KR820001369B1 - Integral nuclear fuel element assembly - Google Patents

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KR820001369B1
KR820001369B1 KR7801232A KR780001232A KR820001369B1 KR 820001369 B1 KR820001369 B1 KR 820001369B1 KR 7801232 A KR7801232 A KR 7801232A KR 780001232 A KR780001232 A KR 780001232A KR 820001369 B1 KR820001369 B1 KR 820001369B1
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씨·슐더버그 도날드
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마틴 빅터
더 뱁콕 앤드 윌콕스 캄파니
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Abstract

A fuel assembly for a pressurized water fast breeder reactor has parallel pins each with tubular metal cladding(12) having a longitudinal fin with its extremity brazed to the cladding of an adjacent pin to form an integral assembly(10) with a moderator. The pins contain Pu as fuel and water is heavy water. One or more pins may have a number of longitudinal fins. The assembly prefers to include an Al alloy block with first channels for fuel and second channels for coolant arranged such that neutrons can pass between first channels without traversing coolant channels.

Description

일체식의 핵연료 집합체Integral Nuclear Fuel Assembly

제1도는 핵연료 집합체의 부분적인 평단면도.1 is a partial cross-sectional view of a fuel assembly.

제2도는 본 발명의 다른 실시예에 따라 배열시킨 여러개의 핀(fin)이 형성된 연료체의 부분 사시도.2 is a partial perspective view of a fuel body having several fins arranged in accordance with another embodiment of the present invention.

제3도는 본 발명의 또 다른 실예에 따라 배열된 여러개 연료체의 부분 사시도.3 is a partial perspective view of several fuel bodies arranged in accordance with another embodiment of the present invention.

제4도는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 연료체를 가진 연료집합체의 부분 단면도.4 is a partial cross-sectional view of a fuel assembly with a fuel body in accordance with another embodiment of the present invention.

제5도는 저 온도 원자로를 위한 블록형 노심 배열의 부분 평면도이다.5 is a partial plan view of a block core arrangement for a low temperature reactor.

본 발명은 원자로에서 사용하는 핵연료 집합체 설계에 관한 것이며, 특히 핵연료로써 폴루토늄을 사용하고 원자로 냉각제 및 감속재로써 가압 정수 또는 중수를 사용하는 고속 증식 원자로에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to the design of nuclear fuel assemblies for use in nuclear reactors, and more particularly, to fast breeding reactors using polotonium as nuclear fuel and pressurized or heavy water as reactor coolants and moderators.

핵연료 친물질(fertile material : 核燃料親物質)을 핵분열성 물질로 전환시켜 전력 발전을 위한 열을 발생시키는 증식원자로 사용의 장점은 세계의 핵 분열성 물질 자원이 제한되어 있다는 관점에서 광범위하게 연구되어 왔다. 좀더 풍부한 핵연료 친물질인 우라늄-238을 연료로 사용하는 핵 분열성 폴루토늄 -239로 전환시키고, 다른 종래의 원자로에서 생성된 폴루토늄과 함께 연료로 사용할 수 있으며, 소비되는 핵분열성 물질보다 더욱 많은 핵 분열성 물질을 증식시킨느 증식 원자로의 개발은 매우 바람직하다. 이에 대한 광범위한 기술 개발과 경험이 가압 경수 및 중수 원자력 발전소의 설계 및 축조에 적용되어 왔으며, 증식 원자로 응용에서의 가압수 기술의 사용은 증식 원자료의 개발에 매우 좋은 효과를 가져왔다.The advantages of converting fertile materials into fissile materials to generate heat for power generation have been extensively studied in view of the limited global fissile material resources. The richer fuel-friendly uranium-238 can be converted to fissile plutonium-239 for fuel use, and can be used as fuel with the plutonium produced in other conventional reactors, and more nuclear than the fissile material consumed. The development of propagation reactors that multiply fissile material is highly desirable. Extensive technology development and experience has been applied to the design and construction of pressurized hard water and heavy water nuclear power plants, and the use of pressurized water technology in propagation reactor applications has had a very good effect on the development of propagation raw materials.

