JPS62179690A - Nuclear reactor core - Google Patents

Nuclear reactor core

Info

Publication number
JPS62179690A
JPS62179690A JP61020937A JP2093786A JPS62179690A JP S62179690 A JPS62179690 A JP S62179690A JP 61020937 A JP61020937 A JP 61020937A JP 2093786 A JP2093786 A JP 2093786A JP S62179690 A JPS62179690 A JP S62179690A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
reactor core
nuclear reactor
enrichment
moderator
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
Application number
JP61020937A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
持田 貴顕
小沢 通裕
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi 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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP61020937A priority Critical patent/JPS62179690A/en
Publication of JPS62179690A publication Critical patent/JPS62179690A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (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】 (発明の利用分野〕 本発明は、原子炉炉心に、特に、原子力発電所に設置さ
れる沸騰水型原子炉の初装荷炉心に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Application of the Invention) The present invention relates to a nuclear reactor core, and particularly to an initial loading core of a boiling water reactor installed in a nuclear power plant.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

沸騰水型原子炉の炉心は第8図に示すように。 The core of a boiling water reactor is shown in Figure 8.

1本の制御棒3とそれを囲む4本の燃料集合体1からな
るセルを複数個配置することにより構成されている。2
は燃料集合体1を構成する燃料棒を示している。
It is constructed by arranging a plurality of cells each consisting of one control rod 3 and four fuel assemblies 1 surrounding it. 2
1 shows fuel rods constituting the fuel assembly 1.

一般に、沸騰水型原子炉では、最初の運転時の炉心、い
わゆる初装荷炉心に装荷される燃料集合体の平均濃縮度
は同一で一種類であった。ところで、原子炉では1サイ
クル毎に全数の約173〜1/4の燃料集合体を取出し
、新燃料と交換するが、初装荷炉心用燃料集合体の平均
濃縮度は2〜3サイクル炉心内で燃焼が可能なように設
定されているため、初装荷炉心用燃料集合体を用いる運
転サイクル(以下「第1サイクル」と称し、それ以後に
部分的に燃料を交換し引続き運転するサイクルを「第2
サイクル」、「第3サイクル」・・・と称する。)終了
時に燃料交換では、まだ充分に燃焼の進んでなく、ウラ
ン235残留量の高い燃料集合体を炉心から取り出すこ
とになり不経済である。
Generally, in a boiling water reactor, the average enrichment of the fuel assemblies loaded into the reactor core during initial operation, the so-called initial loading core, is the same and of one type. By the way, in a nuclear reactor, approximately 173 to 1/4 of the total number of fuel assemblies are removed and replaced with new fuel every cycle, but the average enrichment of the initially loaded core fuel assemblies is within the core for 2 to 3 cycles. Since the setting is such that combustion is possible, the operation cycle using the initially loaded core fuel assembly (hereinafter referred to as the "first cycle"), and the subsequent cycle in which fuel is partially replaced and continued operation, is called the "first cycle". 2
cycle", "third cycle", etc. ) Refueling at the end of the reactor is uneconomical because the fuel assembly, in which combustion has not yet progressed sufficiently and has a high residual amount of uranium-235, must be removed from the reactor core.

第2サイクル以後の運転サイクルの初めに装荷尿 される新燃料懸合体は取替燃料集合体と呼ばれ。Load urine at the beginning of the operating cycle after the second cycle The new fuel suspension assembly that is installed is called a replacement fuel assembly.

第1サイクル以後、数サイクルにわたり継続的にその前
のサイクルおよび次のサイクルとの熱特性が変らず安定
したサイクルとなり、これは平衡サイクルと呼ばれ、平
f(17サイクルとなった炉心は平衡サイクルといわれ
ている。
After the first cycle, the thermal characteristics of the previous cycle and the next cycle continue to be stable for several cycles without changing, and this is called an equilibrium cycle. It's called a cycle.

このような原子炉においては、第1サイクルから平衡サ
イクルへ移行する中間のサイクル(以後[移行サイクル
」という。)での熱特性およびサイクル増分燃焼度が平
衡サイクルのそれらと同程度あるいは、速やかにそれら
に収束するのが好ましい。しかしながら、従来の初装荷
炉心のように集合体平均濃縮度が一種類の場合に゛は、
平衡サイクルへの移行も長くかかり、移行サイクルでの
燃料取替体数の変動も大きく必ずしも満足なものではな
かった。
In such a reactor, the thermal characteristics and cycle incremental burnup in the intermediate cycle transitioning from the first cycle to the equilibrium cycle (hereinafter referred to as the "transition cycle") are comparable to those of the equilibrium cycle, or are It is preferable to converge on them. However, when the aggregate average enrichment is one type as in the conventional initial loading core,
The transition to the equilibrium cycle also took a long time, and the number of refueling bodies varied greatly during the transition cycle, which was not always satisfactory.

