KR20180128472A

KR20180128472A - 인터 모듈 연료 셔플링

Info

Publication number: KR20180128472A
Application number: KR1020187031340A
Authority: KR
Inventors: 앨리슨 킷토; 다니엘 잉거솔; 호세 엔. 주니어 레예스
Original assignee: 뉴스케일 파워, 엘엘씨
Priority date: 2016-03-29
Filing date: 2017-03-01
Publication date: 2018-12-03
Also published as: CN108885909A; JP2019513230A; CA3018050C; CA3018050A1; EP4235697A2; JP6899840B2; EP4235697A3; KR102350506B1; EP3437109A1; EP3437109B1; CN108885909B; CA3234172A1; US20170301422A1; US10818403B2; WO2017184259A1; PL3437109T3

Abstract

복수의 연료 사이클과 관련된 다수의 원자로 노심들에 연료를 로딩하는 예시적인 방법이 여기에 개시된다. 예시적인 방법은, 제 1 연료 사이클에서, 연료의 제 1 배취로부터 선택된 제 1 연료 조립체로 제 1 원자로 노심을 로딩하는 단계, 연료의 제 2 배취로부터의 제 1 의 부분적으로 소비된 연료 조립체로 제 1 원자로 노심을 로딩하는 단계, 연료의 제 1 배취로부터의 제 2 연료 조립체로 제 2 원자로 노심을 로딩하는 단계 및, 연료의 제 2 배취로부터의 제 2 의 부분적으로 소비된 연료 조립체로 제 2 원자로 노심을 로딩하는 단계를 포함할 수 있다. 제 1 연료 사이클의 완료 이후에 수행될 수 있는 제 2 연료 사이클에서, 방법은 새로운 연료 조립체로 제 2 원자로 노심을 로딩하는 단계 및, 연료의 제 1 배취로부터의 제 1 연료 조립체로 제 2 원자로 노심을 로딩하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

인터 모듈 연료 셔플링

본 출원은 미국 에너지성에 의해 부여된 협약 No. DE-NE0000633 하에서 정부 지원으로 이루어졌다. 미국 정부는 본 발명에서 특정의 권리를 가진다.

본 출원은 2017 년 2 월 28 일자의 미국 출원 번호 No. 15/445,186 의 우선권을 주장하고, 상기 미국 출원은 2016 년 3 월 29 일자의 미국 가출원 No. 62/314,523 "연료 사이클 최적화를 위한 인터 모듈 셔플링(Inter-Module Shuffling for Fuel Cycle Optimization)"의 우선권을 주장하며, 이들의 내용은 전체로서 본원에 포함된다.

핵발전 플랜트의 일부 유형에 대한 연료 비용은 비교될만한 크기의 화석 연료 플랜트보다 저렴하고 보다 안정적일 수 있지만, 핵 플랜트의 연료 비용은 여전히 연간 수백만 달러에 이를 수 있다. 전체적인 플랜트 작동들을 최적화하기 위하여, 연료가 원자로로부터 소비된 연료 풀(spent fuel pool)로 배출되기 전에, 핵 연료의 실제로 분열되는 동위 원소의 오직 작은 백분율만이 통상적으로 소비된다.

공지된 가압수 원자로(pressurized water reactors; PWR) 및 비등수 원자로(boiling water reactors; BWR)에서, 원자로 노심은 복수의 연료 조립체로서 배치될 수 있는 다수의 연료봉들을 포함할 수 있다. 2 백개가 넘는 연료 조립체들을 포함할 수 있는 대형의 원자로 노심 안에서 연소된 연료 조립체들을 셔플링함으로써 연료 연소에서의 일부 향상이 얻어질 수 있다; 그러나, 노심의 물리학적 고려는 연료 소비에서의 잠재적인 이득 및 그에 비례하는 연료 비용의 절감을 현저하게 제한한다.

원자로 노심에 있는 연료봉의 일부 또는 전부가 교체될 수 있는 연료 보급 작동(refueling operation) 동안에, 원자로 용기는 원자로 노심으로의 접근이 이루어지도록 적어도 부분적으로 분해되어야만 한다. 따라서 원자로는 연료 보급 작동 동안에 작동 중지되어야 하며, 이 때 통상적인 발전 플랜트는 더 이상 전기를 발전할 수 없다.

본 출원은 상기의 문제점 및 다른 문제점을 해결한다.

예시적인 연료 로딩 시스템들이 여기에 개시된다. 예시적인 연료 로딩 시스템은 복수개의 온-사이트(on-site) 원자로 노심들과 관련된 다수의 연료 조립체들을 저장하도록 구성된 연료 저장 설비 및, 소비된 연료 조립체들을 연료 저장 설비로 이송하도록 구성된 이송 장치를 포함할 수 있다. 제 1 원자로 노심은, 연료의 제 1 배취와 관련된 제 1 연료 조립체 및 연료의 제 2 배취와 관련된 제 1 의 부분적으로 소비된 연료 조립체를 구비하는 제 1 연료 로딩 구성을 포함할 수 있다.

제 2 원자로 노심은, 연료의 제 1 배취와 관련된 제 2 연료 조립체, 연료의 제 2 배취와 관련된 제 2 의 부분적으로 소비된 연료 조립체 및, 이전에 2 개의 연료 사이클을 완료하였던 부분적으로 소비된 핵 연료를 구비하는 제 3 사이클 연료 조립체를 구비하는, 제 2 연료 로딩 구성을 포함할 수 있다. 제 2 의 부분적으로 소비된 연료 조립체는 선행의 연료 사이클 이후에 제 1 원자로 노심으로부터 제거되어 연료 저장 설비로 이송될 수 있다.

더욱이, 제 3 원자로 노심은, 연료의 제 1 배취와 관련된 제 3 연료 조립체 및, 제 3 원자로 노심에 있는 제 3 사이클 연료 조립체를 교체하였던 제 3 의 부분적으로 소비된 연료 조립체를 구비하는, 제 3 연료 로딩 구성을 포함할 수 있다. 제 3 사이클 연료 조립체는 선행의 연료 사이클 이후에 제 3 원자로 노심으로부터 제거되어 연료 저장 설비로 이송될 수 있다.

예시적인 메모리 장치들이 여기에 개시된다. 예시적인 메모리 장치는, 프로세싱 장치에 의한 이행에 응답하여, 프로세싱 장치가 작동들을 수행하게 하는 명령들을 저장할 수 있다. 작동들은 제 1 연료 사이클에 대하여 제 1 원자로 노심과 관련된 제 1 연료 구성의 결정을 포함할 수 있다. 제 1 연료 구성은 연료의 제 1 배취로부터 선택된 제 1 연료 조립체 및 연료의 제 2 배취로부터 선택된 제 1 의 부분적으로 소비된 연료 조립체를 포함할 수 있다. 작동들은 제 1 연료 사이클에 대하여 제 2 원자로 노심과 관련된 제 2 연료 구성을 결정하는 것을 포함할 수도 있다.

제 2 연료 구성은 연료의 제 1 배취로부터 선택된 제 2 연료 조립체 및, 연료의 제 2 배취로부터 선택된 제 2 의 부분적으로 소비된 연료 조립체를 포함할 수 있다. 또한, 작동들은 제 1 연료 사이클의 완료 이후에 이행되어야 하는 제 2 연료 사이클에 대하여, 새로운 연료 조립체 및 연료의 제 1 배취로부터 선택된 제 1 연료 조립체를 구비하도록 제 2 원자로 노심과 관련된 제 2 연료 구성을 업데이트시키는 것을 포함할 수 있다.

도 1 은 예시적인 핵 원자로 모듈을 도시한다.
도 2 는 부분적으로 분해된 원자로 압력 용기를 포함하는 예시적인 핵원자로 모듈을 도시한다.
도 3 은 예시적인 원자로 노심을 도시한다.
도 4 는 예시적인 연료 조립체의 확대도를 도시한다.
도 5a 는 제 1 연료 사이클과 관련된 연료 조립체의 예시적인 어레이에 대한 평면도를 도시한다.
도 5b 는 제 2 연료 사이클과 관련된 연료 조립체의 예시적인 어레이에 대한 평면도를 도시한다.
도 5c 는 제 3 연료 사이클과 관련된 연료 조립체의 예시적인 어레이의 평면도를 도시한다.
도 6 은 복수개의 원자로 모듈들을 포함하는 핵 발전 설비를 도시한다.
도 7a 는 다수의 연료 사이클들과 관련된 예시적인 연료 셔플링 구성을 도시한다.
도 7b 는 차후의 연료 사이클과 관련된 다른 예시적인 연료 셔플링 구성을 도시한다.
도 7c 는 다른 연료 사이클과 관련된 다른 예시적인 연료 셔플링 구성을 도시한다.
도 8a 는 연료가 전방 방향 및 역방향 양쪽으로 셔플링될 수 있는 예시적인 연료 셔플링 구성을 도시한다.
도 8b 는 차후의 연료 사이클과 관련된 다른 예시적인 다중 방향 연료 셔플링 구성을 도시한다.
도 8c 는 차후의 연료 사이클과 관련된 다른 예시적인 다중 방향 연료 셔플링 구성을 도시한다.
도 9 는 다수의 원자로 노심들에 연료를 로딩하는 것과 관련된 예시적인 시스템을 도시한다.
도 10 은 다수의 연료 사이클들과 관련된 다수의 원자로 노심들을 위한 예시적인 연료 셔플링 프로세스를 도시한다.

여기에 개시되고 그리고/또는 참조되는 다양한 예들은 2016 년 1 월 22 일자에 제출된 미국 특허 출원 No. 15/004, 128 "노심내 계측장치(In-Core Instrumentation)"에 있는 하나 이상의 특징들과 관련되거나 또는 그에 일치되게 작동될 수 있으며, 상기 출원의 내용은 본원에 참조로서 포함된다.

도 1 은 건조 및/또는 이베큐에이션(evacuation)된 격납 영역(14)을 가진, 예시적인 원자로 모듈(100)을 도시한다. 원자로 모듈(100)은 원자로 압력 용기(52)에 의해 둘러싸인 원자로 노심(6)을 포함할 수 있다. 원자로 압력 용기(52) 안의 제 1 냉각제(10)는 원자로 노심(6)을 둘러싼다.

원자로 압력 용기(52)는 격납 용기(54)에 의해 둘러싸일 수 있다. 일부 예에서, 격납 용기(54)는 원자로 풀(reactor pool, 150) 안에 위치될 수 있다. 원자로 풀(150)은 지면 레벨 아래에 저장된 붕산염 물(borated water)을 포함할 수 있다. 격납 용기(54)는 적어도 부분적으로 원자로 풀(150)에 잠길 수 있다. 일부 예에서, 격납 용기(54)의 상부 헤드의 적어도 일부는 원자로 풀(150)의 표면(155) 위에 위치될 수 있어서, 상부 헤드를 통한 그 어떤 전기적인 연결부 및/또는 관통부라도 건조하게 유지한다. 또한, 격납 용기(54)는 격납 용기(54) 밖으로 나가서 원자로 풀(150) 및/또는 둘러싸는 환경으로 빠져나가는 원자로 압력 용기(52)와 관련된 그 어떤 제 1 냉각제(10)의 배출이라도 억제하도록 구성될 수 있다.

격납 용기(54)는 대략 실린더 형상일 수 있다. 일부 예에서, 격납 용기(54)는 하나 이상의 타원형, 돔형 또는 구형 단부(spherical end)를 가질 수 있어서, 캡슐 형상의 격납부를 형성한다. 격납 용기(54)는 용접되거나 또는 그렇지 않으면 환경에 대하여 밀봉됨으로써, 원자로 모듈(100)의 정상적인 작동 동안에 액체 및/또는 기체가 격납 용기(54)로부터 배출되거나 또는 격납 용기(54) 안으로 진입할 수 없게 한다. 다양한 예에서, 원자로 압력 용기(52) 및/또는 격납 용기(54)는 저부 지지되거나, 상부 지지되거나, 중심 둘레에서 지지되거나 또는 이들의 그 어떤 조합일 수도 있다.

작동의 모드 및/또는 일부 예에서, 원자로 압력 용기(52)의 내측 표면은 제 1 냉각제(10) 및/또는 증기를 포함하는 습윤 환경에 노출될 수 있으며, 원자로 압력 용기(52)의 외측 표면은 실질적으로 건조한 환경에 노출될 수 있다. 원자로 압력 용기(52)는 스테인레스 스틸, 카본 스틸, 다른 유형의 재료 또는 복합체, 또는 이들의 그 어떤 조합이라도 포함할 수 있고 그리고/또는 그에 의해 만들어질 수 있다.

격납 용기(54) 안에 형성된 격납 영역은 실질적으로 원자로 압력 용기(52)를 둘러쌀 수 있다. 격납 영역(14)은 작동의 모드 및/또는 일부 예에서 건조하거나, 비워지거나(voided), 이베큐에이션되거나 그리고/또는 기체 환경을 포함할 수 있다. 격납 영역(14)은 공기, 아르곤과 같은 비활성 기체, 다른 유형의 기체들 또는 이들의 그 어떤 조합의 양이라도 포함할 수 있다. 또한, 격납 영역(14)의 경계를 이루는 격납 용기(54) 및 원자로 용기(52)중 하나 또는 양쪽 모두의 표면들은 원자로 풀(150) 안에서의 수송, 운전 정지(shut down) 또는 연료 재보급(refueling)과 같은 특정의 작동 모드 동안에 물에 노출될 수 있다.

격납 영역(14)은 대략 300 mmHG absolute (5.8 psia) 또는 그 미만의 부분 진공을 포함하는, 대기압 미만으로 또는 대기압에서 유지될 수 있다. 일부 예에서, 격납 영역(14)은 대략 50 mmHG absolute (1 psia) 에서 유지될 수 있다. 다른 예에서, 격납 영역(14)은 실질적으로 완전 진공에서 유지될 수 있다. 격납 용기(54) 안의 그 어떤 기체 또는 기체들이라도 원자로 모듈(100)의 작동 이전에 이베큐에이션될 수 있고 그리고/또는 제거될 수 있다. 원자로 모듈(100)의 정상 작동 동안에, 격납 영역(14)은 건조하게 유지될 수 있고 그리고/또는 그 어떤 물 또는 액체라도 이베큐에이션될 수 있다. 마찬가지로, 격납 영역(14)은 적어도 부분적으로 그 어떤 공기 또는 기체라도 이베큐에이션되어 유지될 수 있다.

열교환기는 전기를 발생시키기 위하여 제 2 냉각 시스템에서 급수(feedwater) 및/또는 증기를 순환시키도록 구성될 수 있다. 일부 예에서, 급수는 열교환기를 통해 지나갈 수 있고 과열 증기(superheated steam)가 될 수 있다. 제 2 냉각 시스템에 있는 급수 및/또는 증기는 원자로 압력 용기(52) 안에 있는 제 1 냉각제(10)로부터 격리되게 유지됨으로써, 이들은 혼합되거나 또는 서로 직접 (예를 들어, 유체) 접촉될 수 없다.

제 2 냉각 시스템의 열교환기 및/또는 관련된 배관은 하나 이상의 플리넘(plenum, 30)에서 원자로 압력 용기(52)를 통해 침투하도록 구성될 수 있다. 또한, 제 2 배관은 원자로 풀(150) 레벨 위에서 격납부의 상부 영역으로 경로가 이어질 수 있는데, 그곳에 배관이 격납 용기(54)를 통하여 침투한다. 원자로 풀(150) 위에서 격납부를 나옴으로써, 고온 증기 및 급수 라인들은 원자로 풀(150)의 물에 열을 상실하지 않는다.

정상적인, 비상 상황이 아닌 작동 정지 동안에, 하나 이상의 증기 발생기들은 증기를 방출하고 원자로 모듈(100)을 정상 작동 온도로부터 대략 화씨 250 도(섭씨 121)로 냉각시키도록 구성될 수 있다. 그러나, 증기를 방출시키는 프로세스는 섭씨 250 도에서 다소 비효율적으로 되므로, 원자로 모듈의 온도는 제 2 냉각제의 비등 온도로 갈수록 실질적으로 정적이거나(static) 또는 고정될 수 있다.

냉각 프로세스(cool down process)는 예시적인 원자로 모듈(100)의 격납 영역(14)을 적어도 부분적으로 범람(flooding)시킴으로써 증강될 수 있다. 일부 예에서, 물의 수위가 원자로 압력 용기(52) 안에 위치된 가압기 격벽 플레이트(pressurizer baffle plate)의 높이에 있을 때까지 또는 상기 높이 위에 있을 때까지 격납 영역(14)은 원자로 풀(150)로부터의 붕산염 물로 범람될 수 있다. 냉각 프로세스 동안, 격납 영역(14)에 진입하는 물은 원자로 압력 용기(52)의 외부에 유지되고, 마찬가지로, 제 1 냉각제(10) 전부는 원자로 압력 용기(52) 안에 유지된다.

원자로 압력 레벨(52)의 상부 헤드는 물의 레벨 위에 유지될 수 있어서, 상부 헤드를 통과할 수 있는 그 어떤 연결부라도 물에 잠기거나 또는 물에 노출되는 것을 회피한다. 일부 예에서, 격납 영역(14)내의 물의 미리 결정된 레벨은 원자로 압력 용기(52)의 대부분이 물에 의해 둘러싸이도록 격납 영역(14)을 범람시키는 것과 관련될 수 있다. 다른 예에서, 전체 원자로 압력 용기(52)는 격납 영역(14)을 범람시키는 물에 둘러싸이거나 또는 물에 잠길 수 있다.

격납 영역(14)은 콜드 작동 중지 상태(cold shutdown state), 예를 들어, 화씨 200 도 (섭씨 93 도) 보다 낮은 제 1 냉각제 온도와 관련된 작동 중지 상태로의 수동 냉각 프로세스(passive cool-down process)를 개시하도록 적어도 부분적으로 물로 채워질 수 있다. 일단 격납 영역(14)이 미리 결정된 레벨 위로 범람되면, 더 이상의 작용은 불필요할 수 있으며, 화씨 200 도 보다 낮은 작동 온도로의 수동 냉각은 주로, 원자로 압력 용기(52) 안에서의 제 1 냉각제(10)의 자연 순환, 작동 중지 원자로의 붕괴열(decay heat), 제 1 냉각제(10)로부터 격납 영역(14)에 있는 물로의 열전달 및, 원자로 풀(150)의 온도의 함수로서 발생될 수 있다.

도 2 는 부분적으로 분해된 격납 용기(240) 안에 수용된 원자로 압력 용기(220)를 포함하는 예시적인 원자로 모듈(200)을 도시한다. 노심내 계측 장치(In-core instrumentation, 230)는 원자로 압력 용기(220) 안에 포함된 원자로 노심(260)으로부터 제거될 수 있다. 일부 예에서, 노심내 계측 장치(230)는 12 개 이상의 노심내 계측 조립체를 포함할 수 있다. 각각의 노심내 계측 조립체는 모니터, 센서, 측정 장치, 검출기, 다른 유형의 검출 장치 또는 그것의 그 어떤 조합이라도 포함할 수 있다.

하부 용기 헤드(225)는, 연료 교체, 유지 관리, 검사, 또는 원자로 모듈(200)의 다른 비작동 프로세스들 동안에, 원자로 압력 용기(220)로부터 제거되었던 것으로 도시되어 있다. 하부 용기 헤드(225)는 격납 용기(240)의 분해 동안에 원자로 풀(150)(도 1)과 같은 원자로 풀의 표면(155) 아래에 완전히 잠겨서 유지될 수 있다. 원자로 압력 용기(220)는 격납 용기(240)의 분해 동안에 밀봉되고 그리고/또는 비접촉(intact)되어 유지될 수 있는 반면에, 원자로 압력 용기(220)의 적어도 하부 부분은 원자로 풀에 의해 둘러싸일 수도 있다.

원자로 압력 용기(220)는 상부 용기 플랜지(222) 및 하부 용기 플랜지(224)를 통하여 하부 용기 헤드(225)에 제거 가능하게 부착될 수 있다. 예를 들어, 복수개의 볼트들이 상부 용기 플랜지(222)를 통과할 수 있고 그리고/또는 상부 용기 플랜지(222)를 하부 용기 플랜지(224)에 연결할 수 있다. 볼트들은 원자로 압력 용기(220)로부터 하부 용기 헤드(225)를 제거하기 전에 이완될 수 있고 그리고/또는 제거될 수 있다. 일부 예에서, 격납 용기(240)는 하부 용기 헤드(225)를 제거하기 전에 유사하게 분해될 수 있다.

하부 용기 헤드(225)를 원자로 압력 용기(220)로부터 제거한 결과로서, 하부 용기 헤드(225)가 분리될 때 노심내 계측 장치(230)는 원자로 노심(260)으로부터 효과적으로 회수될 수 있다. 연료 교체와 같은 비작동 프로세스 동안에, 원자로 압력 용기(220) 및 격납 용기(240)의 외부의 외관 검사가 수행될 수 있다. 하부 용기 헤드(225)의 제거 이후에, 용기 및/또는 하부 헤드들이 하나 이상의 스탠드들에 지지되어 있으면서, 용기들의 내측 표면들 및 플랜지들의 원격 검사가 수행될 수 있다. 일부 예에서, 원격 검사는 내측 표면들의 완전 외관 검사(full visual inspection) 및 중요 용접부(key welds)의 초음파 테스트를 포함할 수 있다. 추가적으로, 검사의 일부 또는 전부는 원자로 풀의 표면(155) 아래에서 발생될 수 있다.

노심내 계측 장치(230)를 원자로 노심(260) 및 안내 튜브들로부터 회수하는 것은 둘러싸는 물의 풀과 격납 용기(240) 사이에 형성된 물 밀폐 밀봉(water-tight seal)을 파괴하지 않으면서 수행될 수 있다. 예를 들어, 원자로 풀의 표면(155) 위에 적어도 부분적으로 위치된 격납 용기(240)의 상부 헤드는 원자로 압력 용기(220) 및 격납 용기(240) 양쪽의 분해 동안에 둘러싸는 환경에 완전히 밀봉되어 유지될 수 있다. 추가적으로, 하부 용기 헤드(225)는 연료 교체 베이(refueling bay)로 움직일 수 있거나, 또는 움직이지 않고 남아 있음으로써, 원자로 모듈(200)의 분리된 구성 요소들상에서 다수의 작동들이 수행될 수 있다.

원자로 모듈(200) 및/또는 격납 용기(240)의 분해 및 이송 동안에, 노심내 계측 장치(230)의 하부 단부들은 항상 원자로 풀의 물에 잠겨서 유지되고 그에 의해 둘러싸인다. 원자로 풀의 물은 노심내 계측 장치(230)의 온도를 감소시키고 하부 단부로부터 방사될 수 있는 그 어떤 방사선에 대해서라도 차폐(shield)를 제공할 수 있다.

도 3 은 도 2 의 원자로 노심(260)에 유사하게 구성될 수 있는, 예시적인 원자로 노심(300)을 도시한다. 원자로 노심(300)은 전체적으로 대칭적인 패턴으로 배치될 수 있는 연료 조립체(325)의 어레이(array)를 포함할 수 있다. 연료 조립체(325)들의 어레이는 하나 이상의 중성자 소스들 뿐만 아니라, 원자로 코어(300)로부터 부분적으로 제거된 것으로 도시된 연료 조립체(400)와 같은, 복수개의 연료 조립체들을 포함할 수 있다. 원자로 노심에 포함된 연료 조립체들의 개수는, 원자로가 발전하도록 구성될 수 있는 총 전력량에 적어도 부분적으로 의존하여, 원자로마다 변할 수 있다. 예시적인 원자로 코어(300)에서, 원자로 코어 마다 더 많거나 적은 연료 조립체들이 고려될지라도, 전부 37 개의 연료 조립체들이 도시되어 있다.

연료 조립체들의 일부 또는 전부는, 검사 프로세스 또는 연료 교체 프로세스와 같은, 하나 이상의 프로세스 동안에 원자로 코어(300)로부터 제거될 수 있고, 원자로 코어에 추가될 수 있고 그리고/또는 교체될 수 있다. 더욱이, 일부 예에서, 다양한 연료 조립체들이 원자로 코어(300)내에 교환 가능하게 위치될 수 있거나 배치될 수 있어서, 연료 조립체(400)는 하나 이상의 연료 사이클 동안에 어레이(325) 내의 한 위치로부터 어레이내의 다른 위치로 움직일 수 있다.

원자로 코어(300)의 폭(350)은 연료 조립체들의 수 및/또는 크기에 따라서 변할 수 있다. 폭(350)은 예시적인 예에서만 대략 1.5 미터일 수 있고, 원자로 코어(300)와 관련된 다른 폭들이 여기에서 고려된다.

도 4 는 원자로 코어로부터 격리되어 도시된 예시적인 연료 조립체(400)의 확대도를 도시한다. 연료 조립체(400)는 복수개의 연료봉(425)들을 포함할 수 있다. 연료 조립체(400)는 일부 예에서 백개가 넘는 연료봉들을 포함할 수 있다. 연료봉(425)들은 상부 장착 구조(410) 및 하부 장착 구조(420)에 의해 연료 조립체(400) 안에서 지지될 수 있다. 더욱이, 연료 조립체(400)는 다수의 안내 튜브(상부 장착 구조(410) 위로부터 볼 수 있다)들을 포함할 수 있으며, 원자로가 작동하는 동안 하나 이상의 제어봉이 안내 튜브 안으로 삽입될 수 있다.

연료봉(425)들은 우라늄 산화물(UO2) 연료, 혼합 우라늄-플루토늄 산화물(MOX) 연료, 다른 유형들의 핵연료 또는 이들의 그 어떤 조합과 같은 방사성 재료를 포함할 수 있다. 우라늄 또는 다른 방사성 물질의 유효 농도는 사용 및/또는 시간을 통해서 소비되거나 또는 고갈되면서, 연료 조립체(400)의 전체적인 반응 레벨은 감소될 수 있다. 일부 예에서, 원자로 안에서 사용되는 동안에, 또는 사용된 후에, 일단 설치되었다면 제어봉(425)들을 제거하지 않으면서, 연료 조립체(400)는 단일 구조체로서 전달될 수 있고 그리고/또는 저장될 수 있다. 일부 예에서, 연료 조립체(400)는 원자로에서 사용되기 전에, 사용되는 동안 또는 사용된 후에, 일단 설치되었다면 제어봉(425)을 제거하지 않으면서, 단일의 구조체로서 저장될 수 있고 그리고/또는 전달될 수 있다. 다른 예에서, 개별적인 제어봉들은 연료 조립체(400)의 사용 수명이 완성되었다면 재처리 또는 배치를 위하여 제거될 수 있다.

연료 조립체(400)의 높이(450)는 연료봉(425)들의 크기에 따라서 변화될 수 있다. 높이(450)는 오직 예시적인 예에서 대략 2.5 미터이고, 연료 조립체(400)와 관련된 다른 높이들이 고려된다.

도 5a 는 제 1 연료 사이클과 관련된 연료 조립체(500)의 예시적인 어레이의 평면도를 도시한다. 연료 조립체(500)의 어레이는 이론적으로 다수의 섹션들로 분할될 수 있고, 일부 예에서 3 개의 섹션들일 수 있다. 섹션들의 수는 다수의 예상된 연료 사이클들에 대응할 수 있으며, 일부 예에서 섹션들은 연료 어레이(fuel array, 500)에서 대략 동일 중심의 배치로 지향될 수 있다.

연료 어레이(500)의 제 1 섹션(510)은 "A0"로 표시된 다수의 연료 조립체들을 포함할 수 있고, 일부 예에서 A0 연료 조립체들은 원자로에서 아직 소비되지 않은 새로운 또는 신규의 연료를 나타낼 수 있다. 제 1 섹션(510)은 연료 어래이(500)의 외측 동심 영역에 대략 위치될 수 있다. 예시적인 제 1 섹션(510)의 위치는 명확성의 목적을 위하여 도 5a 에서 강조되어 있다.

연료 어레이(500)의 제 2 섹션(520)은 "B"로서 표시된 다수의 연료 조립체들을 포함할 수 있고, 일부 예에서 B 연료 조립체들은 원자로에서 부분적으로 소비되었던 연료를 나타낼 수 있다. 제 2 섹션(520)은 제 1 섹션(510)과 관련된 동심 영역의 내부 안에 대략 위치될 수 있다. 예시적인 제 2 섹션(520)의 위치는 명확성의 목적을 위하여 도 5b 에서 강조되어 있다.

연료 어레이(500)의 제 3 섹션(530)은 "C" 로 표시된 다수의 연료 조립체들을 포함할 수 있고, 일부 예에서 C 연료 조립체들은 원자로 안에서 부분적으로 소비되었던 연료를 나타낼 수 있다. 제 3 섹션(530)은 제 2 섹션(520)과 관련된 동심 영역의 내부에 대략 위치될 수 있거나, 또는 일부 예에서, 어레이(500)의 중심 영역에 주로 위치될 수 있다. 예시적인 제 3 섹션(530)의 위치는 명확성의 목적을 위하여 도 5c 에서 강조되어 있다.

각각의 섹션과 관련된 방사능(radioactivity) 또는 반응성(reactivity)는 변화될 수 있다. 예를 들어, 제 2 섹션(520)과 관련된 B 연료 조립체는 제 3 섹션(530)과 관련된 C 연료 조립체들 보다 더 반응성이 있을 수 있고, B 연료 조립체들은 제 2 섹션(520)과 관련된 A0 연료 조립체들보다 덜 반응성이 있을 수 있다. 연료의 동심 영역들의 수 및/또는 추가적인 섹션들은 연료와 관련된 연료 사이클의 수 및/또는 원자로 노심의 크기에 따라서 다른 예시적인 연료 조립체 어레이들에 제공될 수 있다.

일부 예에서, 제 1 섹션(510)의 A0 연료 조립체들의 수는 제 2 섹션(520)에 있는 B 연료 조립체들의 수와 같을 수 있으며, 마찬가지로 제 2 섹션(520)의 B 연료 조립체들의 수는 제 3 섹션(530)의 C 연료 조립체들의 수와 같을 수 있다.

중성자 소스는 연료 어레이(500)의 중심"S"에 위치될 수 있다. 다른 예에서, 연료 조립체는 다른 섹션들과 셔플(shuffle)될 수 있거나 또는 셔플될 수 없는 어레이(500)의 중심(S)에 위치될 수 있다. 다른 예에서, 둘러싸는 연료 조립체에서 중성자 흡수를 증가시키기 위하여 빠른 중성자들의 열중성자화(thermalization)를 증진시키는 매체를 수용하도록 그리고/또는 냉각제의 채널 또는 관통 경로를 제공하도록 중심(S)은 개방되어 두어질 수 있다.

도 5b 는 제 2 연료 사이클과 관련된 연료 조립체(500)들의 예시적인 어레이의 평면도를 도시하며, 여기에서 연료 조립체들의 일부 또는 전부가 셔플(shuffle)될 수 있다. 도 5a 에서 제 1 섹션(510)에 위치되었던 A0 연료 조립체들은 제 2 섹션(520)으로 움직일 수 있고, 마찬가지로 도 5a 에서 제 2 섹션(520)에 위치되었던 B 연료 조립체들은 제 3 섹션(530)으로 움직일 수 있다. 일부 예에서, 연료 어레이(500)의 제 1 섹션(510)은 다수의 연료 조립체들을 포함할 수 있는데, 이것은 "A1"으로 표시되고, 제 2 연료 사이클 이전에 원자로 노심에서 소비되지 않았던 연료의 새롭거나 또는 신규의 배취(batch)를 나타낸다.

도 5c 는 제 3 연료 사이클과 관련된 연료 조립체(500)의 예시적인 어레이의 평면도를 도시하며, 여기에서 연료 조립체들의 일부 또는 전부가 다시 셔플된다. 도 5b 에서 제 1 섹션(510)에 위치되었던 A1 연료 조립체들은 제 2 섹션(520)으로 움직일 수 있고, 마찬가지로 도 5b 에서 제 2 섹션(520)에 위치되었던 A0 연료 조립체들은 제 3 섹션(530)으로 움직일 수 있다. 일부 예에서, 연료 어레이(500)의 제 1 섹션(510)은 "A2"로서 표시된 다수의 연료 조립체들을 포함할 수 있으며, 이것은 제 3 연료 사이클 이전에 원자로에서 아직 소비되지 않았던 연료의 새롭거나 신규의 배취를 나타낸다.

각각의 섹션과 관련된 연료 조립체들은 연료 사이클의 수 또는 남아 있는 사용 수명의 상이한 양과 관련될 수 있다. 예를 들어, 제 3 섹션(530)에 위치된 A0 연료 조립체들은, 도 5a 내지 도 5c 의 진전에 의해 도시되고 강조된 섹션들을 참조하여 용이하게 이해될 수 있는 바와 같이, 제 3 연료 사이클 이전에 2 개의 연료 사이클을 미리 겪을 수 있었다. 다른 한편으로, 제 2 섹션(520)에 위치된 A1 연료 조립체들은 제 3 연료 사이클 이전에 오직 하나의 연료 사이클을 미리 겪을 수 있었다.

3 개 사이클의 연료 교체 프로세스 또는 연료 셔플링(fuel shuffling, 500)과 관련된 연료 어레이(fuel array, 500)에 대하여, A0 연료 조립체들은 그들의 사용 수명이 완료되기 전에 하나의 잔류 연료 사이클을 가질 수 있으며, 예를 들어 제 3 연료 사이클을 가질 수 있는 반면에, 새로운 A2 연료 조립체들은 제 3 연료 사이클을 포함하는, 사용 수명(useful life)의 3 개의 남아있는 연료 사이클들을 여전히 가질 수 있다. 일부 예에서, 각각의 연료 조립체들은 그들의 사용 수명 전체를 통하여 연료 어레이의 상이한 섹션들 사이에서 셔플(shuffle)될 수 있다.

도 5a 내지 도 5c 에 표시된 연료 셔플링의 방향이 연료 어레이(500)의 외측 연료 조립체 위치들 또는 제 1 섹션(510)으로부터 제 3 섹션(530) 또는 중심(S)을 향하여 발생되는 것으로 도시되는 반면에, 다른 예에서 연료 셔플링(fuel shuffling)의 방향은 대향되는 의미로, 제 3 섹션(530) 또는 중심(S)으로부터 연료 어레이(500)의 외측 연료 조립체 위치들을 향하여 지향될 수 있다. 다른 예에서, 연료 셔플링은 방향들의 다른 기하학적 패턴 또는 조합들로 이루어져서 대안의 반응 프로파일을 제공할 수 있다.

도 6 은 원자로 모듈(610) 및 추가적인 원자로 모듈(620)과 같은 복수개의 원자로 모듈들을 포함하는 원자력 발전 빌딩(nuclear power building, 600)을 도시한다. 원자력 발전 빌딩(600)은 단지 하나의 예로서 12 개의 원자로 모듈들을 포함하는 것으로 도시되며, 원자력 발전 빌딩 마다 더 적거나 또는 더 많은 원자로 모듈들이 여기에서 고려된다.

원자력 발전 빌딩(600)은 복수개의 원자로 모듈들을 움직이거나 수송하도록 구성된 오버헤드 크레인(655)을 포함할 수 있다. 도시된 예에서, 원자로 모듈(610)은 원자로 베이(reactor bay, 630)로부터 제거되었고 공유된 원자로 빌딩 통로(650)를 통해 수송되는 과정에 있다. 통로(650)는 원자로 베이들 각각에 유체적으로 연결될 수 있어서, 원자로 모듈(610)이 물 아래에 적어도 부분적으로 잠겨 있으면서 크레인(655)에 의하여 수송될 수 있다.

통로(650)는 원자로 베이(630)를 소비된 연료 풀(spent fuel pool, 680) 및/또는 드라이 도크(dry dock, 690)에 유체 연결시킬 수 있다. 또한, 통로(650)는 격납 용기 스탠드(660) 및 원자로 압력 용기 스탠드(670)를 포함하는 연료 교체 베이(665)에 원자로 베이(reactor bay, 630)를 유체적으로 연결할 수 있다.

격납 용기 스탠드(660)는 원자로 모듈이 작동 중지된 후에, 격납 용기(240, 도 2)와 같은, 격납 용기를 조립 및/또는 분해하도록 구성될 수 있다. 원자로 모듈의 분해 동안에, 격납 용기의 하부 격납 헤드는 격납 용기 스탠드(660)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 크레인은 전체 원자로 모듈을 원자로 베이로부터 운반하고 다음에 원자로 모듈을 격납 용기 스탠드(660) 안으로 내리도록 구성될 수 있다.

격납 용기 스탠드(660) 안에 배치된 후에, 하부 격납 헤드와 관련된 격납 플랜지는 다수의 볼트들을 이완 및/또는 제거함으로써, 격납 툴(containment tool)에 의하여 텐션(tension)이 해제될 수 있다. 격납 용기로부터 결합이 해제된(decoupled) 하부 격납 헤드로써, 원자로 모듈은 크레인에 의해 격납 용기 스탠드(660)로부터 들어올려질 수 있고 다음에 원자로 압력 용기 스탠드(670) 안에 배치될 수 있다. 격납 용기 스탠드(660) 안에 남아 있는 하부 격납 헤드를 가지고, 원자로 압력 용기와 관련된 하부 용기 헤드는 원자로 압력 용기 스탠드(670)에 배치될 수 있다.

원자로 압력 용기 스탠드(670) 안에 배치된 이후에, 하부 용기 헤드와 관련된 원자로 용기 플랜지는 다수의 볼트들을 이완 및/또는 제거함으로써, 원자로 압력 용기 툴(tool)에 의하여 텐션이 해제될 수 있다. 원자로 압력 용기 툴 및 격납 용기 툴중 한쪽 또는 양쪽 모두는 원격으로 작동될 수 있다. 원자로 압력 용기로부터 결합 해제된 하부 용기 헤드로써, 원자로 모듈은 크레인에 의해 원자로 압력 용기 스탠드(670)로부터 들어올려져서 유지 관리 시설로 이동할 수 있다. 또한, 하부 용기 헤드는 원자로 모듈로부터 분리되게 움직일 수 있거나, 또는 하부 용기 헤드는, 원자로 압력 용기 스탠드(670)에 유지되어 있으면서, 연료 보급될 수 있고 그리고/또는 유지 관리 작업이 수행된다.

복수개의 원자로 모듈들을 구비함으로써, 나머지 원자로 모듈들이 계속 작동하고 전력을 발생시키는 동안, 원자로 모듈(610)은 연료 보급 및/또는 유지 관리의 목적을 위하여 작동하지 않을 수 있다. 각각의 원자로 모듈이 2 년의 지정된 연료 수명을 가지는 12 개의 원자로 모듈들을 포함하는 원전 설비에서, 연속적인 연료 보급 사이클의 일부로서 상이한 원자로 모듈은 매 2 개월마다 연료 보급(refuel)될 수 있다. 더 길게 지정된 연료 수명을 가진 원자로 모듈들에 대하여, 원자로 모듈들은 덜 자주 연료 보급될 수 있다.

연료 이송 장치(640)는 연료 보급 베이(665)와 연료 저장 설비(680) 사이에서 하나 이상의 연료 조립체들을 수송하도록 구성될 수 있다. 일부 예에서, 연료 이송 장치(640)는 연료를 원자로 노심으로부터 제거하고, 교체하고 또는 원자로 노심에 추가하기 위한 자동화된 연료 로딩 시스템(fuel loading system)을 포함할 수 있다.

일부 예에서, 연료 이송 장치(640)는 원자로 모듈들의 시각적 및/또는 초음파 검사를 수행할 목적으로 개구 또는 도어를 통하여 원자력 발전 빌딩(600)에 진입하도록 구성될 수 있는 낮은 용기 검사 트리(lower vessel inspection tree, LVIT)를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 연료 이송 장치(640) 및/또는 LVIT 는 크레인(655)에 의하여 원자력 발전 빌딩(nuclear power building, 500) 안에서 움직일 수 있다.

원자력 발전 빌딩(600) 안에 포함된 원자로 모듈들 각각은 상대적으로 작은 원자로 노심을 포함할 수 있고, 이것은 일부 예에서 37 개의 연료 조립체들을 포함할 수 있다. 따라서, 유사하게 구성된 원자로 노심들을 가진 12 개 모듈의 발전 플랜트는 12 개의 작동 노심 안에 총 444 개의 연료 조립체들을 포함하는 것으로 이해될 수 있다. 새로운 연료 조립체들 뿐만 아니라, 배출 및/또는 부분적으로 소비된 연료 조립체들은 공유된 소비 연료 풀(shared spent fuel pool, 680) 안에 저장될 수 있다. 일부 예에서, 다수 모듈의 발전 플랜트 구성은 하나의 모듈로부터 다른 모듈로 배출된 크로스로드 연료 조립체(cross-load fuel assemblies)에 대한 포텐셜(potential)을 허용할 수 있다. 조립체들의 신중한 인터 모듈 셔플링(judicious inter-module shuffling)에 의하여, 개별적인 작동 노심 안에서 반응 한계를 유지하면서 연료 소비가 최대화될 수 있다.

도 7a 는 다수의 연료 사이클들과 결합될 수 있는 예시적인 연료 구성(700) 또는 연료 셔플링 프로세스를 도시한다. 3 개 이상의 원자로 모듈 및/또는 3 개 이상의 원자로 노심을 포함하는 다수 모듈의 발전 플랜트에 대하여, 인터 모듈 연료 셔플링(inter-module fuel shuffling) 프로세스는 제 1 원자로 노심(710), 제 2 원자로 노심(720) 및 제 3 원자로 노심(730)와 관련될 수 있다. 일부 예에서, 연료 셔플링 구성(700)은 3 개 이상의 연료 사이클들과 관련될 수 있으며, 여기에서는 연료의 3 회 배취(batch)들이 셔플링될 수 있거나 또는 원자로 노심들 사이에서 움직일 수 있다. 연료의 제 1 배취(712, 722, 732)는 제 1 원자로 노심(710), 제 2 원자로 노심(720) 및 제 3 원자로 노심(730)과 각각 관련될 수 있다. 연료의 제 1 배취는 새롭거나 또는 신규한 연료를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 연료의 제 1 배취는, 도 5a 의 제 1 섹션(510)과 같은 외측 원자로 노심 위치들 안에 위치될 수 있다.

마찬가지로, 연료의 제 2 배취(714, 724, 734)는 제 1 원자로 노심(710), 제 2 원자로 노심(720) 및, 제 3 원자로 노심(730)과 각각 관련될 수 있다. 연료의 제 2 배취는 이전의 연료 사이클 동안에 이미 사용되었거나 또는 부분적으로 소비되었던 연료를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 연료의 제 2 배취는 도 5b 의 제 2 섹션(520)과 같은, 중간의 원자로 노심 위치들에 위치될 수 있다.

더욱이, 연료의 제 3 배취(716, 726, 736)는 제 1 원자로 노심(710), 제 2 원자로 노심(720) 및 제 3 원자로 노심(730)과 각각 관련될 수 있다. 연료의 제 3 배취는 이전의 2 개 연료 사이클 동안에 이미 사용되었거나 또는 부분적으로 소비되었던 연료를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 연료의 제 3 배취는 도 5c 의 제 3 섹션(530)과 같은, 중심 원자로 노심 위치들에 위치될 수 있다.

제 1 연료 사이클 동안에, 3 개의 원자로 노심(710, 720, 730)들은 도 7a 에 도시된 연료 구성으로 작동될 수 있다. 예를 들어, 제 1 원자로 노심(710)은 연료(712, 714, 716)와 온라인(online)이 될 수 있거나 또는 크리티컬(critical)로 이루어질 수 있다. 마찬가지로, 제 2 원자로 노심(720)은 연료(722, 724, 726)와 온라인으로 될 수 있고 제 3 원자로 노심(730)은 연료(732, 734, 736)와 온라인이 될 수 있다.

제 1 연료 사이클의 마무리에서, 연료의 일부 또는 전부는 원자로 코어들 사이에서 셔플링(shuffling)될 수 있다. 연료(712, 714)는 제 1 원자로 노심(710)으로부터 제 2 원자로 노심(720)으로 움직일 수 있고, 연료(722, 724)는 제 2 원자로 노심(720)으로부터 제 3 원자로 노심(730)으로 움직일 수 있다. 일부 예에서, 연료는 제 1 원자로 노심(710)으로부터 제 2 원자로 노심(720)으로, 그리고 제 2 원자로 노심(720)으로부터 제 3 원자로 노심(730)으로, "전방"의 방향으로 움직이는 것으로 일반적으로 이해될 수 있다. 더욱이, 도 5a 내지 도 5c 를 참조하여 이해되는 바와 같이, 연료가 원자로 노심들 사이에서 셔플링되고 있으면서, 연료는 일반적으로 원자로 노심의 외측 섹션으로부터 원자로 노심의 중심 섹션으로 움직이는 것으로 이해될 수 있다.

3 개의 원자로 노심들로 이루어진 다수-모듈의 전력 플랜트에서, 연료(732, 734)는 제 3 원자로 노심(730)으로부터 제 1 원자로 노심(710)으로, 상기에서 직접적으로 설명된 것과 유사한 방식으로 움직일 수 있다. 일부 예에서, 연료는 폐쇄 루프 또는 원형 패턴으로 셔플링될 수 있는데, 여기에서 연료는 각각의 차후 연료 사이클의 마무리(conclusion)에서 3 개의 원자로 코어들 사이에서 움직인다.

3 개를 초과하는 원자로 노심들을 포함하는 다수 모듈 플랜트에서, 연료(732, 734)는 제 3 원자로 노심(730)으로부터 제 4 원자로 노심(미도시)으로 움직일 수 있다. 제 4 원자로 노심은 원자로 노심(710, 720, 730)으로서 유사하게 구성될 수 있는 3 개의 원자로 코어들의 제 2 세트와 관련될 수 있다. 일부 예에서, 전력 플랜트는 다수의 연료 사이클들의 수와 같은 다수의 원자로 노심들을 가지고 구성될 수 있다.

3 개의 연료 사이클 셔플링 프로세스의 예에서, 전력 플랜트는 3 개의 원자로 노심, 6 개의 원자로 노심, 9 개의 원자로 노심, 12 개의 원자로 노심등을 포함할 수 있다. 3 개의 원자로 노심들의 각각의 세트는 원자로 노심(710, 720, 730)으로서 유사하게 구성될 수 있으며, 일부 예에서, 연료 셔플링은 원자로 코어들의 각각의 세트 사이에서 이루어질 수 있어서, 차후의 원자로 노심들이 온라인이 될 때 연료 셔플링의 대형 폐쇄 루프(closed loop) 또는 원형 패턴을 형성한다.

예시적인 4 사이클 연료 셔플링 프로세스에서, 전력 플랜트는 4 개의 원자로 노심들의 다수 세트들로써 구성될 수 있어서, 전력 플랜트는 4 개의 원자로 노심, 8 개의 원자로 노심, 12 개의 원자로 노심등을 포함할 수 있다. 여전히, 각각의 원자로 노심과 관련된 연료의 배취들의 수는 연료 사이클들의 수와 같을 수 있다. 예시적인 3 사이클 연료 셔플링 프로세스에서, 각각의 원자로 노심은 원자로 노심 안의 3 개의 구분된 위치들에 배치된 3 개의 연료 배치들과 관련될 수 있다. 예시적인 4 사이클 연료 셔플링 프로세스에서, 각각의 원자로 노심은 원자로 노심 안의 4 개의 구분된 위치들에 배치된 연료의 4 개 배취들과 관련될 수 있다.

도 7a 에 도시된 연료 구성과 관련된 연료 사이클의 마무리에서, 연료(716, 726, 736)는 3 개의 연료 사이클들을 위하여 사용되었던 것으로 이해될 수 있으며, 일부 예에서, 사용 수명의 끝에 도달했던 것으로 더 이해될 수 있다. 따라서, 연료(716, 726, 736)는 원자로 코어(710, 720, 730)로부터 제거될 수 있고, 처리될 수 있거나, 재처리될 수 있거나, 또는 연료 저장 설비(790)에 저장될 수 있거나, 또는 폐기될 수 있다. 일부 예에서, 연료 저장 설비(790)는 공유된 소비 연료 풀을 포함하는 것으로 이해될 수 있다. 마찬가지로, 연료 사이클의 마무리에서, 연료 소스(780)로부터의 새롭거나 또는 신규한 연료는 원자로 노심(710, 720, 730)들에 더해져서, 제거되었던 연료를 교체한다.

새로운 연료(780)는 도 5a 내지 도 5c 에 도시된 연료 어레이(500)와 관련하여 설명된 것과 유사한 방식으로 원자로 노심(710, 720, 730) 안에 배치될 수 있다. 예를 들어, 새로운 연료는 원자로 노심들의 외측 주위에 배치될 수 있는 반면에, 연료(716, 726, 736)는 개별적인 원자로 노심들의 중심 또는 내측 섹션들로부터 제거될 수 있다. 연료는 원자로 노심(710, 720, 730)들 사이에서 셔플링될 수 있어서 전력의 분포를 최적으로 재구성하거나 또는 동요하게 한다. 제 3 연료 사이클의 3 번째 노심 재장전(reload) 마다 완전한 주기적인 패턴이 반복될 수 있다.

도 7b 는 차후 또는 제 2 연료 사이클과 관련된 다른 예시적인 연료 셔플링 구성을 도시하며, 여기에서 새로운 연료(742, 752, 762)는 원자로 노심(710, 720, 730)에 각각 추가되었고, 부분적으로 사용된 연료는 도 7a 와 관련하여 설명된 하나 이상의 예들과 관련하여 이전에 설명된 바와 같이 셔플링되었다.

새로운 연료(742)에 더하여, 제 1 원자로 노심(710)은 이전에 하나의 연료 사이클을 위하여 사용되었던 연료(782) 및, 이전의 2 개 연료 사이클을 위하여 사용되었던 연료(784)를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 새로운 연료(752)에 더하여, 제 2 원자로 노심(720)은 제 1 원자로 노심(710)에서의 하나의 연료 사이클을 위하여 이전에 사용되었던 연료(712) 및, 2 개의 이전 연료 사이클들을 위하여 사용되었던 연료(714)를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 마찬가지로, 제 3 원자로 노심(730)은 부분적으로 소비된 연료(722) 및, 제 2 원자로 노심(720)으로부터 수용되었던 연료(724)를 포함하는 것으로 도시되어 있다.

제 2 연료 사이클의 마무리에서, 연료(742) 및 연료(782)는 제 1 원자로 노심(710)으로부터 제 2 원자로 노심(720)으로 움직일 수 있고, 3 개의 연료 사이클들을 위하여 이용되었던 연료(784)는 제 1 원자로 노심(710)으로부터 제거되어 연료 저장 설비(790)에 저장되거나 또는 폐기될 수 있다. 마찬가지로, 연료(752) 및 연료(712)는 제 2 원자로 노심(720)으로부터 제 3 원자로 노심(730)으로 움직일 수 있다. 3 개의 연료 사이클들을 위하여 사용되었던 연료(714, 724)는 연료 저장 설비(790)에 저장될 수 있거나 또는 폐기될 수 있다. 제 3 연료 사이클에서, 새로운 연료(780)는 이전에 설명된 바와 유사한 방식으로 원자로 노심(710, 720, 730)의 일부 또는 전부에 더해질 수 있다.

도 7c 는 차후의 연료 사이클과 관련된 다른 예시적인 연료 셔플링 구성을 도시한다. 도 7b 에 도시된 연료 구성은 다음의 순차적인 원자로 노심으로의 전방 방향에서 연료를 셔플링시킴으로써 달성될 수 있는 반면에, 다른 예에서 연료의 하나 이상의 배취(batch)들은 다음의 원자로 노심을 건너뛸(skip) 수 있다. 예를 들어, 도 7a 에 도시된 연료 구성(700)과 관련하여, 연료(712)는 제 1 원자로(710)로부터 제 2 원자로(720)로 움직일 수 있는 반면에, 연료(714)는 제 1 원자로(710)로부터 제 3 원자로(730)로 움직일 수 있다. 마찬가지로, 연료(722)는 제 2 원자로(720)로부터 제 3 원자로(730)로 움직일 수 있다.

3 개의 원자로 노심들, 또는 원자로 노심들의 단일 세트로 이루어진 예시적인 발전 플랜트에 대하여, 점선으로 도시된 바와 같이 연료(712)는 차후에 제 2 원자로(720)로부터 제 1 원자로(710)로 움직일 수 있다. 마찬가지로, 연료(722)는 그렇지 않으면 제 3 원자로(730)로부터 제 2 원자로(720)로 움직일 수 있다. 일부 예에서, 제 2 원자로(720)로부터 다시 제 1 원자로(710)로 및/또는 제 3 원자로 노심(730)으로부터 다시 제 2 원자로 노심(720)으로의 연료의 이전이 "역(reverse)" 방향으로 수행되는 것으로 이해될 수 있다.

도 8a 는 다른 예시적인 연료 구성(800) 또는 연료 셔플링 프로세스를 도시하며 여기에서 연료는 "전방" 및 "후방" 방향 양쪽으로 셔플링될 수 있다. 연료 구성(800)에서, 3 사이클 연료 셔플링 프로세스는 연료의 4 번째 배취로 증강될 수 있거나 또는 보충될 수 있으며, 보다 일반적으로는 연료의 n+1 배취로 증강 또는 보충될 수 있으며, 여기에서 "n" 은 연료의 사용 수명과 관련된 표준적인 연료 사이클들의 수를 나타낸다.

4 개 이상의 원자로 모듈 및/또는 4 개 이상의 원자로 노심들을 포함하는 다수-모듈의 전력 플랜트에 대하여, 인터 모듈 연료 셔플링 프로세스(inter-module fuel shuffling process)는 제 1 원자로 노심(810), 제 2 원자로 노심(820), 제 3 원자로 노심(830) 및 제 4 원자로 노심(840)과 관련될 수 있다. 보다 일반적으로, 도 8a 는 원자로 코어들의 세트를 도시하는 것으로 이해될 수 있는데, 여기에서 n 의 연료 사이클들에 대하여 n+1 의 원자로 코어들이 있다. 연료가 3 개의 연료 사이클의 사용 수명과 관련될 수 있는 예에서, 제 4 원자로 노심(840)은 n+1 원자로 노심을 포함할 수 있다. n+1 원자로 노심들의 추가적인 세트들은, 대형의 인터모듈 연료 셔플링 구성에 포함되고 그리고/또는 셔플링될 수 있는 추가적인 연료 조립체들을 제공하도록 유사하게 구성될 수 있다.

연료의 제 1 배취(812, 822, 832)는 제 1 원자로 노심(810), 제 2 원자로 노심(820) 및 제 3 원자로 노심(830)과 각각 관련될 수 있다. 연료의 제 1 배취는 새롭거나 또는 신규의 연료를 포함할 수 있다. 연료의 제 2 배취(814, 824, 844)는 제 1 원자로 노심(810), 제 2 원자로 노심(820) 및, 제 4 원자로 노심(840)과 각각 관련될 수 있다. 연료의 제 2 배취는 이전의 연료 사이클 동안에 이미 사용되었거나 또는 부분적으로 소비되었던 연료를 포함할 수 있다. 더욱이, 연료의 제 3 배취(816, 836, 846)는 제 1 원자로 노심(810), 제 3 원자로 노심(830) 및, 제 4 원자로 노심(840)과 각각 관련될 수 있다. 연료의 제 3 배취는 2 개의 이전 연료 사이클 동안 이미 사용되었거나 부분적으로 소비되었던 연료를 포함할 수 있다.

도 8a 에 도시된 연료 구성과 관련된 연료 사이클의 마무리에서, 연료 소스(880)로부터의 새롭거나 또는 신규의 연료는 원자로 노심(810, 820, 830)에 더해져서 제거되었던 연료를 교체할 수 있다. 더욱이, 제 4 원자로 노심(840)과 관련된 연료의 제 4 배취(842)는, 제거되었던 연료(842)를 교체하도록 원자로 노심(840)에 추가될 수 있는 새롭거나 또는 신규의 연료(890)로 유사하게 교체될 수 있다. 일부 예에서, 연료(842)는 점선으로 도시된 바와 같이 제 4 원자로 노심(840)으로부터 제 3 원자로 노심(830)으로 역방향에서 셔플링될 수 있다. 마찬가지로, 연료(834)는 제 3 원자로 노심(830)으로부터 제 2 원자로 노심(820)으로 역방향으로 셔플링될 수 있다.

연료 소스(890)는 연료 소스(880)와는 상이한 유형의 연료를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 연료 소스(880)는 우라늄 산화물 연료를 포함할 수 있고, 연료 소스(890)는 혼합된 우라늄-플루토늄 산화물(MOX) 연료를 포함할 수 있다. 연료 소스(880)로부터의 연료는 일반적으로 전방 방향(forward direction)에서 원자로 노심들의 일부 또는 전부 사이에서 셔플링되는 것으로 이해될 수 있는 반면에, 연료 소스(890)로부터의 연료는 일반적으로 역방향(reverse direction)에서 원자로 노심들의 일부 또는 전부 사이에서 셔플링되는 것으로 이해될 수 있다.

도 8a 에 도시된 연료 사이클의 마무리에서, 연료(816, 826, 836, 846)는 2 개의 연료 사이클을 위하여 사용된 것으로 이해될 수 있으며, 일부 예에서, 사용 수명의 끝에 도달되었던 것으로 더 이해될 수 있다. 따라서, 연료(816, 836, 846)와 같은 연료 소스(880)로부터 기원된 연료는 원자로 노심(810, 830, 840)으로부터 제거될 수 있고, 처리되거나 재처리되거나 또는 제 1 연료 저장 설비(885)에 저장될 수 있거나, 또는 그렇지 않으면 폐기된다. 마찬가지로, 연료 사이클의 마무리에서, 연료(826)와 같은, 연료 소스(890)로부터 기원된 연료는 제 2 원자로 노심(820)으로부터 제거될 수 있고, 일부 예에서, 분리되어 처리되거나, 재처리되거나 또는 제 2 연료 저장 설비(895)에 저장될 수 있다.

제 1 연료 사이클 동안에, 4 개의 원자로 코어(810, 820, 830, 840)들은 도 8a 에 도시된 연료 구성을 가지고 작동될 수 있다. 예를 들어, 제 1 원자로 코어(810)는 연료(812, 814, 816)와 온라인(online)으로 될 수 있거나 또는 크리티컬(critical)로 이루어질 수 있다. 마찬가지로, 제 2 원자로 노심(820)은 연료(822, 824, 826)와 온라인으로 될 수 있고, 제 3 원자로 노심(830)은 연료(832, 834, 836)와 온라인으로 될 수 있고, 제 4 원자로 노심(840)은 연료(842, 844, 846)와 온라인으로 될 수 있다. 제 1 연료 사이클의 마무리에서, 연료의 일부 또는 전부는 원자로 노심들 사이에서 셔플링될 수 있다.

도 8b 는 차후의 연료 사이클과 관련된 다른 예시적인 다중 방향 연료 셔플링 구성(multi-directional fuel shuffling configuration)을 도시한다. 연료(812)는 제 1 원자로 노심(810)으로부터 제 2 원자로 노심(820)으로 움직일 수 있다. 그러나, 연료(834)는 제 3 원자로 노심(830)으로부터 제 2 원자로 노심(820)으로의 역방향에서 움직이는 것으로 도시되어 있으므로, 연료(814)는 제 1 원자로 노심(810)으로부터 제 3 원자로 노심(830)으로 움직일 수 있어서, 실질적으로 제 2 원자로 노심(820)을 건너뛴다. 더욱이, 연료(842)는 제 4 원자로 노심(840)으로부터 제 3 원자로 노심(830)으로 역방향에서 움직였던 것으로 도시되므로, 연료(822) 및 연료(824) 각각은 제 2 원자로 노심(820)으로부터 제 4 원자로 노심(840)으로 움직일 수 있어서, 제 3 원자로 노심(830)을 건너 뛴다.

차후의, 또는 제 2 연료 사이클의 마무리에서, 연료(872)는 제 3 원자로 노심(830)으로부터 제 5 원자로 노심으로 움직일 수 있고, 마찬가지로, 연료(822)는 제 4 원자로 노심(840)으로부터 제 5 원자로 노심으로 움직일 수 있다. 제 5 원자로 노심은 원자로 노심(810, 820, 830, 840)으로서 유사하게 배치된 4 개 원자로 노심들의 제 2 세트와 관련될 수 있다. 일부 예에서, 원자로 노심들의 3 개 이상의 세트들이 있을 수 있고, 각각의 세트는 4 개의 원자로 노심들을 포함한다.

다른 한편으로, 4 개의 원자로 노심들로 이루어진 다수-모듈의 발전 플랜트에서, 연료(872)는 제 3 원자로 노심(830)으로부터 제 1 원자로 노심(810)으로 (연료(892)를 포함하는 것으로 도시된 노심 위치) 움직일 수 있고, 연료(822)는 제 4 원자로 노심(840)으로부터 제 1 원자로 노심(810)(연료(894)를 포함하는 것으로 도시된 노심 위치)으로 움직일 수 있다. 일부 예에서, 연료는 폐쇄 루프 또는 원형 패턴으로 셔플링될 수 있는데, 여기에서 소비되지 않은 연료는 각각의 차후 연료 사이클의 마무리에서 4 개의 원자로 노심들 사이에서 움직인다.

위에서 설명된 바와 같이, 연료 소스(880)로부터 기원한 연료의 주 배취들이 전방 방향으로 원자로 코어들을 통하여 진전되는 예시적인 연료 로딩 구성(fuel loading configuration)은, 원자로 노심들을 통하여 후방으로 셔플링될 수 있는 연료 소스(890)에서 기원된 연료의 n+1배취에 의해 보충될 수 있다. 가장 큰 과잉의 반응성을 가진 새로운 연료는 중간 내지 낮은 과잉의 반응성을 가진 연료의 다른 배취들과 조합될 수 있다. 예를 들어, 연료 소스(890)에서의 과잉 반응성이 감소될 때, 연료의 n+1 배취는 중간 및 높은 과잉의 반응성을 가진 연료와 관련된 하나 이상의 노심들로 후방으로 셔플링될 수 있다.

연료의 n+1 배취의 특성들은 덜 사용된 연료(under-utilized fuel)에서 잔류 에너지 출력을 포착하도록 선택될 수 있어서, 발전 플랜트에서 사용된 전체 연료의 일부로서, 또는 그 어떤 조합으로서 MOX 연료를 연소시키도록, 유리한 노심 중성자 특성(netronics) 또는 파워 분배 특성(power distribution characteristics)을 달성하는 것을 돕는다. 전체 연료 소비에서의 향상을 이루는 것에 더하여, 예시적인 인터 모듈 셔플링 프로세스는 현존의 플루토늄 스톡파일(plutonium stockpile)을 폐기하는데 필요한 연료 사이클들의 수를 감소시키도록 최적화될 수 있다.

12 개 모듈 또는 다른 유형의 다수 모듈 및/또는 다수 노심 발전 플랜트에서, 연료 조립체들은 다수의 기준(criteria) 또는 특성들에 기초하여 원자로 모듈로부터 및/또는 소비된 연료 풀로부터 선택되거나, 셔플링되거나 또는 움직일 수 있다. 모든 것이 아닌 하나의 예로서, 특성들은 다음을 포함할 수 있다: (1) 신규의 연료 로딩(fresh fuel loading)의 농축(비용)을 감소시키기 위하여, 더 많은 이용 가능한 과잉의 반응성을 가지고, (2) 파워의 정점(power peaking) 및 연료 사용의 최적화를 위하여 모듈에 있는 다른 조립체들과 양립 가능한 노출 또는 과잉의 반응성 특성들을 가지고, 그리고/또는 (3) 단일-모듈의 재장전 계획(reload scheme)에서 완전히 "소비된" 것으로 간주될 수 있는 조립체들은, 연료 조립체들이 추가적인 사이클에서 사용될 수 있는 충분한 과잉의 반응성을 가진 신규의 연료와 조합될 수 있다.

위에서 설명된 바와 같이, 인터-모듈 연료 셔플링(inter-module fuel shuffling)은 MOX 및 UO2 양쪽의 2 중 연료 사용과 같은, 혼합된 연료 소스 패러다임(paradigm)에서 유리해질 수도 있다. 이전에 언급된 장점에 더하여, 인터 모듈 연료 셔플링은 보다 신속하고 보다 완전하게 MOX 연료 조립체를 고갈시킬 수 있다. 예를 들어, MOX 스톡파일은 최대의 에너지 출력을 얻으면서 보다 편리한 방식으로 고갈될 수 있다.

일부 예에서, 제 4 원자로 노심(840)과 같은, MOX 가 로딩되는 제 1 코어는 가장 큰 과잉의 반응성을 가진 배취에 대한 연료의 높은 초기 고갈을 초래할 수 있어서, 이것은 가장 우선적으로 연소될 것이다. MOX 연료 조립체의 연료 소비는 3 개의 사이클 동안 원자로 코어들 안에 연료를 유지함으로써 최대화될 수 있다.

도 8c 는 차후의 연료 사이클과 관련된 다른 예시적인 다수 방향의 연료 셔플링 구성(multi-directional fuel shuffling configuration)을 도시한다. 도 8c 에 도시된 구성은 도 8b 에 도시된 구성과 상이한데, 이는 제 3 원자로 노심(830)(도 8a 참조)에 위치되었던 연료(834)가, 제 2 원자로 노심(820) 대신에, 제 1 원자로 노심(810)으로 후방향으로 셔플링되었기 때문이다. 또한, 제 2 원자로 노심(820)은 연료를 제 3 원자로 노심(830)으로부터 후방향으로 더 이상 공급하지 않기 때문에, 연료(894)는 도 8b 와 비교하여, 제 1 원자로 코어(810)로 움직이는 대신에, 제 2 원자로 노심(820)으로 전방으로 움직일 수 있다.

추가적인 예시의 연료 구성

예시적인 연료 로딩 시스템, 구성 및/또는 연료 급유의 방법은 도 8a 내지 도 8c 를 참조하여 다음의 설명으로부터 더 이해될 수 있다. 제 1 원자로 노심(810)은 연료의 제 1 배취와 관련된 제 1 연료 조립체(812) 및, 연료의 제 2 배취와 관련된 제 1 의 부분적으로 소비된 연료 조립체(814)를 구비하는 제 1 연료 로딩 구성(first fuel loading configuration)을 포함할 수 있다.

제 2 원자로 노심(820)은 연료의 제 1 배취와 관련된 제 2 연료 조립체(822) 및, 연료의 제 2 배취와 관련된 제 2 의 부분적으로 소비된 연료 조립체(824)를 구비하는 제 2 연료 로딩 구성을 포함할 수 있다. 제 2 의 부분적으로 소비된 연료 조립체(824)는 제 1 원자로 노심(820)으로부터 제거되어 이전의 연료 사이클 후에 연료 저장 설비로 이송될 수 있다. 또한, 제 2 원자로 노심(820)은 2 개의 연료 사이클을 이미 완료시켰던, 부분적으로 소비된 핵 연료를 구비하는 제 3 사이클 연료 조립체(826)를 포함할 수 있다.

제 3 원자로 노심(830)은, 연료의 제 1 배취와 관련된 제 3 연료 조립체(832) 및, 제 3 원자로 노심(830)으로부터 제 2 원자로 노심(820)으로 움직였던 제 3 사이클 연료 조립체(826)를 교체시켰던 제 3 의 부분적으로 소비된 연료 조립체(834)를 구비한, 제 3 연료 로딩 구성을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 제 3 사이클 연료 조립체(826)는, 이전의 연료 사이클 이후에 제 3 원자로 노심(830)으로부터 제거될 수 있고, 제 2 원자로 노심(820)으로 삽입되기 전에 제 2 연료 저장 설비(895)로 수송될 수 있다.

제 4 원자로 노심(840)은 연료의 제 4 배취로부터 선택된 제 4 연료 조립체(842)를 포함하는 제 4 연료 로딩 구성을 포함할 수 있다. 연료의 제 4 배취는 연료 소스(890)로부터 얻어진 신규의 연료를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 제 4 연료 조립체(842)는 제 3 의 부분적으로 소비된 연료 조립체(834)를 교체할 수 있는데, 이것은 이전의 연료 사이클 이후에 제 4 원자로 노심(840)으로부터 제 3 원자로 노심(830)으로 움직였던 것이다.

연료 로딩 구성들중 하나 이상은 차후의 연료 사이클 동안에 재배치될 수 있다. 예를 들어, 제 2 원자로 노심(820)과 관련된 제 2 연료 구성은 도 8b 에서 점선으로 표시된 바와 같이 차후의 연료 사이클을 위하여 제 4 연료 조립체(842)를 구비하도록 업데이트(update)될 수 있다. 마찬가지로, 제 4 원자로 노심(840)과 관련된 제 4 연료 구성은 차후의 연료 사이클을 위하여 제 2 의 부분적으로 소비된 연료 조립체(812)를 구비하도록 업데이트될 수 있다.

예시적인 구성 및 프로세스는, 양쪽 방향에서의 하나 이상의 예에서 인접한 원자로 노심을 "뛰어 넘을" 수 있는 연료 셔플링 기술(fuel shuffling techniques)을 포함하는, 전방 및 후방 셔플링의 다양한 구성들을 제시하였지만, 다른 예시적인 연료 셔플링 기술 및 패턴들이 여기에서 고려된다. 예를 들어, 상이한 연료 배취들은 도 8a 및 도 8b 에 도시된 구성들의 조합과 같은, 연료 로딩 패턴들 사이에서의 교번(alternate) 또는 상이한 패턴을 따를 수 있다. 마찬가지로, 배취, 원자로 노심들, 연료 유형 및/또는 연료 사이클들의 상이한 수 및 조합들이 연료 셔플링 조합을 더욱 변화시키도록 채용될 수 있다.

또한, 도시된 예들중 몇 가지는 연료가 원자로 노심들 사이에서 셔플링되는 것을 도시하지만, 일부 예에서 인터 모듈(inter-module) 및 인트라 모듈(intra module) 연료 셔플링의 조합이 수행될 수 있다. 예를 들어, 하나의 원자로 노심의 제 1 섹션으로부터의 연료는 동일한 원자로 노심의 제 2 섹션으로 움직일 수 있는 반면에, 원자로 노심의 제 2 섹션으로부터의 연료는 다른 원자로 노심으로 셔플링될 수 있다.

인터 모듈 연료 셔플링(inter-module fuel shuffling)을 가진 상기의 예시적인 다수 모듈 원자로 플랜트와 대조적으로, 통상적인 발전 플랜트의 격리되거나 또는 단일의 원자로 노심에서는, 노심 안으로 로딩될 수 있는 조립체들의 수 및, 현존하는 조립체들이 셔플링될 수 있는 위치들의 수에 의하여 노심 설계자들이 제한을 받을 수 있다. 적은 수의 조립체들은 다양한 노출(varied exposure) 또는 과잉의 반응성(excess reactivity)의 조립체들을 효과적으로 분포시키는 성능을 제한하는데, 이는 반응성 한계에 대한 다른 문제들중에 파워 정점 한계 (power peaking limits)에 문제를 일으키지 않으면서 이루어진다.

여기에 설명된 다양한 예시적인 구성들 및 프로세스들에 의해 설명된 인터 모듈 셔플링 프로세스를 제공함으로써, 연료 위치들 및 셔플링의 개수 및 가능한 구성들이 크게 증가될 수 있다.

원자로 시동 연료 구성

도 8a 에 도시된 연료 구성(800)은 원자로 플랜트가 온라인에 오는 최초 시간과 같은, 초기 원자로 시동 작동을 위하여 최적화될 수도 있다. 신규의 연료(812, 822, 832, 842)는 연료 소스(880, 890)들로부터 각각 얻어질 수 있다. 그러나, 원자로 시동은 원자로 노심(810, 820, 830, 840)들중 일부 또는 모두가 온라인으로 왔던 최초 시간일 수 있기 때문에, 원자로 노심(810, 820, 830, 840)들중 어느 것에서도 연료의 추가적인 배취들(예를 들어, 제 2 및/또는 제 3 배취들)이 이전에 사용되지 않았을 수 있다. 다른 예에서, 원자로 노심(810, 820, 830, 840)들 전부가 아닌 것이 초기에 작동 상태일 수 있으며, 시간이 지남에 따라서 에너지 수요가 증가하면 보충적인 전력을 제공하도록 나머지 원자로 노심들이 증가될 수 있거나 또는 추후의 날에 온라인상으로 가져올 수 있다.

원자로 노심들의 초기화를 용이하게 하도록 그리고 다수의 연료 사이클에 걸쳐서 발전 플랜트의 원자로 노심들 모두가 작동 상태였던 것처럼 유사한 반응성 및 전력 프로파일을 달성하도록, 제 2 및 제 3 배취들에 있는 연료 조립체들의 일부는, 부분적으로 소비된 연료를 본뜨기(modeling) 위하여, 감소된 반응성 레벨 또는 감소된 연료 함량을 포함할 수 있다. 예를 들어, 연료 조립체들의 일부는 부분적으로 소비된 연료를 모사하도록(replicate) 변화하는 우라늄의 양 또는 농축(enrichment)의 변화하는 레벨을 포함하는 시동 연료 조립체(startup fuel assemblies)로서 제조될 수 있다.

최소 시간을 위해 초기화될 수 있는 시동 연료 조립체를 원자로 노심 안으로 도입함으로써, 연료 구성은 2 개 이상의 연료 사이클에 대하여 셔플링되었던 부분적으로 소비된 연료를 포함하는 연료 구성과 유사하게 거동할 수 있다. 따라서, 전력 플랜트가 다수의 연료 사이클 동안 작동 상태에 있었던 후에 연료 보급 작동(refueling operation)에 이어서 발생될 수 있는 차후의 플랜트 시동과 유사한 방식으로, 원자로 노심(들)은 제 1 시동중에 온라인으로 될 수 있다.

일부 예에서, 하나 이상의 연료 사이클들은 원자로 노심들 사이에서 시동 편차(startup differential)를 수행함으로써 엇갈릴 수 있어서 다수의 연료 배취 시퀀스를 만들 수 있다. 다른 예에서, 원자로 노심들중 절반에 대한 연료는 연료 사이클 이후에 인터-모듈 셔플링(inter-module shuffling)될 수 있고, 원자로 노심들중 다른 절반에서의 연료는 동일한 연료 사이클 이후에 인트라 모듈 셔플링(intra-module shuffling)될 수 있다. 더욱이, 부분적으로 소비된 연료는 차후의 연료 사이클 동안에 연료 저장 설비에 일시적으로 저장될 수 있어서, 연료 배취들에 변화되는 수의 연료 사이클 이용을 제공하기 위하여, 연료는 연료 사이클들을 뛰어넘을 수 있고 이후에 연료 셔플링 과정으로 재도입될 수 있다.

다른 예에서, 연료 사이클들의 상이한 수들은 상이한 원자로 노심들과 관련될 수 있다. 예를 들어, 원자로 노심들의 제 1 세트를 위한 연료는 3 개의 연료 사이클들과 관련될 수 있고, 원자로 노심들의 제 2 세트를 위한 연료는 4 개의 연료 사이클들과 관련될 수 있다. 각각의 연료 사이클의 길이는 원자로 노심들의 세트들 사이에서 변화될 수 있어서, 연료의 총 사용 수명은 같다.

더욱이, 시동(startup)하는 동안에, 그리고/또는 새로운 발전 플랜트의 작동중에 겪을 수 있는 반응성의 변화되는 양은, 원자로 노심(들) 안의 하나 이상의 제어봉들의 위치를 조절함으로써, 그리고/또는 원자로 노심(들)의 위험한 상태(criticality) 또는 핵분열 이벤트의 양을 변화시키기 위하여, 보론(boron)을 더하는 것과 같은, 제 1 냉각제의 화학적 구조를 변화시킴으로써, 제어될 수 있다.

원자로 시동으로부터 몇 달 또는 몇 년의 기간 이후에, 모든 원자로 노심들에 있는 연료 배취들은, 여기에 설명된 하나 이상의 인터 모듈 연료 셔플링 기술과 유사한 방식으로, 모든 온라인 원자로 코어들 사이에서 셔플링될 수 있다.

도 9 는 다수의 원자로 코어들에 연료를 로딩하는 것과 관련된 예시적인 시스템(900)을 도시한다. 상기 시스템(900)은 복수개의 원자로 노심들을 포함할 수 있으며, 이것은 제 1 원자로 노심(910), 제 2 원자로 노심(920), 제 3 원자로 노심(930), 제 4 원자로 노심(940) 및 하나 이상의 추가적인 원자로 노심(970)들을 구비한다. 일부 예에서, 원자로 노심(910, 920, 930, 940)들중 일부 또는 전부는 원자로 노심들의 제 1 세트와 관련될 수 있고, 추가적인 원자로 노심(970)들은 원자로 노심들의 2 개 이상의 추가적인 세트들과 관련될 수 있다. 원자로 노심들의 추가적인 세트들은 원자로 노심들의 제 1 세트와 유사하게 구성될 수 있다.

연료 저장 설비(960)는 복수개의 온-사이트(on-site) 원자로 노심들과 관련된 다수의 연료 조립체들을 저장하도록 구성될 수 있다. 연료 저장 설비는 복수개의 온-사이트 원자로 노심들을 수용하는 복수개의 원자로 베이(reactor bay)에 유체 결합된 공유의 소비 연료 저장 풀(shared spent fuel storage pool)을 포함할 수 있다.

이송 장치(950)는 소비된 연료 조립체들을 연료 저장 설비(960)로 이송하도록 구성될 수 있다. 일부 예에서, 이송 장치(950)는 복수개의 원자로 베이들로부터 연료 저장 설비(960)에 인접하게 위치된 연료 보급 스테이션(refueling station)으로 하나 이상의 원자로 노심들을 이송하도록 구성된 크레인을 포함할 수 있다. 또한, 이송 장치(950)는 새로운 연료 및 소비된 연료를 추가하고, 제거하고, 교체하고 그리고/또는 취급하도록 구성된, 자동화, 반자동화 및/또는 원격의 연료 취급 장치를 포함할 수 있다.

이송 장치(950)는 부분적으로 소비된 연료 조립체들을 연료 저장 설비(960)로 이송하도록 구성되고, 그리고/또는, 연료 보급 스테이션에 위치한 원자로 노심의 하나 이상의 부분적으로 소비된 연료 조립체들을, 다른 온-사이트 원자로 노심들로부터 이전에 제거되었던, 연료 저장 설비(960) 안에 위치된 하나 이상의 다른 부분적으로 소비된 연료 조립체들로 교체하도록 구성된다.

메모리 장치(990)는, 프로세싱 장치(980)에 의한 실행에 응답하여, 프로세싱 장치(980) 및/또는 이송 장치(950)가 하나 이상의 작동을 수행하게 하는 명령들을 저장할 수 있다. 예를 들어, 작동들은 제 1 연료 사이클에 대하여, 제 1 원자로 노심(910)과 관련된 제 1 연료 구성의 결정을 포함할 수 있다. 제 1 연료 구성은 연료의 제 1 배취로부터 선택된 제 1 연료 조립체 및 연료의 제 2 배취로부터 선택된 제 1 의 부분적으로 소비된 연료 조립체를 포함할 수 있다.

작동들은 제 1 연료 사이클에 대하여 제 2 원자로 노심(920)과 관련된 제 2 연료 구성들의 결정을 더 포함할 수 있다. 제 2 연료 구성은 연료의 제 1 배취로부터 선택된 제 2 연료 조립체 및, 연료의 제 2 배취로부터 선택된 제 2 의 부분적으로 소비된 연료 조립체를 포함할 수 있다.

또한, 작동은 제 1 연료 사이클의 완료 이후에 수행되어야 하는 제 2 연료 사이클에 대하여, 연료의 제 1 배취로부터 선택된 제 1 연료 조립체 및 새로운 연료 조립체를 구비하도록 제 2 원자로 노심(920)과 관련된 제 2 연료 구성을 업데이트시키는 것을 포함할 수 있다.

일부 예에서, 제 3 원자로 노심(930)과 관련된 제 3 연료 구성은 제 1 연료 사이클에 대하여 결정될 수도 있다. 제 3 연료 구성은 연료의 제 1 배취로부터 선택된 제 3 연료 조립체 및 제 3 의 부분적으로 소비된 연료 조립체를 포함할 수 있다. 제 2 연료 구성은 제 3 의 부분적으로 소비된 연료 조립체를 구비하도록 제 2 연료 구성을 업데이트시킴으로써 제 2 연료 사이클에 대하여 업데이트될 수 있다.

또한, 작동들은, 제 1 연료 사이클에 대하여, 연료의 제 4 배취로부터 선택된 제 4 연료 조립체를 포함하는, 제 4 원자로 노심(940)과 관련된 제 4 연료 구성의 결정을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 제 3 원자로 노심과 관련된 제 3 연료 구성은 제 4 연료 조립체를 구비하도록 제 2 연료 사이클에 대하여 업데이트될 수 있다.

제 3 연료 사이클 동안에, 작동들은 제 4 연료 조립체를 구비하도록 제 2 원자로 노심(920)과 관련된 제 2 연료 구성을 업데이트시키는 것과, 제 2 의 부분적으로 소비된 연료 조립체를 구비하도록 제 4 원자로 노심(940)과 관련된 제 4 연료 구성을 업데이트시키는 것을 포함할 수 있다.

도 10 은 복수개의 연료 사이클들과 관련된 다수의 원자로 노심들에 대한 예시적인 연료 셔플링 프로세스(1000)를 도시한다. 일부 예에서, 하나 이상의 예시적인 작동(1010 내지 1060)들은 제 1 연료 사이클과 관련된 것으로 이해될 수 있다. 또한 하나 이상의 예시적인 작동(1070 내지 1090)들은 제 2 연료 사이클과 관련된 것으로 이해될 수 있다. 여기에 설명된 다른 예시적인 작동들은 제 3 연료 사이클, 추가적인 연료 사이클 또는 그들의 조합과 추가적으로 관련될 수 있다.

제 1 연료 사이클의 작동(1010)에서, 제 1 원자로 노심은 연료의 제 1 배취로부터 선택된 제 1 연료 조립체로 로딩(loading)될 수 있다. 또한, 작동(1020)에서, 제 1 원자로 노심은 연료의 제 2 배취로부터의 제 1 의 부분적으로 소비된 연료 조립체로 로딩될 수 있다. 작동(1030)에서, 제 2 원자로 노심은 연료의 제 1 배취로부터의 제 2 연료 조립체로 로딩될 수 있고, 작동(1040)에서 제 2 원자로 노심은 연료의 제 2 배취로부터의 제 2 의 부분적으로 소비된 연료 조립체로 로딩될 수 있다.

작동(1050)과 같은, 제 1 연료 사이클과 관련된 일부 예시적인 작동들에서, 제 3 원자로 노심은 연료의 제 1 배취로부터 선택된 제 3 연료 조립체로 로딩될 수 있다. 또한, 작동(1060)에서, 제 3 원자로 노심은 제 3 의 부분적으로 소비된 연료 조립체로 로딩될 수 있다. 일부 예에서, 제 3 연료 조립체는 우라늄의 적어도 하나의 동위 원소를 구비하는 핵연료를 포함할 수 있고, 제 3 의 부분적으로 소비된 연료 조립체는 플루토늄의 적어도 하나의 동위 원소를 구비하는 핵연료를 포함할 수 있다.

제 1 연료 사이클의 완료 이후에 수행된 제 2 연료 사이클에서, 작동(1070)은 제 2 원자로 노심을 새로운 연료 조립체로 로딩하는 것을 포함할 수 있다. 작동(1080)에서, 제 2 원자로 노심은 연료의 제 1 배취로부터의 제 1 연료 조립체로 추가적으로 로딩될 수 있다. 일부 예에서, 제 1 원자로 노심으로부터 연료 조립체를 제거함으로써, 그리고 제 2 의 부분적으로 소비된 연료 조립체를 제 1 연료 조립체로 교체함으로써 제 2 원자로 노심은 제 1 연료 조립체로 로딩될 수 있다.

작동(1090)과 같은, 제 2 연료 사이클과 관련된 일부 예시적인 작동들에서, 제 2 원자로 노심은 제 3 의 부분적으로 소비된 연료 조립체로 로딩될 수 있다. 제 1 연료 주기의 마무리 이후에 제 1 의 부분적으로 소비된 연료 조립체가 제 1 원자로 노심으로부터 제거될 수 있는 예시적인 작동에서, 제 3 원자로 노심은 제 2 연료 사이클에서 제 1 의 부분적으로 소비된 연료 조립체로 로딩될 수 있다.

4 개 이상의 원자로 노심들을 포함하는 예에서, 제 4 원자로 노심은 제 1 연료 사이클에서 연료의 제 4 배취로부터 선택된 제 4 연료 조립체로 로딩될 수 있다. 제 3 원자로 노심은 제 2 연료 사이클에서 제 4 연료 조립체로 로딩될 수 있다. 일부 예에서, 연료의 제 1 배취는 제 1 핵 동위 원소와 관련된 연료를 포함할 수 있고, 연료의 제 4 배취는 제 1 핵 동위 원소와 상이한 제 2 핵 동위 원소와 관련된 연료를 포함할 수 있다. 다른 비 제한적인 예로서, 연료의 제 1 배취는 우라늄-산화물(UO2) 연료를 포함할 수 있고, 연료의 제 4 배취는 혼합된 우라늄-플루토늄 산화물(MOX) 연료를 포함할 수 있다.

제 3 원자로 노심은, 제 3 원자로 노심으로부터 제 3 의 부분적으로 소비된 연료 조립체를 제거하고 제 3 의 부분적으로 소비된 연료 조립체를 제 4 연료 조립체로 교체함으로써 제 4 연료 조립체로 로딩될 수 있다.

제 2 원자로 노심으로부터 제 2 의 부분적으로 소비된 연료 조립체를 제거하고 제 3 원자로 노심으로부터 제 4 의 연료 조립체를 제거하는 것을 포함하는 예시적인 연료 사이클들에서, 차후의 또는 제 3 연료 사이클과 관련된 작동들은, 제 2 원자로 노심을 제 4 연료 조립체로 로딩하고 제 4 원자로 노심을 제 2 의 부분적으로 소비된 연료 조립체로 로딩하는 것을 포함할 수 있다.

여기에 설명된 하나 이상의 예시적인 시스템들은 다양한 핵 원자로 기술들을 포함할 수 있고, 우라늄 산화물, 우라늄 수소화물, 우리늄 질화물, 우라늄 탄화물, 혼합된 산화물, 우라늄 규화물, 토륨-플루토늄 또는 우라늄-토륨과 같은 토륨 베이스 연료, 지르코늄-우라늄 금속 연료, 진보된 사고 저항성 연료(advanced accident tolerant fuel) 및/또는 다른 유형의 연료와 관련하여 사용될 수 있고 그리고/또는 이들을 포함할 수 있다. 비록 여기에 제공된 예들이 주로 가압수 원자로(pressurized water reactor) 및/또는 경수 원자로를 설명하였을지라도, 상기 예들은 다른 유형의 전력 시스템에 적용될 수 있다. 예를 들어, 그것의 예 또는 변형예는 비등수 원자로, 나트륨 액체 금속 원자로, 개스 냉각 원자로, 페블 베드 원자로(pebble-bed reactor) 및/또는 다른 유형의 원자로 디자인들과 작동 가능 가능하도록 만들어질 수도 있다.