중수(重水), 즉 산화중수소(D2O)는 본질적으로 경수(H2O)와 동일한 물리적 및 화학적 성질을 가진다. 그러나 그들의 핵특성(nuclear property)은 서로 다른데, 중수의 중성자 흡수단면과 감속능은 경수의 그것보다 현저히 낮다. 그에 따라서 고속 증식 원자로의 냉각재로써 중수의 사용은 핵특성과 가압수 기술의 응용이라는 면에서 바람직하다. 폴르토늄-우라늄-중수(Pu-u-D2O) 원자력 발전장치에 있어서, 냉각재대 핵연료 원자비가 감소하면 전환 또는 증식비는 증가한다. 증식비는 소모된 핵 분열성 원자에 대한 생성된 핵 분열성 원자수의 비이다. 1.40의 수치에 달하는 고속 증식비는 핵연료봉 격자체의 기하학적인 구조가 감속재대 연료의 부피비를 조정하여 1.0또는 그 이하의 감속재대 연료 원자비를 산출하도록 할 때 폴루토늄-우라늄-중수 원자로 장치에서 사용될 수 있다. 연료원자비에 대한 감속재의 선택은 핵연료의 매 질량당 냉각재의 양을 제한하므로, 낮은 감속재대 연료비에서 적당한 냉각 유동율을 발시킬수 있는 핵연료봉 격자체를 설계하기란 어려운 일이다. 적당한 원자로심 냉각을 보장하는데 필요한 높은 유동율은 비교적 낮은 감속재대 연료비가 이루어졌을 때 상당히 제한되는 유동 통로에서 고속 유동을 필요로 한다. 매우 단단히 밀접된 연료봉 격자체에 있어서, 종래 스페이서 그리드(spacergrid)의 사용을 삽입된 그리드로 인한 연료봉 밀집배치에서의 제한, 스페이서 그리드 진동으로 유발된 유동 경향, 그리드 판재의 기생 흡수와 제한된 유동 통로내에 그리드 삽입으로 인한 수압 손실에서의 증가 등으로 매우 불리하다.Heavy water, or deuterium oxide (D 2 O), has essentially the same physical and chemical properties as hard water (H 2 O). Their nuclear properties, however, differ, with the neutron absorption section and deceleration capacity of the heavy water being significantly lower than that of hard water. Accordingly, the use of heavy water as a coolant in a fast propagation reactor is desirable in terms of nuclear properties and applications of pressurized water technology. In a plutonium-uranium-heavy water (Pu-uD 2 O) nuclear power plant, the reduction of coolant to fuel atomic ratio increases the conversion or growth ratio. Proliferation ratio is the ratio of generated fissile atoms to spent fissile atoms. A fast multiplication ratio of 1.40 was found in the plutonium-uranium-heavy water reactor system when the geometry of the fuel rod lattice allowed the volume ratio of the moderator to fuel to be adjusted to yield a moderator-to-fuel ratio of 1.0 or less. Can be used. The choice of moderators for fuel atomic ratios limits the amount of coolant per mass of nuclear fuel, making it difficult to design fuel rod grids that can produce adequate cooling flow rates at low moderator-to-fuel ratios. The high flow rates required to ensure adequate reactor core cooling require high velocity flows in the flow passages which are quite limited when relatively low moderator to fuel ratios are achieved. In a very tightly close fuel rod grid, the use of conventional spacer grids is limited in fuel rod compaction due to the inserted grid, flow tendencies caused by spacer grid vibration, parasitic absorption of grid plates and limited flow passages. This is very disadvantageous due to an increase in hydraulic pressure loss due to grid insertion.