このため、沸騰水型原子炉において、平均濃縮度の異な
る多種類の燃料集合体を組み合せて初装荷炉心を構成し
、1サイクル毎に平均濃縮度の低い燃料集合体から取出
し、これを新燃料集合体と交換することにより、初装荷
燃料集合体の平均取出燃焼度を増大させるとともに1次
サイクルへの移行を速やかにする試みがなされている。
For this reason, in boiling water reactors, the initial core is constructed by combining many types of fuel assemblies with different average enrichments, and in each cycle, the fuel assemblies with lower average enrichments are taken out and used as new fuel. Attempts have been made to increase the average discharged burnup of the initially loaded fuel assembly and to speed up the transition to the primary cycle by replacing it with the fuel assembly.

この技術は、例えば特開昭57〜8486号に開示され
ている。
This technique is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 57-8486.

一方、運転サイクルの長期化と高燃焼度化のためには、
初装荷炉心においても平均濃縮度を上げる必要があり、
前述のように平均濃縮度の異なる多種類の燃料集合体を
組み合せて、初装荷炉心を構成する場合には、燃料集合
体どうしの濃縮度差が大きくなり、高潟縮度燃料集合体
と低濃縮度燃料集合体との核特性の差が大きくなった結
果、燃料を効率よく燃やすという点からは、必ずしも好
ましいものではなくなってくる。
On the other hand, in order to lengthen the operating cycle and increase burnup,
It is necessary to increase the average enrichment even in the initially loaded core.
As mentioned above, when many types of fuel assemblies with different average enrichments are combined to form the initial loading core, the difference in enrichment between the fuel assemblies becomes large, and the difference between high-condensity fuel assemblies and low-condensity fuel assemblies increases. As a result of the increased difference in nuclear properties from the enrichment fuel assembly, it is no longer necessarily desirable from the standpoint of burning fuel efficiently.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、M転すイクルの長期化と高燃焼度化に最適な
初装荷炉心を提供可能とすることを目的とするものであ
る。
An object of the present invention is to provide an initial loading core that is optimal for prolonging the M cycle and increasing burnup.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、平均濃縮度の異なる多種類の燃料集合体を組
み合せて初装荷炉心が構成される原子炉炉心において、
前記多種類の燃料集合体のうち少なくとも一部の種類の
燃料集合体では平均濃縮度との組み合せにおいて、減速
材対燃料比が異なっていることを特徴とするものである
The present invention provides a nuclear reactor core in which an initial loading core is constructed by combining many types of fuel assemblies with different average enrichments.
The present invention is characterized in that at least some of the types of fuel assemblies among the various types of fuel assemblies have different moderator-to-fuel ratios in combination with average enrichment.

本発明は、本発明者が減速材対燃料比と中性子増倍率と
の関係の詳細な考察を行い、濃縮度変化に対する減速材
対燃料比の変化を定量化した結果に基づき、なされたも
ので、以下その考察結果を説明する。
The present invention was made based on the results of the inventor's detailed study of the relationship between the moderator-to-fuel ratio and the neutron multiplication factor, and by quantifying changes in the moderator-to-fuel ratio with respect to changes in enrichment. , the results of the study will be explained below.

一般に、減速材対燃料比と中性子無限増倍率の関係は、
次のように特徴づけられる。
In general, the relationship between the moderator-to-fuel ratio and the neutron infinite multiplication factor is:
It is characterized as follows.

なお、沸騰水型原子炉に代表される軽水炉では。In addition, in light water reactors such as boiling water reactors.

水は冷却材として作用するだけなく、中性子の減速機能
ももち、減速材としても作用する。
Water not only acts as a coolant, but also has the function of moderating neutrons and acts as a moderator.

微濃縮ウランを用いる原子炉において、減速材対燃料比
を決定することは、炉心の核特性を決定する上で特に重
要になる。まず、減速材対燃料比は、高速中性子エネル
ギー領域及び共鳴中性子エネルギー領域での中性子吸収
率に影響する。減速材対燃料比が増加すると、燃料材中
に吸収される熱外中性子の割合が減少し、熱エネルギー
まで到達する中性子の割合が増加する。(これは、エネ
ルギースペクトルがソフトになると呼ばれる。)微濃縮
ウランを用いる熟中性子炉では、熱外中性子の吸収反応
の大半は、例えば286U のような親物質への捕獲反
応であり、核分裂によるエネルギー発生と中性子の増倍
には寄与しない、これに対し、熱化が増大すると、最大
の熱中性子吸収材である燃料中の核分裂物質例えば18
11Uへの吸収が増大するために、全中性子のうち熱中
性子核分裂をおこす中性子の割合が増す。この結果、熱
中性子がすべて燃料材に吸収されると仮定した時には。
In nuclear reactors using slightly enriched uranium, determining the moderator-to-fuel ratio is particularly important in determining the nuclear properties of the reactor core. First, the moderator-to-fuel ratio affects the neutron absorption rate in the fast neutron energy region and the resonant neutron energy region. As the moderator-to-fuel ratio increases, the proportion of epithermal neutrons that are absorbed into the fuel material decreases and the proportion of neutrons that reach thermal energy increases. (This is called a softening of the energy spectrum.) In a mature neutron reactor that uses slightly enriched uranium, most of the absorption reactions of epithermal neutrons are capture reactions into parent materials such as 286U, and the energy generated by fission is does not contribute to the generation and multiplication of neutrons; on the other hand, as thermalization increases, the fissile material in the fuel, which is the largest thermal neutron absorber, e.g.
Because absorption into 11U increases, the proportion of neutrons that cause thermal neutron fission among all neutrons increases. As a result, assuming that all thermal neutrons are absorbed by the fuel material.

減速材対燃料比の増加により中性子無限増倍率は単調に
増加することになる。しかしながら、実際には、減速材
対燃料比を増すことは、また減速材への熱中性子の吸収
が増加することになり、核分裂を起こす熱中性子の割合
は減少し、中性子無限増倍率は減少する作用がある。
As the moderator-to-fuel ratio increases, the neutron infinite multiplication factor increases monotonically. However, in reality, increasing the moderator-to-fuel ratio will also increase the absorption of thermal neutrons into the moderator, reducing the fraction of thermal neutrons that undergo fission and decreasing the infinite neutron multiplication factor. It has an effect.

減速材対燃料比が小さいときには、前者の効果が顕著で
あり、減速材対燃料比が増すと中性子無限増倍率は増す
結果となる。しかし、この比が大きくなると、中性子の
熱化は飽和し、減速材への熱中性子吸収の増加が、熱外
中性子の28δUへの吸収の減少と相殺するようになる
。この結果、一般に減速材対燃料比と中性子無限増倍率
との間係は、第7図に示すように特徴づけられる。
When the moderator-to-fuel ratio is small, the former effect is significant, and increasing the moderator-to-fuel ratio results in an increase in the neutron infinite multiplication factor. However, as this ratio increases, the thermalization of neutrons becomes saturated, and the increase in thermal neutron absorption into the moderator offsets the decrease in the absorption of epithermal neutrons into 28δU. As a result, the relationship between the moderator-to-fuel ratio and the infinite neutron multiplication factor is generally characterized as shown in FIG.

すなわち、中性子無限増倍率は、第7図に示すように、
減速材対燃料比の変化に対して極大点を持つことになる
が、減速材対燃料比が中性子無限増倍率の最大点より小
さい場合には、通常減速不足であるといわれ、大きい場
合には、減速過剰といわれている。
In other words, the infinite neutron multiplication factor is, as shown in Figure 7,
There will be a maximum point for changes in the moderator-to-fuel ratio, but if the moderator-to-fuel ratio is smaller than the maximum point of the infinite neutron multiplication factor, it is usually said that there is insufficient moderation, and if it is larger, the , is said to be an excessive deceleration.

燃料経済性の観点からは、中性子無限増倍率が最大とな
る点に、減速材対燃料比を設定するのが望ましいが、実
際には安全性上の理由がら最大点よりも、わずかに減速
不足の状態で最適化されている。
From the point of view of fuel economy, it is desirable to set the moderator-to-fuel ratio at the point where the infinite neutron multiplication factor is maximum, but in reality, for safety reasons, the moderator-to-fuel ratio should be set slightly below the maximum point. Optimized in the state of

ところで、燃料の平均濃縮度を変化させると。By the way, if we change the average enrichment of the fuel.

燃料中の核分裂性物質含有量が変化することになり、減
速材対燃料比がかわるため、燃料格子形状を変更しない
場合には、平均濃縮度を変えることにより、中性子無限
増倍率は最適点からはずれることになる1通常、初装荷
炉心の平均濃縮度は約2重量%であり、この平均濃縮度
に対して、減速材対燃料比が最適化されるように炉心格
子形状は選択されているが、初装荷炉心を平均濃縮度の
異なる多種類の燃料集合体で構成した場合には、高濃縮
度燃料集合体は減速不足の状態となり、低濃縮度燃料集
合体は減速過剰の状態となって、必ずしも最適の減速状
態ではなくなってくる。
Since the content of fissile material in the fuel changes and the moderator-to-fuel ratio changes, if the fuel lattice shape is not changed, the infinite neutron multiplication factor can be changed from the optimal point by changing the average enrichment. 1 Normally, the average enrichment of the initially loaded core is approximately 2% by weight, and the core lattice shape is selected to optimize the moderator-to-fuel ratio for this average enrichment. However, if the initial loading core is composed of many types of fuel assemblies with different average enrichments, the high-enrichment fuel assemblies will be in a state of insufficient moderation, and the low-enrichment fuel assemblies will be in a state of excessive moderation. Therefore, the deceleration state is not necessarily optimal.

このような事実に基づき1本発明では、平均濃縮度の異
なる多種類の燃料集合体で構成される初装荷炉心におい
て、高濃縮度燃料集合体については減速材の量が増すよ
うに燃料集合体の形状を選択し、低濃縮度燃料集合体に
ついては、減速材の量が減るように燃料集合体の形状を
選択した。なお、この説明では、減速材の量に注目して
述べたが、ウラン(28δUのみならず28δU等他の
同位体も含む)の量に注目すると、低濃縮度燃料集合体
のウラン量を、高濃縮度燃料集合体のウラン量より多く
したことになる。
Based on these facts, in the present invention, in an initial loading core composed of many types of fuel assemblies with different average enrichments, for high enrichment fuel assemblies, the fuel assemblies are arranged so that the amount of moderator increases. For low enrichment fuel assemblies, the shape of the fuel assemblies was chosen to reduce the amount of moderator. In this explanation, we have focused on the amount of moderator, but if we focus on the amount of uranium (including not only 28δU but also other isotopes such as 28δU), the amount of uranium in a low enrichment fuel assembly can be expressed as follows: This means that the amount of uranium was greater than the amount of uranium in the high-enrichment fuel assembly.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、実施例について説明する。 Examples will be described below.

第1〜第4図は一実施例の説明図で、第1図は1100
MWa級沸騰水型原子炉(BWR)の説明図で、炉心は
764体の燃料集合体と193本の制御棒から構成され
ており、炉心の1./4の断面が示してある。第2〜第
4図は第1図の炉心に用いられる燃料集合体の平断面図
で、これらの図で、11は高濃縮度燃料集合体、12は
中間高濃縮度燃料集合体、13は中間低濃縮度燃料集合
体、14は低濃縮度燃料集合体、31は運転中炉心の 
Figures 1 to 4 are explanatory diagrams of one embodiment, and Figure 1 is 1100.
This is an explanatory diagram of a MWa-class boiling water reactor (BWR).The reactor core is composed of 764 fuel assemblies and 193 control rods. /4 cross section is shown. Figures 2 to 4 are plan cross-sectional views of fuel assemblies used in the core of Figure 1. In these figures, 11 is a high enrichment fuel assembly, 12 is an intermediate high enrichment fuel assembly, and 13 is a high enrichment fuel assembly. intermediate low enrichment fuel assembly; 14 is a low enrichment fuel assembly; 31 is an operating core;
.

中に挿入されている制御棒、すなわちコントロールセル
内の制御棒、32はコントロールセル外の制御棒を示し
ている。
The control rods inserted therein, ie, the control rods inside the control cell, 32 indicate the control rods outside the control cell.

この実施例では、炉心は高濃縮度燃料集合体11、中間
高濃縮度燃料集合体12、中間低濃縮度燃料集合体13
.低濃縮度燃料集合体14の平均1縮度の異なる4種類
の燃料集合体から1成されている。起動試験後の運転期
間を15ケ月とすると、高濃縮度燃料集合体11の濃縮
度を約3.4重厘%で208体、中間高濃縮度燃料集合
体12の1!、1縮度は約2.6電歇%で208体、中
間低濃縮度燃料集合体13の′l)縮度は約2.0 重
量%で204体、低濃縮度燃料集合体14は約1.2重
量%で]−44体となり、初装荷炉心の平均濃縮度は約
2.4重量%である。
In this embodiment, the core includes a high enrichment fuel assembly 11, an intermediate high enrichment fuel assembly 12, and an intermediate low enrichment fuel assembly 13.
.. The low enrichment fuel assembly 14 is made up of four types of fuel assemblies each having a different average degree of contraction. Assuming that the operating period after the start-up test is 15 months, the enrichment of the high enrichment fuel assemblies 11 is approximately 3.4% by weight, 208, and the enrichment of the intermediate high enrichment fuel assemblies 12 is 1! , the degree of contraction is approximately 2.6% by weight and 208 bodies, the degree of contraction of intermediate low enrichment fuel assembly 13 is approximately 2.0% by weight and 204 bodies, and the low enrichment fuel assembly 14 is approximately 1.2% by weight] -44 bodies, and the average enrichment of the initially loaded core is about 2.4% by weight.

この炉心では、低濃縮度燃料集合体14は、炉心最外部
に92体配置され、残り52体はコントロールセルとし
て、4体ずつ制御棒を囲むように配置される。残りの高
)1縮度燃料集合体11、中間高:ja縮度燃料集合体
12と中間低濃縮度燃料集合体13はほぼ均一に炉心に
配置される7そして、−運転サイクル終了後には、平均
濃縮度の低い燃料集合体から炉心より取出され、新燃料
と交換される。特に高濃縮度燃料集合体11は最後に取
出されるために、取出し平均燃焼度は約38GWd/l
どなる。
In this core, 92 low enrichment fuel assemblies 14 are arranged at the outermost part of the core, and the remaining 52 are arranged as control cells so as to surround control rods, 4 of each. The remaining high:1 compression degree fuel assemblies 11, intermediate high:ja compression degree fuel assemblies 12, and intermediate low enrichment fuel assemblies 13 are almost uniformly arranged in the reactor core. Fuel assemblies with low average enrichment are removed from the core and replaced with new fuel. In particular, since the high enrichment fuel assembly 11 is taken out last, the average burnup of the taken out fuel is approximately 38 GWd/l.
bawl.

この炉心に用いられる燃料集合体の平均濃縮度は、約1
.2重量%から約3.4重量%まで多岐にわたっており
、取り出し平均燃焼度も約6 GVd/lから約38G
Wd/lまでとまちまちである。
The average enrichment of the fuel assemblies used in this core is approximately 1
.. The range varies from 2% by weight to approximately 3.4% by weight, and the average burnup for extraction ranges from approximately 6 GVd/l to approximately 38G.
It varies up to Wd/l.

このため、従来のように同一の燃料集合体形状のものを
用いると、高濃縮度燃料集合体11は減速不足となり、
逆に低濃縮度燃料集合体14は減速過剰となってしまう
ために、反応度的には好ましいものではない6従って本
炉心では、燃料棒敬を変えることにより水対ウラン体積
比が異なる3種類の燃料集合体を用いている。
For this reason, if fuel assemblies with the same shape as in the past are used, the high enrichment fuel assemblies 11 will have insufficient deceleration.
On the other hand, the low enrichment fuel assembly 14 is not preferable in terms of reactivity because the moderation is excessive.6 Therefore, in this reactor, three types with different water to uranium volume ratios are prepared by changing the fuel rod configuration. The fuel assembly is used.

第2図は、中間低濃縮度燃料集合体12及び。FIG. 2 shows an intermediate low enrichment fuel assembly 12 and an intermediate low enrichment fuel assembly 12.

中間低濃縮度燃料集合体13の形状を示す図で。FIG. 3 is a diagram showing the shape of an intermediate low enrichment fuel assembly 13.

以下、タイプ2燃料集合体と称する。タイプ2燃料集合
体は62本の核分裂性物質を含む燃料棒2と2本のウォ
ータロッド4を8X8の格子状に配置したものを、チャ
ンネルボックス5でおおった形状をしており、現在、B
WRでiIA準的に用いられている燃料集合体である。
Hereinafter, it will be referred to as a type 2 fuel assembly. The Type 2 fuel assembly consists of 62 fuel rods 2 containing fissile material and two water rods 4 arranged in an 8x8 grid, covered with a channel box 5.
This is a fuel assembly used quasi-iIA in WR.

第3図は、高濃縮度燃料集合体11−の形状を示す図で
、以下、タイプ1燃料集合体と称する。タイプ1燃料集
合体は、60本の核分裂性物質を含む燃料棒5と、中央
部に4本の燃料棒を除去して配置される1本の大径ウォ
ータロッド6を格子状に配置したものをチャンネルボッ
クス5でおおった形状をしている。タイプ1燃料集合体
は、タイプ2燃料集合体に比較して、ウォータロッドの
断面積が増加しているために、水対ウラン体積比が増加
している。なお、第6図は高濃縮度燃料集合体11の概
略説明図で、2は燃料棒、6は太径ウォータロッド、1
7.18は上部、下部タイプレート、19は燃料スペー
サを示している。
FIG. 3 is a diagram showing the shape of the high enrichment fuel assembly 11-, which is hereinafter referred to as a type 1 fuel assembly. The type 1 fuel assembly has 60 fuel rods 5 containing fissile material and one large-diameter water rod 6 arranged in the center with four fuel rods removed in a lattice pattern. is covered with a channel box 5. Type 1 fuel assemblies have an increased water to uranium volume ratio due to the increased cross-sectional area of the water rods compared to Type 2 fuel assemblies. In addition, FIG. 6 is a schematic explanatory diagram of the high enrichment fuel assembly 11, in which 2 is a fuel rod, 6 is a large diameter water rod, 1
7.18 indicates the upper and lower tie plates, and 19 indicates the fuel spacer.

第4図は、低濃縮度燃料集合体14の形状を示す図で、
以下タイプ3燃料集合体と称する。タイプ3燃料集合体
は、64本の燃料棒2とチャンネルボックス5から構成
されており、ウォータロッドは含んでいない、タイプ3
燃料集合体の水対ウラン体積比は、タイプ2燃料集合体
より小さくなるので、中性子の減速過剰を緩和すること
ができる。
FIG. 4 is a diagram showing the shape of the low enrichment fuel assembly 14,
Hereinafter, it will be referred to as a type 3 fuel assembly. A type 3 fuel assembly is composed of 64 fuel rods 2 and a channel box 5, and does not include water rods.
Since the water to uranium volume ratio of the fuel assembly is smaller than that of the type 2 fuel assembly, excessive moderation of neutrons can be alleviated.

ちなみに本実施例でのウォータロッド断面積は、タイプ
1燃料集合体が約8.0 cd、タイプ2燃料集合体は
断面積が約1.6 dのウォータロッドが2本で約3.
2 ci、タイプ3燃料集合体がOである。従って水対
≠ラン体積比を比較すると、タイプ1燃料集合体が約2
.86.タイプ2燃料集合体が約2.80、タイプ3燃
料集合体が約2.70である。
Incidentally, the cross-sectional area of the water rods in this example is approximately 8.0 cd for the type 1 fuel assembly, and approximately 3.0 cd for the type 2 fuel assembly with two water rods each having a cross-sectional area of approximately 1.6 d.
2 ci, Type 3 fuel assembly is O. Therefore, when comparing the water to run volume ratio, type 1 fuel assemblies are approximately 2
.. 86. Type 2 fuel assemblies are approximately 2.80, and Type 3 fuel assemblies are approximately 2.70.

また、第1図の実施例では、炉心最外周部に、タイプ3
燃料集合体を配置している。これは、炉心最外周部の燃
料集合体は、4面のうち1面又は2面を水に而している
ために、比較的減速材が豊富にある状態にあり、特に減
速材対燃料比を高くするために、ウォータロッド断面積
を増加する必要がないためである。さらに、炉心最外周
部の燃料集合体は低、燻縮度燃料集合体でもあり、出力
が比較的低いために、炉心からの中性子のもれを低くで
きる効果がある。一方、低濃縮度燃料集合体は、コント
ロールセル内にも用いられるが、これは、コントロール
セル内の出力を低くして、制御棒操作にともなうに燃料
出力の急激な変化を緩和させるためである。
In addition, in the embodiment shown in Fig. 1, type 3
Fuel assemblies are placed. This is because the fuel assembly at the outermost periphery of the core has water on one or two of its four sides, so it has a relatively large amount of moderator, and especially the moderator-to-fuel ratio. This is because there is no need to increase the cross-sectional area of the water rod in order to increase the water rod. Furthermore, the fuel assemblies at the outermost periphery of the core are also low-smoke fuel assemblies and have a relatively low output, which has the effect of reducing leakage of neutrons from the core. On the other hand, low-enrichment fuel assemblies are also used within control cells, in order to lower the output within the control cell and alleviate sudden changes in fuel output due to control rod operations. .

また、タイプ1燃料集合体として、太径ウォータロッド
の代りに第5のウォータロッド4数を4本以上に増やし
た高濃縮度燃料集合体151例えば、特開昭50−28
601 号に開示されているようなものを用いてもよく
、この場合にも、ウォータロッドの断面積がタイプ2燃
料集合体に比べで、増加するので、水対ウラン体積比は
増加し、高濃縮度燃料集合体の減速不足を緩和すること
ができ、反応度特性は改善される。
In addition, as a type 1 fuel assembly, a high enrichment fuel assembly 151 in which the number of fifth water rods is increased to 4 or more instead of a large diameter water rod, for example, JP-A-50-28
601 may be used; in this case too, the cross-sectional area of the water rods is increased compared to the Type 2 fuel assembly, so the water to uranium volume ratio is increased and the The insufficient deceleration of the enriched fuel assembly can be alleviated, and the reactivity characteristics are improved.

なお、前述の実施例では、高濃縮度燃料集合体及び低濃
縮度燃料集合体の両方の集合体の形状を、通常用いられ
るタイプ2燃料集合体の形状とは異なるものとした例を
示したが、例えば、高濃縮度燃料集合体のみをタイプ2
燃料集合体とは異なるタイプ1燃料集合体とし、低濃縮
度燃料集合体はタイプ2燃料集合体とするように、この
発明を部分的に適用した場合も、効果は前述の実施例の
場合には及ばないが、同様に作用し、それなりの効果を
得ることができる。
In addition, in the above-mentioned example, an example was shown in which the shapes of both the high-enrichment fuel assembly and the low-enrichment fuel assembly were different from the shape of the commonly used Type 2 fuel assembly. However, for example, only high enrichment fuel assemblies are type 2.
Even when this invention is partially applied, such as using a type 1 fuel assembly different from the fuel assembly and using a type 2 fuel assembly as the low enrichment fuel assembly, the effect is the same as in the case of the above-mentioned embodiment. Although it is not as good as that, it works in the same way, and you can get a certain effect.

これらの実施例によれば、初装荷炉心に用いられる平均
濃縮度の異なる燃料集合体の減速材対燃料比を適正にす
ることができるので、反応度特性を最適に保つことが可
能となり、初装荷炉心の取出燃焼度を増大できる効果が
ある。
According to these examples, it is possible to optimize the moderator-to-fuel ratio of fuel assemblies with different average enrichments used in the initial loading core, making it possible to maintain optimal reactivity characteristics and This has the effect of increasing the extraction burnup of the loaded core.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明の原子炉炉心は、運転サイクルの長期比表 と高燃焼度化に最適な初装荷炉心は提供可能とするもの
で、産業上の効果の大なるものである。
The nuclear reactor core of the present invention can provide an initial loading core that is optimal for long-term operation cycle ratios and high burnup, and has great industrial effects.

