JPS62299791A - 高速増殖炉 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は高速増殖炉に係り、特に出力分布が平坦で炉心
の小型化に好適な高速増殖炉に関する。

〔従来の技術〕

従来の高速増殖炉の炉心は、例えば特開昭５７−１１９
２８０号に記載のように、核分裂性物質の富化度が一様
な円柱状、の炉心領域の内部に、燃料親物質を主成分と
し、炉心径方向に拡がる円盤状の内部ブランケット領域
を設けることにより、炉心の軸方向及び径方向の出力分
布を平坦化していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、高速増殖炉では中性子の平均エネルギ−が高い
ため、炉心周辺部から炉心外部への中性子の洩れが大き
く、上記従来技術の場合、炉心周辺部の出力密度は炉心
中央付近の出力密度の約６０〜７０％であり、さらに出
力分布を平坦化する余地が残されていた。

本発明の目的は、炉心周辺部まで平坦な出力分布を有す
る高速増殖炉を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、炉心中央付近に円盤状の内部ブランケット
領域を設けるとともに、炉心周辺部の燃料の核分裂性物
質の富化度を、内側の領域よりも大きくすることにより
達成される。この場合、炉心周辺部とは、径方向では炉
心半径の約０．８倍よりも外側の領域を、軸方向では炉
心上下端より、炉心高さの約０．２　倍以内の領域を指
す。

〔作用〕

高速増殖炉では、炉心の中性子の平均エネルギーが高い
ため、炉心周辺部から外部ブランケット部への中性子の
洩れの効果が大きく、中性子束分布は炉心の中央付近で
大きく１周辺部で小さいものどなっている。そこで、周
辺部に装荷される燃料の核分裂性物質の富化度を、内側
の領域よりも高くすることにより、マクロ核分裂反応断
面積も大きくなる。出力密度はその領域での核分裂反応
率、すなわち、中性子束とマクロ核分裂反応断面積との
積に比例するから、核分裂性物質の富化度を適切に選択
することにより、炉心周辺部まで平坦な出力分布を得る
ことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について説明する。第１図は、本
発明による炉心構成の一例であり、炉心は内部ブランケ
ット３及びこれを取囲む低富化度領域１１、さらにその
外側の高富化度領域２とから構成されている。図中４，
５はそれぞれ径方向、軸方向ブランケットである。この
ような炉心構成においては、高富化度領域の径方向厚さ
ｔｌを炉心直径りの３〜７％、軸方向厚さｔｘ　Ｔ　ｔ
ｓをそれぞれ炉心高さＨの５〜２０％とし、高富化度領
域の富化度を低富化度領域の富化度の１．１〜１．３倍
とすることにより出力分布平坦化が実現できる。次に本
発明による炉心の出力分布平坦化特性を計算した結果に
ついて説明する。炉心の設計パラメータを次の第１表に
示した。

第　　　１　　　表 これに基づいて計算した本発明の炉心の径方向出力分布
を第２図に、軸方向出力分布を第：３図に、それぞれ従
来技術に基づく炉心と比較して示す。

第２図及び第３図において、実線が本発明に基づく炉心
、破線が従来技術に基づく炉心の出力分布をそれぞれ示
している。第２図より径方向の出力ビーキング係数は本
発明により約４％、従来技術に比べ低減することがわか
る。同様に、第３図より軸方向の出力ビーキング係数は
、本発明により約３％従来技術に比べ低減されることが
わかる。

以上より、全出力ビーキング係数は約７％低減される。

次に本発明のその他の実施例を第４図及び第５図を用い
て説明する。これらの実施例では、運転初期に制御棒６
が炉心上部から中途挿入されろ場合の軸方向出力分布の
下方ピークを低減するのに好適である。このために第４
図では、高富化度領域の軸方向厚さを炉心上部で厚く、
すなわちｔ２＞　ｔ、　ａとした構成としている。また
、第５図では、内部ブランケット３を炉心の軸方向中心
よりも、その中心が下方に位置するように配置している
。

その他、高富化度領域を炉心の径方向周辺部のみとする
実施例や、炉心の上下端のみとする実施例、及びこれら
と第４図、第５図の場合の組み合わせが考えられる。ま
た、第１図及び第４図、第５図で、内部ブランケットの
代わりに、低富化度領域よりもさらに核分裂性物質の富
化度の低い燃料からなる炉心領域を配置した構成も実施
例として考えられる。

なお、以上の実施例は、燃料としてはウランとプルトニ
ウムの混合酸化物を、冷却材としてはナトリウムを用い
たものであるが、これ以外の燃料。

冷却材を用いた場合にも本発明は適用可能である。

外側領域の径方向、軸方向の厚さの決め方について以下
で説明する。第６図は、外側領域の径方向厚さｔｌと炉
心直径りの比ｔ、ｘ／Ｄに対する、炉心の最大線出力の
変化を表したものである。第６図より、ｔ　１　／　Ｄ
を０．０７　以下とすることにより、最大線出力が低減
されることがわかる。最適値はｔ、１／Ｄが０．０５　
のときで、最大線出力は約４％、従来技術に比べ低減さ
れる。

第７図は、外側領域の軸方向厚さｔ、２と炉心高さＨの
比ｔ、　２　／　Ｈに対する、最大線出力の変化を表し
たものである。第７図より、ｔ、２／Ｈが０．２以下の
とき、最大線出力が低減されることがわかる。最適点は
、ｔ　２　／　Ｉ（が約０．１５　のときで最大線出力
は約３３％、従来技術に比べ低減される。

以上から、ｌ：１／Ｄを約０．０７　　、ｔｚ　／Ｈを
約０．１５　とすることにより、合わせて約７％の最大
線出力の低減が可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、炉心の出力ビーキング係数を従来技術
に比べ約７％低減できる。従って、同一の熱的制限条件
の下では、炉心体積あるいは燃料集合体体数を約７％従
来技術に比べ低減でき、プラント建設コスト及び燃料サ
イクルコストの低減に大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の高速増殖炉炉心の垂直断面
図、第２図は炉心の怪方向呂力分布を示す特性図、第３
図は炉心の軸方向出力分布を示す特性図、第４図、第５
図は本発明の他の実施例の高速増殖炉炉心の垂直断面図
、第６図は最大線出力（相対値）と炉心の外側領域径方
向厚さ／炉心直径との関係を示すグラフ図、第７図は最
大線出力（相対値）と炉心の外側領域径方向厚さ／炉心
直径との関係を示すグラフ図である。 】・・・低富化度領域、２・・・高富化度領域、３・・
・内部ブランケット、４・・・径方向ブランケット、５
・・・軸方向ブランケット、６・・・制御棒。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、核分裂性物質を富化した燃料を有する炉心領域と、
   前記炉心領域の内部にあって燃料親物質を主成分とする
   円盤状の内部ブラケット領域とからなる高速増殖炉にお
   いて、前記炉心領域を第１炉心領域と前記第１炉心領域
   を取り囲む第２炉心領域とから構成するとともに、前記
   第２炉心領域の径方向厚さを炉心直径の７％以下、軸方
   向厚さを炉心高さの２０％以下とし、前記第２炉心領域
   の核分裂性物質の富化度を前記第１炉心領域よりも高く
   したことを特徴とする高速増殖炉。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記内部ブラケッ
   ト領域を、核分裂性物質の富化度が前記第１炉心領域よ
   りも低い第３炉心領域で置き換えたことを特徴とする高
   速増殖炉。 前記第２炉心領域の軸方向厚さを炉心上側で厚く炉心下
   側で薄くしたことを特徴とする高速増殖炉。 ４、特許請求の範囲第１項または第２項または第３項に
   おいて、前記内部ブラケット領域、あるいは前記第３炉
   心領域の軸方向中心を炉心中心よりも下方としたことを
   特徴とする高速増殖炉。