JPS63311195A - 燃料集合体 - Google Patents
燃料集合体Info
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- JPS63311195A JPS63311195A JP62147061A JP14706187A JPS63311195A JP S63311195 A JPS63311195 A JP S63311195A JP 62147061 A JP62147061 A JP 62147061A JP 14706187 A JP14706187 A JP 14706187A JP S63311195 A JPS63311195 A JP S63311195A
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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
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (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、燃料集合体に係り、特に沸騰水型原子炉に適
用されてしかも高燃焼度燃料に好適な燃料集合体に関す
るものである。
用されてしかも高燃焼度燃料に好適な燃料集合体に関す
るものである。
燃焼度が零の新しい燃料集合体は、所定の期間、原子炉
の炉心内に装荷されており、寿命に達した後に使用済の
燃料集合体として炉心外に取出される。燃料集合体が炉
心内に装荷されている間に、燃料集合体を構成している
燃料棒内の核分裂性物質、すなわちウラン235が分裂
して熱を発生し、この熱が炉心に供給される冷却水に伝
えられる。
の炉心内に装荷されており、寿命に達した後に使用済の
燃料集合体として炉心外に取出される。燃料集合体が炉
心内に装荷されている間に、燃料集合体を構成している
燃料棒内の核分裂性物質、すなわちウラン235が分裂
して熱を発生し、この熱が炉心に供給される冷却水に伝
えられる。
沸騰水型原子炉であれば、冷却水はウラン235の核分
裂によって生じる熱により加熱されて蒸気になる。
裂によって生じる熱により加熱されて蒸気になる。
燃焼度が零の新しい燃料集合体は、所定期間の寿命を維
持するように、すなわち所定期間の末期においても所定
の核分裂を起こすように必要な濃縮度を有する燃料ペレ
ットを複数の燃料棒内に充填している。従ってこの新し
い燃料集合体は、炉心内に装荷された初期の時点では、
過剰量の核分裂性物質を有しており、初期余剰反応度を
有している。しかしながら、原子炉は、初期余剰反応度
を考慮して可燃性毒物及び制御棒を用いて、運転時に実
効増倍率を1に維持すると同時に原子炉の停止時に実効
増倍率を1未満に低下させるように制御される。
持するように、すなわち所定期間の末期においても所定
の核分裂を起こすように必要な濃縮度を有する燃料ペレ
ットを複数の燃料棒内に充填している。従ってこの新し
い燃料集合体は、炉心内に装荷された初期の時点では、
過剰量の核分裂性物質を有しており、初期余剰反応度を
有している。しかしながら、原子炉は、初期余剰反応度
を考慮して可燃性毒物及び制御棒を用いて、運転時に実
効増倍率を1に維持すると同時に原子炉の停止時に実効
増倍率を1未満に低下させるように制御される。
沸騰水型原子炉では、運転中に冷却水がウラン235に
よる核分裂によって加熱されて蒸気となる関係上、炉心
上部に向って蒸気のボイドが増大する。このようなボイ
ド分布により炉心における軸方向の出力分布は、下部に
ピークが生じる分布となる。沸騰水型原子炉における軸
方向の出力分布のゆがみは、上部領域におけるウラン2
35の濃縮度の増大もしくは下部領域における可燃性毒
物濃度の増大によって一様な分布に改善できる。
よる核分裂によって加熱されて蒸気となる関係上、炉心
上部に向って蒸気のボイドが増大する。このようなボイ
ド分布により炉心における軸方向の出力分布は、下部に
ピークが生じる分布となる。沸騰水型原子炉における軸
方向の出力分布のゆがみは、上部領域におけるウラン2
35の濃縮度の増大もしくは下部領域における可燃性毒
物濃度の増大によって一様な分布に改善できる。
ところで、沸騰水型原子炉の停止時には、炉心内での蒸
気の発生がなくなるので、上部領域では蒸気ボイドの量
が零の状態になる。このため、原子炉の停止時には、ボ
イドが排除されてボイドによる反応度抑制効果がなくな
る炉心上部領域、特に炉心上端部領域での反応度が炉心
下部領域のそれよりも大きくなる。すなわち、沸騰水型
原子炉における炉停止余裕が減少することになる。炉停
止余裕とは、炉心内に全制御棒を挿入して原子炉を停止
させた時にそれらの制御棒のうちで最も反応度効果の大
きな1本の制御棒(最大価値を有する制御棒)が炉心内
に挿入されない状態になったとしても、残りの制御棒に
て原子炉を冷温停止させて未臨界状態を維持する反応度
がらの余裕である。すなわち、特開昭58−17939
1号公報の3頁、下部右欄9〜16行に示されるように
、最大価値を有する制御棒が1本炉心から引抜かれた状
態になったとしても、実効増倍率が0.9962未満、
望ましくは0.99以下になることが要求される。
気の発生がなくなるので、上部領域では蒸気ボイドの量
が零の状態になる。このため、原子炉の停止時には、ボ
イドが排除されてボイドによる反応度抑制効果がなくな
る炉心上部領域、特に炉心上端部領域での反応度が炉心
下部領域のそれよりも大きくなる。すなわち、沸騰水型
原子炉における炉停止余裕が減少することになる。炉停
止余裕とは、炉心内に全制御棒を挿入して原子炉を停止
させた時にそれらの制御棒のうちで最も反応度効果の大
きな1本の制御棒(最大価値を有する制御棒)が炉心内
に挿入されない状態になったとしても、残りの制御棒に
て原子炉を冷温停止させて未臨界状態を維持する反応度
がらの余裕である。すなわち、特開昭58−17939
1号公報の3頁、下部右欄9〜16行に示されるように
、最大価値を有する制御棒が1本炉心から引抜かれた状
態になったとしても、実効増倍率が0.9962未満、
望ましくは0.99以下になることが要求される。
このような炉停止余裕を満足するために、特開昭58−
179391号公報は、燃料集合体内の燃料有効要部(
燃料ペレットが充填されている領域)の軸方向の上部に
低濃縮度の燃料ペレットを充填することを提案している
。また特開昭58−179392号公報は、原子炉停止
時において出力がピークに達する軸方向の領域に濃度の
高い可燃性毒物を充填することを提案している。
179391号公報は、燃料集合体内の燃料有効要部(
燃料ペレットが充填されている領域)の軸方向の上部に
低濃縮度の燃料ペレットを充填することを提案している
。また特開昭58−179392号公報は、原子炉停止
時において出力がピークに達する軸方向の領域に濃度の
高い可燃性毒物を充填することを提案している。
最近、燃料集合体の燃焼度を大きくすることによって燃
料経済性を向上することが考えられている。燃料集合体
の燃焼度を大きくするための一般的な手法としては、炉
心に装荷する新しい燃料集合体を構成する燃料棒内に充
填される燃料ペレットの濃縮度、すなわちウラン−23
5の割合を大きくすることである。特開昭58−179
391号公報及び特開昭58−179392号公報に示
された燃料集合体は平均濃縮度が約3重量%であるが、
高燃焼度化のために4〜5重量%またはそれ以上の平均
濃縮度を有する燃料集合体の開発が望まれている。この
ように燃焼度が零の新しい燃料集合体内の濃縮度を大き
くすると、原子炉の炉心内に初期に装荷される核分裂性
物質の過剰量が更に大きくなり初期余剰反応度がひじよ
うに大きくなる。この初期余剰反応度自体は、前述した
ように可燃性毒物及び制御棒等により制御することが可
能である。しかしながら、濃縮度を高くすることによる
燃料集合体の高燃焼度化は、上部領域の濃縮度も高める
ことにつながり特開昭58−179391号公報及び特
開昭58−179392号公報に示す燃料集合体よりも
炉停止余裕が減少する。
料経済性を向上することが考えられている。燃料集合体
の燃焼度を大きくするための一般的な手法としては、炉
心に装荷する新しい燃料集合体を構成する燃料棒内に充
填される燃料ペレットの濃縮度、すなわちウラン−23
5の割合を大きくすることである。特開昭58−179
391号公報及び特開昭58−179392号公報に示
された燃料集合体は平均濃縮度が約3重量%であるが、
高燃焼度化のために4〜5重量%またはそれ以上の平均
濃縮度を有する燃料集合体の開発が望まれている。この
ように燃焼度が零の新しい燃料集合体内の濃縮度を大き
くすると、原子炉の炉心内に初期に装荷される核分裂性
物質の過剰量が更に大きくなり初期余剰反応度がひじよ
うに大きくなる。この初期余剰反応度自体は、前述した
ように可燃性毒物及び制御棒等により制御することが可
能である。しかしながら、濃縮度を高くすることによる
燃料集合体の高燃焼度化は、上部領域の濃縮度も高める
ことにつながり特開昭58−179391号公報及び特
開昭58−179392号公報に示す燃料集合体よりも
炉停止余裕が減少する。
本発明の目的は、出力分布の平坦化及び核燃料物質の装
