SE512193C2 - Förfarande för att ladda och driva en kärnreaktorhärd - Google Patents

Description

l0 l5 512 193 viteten i en driftcykels början nödvändiggör ett styrsystem med tillräcklig styrka för att upprätthålla den effektiva multiplikationsfaktorn vid enheten under reaktordriften.

Styrsystemet brukar innefatta neutronabsorberande material, som tjänar till att styra neutronpopulationen med icke- fissionsabsorption av neutronerna.

Styrsystemet innefattar vanligtvis mekanisk styrning i form av ett flertal styrstavar som är arrangerade i en ma- tris, som innefattar neutronabsorberande material, som se- lektivt kan införas i mellanrummen eller gapen mellan bränslesammansättningarna för att styra reaktiviteten, och följaktligen driftens effektnivå, i härden. Hos typiska ar- rangemang har styrstavarna ett kryss eller ett korsformigt tvärgående tvärsnittsomrâde, varigenom bladvingarna hos varje styrstav kan införas i mellanrummen mellan en angrän- sande av fyra bränslesammansättningar. I allmänhet omger fyra bränslesammansättningar varje styrstav, och varje upp- sättning med fyra bränslesammansättningar och en styrstav bildar ett härdelement.

Styrsystemet innefattar typiskt också en brännbar neu- tronabsorberare, såsom gadolinium, blandad med en del av bränslet. De naturligt förekommande isotoperna Gd-155 och Gd-157 är starka neutronabsorberare som genom neutronab- sorption omvandlas till isotoper med lägre styrvärde (neutronabsorberande kapacitet). En sådan användning av brännbara absorberare minskar den erfordrade mängden meka- nisk styrning, och genom lämpligt axiellt och radiellt ar- rangemang med den brännbara absorberaren kan förbättringar i effektfördelning åstadkommas. Ofta införlivas sådana brännbara absorberare i en blandning med valda delar av nukleärt bränsle i flera bränsleelement hos varje samman- sättning.

Tidigt i konstruktionen och driften av kärnkrafts- reaktorer av den beskrivna typen utvecklades procedurer och förfaranden för konstruktion av kärnladdningsmönster och införing och avlägsnande av styrstavar (styrstavsprogramme- ring). Dessa tillvägagångssätt med styrstavsprogrammering 512 193 försöker fördela bränslets utbränning, styrd bränsleför- brukning, och historisk effekt av styrstavar så jämnt som möjligt mellan bränslesammansättningarna hos härden genom frekvent periodisk bearbetning och byte (växling) av styr- stavsmönster. Genom att använda detta förfarande med kärn- konstruktion och drift för reaktorer av den beskrivna typen är styrstavarna arrangerade i flera alternerande mönster, som möjliggör att en grupp med styrstavar växlas mot en an- nan under drift. Dessa innefattar vanligtvis fyra mönster med styrstavar som alternerande införs i reaktorhärden för styrning av effektmönster och utbränningsreaktivitet. I en- lighet med kända driftförfaranden med styrstavar drivs här- den med ett givet styrstavsmönster under en förhållandevis kort period av energialstring. Effekten minskas sedan och det givna styrstavsmönstret byts ut eller växlas mot ett annat mönster osv. Sådan styrstavsprogrammering beskrivs mer detaljerat i exempelvis U.S. patent nr 3 385 758 av Gy- orey et al. Detta förfarande med kärnkonstruktion och drift får större delen av bränslet att genomgå angränsande styr- stavsrörelse vid effekt vid intervall under varje driftcy- kel.

Detta oönskade stora antal byte av styrstavsmönster, som erfordras under driftcykeln, ger en ökad driftkomplexi- tet och risk för driftfel. Den reaktordriftreduktion, som nödvändiggjordes av var och en av dessa byten av styrstavs- mönster, ger vidare en minskad total prestanda hos an- läggningen på grund av behovet att reducera reaktoreffekten under hela den tid som bytet varar, och resulterar följakt- ligen också i en förhöjd bränslecykelkostnad. Det stora an- talet styrstavar, som införs i intervall under effektid- driften under driftcykeln, kan också resultera i ett styr- bladsutbränningsstraff, eftersom ett förhållandevis stort antal styrstavar förbrukas efter deras beräknade livslängd.

Vidare ger frekvent växling av styrstavsmönster rums- lig effektfördelade xenom transienter, som reducerar margi- nalen för bränslelicensiering av termiska marginaler och marginaler relaterade till bränsletillförlitligheten. 512 193 4 Ett annat förfarande för konstruktion av kärnladd- ningsmönster och styrstavsprogrammering för den typ av kärnkraftsreaktorer som beskrivs, framställs i U.S. patent nr 4 285 769 av Specker. Vid användning av detta konstruk- tionsförfarande definieras vissa härdelement såsom de som kommer att utsättas för införing av styrstavar vid effekt under driftcykeln. Dessa styrelement laddas sedan med bränsle med förhållandevis låg reaktivitet. På detta sätt används endast en grupp med styrstavar för styrning av ef- fektmönster och utbränd reaktivitet.

Detta konstruktionsförfarande ger en reduktion av här- dens neutroneffektivitet på grund av förbudet att ladda högreaktivt bränsle i vissa centralt lokaliserade härdcel- ler. Mer högreaktivt bränsle måste följaktligen laddas när- mare härdens periferi, vilket resulterar i ökat neutron- läckage och minskad neutroneffektivitet. Förhållandevis stora mängder med färskt bränsle måste laddas för varje driftcykel, vilket resulterar i ökade bränslecykelkostna- der. Detta resulterar också i en ökning av den mängd för- brukat bränsle, som urladdas, och som följaktligen måste lagras och hanteras. Ökningen av härdneutronläckage resul- terar också i en ökad frekvens av neutronbestrålning och försprödning av innanmätet hos reaktortryckkärl, exempelvis härdens hölje och strålpulssammansättningarna. Bränslets tillförlitlighetsrisk ökas också potentiellt på grund av den styrstavsrörelse, som angränsar till starkt utbränt bränsle, som kan vara mer känsligt än svagt utbränt bränsle för skada, som härrör från effekttransienter eller transi- enter vid införing av reaktivitet.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN En kokvattenkyld reaktorhärd innefattar både bränsle- sammansättningar och styrstavar. Bränslesammansättningarna innefattar bränsle av urandioxid, som används för att upp- rätthålla fissionskedjereaktionen. Styrstavarna innefattar material, som saktar ner fissionskedjereaktionen, och för- s 512 193 flyttas in i och ut ur härden, efter behov, under den nuk- leära bränslecykeln för att justera reaktorns effektnivà.

Vatten flödar genom härden och kokas; den resulterande ång- an används för att vrida en turbin och alstra elektricitet.

