JPS63241491A - 沸騰水型原子炉用燃料集合体 - Google Patents
沸騰水型原子炉用燃料集合体Info
- Publication number
- JPS63241491A JPS63241491A JP62074557A JP7455787A JPS63241491A JP S63241491 A JPS63241491 A JP S63241491A JP 62074557 A JP62074557 A JP 62074557A JP 7455787 A JP7455787 A JP 7455787A JP S63241491 A JPS63241491 A JP S63241491A
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- Japan
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- fuel
- boiling water
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- reactivity
- boiling
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- Pending
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims description 26
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 18
- 238000009835 boiling Methods 0.000 title claims description 17
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 15
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 15
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 6
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000003758 nuclear fuel Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
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
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (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〕
本発明は沸騰水型原子炉用燃料集合体に関し、特に高い
平均取出燃焼度を狙ったγＳＱ縮度のｌ！ｉ料集金集合
体するものである。
平均取出燃焼度を狙ったγＳＱ縮度のｌ！ｉ料集金集合
体するものである。
現在、我が国の沸騰水型原子炉で実用に供されている燃
料集合体の殆どは、８行８列の正方ｔδ子配列で２本の
ウォーターロ・ソドと共に６２本の燃料棒を束ねた形式
のものであり、その平均濃縮度は３．０ｗｔ％２３５Ｕ
として設計され、平均取出燃焼度ハ約３０（Ｊｄ ／
ｔ １’ する。
料集合体の殆どは、８行８列の正方ｔδ子配列で２本の
ウォーターロ・ソドと共に６２本の燃料棒を束ねた形式
のものであり、その平均濃縮度は３．０ｗｔ％２３５Ｕ
として設計され、平均取出燃焼度ハ約３０（Ｊｄ ／
ｔ １’ する。
今後、例えば４．０ＧＦ１ｄ／ ｔ４］後の高い平均取
出燃焼度を目指す場合、従来の燃料集合体ではＨ／ Ｕ
比が小さいため、特に以下のような欠点が指摘される。
出燃焼度を目指す場合、従来の燃料集合体ではＨ／ Ｕ
比が小さいため、特に以下のような欠点が指摘される。
すなわち、
（１） ボイド係数の絶対値が大きくなり、タービン
トリップ等の原子炉圧力上昇時に急激に炉出力が上昇す
るため、炉の制御性が悪化する。
トリップ等の原子炉圧力上昇時に急激に炉出力が上昇す
るため、炉の制御性が悪化する。
（２） 最適Ｈ／ Ｕと比べてＨ／ Ｕ値が小さく、
反応度が低くなるため経済性が低下する。
反応度が低くなるため経済性が低下する。
（３１Ｈ／Ｕが最適点よりかなりずれろため、出力運転
状態（炉心平均で約４０％ボイド率）の反応度ｋ・ｌ
（４０）と、それよりも大きい常；昌時の反応度ｋ ｏ
ｏ （ｃｏ ｌ ｄ）との差が大きくなって、炉停止余
裕の条件が厳しくなる。
状態（炉心平均で約４０％ボイド率）の反応度ｋ・ｌ
（４０）と、それよりも大きい常；昌時の反応度ｋ ｏ
ｏ （ｃｏ ｌ ｄ）との差が大きくなって、炉停止余
裕の条件が厳しくなる。
本発明は、比較的高い平均取出燃焼度を目指す沸騰水型
原子炉用の燃料集合体において、ボイド率の改善と、熱
中性子の有効利用による経済性の向上、および炉停止余
裕の改善を目的とするものである。
原子炉用の燃料集合体において、ボイド率の改善と、熱
中性子の有効利用による経済性の向上、および炉停止余
裕の改善を目的とするものである。
本発明の沸騰水型原子炉用燃料集合体は、平均ａｗＪ度
が３．５ｗｔ％２３５Ｕ以上の沸騰水型原子炉用燃料ｆ
ＪＳ合体において、外側ギャップとウォータース１−ラ
クチャー内の非沸騰部の面積をＳ ｕｂ、チャンネルボ
ックス内の沸騰部の面積をＳｂ１燃別部の面精をＳ ｕ
ｏ２ とするとき、 Ｓ ｕｈ ／ （Ｓ ｕｂ＋Ｓ ｂ）≧０．３７および
Ｓｕｂ／５ｕｏ２≧１．１０ を満足するように構成することで前述の目的を達成した
ものである。
が３．５ｗｔ％２３５Ｕ以上の沸騰水型原子炉用燃料ｆ
ＪＳ合体において、外側ギャップとウォータース１−ラ
クチャー内の非沸騰部の面積をＳ ｕｂ、チャンネルボ
ックス内の沸騰部の面積をＳｂ１燃別部の面精をＳ ｕ
ｏ２ とするとき、 Ｓ ｕｈ ／ （Ｓ ｕｂ＋Ｓ ｂ）≧０．３７および
Ｓｕｂ／５ｕｏ２≧１．１０ を満足するように構成することで前述の目的を達成した
ものである。
現行の燃料集合体は８行８列の正方格子配列で２木のウ
ォーターロンドと共に６２本の燃料棒を束ねた形式（８
Ｘｓ−２）であり、その平均濃縮度は３． Ｏａｔ％２
ｎＵであることは先に述べた通りである。本発明におい
ては、Ｓ ｕｂ／ （Ｓ ｕｂ＋ Ｓ ｂ） とＳｕｂ
／５ｕｏ２の各比を成る値以上に大きくすることによっ
て３．５ｗｔ％２３５Ｕより高い濃縮度の燃料集合体に
おいても現行の８Ｘ８−２燃料体と同程度のボイド係数
を与えるようにし、更に熱中性子の利用度を高めて一層
の炉停止余裕の改善を計ったものである。
ォーターロンドと共に６２本の燃料棒を束ねた形式（８
Ｘｓ−２）であり、その平均濃縮度は３． Ｏａｔ％２
ｎＵであることは先に述べた通りである。本発明におい
ては、Ｓ ｕｂ／ （Ｓ ｕｂ＋ Ｓ ｂ） とＳｕｂ
／５ｕｏ２の各比を成る値以上に大きくすることによっ
て３．５ｗｔ％２３５Ｕより高い濃縮度の燃料集合体に
おいても現行の８Ｘ８−２燃料体と同程度のボイド係数
を与えるようにし、更に熱中性子の利用度を高めて一層
の炉停止余裕の改善を計ったものである。
以下に３種類の燃料集合体について核的サーベイを行っ
た結果を示しながら、本究明の実施例を説明する。
た結果を示しながら、本究明の実施例を説明する。
現行の８行８列でウォーターロッド２本の燃料集合体を
例１ （８Ｘ８−２）とし、９行９列でウォーターロッ
ド５本の燃料集り体を例２ （９Ｘ９−５）とし、９
行９列で９セル分の太さのボックス状のウォーターロッ
ド１本を含む燃料集合体を例３ （９Ｘ９−９Ｑ）とし
て、これら燃料集合体の沸騰部面積ｓｂ、非沸騰部面積
Ｓ ｕｂ、および燃料（ＵＯ□）面積Ｓ ｕｏ２を比較
してみると第１表の通りである。
例１ （８Ｘ８−２）とし、９行９列でウォーターロッ
ド５本の燃料集り体を例２ （９Ｘ９−５）とし、９
行９列で９セル分の太さのボックス状のウォーターロッ
ド１本を含む燃料集合体を例３ （９Ｘ９−９Ｑ）とし
て、これら燃料集合体の沸騰部面積ｓｂ、非沸騰部面積
Ｓ ｕｂ、および燃料（ＵＯ□）面積Ｓ ｕｏ２を比較
してみると第１表の通りである。
第１表
Ｓ ｂ Ｓ ｕｂ Ｓ ｕｏｚ例１ （８
ｘ８−２） １０２．０ ４５，６ ５１．
８例２ （９ｘ９−５） ９９．８ ４８．０
５３．９例３（９ｘ９−ＱＱ） ９３．１
５８，９ ５１．０ここでＳ ｂ、、Ｓ ｕｂＸ
Ｓ Ｑ２についての特性をまとめろと、第２表の通りで
ある。
ｘ８−２） １０２．０ ４５，６ ５１．
８例２ （９ｘ９−５） ９９．８ ４８．０
５３．９例３（９ｘ９−ＱＱ） ９３．１
５８，９ ５１．０ここでＳ ｂ、、Ｓ ｕｂＸ
Ｓ Ｑ２についての特性をまとめろと、第２表の通りで
ある。
第２表
Ｓｕｂ／ （Ｓｕｂ＋Ｓｂ） Ｓｕｂ／ ５ｕｏ２
例１ 、 ０．３０９ ０．８８１例
２ ０．３２５ ０．８９１例３
０．３８８ １．１５４さらに、燃
料集合体の平均症１１６度について例１〜３を比較する
と、炉心平均で約４０％ボイド率のｋ（１）特性は第１
図に示す通りとなり、ボイド反応度特性は第２図の通り
となり、常温（２０℃）時の反応度ｋｏｏ（ｃｏｌｄｌ
と出力運転時（炉心平均で約４０％ボイド率）の反応度
ｋ ００ （４０）との差ｋ ｃｏ （ｅｏｌ ｄ）
−ｋ（１）（イ０）の特性（反応度変化特性）は第３図
の通りである。
例１ 、 ０．３０９ ０．８８１例
２ ０．３２５ ０．８９１例３
０．３８８ １．１５４さらに、燃
料集合体の平均症１１６度について例１〜３を比較する
と、炉心平均で約４０％ボイド率のｋ（１）特性は第１
図に示す通りとなり、ボイド反応度特性は第２図の通り
となり、常温（２０℃）時の反応度ｋｏｏ（ｃｏｌｄｌ
と出力運転時（炉心平均で約４０％ボイド率）の反応度
ｋ ００ （４０）との差ｋ ｃｏ （ｅｏｌ ｄ）
−ｋ（１）（イ０）の特性（反応度変化特性）は第３図
の通りである。
これら第１〜３図の特性から、設計に対して若干の依存
性（よあるものの、特に例３の９Ｘ９−９Ｑ燃精籾集会
は反応度が高く （第１図）、ボイ１：係数の絶対ｉ＋
ｔｉが小さく （第２図）、出力運転時と常温時の反応
度差が少ない（第３図）ことが明らかである。したがっ
て、第２表に示したように、Ｓ ｕｂ ／ （Ｓ ｕｂ
＋ Ｓ ｂ） と５ｔｉｂ／５ｕｏ２とを大きくした
ほうが現行の燃料集合体の問題点解決に都合がよい。
性（よあるものの、特に例３の９Ｘ９−９Ｑ燃精籾集会
は反応度が高く （第１図）、ボイ１：係数の絶対ｉ＋
ｔｉが小さく （第２図）、出力運転時と常温時の反応
度差が少ない（第３図）ことが明らかである。したがっ
て、第２表に示したように、Ｓ ｕｂ ／ （Ｓ ｕｂ
＋ Ｓ ｂ） と５ｔｉｂ／５ｕｏ２とを大きくした
ほうが現行の燃料集合体の問題点解決に都合がよい。
ここで特にボイド係数に着目して、平均８縮度を現行の
３．０ｗｔ％２３５Ｕより高くした場合、現行の３、
Ｏａｔ％２３５ＵのＲＷｊ度の８ｘ８−２ｆＡ料ｆＪＳ
、Ｆｊ体と同程度のボイド係数を与える燃料１合体を想
定（７て要求されルＳ ｕｂ ／ （Ｓ ｕｂ＋Ｓ ｂ
ｌ とＳｕｂ／５ｕｏ２との各比を求めてみろと第４
図および第５図の通りとなる１、つまり、第４，５図か
ら、例丸ば平均濃縮度が４．０ｗｔ％２３５Ｕ以上の場
合は、現行の８×８−２燃料束合体のボイド係数とほぼ
同等のボイド係数を得るためには次の条件が必要となる
１゜Ｓ ｕｂ ／ （Ｓ ｕｂ十Ｓ ｂ）≧０．３７Ｓ
ｕｂ／５ｕｏ２≧１．１０ 本発明においてこのような条件を満足するための燃料集
合体構成としては、例えば多数本のウォーターロッドを
有するもの或い（よ太い径のウォーターボックスを含む
ものなどが考丸られる。
３．０ｗｔ％２３５Ｕより高くした場合、現行の３、
Ｏａｔ％２３５ＵのＲＷｊ度の８ｘ８−２ｆＡ料ｆＪＳ
、Ｆｊ体と同程度のボイド係数を与える燃料１合体を想
定（７て要求されルＳ ｕｂ ／ （Ｓ ｕｂ＋Ｓ ｂ
ｌ とＳｕｂ／５ｕｏ２との各比を求めてみろと第４
図および第５図の通りとなる１、つまり、第４，５図か
ら、例丸ば平均濃縮度が４．０ｗｔ％２３５Ｕ以上の場
合は、現行の８×８−２燃料束合体のボイド係数とほぼ
同等のボイド係数を得るためには次の条件が必要となる
１゜Ｓ ｕｂ ／ （Ｓ ｕｂ十Ｓ ｂ）≧０．３７Ｓ
ｕｂ／５ｕｏ２≧１．１０ 本発明においてこのような条件を満足するための燃料集
合体構成としては、例えば多数本のウォーターロッドを
有するもの或い（よ太い径のウォーターボックスを含む
ものなどが考丸られる。
以上に述べたように、本発明によれば、燃料集合体の平
均取出燃焼度を高く設計する場合の高直縮度の燃料集合
体において、沸騰部の面積と非沸騰部の面積と燃料部の
面積とを一定の比以上に構成することによって、ボイド
係数の絶対値を現行の燃料集合体と同等に保ち、反応度
の低下も抑制して熱中性子の有効利用を果し、また出力
運転時と常温時の反応度差を制限して炉停止余裕も確保
することが可能となるものである。
均取出燃焼度を高く設計する場合の高直縮度の燃料集合
体において、沸騰部の面積と非沸騰部の面積と燃料部の
面積とを一定の比以上に構成することによって、ボイド
係数の絶対値を現行の燃料集合体と同等に保ち、反応度
の低下も抑制して熱中性子の有効利用を果し、また出力
運転時と常温時の反応度差を制限して炉停止余裕も確保
することが可能となるものである。
第１図は種々の燃料集合体について反応度ｋｏ。
と平均濃縮度の関係を示す線図、第２図は同じくボイド
反応度特性と平均濃縮度の関係を示すイネ図、第３図は
同じく出力運転時と常温時の反応度変化と平均濃縮度の
関係を示す線図、第４図は同じくボイド反応度特性とＳ
ｕｈ ／ （Ｓ ｕｂ＋Ｓ ｂ） との関係を示す
線図、第５図は同じくボイド反応度特性とＳｕｂ／５ｕ
ｏｚとの関係を示す線図である。
反応度特性と平均濃縮度の関係を示すイネ図、第３図は
同じく出力運転時と常温時の反応度変化と平均濃縮度の
関係を示す線図、第４図は同じくボイド反応度特性とＳ
ｕｈ ／ （Ｓ ｕｂ＋Ｓ ｂ） との関係を示す
線図、第５図は同じくボイド反応度特性とＳｕｂ／５ｕ
ｏｚとの関係を示す線図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 平均濃縮度が３．５ｗｔ％＾２＾３＾５Ｕ以上の沸騰水
型原子炉用燃料集合体において、外側ギャップとウオー
ターストラクチヤー内の非沸騰部の面積をＳｕｂ、チャ
ンネルボックス内の沸騰部の面積をＳｂ、燃料部の面積
をＳｕｏ＿２とするとき、 Ｓｕｂ／（Ｓｕｂ＋Ｓｂ）≧０．３７およびＳｕｂ／Ｓ
ｕｏ＿２≧１．１０ を満足するように構成されていることを特徴とする沸騰
水型原子炉用燃料集合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62074557A JPS63241491A (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 沸騰水型原子炉用燃料集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62074557A JPS63241491A (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 沸騰水型原子炉用燃料集合体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63241491A true JPS63241491A (ja) | 1988-10-06 |
Family
ID=13550650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62074557A Pending JPS63241491A (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 沸騰水型原子炉用燃料集合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63241491A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60127489A (ja) * | 1983-12-14 | 1985-07-08 | 株式会社東芝 | 燃料集合体 |
| JPS61159185A (ja) * | 1984-12-29 | 1986-07-18 | 株式会社日立製作所 | 核燃料集合体 |
| JPS62177486A (ja) * | 1986-01-31 | 1987-08-04 | 株式会社東芝 | 燃料集合体 |
| JPS6378093A (ja) * | 1986-09-22 | 1988-04-08 | 株式会社日立製作所 | 燃料集合体 |
-
1987
- 1987-03-30 JP JP62074557A patent/JPS63241491A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60127489A (ja) * | 1983-12-14 | 1985-07-08 | 株式会社東芝 | 燃料集合体 |
| JPS61159185A (ja) * | 1984-12-29 | 1986-07-18 | 株式会社日立製作所 | 核燃料集合体 |
| JPS62177486A (ja) * | 1986-01-31 | 1987-08-04 | 株式会社東芝 | 燃料集合体 |
| JPS6378093A (ja) * | 1986-09-22 | 1988-04-08 | 株式会社日立製作所 | 燃料集合体 |
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