による圧力管型原子炉用燃料集合体は
、多数の核燃料棒を同心円周上に多層配列した圧力管型
原子炉用の燃料集合体において、外層の核燃料棒はプル
１ヘニウムよりも中性子吸収が少ないウランを用いたも
の、中間層の核燃料棒はパーナブルポイズンを添加した
プルトニウム−ウラン混合酸化物を用いたもの、および
内層の核燃料棒は前記中間層核燃料棒と同一の核分裂性
物質濃度のプルトニウム−ウラン混合酸化物を用いたも
のとしたことを特徴とするものである。
、多数の核燃料棒を同心円周上に多層配列した圧力管型
原子炉用の燃料集合体において、外層の核燃料棒はプル
１ヘニウムよりも中性子吸収が少ないウランを用いたも
の、中間層の核燃料棒はパーナブルポイズンを添加した
プルトニウム−ウラン混合酸化物を用いたもの、および
内層の核燃料棒は前記中間層核燃料棒と同一の核分裂性
物質濃度のプルトニウム−ウラン混合酸化物を用いたも
のとしたことを特徴とするものである。
〈実施例〉
以下にこの発明の実施例を図面を参照して説明する。第
１図Ａ、ＢおよびＣはいずれもこの発明の実施例を示し
、第１図Ａは２８本の核燃料棒、第１図Ｂは３６本の核
燃料棒、第１図Ｃは５４本の核燃料棒から各々構成され
る燃料集合体を示している。各実施例とも、外層の核燃
料棒１０はウラン燃料を用いたもの、中間層の核燃料棒
１１（網目で示す）はパーナブルポイズンを添加したプ
ルトニウム−ウラン混合酸化物を用いたもの、内層の核
燃料棒１２（斜線で示す）はパーナブルポイズンを添加
していないプルトニウム−ウラン混合酸化物燃料を用い
たものであり、この内層の燃料の核分裂性物質濃度は中
間層の燃料の核分裂性物質濃度と同一にしである。また
図中、符号１３は燃料集合体が挿入される圧力管である
。
１図Ａ、ＢおよびＣはいずれもこの発明の実施例を示し
、第１図Ａは２８本の核燃料棒、第１図Ｂは３６本の核
燃料棒、第１図Ｃは５４本の核燃料棒から各々構成され
る燃料集合体を示している。各実施例とも、外層の核燃
料棒１０はウラン燃料を用いたもの、中間層の核燃料棒
１１（網目で示す）はパーナブルポイズンを添加したプ
ルトニウム−ウラン混合酸化物を用いたもの、内層の核
燃料棒１２（斜線で示す）はパーナブルポイズンを添加
していないプルトニウム−ウラン混合酸化物燃料を用い
たものであり、この内層の燃料の核分裂性物質濃度は中
間層の燃料の核分裂性物質濃度と同一にしである。また
図中、符号１３は燃料集合体が挿入される圧力管である
。
なお、これらの実施例では外層燃料棒１０のウラン燃料
中の核分裂性物質濃度を、中間層１１あるいは内層１２
の混合酸化物燃料中の核分裂性物質濃度より若干低くし
て局所出力ビーキングの低減を図るようにしている。
中の核分裂性物質濃度を、中間層１１あるいは内層１２
の混合酸化物燃料中の核分裂性物質濃度より若干低くし
て局所出力ビーキングの低減を図るようにしている。
この発明に用いるパーナブルポイズンとしては、酸化ガ
ドリニウム、酸化ジスプロシウム。
ドリニウム、酸化ジスプロシウム。
酸化υマリラム、酸化ユーロピウム、炭化ホウ素といっ
た既知のパーナブルポイズンを使用することができる。
た既知のパーナブルポイズンを使用することができる。
またパーナブルポイズンの添加濃度は混合酸化物燃料に
対して０．１〜１．ｏｗｔ％の範囲とし、外層燃料棒の
局所出力ビーキング係数を許容値内に抑えるように、ま
た目標燃焼度に応じて調整することができる。
対して０．１〜１．ｏｗｔ％の範囲とし、外層燃料棒の
局所出力ビーキング係数を許容値内に抑えるように、ま
た目標燃焼度に応じて調整することができる。
上記のように構成された圧力管型燃料集合体の特性につ
いて、例として第１図Ｂに示すような３６本の核燃料棒
からなる燃料集合体の場合について述べる。なお、その
他の実施例の場合についても同様のことが言える。
いて、例として第１図Ｂに示すような３６本の核燃料棒
からなる燃料集合体の場合について述べる。なお、その
他の実施例の場合についても同様のことが言える。
まず第２図は、３６本の核燃料棒のすべてをプルトニウ
ム−ウラン混合酸化物燃料とした燃料集合体（破線で示
す）とウラン燃料とした燃料集合体（一点鎖線で示ず）
についての燃料温縮度（２３５ｕ ＋ ２３９ｐ ｕ＋
２４１ ｐ ｕまたは２３５Ｕの％）と冷却Ｈボイド係
数との関係を示すグラフである。燃料集合体内平均濃縮