Detta förfarande fortsätter under hela den nukleära bräns- lecykeln (ungefär 12-24 månader), varefter reaktorn stängs av och färska nukleära sammansättningar och styrstavar förs in i härden för att ersätta de som har nått slutet av sin användbara livslängd.

En föredragen utföringsform av uppfinningen avser ett förfarande för att ladda och driva en nukleär reaktorhärd med ett flertal bränsleceller arrangerade i en huvud- sakligen symmetrisk matris med en enda central symmetri- punkt i härdens centrum. Varje cell innefattar ett flertal individuellt ersättningsbara bränslesammansättningar och en selektivt införingsbar styrstav och varje bränslesamman- sättning omfattar ett flertal bränslestavar. Bränslesamman- sättningarna omger styrstaven i varje cell. Hos uppfinning- en kan laddning en av den nukleära reaktorhärden för en ef- fektdriftcykel innefatta användningen av stegen att: stänga reaktorn efter en successiv cykel av periodisk drift för att ersätta en del av bränslesammansättningarna i härden och omplacera en del av bränslesammansättningarna i härden, bestämma ett centralt härdområde, ett krökt härdområde och ett yttre härdområde, placera åtminstone två bränslesamman- sättningar med förhållandevis hög resktivitet i väsentligen alla bränsleceller i det centrala härdområdet, och placera bränslesammansättningarna med förhållandevis låg reaktivi- tet i cellerna i det yttre härdområdet. Uppfinningen kan vidare innefatta drift av den nukleära reaktorhärden under en hel driftcykel med steg för att bestämma åtminstone ett nät av styrstavar, där varje nät innefattar ungefär en fjärdedel av styrstavarna i härden, varvid det valda nätet är väsentligen jämnt fördelat i härden, val av ett önskat intervall för införing av det valda nätet med styrstavar under effektdriftcykeln, driva en väsentlig del av ett första valt nät med styrstavar till lägen åtminstone delvis lO 512 193 införda i härden och driva en väsentlig del av alla reste- rande styrstavar till lägen väsentligen helt tillbakadragna från härden under den önskade tidsperioden, och upprepa drivsteget, men alternera mellan valda nät med styrstavar, för varje resterande önskat intervall under den tid som den nukleära reaktorkraftdriftcykeln varar.

Ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma ett för- farande för härdkonstruktion och härddrift för en kokvat- tenkyld kärnkraftsreaktor som åstadkommer en hög neutronef- fektivitet och effektiv bränsleanvändning.

Ett vidare syfte är att åstadkomma ett förfarande för härdkonstruktion och härddrift som möjliggör låga nivåer av driftkomplexitet.

Ett ytterligare syfte är att åstadkomma ett förfarande med härdkonstruktion och härddrift, som möjliggör re- aktordrift med hög prestanda.

Ett ytterligare syfte med uppfinningen är att åstad- komma ett förfarande för härdkonstruktion och härddrift, som innebär ett lågt styrstavsutbränningsstraff och effek- tiv användning av styrstavens livslängd.

Ett ytterligare syfte är att åstadkomma ett förfarande för härdkonstruktion och härddrift som minimerar den mängd förbrukat bränsle, som måste hanteras.

Ett ytterligare syfte är att åstadkomma ett förfarande för härdkonstruktion och härddrift, som förbättrar bränsle- tillförlitligheten.

Ett ytterligare syfte är att åstadkomma ett förfarande för härdkonstruktion och härddrift som minimerar neutronbe- strålningen och efterföljande skada hos reaktortryckkärlets känsliga inre konstruktion.

Ett ytterligare syfte är att åstadkomma ett förfarande för härdkonstruktion och härddrift som lämpar sig för att effektivt undertrycka effekten hos skadade kärnbränslesta- var genom styrstavsinföring.

Ett ytterligare syfte är att åstadkomma ett förfarande för härdkonstruktion och härddrift som upprätthåller styr- stavsmönstrets oktantsymmetri för att möjliggöra optimal 512 193 nukleär instrumentering, och tillförlitlighet och exakthet hos den nukleära processen.

Ett ytterligare syfte är att åstadkomma ett förfarande för härkonstruktion och härddrift som lämpar sig för tekni- ker för att förbättra termiska begränsningsmarginaler hos rektorn vid dess fulla effektdriftförmàga.

KORT FIGURBESKRIVNING Fig. 1 visar ett förenklat schematiskt diagram av ett kokvattenkylt nukleärt kärnkraftverk, i enlighet med upp- finningen.

Fig. 2 visar ett schematiskt diagram av det kokvat- tenkylda kärnkraftverket i fig. l, indikerande ytterligare detaljer hos reaktorhärden.

Fig. 3 visar ett förenklat tvärsnitt av fyra typiska angränsande bränslesammansättningar, som använder en 10 x -grupp med bränslestavar, som används hos reaktorn i fig. l och 2.

Fig. 4 visar en förenklad representativ tvärsnittsvy av en nukleär reaktorhärd, som används i reaktorerna i fig. l och 2, indikerande det centrala härdområdet och det krök- ta härdområdet i enlighet med uppfinningen.

Fig. 5 visar en förenklad representativ tvärsnittsvy av en nukleär reaktorhärd som används hos reaktorn i fig. l och 2 indikerande 252 typiska färska bränslebuntar, som förbättrar lokaliseringarna för de lågläckande härdladd- ningsmönstrena (indikerad i endast en áttondel av härden) i enlighet med uppfinningen.

Fig. 6 visar en förenklad representativ tvärsnittsvy av en fjärdedel av en nukleär reaktorhärd, som används i reaktorn i fig. 1 och 2, där styrstavarna visas indelade i fyra grupper - Al, A2, Bl och B2.

Fig. 7 visar en förenklad representativ tvärsnittsvy av en hel nukleär reaktorhärd, som används hos reaktorn i fig. l och 2, där styrstavarna är uppdelade i fyra grupper - Al, A2, Bl, B2 och med en cell som central symmetri. 512 193 e Fig. 8 visar en förenklad representativ tvärsnittsvy av en nukleär reaktorhärd, som används hos reaktorn i fig. 1 och 2, indikerande ett X,Y-koordinatsystem, som används hos uppfinningen.

Fig. 9 visar en partiell, förenklad, representativ, tvärsnittsvy av en nukleär reaktorhärd, som används hos re- aktorn i fig. 1 och 2, där en central symmetripunkt indike- ras och där det inte finns någon cell vid symmetripunkten.

Pig. 10 visar en tidsdomänrepresentation av typiska med tidlinjer för styrstavsprogrammering hos en konventio- nell härd (tidigare teknik), styrcellhärd (tidigare tek- nik), och förbättrad lågläckagehärd i enlighet med uppfin- ningen.