종래 기술은 감속재대 연료원자비 범위가 0.35-4.0에 있도록 특정한 연료봉 직경과 그 간격을 형성시켜 중수에 의하여 감속되고 냉각되는 원자로 설계에 관한 것으로 약 0.3의 감속재대 연료원자비가 삼각형의 피치(pitch) 내에 배열된 접촉형 연료봉을 사용하는 연료봉 격자체에서 이루어질 수 있도록 제안되었다. 그러나 연료봉 접촉점에서 잠재적으로 파괴 가능한 과열점을 없애는데 필요한 정도까지 열 유속(neat flux)을 감소시키면 가압수 원자로에서는 노심의 작동능력을 매우 심하게 제한 받는다. 더욱이 핵연료봉의 밀집 배열은 냉각재에 의하여 운반된 고체입자에 의하여 막힘을 일으키며, 매우 높은 원자로 냉각제 펌핑(양수) 동력을 필요로 한다. 또한 다른 문제점들이 상당한 정도로 나타난다. 한편 스페이서 그리드의 제거는 접촉 연료봉 구조의 높은 전환비를 갖게 하는 감속재대 연료 원자비에 접근시키는데 바람직하나, 그 반면에 그페이서 그리드의 제거는 연료봉의 공간 구성을 부정확하게 하며 진동으로 유발된 유동을 일으키고 냉각이 불균일하게 한다.The prior art relates to a reactor design that is slowed down and cooled by heavy water by forming a specific fuel rod diameter and spacing such that the moderator-to-fuel ratio is in the range of 0.35-4.0. It has been proposed to be made in a fuel rod grid using contact fuel rods arranged therein. However, reducing the heat flux to the extent necessary to eliminate potentially destructive hot spots at the fuel rod contact points severely limits the core's ability to operate in pressurized water reactors. Furthermore, the dense arrangement of fuel rods is blocked by solid particles carried by the coolant and requires very high reactor coolant pumping (pumping) power. Other problems also appear to a considerable extent. Removal of the spacer grid, on the other hand, is desirable to approach the moderator-to-fuel atomic ratio, which leads to a high conversion ratio of the contact fuel rod structure, while removal of the spacer grid incorrectly spaces the fuel rod and eliminates vibration-induced flow. Causing uneven cooling.

본 발명의 원리에 따르면 상기 종래 기술의 단점을 본 발명의 실시에 의하여 효과적으로 해결할 수 있다. 본 발명에 따른 핵연료 집합체는 종방향으로 핀을 형성시킨 핵연료봉의 피복튜우브를 사용하여 어느한 연료봉에서 연속 이어진 상태로 또는 단속되어 형성된 핀(fin)과 다른 핵연료봉에 형성된 핀을 납땜 하여 서로 결합시키므로 일체식의 핵연료 집합체를 형성한다. 핵연료봉 피복튜우브의 핀을 납땜하여 일체식으로 형성된 핵연료봉 집합체는 고속 증식비를 이루는데 요구되는 매우 밀접한 격자의 열적 및 수압 조건을 만족시키도록 설계될 수 있다.According to the principles of the present invention can be effectively solved by the practice of the present invention the disadvantages of the prior art. The fuel assembly according to the present invention is bonded to each other by soldering fins formed in the fuel rods and other fuel rods formed in a continuous state or interrupted in one fuel rod using a cover tube of nuclear fuel rods having fins formed in the longitudinal direction. Thus forming an integral fuel assembly. The fuel rod assemblies integrally formed by soldering the pins of the nuclear fuel rod sheathing tube may be designed to meet the thermal and hydraulic conditions of the very close lattice required to achieve a high growth rate.

또 다른 실예에서 연료봉의 핀은 다른 연료봉의 관상부위에 직접 연결되어 최종의 집합체가 폴루토늄-우라늄-중수 원자로심에서 증식비를 증가시키는 경향의 감속재대 연료 부피 비를 가지게 한다.In another embodiment, the fuel rod fins are directly connected to the tubular portion of the other fuel rods such that the final assembly has a moderator-to-fuel volume ratio that tends to increase the growth ratio at the plutonium-uranium-heavy water reactor core.

본 발명의 또 다른 실예에서, 노심은 냉각제 유무 및 연료보관을 위하여 적합한 통로(channel)를 가진 고체물질로 조립된다. 본 발명은 높은 폴루토늄-우라늄-중수 원자로 증식비에 도움이 되는 감속재대 연료비를 얻는 동시에 스페이서 그리드를 사용하는 종래 기술에 관련된 기생흡수 없이도 연료봉의 정밀한 공간을 형성시키는 수단을 제공하므로 종래 기술의 단점을 해결한다. 또한 본 발명의 배열은 종래의 스페이서 그리드에 관련된 수압손실을 없애고 핵연료봉 진동의 경향을 감소시킨다. 핀이 형성된 연료봉 배열은 연료봉의 강도를 높이고 이용 가능한 열전달 표면을 높이며 전반적인 열전달 효율을 좋게 한다.In another embodiment of the present invention, the core is assembled from a solid material having a channel suitable for the presence of coolant and fuel storage. The present invention provides a means for obtaining a moderator-to-fuel ratio conducive to a high polotonium-uranium-heavy water reactor propagation ratio, while at the same time providing a means to form a precise space in the fuel rod without the parasitic absorption associated with the prior art using spacer grids. Solve it. The arrangement of the present invention also eliminates the hydraulic losses associated with conventional spacer grids and reduces the tendency of nuclear fuel rod vibration. Finned fuel rod arrangements increase fuel rod strength, increase the available heat transfer surface, and improve overall heat transfer efficiency.

본 발명의 여러가지 장점은 특히 본 명세서의 일부를 이루고 있는 첨부된 특허청구 범위에 지적되어 있다.Various advantages of the invention are pointed out in particular in the appended claims, which form part of this specification.

본 발명을 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 종축과 평행하게 밀집배열시킨 핵연료봉(1)의 핵연료 집합체(10)를 부분적으로 나타낸다. 각각의 핵연료봉(11)은, 외측표면의 일부로 형성되고 핵연료봉 둘레로 일정한 공간을 이루게 하는 여러개의 종방향으로 연장한 핀(13)이 형성된 관상 피복튜우브(cladding tube)(12)로 구성되고, 핵분열성 물질과 핵연료 친물질의 혼합물로 이루어진 핵연료(14)는 피복튜우브(12)내에 용입된다. 제1도에 핵연료봉(11)은 각각의 핀(13A)의 첨단이 인접 배치된 핵연료봉의 핀 (13B)의 첨단과 인접되도록 배열된다. 제1도에 도시된 가장자리의 핀(16),(17)은 일체식 연료 집합체(10)를 형성하도록 또 다른 핵연료봉의 핀과 원자로내에 핵연료 집합체의 피복 구조체에 개별적으로 납땜되므로 결합된다.FIG. 1 partially shows the fuel assembly 10 of the nuclear fuel rods 1 densely arranged in parallel with the longitudinal axis. Each fuel rod 11 consists of a tubular cladding tube 12 which is formed as part of the outer surface and has a plurality of longitudinally extending fins 13 which form a constant space around the fuel rod. The nuclear fuel 14, which is a mixture of fissile material and nuclear fuel parent material, is infiltrated into the covering tube 12. In FIG. 1, the fuel rods 11 are arranged such that the tips of each pin 13A are adjacent to the tips of the pins 13B of the nuclear fuel rods arranged adjacently. The fins 16, 17 at the edges shown in FIG. 1 are individually soldered to the fins of another fuel rod and to the coating structure of the nuclear fuel assemblies within the reactor to form an integral fuel assembly 10.