度が３％を超えると、安全性上重要な冷却材ボイド係数
は、プルトニウム−ウラン混合酸化物燃料よりウラン燃
料の方が負側となることがこのグラフかられかる。燃料
集合体の冷却材ボイド係数の値は外層燃料棒でほぼ決ま
るため、ウラン燃料を集合体の外層に組入れたこの発明
の燃料集合体の冷却材ボイド係数の値は、混合酸化物燃
料のみの燃料集合体の場合と比べて負側に移行すること
になる。解析した結果では約ｌＸｌ０’Δに／に／％ボ
イドだけ負側に移行する。その結果、出力係数もより負
側に移行し、自己制御性が改善されることになる。
ム−ウラン混合酸化物燃料とした燃料集合体（破線で示
す）とウラン燃料とした燃料集合体（一点鎖線で示ず）
についての燃料温縮度（２３５ｕ ＋ ２３９ｐ ｕ＋
２４１ ｐ ｕまたは２３５Ｕの％）と冷却Ｈボイド係
数との関係を示すグラフである。燃料集合体内平均濃縮
度が３％を超えると、安全性上重要な冷却材ボイド係数
は、プルトニウム−ウラン混合酸化物燃料よりウラン燃
料の方が負側となることがこのグラフかられかる。燃料
集合体の冷却材ボイド係数の値は外層燃料棒でほぼ決ま
るため、ウラン燃料を集合体の外層に組入れたこの発明
の燃料集合体の冷却材ボイド係数の値は、混合酸化物燃
料のみの燃料集合体の場合と比べて負側に移行すること
になる。解析した結果では約ｌＸｌ０’Δに／に／％ボ
イドだけ負側に移行する。その結果、出力係数もより負
側に移行し、自己制御性が改善されることになる。
また第３図は、この発明のパーナブルポイズン（酸化ガ
ドリウム）入り燃料集合体く実線で示す）とパーナブル
ポイズンを添加しないプルトニウム−ウラン混合酸化物
燃料のみの燃料集合体（破線で示す）についての燃焼度
と実効増倍率との関係を示すグラフである。このグラフ
から、３０．ＯＯＯＭＷＤ／を以上の高燃焼度を目指す
場合には、従来のプルトニウム−ウラン混合酸化物燃料
のみのものでは初期の余剰反応度が大きく、燃料交換直
俊の出力ミスマツチが増大覆ることがわかる。これに対
してこの発明の燃料集合体では、初期の余剰反応度を酸
化ガドリニウムで抑制しているため燃焼初期の実効増倍
率は低くなり、出力ミスマツチを抑制することができる
とともに、外層燃料棒にプル１〜ニウムよりも燃焼度が
上昇するウラン燃料棒を用いているため、燃焼度は約５
ＧＷＤ／を上昇する。
ドリウム）入り燃料集合体く実線で示す）とパーナブル
ポイズンを添加しないプルトニウム−ウラン混合酸化物
燃料のみの燃料集合体（破線で示す）についての燃焼度
と実効増倍率との関係を示すグラフである。このグラフ
から、３０．ＯＯＯＭＷＤ／を以上の高燃焼度を目指す
場合には、従来のプルトニウム−ウラン混合酸化物燃料
のみのものでは初期の余剰反応度が大きく、燃料交換直
俊の出力ミスマツチが増大覆ることがわかる。これに対
してこの発明の燃料集合体では、初期の余剰反応度を酸
化ガドリニウムで抑制しているため燃焼初期の実効増倍
率は低くなり、出力ミスマツチを抑制することができる
とともに、外層燃料棒にプル１〜ニウムよりも燃焼度が
上昇するウラン燃料棒を用いているため、燃焼度は約５
ＧＷＤ／を上昇する。
〈発明の効果〉
以上の説明かられかるように、この発明による燃料集合
体は、圧力管型原子炉において高燃焼度を目指す場合に
、局所出力ビーキングを許容値内に抑えて出力ミスマツ
チを抑制するとともに、冷却材ボイド係数を低減して安
全性を向上できるものである。
体は、圧力管型原子炉において高燃焼度を目指す場合に
、局所出力ビーキングを許容値内に抑えて出力ミスマツ
チを抑制するとともに、冷却材ボイド係数を低減して安
全性を向上できるものである。
第１図Ａ〜Ｃはこの発明の実施例を示す説明図、第２図
は燃料濃縮度と冷却材ボイド係数との関係を示すグラフ
、および第３図は燃焼に伴う実効増倍率の変化を示すグ
ラフでおる。 １０・・・外層の核燃料棒、１１・・・中間層のパーナ
ブルポイズン入り核燃料棒、１２・・・内層の核燃料棒
。
は燃料濃縮度と冷却材ボイド係数との関係を示すグラフ
、および第３図は燃焼に伴う実効増倍率の変化を示すグ
ラフでおる。 １０・・・外層の核燃料棒、１１・・・中間層のパーナ
ブルポイズン入り核燃料棒、１２・・・内層の核燃料棒
。
Claims (1)
- １、多数の核燃料棒を同心円周上に多層配列した圧力管
型原子炉用の燃料集合体において、外層の核燃料棒はプ
