JPS63187191A - 燃料集合体 - Google Patents
燃料集合体Info
- Publication number
- JPS63187191A JPS63187191A JP62018430A JP1843087A JPS63187191A JP S63187191 A JPS63187191 A JP S63187191A JP 62018430 A JP62018430 A JP 62018430A JP 1843087 A JP1843087 A JP 1843087A JP S63187191 A JPS63187191 A JP S63187191A
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- JP
- Japan
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- fuel
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- fuel rods
- rods
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- 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
Links
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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
Landscapes
- Inert Electrodes (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〕
本発明は軽水冷却型原子炉の燃料集合体に係り、特にそ
の使用途中の燃料集合体の再組立てに関する。
の使用途中の燃料集合体の再組立てに関する。
従来、特開昭６１−１２９５９４号公報「軽水減速型原
子炉」で知られる炉心では、第２図に示すように炉心を
半径方向に分割して燃料の水素対ウラン原子数比（以下
Ｈ／Ｕと略す）の異なる領域を設け、燃料の寿命前半は
Ｈ／Ｕの小さい高転換領域に装荷し、後半はＨ／Ｕの大
きいバーナ領域に装荷する炉心構成をとっている。すな
わち、炉心滞在期間前半はＨ／Ｕが小さく、中性子スペ
クトルの硬い領域（高転換領域）に装荷し、燃料親物質
の核分裂性物質への転換を図り、炉心滞在期間後半はＨ
／Ｕが大きく中性子スペクトルの軟い領域（バーナ領域
）に装荷し核分裂性物質の効率よく燃焼させることを意
図している。このときの、中性子無限増倍率の燃焼度依
存性を第３図に示す、新燃料が装荷される高転換領域は
、中性子無限増倍率が低く、燃焼の進んだ燃料が装荷さ
れるバーナ領域は中性子無限増倍率が高くなるため、二
つの領域間での出力ミスマツチを低減できる。
子炉」で知られる炉心では、第２図に示すように炉心を
半径方向に分割して燃料の水素対ウラン原子数比（以下
Ｈ／Ｕと略す）の異なる領域を設け、燃料の寿命前半は
Ｈ／Ｕの小さい高転換領域に装荷し、後半はＨ／Ｕの大
きいバーナ領域に装荷する炉心構成をとっている。すな
わち、炉心滞在期間前半はＨ／Ｕが小さく、中性子スペ
クトルの硬い領域（高転換領域）に装荷し、燃料親物質
の核分裂性物質への転換を図り、炉心滞在期間後半はＨ
／Ｕが大きく中性子スペクトルの軟い領域（バーナ領域
）に装荷し核分裂性物質の効率よく燃焼させることを意
図している。このときの、中性子無限増倍率の燃焼度依
存性を第３図に示す、新燃料が装荷される高転換領域は
、中性子無限増倍率が低く、燃焼の進んだ燃料が装荷さ
れるバーナ領域は中性子無限増倍率が高くなるため、二
つの領域間での出力ミスマツチを低減できる。
こうした炉心を構成する燃料としては、高転換領域から
バーナ領域に燃料を移す際に、燃料集合体を再組立てし
、燃料棒本数を減らすとともに、燃料捧聞隔を広げたり
水ロッドを装荷して減速材の量を増やして、Ｈ／Ｕが大
きくなるようにしている。
バーナ領域に燃料を移す際に、燃料集合体を再組立てし
、燃料棒本数を減らすとともに、燃料捧聞隔を広げたり
水ロッドを装荷して減速材の量を増やして、Ｈ／Ｕが大
きくなるようにしている。
この従来技術の沸騰水型原子炉では、高転換領域に置か
れた燃料集合体は、第４図に示すような軸方向ボイド率
分布により集合体上部のボイド率が高い領域で、核分裂
親物質の核分裂性物質（プルトニウム）への転換が進み
、この燃料棒をバーナ領域に持ち込んだ場合には、集合
体上部で出方が増大し、上ふくらみの出力分布となり、
最大線出力密度が増大するという問題がある。
れた燃料集合体は、第４図に示すような軸方向ボイド率
分布により集合体上部のボイド率が高い領域で、核分裂
親物質の核分裂性物質（プルトニウム）への転換が進み
、この燃料棒をバーナ領域に持ち込んだ場合には、集合
体上部で出方が増大し、上ふくらみの出力分布となり、
最大線出力密度が増大するという問題がある。
本発明の目的は、こうした高転換バーナ炉におけるバー
ナ領域での上ふくらみの出力分布となる特性を改善する
ことにある。
ナ領域での上ふくらみの出力分布となる特性を改善する
ことにある。
上記目的は、燃料集合体を再組立する際に、上・下反転
した燃料棒と反転しない燃料棒と組合わせて燃料集合体
を構成することによって達成することができる。
した燃料棒と反転しない燃料棒と組合わせて燃料集合体
を構成することによって達成することができる。
燃料棒を反転させる技術については特開昭５１−８９９
９１号公報「燃料集合体」がある、これは全燃料棒を反
転させるものであり、一様な格子の一領域炉心では、出
力分布が平坦化され有効である。
９１号公報「燃料集合体」がある、これは全燃料棒を反
転させるものであり、一様な格子の一領域炉心では、出
力分布が平坦化され有効である。
しかし、生成された核分裂性物質（プルトニウム）を積
極的に燃やすバーナ領域をもつ高転換バーナ炉では、全
燃料棒を反転させると出力分布が下ふくらみとなりすぎ
て好ましくない。
極的に燃やすバーナ領域をもつ高転換バーナ炉では、全
燃料棒を反転させると出力分布が下ふくらみとなりすぎ
て好ましくない。
高転換領域から取り出された燃料は上部で燃料の転換が
進み核分裂性物質（プルトニウム）が多量に形成されて
いる。バーナ領域で、上・下を反転させた燃料棒と反転
させない燃料棒とを隣接させることにより、集合体の下
部では反転燃料棒の反応度が高いため、そこで生じた中
性子の拡散により１反転させない燃料棒の核反応が進み
、出力が増大する。また、集合体の上部では１反転させ
ない燃料棒の反応度が高いため、そこで生じた中性子の
拡散により、反転燃料棒の核反応が進み、出力が増大す
る。この結果、バーナ領域の燃料棒は一様に燃えること
になり、軸方向一様な出力分布を得ることができる。
進み核分裂性物質（プルトニウム）が多量に形成されて
いる。バーナ領域で、上・下を反転させた燃料棒と反転
させない燃料棒とを隣接させることにより、集合体の下
部では反転燃料棒の反応度が高いため、そこで生じた中
性子の拡散により１反転させない燃料棒の核反応が進み
、出力が増大する。また、集合体の上部では１反転させ
ない燃料棒の反応度が高いため、そこで生じた中性子の
拡散により、反転燃料棒の核反応が進み、出力が増大す
る。この結果、バーナ領域の燃料棒は一様に燃えること
になり、軸方向一様な出力分布を得ることができる。
以下１本発明を実施例により詳細に説明する。
第１図は１本発明になる再組立方法によって作られた燃
料集合体の断面図を示す、この図には、再組立前の燃料
集合体の断面図も並記している。燃料集合体１は六角形
のチャンネルボックス２内に三角格子に配列した燃料棒
３および制御棒４が配置される。再組立後の燃料集合体
１内には、本数を減少させた燃料棒３．制御棒４の他に
水ロッド５が配置され、Ｈ／Ｕを大きくしている。燃料
棒３のうちの３′は上・下を反転させた燃料棒である。
料集合体の断面図を示す、この図には、再組立前の燃料
集合体の断面図も並記している。燃料集合体１は六角形
のチャンネルボックス２内に三角格子に配列した燃料棒
３および制御棒４が配置される。再組立後の燃料集合体
１内には、本数を減少させた燃料棒３．制御棒４の他に
水ロッド５が配置され、Ｈ／Ｕを大きくしている。燃料
棒３のうちの３′は上・下を反転させた燃料棒である。
高転換領域から取出された一体の燃料集合体から二律の
バーナ領域の燃料集合体を作る場合、取出された燃料集
合体の内部の半分の燃料棒を逆転したときの燃焼度分布
を、反転しない時の燃焼度分布と比較して第５図に示す
、半分の燃料棒を反転させた時には、燃焼度分布は図の
ように上・不対称となる。
バーナ領域の燃料集合体を作る場合、取出された燃料集
合体の内部の半分の燃料棒を逆転したときの燃焼度分布
を、反転しない時の燃焼度分布と比較して第５図に示す
、半分の燃料棒を反転させた時には、燃焼度分布は図の
ように上・不対称となる。
沸騰水型原子炉では、集合体内部において冷却水の沸騰
が起こるため、集合体下部でボイド率が低く、集合体の
上部でボイド率が高い。燃料棒を反転させないで作った
燃料集合体を使用した場合と、半分の燃料棒を反転させ
て作った燃料集合体を使用した場合の軸方向出力分布を
比較して第６図に示す、ボイド率が低い集合体下部では
反応度が高いため、半分の燃料棒を反転させて作った燃
料集合体では下ピークの出力分布となる。従って。
が起こるため、集合体下部でボイド率が低く、集合体の
上部でボイド率が高い。燃料棒を反転させないで作った
燃料集合体を使用した場合と、半分の燃料棒を反転させ
て作った燃料集合体を使用した場合の軸方向出力分布を
比較して第６図に示す、ボイド率が低い集合体下部では
反応度が高いため、半分の燃料棒を反転させて作った燃
料集合体では下ピークの出力分布となる。従って。
反転燃料棒を多くすることは、出力分布が下ふくらみと
なりすぎて良くない。結局、軸方向出力分布を平坦化す
るには１０〜２０％の燃料棒を反転すれば良い、１０〜
２０％の燃料棒を反転して再組立した燃料集合体の軸方
向出力分布を第６図に一点鎖線で示す。得られた出力分
布は平坦となり、反転しない場合に比べて最大線出力密
度を２０％低減することができる。
なりすぎて良くない。結局、軸方向出力分布を平坦化す
るには１０〜２０％の燃料棒を反転すれば良い、１０〜
２０％の燃料棒を反転して再組立した燃料集合体の軸方
向出力分布を第６図に一点鎖線で示す。得られた出力分
布は平坦となり、反転しない場合に比べて最大線出力密
度を２０％低減することができる。
第７図は本発明で使用する燃料棒の縦断面図である。燃
料棒は上下反転様せても良いように上・不対称構造とす
る。燃料棒は被覆管６の中に燃料ペレット７を積重ねた
構造となっており、上・下端をスプリング８で固定して
いる。このスプリング領域はガスブレナム９として核分
裂生成ガスを蓄積できるようになっている。
料棒は上下反転様せても良いように上・不対称構造とす
る。燃料棒は被覆管６の中に燃料ペレット７を積重ねた
構造となっており、上・下端をスプリング８で固定して
いる。このスプリング領域はガスブレナム９として核分
裂生成ガスを蓄積できるようになっている。
第８図は本発明の燃料集合体再組立法の他の実施例を示
す。本発明の燃料果合体は、チャンネルボックス２で囲
まれた集合体内部に二重の隔壁１．０が設けられており
、その間隙１１に減速材としての未飽和の冷却水が流れ
る構造となっている。
す。本発明の燃料果合体は、チャンネルボックス２で囲
まれた集合体内部に二重の隔壁１．０が設けられており
、その間隙１１に減速材としての未飽和の冷却水が流れ
る構造となっている。
チャンネルボックスと隔壁で囲まれた四つのボックス領
域１２には燃料棒３が配置されている。この燃料棒はボ
ックス単位で取はすしが可能であり、燃焼サイクルの途
中で、一部の燃料棒の上下を反転させ、燃料集合体を再
構成することができる。
域１２には燃料棒３が配置されている。この燃料棒はボ
ックス単位で取はすしが可能であり、燃焼サイクルの途
中で、一部の燃料棒の上下を反転させ、燃料集合体を再
構成することができる。
このように燃料集合体を再組立することにより、出力分
布を平坦化し燃料を一様に燃やすことが可能である。
布を平坦化し燃料を一様に燃やすことが可能である。
また、バーナ領域燃料集合体の反応度が増大するため、
炉心全体の余剰反応度をおさえることができ、炉停市余
裕を増大させることができる。
炉心全体の余剰反応度をおさえることができ、炉停市余
裕を増大させることができる。
本発明によれば、バーナ領域で使用する燃料集合体の軸
方向出力分布を平坦化し、高転換領域で作られた核分裂
性物質を効率良く燃焼させることができ、最大線出力密
度を低減化できる。
方向出力分布を平坦化し、高転換領域で作られた核分裂
性物質を効率良く燃焼させることができ、最大線出力密
度を低減化できる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、多数の燃料棒を束ねて燃料集合体として使用する原
子炉において、 原子炉から取出した前記燃料集合体内の前記燃料棒のう
ち、上・下を反転させた前記燃料棒と、上下を反転させ
ない前記燃料棒を組合せたことを特徴とする燃料集合体
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62018430A JPS63187191A (ja) | 1987-01-30 | 1987-01-30 | 燃料集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62018430A JPS63187191A (ja) | 1987-01-30 | 1987-01-30 | 燃料集合体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63187191A true JPS63187191A (ja) | 1988-08-02 |
Family
ID=11971430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62018430A Pending JPS63187191A (ja) | 1987-01-30 | 1987-01-30 | 燃料集合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63187191A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013510313A (ja) * | 2009-11-06 | 2013-03-21 | シーレイト リミテッド ライアビリティー カンパニー | 核分裂反応炉における核燃料アセンブリを移動するための方法及びシステム |
| US9786392B2 (en) | 2009-11-06 | 2017-10-10 | Terrapower, Llc | Methods and systems for migrating fuel assemblies in a nuclear fission reactor |
| US9799416B2 (en) | 2009-11-06 | 2017-10-24 | Terrapower, Llc | Methods and systems for migrating fuel assemblies in a nuclear fission reactor |
| US9922733B2 (en) | 2009-11-06 | 2018-03-20 | Terrapower, Llc | Methods and systems for migrating fuel assemblies in a nuclear fission reactor |
| US10008294B2 (en) | 2009-11-06 | 2018-06-26 | Terrapower, Llc | Methods and systems for migrating fuel assemblies in a nuclear fission reactor |
-
1987
- 1987-01-30 JP JP62018430A patent/JPS63187191A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013510313A (ja) * | 2009-11-06 | 2013-03-21 | シーレイト リミテッド ライアビリティー カンパニー | 核分裂反応炉における核燃料アセンブリを移動するための方法及びシステム |
| JP2013510314A (ja) * | 2009-11-06 | 2013-03-21 | シーレイト リミテッド ライアビリティー カンパニー | 核分裂反応炉における核燃料アセンブリを移動するための方法及びシステム |
| US9786392B2 (en) | 2009-11-06 | 2017-10-10 | Terrapower, Llc | Methods and systems for migrating fuel assemblies in a nuclear fission reactor |
| US9799416B2 (en) | 2009-11-06 | 2017-10-24 | Terrapower, Llc | Methods and systems for migrating fuel assemblies in a nuclear fission reactor |
| US9922733B2 (en) | 2009-11-06 | 2018-03-20 | Terrapower, Llc | Methods and systems for migrating fuel assemblies in a nuclear fission reactor |
| US10008294B2 (en) | 2009-11-06 | 2018-06-26 | Terrapower, Llc | Methods and systems for migrating fuel assemblies in a nuclear fission reactor |
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