Fig. 11 indikerar förenklade representativa tvärs- nittsvyer, var och en med en fjärdedel av en nukleär reak- torhärd som används hos reaktorn i fig. 1 och 2, där typis- ka styrstavslägen indikeras motsvarande styrstavsgruppdefi- nitioner hos fig. 6-7, indikerande styrstavslägen i härden.

BESKRIVNING AV DEN FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMEN Även om inte begränsad därtill beskrivs uppfinningen här såsom tillämpad för en kokvattenkyld kärnreaktor. Nu med hänvisning i detalj till ritningarna, där lika refe- rensbeteckningar indikerar lika element i alla figurer, vi- sas i fig. 1 och 2 en typiskt kokvattenkyld reaktor, som innefattar ett tryckkärl 100, en härd med nukleära bränsle- sammansättningar 116 och en apparat 102 för àngseparering och torkning. Tryckkärlet 100 är fyllt med kylmedel till en nivå över härden 101. kyllmedlet cirkuleras genom härden 101 med en cirkulationspump 106, som tvingar kylmedlet upp- åt genom bränslesammansättningarna 116 i reaktorhärden 101.

Den värme, som produceras av kärnreaktionen i bränslet, överförs till kylmedlet, så att ångan samlas ihop i den öv- re delen av reaktortryckkärlet 100. Ångan matas till en turbin 109, som driver en elektrisk generator 110. Turbinen matar till en kylare 111 och det resulterande kondensatet 9 512 195 àterfås såsom matningsvatten till tryckkärlet 100 med ma- tarvattenpumpar 112.

Ett flertal med selektivt införingsbara styrstavar 120, såsom visas i fig. 1-3 och i fig. 4, 5 och 7 i de för- enklade tvärsnitten, som kan drivas axiellt in i och ut ur härden 101 mellan de nukleära bränslesammansättningarna 116 med en drivanordning 104 (se fig. 1), används såsom medel för att styra reaktiviteten i härden 101. Kärnbränslet tillhandahålls vanligtvis som bränslekutsar i avlånga sta- var 117 med en kapsling av ett korrosionsbeständigt, icke- reaktivt material. Bränslestavarna 117 är grupperade vid fasta avstånd från varandra i kylmedlets flödeskanal, såsom Ett tillräckligt antal bränslesammansättningar 116 är placerade med avstånd en bränslesammansättning 116 (se fig. 3). från varandra i en grupp, så att en kärnreaktorhärd 101 bildas, vilken kan åstadkomma en självgående fissionskedje- reaktion. Tillräckligt avstånd är anordnat mellan bränsle- sammansättningarna 116 för att möjliggöra fritt utrymme för styrstavar 120 och övervakningsanordningar. Ett stavstyr- ningssystem 105 styr drivanordningarna 104.

En reaktor av den beskrivna typen laddas periodiskt med en partiell sats med färskt bränsle, som innefattar en del av härden 101. Reaktorn drivs typiskt under 12-24 måna- der mellan laddning arna, beroende på kraftbolaget behov av alstring av nyttoström (som i sin tur bestämmer laddning ens satsstorlek och bränsleanrikningen). Dessa driftinter- vall mellan laddning ar kallas "bränslecykler" eller "driftcykler".

Hos tidiga kokvattenkylda reaktorer var bränslesam- mansättningarna 116 konstruerade såsom 6 x 6-matriser. Se- nare har dessa matriser utökats till 7 x 7, 8 x 8, 9 x 9 och 10 x 10. De tidiga konstruktionerna, exempelvis 6 x 6 och 7 x 7, var mekaniskt robusta och hållbara, på grund av bränslestavarnas 117 stora diametrar, tjockare inkapsling osv. Det har emellertid visat sig att matriser med ett och 10 x 10 grupper, har en betydligt bättre neutroneffektivitet i det större antal mindre stavar, exempelvis 9 x 9 512 193 10 att dessa matriser åstadkommer en påtagligt mer optimerad blandning av bränsle/kylmedel.

Hos uppfinningen utgörs en typisk bränslesammansätt- ning 116 av en 9 x 9 grupp eller mer med näraliggande, men åtskilda bränslestavar 117 (se fig. 3, som visar en 10 x -grupp), där bränslestavarna 117 exempelvis har ett cir- kulärt tvärsnitt, är ungefär 13 fot långa, och har ungefär en diameter om fyra tiondelar av en tum.

På grund av kärnbränslets höga kostnad är det önskvärt att hålla antal bränslebuntar, som används för en given cy- kel till, ett minimum. Konstruktionerna om 6 x 6, 7 x 7 och 8 x 8 matriser med lägre neutroneffektivitet har i allmän- het ersatts med mer neutroneffektiva matriser om 9 x 9 och x 10. Förbättrad mekanisk konstruktion och tillverk- ningstekniker av bränslestavar 117 och bränslesam- mansättningar 116 har utvecklats för att möjliggöra använd- ningen av de mer effektiva 9 x 9 och 10 x 10 konstruktio- nerna. Dessa förbättringar innefattar följande: Förbättrad teknik för tillverkning av bränslekaps- lingar, innefattande användningar av bättre, tunnare mate- rial och förbättrade tillverkningsförfaranden har resulte- rat i förhöjd styrka, korrosionsbeständighet och beständig- het mot stràlskador hos den nyare tunnare kapslingen.

Bränslestavens 117 prestanda har också förbättrats genom framsteg hos material, bränslekutsmaterial, tillverknings- teknik, tillverkningsförfaranden, som har förbättrat be- ständighet mot kutstillväxt och uppsvällning och strålska- dor hos de nyare tunnare kutsarna.

Förbättrad mekanisk konstruktion av bränslesamman- sättningar 116, medförande den exemplifierande användningen av fler avståndsbrickor hos sammansättningen, möjliggör att ett större antal bränslestavar kan användas i konstruktio- nen. Dessa avståndsbrickor är tunna, fjäderladdade metall- komponenter, som är lokaliserade vid intervall hos den bunt, som upprätthåller stav-till-stav-avståndet och mini- merar stavvibration som orsakas av kylmedlets flöde. An- vändningen av tekniker för att reducera tvåfasigt flö- 11 512 193 destryckfall, såsom användningen av delar av stavlängderna, har också förbättrat buntens termisk-hydrauliska stabili- tetsprestanda för att möjliggöra användningen av extra av- ståndsbrickor, där stabiliteten kortfattat kan kännetecknas såsom strävan hos sammansättningens konstruktion att initi- era och underlätta kopplad neutronisk/termisk hydrauliska effektsvängningar.