ルトニウムよりも中性子吸収が少ないウランを用いたも
の、中間層の核燃料棒はバーナブルポイズンを添加した
プルトニウム−ウラン混合酸化物を用いたもの、および
内層の核燃料棒は前記中間層核燃料棒と同一の核分裂性
物質濃度のプルトニウム−ウラン混合酸化物を用いたも
のとしたことを特徴とする圧力管型原子炉用燃料集合体
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60096187A JPS61254887A (ja) | 1985-05-07 | 1985-05-07 | 圧力管型原子炉用燃料集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60096187A JPS61254887A (ja) | 1985-05-07 | 1985-05-07 | 圧力管型原子炉用燃料集合体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61254887A true JPS61254887A (ja) | 1986-11-12 |
| JPH0446396B2 JPH0446396B2 (ja) | 1992-07-29 |
Family
ID=14158307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60096187A Granted JPS61254887A (ja) | 1985-05-07 | 1985-05-07 | 圧力管型原子炉用燃料集合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61254887A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0664546A1 (en) * | 1994-01-21 | 1995-07-26 | General Electric Company | Fuel bundle |
| WO1998014957A1 (en) * | 1996-10-02 | 1998-04-09 | British Nuclear Fuels Plc | Nuclear fuel assembly having mox rods and mox-gadolinia rods |
| US5978431A (en) * | 1995-08-03 | 1999-11-02 | British Nuclear Fuels | Nuclear fuel pellets |
| US6130096A (en) * | 1995-06-06 | 2000-10-10 | British Nuclear Fuels Plc | Chemical complexes |
-
1985
- 1985-05-07 JP JP60096187A patent/JPS61254887A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0664546A1 (en) * | 1994-01-21 | 1995-07-26 | General Electric Company | Fuel bundle |
| US6130096A (en) * | 1995-06-06 | 2000-10-10 | British Nuclear Fuels Plc | Chemical complexes |
| US5978431A (en) * | 1995-08-03 | 1999-11-02 | British Nuclear Fuels | Nuclear fuel pellets |
| WO1998014957A1 (en) * | 1996-10-02 | 1998-04-09 | British Nuclear Fuels Plc | Nuclear fuel assembly having mox rods and mox-gadolinia rods |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0446396B2 (ja) | 1992-07-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |