JPS6373191A - 高速増殖炉の運転方法 - Google Patents
高速増殖炉の運転方法Info
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- JPS6373191A JPS6373191A JP61218800A JP21880086A JPS6373191A JP S6373191 A JPS6373191 A JP S6373191A JP 61218800 A JP61218800 A JP 61218800A JP 21880086 A JP21880086 A JP 21880086A JP S6373191 A JPS6373191 A JP S6373191A
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- fissile
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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】
〔発明の目的コ
(産業上の利用分野)
本発明は、発電プラント等に利用される高速増殖炉の運
転方法に関する。
転方法に関する。
(従来の技術)
一般に高速増殖炉では、燃料である核分裂性物質を燃焼
させるとともに、親物質から燃料となる核分裂性物質を
生成させる。
させるとともに、親物質から燃料となる核分裂性物質を
生成させる。
従来の高速増殖炉では、プルトニウムを富化したウラン
または濃縮ウラン等の酸化物、炭化物、金属等からなる
燃料により、軸方向長さが1ooc+nないし120C
IIlの円柱状に形成されており、この炉心の中央部付
近には、例えば核分裂性プルトニウム富化度の低い低富
化度領域が形成され、その上部、下部および周囲には、
核分裂性プルトニウム富化度の高い高富化度領域が形成
されている。
または濃縮ウラン等の酸化物、炭化物、金属等からなる
燃料により、軸方向長さが1ooc+nないし120C
IIlの円柱状に形成されており、この炉心の中央部付
近には、例えば核分裂性プルトニウム富化度の低い低富
化度領域が形成され、その上部、下部および周囲には、
核分裂性プルトニウム富化度の高い高富化度領域が形成
されている。
(発明が解決しようとする問題点)
上記説明の従来の高速増殖炉では、炉心を小型化するた
め、炉心内の平均出力密度を250W/cc程度とし、
出力分布の均一化をおこなっている。
め、炉心内の平均出力密度を250W/cc程度とし、
出力分布の均一化をおこなっている。
このため、燃料の炉心内滞在期間を3年ないし5年程度
とし、この間に数回の燃料交換を行なって、炉心内の出
力変動を小幅に抑制する。
とし、この間に数回の燃料交換を行なって、炉心内の出
力変動を小幅に抑制する。
しかしながら、このような従来の高速増1炉では、燃料
文#A毎に、長期間高速増殖炉を停止する必要があり、
稼Ω率の低下を招く等の問題がある。
文#A毎に、長期間高速増殖炉を停止する必要があり、
稼Ω率の低下を招く等の問題がある。
本発明は、かかる従来の不信に対処してなされたもので
、燃料交換を長期間あるいは全く必要とせず、TXω率
の向上を図ることのできる高速増殖炉の運転方法を提供
しようとするものである。
、燃料交換を長期間あるいは全く必要とせず、TXω率
の向上を図ることのできる高速増殖炉の運転方法を提供
しようとするものである。
[発明の構成]
(問題点を解決するための手段)
すなわち本発明は、核分裂性物質および親物質からなる
燃f1によりほぼ円柱状に形成された炉心を有する高速
増殖炉の運転方法において、前記炉心を、核分裂性物質
密度の異なる少くとも3種類の層状の領域から、軸方向
長さが130印ないし200cm平均出力密度が65W
/ccないし150W/ccとなるよう形成し、運転初
期には、前記領域のうち中間的な核分裂性物質密度を有
する領域に制御棒をほぼ半分以上挿入して運転すること
を特徴とする。
燃f1によりほぼ円柱状に形成された炉心を有する高速
増殖炉の運転方法において、前記炉心を、核分裂性物質
密度の異なる少くとも3種類の層状の領域から、軸方向
長さが130印ないし200cm平均出力密度が65W
/ccないし150W/ccとなるよう形成し、運転初
期には、前記領域のうち中間的な核分裂性物質密度を有
する領域に制御棒をほぼ半分以上挿入して運転すること
を特徴とする。
(作用)
本発明の高速増殖炉の運転方法では、本発明者等が特願
昭61−050197号等で提案しているように、炉心
の軸方向長さを130CTIないし200印として、炉
心を従来のE F増殖炉に比べて大型化し、平均出力密
度を(i5W/ccないし150W/ccとして従来の
高速増殖炉に比べて低下させ、炉心内での出力変動を可
能とする。
昭61−050197号等で提案しているように、炉心
の軸方向長さを130CTIないし200印として、炉
心を従来のE F増殖炉に比べて大型化し、平均出力密
度を(i5W/ccないし150W/ccとして従来の
高速増殖炉に比べて低下させ、炉心内での出力変動を可
能とする。
そして、炉心を核分裂性物質密度の異なる少くとも3粍
類の層状の領域から構成し、運転初期には、核分裂性物
M密度の異なる少くとも3種類の層状の領域のうち、中
間的な核分裂性物質密度を有する領域に制御棒をほぼ半
分以上挿入して運転を行ない、炉心内での出力変動を抑
制する。
類の層状の領域から構成し、運転初期には、核分裂性物
M密度の異なる少くとも3種類の層状の領域のうち、中
間的な核分裂性物質密度を有する領域に制御棒をほぼ半
分以上挿入して運転を行ない、炉心内での出力変動を抑
制する。
(実施例)
以下本発明の詳細を図面を参照して一実施例について説
明する。
明する。
第1図は、高速増殖炉の炉心の構成を示すもので、この
実施例の炉心1は、軸方向長さLlが約180cm、
直径L2が約soocmとされ、内側炉心2の軸方向中
央部に、核分裂性プルトニウム富化度6.5%とされた
核分裂性物質密度の低い低富化度領域2aが形成されて
おり、その上部および下部には、核分裂性プルトニウム
富化度10゜8%とされた核分裂性物質密度の高い高富
化度領域2bが形成されている。
実施例の炉心1は、軸方向長さLlが約180cm、
直径L2が約soocmとされ、内側炉心2の軸方向中
央部に、核分裂性プルトニウム富化度6.5%とされた
核分裂性物質密度の低い低富化度領域2aが形成されて
おり、その上部および下部には、核分裂性プルトニウム
富化度10゜8%とされた核分裂性物質密度の高い高富
化度領域2bが形成されている。
そして、内側炉心2の外側に配置された外側炉心3の内
側部分には、核分裂性プルトニウム富化度8.4%とさ
れた中間的な核分裂性物質密度を有する中宮化度領域3
aが形成されており、その外側には、核分裂性プルトニ
ウム富化度が10.8%とされた核分裂性物質密度の高
い高富化度領域3bが形成されている。
側部分には、核分裂性プルトニウム富化度8.4%とさ
れた中間的な核分裂性物質密度を有する中宮化度領域3
aが形成されており、その外側には、核分裂性プルトニ
ウム富化度が10.8%とされた核分裂性物質密度の高
い高富化度領域3bが形成されている。
なお、炉心1の軸方向上部および下部には、軸方向ブラ
ンケット4が配置されており、径方向外側には、径方向
ブランケット5が配置されている。
ンケット4が配置されており、径方向外側には、径方向
ブランケット5が配置されている。
そして、運転初期においては、外側炉心3の中宮化度領
域3aに、制御棒6を半分程度以上深く挿入し、5年な
いし15年程度の運転を行ない、その後、制御棒6を引
き抜いて運転を行なう。
域3aに、制御棒6を半分程度以上深く挿入し、5年な
いし15年程度の運転を行ない、その後、制御棒6を引
き抜いて運転を行なう。
なお、ここで炉心1を上記のように構成したのは、以下
に示すような理由による。
に示すような理由による。
すなわちまず、第2図のグラフは、縦軸を燃焼初期の臨
界度(実効増倍率)、横軸を核分裂性プルトニウム富化
度の比とし、曲線Aは内側炉心2の炉中心からの軸方向
長さが45印の部位で2つの核分裂性プルトニウム富化
度の異なる領域に分割した場合の両領域の核分裂性プル
トニウム富化度の比と、燃焼初期の臨界度との関係を示
すもので、このグラフに示されるように、内側炉心2は
、その軸方向外側の核分裂性プルトニウム富化度を10
、8%とし、内側の核分裂性プルトニウム富化度を6.
5%とすると、燃焼初期の臨界度を低く抑制することが
できる。
界度(実効増倍率)、横軸を核分裂性プルトニウム富化
度の比とし、曲線Aは内側炉心2の炉中心からの軸方向
長さが45印の部位で2つの核分裂性プルトニウム富化
度の異なる領域に分割した場合の両領域の核分裂性プル
トニウム富化度の比と、燃焼初期の臨界度との関係を示
すもので、このグラフに示されるように、内側炉心2は
、その軸方向外側の核分裂性プルトニウム富化度を10
、8%とし、内側の核分裂性プルトニウム富化度を6.
5%とすると、燃焼初期の臨界度を低く抑制することが
できる。
また、縦軸を30年運転による燃焼反応度の大きさ、横
軸を第2図のグラフと同様な核分裂性プルトニウム富化
度の比とした第3図のグラフに曲線Bで示すように、前
述の第2図のグラフで示されたように核分裂性プルトニ
ウム富化度を10.8%、6.5%とすることにより、
燃焼による反応度の減少幅も少くすることができる。
軸を第2図のグラフと同様な核分裂性プルトニウム富化
度の比とした第3図のグラフに曲線Bで示すように、前
述の第2図のグラフで示されたように核分裂性プルトニ
ウム富化度を10.8%、6.5%とすることにより、
燃焼による反応度の減少幅も少くすることができる。
第11図のグラフは、縦軸を初期反応度、横軸を外側炉
心3の径方向厚さとしてその関係を示すもので、実線C
は、核分裂性プルトニウム富化度が10.8% 、破線
りは核分裂性プルトニウム富化度が8.6%の場合を示
している。このグラフに示されるように、核分裂性プル
トニウム富化度が8.6zの燃料は、燃焼反応度を減少
幅を少なくすることができるが、核分裂性プルトニウム
富化度が8.6%の燃料のみで外側炉心3を形成するこ
とが困難であることがわかる。
心3の径方向厚さとしてその関係を示すもので、実線C
は、核分裂性プルトニウム富化度が10.8% 、破線
りは核分裂性プルトニウム富化度が8.6%の場合を示
している。このグラフに示されるように、核分裂性プル
トニウム富化度が8.6zの燃料は、燃焼反応度を減少
幅を少なくすることができるが、核分裂性プルトニウム
富化度が8.6%の燃料のみで外側炉心3を形成するこ
とが困難であることがわかる。
また、第5図および第6図のグラフは、それぞれ縦軸を
初期実効増倍率、30年間運転後の燃焼による反応度減
少幅とし、横軸を外側炉心3−の軸方向富化度分布によ
る効果を調べた結果で、上下部に核分裂性プルトニウム
富化度10.8%領域を有し、中央部の核分裂性プルト
ニウム富化度が8,6%の領域の炉中心からの軸方向厚
さとしてその関係を示すもので、実線E、実線Fで示さ
れるように核分裂性プルトニウム富化度が8.6%の領
域を増加させることによって、初期実効増倍率および燃
焼による反応度減少幅を低減させることができる。
初期実効増倍率、30年間運転後の燃焼による反応度減
少幅とし、横軸を外側炉心3−の軸方向富化度分布によ
る効果を調べた結果で、上下部に核分裂性プルトニウム
富化度10.8%領域を有し、中央部の核分裂性プルト
ニウム富化度が8,6%の領域の炉中心からの軸方向厚
さとしてその関係を示すもので、実線E、実線Fで示さ
れるように核分裂性プルトニウム富化度が8.6%の領
域を増加させることによって、初期実効増倍率および燃
焼による反応度減少幅を低減させることができる。
上述のような理由により本実施例では前述のように炉心
が構成されている。
が構成されている。
そして、このような炉心において制御棒6を使用せずに
運転を行なった場合の出力分布および出力変動を第7図
のグラフに示す、なお、このグラフにおいて縦軸は燃f
l集合体一体当たりの出力、横軸はこれらの燃料集合体
が配置された位置の炉中心からの径方向距離を示し、点
線G、実線H1破線Iはそれぞれ燃焼初期、15年運転
、30年運転後の燃焼反応度を示している。
運転を行なった場合の出力分布および出力変動を第7図
のグラフに示す、なお、このグラフにおいて縦軸は燃f
l集合体一体当たりの出力、横軸はこれらの燃料集合体
が配置された位置の炉中心からの径方向距離を示し、点
線G、実線H1破線Iはそれぞれ燃焼初期、15年運転
、30年運転後の燃焼反応度を示している。
このグラフに示されるように、制御棒6を使用しないで
運転を行なうと、炉心内の出力分布が不均一となり、出
力変動が大きくなる。
運転を行なうと、炉心内の出力分布が不均一となり、出
力変動が大きくなる。
このような出力変動は、核分裂性プルトニウム富化度の
異なる領域の形状を変えることによっである程度減少さ
せることができる0例えば第8図に示す炉心11のよう
に、内側炉心2の核分裂性プルトニウム富化度を6.5
Xとされた領域2aおよび核分裂性プルトニウム富化度
を10.8%とされた領域2bの形状を前述の第1図に
示す炉心1と変え?!雑化する。このような炉心11で
は、縦軸を燃料集合体一体当たりの出力、横軸をこれら
の燃料集合体が配置された位置の炉中心からの径方向距
離とした第9図のグラフに示すように、燃焼反応度の変
動を少なくすることができる。なお、点線J、実線K、
破線りはそれぞれ燃焼初期、15年運転後、30年運転
後の出力分布を示している。
異なる領域の形状を変えることによっである程度減少さ
せることができる0例えば第8図に示す炉心11のよう
に、内側炉心2の核分裂性プルトニウム富化度を6.5
Xとされた領域2aおよび核分裂性プルトニウム富化度
を10.8%とされた領域2bの形状を前述の第1図に
示す炉心1と変え?!雑化する。このような炉心11で
は、縦軸を燃料集合体一体当たりの出力、横軸をこれら
の燃料集合体が配置された位置の炉中心からの径方向距
離とした第9図のグラフに示すように、燃焼反応度の変
動を少なくすることができる。なお、点線J、実線K、
破線りはそれぞれ燃焼初期、15年運転後、30年運転
後の出力分布を示している。
しかしながら、このように構成された炉心11では、縦
軸を反応度、横軸を運転年数とした第10図のグラフに
実線M、Nで示すように、点線O1Pで示す炉心1の場
合に比べて、燃焼反応度の減少が大きくなる。なお、実
線M、点線Oは高速増殖炉からのプルトニウムを使用し
た場合を示し、実線N、点線Pは軽水炉からのプルトニ
ウムを使用した場合を示している。
軸を反応度、横軸を運転年数とした第10図のグラフに
実線M、Nで示すように、点線O1Pで示す炉心1の場
合に比べて、燃焼反応度の減少が大きくなる。なお、実
線M、点線Oは高速増殖炉からのプルトニウムを使用し
た場合を示し、実線N、点線Pは軽水炉からのプルトニ
ウムを使用した場合を示している。
そこで、炉心1において燃焼初期から5年ないし15年
程度制御棒6を外側炉心3の核分裂性物M密度が中間的
な、核分裂性プルトニウム富化度8、6%とされた中宮
化度領域3aに半分程度以上挿入して運転を行なう。
程度制御棒6を外側炉心3の核分裂性物M密度が中間的
な、核分裂性プルトニウム富化度8、6%とされた中宮
化度領域3aに半分程度以上挿入して運転を行なう。
縦軸を燃料集合体一体当たりの出力、横軸をこれらの燃
料集合体が配置された位置の炉中心からの径方向距離と
した第11図のグラフは、このような高速増殖炉の運転
方法における炉心1内の出力変動を示すもので、点線Q
、実線R1破線Sはそれぞれ燃焼初期、15年運転後、
30年運転後の出力分布を示している。
料集合体が配置された位置の炉中心からの径方向距離と
した第11図のグラフは、このような高速増殖炉の運転
方法における炉心1内の出力変動を示すもので、点線Q
、実線R1破線Sはそれぞれ燃焼初期、15年運転後、
30年運転後の出力分布を示している。
このグラフに示されるように、この実施例の高速増殖炉
の運転方法では、炉心内の出力変動を大幅に減少させる
ことができ、出力分布も均一化することができる。これ
は制御棒6により、燃焼初期における炉中心部の中性子
束を増大させ、制御棒6の挿入位置周辺の中性子束を低
減させることによる。
の運転方法では、炉心内の出力変動を大幅に減少させる
ことができ、出力分布も均一化することができる。これ
は制御棒6により、燃焼初期における炉中心部の中性子
束を増大させ、制御棒6の挿入位置周辺の中性子束を低
減させることによる。
[発明の効果]
上述のように本発明の高速増殖炉の運転方法では、炉心
寿命を20年ないし30年程度に、長期化することがで
き、かつ、出力変動を抑制することができるので、燃料
交換は長期間または全く不要となり、稼の串の向上を図
ることができる。
寿命を20年ないし30年程度に、長期化することがで
き、かつ、出力変動を抑制することができるので、燃料
交換は長期間または全く不要となり、稼の串の向上を図
ることができる。
第1図は本発明の一実施例方法を示す高速増殖炉の炉心
のMl[Fr面図、第2図は燃焼初期の臨界症(実効増
倍率)と内側炉心の軸方向に分割された領域の核分裂性
プルトニウム富化度の比との関係を示すグラフ、第3図
は燃焼による反応度の減少幅と内側炉心の軸方向に分割
された領域の核分裂性プルトニウム富化度の比との関係
を示すグラフ、第4図は異なった核分裂性プルトニウム
富化度における反応度と外側炉心の径方向厚さとの関係
を示すグラフ、第5図は燃焼初期の実効増倍率と外燃焼
反応度減少幅と外側炉心の核分裂性プルトニウム富化度
が8.6%の領域の軸方向厚さとの関係を示すグラフ、
第7図は炉心内の出力分布および出力変動を示すグラフ
、第8図は核分裂性プルトニウム富化度の異なる領域の
分割を複雑化した炉心を示す縦断面図、第9図は第8図
に示す炉心の出力分布および出力変動を示すグラフ、第
10図は反応度の変化を示すグラフ、第11図は本発明
の高速増殖炉の運転方法における出力分布および出力変
動を示すグラフである。 1・・・・・・・・・炉心 2・・・・・・・・・内側炉心 2a・・・・・・・・・低富化度領域 2b・・・・・・・・・高富化度領域 3・・・・・・・・・外側炉心 3a・・・・・・・・・中宮化度領域 3b・・・・・・・・・高富化度領域 6・・・・・・・・・制御棒 出願人 日本原子力事業株式会社出願人
株式会社 東芝 代理人 弁理士 須 山 佐 − 第1図 戸5 図 第7 口 第8図
のMl[Fr面図、第2図は燃焼初期の臨界症(実効増
倍率)と内側炉心の軸方向に分割された領域の核分裂性
プルトニウム富化度の比との関係を示すグラフ、第3図
は燃焼による反応度の減少幅と内側炉心の軸方向に分割
された領域の核分裂性プルトニウム富化度の比との関係
を示すグラフ、第4図は異なった核分裂性プルトニウム
富化度における反応度と外側炉心の径方向厚さとの関係
を示すグラフ、第5図は燃焼初期の実効増倍率と外燃焼
反応度減少幅と外側炉心の核分裂性プルトニウム富化度
が8.6%の領域の軸方向厚さとの関係を示すグラフ、
第7図は炉心内の出力分布および出力変動を示すグラフ
、第8図は核分裂性プルトニウム富化度の異なる領域の
分割を複雑化した炉心を示す縦断面図、第9図は第8図
に示す炉心の出力分布および出力変動を示すグラフ、第
10図は反応度の変化を示すグラフ、第11図は本発明
の高速増殖炉の運転方法における出力分布および出力変
動を示すグラフである。 1・・・・・・・・・炉心 2・・・・・・・・・内側炉心 2a・・・・・・・・・低富化度領域 2b・・・・・・・・・高富化度領域 3・・・・・・・・・外側炉心 3a・・・・・・・・・中宮化度領域 3b・・・・・・・・・高富化度領域 6・・・・・・・・・制御棒 出願人 日本原子力事業株式会社出願人
株式会社 東芝 代理人 弁理士 須 山 佐 − 第1図 戸5 図 第7 口 第8図
Claims (1)
- (1)核分裂性物質および親物質からなる燃料によりほ
ぼ円柱状に形成された炉心を有する高速増殖炉の運転方
法において、前記炉心を、核分裂性物質密度の異なる少
くとも3種類の層状の領域から、軸方向長さが130c
mないし200cm平均出力密度が65W/ccないし
150W/ccとなるよう形成し、運転初期には、前記
領域のうち中間的な核分裂性物質密度を有する領域に制
御棒をほぼ半分以上挿入して運転することを特徴とする
高速増殖炉の運転方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61218800A JPS6373191A (ja) | 1986-09-17 | 1986-09-17 | 高速増殖炉の運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61218800A JPS6373191A (ja) | 1986-09-17 | 1986-09-17 | 高速増殖炉の運転方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6373191A true JPS6373191A (ja) | 1988-04-02 |
Family
ID=16725557
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61218800A Pending JPS6373191A (ja) | 1986-09-17 | 1986-09-17 | 高速増殖炉の運転方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6373191A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005337898A (ja) * | 2004-05-27 | 2005-12-08 | Toshiba Corp | 反射体制御方式の高速炉 |
JP2013520657A (ja) * | 2010-02-22 | 2013-06-06 | アドバンスト・リアクター・コンセプツ・エルエルシー | 長い燃料交換間隔を有する小型の高速中性子スペクトル原子力発電所 |
US10424415B2 (en) | 2014-04-14 | 2019-09-24 | Advanced Reactor Concepts LLC | Ceramic nuclear fuel dispersed in a metallic alloy matrix |
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1986
- 1986-09-17 JP JP61218800A patent/JPS6373191A/ja active Pending
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