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

第1図は本発明の原子炉炉心の一実施例の構成を示す断
面図、第2〜第4図はそれぞれ第1図の原子炉炉心で用
いられる燃料集合体の平断面図、第5図は本発明の原子
炉炉心の他の実施例で用いられる燃料集合体の平断面図
、第6図は、第3図の燃料集合体の構成説明図、第7図
は原子炉炉心における減速材対燃料比と中性子無限増倍
率との関係を示す線図、第8図は沸騰水型原子炉炉心を
構成する単位格子セルの平断面図である。 1・・・燃料集合体、2・・・燃料棒、4・・・ウォー
タロッド、5・・・チャンネルボックス、6・・・太径
ウォータロッド、11・・・高濃縮度燃料集合体、12
・・・中間高濃縮度燃料集合体、13・・・中間低濃縮
度燃料集合体、14・・・低濃縮度燃料集合体。
FIG. 1 is a sectional view showing the configuration of an embodiment of the nuclear reactor core of the present invention, FIGS. 2 to 4 are plan sectional views of a fuel assembly used in the reactor core of FIG. 1, and FIG. is a plan cross-sectional view of a fuel assembly used in another embodiment of the nuclear reactor core of the present invention, FIG. 6 is an explanatory diagram of the configuration of the fuel assembly of FIG. 3, and FIG. 7 is a moderator in the reactor core. FIG. 8, which is a diagram showing the relationship between fuel ratio and infinite neutron multiplication factor, is a plan cross-sectional view of a unit lattice cell constituting the boiling water reactor core. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Fuel assembly, 2... Fuel rod, 4... Water rod, 5... Channel box, 6... Large diameter water rod, 11... High enrichment fuel assembly, 12
... Intermediate high enrichment fuel assembly, 13... Intermediate low enrichment fuel assembly, 14... Low enrichment fuel assembly.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、平均濃縮度の異なる多種類の燃料集合体を組み合せ
て初装荷炉心が構成される原子炉炉心において、前記多
種類の燃料集合体のうち少なくとも一部の種類の燃料集
合体では、平均濃縮度との組み合せにおいて減速材対燃
料比が異なつていることを特徴とする原子炉炉心。 2、前記多種類の燃料集合体が、濃縮度の高い燃料集合
体ほど減速材対燃料比が大きくなつている特許請求の範
囲第1項記載の原子炉炉心。 3、前記減速材対燃料比が、ウォータロッド断面積によ
つて決められる特許請求の範囲第1項又は第2項記載の
原子炉炉心。 4、前記ウォータロッド断面積が、4本の燃料棒を除去
して挿入される大径のウォータロッドで決められる特許
請求の範囲第3項記載の原子炉炉心。 5、前記ウォータロッド断面積が、燃料棒を除去して挿
入されるウォータロッドの本数の増減で決められる特許
請求の範囲第3項記載の原子炉炉心。 6、前記原子炉炉心が、その最外周部に減速材対燃料比
の低い燃料集合体が配置してある原子炉炉心である特許
請求の範囲第1項から第5項までの何れか一項記載の原
子炉炉心。
[Scope of Claims] 1. In a nuclear reactor core in which an initial loading core is constructed by combining many types of fuel assemblies with different average enrichments, at least some types of fuel among the many types of fuel assemblies are provided. In the aggregate, a nuclear reactor core characterized by different moderator-to-fuel ratios in combination with average enrichment. 2. The nuclear reactor core according to claim 1, wherein among the multiple types of fuel assemblies, fuel assemblies with higher enrichment levels have a larger moderator-to-fuel ratio. 3. The nuclear reactor core according to claim 1 or 2, wherein the moderator to fuel ratio is determined by the cross-sectional area of the water rod. 4. The nuclear reactor core according to claim 3, wherein the cross-sectional area of the water rod is determined by a large diameter water rod inserted after removing four fuel rods. 5. The nuclear reactor core according to claim 3, wherein the cross-sectional area of the water rods is determined by increasing or decreasing the number of water rods inserted after removing fuel rods. 6. Any one of claims 1 to 5, wherein the nuclear reactor core is a nuclear reactor core in which a fuel assembly with a low moderator-to-fuel ratio is arranged at its outermost periphery. The nuclear reactor core described.
JP61020937A 1986-01-31 1986-01-31 Nuclear reactor core Pending JPS62179690A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61020937A JPS62179690A (en) 1986-01-31 1986-01-31 Nuclear reactor core

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61020937A JPS62179690A (en) 1986-01-31 1986-01-31 Nuclear reactor core

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS62179690A true JPS62179690A (en) 1987-08-06

Family

ID=12041121

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61020937A Pending JPS62179690A (en) 1986-01-31 1986-01-31 Nuclear reactor core

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS62179690A (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58131588A (en) * 1982-02-01 1983-08-05 株式会社東芝 Boiling-water reactor
JPS6079288A (en) * 1983-10-07 1985-05-07 株式会社日立製作所 Nuclear reactor and method of charging fuel in nuclear reactor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58131588A (en) * 1982-02-01 1983-08-05 株式会社東芝 Boiling-water reactor
JPS6079288A (en) * 1983-10-07 1985-05-07 株式会社日立製作所 Nuclear reactor and method of charging fuel in nuclear reactor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1085525B1 (en) Light water reactor core and fuel assembly
JP3036810B2 (en) Fuel assembly
US5337337A (en) Fuel assembly
JPS646421B2 (en)
JP3124046B2 (en) LWR fuel assemblies
JPS60201284A (en) Fuel aggregate
JPS62179690A (en) Nuclear reactor core
JP4046870B2 (en) MOX fuel assembly
EP0613152A1 (en) Mid-enrichment axial blanket for a nuclear reactor fuel rod
JP2966877B2 (en) Fuel assembly
JPS6361990A (en) Fuel aggregate
JP2610254B2 (en) Boiling water reactor
JPS61147183A (en) Fuel aggregate
JP3894784B2 (en) Fuel loading method for boiling water reactor
JP3441149B2 (en) Reactor core
JPH0886894A (en) Mox fuel assembly
JPH02232595A (en) Fuel loading of boiling nuclear reactor
JPS5826292A (en) Fuel assembly
JPH09166678A (en) Mox fuel assembly
JPH0868886A (en) Mox fuel assembly for pwr
JPH05323072A (en) Fuel assembly for pressurized water reactor
JPH0452914B2 (en)
JPH1068789A (en) Mox fuel assembly and reactor core
JPS61147184A (en) Fuel aggregate
JPS59102188A (en) Fuel assembly