JPS62276491A - 高転換・バ−ナ型原子炉用燃料集合体 - Google Patents
高転換・バ−ナ型原子炉用燃料集合体Info
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- JPS62276491A JPS62276491A JP61119308A JP11930886A JPS62276491A JP S62276491 A JPS62276491 A JP S62276491A JP 61119308 A JP61119308 A JP 61119308A JP 11930886 A JP11930886 A JP 11930886A JP S62276491 A JPS62276491 A JP S62276491A
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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
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】
３、発明の詳細な説明
〔発明の目的〕
（ｌＬ業上の利用分野）
本発明は沸騰水型原子炉等の軽水型動力炉の炉心に装荷
される燃料集合体に係り、１ｚＩに高転換・バー大型原
子炉用燃料集合体に関する。
される燃料集合体に係り、１ｚＩに高転換・バー大型原
子炉用燃料集合体に関する。
（従来の技術）
軽水型動力炉（ＬＷＲ）の炉心に装荷される燃料の中に
は、低エネルギの中性子を捕獲して核分裂反応を起こす
ウラン２３５等の核燃料と、中性子を吸収して核分裂性
物質に変わるウラン２３８等の親物質が含まれている。
は、低エネルギの中性子を捕獲して核分裂反応を起こす
ウラン２３５等の核燃料と、中性子を吸収して核分裂性
物質に変わるウラン２３８等の親物質が含まれている。
このため、沸騰水型原子炉等の軽水型動力炉から取り出
された使用済燃料の中には、核燃料となるプルトニウム
２３９等が蓄積されており、このプルトニウム２３９等
を使用済燃料の再処理により回収し、回収されたプルト
ニウム２３９等を高速増殖炉（ＦＢＲ）に使用して核燃
料の有効利用を図れば、理想的な核燃料サイクルが得ら
れることが知られている。
された使用済燃料の中には、核燃料となるプルトニウム
２３９等が蓄積されており、このプルトニウム２３９等
を使用済燃料の再処理により回収し、回収されたプルト
ニウム２３９等を高速増殖炉（ＦＢＲ）に使用して核燃
料の有効利用を図れば、理想的な核燃料サイクルが得ら
れることが知られている。
しかしながら、高速増殖炉の建設コストは軽水型動力炉
に比べて著しく高いために、高速増殖炉の実用化にとっ
てネックになっており、高速増殖炉の実用化時期が遠の
いたという認識が一般的である。このような現状では多
くのプルトニウムが蓄積されたままとなり、核燃料とし
て有効に利用されないという不都合がある。
に比べて著しく高いために、高速増殖炉の実用化にとっ
てネックになっており、高速増殖炉の実用化時期が遠の
いたという認識が一般的である。このような現状では多
くのプルトニウムが蓄積されたままとなり、核燃料とし
て有効に利用されないという不都合がある。
最近では１．ａ速増殖炉を実用化する以前に、ブシトニ
ウム２３９等を核燃料として再活用する原子炉の研究が
積極的に進められており、これに適した原子炉として高
転換・バーナ型原子炉が開発されている。高転換・バー
ナ型原子炉は、一般にその炉心内部が高転換領域とバー
ナ領域に分かれている。例えば高転換領域は炉心中心部
に位置し、燃料集合体が密に配設され、ウラン２３８等
の親物質をプルトニウム２３９等の核燃料物質に変える
ことく以下、転換という）を目的としている。
ウム２３９等を核燃料として再活用する原子炉の研究が
積極的に進められており、これに適した原子炉として高
転換・バーナ型原子炉が開発されている。高転換・バー
ナ型原子炉は、一般にその炉心内部が高転換領域とバー
ナ領域に分かれている。例えば高転換領域は炉心中心部
に位置し、燃料集合体が密に配設され、ウラン２３８等
の親物質をプルトニウム２３９等の核燃料物質に変える
ことく以下、転換という）を目的としている。
また、バーナ領域は炉心周辺部に位置し、燃料集合体が
粗に配設され、燃料の燃焼向上を目的としている。
粗に配設され、燃料の燃焼向上を目的としている。
一般に、炉心内のある領域が高転換領域となるかバーナ
領域となるかは減速材対燃料比（以下、水対ウラン比と
いう）の大小によって決まる。つまり、燃料集合体が粗
に配設され、水対ウラン比が大きければ水すなわち減速
材が多いので、燃料から発生する高速中性子は減速され
て熱中性子となり他の燃料の核分裂を促進し、その領域
はバーナ領域となる。また、燃料集合体が密に配設され
水対ウラン比が小さければ減速材が少ないので、燃料か
ら発生する高速中性子はあまり減速されず、高速中性子
のままか中速中性子になるため、他の燃料の転換を促進
し、その領域は高転換領域となる。
領域となるかは減速材対燃料比（以下、水対ウラン比と
いう）の大小によって決まる。つまり、燃料集合体が粗
に配設され、水対ウラン比が大きければ水すなわち減速
材が多いので、燃料から発生する高速中性子は減速され
て熱中性子となり他の燃料の核分裂を促進し、その領域
はバーナ領域となる。また、燃料集合体が密に配設され
水対ウラン比が小さければ減速材が少ないので、燃料か
ら発生する高速中性子はあまり減速されず、高速中性子
のままか中速中性子になるため、他の燃料の転換を促進
し、その領域は高転換領域となる。
高転換・バーナ型原子炉の一種として、上記の高転換領
域およびバーナ領域とは別に燃料集合体自体をさらに高
転換部とバーナ部に分け、かつ上Ｆ逆転して再装荷可能
とした形式のものが考えられている。
域およびバーナ領域とは別に燃料集合体自体をさらに高
転換部とバーナ部に分け、かつ上Ｆ逆転して再装荷可能
とした形式のものが考えられている。
この形式の高転換・バーナ型原子炉用燃料集合体は、上
部が密に構成されて高転換部となり、下部が粗に構成さ
れてバーナ部となる。燃料集合体の寿命前半期において
は、炉心の中心部の高転換領域にＬ）転換部を上にして
装荷する。原子炉が運転されＣ高転換部は転換が進み核
分裂物質が蓄積される。また、バーナ部は燃料が燃焼し
て消費される。燃料集合体の寿命後半期においては、炉
心の中心部の高転換領域にあった燃料集合体を炉心の周
辺部のバーナ領域へ移し、核分裂物質が蓄積された高転
換部を下にして再装荷する。再装荷されることにより燃
料集合体の高転換部はバーナ部となり、蓄積された核分
裂物質が燃焼する。燃料集合体の上下を逆転させて再装
荷するのは、ボイド効果を利用しているからである。す
なわら、一般に沸臆水型原子炉の場合、燃料集合体の上
部は蒸気が発生して水すなわち減速材の体積が減少して
いるため転換が促進され、燃料集合体の下部は蒸気の発
生が少なく、水寸なわら減速材の体積が多いため燃料の
燃焼が促進される（これをボイド効果という）からであ
る。
部が密に構成されて高転換部となり、下部が粗に構成さ
れてバーナ部となる。燃料集合体の寿命前半期において
は、炉心の中心部の高転換領域にＬ）転換部を上にして
装荷する。原子炉が運転されＣ高転換部は転換が進み核
分裂物質が蓄積される。また、バーナ部は燃料が燃焼し
て消費される。燃料集合体の寿命後半期においては、炉
心の中心部の高転換領域にあった燃料集合体を炉心の周
辺部のバーナ領域へ移し、核分裂物質が蓄積された高転
換部を下にして再装荷する。再装荷されることにより燃
料集合体の高転換部はバーナ部となり、蓄積された核分
裂物質が燃焼する。燃料集合体の上下を逆転させて再装
荷するのは、ボイド効果を利用しているからである。す
なわら、一般に沸臆水型原子炉の場合、燃料集合体の上
部は蒸気が発生して水すなわち減速材の体積が減少して
いるため転換が促進され、燃料集合体の下部は蒸気の発
生が少なく、水寸なわら減速材の体積が多いため燃料の
燃焼が促進される（これをボイド効果という）からであ
る。
（発明が解決しようとする問題点）
従来の一般的な沸ｎ！水型原子炉用燃利集合体の燃料棒
は核分裂生成ガスを蓄積させるためプレナム部を上部に
備えている。前述のような、上下逆転して再装荷可能と
した高転換・バーナ型原子炉用燃料集合体にこれを適用
すると様々な問題が生じることが考えられる。例えば、
燃料集合体の寿命後半期に炉心中心部の高転換領域にあ
った燃料集合体を上下逆転して炉心周辺部のバーナ領域
へ再装荷した場合、同一炉心内にプレナム部を上部に有
した燃料集合体とプレナム部を下部に有した燃料集合体
が混在することになる。特に、部分的に燃料集合体を上
下逆転させる場合もあり、このような場合に上記のよう
な混在は顕著となる。
は核分裂生成ガスを蓄積させるためプレナム部を上部に
備えている。前述のような、上下逆転して再装荷可能と
した高転換・バーナ型原子炉用燃料集合体にこれを適用
すると様々な問題が生じることが考えられる。例えば、
燃料集合体の寿命後半期に炉心中心部の高転換領域にあ
った燃料集合体を上下逆転して炉心周辺部のバーナ領域
へ再装荷した場合、同一炉心内にプレナム部を上部に有
した燃料集合体とプレナム部を下部に有した燃料集合体
が混在することになる。特に、部分的に燃料集合体を上
下逆転させる場合もあり、このような場合に上記のよう
な混在は顕著となる。
プレナム部の位置が異なると燃料有効長位置も変化する
。燃ｒ１集合体はその燃料有効長位ｌに対応した出力分
布を右するので、出力分布が異なる燃料集合体が混在す
ることになり、炉心全体としての出力分布はゆがみを生
じやすく、炉心設計が複雑となる。また、炉内には炉心
出力を測定する炉内計装用装置が設けられているが、炉
内の出力分布にゆがみが生じやすいと、炉心出力を正Ｇ
Ｍに把握することができず、炉心性能監視が困デ「とな
る。
。燃ｒ１集合体はその燃料有効長位ｌに対応した出力分
布を右するので、出力分布が異なる燃料集合体が混在す
ることになり、炉心全体としての出力分布はゆがみを生
じやすく、炉心設計が複雑となる。また、炉内には炉心
出力を測定する炉内計装用装置が設けられているが、炉
内の出力分布にゆがみが生じやすいと、炉心出力を正Ｇ
Ｍに把握することができず、炉心性能監視が困デ「とな
る。
本発明は、上記事情を考慮してなされたちので、上下逆
転しでも、炉心軸方向における燃料有効長位置の変化が
最小限となる高転換・バーナを原子炉用燃料集合体を提
供することを目的とづ゛る。
転しでも、炉心軸方向における燃料有効長位置の変化が
最小限となる高転換・バーナを原子炉用燃料集合体を提
供することを目的とづ゛る。
（問題点を解決するだめの手段）
本発明に係る高転換・バーナ型原子炉用燃料集合体は、
上部および下部タイブレートを備え、長尺と短尺の多数
の燃料棒がスペーサにて結束され、上記燃料棒内部に燃
料ベレットとプレナム部を有する燃料集合体において、
プレナム部を燃料集合体の軸方向中央部に設けている。
上部および下部タイブレートを備え、長尺と短尺の多数
の燃料棒がスペーサにて結束され、上記燃料棒内部に燃
料ベレットとプレナム部を有する燃料集合体において、
プレナム部を燃料集合体の軸方向中央部に設けている。
（作用）
プレナム部を燃料集合体の軸方向中央部に設けているの
で、燃料集合体を上下逆転して再装荷した場合でも、炉
心軸方向における燃料有効長位。
で、燃料集合体を上下逆転して再装荷した場合でも、炉
心軸方向における燃料有効長位。
置の変化を最小限に抑えることができる。
（実施例）
本発明に係る高転換・バーナ型原子炉用燃料集合体を第
１図および第２図を参照して説明する。
１図および第２図を参照して説明する。
第２図において燃料集合体１は多数の長尺燃料棒２と短
尺燃料棒３とを備えており、これらの燃料棒２．３はス
ペーサ４で結束され、保持される。
尺燃料棒３とを備えており、これらの燃料棒２．３はス
ペーサ４で結束され、保持される。
スペーサ４は軸方向に適宜間隔をおいて複数個設けられ
、かつ複数例えば６本の制御棒案内管５に支持される。
、かつ複数例えば６本の制御棒案内管５に支持される。
制御棒案内管５の上部および下部は上部タイブレート６
および下部タイブレート７を１１通するようにしてこれ
らのタイブレート６．７に固定される。タイブレート６
．７はハンドル８゜９を一体に有している。
および下部タイブレート７を１１通するようにしてこれ
らのタイブレート６．７に固定される。タイブレート６
．７はハンドル８゜９を一体に有している。
長尺燃料棒２および短尺燃料棒３は第１図（Ａ）および
＜［３）に示すように円筒状の燃料被覆管１０ａ、１０
ｂを備え、燃料被覆管１０ａ、１０ｂ内部に多数の燃料
ベレット１１ａ、１１ｂと核分裂生成ガスを蓄積させる
プレナム部１２ａ、１２ｂを有している。プレナム部１
２ａ、１２ｂは燃料集合体１の軸方向中央部に位置する
ように配設されている。プレナム部１２ａ、１２ｂには
燃料ペレット１１ａ、１１ｂを抑えるためのスプリング
１３ａ、１３ｂが設けられている。長尺燃料棒２は燃料
被覆管１０ａの両端部が同一形状Ｊ３よび構造の端栓１
４ａ、１４ｂにより閉塞される。短尺燃料棒３は燃料被
覆管１０ｂの両端部が形状および構造の異なる端栓１４
ｃ、１４ｄにより閉塞される。上部の端栓１４Ｇは上部
タイブレートに螺合されるような結合部を備えている。
＜［３）に示すように円筒状の燃料被覆管１０ａ、１０
ｂを備え、燃料被覆管１０ａ、１０ｂ内部に多数の燃料
ベレット１１ａ、１１ｂと核分裂生成ガスを蓄積させる
プレナム部１２ａ、１２ｂを有している。プレナム部１
２ａ、１２ｂは燃料集合体１の軸方向中央部に位置する
ように配設されている。プレナム部１２ａ、１２ｂには
燃料ペレット１１ａ、１１ｂを抑えるためのスプリング
１３ａ、１３ｂが設けられている。長尺燃料棒２は燃料
被覆管１０ａの両端部が同一形状Ｊ３よび構造の端栓１
４ａ、１４ｂにより閉塞される。短尺燃料棒３は燃料被
覆管１０ｂの両端部が形状および構造の異なる端栓１４
ｃ、１４ｄにより閉塞される。上部の端栓１４Ｇは上部
タイブレートに螺合されるような結合部を備えている。
また、下部の端栓１４ｄは流線形を形成している。長尺
燃料棒２は長さが約４ｍで短尺燃料棒は約２ｍとなって
いる。
燃料棒２は長さが約４ｍで短尺燃料棒は約２ｍとなって
いる。
上記実施例の燃料集合体は燃料棒のプレナム部を燃料集
合体の軸方向中央部に設けたため、燃料集合体の上下を
逆転して再装荷した場合でも、プレナム部の位置は変化
Ｖず、したがって、燃料有効長の位置も変化しない。ま
た、炉心全体で見た場合でも、上下方向が逆に装荷され
た燃料集合体が混在しても炉心全体の軸方向の燃料有効
長位置は実質的に変化しない。
合体の軸方向中央部に設けたため、燃料集合体の上下を
逆転して再装荷した場合でも、プレナム部の位置は変化
Ｖず、したがって、燃料有効長の位置も変化しない。ま
た、炉心全体で見た場合でも、上下方向が逆に装荷され
た燃料集合体が混在しても炉心全体の軸方向の燃料有効
長位置は実質的に変化しない。
本発明に係る高転換・バーナ型原子炉用燃料集合体は、
燃料棒内部のプレナム部を燃料集合体の軸方向中央部に
設けたので、燃料集合体の−Ｆ下を逆転して再装荷した
場合でも炉心軸方向における燃料有効長位置は変化しな
い。したがって、燃料有効長位置が変わった場合に発生
する炉心設計および炉心性能監視に係る問題点を未然に
防止することができる。
燃料棒内部のプレナム部を燃料集合体の軸方向中央部に
設けたので、燃料集合体の−Ｆ下を逆転して再装荷した
場合でも炉心軸方向における燃料有効長位置は変化しな
い。したがって、燃料有効長位置が変わった場合に発生
する炉心設計および炉心性能監視に係る問題点を未然に
防止することができる。
第１図（Ａ＞、（Ｂ）は本発明に係る高転換・バーナ型
原子炉用燃料集合体の一実施例に用いる長尺、短尺燃料
棒をそれぞれ示す断面図、第２図は上記実施例の燃料集
合体を示す側面図である。 １・・・燃料集合体、２・・・長尺燃料棒、３・・・短
尺燃料棒、４・・・スペーサ、５・・・制御棒案内管、
６・・・上部タイブレート、７・・・下部タイブレート
、８゜９・・・ハンドル、１０ａ、１０ｂ・・・燃料被
覆管、１１ａ、１１ｂ・・・燃料ペレット、１２ａ、１
２ｂ・・・プレナム部、１３ａ、１３ｂ・・・スプリン
グ、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、 １／Ｉｄ−・・端栓。 代理人弁理士 則 近 憲 佑 同 三 俣 弘 文（Ａ）
９１回 茶２回
原子炉用燃料集合体の一実施例に用いる長尺、短尺燃料
棒をそれぞれ示す断面図、第２図は上記実施例の燃料集
合体を示す側面図である。 １・・・燃料集合体、２・・・長尺燃料棒、３・・・短
尺燃料棒、４・・・スペーサ、５・・・制御棒案内管、
６・・・上部タイブレート、７・・・下部タイブレート
、８゜９・・・ハンドル、１０ａ、１０ｂ・・・燃料被
覆管、１１ａ、１１ｂ・・・燃料ペレット、１２ａ、１
２ｂ・・・プレナム部、１３ａ、１３ｂ・・・スプリン
グ、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、 １／Ｉｄ−・・端栓。 代理人弁理士 則 近 憲 佑 同 三 俣 弘 文（Ａ）
９１回 茶２回
Claims (1)
- 上部および下部タイプレートを備え、長尺と短尺の多数
の燃料棒がスペーサにて結束され、上記燃料棒内部に燃
料ペレットとプレナム部を有する燃料集合体において、
プレナム部を燃料集合体の軸方向中央部に設けたことを
特徴とする高転換・バーナ型原子炉用燃料集合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61119308A JPS62276491A (ja) | 1986-05-26 | 1986-05-26 | 高転換・バ−ナ型原子炉用燃料集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61119308A JPS62276491A (ja) | 1986-05-26 | 1986-05-26 | 高転換・バ−ナ型原子炉用燃料集合体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62276491A true JPS62276491A (ja) | 1987-12-01 |
Family
ID=14758212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61119308A Pending JPS62276491A (ja) | 1986-05-26 | 1986-05-26 | 高転換・バ−ナ型原子炉用燃料集合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62276491A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004301831A (ja) * | 2003-03-20 | 2004-10-28 | Hitachi Ltd | 沸騰水型軽水炉炉心及び燃料集合体 |
-
1986
- 1986-05-26 JP JP61119308A patent/JPS62276491A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004301831A (ja) * | 2003-03-20 | 2004-10-28 | Hitachi Ltd | 沸騰水型軽水炉炉心及び燃料集合体 |
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