Användningen av ett större antal förbättrade avstånds- brickor och andra tekniker för att förbättra stavavståndet och vibrationsprestandan gör att ett större antal tunnare bränslestavar 117, dvs. 9 x 9 och 10 x 10, kan rymmas i bränslesammansättningsmatrisen utan en ökning av san- nolikheten för ett starkt kylmedelsflöde, som inducerar vibration eller stavkrökning.

Valet av lokaliseringar av de nukleära bränslesamman- sättningarna 116 i härden 101 för en given kärnbränslecykel kallas sammanfattningsvis härdladdningsmönster. Valet och antalet styrstavar 120, som förs in i härden 101 under drift vid effekt under en given kärnbränslecykel, och en sådan införings varaktighet kallas styrstavsprogrammering.

Det förfarande som används för att bestämma härdladdnings- mönstret och det förfarande som används för att bestämma styrstavsprogrammeringen är de två aspekterna hos konstruk- tionen med kokvattenkyld reaktorhärd, som har den största betydelsen på reaktorns ekonomiska prestanda. På grund av de höga kostnaderna för kärnbränslesammansättningarna 116, styrstavarna 120, och ersättningseffekt (som erfordras när reaktorn inte är tillgänglig för full effektdrift på grund av komplexiteten hos styrstavsprogrammeringen), är det ön- skvärt att säkerställa att härdladdningsmönstret och styr- stavsprogrammeringen konstrueras så effektivt som möjligt.

Uppfinningen, genom användning av en unik kombination av härdladdningsmönster och styrstavsprogrammering, optimerar härdladdningsmönstret med styrstavsprogrammeringen, så att en kärnreaktor kan drivas säkert och vid påtagligt högre effektivitet och till en lägre kostnad än tidigare. 512 193 12 HÄRDLADDNINGSMÖNSTER Det har länge antagits hos industrin för kokvatten- kylda reaktorer att antingen styrcellshärdkonstruktion, som beskrivs i U.S. patent nr 4 285 769, eller konventionell härdkonstruktion, som beskrivs i exempelvis U.S. patent nr 3 385 758 och "Nuclear Reactor Analysis" av James J. Duder- stadt och Louis J. Hamilton, "Refueling Patterns - Scatter Loading", John Wiley & Sons, 1976, sid. 598-600, måste väl- jas och realiseras för en given kärnbränslecykel, med de åtföljande fördelarna och nackdelarna, som är inbyggda hos det valda specifika förfarandet. Uppfinningen, nedan kallad förbättrad lâgläckagehärdkonstruktion, utgörs av ett nytt förfarande för en konstruktion med kokvattenkyld reaktor- härd, som är unik i det att den införlivar fördelarna hos konventionell härdkonstruktion och styrcellshärdkonstruk- tion samtidigt som den väsentligen reducerar deras respek- tive nackdelar. Såsom sådan, är det en betydligt effektiva- re, och följaktligen mer ekonomiskt gynnsamt härdkonstruk- tionsförfarande än något känt förfarande, som har realise- rats hittills.

Den förbättrade låg1äckagehärdkonstruktionen med härd- laddningsmönster placerar ett stort antal färska bränsle- sammansättningar 116 i det centrala, mycket viktiga, områ- det hos härden 101, och medför följaktligen en hög grad av neutroneffektivitet. Hos denna uppfinning kan härdens 101 områden definieras enligt följande. Såsom visas i fig. 4 är det centrala härdområdet ett cirkulärt tvärsnittsomràde, som kan vara ungefär en fjärdedel till tre fjärdedelar av härdtvärsnittsområdet, typiskt ungefär en tredjedel av här- dens 101 tvärsnittsomràde. Ett krökt område, som också kan vara ungefär en fjärdedel till tre fjärdedelar av härdens tvärsnittsomràde och även i detta fall typiskt ungefär en tredjedel av härdens tvärsnittsomràde är ett annulärt ring- formigt tvärsnittsomràde omgivande det centrala området.

Härdens 101 ytterområde utgörs slutligen av ett annulärt 13 512 195 ringformat tvärsnittsområde, som också kan vara ungefär en fjärdedel till tre fjärdedelar av härdens område och också är typiskt en tredjedel av härdens 101 tvärsnittsområde.

Storleken hos dessa områden beror på laddning ens satsstor- lek och de relativa reaktivitetsegenskaperna hos det till- gängliga bränslesammansättningslagret och kan ändras i en- lighet därmed.

I enlighet med en föredragen utföringsform av uppfin- ningen innefattar de viktigaste cellerna, dvs. cellerna i det centrala härdomràdet, åtminstone två förhållandevis högreaktiva bränslesammansättningar 116. I fig. 5 visas de förhållandevis högreaktiva bränslesammansättningarna 116 laddade i en åttondel av det centrala härdomràdet. De res- terande sju oktanterna är typiskt symmetriskt laddade.

Emellertid är det möjligt att tre eller fyra av bränslesam- mansättningarna 116 i vissa element i detta härdområde kan ha en förhållandevis hög reaktivitet. Dessa förhållandevis högreaktiva bränslesammansättningar 116 kan typiskt ha, vid en driftcykels början, en reaktivitet lika med en färsk bränsleanrikning om ungefär 3,4 till 4,1 viktprocent klyv- bart material, med motsvarande brännbara giftladdning. Des- sa bränslesammansättningar 116 föreligger i allmänhet i sin initiala strålningscykel. Resterande lokaliseringar i det centrala härdomràdet kan typiskt innefatta förhållandevis lågreaktiva bränslesammansättningar 116. Dessa förhållande- vis lågreaktiva bränslesammansättningar 116 har typiskt, vid en driftcykels början, en reaktivitet lika med en färsk bränsleanrikning om ungefär 1,0 till 3,0 viktprocent klyv- bart material, med motsvarande brännbara giftladdning. Des- sa bränslesammansättningar 116 föreligger i allmänhet i sin andra strålningscykel eller senare.

Detta förfarande med utveckling av cell- och härdladd- ningsmönster har använts hos härdområden som ligger vid ständigt ökande avstånd från härdcentrumet, tills tillräck- lig mängd med förhållandevis högreaktivt bränsle har lad- dats för att tillfredsställa kraven på bränslecykelenergi.

Resten av härden 101 kan sedan i allmänhet laddas med i hu- 512 193 14 vudsak koncentriska ringar av bränsle med ständigt minskan- de reaktivitet, upp till och innefattande härdens 101 yt- teromràde. Härdens 101 ytteromràde kan typiskt laddas med bränslet med den lägsta reaktiviteten. Detta bränsle har typiskt genomgått ett flertal strålningscykler, och har i början av en driftcykel en reaktivitet lika med en färsk bränsleanrikning om ungefär 0,7 till 1,8 viktprocent klyv- bart material, med motsvarande brännbara giftladdning.

Följaktligen, av beskrivningen ovan, inses att medel- cellreaktiviteten och det klyvbara materialinnehàllet kan föreligga vid ett maximum vid eller nära härdens 101 geome- triska centrum och minskar i allmänhet med ökande avstånd från härdens centrum och uppnår ett minimum vid härdperife- rin, som överensstämmer med den termiska begränsningsmargi- nalen, reaktiviteten, och bränsletillförlitlighetsbegräns- ningarna.

För tillämpningar med initial härdkonstruktion är det naturligtvis nödvändigt att tillverka ett färskt bränsle- sammansättningslager, som närmar sig reaktivitetsegenska- perna hos det bränsle, som har beskrivits i föregående stycken.

STYRSTAVSPROGRAMMERING Uppfinningen innefattar den unika kombinationen av ovan neutroneffektiva härdladdningsmönster med extremt ef- fektiv styrstavsprogrammering.

I enlighet med den föredragna utföringsformen hos upp- finningen fastställs styrstavsprogrammering genom att inde- la styrstavarna 120 i varje cell i fyra grupper Al, A2, Bl och B2 i kärnreaktorn och sedan i allmänhet flytta endast de styrstavar 120 i dessa element i specifika mönster i förhållande till härden, som har laddats ovan. I fig. 6 vi- sas en förenklad vy av en fjärdedel av en typisk kärnreak- torhärd, där A2-cellen i det lägre, högra hörnet i figuren indikerar härdcentrumet. I denna figur är härden symmetrisk omkring denna enda cell, där dess centrala punkt betecknas 512 193 med C. Det inses emellertid att härden också kan vara sym- metrisk omkring en grupp om fyra centrala celler, såsom i fig. 9 betecknat med C'. Hos uppfinningen kallas denna centrala symmetripunkt 0,0-punkten i X-Y-axeln, som indike- ras i fig. 4 och 6-8, där det finns en cell vid härdens centrala punkt. Där fyra celler bildar härdens central- punkt, såsom visas i fig. 9, betraktas den hörnpunkt, där de fyra cellerna möts, såsom symmetripunkten hos uppfin- ning. Varje cell kan sedan indikeras med en punkt i detta X-Y-koordinatsystem. Se fig. 8. De två skuggade cellerna i fig. 8 ligger exempelvis vid koordinatpunkten X = +2, Y = +l. (+2, +l), och vid koordinatpunkten X = -2, Y = -4 (+2, -4). De två skuggade cellerna i fig. 9 ligger i koordinat- punkterna X = +3, Y = +2 (+3, +2), och vid koordinatpunkten X = -2, Y = -l (-2, -1).

Såsom visas i fig. 6 och 7, med varje cell i härden 101 definierad på detta sätt, kan alla celler med motsva- rande styrstavar definieras enligt följande. Al-styrstav- arna kan definieras såsom alla styrstavar med X-Y-koor- dinater med X lika med ett positivt eller negativt udda tal och Y lika med ett positivt eller negativt udda tal. A2- styrstavarna kan definieras såsom alla styrstavar med X-Y- koordinater med X lika med noll eller ett positivt eller negativt jämnt tal och Y lika med noll eller ett positivt eller negativt jämnt tal. Bl-styrstavarna kan definieras såsom alla styrstavar med X-Y-koordinater med X lika med noll eller ett positivt eller negativt jämnt tal och Y lika med ett positivt eller negativt udda tal. Slutligen kan B2- styrstavarna definieras såsom alla styrstavar med X-Y- koordinater med X lika med positivt eller negativt udda tal och Y lika med noll eller ett positivt eller negativt jämnt tal.

Baserat på ovan definierade grupperingar åstadkommer uppfinningen sin väsentliga effektivitet genom att ta bort och införa dessa styrstavar 120 i enlighet med förvalda se- kvenser hos uppfinningen. I fig. 10 visas ett exempel på en sådan sekvens i diagrammet längst ned på sidan, som indike- 512 193 16 ras ”förbättrad lågläckagehärd”. I denna figur betecknas Y- axlarna med A2, B2, A1 och Bl. Dessa hänvisar till de styr- stavar, som kan vara åtminstone delvis införda i härden vid effekt under det önskade tidsintervallet, där i allmänhet alla styrstavar typiskt är helt uttagna, såsom förklaras i detalj nedan.

Hos den föredragna utföringsformen kan var och en av de fyra grupperna med styrstavar indelas i delgrupper "S" och "D", som indikerar grund respektive djup, såsom också förklaras i detalj nedan. På X-axeln (tidaxeln) indikeras en typisk kärnreaktordriftcykel i typiska enheter av cykel- bestrålning. Reaktordriftcykeln är typiskt indelad i flera tidsintervall, i allmänhet ungefär lika i längd, under vil- ka endast en av de fyra delgrupperna med styrstavar är åt- minstone delvis införda i härden. I fig. 10 visas att för uppfinningens driftcykel, såväl som de för en typisk kon- ventionell härd och en typisk styrcellshärd, är ett typiskt tidsintervall mellan byte (växling) av styrstavmönstergrup- per för uppfinningen väsentligen längre än den hos tidsin- tervallet för en konventionell härd. Uppfinningens tidsin- tervall är också lika med eller kan vara längre än det för en styrcellshärd, emellertid, är uppfinningens härdladd- ningsmönster betydligt mer neutroneffektivt. En påtaglig reducering av driftkomplexiteten åstadkoms följaktligen med färre reaktoroperationer och reducerad avstängningstid, som är associerad med växling av styrstavsmönstergrupper, än hos en typisk konventionell härdkonstruktion. För den för- bättrade lågläckagekonstruktionen hos uppfinningen kan där typiskt föreligga ett krav för stavmönsterväxlingar om en- dast ungefär var 3000:e megawatt-dygn per standardton bränsle (MWd/st), hellre än 1000 MWd/st, vilket skulle kun- na erfordras för konventionell härdkonstruktion (se övre diagrammet i fig. 10). Följaktligen, såsom visas i detta exempel, under effektdriften, är i allmänhet alla A2-stavar åtminstone delvis införda i härden under de första 3000 MWd/st, under det att alla andra stavar i allmänhet har av- lägsnats från härden. Därefter, för de följande 3000 512 195 17 MWd/st, är i allmänhet alla A2-stavar uttagna ur härden och i allmänhet är alla Al-stavar åtminstone delvis införda i härden. Därefter, för de följande 3000 MWd/st, är i allmän- het alla A2-stavar åtminstone delvis införda i härden under det att i allmänhet alla de resterande stavarna har avlägs- nats från härden. Slutligen, för de följande 3000 MWd/st, är i allmänhet alla Al-stavar åtminstone delvis införda i härden samtidigt som i allmänhet alla de resterande stavar- na har avlägsnats från härden. Detta driftmönster kan sedan upprepas tills reaktordriftcykeln har avslutats.