어느 한 실예에서 핀(13)은, 연료봉의 종축과 평행하게 원자로 냉각재를 유동하게 하는 연료봉 사이의 공간에 통로(20)를 형성하도록 연료봉의 종방향 표면을 따라 단속없이 (끊임이 없이) 연장하여 있다. 그러나 핀(13)은 연료봉의 길이를 따라 계속하여 연장할 필요는 없으나 연료봉 그 사이의 공간을 통하여 냉각재가 횡방향 유동을 하게 하고 서로 혼합되도록 제2와 제3도에 도시된 바와 같이 단속된 핀(21)일 수도 있다. 인접 배치된 핵연료봉의 축방향으로 단속된 핀(21)은 부호(22)(제2도)에서 각기 다른 핀에 납땜되거나 또는 제3도에 도시된 바와 같이, 부호(23)에서 연료봉의 관상부분에 직접 납땜될 수 있다. 제2도와 제3도에 도시된 모든 배열, 즉 핀대인의 접촉과 핀대 튜우브 접촉의 조합을 사용한 집합체도 또한 사용 가능할 수 있다.In one embodiment, the fin 13 extends uninterruptedly (continuously) along the longitudinal surface of the fuel rod to form a passageway 20 in the space between the fuel rods allowing the reactor coolant to flow parallel to the longitudinal axis of the fuel rod. have. However, the fins 13 need not extend continuously along the length of the fuel rods but are pinned as shown in FIGS. 2 and 3 to allow the coolant to transversely flow and mix with each other through the spaces between the fuel rods. (21) may be sufficient. The axially interrupted pins 21 of the adjacently arranged nuclear fuel rods are soldered to different pins at 22 (FIG. 2) or the tubular portion of the fuel rods at 23, as shown in FIG. Can be soldered directly to Aggregates using any arrangement shown in FIGS. 2 and 3, i.e., a combination of pin-in contacts and pin-to-tub contact, may also be used.

제4도는 부위(25)에서 서로 납땜되므로 결합되는 폭이 넓은 핀(24)이 형성된 핵연료봉(26)을 나타내고 있다. 폭이 넓은 핀은 특정 노심 동력의 어느 정도 손실을 감안한 감속재 부피의 분율을 제한하는데 사용 될 수 있다. 종래의 스페이서 그리드의 제거와 튜우브 피복의 일부분으로써 핀의 형성은 소정의 감속재대 연료원자비와 일치한 값까지 원자로심 감속재 부피의 분율을 감소시킬 수 있게 한다.4 shows a nuclear fuel rod 26 having a wide fin 24 coupled to it by soldering to each other at the portion 25. Wide fins can be used to limit the fraction of moderator volume, taking into account some loss of specific core power. The removal of conventional spacer grids and the formation of fins as part of the tubing cladding allows the fraction of reactor core moderator volume to be reduced to a value consistent with a desired moderator to fuel atomic ratio.

본 발명 실예의 물리적 매개 변수는 다음의 표(1)에 기술된 바와 같다.The physical parameters of the examples of the present invention are as described in the following table (1).

[표 1]TABLE 1

Figure kpo00001
Figure kpo00001

표(1)의 실예에 있어서, 연료봉은 막대(rod)의 형태로 이루어진다. 실예 (1) 및 (2)의 핵연료봉은 그의 길이에 따라 계속 이어지는 핀으로 형성된다. 실예(3)은 실예(2)의 또 다른 실예를 구체적으로 설명하고 있는데, 여기서의 핀은 봉 길이의 약 30% 정도만이 횡으로 배열되어 있다.In the example of table 1, the fuel rod is in the form of a rod. The fuel rods of Examples (1) and (2) are formed of fins that continue along their length. Example 3 specifically illustrates another example of Example 2, where only about 30% of the rod length is laterally arranged.

표(1)에 나타난 감속재대 연료원자비에 대한 수치는, 1차 냉각제 온도 및 압력, 연료펠릿의 형태, 연료 펠릿 및 피복 사이의 간극과, 팰릿에서 얻어지는 이론적인 UO2밀도의 백분율을 포함한 통상적인 가압수 원자로 작동조건에 근사한 수치이다.The values for the moderator to fuel atomic ratios shown in Table (1) are typical, including the primary coolant temperature and pressure, the type of fuel pellets, the gap between fuel pellets and sheaths, and the percentage of theoretical UO 2 density obtained from the pellets. This value approximates the operating conditions of the pressurized water reactor.