또한, 여기에 설명된 예들은, 그 어떤 특정 유형의 원자로 냉각 메커니즘에도, 핵반응과 관련되거나 또는 핵반응내에서 열을 생성하도록 채용된 그 어떤 특정 유형의 연료에도 반드시 제한되지 않는다. 여기에 설명된 그 어떤 비율 및 값이라도 오직 하나의 예로서 제공된다. 다른 비율 및 값들은 핵 원자로 시스템의 축척 모델 또는 전체 축척의 모델의 구조와 같은 실험을 통하여 결정될 수 있다.

여기에서 다양한 예들이 설명되고 도시되었지만, 다른 예들이 구성 및 세부 사항에서 개량될 수 있다는 점은 명백하다. 다음의 청구 범위에 기재된 사상 및 범위에 속하는 모든 변형 및 수정예를 청구하기로 한다.

100. 원자로 모듈 14. 격납 영역
6. 원자로 노심 52. 원자로 압력 용기
10. 제 1 냉각제 54. 격납 용기

Claims

복수개의 연료 사이클들과 관련된 다수의 원자로 노심들에 연료를 로딩하는 방법으로서, 상기 연료 로딩 방법은: 제 1 연료 사이클에서: 연료의 제 1 배취(batch)로부터 선택된 제 1 연료 조립체로 제 1 원자로 노심을 로딩하는 단계; 연료의 제 2 배취로부터의 제 1 의 부분적으로 소비된 연료 조립체로 제 1 원자로 노심을 로딩하는 단계; 연료의 제 1 배취로부터의 제 2 연료 조립체로 제 2 원자로 노심을 로딩하는 단계; 및, 연료의 제 2 배취로부터의 제 2 의 부분적으로 소비된 연료 조립체로 제 2 원자로 노심을 로딩하는 단계;
제 1 연료 사이클의 완료 이후에 수행되는 제 2 연료 사이클에서,
제 2 원자로 코어를 새로운 연료 조립체로 로딩하는 단계; 및,
연료의 제 1 배취로부터의 제 1 연료 조립체로 제 2 원자로 노심을 로딩하는 단계;를 포함하는, 연료 로딩 방법.
제 1 항에 있어서,
제 1 연료 조립체로 제 2 원자로 노심을 로딩하는 단계는:
제 1 원자로 노심으로부터 제 1 연료 조립체를 제거하고;
제 2 의 부분적으로 소비된 연료 조립를 제 1 연료 조립체로 교체하는; 연료 로딩 방법.
제 1 항에 있어서, 제 1 연료 사이클에서:
연료의 제 1 배취로부터 선택된 제 3 연료 조립체로 제 3 원자로 코어를 로딩하는 단계; 및,
제 3 의 부분적으로 소비된 연료 조립체로 제 3 원자로 노심을 로딩하는 단계;
제 2 연료 사이클에서, 제 3 의 부분적으로 소비된 연료 조립체로 제 2 원자로 노심을 로딩하는 단계;를 더 포함하는, 연료 로딩 방법.
제 3 항에 있어서, 제 1 연료 사이클에서, 연료의 제 4 배취로부터 선택된 제 4 연료 조립체로 제 4 원자로 노심을 로딩하는 단계; 및, 제 2 연료 사이클에서, 제 4 연료 조립체로 제 3 원자로 노심을 로딩하는 단계;를 더 포함하는, 연료 로딩 방법.
제 4 항에 있어서, 연료의 제 1 배취는 제 1 핵 동위 원소와 관련된 연료를 포함하고, 연료의 제 4 배취는 제 1 핵 동위 원소와 상이한 제 2 핵 동위 원소와 관련된 연료를 포함하는, 연료 로딩 방법.
제 5 항에 있어서, 연료의 제 1 배취는 우라늄 산화물(UO2) 연료를 포함하고, 연료의 제 4 배취는 혼합된 우라늄-플루토늄 산화물(MOX) 연료를 포함하는, 연료 로딩 방법.
제 4 항에 있어서, 제 4 연료 조립체로 제 3 원자로 노심을 로딩하는 단계는:
제 3 원자로 노심으로부터 제 3 의 부분적으로 소비된 연료 조립체를 제거하고;
제 3 의 부분적으로 소비된 연료 조립체를 제 4 연료 조립체로 교체하는; 것을 포함하는, 연료 로딩 방법.
제 4 항에 있어서,
제 2 원자로 노심으로부터 제 2 의 부분적으로 소비된 연료 조립체를 제거하는 단계;
제 3 원자로 노심으로부터 제 4 연료 조립체를 제거하는 단계;
제 3 연료 사이클에서,
제 4 연료 조립체로 제 2 원자로 노심을 로딩하는 단계; 및,
제 2 의 부분적으로 소비된 연료 조립체로 제 4 원자로 노심을 로딩하는 단계;를 더 포함하는, 연료 로딩 방법.
제 3 항에 있어서, 제 3 연료 조립체는 우라늄의 적어도 하나의 동위 원소를 구비한 핵 연료를 포함하고, 제 3 의 부분적으로 소비된 연료 조립체는 플루토늄의 적어도 하나의 동위 원소를 구비한 핵 연료를 포함하는, 연료 로딩 방법.
제 3 항에 있어서, 제 1 연료 사이클의 마무리 이후에 제 1 원자로 노심으로부터 제 1 의 부분적으로 소비된 연료 조립체를 제거하는 단계; 및, 제 2 연료 사이클에서 제 1 의 부분적으로 소비된 연료 조립체로 제 3 원자로 노심을 로딩하는 단계;를 더 포함하는, 연료 로딩 방법.
복수개의 온-사이트(on-site) 원자로 노심들과 관련된 다수의 연료 조립체들을 저장하도록 구성된 연료 저장 설비;
소비된 연료 조립체들을 연료 저장 설비로 이송시키도록 구성된 이송 장치;
연료의 제 1 배취와 관련된 제 1 연료 조립체; 및, 연료의 제 2 배취와 관련된 제 1 의 부분적으로 소비된 연료 조립체를 구비한 제 1 연료 로딩 구성을 포함하는, 제 1 원자로 노심;
연료의 제 1 배취와 관련된 제 2 연료 조립체; 연료의 제 2 배취와 관련된 제 2 의 부분적으로 소비된 연료 조립체로서, 선행의 연료 사이클 이후에 제 1 원자로 노심으로부터 제거되어 연료 저장 설비로 이송되는, 제 2 의 부분적으로 소비된 연료 조립체; 및, 이전에 2 개의 연료 사이클들을 완료시킨 부분적으로 소비된 핵 연료를 구비한 제 3 사이클 연료 조립체;를 구비하는 제 2 연료 로딩 구성을 포함하는, 제 2 원자로 노심;
연료의 제 1 배취와 관련된 제 3 연료 조립체; 및, 제 3 원자로 노심에서 제 3 사이클 연료 조립체를 대체하였던 제 3 의 부분적으로 소비된 연료 조립체로서, 선행의 연료 사이클 이후에 제 3 원자로 노심으로부터 제거되어 연료 저장 설비로 이송되었던, 제 3 의 부분적으로 소비된 연료 조립체를 구비한 제 3 연료 로딩 구성을 포함하는 제 3 원자로 노심;을 포함하는, 연료 로딩 시스템.
제 11 항에 있어서, 이송 장치는:
제 2 의 부분적으로 소비된 연료 조립체가 제 2 원자로로 로딩되기 전에 제 2 의 부분적으로 소비된 연료 조립체를 연료 저장 설비로 이송하고;
제 3 의 부분적으로 소비된 연료 조립체가 제 2 원자로로 로딩되기 전에 제 3 의 부분적으로 소비된 연료 조립체를 연료 저장 설비로 이송하도록; 구성되는, 연료 로딩 시스템.
제 11 항에 있어서, 연료 저장 설비는 복수개의 온-사이트 원자로 노심들을 수용하는 복수개의 원자로 베이(reactor bay)들에 유체 결합되어 있는 공유의 소비 연료 저장 풀(shared spent fuel storage pool)을 포함하고,
이송 장치는, 하나 이상의 원자로 노심들을 복수개의 원자로 베이들로부터 공유의 소비 연료 저장 풀에 인접한 연료 보급 스테이션(refueling station)으로 이송하도록 구성된 크레인을 포함하는, 연료 로딩 시스템.
제 13 항에 있어서, 이송 장치는, 연료 보급 스테이션에 위치된 원자로 노심의 하나 이상의 부분적으로 소비된 연료 조립체들을, 다른 온-사이트 원자로 노심들로부터 이전에 제거되었던, 공유의 소비 연료 저장 풀에 위치된 하나 이상의 다른 부분적으로 소비된 연료 조립체들로 교체하도록 더 구성되는, 연료 로딩 시스템.
제 11 항에 있어서, 연료의 제 4 배취로부터 선택된 제 4 연료 조립체를 구비하는 제 4 연료 로딩 구성을 포함하는 제 4 원자로 노심을 더 포함하고, 제 4 연료 조립체는 선행의 연료 사이클 이후에 제 4 원자로 노심에 있는 제 3 의 부분적으로 소비된 연료 조립체를 교체시키는, 연료 로딩 시스템.
제 15 항에 있어서, 연료 로딩 시스템은, 차후의 연료 사이클을 위한 업데이트로서:
차후의 연료 사이클을 위한 제 4 연료 조립체를 구비하도록 제 2 원자로 노심과 관련된, 업데이트된 제 2 연료 구성; 및,
차후의 연료 사이클을 위한 제 2 의 부분적으로 소비된 연료 조립체를 구비하도록 제 4 원자로 노심과 관련된, 업데이트된 제 4 연료 구성;을 포함하는, 연료 로딩 시스템.
명령들이 저장된 메모리 장치로서, 상기 명령들은 프로세싱 장치에 의한 이행에 응답하여 프로세싱 장치가;
제 1 연료 사이클에 대하여 제 1 원자로 노심과 관련된 제 1 연료 구성을 결정하는 작동으로서, 연료의 제 1 배취로부터 선택된 제 1 연료 조립체 및 연료의 제 2 배취로부터 선택된 제 1 의 부분적으로 소비된 연료 조립체를 포함하는 제 1 연료 구성을 결정하는 작동;
제 1 연료 사이클에 대하여 제 2 원자로 노심과 관련된 제 2 연료 구성을 결정하는 작동으로서, 연료의 제 1 배취로부터 선택된 제 2 연료 조립체 및 연료의 제 2 배취로부터 선택된 제 2 의 부분적으로 소비된 연료 조립체를 포함하는 제 2 연료 구성을 결정하는 작동; 및,
제 1 연료 사이클의 완료 이후에 구현될 제 2 연료 사이클에 대하여, 새로운 연료 조립체 및 연료의 제 1 배취로부터 선택된 제 1 연료 조립체를 구비하도록 제 2 원자로 노심과 관련된 제 2 연료 구성을 업데이트 시키는 작동;을 수행하게 하는, 메모리 장치.
제 17 항에 있어서, 작동들은 제 1 연료 사이클에 대하여, 제 3 원자로 노심과 관련된 제 3 연료 구성을 결정하는 것을 더 포함하고, 제 3 연료 구성은 연료의 제 1 배취로부터 선택된 제 3 연료 조립체 및 제 3 의 부분적으로 소비된 연료 조립체를 포함하고, 제 2 연료 사이클에 대한 제 2 연료 구성의 업데이트는 제 3 의 부분적으로 소비된 연료 조립체를 구비하도록 제 2 연료 구성을 업데이트하는 것을 더 포함하는, 메모리 장치.
제 18 항에 있어서, 작동들은:
제 1 연료 사이클에 대하여, 연료의 제 4 배취로부터 선택된 제 4 연료 조립체를 구비하는 제 4 원자로 노심과 관련된 제 4 연료 구성을 결정하고;
제 2 연료 사이클에 대하여, 제 4 연료 조립체를 구비하도록 제 3 원자로 노심과 관련된 제 3 연료 구성을 업데이트하는; 것을 더 포함하는, 메모리 장치.
제 19 항에 있어서, 작동들은:
제 3 연료 사이클에 대하여, 제 4 연료 조립체를 구비하도록 제 2 원자로 노심과 관련된 제 2 연료 구성을 업데이트하고;
제 3 연료 사이클에 대하여, 제 2 의 부분적으로 소비된 연료 조립체를 구비하도록 제 4 원자로 노심과 관련된 제 4 연료 구성을 업데이트하는; 것을 더 포함하는, 메모리 장치.