För den förbättrade lågläckagehärdkonstruktionen hos uppfinningen har det önskade tidsintervallet mellan stav- mönsterväxlingar (i ovannämnda exempel 3000 MWd/st) väsent- ligen förkortats eller utökats (utökats till sin teoretiska gräns, upp till ungefär 12.000 MWd/st, dvs. en driftcykel), beroende på kraven på reaktorhärden. Vid sin gräns kan det önskade tidsintervallet utökas till att vara den tid som reaktorns effektcykel varar, eller exempelvis två år. Emel- lertid åstadkommer ett tidsintervall som exempelvis är större än 2000 MWd/st väsentliga besparingar.

Ett exempel på "djupa" och "grunda" delgrupper följer.

En helt införd stav definieras för uppfinningen såsom före- liggande vid det diskreta styrstavsläget 0, forsättningsvis kallat stegläget, under det att en helt uttagen stav defi- nieras såsom föreliggande vid stegläge 48. En halvvägs in- förd stav ligger följaktligen vid stegläge 24 och en tre fjärdedelars införd stav ligger följaktligen vid stegläget 12. I fig. ll visas exempel på steglägen i den vänstra ko- lumnen med motsvarande djup- (D) och grund- (S) lägesbe- teckningar i den högra kolumen. Blanktecken indikerar styr- stavar som har tagits ut helt och hållet. Exempelvis, i den första raden, visas styrstavslägen hos A2-stavarna i ett "djupt" (dvs. mittstaven föreligger i delgruppen "djup") läge. I denna konfiguration införs styrstavarna i delgrup- per eller "vågor", där den centrala staven införs djupt in i härden vid läget 8, där den första radiella vågen utåt är grund vid 40, den andra radiella vågen utåt är djup vid 10, 512 195 18 den tredje radiella vågen är grund vid 36 och 40, och den fjärde radiella vågen är djup vid 12. Det bör observeras att endast en fjärdedel av härdens tvärsnitt visas och att härden är symmetrisk omkring centrumcellen med sin styrstav vid läge 8. I den andra raden visas A2-stavarna i "grund"- (dvs. centrumstaven föreligger i delgruppen "grund") läget, där styrstaven hos den centrala cellen införs till det grunda läget 36. Här, på nytt, införs A2-styrstavar med den första radiella vågen från centrumet, som är djupt vid 14, den andra radiella vågen är grund vid 40, den tredje radi- ella vågen är djup vid 10 och 18, och den fjärde radiella vågen är grund vid 38. De tredje och fjärde raderna i fig. ll indikerar liknande exempel för A1, djup, och B2, djup.

En fackman inom området härdkonstruktion kan bestämma det exakta stegläget som erfordras för varje styrstav.

Det bör observeras att användningen av "djupa" och "grunda" stavdelgrupper i var och en av de fyra styrstav- grupperna (Al, A2, Bl, B2) i allmänhet har visat sig åstad- komma tillfredsställande prestanda i reaktorhärden. Emel- lertid är det i praktiken ofta nödvändigt att avvika från denna djup/grund-delgruppfilosofi (dvs. en stav i den "grunda" delgruppen förs till ett "djupt" läge, och tvärt- om). Lika tillfredsställande prestanda hos reaktorhärden har kunnat åstadkommas i denna typ av fall.

Hos ovannämnda exempel, och i synnerhet med hänvisning till fig. 10, är den ordning i vilken grupperna med styr- stavar manövreras inte kritisk. Såsom visas i diagrammet ”Förbättrad lågläckagehärd” i fig. 10 genomförs sekvensen med införing av styrstavsgrupper med stegen A2 djup, Al djup, A2 grund, A1 grund. Dessa steg kan tas i godtycklig ordning. Användningen av Al- och A2-stavarna kan dessutom ersättas med användningen av Bl- och B2-stavarna, eller varje kombination av grupper, utan påtaglig skadlig effekt.

Dessutom behöver inte alla styrstavar 120 i en speci- fik grupp av styrstavar (Al, A2, Bl, B2) införas när en specifik grupp pekas ut. Begränsningar hos härdreaktivite- ten eller närheten till licensieringsbegränsningar och lik- 19 512 195 nande kan erfordra att åtminstone en del av de utpekade styrstavarna tas ut helt och hållet. Dessutom föreligger ibland ett behov att införa en eller flera styrstavar som inte tillhör den utpekade gruppen. Emellertid införs åt- minstone delvis de flesta av styrstavarna i den utpekade gruppen.

Hos en andra föredragen utföringsform kan den förbätt- rade lágläckagehärdkonstruktionen i enlighet med uppfin- ningen också använda en av de fyra grupperna med stavar, Al, A2, Bl, B2, exempelvis, genom att införa de valda sta- varna till ett "djupt" läge för de första 3000 MWd/st med i allmänhet alla andra stavarna avlägsnade från härden, var- efter dessa stavar införs till ett "grunt" läge under de följande 3000 MWd/st, varefter samma mönster upprepas till bränslecykeln är över. På nytt, här, kan varje enskild grupp användas, och stavlokaliseringen kan också börja i det "grunda" läget under de första 3000 MWd/st, varefter förflyttning sker till det "djupa" läget under de fäljande 3000 MWd/st osv. Denna utföringsform visas i mitten i fig.

. Styrstavsprogrammeringen för den förbättrade lågläcka- gehärdkonstruktionen i enlighet med uppfinningen har förde- larna hos styrcellhärdstavprogrammering i det att ett för- hållandevis litet antal styrstavar 120 används vid drift, och att dessa stavar har en förhållandevis låg frekvens av styrstavmönsterväxlingar under hela den nukleära bränslecy- keln. Förbättrad lågläckagehärdkonstruktion innefattar följaktligen ett effektivt förfarande med styrstavsprogram- mering med låg driftkomplexitet.

Vid användning av den förbättrade lågläckagehärdkon- struktionen utgör de termiska begränsningsmarginalerna inte en stor konstruktionsbegränsning. Vid användning av en 9 x 9 eller större matris för bränslestavsgrupper, i stället för en 8 x 8 eller mindre matris för bränslestavsgrupper i enlighet med tidigare konstruktioner, utökas marginalen till termiska begränsningar, såsom värmealstringsfrekvens, eftersom energi sprids ut över ett större antal stift. 512 193 Dessutom har de termiska begränsningsmarginalerna också förbättrats genom att axiellt variera fördelningen av ett brännbart reaktorgift och U-235 i bränslesammansättningen och genom förbättringar av bränslesammansättningskonstruk- tion och analysförmåga.