荷量減少の抑制を達成すると共に、炉停止余裕の向上を
達成できる燃料集合体を提供することにある。
荷量減少の抑制を達成すると共に、炉停止余裕の向上を
達成できる燃料集合体を提供することにある。
本発明の他の目的は、簡単な構造で減速材領域の大きな
複数の水ロッドを保持できる燃料集合体を提供すること
にある。
複数の水ロッドを保持できる燃料集合体を提供すること
にある。
本発明の第1の目的は、1本の燃料棒の横断面積の2倍
以上の減速材領域横断面積を有する複数の水ロッドを備
え、2本の前記水ロッドが互いに斜めに隣接して配置さ
れ、しかも前記2本の水ロッドに隣接して配置された燃
料棒内の燃料有効長部の少なくとも上端部領域の無限増
倍率を、この燃料棒の周囲に配置されてこの燃料棒に隣
接している燃料棒の対向する領域の無限増倍率よりも低
くすることによって達成できる。
以上の減速材領域横断面積を有する複数の水ロッドを備
え、2本の前記水ロッドが互いに斜めに隣接して配置さ
れ、しかも前記2本の水ロッドに隣接して配置された燃
料棒内の燃料有効長部の少なくとも上端部領域の無限増
倍率を、この燃料棒の周囲に配置されてこの燃料棒に隣
接している燃料棒の対向する領域の無限増倍率よりも低
くすることによって達成できる。
本発明の第2の目的は、上記第1の目的を達成する要件
に、複数の燃料棒を保持する燃料スペーサが燃料棒が挿
入される複数の円筒部材、前述の無限増倍率が低い燃料
棒が挿入される前記円筒部材に取付けられるU字部を有
する第1部材、及び水ロッドに隣接ししかも互いに隣接
する2つの前記円筒部材に取付けられると共に2本の水
ロッドの軸心を結ぶ直線の延長線上にある第2部材を有
し、水ロッドを第1部材のU字部及び第2部材によって
保持されることによって達成される。
に、複数の燃料棒を保持する燃料スペーサが燃料棒が挿
入される複数の円筒部材、前述の無限増倍率が低い燃料
棒が挿入される前記円筒部材に取付けられるU字部を有
する第1部材、及び水ロッドに隣接ししかも互いに隣接
する2つの前記円筒部材に取付けられると共に2本の水
ロッドの軸心を結ぶ直線の延長線上にある第2部材を有
し、水ロッドを第1部材のU字部及び第2部材によって
保持されることによって達成される。
本発明の第1の特徴によれば、1本の燃料棒の横断面積
の2倍以上の減速材領域横断面図を有する水ロッドを少
なくとも2本配置しているので、燃料集合体内の減速材
/燃料の比が増大し、燃料集合体横断面の出力分布が平
坦化される。2本の上記水ロッドを互いに斜めに隣接さ
せて配置しているので、水ロッドの減速材領域横断面積
を増加させた割には燃料集合体内の核燃料物質を多く装
荷でき、燃料経済性を十分に享受できる。更には、水ロ
ッドの減速材領域横断面積の増大による効果及び2本の
水ロッドに隣接して配置された燃料棒の燃料有効長部の
少なくとも上端部における無限増倍率をその燃料棒に隣
接する周囲の燃料棒の対向する領域の無限増倍率よりも
低くする効果によって炉停止余裕を増大できる。
の2倍以上の減速材領域横断面図を有する水ロッドを少
なくとも2本配置しているので、燃料集合体内の減速材
/燃料の比が増大し、燃料集合体横断面の出力分布が平
坦化される。2本の上記水ロッドを互いに斜めに隣接さ
せて配置しているので、水ロッドの減速材領域横断面積
を増加させた割には燃料集合体内の核燃料物質を多く装
荷でき、燃料経済性を十分に享受できる。更には、水ロ
ッドの減速材領域横断面積の増大による効果及び2本の
水ロッドに隣接して配置された燃料棒の燃料有効長部の
少なくとも上端部における無限増倍率をその燃料棒に隣
接する周囲の燃料棒の対向する領域の無限増倍率よりも
低くする効果によって炉停止余裕を増大できる。
本発明の第2の特徴によれば、第1部材のU字部にて2
本の水ロッドを保持することができるので、燃料スペー
サによる水ロッドの保持が簡単な構造で容易に実施でき
る。
本の水ロッドを保持することができるので、燃料スペー
サによる水ロッドの保持が簡単な構造で容易に実施でき
る。
発明者等は高燃焼度を達成する燃料集合体の特性を種々
の観点から検討し、その検討結果に基づいて本発明の燃
料集合体を考えだしたのである。
の観点から検討し、その検討結果に基づいて本発明の燃
料集合体を考えだしたのである。
本発明の詳細な説明する前に、上記の検討結果について
説明する。
説明する。
まず、濃縮度の増加に対する影響について検討した。第
8図は、沸騰水型原子炉における燃料集合体の平均濃縮
度の増加による減速材/燃料の比(すなわち、水素原子
数/ラウン原子数の比)と無限増倍率との関係を示して
いる。特性Aは平均濃縮度が高い高燃焼度の燃料集合体
、特性Bは平均濃縮度が低い燃料集合体(従来の燃料集
合体)に対するものである。A1は平均濃縮度の高い特
性Aの燃料集合体における原子炉の出力運転時の無限増
倍率と原子炉の冷温停止時の無限増倍率との差を示して
いる。また、B1は、平均濃縮度の低い特性Bの燃料集
合体における原子炉出力運転時と原子炉冷温停止時との
間における無限増倍率の差を示している。特性A及びB
とも、ボイドの多い原子炉出力運転時には無限増倍率が
小さく、ボイドが少なく中性子がよく減速される原子炉
の冷温停止時には無限増倍率が大きくなっている。
8図は、沸騰水型原子炉における燃料集合体の平均濃縮
度の増加による減速材/燃料の比(すなわち、水素原子
数/ラウン原子数の比)と無限増倍率との関係を示して
いる。特性Aは平均濃縮度が高い高燃焼度の燃料集合体
、特性Bは平均濃縮度が低い燃料集合体(従来の燃料集
合体)に対するものである。A1は平均濃縮度の高い特
性Aの燃料集合体における原子炉の出力運転時の無限増
倍率と原子炉の冷温停止時の無限増倍率との差を示して
いる。また、B1は、平均濃縮度の低い特性Bの燃料集
合体における原子炉出力運転時と原子炉冷温停止時との
間における無限増倍率の差を示している。特性A及びB
とも、ボイドの多い原子炉出力運転時には無限増倍率が
小さく、ボイドが少なく中性子がよく減速される原子炉
の冷温停止時には無限増倍率が大きくなっている。
なお、燃料集合体の平均濃縮度が大きくなる程、原子炉
出力運転時と原子炉冷温停止時との間の無限増倍率の差
が大きくなる。これは、平均濃縮度の高い燃料集合体径
、炉停止余裕が低下することを意味している。
出力運転時と原子炉冷温停止時との間の無限増倍率の差
が大きくなる。これは、平均濃縮度の高い燃料集合体径
、炉停止余裕が低下することを意味している。
次に、沸騰水型原子炉の炉心内に装荷される平均濃縮度
4.5重量%の燃焼度が零の新燃料集合体(燃料棒の配
列は9行9列)内に配置された余水ロッド内の減速材領
域(沸騰水型原子炉では冷却水領域)の合計横断面積に
よって変わる無限増倍率の状態を検討した。第9図は、
その検討結果を示している。実線は原子炉出力運転時に
おける燃料集合体の全水ロッドの減速材領域の合計横断
面積と無限増倍率との関係を示し、一点鎖線は原子炉冷
温停止時におけるそれらの関係を示している。
4.5重量%の燃焼度が零の新燃料集合体(燃料棒の配
列は9行9列)内に配置された余水ロッド内の減速材領
域(沸騰水型原子炉では冷却水領域)の合計横断面積に
よって変わる無限増倍率の状態を検討した。第9図は、
その検討結果を示している。実線は原子炉出力運転時に
おける燃料集合体の全水ロッドの減速材領域の合計横断
面積と無限増倍率との関係を示し、一点鎖線は原子炉冷
温停止時におけるそれらの関係を示している。
燃料集合体における水ロッドの減速材領域の横断面積を
増大させることによって、原子炉出力運転時と原子炉冷
温時との間の無限増倍率の差が小さくなり(第9図、詳
しくは第10図を参照)、炉停止余裕が増大する。これ
は、水ロツド内を上昇して流れる冷却水は軸方向の上部
においても沸騰する確率がひじように小さく飽和水の状
態にあるので、水ロッドの減速材領域の横断面積が大き
いと、燃料集合体の上部においてもその横断面積に占め
る飽和水領域の面積の割合が大きくなるためである。ま
た水ロッドの減速材領域の横断面積の増加は、燃料集合
体内の減速材/燃料の比を大きくすることにもつながり
、燃料集合体の横断面における熱中性子束分布(出力分
布)の平坦化に大きく寄与する。
増大させることによって、原子炉出力運転時と原子炉冷
温時との間の無限増倍率の差が小さくなり(第9図、詳
しくは第10図を参照)、炉停止余裕が増大する。これ
は、水ロツド内を上昇して流れる冷却水は軸方向の上部
においても沸騰する確率がひじように小さく飽和水の状
態にあるので、水ロッドの減速材領域の横断面積が大き
いと、燃料集合体の上部においてもその横断面積に占め
る飽和水領域の面積の割合が大きくなるためである。ま
た水ロッドの減速材領域の横断面積の増加は、燃料集合
体内の減速材/燃料の比を大きくすることにもつながり
、燃料集合体の横断面における熱中性子束分布(出力分
布)の平坦化に大きく寄与する。
以上述べたように燃料集合体内の水ロッドの横断面積の
増加は、炉停止余裕を減少させる機能及び出力分布平坦
化の機能を有するが、その横断面積があまり大きくなり
過ぎると燃料集合体内における核分裂性物質(例えばウ
ラン235)及び燃料親物質(例えばウラン238)を
含む核燃料物質の装荷量の減少に伴う悪影響が強くなっ
てくる。
増加は、炉停止余裕を減少させる機能及び出力分布平坦
化の機能を有するが、その横断面積があまり大きくなり
過ぎると燃料集合体内における核分裂性物質(例えばウ
ラン235)及び燃料親物質(例えばウラン238)を
含む核燃料物質の装荷量の減少に伴う悪影響が強くなっ
てくる。
すなわち、燃料集合体内における核燃料物質の装荷量の
著しい減少は、燃料経済性の低下につながる。このよう
な観点を考慮して、燃料集合体内の核燃料物質の装荷量
の減少を抑制すると共に燃料集合体の減速材/燃料の比
の改善による燃料集合体横断面における熱中性子束の平
坦化を図った燃料集合体として第11図に示すものが提
案されている。この燃料集合体は、本発明と同一の特許
出願人から特願昭61−59204号として出願されて
いるものであって、本発明の先願であり公知例ではない
。
著しい減少は、燃料経済性の低下につながる。このよう
な観点を考慮して、燃料集合体内の核燃料物質の装荷量
の減少を抑制すると共に燃料集合体の減速材/燃料の比
の改善による燃料集合体横断面における熱中性子束の平
坦化を図った燃料集合体として第11図に示すものが提
案されている。この燃料集合体は、本発明と同一の特許
出願人から特願昭61−59204号として出願されて
いるものであって、本発明の先願であり公知例ではない
。
この燃料集合体の構造について第11図により概略説明
する。燃料集合体21は、チャンネルボックス23内に
9行9列に燃料棒22を配列した燃料集合体であって、
横断面の中央部に燃料棒22の直径、詳細には複数の燃
料棒22を束ねる燃料スペーサ(図示せず、特開昭59
−65287号公報の第2A図の構造)の円筒スリーブ
の直径よりも大きな冷却水流路の直径を有する2本の太
径の水ロッド11を互いに隣接させて配置している。
する。燃料集合体21は、チャンネルボックス23内に
9行9列に燃料棒22を配列した燃料集合体であって、
横断面の中央部に燃料棒22の直径、詳細には複数の燃
料棒22を束ねる燃料スペーサ(図示せず、特開昭59
−65287号公報の第2A図の構造)の円筒スリーブ
の直径よりも大きな冷却水流路の直径を有する2本の太
径の水ロッド11を互いに隣接させて配置している。
1つの円筒スリーブ内に1本の燃料棒が挿入される。2
本の水ロッド11は、燃料集合体21に対向する2つの
コーナを結ぶ対角線上に配置されている。これらに2本
の水ロッド11の減速材領域の合計横断面積は、1本の
燃料棒22の横断面積の9倍である。このような2本の
水ロッド11を有する燃料集合体21は、原子炉出力運
転時においては第9図のMx点の無限増倍率を得ること
ができ、最も燃料経済性がよい。加えて、水ロッド11
の横断面積を大きくしても、2本の水ロッド11の配置
によって取除かれる燃料棒22は7本であり、燃料集合
体21内に74本という多数の燃料棒22を配置するこ
とができる。
本の水ロッド11は、燃料集合体21に対向する2つの
コーナを結ぶ対角線上に配置されている。これらに2本
の水ロッド11の減速材領域の合計横断面積は、1本の
燃料棒22の横断面積の9倍である。このような2本の
水ロッド11を有する燃料集合体21は、原子炉出力運
転時においては第9図のMx点の無限増倍率を得ること
ができ、最も燃料経済性がよい。加えて、水ロッド11
の横断面積を大きくしても、2本の水ロッド11の配置
によって取除かれる燃料棒22は7本であり、燃料集合
体21内に74本という多数の燃料棒22を配置するこ
とができる。
本発明者等は、このような2本の大径の水ロッドを有す
る燃料集合体21では、個々の燃料棒22の周囲に形成
される冷却材領域の面積が一様ではなく燃料棒22の配
置位置によって著しく異なることを発見し、燃料集合体
21内で燃料棒に対する冷却材領域の面積が異なること
も炉停止余裕を低下させることにつながっていることを
見出した。すなわち、チャンネルボックス23内の冷却
材領域の面積(2本の水ロツド11内の減速材領域面積
を除く)を燃料ペレットが充填されていない2本の水ロ
ッド11を除いた74本の燃料棒22について分割する
と、第11図のようになる。
る燃料集合体21では、個々の燃料棒22の周囲に形成
される冷却材領域の面積が一様ではなく燃料棒22の配
置位置によって著しく異なることを発見し、燃料集合体
21内で燃料棒に対する冷却材領域の面積が異なること
も炉停止余裕を低下させることにつながっていることを
見出した。すなわち、チャンネルボックス23内の冷却
材領域の面積(2本の水ロツド11内の減速材領域面積
を除く)を燃料ペレットが充填されていない2本の水ロ
ッド11を除いた74本の燃料棒22について分割する
と、第11図のようになる。
一部しか記入していないが、破線が各燃料棒22毎の冷
却材領域の境界を示している。この破線は、隣接する燃
料棒22の中間を通る仮想線である。
却材領域の境界を示している。この破線は、隣接する燃
料棒22の中間を通る仮想線である。
はとんどの燃料棒22は、24で示す冷却材領域を周囲
に形成している。しかし、2本の水ロッド11の軸心を
結ぶ直線と直交する燃料集合体21の1本の対角線上に
配置されて各々の水ロッドに隣接する2本の燃料棒10
は、冷却材領域24に比べ著しく面積の大きい25で示
す冷却材領域を周囲に形成している。冷却材領域におけ
る冷却材の密度は、原子炉の出力運転時においては蒸気
のボイドが存在し原子炉の冷温停止時においては蒸気の
ボイドがなくなるので、前述したように出力、 運転時
と冷温停止時との間で変化する。この変化の割合は、冷
却材領域24よりも2本の水ロッド11に隣接する冷却
材領域25で著しく大きくなることが判明した。
に形成している。しかし、2本の水ロッド11の軸心を
結ぶ直線と直交する燃料集合体21の1本の対角線上に
配置されて各々の水ロッドに隣接する2本の燃料棒10
は、冷却材領域24に比べ著しく面積の大きい25で示
す冷却材領域を周囲に形成している。冷却材領域におけ
る冷却材の密度は、原子炉の出力運転時においては蒸気
のボイドが存在し原子炉の冷温停止時においては蒸気の
ボイドがなくなるので、前述したように出力、 運転時
と冷温停止時との間で変化する。この変化の割合は、冷
却材領域24よりも2本の水ロッド11に隣接する冷却
材領域25で著しく大きくなることが判明した。
発明者等は、第11図の燃料集合体における前述の新た
な課題、すなわち、2本の太径の水ロッド(減速材領域
の直径が燃料スペーサの円筒スリーブの外径よりも大き
い)に隣接する冷却材領域において原子炉の出力運転時
と冷温停止時との間で生じる冷却材密度の変化幅の抑制
について更に検討した。燃料棒周囲の冷却材領域におけ
る冷却材密度は、蒸気のボイド量が多い程、小さくなる
。
な課題、すなわち、2本の太径の水ロッド(減速材領域
の直径が燃料スペーサの円筒スリーブの外径よりも大き
い)に隣接する冷却材領域において原子炉の出力運転時
と冷温停止時との間で生じる冷却材密度の変化幅の抑制
について更に検討した。燃料棒周囲の冷却材領域におけ
る冷却材密度は、蒸気のボイド量が多い程、小さくなる
。
検討の結果、発明者等は、大径の2本の水ロッドの両方
に隣接している2本の燃料棒(第11図において2つの
冷却材領域25内に配置された各燃料棒10)が有する
反応度を低くすればよいことを発見した。本発明は、発
明者等が発見したこの新たな知見に基づいてなされたも
のである。
に隣接している2本の燃料棒(第11図において2つの
冷却材領域25内に配置された各燃料棒10)が有する
反応度を低くすればよいことを発見した。本発明は、発
明者等が発見したこの新たな知見に基づいてなされたも
のである。
沸騰水型原子炉に適用した本発明の好適な一実施例であ
る燃料集合体を第1図、第2図、第3図及び第4図に基
づいて説明する。
る燃料集合体を第1図、第2図、第3図及び第4図に基
づいて説明する。
本実施例の燃料集合体30は、74本の燃料棒31、上
部タイプレート33.下部タイプレート34、燃料スペ
ーサ35.水ロッド11及びチャンネルボックス21を
有している。
部タイプレート33.下部タイプレート34、燃料スペ
ーサ35.水ロッド11及びチャンネルボックス21を
有している。
上部タイプレート33及び下部タイプレート34は、燃
料棒31の上端部及び下端部をそれぞれ保持している。
料棒31の上端部及び下端部をそれぞれ保持している。
74本の燃料棒31は、9行9列に配置され、隣接する
相互の間隔が燃料スペーサ35にて保持されている。チ
ャンネルボックス21は、横断面が実質的に正方形をし
た筒状体であって上部タイプレート33に取付けられ、
燃料スペーサ35にて束ねられた燃料棒束の周囲を取囲
んでいる。2本の水ロッド11が、燃料集合体30の横
断面の中央部に配置されている。これらの2本の水ロッ
ド11は、燃料集合体30、すなわちチャンネルボック
ス21の対向する1対のコーナを結ぶ対角線上でその中
央部に配置され、互いに隣接している。2本の水ロッド
11の減速材領域の合計横断面積は、1本の燃料棒22
の横断面積の9倍である。2本の水ロッド11は、減速
材領域の横断面積が等しいので、1本当りの水ロッド1
1の減速材領域の横断面積は1本の燃料棒22の横断面
積の4.5倍である。従って、燃料集合体30は、第9
図のMx点の全水ロッドの減速材領域の合計横断面積を
有しており、無限増宿率は最大値を示している。このた
め、燃料集合体30の燃料経済性は最も大きくなる。
相互の間隔が燃料スペーサ35にて保持されている。チ
ャンネルボックス21は、横断面が実質的に正方形をし
た筒状体であって上部タイプレート33に取付けられ、
燃料スペーサ35にて束ねられた燃料棒束の周囲を取囲
んでいる。2本の水ロッド11が、燃料集合体30の横
断面の中央部に配置されている。これらの2本の水ロッ
ド11は、燃料集合体30、すなわちチャンネルボック
ス21の対向する1対のコーナを結ぶ対角線上でその中
央部に配置され、互いに隣接している。2本の水ロッド
11の減速材領域の合計横断面積は、1本の燃料棒22
の横断面積の9倍である。2本の水ロッド11は、減速
材領域の横断面積が等しいので、1本当りの水ロッド1
1の減速材領域の横断面積は1本の燃料棒22の横断面
積の4.5倍である。従って、燃料集合体30は、第9
図のMx点の全水ロッドの減速材領域の合計横断面積を
有しており、無限増宿率は最大値を示している。このた
め、燃料集合体30の燃料経済性は最も大きくなる。
燃料集合体30内に配置される燃料棒22は、燃料棒1
〜4の4種類である。各々の燃料棒1〜4の濃縮度及び
可燃性毒物であるガドリニウムの濃度は、第2図に示す
通りである。すなわち、燃料棒1の濃縮度は4.9重量
%、燃料棒2の濃縮度は4.2重量%、燃料棒3の濃縮
度は3.2重量%及び燃料棒4の濃縮度は4.5重量%
である。
〜4の4種類である。各々の燃料棒1〜4の濃縮度及び
可燃性毒物であるガドリニウムの濃度は、第2図に示す
通りである。すなわち、燃料棒1の濃縮度は4.9重量
%、燃料棒2の濃縮度は4.2重量%、燃料棒3の濃縮
度は3.2重量%及び燃料棒4の濃縮度は4.5重量%
である。
燃料棒1〜4の濃縮度は、前述の各濃縮度で燃料有効長
部の軸方向の全長にわたって一様になっている。燃料棒
4は、4.5重量%のガドリニウムを含んでおりこのガ
ドリニウムも軸方向の全長にわたって一様に含まれてい
る。第2図に示す燃料棒5は、燃料棒3の濃縮度と同じ
く3.2重量%であり、その濃縮度は燃料有効長部の軸
方向の全長にわたって一様である。このような燃料集合
体30の濃縮度は、炉心に装荷する前の燃焼度界の時の
ものである。燃料棒1〜5の燃料有効長部の軸方向長さ
は等しい。燃料棒1〜5の外径は、約10.6mmであ
る。燃料棒1〜5とも、密封された被覆管内に二酸化ウ
ランを焼結してなる燃料ペレットを充填している。2本
の燃料棒5は、2本の水ロッド11に隣接して配置され
、これらの水ロッド11を間に挾んで互いに対向してい
る。詳細に言えば、2本の燃料棒5は、2本の水ロッド
11の軸心を結ぶ直線と直交する燃料集合体30の1本
の対角線上に配置されて2本の水ロッド11に隣接して
おり、2本の水ロッド11の軸心から等距離の位置にあ
る。
部の軸方向の全長にわたって一様になっている。燃料棒
4は、4.5重量%のガドリニウムを含んでおりこのガ
ドリニウムも軸方向の全長にわたって一様に含まれてい
る。第2図に示す燃料棒5は、燃料棒3の濃縮度と同じ
く3.2重量%であり、その濃縮度は燃料有効長部の軸
方向の全長にわたって一様である。このような燃料集合
体30の濃縮度は、炉心に装荷する前の燃焼度界の時の
ものである。燃料棒1〜5の燃料有効長部の軸方向長さ
は等しい。燃料棒1〜5の外径は、約10.6mmであ
る。燃料棒1〜5とも、密封された被覆管内に二酸化ウ
ランを焼結してなる燃料ペレットを充填している。2本
の燃料棒5は、2本の水ロッド11に隣接して配置され
、これらの水ロッド11を間に挾んで互いに対向してい
る。詳細に言えば、2本の燃料棒5は、2本の水ロッド
11の軸心を結ぶ直線と直交する燃料集合体30の1本
の対角線上に配置されて2本の水ロッド11に隣接して
おり、2本の水ロッド11の軸心から等距離の位置にあ
る。
2本の水ロッド11及び2本の燃料棒5の配置を別の表
現にて示すと、燃料集合体30の横断面中央部で燃料棒
゛31を3行3列に配置できる領域内で2本の水ロッド
11を斜めに隣接させて配置すると共に、その領域の対
向する2つのコーナ部に2本の水ロッド11に隣接させ
て各燃料棒5を配置したものである。2本の燃料棒5は
、水ロッド11を介在させて対向している。
現にて示すと、燃料集合体30の横断面中央部で燃料棒
゛31を3行3列に配置できる領域内で2本の水ロッド
11を斜めに隣接させて配置すると共に、その領域の対
向する2つのコーナ部に2本の水ロッド11に隣接させ
て各燃料棒5を配置したものである。2本の燃料棒5は
、水ロッド11を介在させて対向している。
本実施例の燃料集合体30の横断面における平均濃縮度
は、約4.6重量%である。燃料集合体30の燃料有効
長部の軸方向の全長にわたって約4.6重量%である。
は、約4.6重量%である。燃料集合体30の燃料有効
長部の軸方向の全長にわたって約4.6重量%である。
本実施例の燃料集合体30は、第11図に示された2本
の水ロッド11に隣接した面積の著しく大きな2本の冷
却材領域25内に、燃料集合体30の平均濃縮度よりも
低い平均濃縮度を有する燃料棒5を配置している。特に
、これら燃料棒5の濃縮度は、その周囲に配置されてし
かも燃料棒5に隣接している燃料棒の濃縮度よりも低い
。
の水ロッド11に隣接した面積の著しく大きな2本の冷
却材領域25内に、燃料集合体30の平均濃縮度よりも
低い平均濃縮度を有する燃料棒5を配置している。特に
、これら燃料棒5の濃縮度は、その周囲に配置されてし
かも燃料棒5に隣接している燃料棒の濃縮度よりも低い
。
第4図及び第5図は、燃料スペーサ35の詳細構造を示
している。燃料スペーサ35は、特開昭59−6528
7号公報の第2A図に示された燃料スペーサと同様に、
内部に燃料棒22が挿入される74個の円筒スリーブ3
5A、リープ状バネ35B。
している。燃料スペーサ35は、特開昭59−6528
7号公報の第2A図に示された燃料スペーサと同様に、
内部に燃料棒22が挿入される74個の円筒スリーブ3
5A、リープ状バネ35B。
バンド35C:、U字部を有する1対のプレート35D
、プレート35E及びスプリング35Fを有している。
、プレート35E及びスプリング35Fを有している。
円筒スリーブ35Aは、内側に突出する2個の突起部3
5Gを有している。円筒スリーブ35Aは、9行9列に
配列されているが中央部の7個分が取除かれているので
74個の円筒スリーブ35Aが互いに溶接にて接合され
ている。
5Gを有している。円筒スリーブ35Aは、9行9列に
配列されているが中央部の7個分が取除かれているので
74個の円筒スリーブ35Aが互いに溶接にて接合され
ている。
接合されて最外周に配列された36個の円筒スリーブ3
5Aの外側にバンド35Cが取付けられる。
5Aの外側にバンド35Cが取付けられる。
ループ状バネ35Bは、隣接している円筒スリーブ35
Aに取付けられる。円筒スリーブ35Aに挿入された燃
料棒22は、円筒スリーブ35Aに設けられた2つの突
起部35Gと1つのループ状バネ35Bの3点によって
保持される。燃料スペーサ35は、最外周から三列目ま
でに配列された円筒スリーブ35Aと、最外周から四列
目には対向する1対のコーナを結ぶ対角線上に配列され
た2個の円筒スリーブ35Aとを有している。すなわち
、燃料スペーサ35は、1本の対角線上では最外周から
三列目、他の対角線上では最外周から四列目まで円筒ス
リーブ35Aが配置されている。
Aに取付けられる。円筒スリーブ35Aに挿入された燃
料棒22は、円筒スリーブ35Aに設けられた2つの突
起部35Gと1つのループ状バネ35Bの3点によって
保持される。燃料スペーサ35は、最外周から三列目ま
でに配列された円筒スリーブ35Aと、最外周から四列
目には対向する1対のコーナを結ぶ対角線上に配列され
た2個の円筒スリーブ35Aとを有している。すなわち
、燃料スペーサ35は、1本の対角線上では最外周から
三列目、他の対角線上では最外周から四列目まで円筒ス
リーブ35Aが配置されている。
このように二箇所のみで最外周から四列目に配置された
円筒スリーブ35A、及びその他の部分においては最外
周から三列目に配置された円筒スリーブ35Aに取囲ま
れた内側の領域35Hに、前述の太径の2本の水ロッド
11が挿入される。領域35Hは、水ロツド挿入領域で
ある。前述の最外周から4列目に配置された円筒スリー
ブ35A1とこの面側に位置して円筒スリーブ35A1
に隣接している円筒スリーブ35A2との領域Hに面す
る側面に、U字部を有するプレート35Dが取付けられ
る。各プレート35DのU字部35D1は、領域H内に
突出している。1つの対角線上で最外周から3列目の配
置された円筒スリーブ35Aに隣接している2個の円筒
スリーブ35A3水ロツド挿入領域Hに面する側面に、
プレート35Eがそれぞれ取付けられる。スプリング3
5Fが、プレート35Eに設置される。領域H内に挿入
される2本の隣接する水ロッド11は、スプリング35
Fと2枚のプレート35DのU字部35D1との3点に
よって保持される。すなわち、U字部35D1を有する
プレート35Dを設けた燃料スペーサ35は、2本の太
径の水ロッド11を容易に保持することができる。1本
の水ロッド11は、水ロッド11に設けられた突起部3
6によりプレ−ト35DのU字部35D1を保持するこ
とによって燃料スペーサ35を保持している。すなわち
、突起部36が第5図の破線の位置にある状態で燃料ス
ペーサ35を装着し、その後、水ロッド11を矢印37
の方向に回転させて突起部36をU字部35D1の位置
まで移動させる。このような燃料スペーサ35の円筒ス
リーブ35A内に1本ずつ挿入される燃料棒22も、燃
料集合体30の横断面において、円筒スリーブ35Aと
同様に配置されている。すなわち、本実施例では、2本
の水ロッド11は、燃料集合体30の横断面中央部であ
って、燃料棒22が3行3列に配置できる領域に配置さ
れているが、3行3列に燃料棒22を配置できる領域の
1つの対角線上に前述のように四列目に配置された円筒
スリーブ35A1内に燃料棒22を挿入している。この
ため、本実施例は、2本の太径の水ロッド11を配置し
ている割には74本という多くの本数の燃料棒22を配
置でき、核燃料物質の装荷量が多く、この点からも燃料
集合体の燃料経済性が大きくなる。燃料集合体30内の
核燃料物質の装荷量は163kgである。燃料棒22を
9行9列に配置して74本の燃料棒22を有している燃
料集合体30は、従来の8行8列に燃料棒を配置した燃
料集合体に比べて燃料棒の線出力密度を低下できるとい
う効果がある。更に、本実施例は、中央部に太径の水ロ
ッド11を2本配置しているので、燃料集合体30の横
断面の中央部で中性子がよく減速されて熱中性子束が大
きくなる。このため、燃料集合体30の横断面における
熱中性子束分布が均一化され、横断面の出力分布が平坦
化される。
円筒スリーブ35A、及びその他の部分においては最外
周から三列目に配置された円筒スリーブ35Aに取囲ま
れた内側の領域35Hに、前述の太径の2本の水ロッド
11が挿入される。領域35Hは、水ロツド挿入領域で
ある。前述の最外周から4列目に配置された円筒スリー
ブ35A1とこの面側に位置して円筒スリーブ35A1
に隣接している円筒スリーブ35A2との領域Hに面す
る側面に、U字部を有するプレート35Dが取付けられ
る。各プレート35DのU字部35D1は、領域H内に
突出している。1つの対角線上で最外周から3列目の配
置された円筒スリーブ35Aに隣接している2個の円筒
スリーブ35A3水ロツド挿入領域Hに面する側面に、
プレート35Eがそれぞれ取付けられる。スプリング3
5Fが、プレート35Eに設置される。領域H内に挿入
される2本の隣接する水ロッド11は、スプリング35
Fと2枚のプレート35DのU字部35D1との3点に
よって保持される。すなわち、U字部35D1を有する
プレート35Dを設けた燃料スペーサ35は、2本の太
径の水ロッド11を容易に保持することができる。1本
の水ロッド11は、水ロッド11に設けられた突起部3
6によりプレ−ト35DのU字部35D1を保持するこ
とによって燃料スペーサ35を保持している。すなわち
、突起部36が第5図の破線の位置にある状態で燃料ス
ペーサ35を装着し、その後、水ロッド11を矢印37
の方向に回転させて突起部36をU字部35D1の位置
まで移動させる。このような燃料スペーサ35の円筒ス
リーブ35A内に1本ずつ挿入される燃料棒22も、燃
料集合体30の横断面において、円筒スリーブ35Aと
同様に配置されている。すなわち、本実施例では、2本
の水ロッド11は、燃料集合体30の横断面中央部であ
って、燃料棒22が3行3列に配置できる領域に配置さ
れているが、3行3列に燃料棒22を配置できる領域の
1つの対角線上に前述のように四列目に配置された円筒
スリーブ35A1内に燃料棒22を挿入している。この
ため、本実施例は、2本の太径の水ロッド11を配置し
ている割には74本という多くの本数の燃料棒22を配
置でき、核燃料物質の装荷量が多く、この点からも燃料
集合体の燃料経済性が大きくなる。燃料集合体30内の
核燃料物質の装荷量は163kgである。燃料棒22を
9行9列に配置して74本の燃料棒22を有している燃
料集合体30は、従来の8行8列に燃料棒を配置した燃
料集合体に比べて燃料棒の線出力密度を低下できるとい
う効果がある。更に、本実施例は、中央部に太径の水ロ
ッド11を2本配置しているので、燃料集合体30の横
断面の中央部で中性子がよく減速されて熱中性子束が大
きくなる。このため、燃料集合体30の横断面における
熱中性子束分布が均一化され、横断面の出力分布が平坦
化される。
本実施例は、第9図に示すように水ロッド11の減速材
領域の合計横断面積を大きくすることによる炉停止余裕
の増加と、更に2本の太径の水ロッド11に隣接する冷
却材領域25(第11図参照。他の冷却材領域24の面
積の約2倍の面積を有する)に周囲の燃料棒の平均濃縮
度よりも低い平均濃縮度を有する燃料棒5の配置による
炉停止余裕の増加という異なる機能による炉停止余裕の
増加を得ることができる。後者の機能について第6図及
び第7図により説明する。第6図において、破線は、燃
料集合体30の燃料棒5の濃縮度を4.9重量%(燃料
有効長部の軸方向全長にわたって)にした場合における
原子炉出力運転時と原子炉冷温停止時との間における無
限増倍率の差が燃焼度によって変化する様子を示したも
のである。
領域の合計横断面積を大きくすることによる炉停止余裕
の増加と、更に2本の太径の水ロッド11に隣接する冷
却材領域25(第11図参照。他の冷却材領域24の面
積の約2倍の面積を有する)に周囲の燃料棒の平均濃縮
度よりも低い平均濃縮度を有する燃料棒5の配置による
炉停止余裕の増加という異なる機能による炉停止余裕の
増加を得ることができる。後者の機能について第6図及
び第7図により説明する。第6図において、破線は、燃
料集合体30の燃料棒5の濃縮度を4.9重量%(燃料
有効長部の軸方向全長にわたって)にした場合における
原子炉出力運転時と原子炉冷温停止時との間における無
限増倍率の差が燃焼度によって変化する様子を示したも
のである。
実線は、燃料棒5の燃料有効長部の濃縮度が3.2重量
%である本実施例の燃料集合体30における前述の無限
増倍率の差が燃焼度によって変化する様子を示したもの
である。第6図から明らかなように、2本の水ロッド1
1に隣接する燃料棒5(冷却材領域25に配置される燃
料棒)の濃縮度がその周囲に配置されてしかも燃料棒5
に隣接する燃料棒の濃縮度よりも低い場合における出力
運転時と冷温停止時との間での無限増倍率の差が小さく
なり、炉停止余裕が増大する。
%である本実施例の燃料集合体30における前述の無限
増倍率の差が燃焼度によって変化する様子を示したもの
である。第6図から明らかなように、2本の水ロッド1
1に隣接する燃料棒5(冷却材領域25に配置される燃
料棒)の濃縮度がその周囲に配置されてしかも燃料棒5
に隣接する燃料棒の濃縮度よりも低い場合における出力
運転時と冷温停止時との間での無限増倍率の差が小さく
なり、炉停止余裕が増大する。
第7図は濃縮度3.2重量%の2本の燃料棒5を2本の
水ロッド11の軸心を結ぶ直線と直交する1つの対角線
上で位置を変えて配置した場合における炉停止余裕の変
化を示したものである。第7図(A)に示すようにX及
びYの位置よりも2本の水ロッド11に隣接したZの位
置(冷却材領域25内)に濃縮度の低い燃料棒5を配置
すると、炉停止余裕の増加量が著しく多くなる。X、Y
及びZの位置は、第7図CB)に示されている。
水ロッド11の軸心を結ぶ直線と直交する1つの対角線
上で位置を変えて配置した場合における炉停止余裕の変
化を示したものである。第7図(A)に示すようにX及
びYの位置よりも2本の水ロッド11に隣接したZの位
置(冷却材領域25内)に濃縮度の低い燃料棒5を配置
すると、炉停止余裕の増加量が著しく多くなる。X、Y
及びZの位置は、第7図CB)に示されている。
以上述べた本実施例の燃料集合体30は、中央部に2本
の太径の水ロッド11を隣接して斜め(例えば1本の対
角線上)に配置し、それらの太径水ロッド11の両者に
隣接する燃料棒5の濃縮度をその周囲に配置されてしか
もそれに隣接して配置される燃料棒の濃縮度よりも低く
しているので、以下の効果を奏することができる。中央
部に2本の太径の水ロッドを隣接して配置しているので
、水ロツド内の減速材領域の合計横断面積が大きくなる
割には核燃料物質の装荷量を多くできて燃料経済性を大
きくできると共に、減速材/燃料の比が大きくなること
によって横断面における出力分布の平坦化が図れる。ま
た、炉停止余裕について言えば、水ロツド内の減速材領
域の合計横断面積の増大及び低濃縮度の燃料棒を2本の
水ロッド11の両者に隣接させた配置の両方の作用によ
って著しく増大させることができる。また、水ロッド1
1は横断面が円型をしているので製作が容易であり、燃
料スペーサがU字部を有するプレートを備えているので
太径の水ロッドによる燃料スペーサの保持が容易に行え
る。燃料棒22が9行9列に配置されて本数が多くなっ
ているので、全燃料棒の表面積の合計量が多くなり線出
力密度を高くできる。このような本実施例の燃料集合体
は、燃焼度を約50 GWd /T径程度で高燃焼度化
できる。
の太径の水ロッド11を隣接して斜め(例えば1本の対
角線上)に配置し、それらの太径水ロッド11の両者に
隣接する燃料棒5の濃縮度をその周囲に配置されてしか
もそれに隣接して配置される燃料棒の濃縮度よりも低く
しているので、以下の効果を奏することができる。中央
部に2本の太径の水ロッドを隣接して配置しているので
、水ロツド内の減速材領域の合計横断面積が大きくなる
割には核燃料物質の装荷量を多くできて燃料経済性を大
きくできると共に、減速材/燃料の比が大きくなること
によって横断面における出力分布の平坦化が図れる。ま
た、炉停止余裕について言えば、水ロツド内の減速材領
域の合計横断面積の増大及び低濃縮度の燃料棒を2本の
水ロッド11の両者に隣接させた配置の両方の作用によ
って著しく増大させることができる。また、水ロッド1
1は横断面が円型をしているので製作が容易であり、燃
料スペーサがU字部を有するプレートを備えているので
太径の水ロッドによる燃料スペーサの保持が容易に行え
る。燃料棒22が9行9列に配置されて本数が多くなっ
ているので、全燃料棒の表面積の合計量が多くなり線出
力密度を高くできる。このような本実施例の燃料集合体
は、燃焼度を約50 GWd /T径程度で高燃焼度化
できる。
ちなみに、8行8列に燃料棒を配置した燃料集合体であ
って中央部に2本の水ロッドを隣接させて斜めに配置し
た燃料集合体が、特開昭61−147183号公報とし
て提案されている。この従来例における水ロッドの外径
は、燃料棒の外径(約12mm)と同じである。この燃
料集合体は、中央に配置された2本の水ロッドWに隣接
している燃料棒11が燃料有効長部の上端からその有効
長部の軸方向全長の176までに天然ウランを充填しく
29) ている。このように天然ウランを充填することによって
特開昭58−179391号公報と同様に′冷温停止時
における炉心上端部領域の出力ピークを抑制して炉停止
余裕を増加している。特開昭61−147183号公報
に示された燃料集合体は、約170kgの核物料物質が
装荷されており、得られる燃焼度が約30GWd/Tで
ある。
って中央部に2本の水ロッドを隣接させて斜めに配置し
た燃料集合体が、特開昭61−147183号公報とし
て提案されている。この従来例における水ロッドの外径
は、燃料棒の外径(約12mm)と同じである。この燃
料集合体は、中央に配置された2本の水ロッドWに隣接
している燃料棒11が燃料有効長部の上端からその有効
長部の軸方向全長の176までに天然ウランを充填しく
29) ている。このように天然ウランを充填することによって
特開昭58−179391号公報と同様に′冷温停止時
における炉心上端部領域の出力ピークを抑制して炉停止
余裕を増加している。特開昭61−147183号公報
に示された燃料集合体は、約170kgの核物料物質が
装荷されており、得られる燃焼度が約30GWd/Tで
ある。
本実施例における1本の水ロッド内の減速材領域の横断
面積は、少なくとも1本の燃料棒の横断面積の2倍以上
にする必要がある。これは、好ましい出力平坦化を達成
するのに必要なことである。
面積は、少なくとも1本の燃料棒の横断面積の2倍以上
にする必要がある。これは、好ましい出力平坦化を達成
するのに必要なことである。
第6図に示す特性は、第11図に示す燃料集合体の水ロ
ッドの断面積を変えることによって得られたものである
。前述したように燃料集合体30内における水ロッド1
1の減速材領域の合計横断面積を点Mxの面積(燃料棒
22の横断面積の9倍)にすることによって、水ロッド
の大きさが寄与する燃料経済性は最大になる。しかしな
がら、2本の太径の水ロッドを斜めに隣接して配置した
燃料集合体において望ましい燃料経済性を得るためには
、水ロッドの減速領域の合計横断面積は、1本の燃料棒
の横断面積の7〜12倍の範囲(第6図のLの範囲)に
することが好ましい。
ッドの断面積を変えることによって得られたものである
。前述したように燃料集合体30内における水ロッド1
1の減速材領域の合計横断面積を点Mxの面積(燃料棒
22の横断面積の9倍)にすることによって、水ロッド
の大きさが寄与する燃料経済性は最大になる。しかしな
がら、2本の太径の水ロッドを斜めに隣接して配置した
燃料集合体において望ましい燃料経済性を得るためには
、水ロッドの減速領域の合計横断面積は、1本の燃料棒
の横断面積の7〜12倍の範囲(第6図のLの範囲)に
することが好ましい。
また、燃料集合体30は、燃料棒5の燃料有効長部の軸
方向全長にわたってそれに隣接する燃料棒の濃縮度より
も低くしているが、ボイドが発生する領域、特に燃料有
効長部の下端から燃料有効長部の軸方向全長の176よ
り上方の領域で、燃料棒5の濃縮度をそれに隣接する燃
料棒の同じ領域での濃縮度よりも低くしても、前述の各
効果を達成できる。
方向全長にわたってそれに隣接する燃料棒の濃縮度より
も低くしているが、ボイドが発生する領域、特に燃料有
効長部の下端から燃料有効長部の軸方向全長の176よ
り上方の領域で、燃料棒5の濃縮度をそれに隣接する燃
料棒の同じ領域での濃縮度よりも低くしても、前述の各
効果を達成できる。
本発明の他の実施例である沸騰水型原子炉に用いられる
燃料集合体を、第12図及び第13図に基づいて説明す
る。本実施例の燃料集合体40も、第3図に示す構造を
有し、第4図に示す燃料スペーサ35も有している。し
かも、燃料集合体40内の水ロッド11及び燃料棒47
も、燃料集合体30の水ロッド11及び燃料棒22と同
様に配置されている。2本の水ロッド11の減速材領域
の合計横断面積は、燃料集合体30と等しい。本実施例
が前述した実施例と異なっている点は、燃料集合体40
を構成する燃料棒47の濃縮度分布である。燃料集合体
40を構成する燃料棒47は、第13図に示すように燃
料棒41〜46の6種類があり、各燃料棒41〜46は
第12図のように配置されている。燃料棒41〜46は
、二酸化ウランを焼結してなる燃料ペレットが充填され
、燃料有効長部の下端から燃料有効長部の軸方向全長の
1/24の位置までに天然ウランからなる燃料ペレット
が充填されている。また、燃料棒41〜45は、燃料有
効長部の上端から下方に向って燃料有効長部の軸方向全
長の2/24の位置までに天然ウランからなる燃料ペレ
ットが充填され、燃料棒46はその上端から下方に向っ
て燃料有効長部の軸方向全長の5/24の位置までに天
然ウランからなる燃料ペレットが充填されている。燃料
棒41,43〜46は、前述した天然ウランを充填した
領域を除いて濃縮度の一様な濃縮ウランからなる燃料ペ
レットが充填されている。燃料棒41及び46に充填さ
れた濃縮ウランからなる燃料ペレット内の濃縮度は4.
9重量%であり、燃料棒43内のその燃料ペレットの濃
縮度は4.2重量%、燃料棒44内の燃料ペレレットの
濃縮度は3.2重量%、及び燃料棒45内のその燃料ペ
レットの濃縮度は4.5重量%である。燃料棒45内に
充填された濃縮ウランからなる燃料ペレットのうち、燃
料有効長部の下端から燃料有効要部軸方向全長の9/2
4の位置より下方にある燃料ペレット中には5.5重量
%の濃度のガドリニウムが充填され、9/24の位置よ
り上方にある燃料ペレット中には4.5重量%の濃度の
ガドリニウムが充填されている。燃料棒42も、天然ウ
ランからなる燃料ペレットが充填されている以外の領域
では濃縮ウランからなる燃料ペレットが充填されている
。しかし、この濃縮ウランからなる燃料ペレットのうち
、燃料有効長部の下端から燃料有効長部の軸方向全長の
9724の位置より下方にある燃料ペレットの濃縮度は
4.2重量%であり、9/24の位置より上方にある燃
料ペレットの濃縮度は4.9重量%である。このような
燃料集合体40の平均濃度は約4重量%である。中央部
で斜めに隣接して配置された2本の太径の水ロッド11
に隣接して配置される燃料棒46は、燃料有効長部の上
端からその全長の2/24〜5/24の範囲にも天然ウ
ランが充填され、この範囲では燃料棒46にその周囲に
配置されてそれに隣接している燃料棒41及び42より
も濃縮度が低くなっている。上記の濃縮度及びガドリニ
ウムの濃度を有する燃料集合体4oは、製造後の燃焼度
が零の状態の新しい燃料集合体である。
燃料集合体を、第12図及び第13図に基づいて説明す
る。本実施例の燃料集合体40も、第3図に示す構造を
有し、第4図に示す燃料スペーサ35も有している。し
かも、燃料集合体40内の水ロッド11及び燃料棒47
も、燃料集合体30の水ロッド11及び燃料棒22と同
様に配置されている。2本の水ロッド11の減速材領域
の合計横断面積は、燃料集合体30と等しい。本実施例
が前述した実施例と異なっている点は、燃料集合体40
を構成する燃料棒47の濃縮度分布である。燃料集合体
40を構成する燃料棒47は、第13図に示すように燃
料棒41〜46の6種類があり、各燃料棒41〜46は
第12図のように配置されている。燃料棒41〜46は
、二酸化ウランを焼結してなる燃料ペレットが充填され
、燃料有効長部の下端から燃料有効長部の軸方向全長の
1/24の位置までに天然ウランからなる燃料ペレット
が充填されている。また、燃料棒41〜45は、燃料有
効長部の上端から下方に向って燃料有効長部の軸方向全
長の2/24の位置までに天然ウランからなる燃料ペレ
ットが充填され、燃料棒46はその上端から下方に向っ
て燃料有効長部の軸方向全長の5/24の位置までに天
然ウランからなる燃料ペレットが充填されている。燃料
棒41,43〜46は、前述した天然ウランを充填した
領域を除いて濃縮度の一様な濃縮ウランからなる燃料ペ
レットが充填されている。燃料棒41及び46に充填さ
れた濃縮ウランからなる燃料ペレット内の濃縮度は4.
9重量%であり、燃料棒43内のその燃料ペレットの濃
縮度は4.2重量%、燃料棒44内の燃料ペレレットの
濃縮度は3.2重量%、及び燃料棒45内のその燃料ペ
レットの濃縮度は4.5重量%である。燃料棒45内に
充填された濃縮ウランからなる燃料ペレットのうち、燃
料有効長部の下端から燃料有効要部軸方向全長の9/2
4の位置より下方にある燃料ペレット中には5.5重量
%の濃度のガドリニウムが充填され、9/24の位置よ
り上方にある燃料ペレット中には4.5重量%の濃度の
ガドリニウムが充填されている。燃料棒42も、天然ウ
ランからなる燃料ペレットが充填されている以外の領域
では濃縮ウランからなる燃料ペレットが充填されている
。しかし、この濃縮ウランからなる燃料ペレットのうち
、燃料有効長部の下端から燃料有効長部の軸方向全長の
9724の位置より下方にある燃料ペレットの濃縮度は
4.2重量%であり、9/24の位置より上方にある燃
料ペレットの濃縮度は4.9重量%である。このような
燃料集合体40の平均濃度は約4重量%である。中央部
で斜めに隣接して配置された2本の太径の水ロッド11
に隣接して配置される燃料棒46は、燃料有効長部の上
端からその全長の2/24〜5/24の範囲にも天然ウ
ランが充填され、この範囲では燃料棒46にその周囲に
配置されてそれに隣接している燃料棒41及び42より
も濃縮度が低くなっている。上記の濃縮度及びガドリニ
ウムの濃度を有する燃料集合体4oは、製造後の燃焼度
が零の状態の新しい燃料集合体である。
本実施例も、燃料集合体30と同様な効果を生じること
ができる。特に、燃料棒46の上端部の濃縮度を下げた
ことによって特開昭58−179391号公報と同様に
冷温停止時における炉心上端部領域のピーク抑制による
炉停止余裕の増加、上端部の濃縮度が周囲の隣接する燃
料棒よりも低い燃料棒46を斜めに隣接して配置された
大径の2本の水ロッド11に隣接する面積の著しく大き
い冷却材領域25内に配置することによる炉停止余裕の
増加、及び2本の水ロッド11の減速材領域の合計横断
面積の著しい増大による炉停止余裕の増加を生じさせる
ことができ、本実施例の炉停止余裕は特開昭61−14
7183号公報の第1図及び第2図に示す燃料集合体に
比べて著しく増大する。燃料棒46を第7図(B)のX
、Y及びZの位置に配置すると、各配置位置での燃料集
合体の炉停止余裕は第7図(A)のような傾向にある。
ができる。特に、燃料棒46の上端部の濃縮度を下げた
ことによって特開昭58−179391号公報と同様に
冷温停止時における炉心上端部領域のピーク抑制による
炉停止余裕の増加、上端部の濃縮度が周囲の隣接する燃
料棒よりも低い燃料棒46を斜めに隣接して配置された
大径の2本の水ロッド11に隣接する面積の著しく大き
い冷却材領域25内に配置することによる炉停止余裕の
増加、及び2本の水ロッド11の減速材領域の合計横断
面積の著しい増大による炉停止余裕の増加を生じさせる
ことができ、本実施例の炉停止余裕は特開昭61−14
7183号公報の第1図及び第2図に示す燃料集合体に
比べて著しく増大する。燃料棒46を第7図(B)のX
、Y及びZの位置に配置すると、各配置位置での燃料集
合体の炉停止余裕は第7図(A)のような傾向にある。
本実施例における2本の水ロッド11に隣接する燃料棒
46の周囲に形成される冷却材領域の面積が、特開昭6
1−147183号公報の2本の水ロッドWに隣接する
燃料棒11の周囲に形成される冷却材領域の面積よりも
著しく大きいので、同じ濃縮度の低下量では本実施例の
燃料集合体が大きな炉停止余裕を得ることができる。な
ぜならば、原子炉の出力運転中における燃料集合体横断
面の各部におけるボイド率は等しいからである。本実施
例の燃料集合体も、約500Wd/Tの燃焼度を得るこ
とができる。
46の周囲に形成される冷却材領域の面積が、特開昭6
1−147183号公報の2本の水ロッドWに隣接する
燃料棒11の周囲に形成される冷却材領域の面積よりも
著しく大きいので、同じ濃縮度の低下量では本実施例の
燃料集合体が大きな炉停止余裕を得ることができる。な
ぜならば、原子炉の出力運転中における燃料集合体横断
面の各部におけるボイド率は等しいからである。本実施
例の燃料集合体も、約500Wd/Tの燃焼度を得るこ
とができる。
なお、燃料集合体30及び40とも、特開昭61−14
7183号公報の第1図に示す燃料集合体に比べて燃料
集合体を構成する燃料棒の種類を少なくすることができ
る。これは、燃料集合体の製造が著しく単純化されるこ
とにつながり、燃料棒の誤装填の危険性を著しく低減で
きる。
7183号公報の第1図に示す燃料集合体に比べて燃料
集合体を構成する燃料棒の種類を少なくすることができ
る。これは、燃料集合体の製造が著しく単純化されるこ
とにつながり、燃料棒の誤装填の危険性を著しく低減で
きる。
本発明の他の実施例である燃料集合体を第14図に基づ
いて説明する。本実施例の燃料集合体50は、燃料棒を
10行10列に配置し、中央部に3本の水ロッド11を
斜めの直線上に互いに隣接させて配置したものである。
いて説明する。本実施例の燃料集合体50は、燃料棒を
10行10列に配置し、中央部に3本の水ロッド11を
斜めの直線上に互いに隣接させて配置したものである。
2本の太径の水ロッド11に隣接して配置される4本の
燃料棒5の濃縮度は、燃料集合体50の平均濃縮度より
も低く、しかも燃料棒5を除いて燃料棒5に隣接される
燃料棒の濃縮度よりも低い。
燃料棒5の濃縮度は、燃料集合体50の平均濃縮度より
も低く、しかも燃料棒5を除いて燃料棒5に隣接される
燃料棒の濃縮度よりも低い。
本実施例においても、第1図の実施例と同様な効果を得
ることができる。
ることができる。
第1図及び第12図の実施例において燃料棒5及゛び4
6の濃縮度をその周囲で各々に隣接する燃料棒の濃縮度
と等しくした場合であっても、燃料棒5では全長に、燃
料棒46では燃料有効長部の上端から2724〜5/2
4の範囲に、その周囲で隣接している他の燃料棒の当該
領域に対応する無限増倍率よりも低くなるように(燃焼
度が零の時で)所定濃度のガドリニウムを充填してもよ
い。
6の濃縮度をその周囲で各々に隣接する燃料棒の濃縮度
と等しくした場合であっても、燃料棒5では全長に、燃
料棒46では燃料有効長部の上端から2724〜5/2
4の範囲に、その周囲で隣接している他の燃料棒の当該
領域に対応する無限増倍率よりも低くなるように(燃焼
度が零の時で)所定濃度のガドリニウムを充填してもよ
い。
ガドリニウム濃度は、1つの燃料サイクルにて燃え尽き
るように調整する。2本の太径の水ロッドに隣接する燃
料棒の少なくとも上端部における無限増倍率をその燃料
棒に隣接する燃料棒の当該領域での無限増倍率よりも低
くすることは、濃縮度にて行うことが望ましい。濃縮度
の調節にて実施すると、2本の大径の水ロッドに隣接す
る燃料棒とこの燃料棒に隣接する燃料棒との間の無限増
倍率の差は燃焼度の増大によってほとんど変化しない。
るように調整する。2本の太径の水ロッドに隣接する燃
料棒の少なくとも上端部における無限増倍率をその燃料
棒に隣接する燃料棒の当該領域での無限増倍率よりも低
くすることは、濃縮度にて行うことが望ましい。濃縮度
の調節にて実施すると、2本の大径の水ロッドに隣接す
る燃料棒とこの燃料棒に隣接する燃料棒との間の無限増
倍率の差は燃焼度の増大によってほとんど変化しない。
前述の無限増倍率の差を2本の太径の水ロッドに隣接す
る燃料棒への可燃性毒物の添加によって行うと、その無
限増倍率の差は、燃焼度の増大によって変化する。
る燃料棒への可燃性毒物の添加によって行うと、その無
限増倍率の差は、燃焼度の増大によって変化する。
可燃性毒物で調整した場合は、冷却材領域25に配置し
た燃料棒の低無限増倍率による炉停止余裕の増加の機能
が燃料集合体の寿命期間中に維持されず、短期間に消失
する。
た燃料棒の低無限増倍率による炉停止余裕の増加の機能
が燃料集合体の寿命期間中に維持されず、短期間に消失
する。
本発明によれば、水ロッドの減速材領域の横断面積の増
大、及び斜めに隣接して配置された2本の水ロッドに隣
接する燃料棒の少なぐとも上端部における無限増倍率の
低下の各効果によって炉停止余裕を増加させることがで
きる。更には、水ロッドの減速材領域の横断面積の増大
により、燃料集合体の横断面の出力分布を平坦化できる
と共に、水ロッドの減速材領域の横断面積が大きくなる
割には核燃料物質を多く装荷できる。
大、及び斜めに隣接して配置された2本の水ロッドに隣
接する燃料棒の少なぐとも上端部における無限増倍率の
低下の各効果によって炉停止余裕を増加させることがで
きる。更には、水ロッドの減速材領域の横断面積の増大
により、燃料集合体の横断面の出力分布を平坦化できる
と共に、水ロッドの減速材領域の横断面積が大きくなる
割には核燃料物質を多く装荷できる。
本発明の第2の特徴によれば、前述の効果に加えて複数
の水ロッドを簡単な構造で容易に保持することができる
という効果が得られる。
の水ロッドを簡単な構造で容易に保持することができる
という効果が得られる。
第1図は本発明の好適な一実施例である燃料集合体の横
断面図、第2図は第1図に配置された各燃料棒の濃縮度
分布を示す説明図、第3図は第1図の燃料集合体の縦断
面図、第4図は第3図に示す燃料スペーサの平面図、第
5図は第4図の7部の拡大図、第6図は出力運転時と冷
温停止時との無限増倍率の差の燃焼度による変化を示す
特性図、第7図(A)は低濃縮度燃料棒の配置位置の違
いによる炉停止余裕の変化を示す特性図、第7図(B)
は第7図(A)の特性に対応した低濃縮度燃料棒の配置
位置を示す説明図、第8図は減速材/燃料比と無限増倍
率との関係を示す特性図、第9図は燃料集合体内の全水
ロッドの減速材領域の合計横断面積と無限増倍率との関
係を示す特性図、第10図は燃料集合体内の全水ロッド
の減速材領域の合計横断面積に対応する出力運転時と冷
温停止時との間の無限増倍率の差の変化を示す特性図、
第11図は第1図の燃料集合体における各燃料棒周囲に
形成される冷却材領域の大きさを示す説明図、第12図
及び第14図は本発明の他の実施例である燃料集合体の
横断面図、第13図は第12図の燃料集合体内の各燃料
棒の濃縮度分布を示す説明図である。 1〜5,31.41〜47・・・燃料棒、11・・・水
ロッド、20.30・・・燃料集合体、21・・・チャ
ンネルボックス、33・・・上部タイプレート、34・
・・下部タイプレート、35・・・燃料スペーサ、35
A・・・内筒スリーブ。 高 3 日 箭 4 図 31 ・ スベー1上ζυ冒t・へンV35A、F(池
スリーフ 355 ルーア収バ年 35Cハシト 55 口 11 六Jトリトタロ・)L 32、、− t +し 34・ フ・し−卜 35・・ ズブリ)り°゛ 第 G13 燃てえ ん 第 7 図 X Y Z ズ祭′ 末生 オツド、イ並 1 蔓 8 図 A辻材灯/燃゛粁の比 f−)9 口 、18− −人 2然゛す+集合4本内の全表ロットの 4反七七材@i又の4〉き十才姿吋品1も 10 口 ・J・−−人 ズ41斗集会4本力め全一1<ロットの丈kg啓じネオ
鏝rネ(の4ト亀十不領イロ丁6b不る第 11 図 篤 1’2 い 冶 13 口 2祭、料棒41 42 43 44 4s 4b^
4【 ?