표(1)의 핵연로 집합체는 통상 섭씨 1065.6도-1093.5도의 수소가스체 내에서 상표명이 "니크로브라즈50"(미시간 디트로이드 소재 윌-클모노이 제조원)의 납땜합금을 사용하는 노안경납땜(furnace brazing : 爐內硬납땜)에 의하여 형성되며, 이 납땜합금은 지그(jig) 및 고정구(fixture)로도 이용되고 노안경 납땜은 이 기술에서 잘 알려진 납땜합금 배치 방법을 이용한다.The nuclear fuel assembly shown in Table (1) is a presbyopic brazing furnace using a brazing alloy under the trade name "Nicro-Braz 50" (Wil-Klemonie, Detroid, Mich.) In a hydrogen gas body of 1065.6 degrees Celsius to 1093.5 degrees Celsius. It is formed by brazing, which is also used as a jig and fixture, and presbyopic soldering uses a solder alloy placement method that is well known in the art.

또 다른 실예에 있어서, 제5도는 폴루토늄을 증식시켜 저열 발생을 목적으로 한, 즉 주거용 난방에 적합한 저온 원자로에 대한 설계를 나타낸다. 이 실예에서 중식 연료집합체는 금속의 블록(32), 즉 알루미늄 합금으로 만들어진다. 또한 이 블록에는 냉각재를 유동시키는 제2의 통로(31)과 연료를 장입시키는 제1의 통로(30)가 종방향으로 평행하게 형성된다. 제2의 통로의 표면은 임계열 선속을 증가시키는데 필요한 곳에서는 조면(粗面)으로 형성될 수 있다. 이와 같은 블록형 원자로에 대한 예시적인 설계 매개 변수는 표(2)와 같다.In another example, FIG. 5 shows a design for a low temperature reactor for the purpose of generating low heat by propagating polotonium, ie suitable for residential heating. In this example the fuel fuel assembly is made of a block of metal 32, i.e. an aluminum alloy. In this block, a second passage 31 for flowing coolant and a first passage 30 for charging fuel are formed in parallel in the longitudinal direction. The surface of the second passageway may be roughened where necessary to increase the critical heat flux. Exemplary design parameters for such a block reactor are shown in Table (2).

[표 2]TABLE 2

Figure kpo00002
Figure kpo00002

표(2)의 감속재대 연료원자비는 저압력 상태에서 섭씨 약 121.1도의 1차 냉각수 온도와 일치한다. 다른 매개변수는 표(1)에서와 유사하다.The moderator-to-fuel atomic ratio in Table (2) corresponds to the primary coolant temperature of about 121.1 degrees Celsius at low pressure. The other parameters are similar to those in table (1).

블록형 연료 집합체에 냉각재 및 연료통로의 기하학적 구조는 중성자 스팩트럼을 경화하고 노심 전환 또는 증식비를 개선하도록 작용하는 세칭 "감속재 이탈 확율(moderator escape probablity)의 정도를 높일 수 있다. 이는 각각의 연료 통로가 감속재에 의하여 완전히 둘러싸여지지 않기 때문에 일어난다. 따라서 연료 통로에서 생성된 중성자는 감속재를 포함하고 있는 용적부를 지나지 않고도 또 다른 연료 통로로 통과할 수 있으므로, 그에 의하여 핵분열시 평균 중성자 에너지가 증가되기 때문에 증식 또는 변환비를 좋게 한다. 접촉식 연료봉에 의하여 이룬 것보다 다소 적은 감속재대 연료비로 조합된 이러한 연료집합체는 경수 또는 중수 냉각을 위하여 균일한 고속 증식비를 얻을 수 있다.The coolant and fuel passage geometry in the block fuel assembly can increase the degree of etch “moderator escape probablity” that acts to harden the neutron spectrum and improve core conversion or growth ratio. Occurs because the neutrons generated in the fuel passage can pass into another fuel passage without passing through the volume containing the moderator, thereby increasing the average neutron energy during nuclear fission. These fuel assemblies, combined with a moderator-to-fuel ratio that is somewhat less than that achieved by contact fuel rods, can achieve a uniform high growth rate for hard or heavy water cooling.