Såsom indikeras ovan resulterar ett stort antal byten eller växlingar av styrstavsmönster under driftcykeln i en förhöjd driftkomplexitet; och reaktoreffektreduktionen, som nödvändiggörs av dessa styrstavsmönsterväxlingar, resulte- rar i en reducerad total anläggningsprestanda på grund av behovet att reducera reaktoreffekten under den tid som väx- lingen varar. Dessutom, när alla fyra grupper med stavar används, kan det stora antalet styrstavar, som förs in vid intervall under effektdriften under hela driftcykeln, re- sultera i ett utbränningsstraff hos ett styrblad, eftersom ett förhållandevis stort antal styrblad förbrukas efter de- ras beräknade livslängd. Dessutom aktiverar styrstavsmöns- terväxlingar rumslig effektfördelning av xenontransienter, som kan reducera marginalen till termiska gränser, göra re- aktordriften oönskat komplex, och öka sannolikheten för driftfel. Uppfinningen minimerar dessa styrstavmönsterväx- lingar, samtidigt som den upprätthåller en hög neutronef- fektivitet hos en härd med ett laddningsmönster liknande det hos en konventionell härdkonstruktion.

Det bör observeras att där finns många möjliga styr- mönster för införing och avlägsning av styrstavar och se- kvenser för att styra kärnreaktorer. Emellertid baseras uppfinningen på en unik kombination av mönster och mönster- sekvenser och härdladdningsmönster som har visat sig syn- nerligen fördelaktig för styrningen av kärnreaktorer.

De figurer som denna uppfinning avser beskriver en härd med l85 bränsleceller, emellertid kan uppfinningen också tillämpas lika bra på en härd med betydligt färre el- ler betydligt fler celler.

En fackman inom området inser att förändringar kan gö- ras hos de ovan beskrivna utföringsformerna av uppfinningen utan att avvika från ramen för dess uppfinningsenliga kon- 21 512 193 cept. Det bör följaktligen observeras att denna uppfinning inte är begränsad till de beskrivna utföringsformerna, utan är avsedd att täcka alla modifieringar som föreligger inom ramen och andan for uppfinningen, såsom den definieras i de bifogade kraven.

Claims (10)

lO 15 20 25 30 35 512 193 N PATENTKRAV

1. Förfarande för att ladda och driva en kärnreaktorhärd med ett flertal bränsleceller arrangerade i en i allmänhet symmetrisk matris med en enda central symmetripunkt vid härdens centrum, där varje cell innefattar ett flertal in- dividuellt ersättningsbara bränslesammansättningar och en selektivt införbar styrstav, där varje bränslesammansätt- ning har ett flertal bränslestavar, där flertalet bränsle- sammansättningar i varje cell omger styrstaven i varje cell, där laddningen och driften av kärnreaktorhärden for en effektdriftcykel innefattar stegen att: a . ladda kärnreaktorhärden genom att stänga av reak- torn efter varje successiv effektdriftcykel för att ersätta en del av bränslesammansättningarna i härden och omplacera en del av bränslesammansättningana i härden, b. innefattande stegen att: i) utse ett centralt härdomràde, ett krokt härdom- råde och ett yttre härdomràde, där varje område in- nefattar ett flertal bränsleceller, där varje bränslecell i det centrala härdomràdet och det krokta härdomràdet innefattar fyra bränslesamman- sättningar arrangerade i en kvadrat om 2 x 2; ii) placera åtminstone två bränslesammansättningar med förhållandevis hög reaktivitet med reaktivitet ekvivalent med ungefär 3,4 viktprocent klyvbart ma- terial eller mer, med motsvarande brännbara ladd- ning av reaktorgift i väsentligen alla bränslecel- ler i det centrala härdomràdet; och iii) placera bränslesammansättningar med förhållan- devis låg reaktivitet med reaktivitet ekvivalent med ungefär l,8 viktprocent klyvbart material eller mindre med motsvarande brännbara laddning av reak- torgift i cellerna i det yttre härdområdet; och driva kärnreaktorhärden under hela effektdriftcy- keln innefattande de sekvensiella stegen av att: 10 15 20 25 30 35 23 512 193 i) utse styrstavarna i matrisen såsom två gånger X med två gånger Y grupper, där X i allmänhet är lika med Y, och där symmetripunkten är en central punkt vid X lika med noll och Y lika med noll; ii) utse en första grupp styrstavar såsom väsentli- gen alla styrstavar i det centrala härdomràdet och det krökta härdomràdet vid lägen där X är lika med ett positivt eller negativt udda tal och Y är lika med ett positivt eller negativt udda tal; iii) utse en andra grupp styrstavar såsom väsentli- gen alla styrstavar i det centrala härdomràdet och det krökta härdomràdet vid lägen där X är lika med noll eller ett positivt eller negativt jämnt tal och Y är lika med noll eller ett positivt eller ett negativt jämnt tal; iv) utse en tredje grupp styrstavar såsom väsentli- gen alla styrstavar i det centrala härdomràdet och det krökta härdomràdet vid lägen där X är lika med noll eller ett positivt eller negativt jämnt tal och Y är lika med ett positivt eller negativt udda tal; v) utse ett fjärde nät av styrstavar såsom väsent- ligen alla styrstavar i det centrala härdomràdet och det krökta härdomràdet vid lägen där X är lika med ett positivt eller negativt udda tal och Y är lika med noll eller ett positivt eller negativt jämnt tal; vi) välja en grupp bland nämnda fyra grupper av styrstavar; vii) välja ett önskat tidsintervall för införing av den utsedda gruppen med styrstavar under effekt- driftcykeln; “ viii) föra den utsedda gruppen av styrstavar till lägen åtminstone delvis införda i härden och föra alla styrstavar, som inte tillhör den utsedda grup- pen, till lägen väsentligen helt uttagna ur härden under det önskade tidsintervallet; l0 l5 20 25 30 512 193 24 ix) välja en andra grupp bland nämnda fyra grupper av styrstavar; x) föra den andra utsedda gruppen med styrstavar till lägen åtminstone delvis införda i härden och föra alla styrstavar, som inte tillhör den utsedda gruppen till lägen väsentligen helt uttagna ur här- den under det önskade tidsintervallet; och xi) sekvensiellt upprepa nämnda manövreringssteg under varje resterande önskat tidsintervall under den tid som kärnreaktorns effektdriftcykel varar genom att använda de valda första och andra grup- perna av styrstavar.

2. Förfarande för att ladda och driva en kärnreaktorhärd enligt krav l, där steget att ladda kärnreaktorn med steget att ersätta och omplacera bränslesammansättningarna inne- fattar användningen av bränslesammansättningar i grupper som är större än 8 bränslestavar gånger 8 bränslestavar i de centrala och de krökta områdena i härden.