断面図、第2図は第1図に配置された各燃料棒の濃縮度
分布を示す説明図、第3図は第1図の燃料集合体の縦断
面図、第4図は第3図に示す燃料スペーサの平面図、第
5図は第4図の7部の拡大図、第6図は出力運転時と冷
温停止時との無限増倍率の差の燃焼度による変化を示す
特性図、第7図(A)は低濃縮度燃料棒の配置位置の違
いによる炉停止余裕の変化を示す特性図、第7図(B)
は第7図(A)の特性に対応した低濃縮度燃料棒の配置
位置を示す説明図、第8図は減速材/燃料比と無限増倍
率との関係を示す特性図、第9図は燃料集合体内の全水
ロッドの減速材領域の合計横断面積と無限増倍率との関
係を示す特性図、第10図は燃料集合体内の全水ロッド
の減速材領域の合計横断面積に対応する出力運転時と冷
温停止時との間の無限増倍率の差の変化を示す特性図、
第11図は第1図の燃料集合体における各燃料棒周囲に
形成される冷却材領域の大きさを示す説明図、第12図
及び第14図は本発明の他の実施例である燃料集合体の
横断面図、第13図は第12図の燃料集合体内の各燃料
棒の濃縮度分布を示す説明図である。 1〜5,31.41〜47・・・燃料棒、11・・・水
ロッド、20.30・・・燃料集合体、21・・・チャ
ンネルボックス、33・・・上部タイプレート、34・
・・下部タイプレート、35・・・燃料スペーサ、35
A・・・内筒スリーブ。 高 3 日 箭 4 図 31 ・ スベー1上ζυ冒t・へンV35A、F(池
スリーフ 355 ルーア収バ年 35Cハシト 55 口 11 六Jトリトタロ・)L 32、、− t +し 34・ フ・し−卜 35・・ ズブリ)り°゛ 第 G13 燃てえ ん 第 7 図 X Y Z ズ祭′ 末生 オツド、イ並 1 蔓 8 図 A辻材灯/燃゛粁の比 f−)9 口 、18− −人 2然゛す+集合4本内の全表ロットの 4反七七材@i又の4〉き十才姿吋品1も 10 口 ・J・−−人 ズ41斗集会4本力め全一1<ロットの丈kg啓じネオ
鏝rネ(の4ト亀十不領イロ丁6b不る第 11 図 篤 1’2 い 冶 13 口 2祭、料棒41 42 43 44 4s 4b^
4【 ?
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、上部タイプレートと、下部タイプレートと、前記上
部タイプレート及び前記下部タイプレートに上端部及び
下端部がそれぞれ保持される複数の燃料棒と、前記燃料
棒相互間を所定間隔に保持する燃料スペーサと、前記燃
料棒の1本の横断面積の2倍以上の減速材領域横断面積
を有する複数の水ロッドとを備え、2本の前記水ロッド
が互いに斜めに隣接して配置され、しかも前記2本の水
ロッドに隣接して配置された前記燃料棒内の燃料有効長
部の少なくとも上端部領域の無限増倍率が、この燃料棒
の周囲に配置されてこの燃料棒に隣接している他の前記
燃料棒の対向する領域の無限増倍率よりも低いことを特
徴とする燃料集合体。 2、前記2本の水ロッドに隣接して配置された前記燃料
棒の少なくとも上端部領域の濃縮度を、この燃料棒の周
囲に配置されてこの燃料棒に隣接している前記燃料棒の
濃縮度よりも低くした特許請求の範囲第1項記載の燃料
集合体。 3、上部タイプレートと、下部タイプレートと、前記上
部タイプレート及び前記下部タイプレートに上端部及び
下端部がそれぞれ保持される複数の燃料棒と、前記燃料
棒相互間を所定間隔に保持する燃料スペーサと、前記燃
料棒の1本の横断面積の2倍以上の減速材領域横断面積
を有する2本の水ロッドとを備え、前記2本の水ロッド
が斜めに隣接して配置され、しかも前記2本の水ロッド
に隣接して配置された前記燃料棒内の燃料有効長部の少
なくとも上端部領域の無限増倍率が、この燃料棒の周囲
に配置されてこの燃料棒に隣接している他の前記燃料棒
の対向する領域の無限増倍率よりも低く、前記2本の水
ロッド内の減速材領域横断面積が前記燃料棒1本の横断
面積の9〜12倍の範囲にあることを特徴とする燃料集
合体。 4、前記2本の水ロッドに隣接して配置された前記燃料
棒の少なくとも上端部領域の濃縮度を、この燃料棒の周
囲に配置されてこの燃料棒に隣接している前記燃料棒の
濃縮度よりも低くした特許請求の範囲第3項記載の燃料
集合体。 5、上部タイプレートと、下部タイプレートと、前記上
部タイプレート及び前記下部タイプレートに上端部及び
下端部がそれぞれ保持される複数の燃料棒と、前記燃料
棒相互間を所定間隔に保持する燃料スペーサと、前記燃
料棒の1本の横断面積の2倍以上の減速材領域横断面積
を有する2本の水ロッドとを備え、前記燃料棒が3行3
列に配置できる領域内に前記2本の水ロッドを互いに斜
めに隣接して配置すると共に前記領域の対向する2つの
コーナ部に前記2本の水ロッドに隣接させて2本の前記
燃料棒を配置し、この燃料棒の少なくとも上端部領域の
無限増倍率が、その周囲に配置されてその燃料棒に隣接
している他の前記燃料棒の対向する領域の無限増倍率よ
りも低いことを特徴とする燃料集合体。 6、上部タイプレートと、下部タイプレートと、前記上
部タイプレート及び前記下部タイプレートに上端部及び
下端部がそれぞれ保持される複数の燃料棒と、前記燃料
棒相互間を所定間隔に保持する燃料スペーサと、前記燃
料棒の1本の横断面積の2倍以上の減速材領域横断面積
を有する2本の水ロッドとを備え、前記2本の水ロッド
が互いに斜めに隣接して配置され、しかも前記2本の水
ロッドに隣接して配置された前記燃料棒内の燃料有効長
部の少なくとも上端部領域の無限増倍率が、この燃料棒
の周囲に配置されてこの燃料棒に隣接している他の前記
燃料棒の対向する領域の無限増倍率よりも低く、前記燃
料スペーサが、前記燃料棒が挿入される複数の円筒部材
、前記無限増倍率が低い燃料棒が挿入される前記円筒部
材に取付けられるU字部を有する第1部材、及び前記水
ロッドに隣接ししかも互いに隣接する2つの前記円筒部
材に取付けられると共に前記2本の水ロッドの軸心を結
ぶ直線の延長線上にある第2部材を有し、前記水ロッド
を前記第1部材のU字部及び前記第2部材によつて保持
することを特徴とする燃料集合体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62147061A JPH0792510B2 (ja) | 1987-06-15 | 1987-06-15 | 燃料集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62147061A JPH0792510B2 (ja) | 1987-06-15 | 1987-06-15 | 燃料集合体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63311195A true JPS63311195A (ja) | 1988-12-19 |
JPH0792510B2 JPH0792510B2 (ja) | 1995-10-09 |
Family
ID=15421605
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62147061A Expired - Lifetime JPH0792510B2 (ja) | 1987-06-15 | 1987-06-15 | 燃料集合体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0792510B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1993013530A1 (en) * | 1988-06-08 | 1993-07-08 | Yukihisa Fukasawa | Core of reactor, fuel assembly and fuel spacer |
JP2005180929A (ja) * | 2003-12-16 | 2005-07-07 | Global Nuclear Fuel-Japan Co Ltd | 燃料集合体 |
-
1987
- 1987-06-15 JP JP62147061A patent/JPH0792510B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1993013530A1 (en) * | 1988-06-08 | 1993-07-08 | Yukihisa Fukasawa | Core of reactor, fuel assembly and fuel spacer |
JP2005180929A (ja) * | 2003-12-16 | 2005-07-07 | Global Nuclear Fuel-Japan Co Ltd | 燃料集合体 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0792510B2 (ja) | 1995-10-09 |
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