연료집합체 설계에 대하여 가능한 본 발명의 이러한 방법으로 만들어진 감속재대 연료원자비에 의하여, 고속 원자로 물리학은 가압수 원자로 기술에 이용될 수 있다. 이들의 조합은 다음과 같은 중요한 장점을 갖는다.Due to the moderator-to-fuel atomic ratio made by this method of the present invention possible for fuel assembly design, fast reactor physics can be used in pressurized water reactor technology. The combination of these has the following important advantages.

a) 고속원자로 용으로 사용된 것과 다른 가스 또는 유체금속 냉각재의 회피,a) avoiding gas or fluid metal coolants other than those used for high-speed reactors,

b) 감속된 피복 작용 온도,b) slowed coating operating temperature,

c) 방사능 제어, 즉 화학적 조성과 스팩트럼 전환제어의 부가적인 방법의사용.c) the use of additional methods of radiation control, ie chemical composition and spectrum conversion control.

방사능 제어의 부가적인 방법의 사용은 제어봉에 대한 고속원자로의 통상적인 의존도를 낮출 수 있다. 이들은 소정의 제어봉 가격에 있어서 비용을 절감시키고, 최소수치에 대한 과잉 반응의 연속적인 조정은 하는 수단을 제공하며, 그에 의하여 고속원자로심의 안정성을 크게 향상시킨다. 이는 노심으로부터 매우 고가인 제어봉이 보다 효능이 우수하게 작동하도록 하는 것이다.The use of additional methods of radiation control can lower the conventional dependence on fast reactors for control rods. They reduce the cost at a given control rod price and provide a means of making continuous adjustments of the excess response to the minimum value, thereby greatly improving the stability of the fast reactor core. This allows control rods that are very expensive from the core to work better.

Claims (1)

가압수에 의하여 감속 및 냉각되는 고속 증식 핵원자로내에 일체식의 핵연료 집합체에 있어서, 다수의 핵연료봉(11)을 밀집 배열되게 종축과 평행하게 배열시키되 핵연료봉(11)을 관상의 피복튜우브(12)로 구성시켜 그 내부에 핵연료(14)가 장전되게 하고 피복튜우브로부터 인접연료봉까지 돌출한 핀(13)을 종방향으로 연장시키면서 그 인접 연료봉의 핀과 결합시켜 일체식의 핵연료 집합체(10)를 형성시킴과 동시에 상기의 피복튜우브와 상기의 핀에 의하여 냉각제 통로(20)를 형성시키고, 핵연료 집합체가 약 0.166보다 작은 구조적 부피 분율과 약 2.43 및 약 3.20 사이의 범위에 있는 핵연료대 냉각재 부피 분율비를 가지는 크기로 핀이 형성된 상기의 연료봉의 축조한 일체식의 핵연료 집합체.In an integrated nuclear fuel assembly in a fast-growing nuclear reactor decelerated and cooled by pressurized water, a plurality of nuclear fuel rods (11) are arranged in parallel to the longitudinal axis so that the nuclear fuel rods (11) are densely arranged, and the nuclear fuel rods (11) are tubular sheathed tube ( 12) so that the nuclear fuel 14 is loaded therein, and the pin 13 protruding from the covering tube to the adjacent fuel rod in the longitudinal direction is coupled with the pins of the adjacent fuel rod to form the integral fuel assembly 10 At the same time forming the coolant passageway 20 by the cladding tube and the fin, the fuel assembly having a structural volume fraction of less than about 0.166 and a fuel coolant volume in the range between about 2.43 and about 3.20. A monolithic fuel assembly constructed of the above-described fuel rods having fins having a fraction ratio.
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