3. Förfarande för att ladda och driva en kärnreaktorhärd enligt krav l, där steget att ladda kärnreaktorn med steget att placera åtminstone två bränslesammansättningar med för- hållandevis hög reaktivitet i väsentligen alla bränslecel- ler innefattar placerandet av åtminstone två färska bräns- lesammansättningar med förhållandevis hög reaktivitet i va- sentligen alla bränsleceller i det centrala härdområdet.

4. Förfarande för att ladda och driva en kärnreaktorhärd enligt krav l, där steget att ladda kärnreaktorn med steget att placera bränslesammansättningar med förhållandevis låg reaktivitet i ytterhärdområdet innefattar placerandet av bränslesammansättningar som har den lägsta reaktiviteten av alla tillgängliga bränslesammansättningar för användning från tidigare effektdriftcykler i reaktorn. lO 15 20 25 30 35 25 512 193

5. Forfarande för att ladda och driva en kärnreaktorhärd enligt krav 1, där steget att välja ett önskat tidsinter- vall innefattar valet av ett tidsintervall större än unge- fär 2000 MWd/st.

6. Förfarande för att ladda och driva en kärnreaktorhärd med ett flertal bränsleceller arrangerade i en väsentligen symmetrisk matris med en enda central symmetripunkt vid härdens centrum, där varje cell innefattar ett flertal in- dividuellt ersättningsbara bränslesammansättningar och en selektivt införingsbar styrstav, där varje bränslesamman- sättning har ett flertal bränslestavar, där flertalet bränslesammansättningar i varje cell omger styrstaven i varje cell, där laddningen och driften av kärnreaktorhärden för en effektdriftcykel innefattar stegen att: a. ladda kärnreaktorhärden genom att stänga av reak- torn efter varje successiv effektdriftcykel för att ersätta en del av bränslesammansättningarna i härden och omplacera en del av bränslesammansättningarna i härden, innefattande stegen att: i) utse ett centralt härdområde, ett krökt härdom- råde och ett ytterhärdområde, där varje område in- nefattar ett flertal bränsleceller, där varje bränslecell i det centrala härdområdet och det krökta härdområdet innefattar fyra bränslesamman- sättningar arrangerade i en kvadrat om 2 x 2; ii) placera åtminstone två bränslesammansättningar med förhållandevis hög reaktivitet med reaktivitet lika med ungefär 3,4 viktprocent klyvbart material eller mer med motsvarande brännbara laddning av re- aktorgift i väsentligen alla bränsleceller i det centrala härdomràdet; och iii) placera bränslesammansättningar med förhållan- devis låg reaktivitet med reaktivitet motsvarande ungefär 1,8 viktprocent klyvbart material eller mindre med motsvarande laddning av reaktorgift i cellerna i ytterhärdområdet; och 512 193 26 b. driva kärnreaktorhärden under hela effektdriftcy- keln innefattande de sekvensiella stegen att: lO 15 20 25 30 35 i) utse styrstavar i matrisen såsom två gånger X med två gånger Y matriser, där X i allmänhet är li- ka med Y, och där symmetripunkten är en central punkt vid X lika med noll och Y lika med noll; ii) utse en första grupp styrstavar såsom väsentli- gen alla styrstavar i det centrala härdområdet och det krokta härdområdet vid lägen där X är lika med ett positivt eller negativt udda tal och Y är lika med ett positivt eller negativt udda tal; iii) utse en andra grupp styrstavar såsom väsentli- gen alla styrstavar i det centrala härdområdet och det krokta härdområdet i ett läge där X är lika med noll eller ett positivt eller negativt jämnt tal och Y är lika med noll eller ett positivt eller ne- gativt jämnt tal; iv) utse en tredje grupp styrstavar såsom väsentli- gen alla styrstavar i det centrala härdområdet och det krokta härdomràdet vid lägen där X är lika med noll eller ett positivt eller negativt jämnt tal och Y är lika med ett positivt eller negativt udda tal; v) utse en fjärde grupp styrstavar såsom väsentli- gen alla styrstavar i det centrala härdområdet och det krokta härdområdet i lägen där X är lika med ett positivt eller negativt udda tal och Y är lika med noll eller ett positivt eller negativt jämnt tal; vi) välja en grupp bland nämnda fyra grupper med styrstavar; vii) välja ett onskat tidsintervall for inforing av den utsedda gruppen styrstavar under effektdriftcy- keln; viii) fora styrstavarna i den utsedda gruppen med styrstavar till forsta lägen åtminstone delvis in- forda i härden och föra alla styrstavar, som inte 10 15 20 25 30 35 27 512 193 tillhör den utsedda gruppen till lägen väsentligen helt uttagna ur härden under det önskade tidsinter- vallet; ix) föra styrstavarna i den utsedda gruppen med styrstavar till andra lägen åtminstone delvis in- förda i härden och föra väsentligen alla styrstavar som inte tillhör den utsedda gruppen till lägen helt uttagna ur härden under det önskade tidsinter- vallet; och x) sekvensiellt upprepa nämnda manövreringssteg för varje resterande önskat tidsintervall under den tid som kärnreaktorns effektdriftcykel varar genom att använda den valda gruppen styrstavar.

7. Förfarande för att ladda och driva en kärnreaktorhärd enligt krav 6, där steget att ladda kärnreaktorn med steget att ersätta och omplacera bränslesammansättningarna inne- fattar användningen av bränslesammansättningar i grupper som är större än 8 bränslestavar gånger 8 bränslestavar i det centrala och det krökta området i härden.

8. Förfarande för att ladda och driva en kärnreaktorhärd enligt krav 6, där steget att ladda kärnreaktorn med steget att placera åtminstone två bränslesammansättningar med för- hållandevis hög reaktivitet i väsentligen alla bränslecel- ler innefattar placerandet av åtminstone två färska bräns- lesammansättningar med förhållandevis hög reaktivitet i vä- sentligen alla bränsleceller i det centrala härdomràdet.

9. Förfarande för att ladda och driva en kärnreaktorhärd enligt krav 6, där steget att ladda kärnreaktorn med steget att placera bränslesammansättningar med förhållandevis låg reaktivitet i ytterhärdomrádet innefattar placerandet av bränslesammansättningar som har den lägsta reaktiviteten av alla tillgängliga bränslesammansättningar för användning från tidigare effektdriftcykler i reaktorn. 512 193 za

10. Förfarande för att ladda och driva en kärnreaktorhärd enligt krav 6, där steget att välja ett önskat tidsinter- vall innefattar valet av ett tidsintervall större än unge- fär 2000 MWd/St.