JPS6130794A - Fast breeder reactor - Google Patents

Fast breeder reactor

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Publication number
JPS6130794A
JPS6130794A JP59153564A JP15356484A JPS6130794A JP S6130794 A JPS6130794 A JP S6130794A JP 59153564 A JP59153564 A JP 59153564A JP 15356484 A JP15356484 A JP 15356484A JP S6130794 A JPS6130794 A JP S6130794A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
core
blanket
section
inner core
shaft blanket
Prior art date
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Pending
Application number
JP59153564A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
光明 山岡
亀井 孝信
鈴木 聖夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Nippon Atomic Industry Group Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP59153564A priority Critical patent/JPS6130794A/en
Publication of JPS6130794A publication Critical patent/JPS6130794A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明は高速増殖炉に係わり、特にその炉心の構造に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a fast breeder reactor, and particularly to the structure of its core.

「発明の技術的背景」 一般に、高速増殖炉の炉心は、円柱形あるいはそれに近
い形を有しており、その周囲をブランケットで囲ってい
るものが多い。ここで炉心に装荷される燃料は濃縮ウラ
ンあるいはプルトニウムを富化したウランでなり、ブラ
ンケットは炉心より洩れ出た中性子を吸収して有用な核
分裂性物質に転換されるような親物質でなり、天然ウラ
ンあるいは減損ウランが装荷される。
"Technical Background of the Invention" Generally, the core of a fast breeder reactor has a cylindrical shape or a shape close to the cylindrical shape, and is often surrounded by a blanket. Here, the fuel loaded into the reactor core is enriched uranium or uranium enriched with plutonium, and the blanket is a parent material that absorbs neutrons leaking from the reactor core and is converted into useful fissile material. Loaded with uranium or depleted uranium.

第2図は従来の軸方向非均質型炉心を示すもので、この
軸方向非均質型炉心では、最外周部に径ブランケツト部
1が形成され、この径ブランケツト部1の内側の上部お
よび下部にはそれぞれ上部軸ブランケット部2および下
部軸ブランケット部3が形成されている。
Figure 2 shows a conventional axially non-homogeneous core. In this axially non-homogeneous core, a radial blanket portion 1 is formed at the outermost periphery, and the inner upper and lower portions of this radial blanket portion 1 are are formed with an upper shaft blanket portion 2 and a lower shaft blanket portion 3, respectively.

径ブランケツト部1の内側に接して、かつ、上部軸ブラ
ンケット部2と下部軸ブランケット部3との間には外側
炉心燃料部4が形成され、この外側炉心燃料部4の内側
の上部軸ブランケット部2と下部軸ブランケット部3と
の間には上部から順に内側炉心燃料部5、内部軸ブラン
ケット部6および内側炉心燃料部7が形成されている。
An outer core fuel section 4 is formed in contact with the inside of the diameter blanket section 1 and between the upper shaft blanket section 2 and the lower shaft blanket section 3. An inner core fuel section 5, an inner shaft blanket section 6, and an inner core fuel section 7 are formed between the lower shaft blanket section 2 and the lower shaft blanket section 3 in this order from the top.

[背景技術の問題点コ しかしながら、このような従来の′軸方向非均質型炉心
では、炉心部の中央付近に配設される内部軸ブランケッ
ト部6の影響により、内部軸ブランケット部6の上部に
配設される内側炉心燃料部5と内部軸ブランケット部6
の下部に配設される内側炉心燃料部7との中性子結合が
弱くなっているため、余剰反応度抑制のため制御棒8を
炉心上方から挿入すると、内部軸ブランケット部6の軸
方向中央面(C−0面)が屈曲せず単一レベルである従
来の軸方向非均質型炉心では、内部軸ブランケット部6
の上部に配設される内側炉心燃料部5の挿入制御棒8近
傍部分では出力が過度に減少するが、それに比べ挿入制
御棒8から離れた上部内側炉心燃料部5および内部軸ブ
ランケット部6の下部に配設される内側炉心燃料部7で
は、出力の減少の度合は小さく、逆に出力が大きく増大
する部分もあり、出力のピークの不整合を生ずることが
多いという問題がある。
[Problems with the Background Art] However, in such a conventional axially non-homogeneous core, due to the influence of the internal shaft blanket section 6 disposed near the center of the core, there is a Inner core fuel section 5 and inner shaft blanket section 6 provided
Since the neutron coupling with the inner core fuel section 7 disposed at the bottom of In a conventional axially non-homogeneous core in which the C-0 plane is not bent and is at a single level, the internal shaft blanket section 6
The output is excessively reduced in the part of the inner core fuel part 5 near the inserted control rod 8, which is disposed above the inserted control rod 8. In the inner core fuel section 7 disposed in the lower part, the degree of decrease in output is small, but there are parts where output increases greatly, and there is a problem that mismatching of output peaks often occurs.

すなわち、このような場合には炉心内の出力の平坦化が
失われ、同一の熱出力を得るために必要以上に炉心体積
を大きくする必要があり、経済的に不利であるという問
題がある。
That is, in such a case, flattening of the power within the core is lost, and it is necessary to increase the core volume more than necessary in order to obtain the same thermal output, which is economically disadvantageous.

第3図は第2図において、制御棒8を内側炉心の軸方向
中央部まで挿入した時の制御棒8に隣接する内側炉心燃
料集合体における軸方向高さと出力密度の関係(プロッ
ト点は第2図のABB’ A′を結ぶ線上)および制御
棒8より内側炉心燃料集合体1体以上隔てた内側炉心燃
料集合体における軸方向高さと出力密度の関係(プロッ
ト点は第2図のDEE’ D’ を結ぶ線上〉を示すも
のである。
Figure 3 shows the relationship between the axial height and power density of the inner core fuel assembly adjacent to the control rod 8 when the control rod 8 is inserted to the axial center of the inner core in Figure 2 (the plotted points are (On the line connecting ABB'A' in Figure 2) and the relationship between the axial height and power density in the inner core fuel assembly separated by one or more inner core fuel assemblies from the control rods 8 (The plot points are on the line connecting ABB'A' in Figure 2) on the line connecting D'.

図から次の点が明らかとなる。The following points become clear from the figure.

挿入制御棒8から燃料集合体2体分隔たった内側炉心位
置DEE’ D’の出力は内側炉心の上部と下部とでほ
ぼ等しいピーク値を有している。
The output at the inner core position DEE'D', which is separated by two fuel assemblies from the inserted control rod 8, has approximately the same peak value at the upper and lower parts of the inner core.

一方、挿入制御棒8に隣接した内側炉心燃料集合体では
挿入制御棒8の影響を強く受け、炉心上部(AB)の出
力ピーク値が炉心下部(B’ A’ )の出力ピーク値
より大幅に下回っている。
On the other hand, the inner core fuel assembly adjacent to the inserted control rod 8 is strongly influenced by the inserted control rod 8, and the peak output value at the upper core (AB) is significantly higher than the peak output value at the lower core (B'A').It's below.

[発明の目的] 本発明はかかる従来の事情に対処してなされたもので、
内側炉心への制御棒挿入時に内側炉心内の出力の平坦化
を充分に図ることのできる高速増殖炉を提供しようとす
るものである。
[Object of the invention] The present invention has been made in response to such conventional circumstances,
The present invention aims to provide a fast breeder reactor that can sufficiently flatten the output within the inner core when control rods are inserted into the inner core.

[発明の概要] すなわち本発明は、濃縮ウランないしプルトニウムを富
化したウランを燃料として装荷した円柱形状の炉心を有
し、その炉心部の軸方向中央付近に天然ウランないし減
損ウランを主材料とした内部軸ブランケットを有する高
速増殖炉において、運転用の制御棒に隣接する炉心燃料
集合体に含まれる内部軸ブランケット領域の軸方向中央
面をその他の炉心燃料集合体に含まれる内部軸ブランケ
ット領域の軸方向中央面より下部に配設したことを特徴
とする高速増殖炉である。
[Summary of the Invention] That is, the present invention has a cylindrical reactor core loaded with enriched uranium or plutonium-enriched uranium as fuel, and has natural uranium or depleted uranium as the main material near the axial center of the core. In a fast breeder reactor with an internal shaft blanket, the axial center plane of the internal shaft blanket region included in the core fuel assembly adjacent to the operating control rod is the same as that of the internal shaft blanket region included in other core fuel assemblies. This is a fast breeder reactor characterized by being disposed below the central plane in the axial direction.

[発明の実施例コ 以下本発明の詳細を図面に示す一実施例について説明す
る。
[Embodiment of the Invention] The details of the present invention will be described below with reference to an embodiment shown in the drawings.

本発明の一実施例として第1図に示すような、熱出力的
2500MW、炉心半径約3.’3m、炉心高さ約1m
の実証炉級軸方向非均質型炉心を考える。この軸方向非
均質型炉心では、最外周部に径ブランケツト部1が形成
され、この径ブランケツト部1の内側の上部および下部
にはそれぞれ上部軸ブランケット部2および下部軸ブラ
ンケット部3が形成されている。
As an example of the present invention, as shown in FIG. 1, the thermal output is 2500 MW, the core radius is approximately 3. '3m, core height approximately 1m
We consider a demonstration-class axially non-homogeneous reactor core. In this axially non-homogeneous core, a diameter blanket part 1 is formed at the outermost periphery, and an upper shaft blanket part 2 and a lower shaft blanket part 3 are formed at the upper and lower parts of the inside of this diameter blanket part 1, respectively. There is.

径ブランケツト部1の内側に接して、かつ、上部軸ブラ
ンケット部2と下部軸ブランケット部3との間には外側
炉心燃料部4が形成され、この外側炉心燃料部4の内側
の上部軸ブランケット部2と下部軸ブランケット部3と
の間には上部から順に内側炉心燃料部5、内部軸ブラン
ケット部6く本実施例の場合厚さ20−Lm>および内
側炉心燃料部7が形成されている。
An outer core fuel section 4 is formed in contact with the inside of the diameter blanket section 1 and between the upper shaft blanket section 2 and the lower shaft blanket section 3. 2 and the lower shaft blanket part 3, an inner core fuel part 5, an inner shaft blanket part 6 (thickness 20-Lm in this embodiment) and an inner core fuel part 7 are formed in order from the top.

しかして、内側炉心内に配設される内部軸ブランケット
部6の軸方向中央面(C’ −〇’面)の位置は、内側
炉心の軸方向中央面<C−0面)の位置よりも下方位置
に配設されており、かつその下げ方は制御棒8に隣接し
た炉心燃料集合体において大ぎく(本実施例の場合5印
)、制御棒8に隣接しない炉心燃料集合体において小さ
くされている(本実施例の場合は2.5cm>。
Therefore, the position of the axial center plane (C'-〇' plane) of the inner shaft blanket section 6 disposed in the inner core is lower than the position of the axial center plane of the inner core <C-0 plane). It is arranged at a lower position, and its lowering is greater in the core fuel assemblies adjacent to the control rods 8 (marked 5 in this example), and smaller in the core fuel assemblies not adjacent to the control rods 8. (2.5 cm in this example).

以上のように構成された高速増殖炉では、運転時に制御
棒8が主に挿入される内部軸ブランケット部6の上部の
内側炉心燃料部5の体積が内部軸ブランケット部6の下
部に配設される内側炉心燃料部7の体積よりも大きくな
っている。従って、制御棒8の影響を無視した場合には
、体積の大きい内部軸ブランケット部6の上部の内側炉
心燃料部5の出力密度が内部軸ブランケット部6の下部
の内側炉心燃料部7の出力密度よりも一般に高くなる。
In the fast breeder reactor configured as described above, the volume of the inner core fuel part 5 above the inner shaft blanket part 6 into which the control rods 8 are mainly inserted during operation is arranged in the lower part of the inner shaft blanket part 6. The volume of the inner core fuel section 7 is larger than that of the inner core fuel section 7. Therefore, if the influence of the control rods 8 is ignored, the power density of the inner core fuel part 5 in the upper part of the inner shaft blanket part 6, which has a large volume, is equal to the power density of the inner core fuel part 7 in the lower part of the inner shaft blanket part 6. generally higher than

そして、実際の運転時には制御棒8が炉心上方から挿入
されるため、内部軸ブランケット部6の上部の内側炉心
燃料部5の出力密度が内部軸ブランケット部6の下部の
内側炉心燃料部7の出力密度とほぼ等しくなるように内
部ブランケットの下げ方が設定されている。すなわち、
制御棒8の影響の強い炉心燃料集合体はど内部軸ブラン
ケット9をより下方に配設しているため内側炉心燃料部
5および7における径方向の出力分布をほぼ平坦化する
ことができる。
During actual operation, the control rods 8 are inserted from above the core, so the power density of the inner core fuel section 5 in the upper part of the inner shaft blanket part 6 is the same as the output of the inner core fuel part 7 in the lower part of the inner shaft blanket part 6. The way the inner blanket is lowered is set to be approximately equal to the density. That is,
Since the inner shaft blanket 9 is disposed further down in the core fuel assembly where the influence of the control rods 8 is strong, the radial power distribution in the inner core fuel sections 5 and 7 can be made substantially flat.

@4図は第1図において、制御棒8を内側炉心の軸方向
中央面<C−C面)まで挿入したときの出力密度と軸方
向高さとの関係を示すもので、図から明らかなように、
内部軸ブランケット部6の上部の内側炉心燃料部5の出
力密度と内部軸ブランケット部6の下部の内側炉心燃料
部7の出力密度とがほぼ一致している。
Figure @4 shows the relationship between the power density and the axial height when the control rods 8 are inserted to the axial center plane of the inner core < C-C plane in Figure 1, and as is clear from the figure. To,
The power density of the inner core fuel part 5 at the upper part of the inner shaft blanket part 6 and the power density of the inner core fuel part 7 at the lower part of the inner shaft blanket part 6 almost match.

なお、第4図において、A、B、B’ A’およびり、
E、E’ 、D’は第1図に示す同一記号の位置に対応
している。
In addition, in FIG. 4, A, B, B'A' and ri,
E, E', and D' correspond to the positions of the same symbols shown in FIG.

そして、出力分布の平坦化を知るパラメータである出力
ビーキング係数(最高出力密度と平均密度との比)′c
1この効果を比較すると次のようになる。
And the output peaking coefficient (ratio of maximum output density to average density) ′c, which is a parameter that determines the flattening of the output distribution.
1 A comparison of these effects is as follows.

すなわち、内部ブランケット6の軸方向中央面が炉心の
中央面と等しい体系では出力ビーキング係数は1.83
であり、内部ブランケット6の軸方向中央面を一様に5
cm下げた体系では1.70、さらに前述のように制御
棒8に隣接する炉心燃料集合体におい’U 5印、それ
より離れた炉心燃料集合体において2.5cm下げた体
系(第1図)では出力ビーキング係数は1゜65となる
。 従って、本実施例の高速増殖炉では内部軸ブランケ
ットをまったく下げない場合に比べ、出力ビーキング係
数を約11%改善することができ、また内部ブランケッ
トを一様に下げた場合に比べ約3%改善することができ
た。
That is, in a system where the axial center plane of the internal blanket 6 is equal to the center plane of the reactor core, the power peaking coefficient is 1.83.
, and the axial center plane of the inner blanket 6 is uniformly 5
1.70 cm in the system lowered by 1.70 cm, and further lowered by 2.5 cm in the 'U 5 mark in the core fuel assembly adjacent to control rod 8 and 2.5 cm in the core fuel assembly further away as described above (Figure 1). In this case, the output peaking coefficient is 1°65. Therefore, in the fast breeder reactor of this example, the output peaking coefficient can be improved by about 11% compared to when the internal shaft blanket is not lowered at all, and about 3% compared to when the internal blanket is lowered uniformly. We were able to.

E発明の効果コ 以上述べたように本発明の高速増殖炉によれば、内部軸
ブランケット部の下部に配設される内側炉心燃料部の出
力ピークを抑制することができ、出力平坦化を達成する
ことができる。この結果、内側炉心の出力ビーキング係
数が小さくなり、より小型の高速増殖炉により同一の熱
出力を得ることができ、経済性の高い高速増殖炉を提供
することができる。
E Effects of the Invention As described above, according to the fast breeder reactor of the present invention, it is possible to suppress the output peak of the inner core fuel section disposed below the inner shaft blanket section, and achieve output flattening. can do. As a result, the power peaking coefficient of the inner core becomes smaller, the same thermal output can be obtained with a smaller fast breeder reactor, and a highly economical fast breeder reactor can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の高速増殖炉の一実施例を示す縦断面図
、第2図は従来の軸方向非均質型炉心を示す縦断面図、
第3図は第2図の炉心の軸方向出力密度分布を示すグラ
フ、第4図は第1図に示す炉心の軸方向出力密度分布を
示すグラフである。 1・・・・・・・・・・・・径ブランケツト部2・・・
・・・・・・・・・上部軸ブランケット部3・・・・・
・・・・・・・下部軸ブランケット部4・・・・・・・
・・・・・外側炉心燃料部5.7・・・・・・内側炉心
燃料部 6・・・・・・・・・・・・内部軸ブランケット部代理
人弁理士   須 山 佐 − 第1図 第2図 第3図 第4図 出力書度
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the fast breeder reactor of the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a conventional axially non-homogeneous reactor core,
FIG. 3 is a graph showing the axial power density distribution of the core shown in FIG. 2, and FIG. 4 is a graph showing the axial power density distribution of the core shown in FIG. 1......Diameter blanket part 2...
......Top shaft blanket part 3...
・・・・・・Lower shaft blanket part 4・・・・・・
...Outer core fuel section 5.7...Inner core fuel section 6...Inner shaft blanket section Patent attorney Sasu Suyama - Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Output writing level

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)濃縮ウランないしプルトニウムを富化したウラン
を燃料として装荷した円柱形状の炉心を有し、その炉心
部の軸方向中央付近に天然ウランないし減損ウランを主
材料とした内部軸ブランケットを有する高速増殖炉にお
いて、運転用の制御棒に隣接する炉心燃料集合体に含ま
れる内部軸ブランケット領域の軸方向中央面をその他の
炉心燃料集合体に含まれる内部軸ブランケット領域の軸
方向中央面より下部に配設したことを特徴とする高速増
殖炉。
(1) High speed with a cylindrical reactor core loaded with enriched uranium or plutonium-enriched uranium as fuel, and an internal shaft blanket made mainly of natural uranium or depleted uranium near the axial center of the core. In a breeder reactor, the axial center plane of the internal shaft blanket area included in the core fuel assembly adjacent to the operating control rod is lower than the axial center plane of the internal shaft blanket area included in other core fuel assemblies. A fast breeder reactor characterized by the following:
JP59153564A 1984-07-24 1984-07-24 Fast breeder reactor Pending JPS6130794A (en)

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JP59153564A JPS6130794A (en) 1984-07-24 1984-07-24 Fast breeder reactor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59153564A JPS6130794A (en) 1984-07-24 1984-07-24 Fast breeder reactor

Publications (1)

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