JPH01165991A - 燃料集合体 - Google Patents
燃料集合体Info
- Publication number
- JPH01165991A JPH01165991A JP62324057A JP32405787A JPH01165991A JP H01165991 A JPH01165991 A JP H01165991A JP 62324057 A JP62324057 A JP 62324057A JP 32405787 A JP32405787 A JP 32405787A JP H01165991 A JPH01165991 A JP H01165991A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- water
- rods
- fuel assembly
- rod
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、沸騰水型原子炉に装荷される燃料集合体に係
り、特に、燃料経済性、熱的余裕の増大に好適な燃料集
合体構造に関する。
り、特に、燃料経済性、熱的余裕の増大に好適な燃料集
合体構造に関する。
沸騰水型原子炉に装荷される従来の燃料集合体の水平断
面図を第２図に示す。燃料集合体は、四角筒のチャンネ
ルボックス１と、このチャンネルボックス１の内部に正
方格子状に配列された燃料棒２と中性子減速棒である水
ロツＦ ３とからなる。
面図を第２図に示す。燃料集合体は、四角筒のチャンネ
ルボックス１と、このチャンネルボックス１の内部に正
方格子状に配列された燃料棒２と中性子減速棒である水
ロツＦ ３とからなる。
チャンネルボックス１の周囲には制御棒４または中性子
検出器計装管５を挿入できるよう飽和水領域が存在する
。一方、沸騰水型原子炉では冷却材の相変化により除熱
を行っている。すなわち、燃料棒の配置されたチャンネ
ルボックス内部では、ボイドの発生により炉心上部はど
冷却制密度が減少する。冷却材である軽水は中性子に対
しては減速材の役目を果す。従って、燃料集合体の中央
部及び上部では、冷却材密度の減少、すなわち、中性子
減速効果が減少し、集合体内の減速効果に非的質性が生
じる。従来の燃料集合体では、その中央部に水ロンドを
配置することにより燃料集合体の中央部及び上部の中性
子減速効果を高め、減速材分布の均質化を図っていた。
検出器計装管５を挿入できるよう飽和水領域が存在する
。一方、沸騰水型原子炉では冷却材の相変化により除熱
を行っている。すなわち、燃料棒の配置されたチャンネ
ルボックス内部では、ボイドの発生により炉心上部はど
冷却制密度が減少する。冷却材である軽水は中性子に対
しては減速材の役目を果す。従って、燃料集合体の中央
部及び上部では、冷却材密度の減少、すなわち、中性子
減速効果が減少し、集合体内の減速効果に非的質性が生
じる。従来の燃料集合体では、その中央部に水ロンドを
配置することにより燃料集合体の中央部及び上部の中性
子減速効果を高め、減速材分布の均質化を図っていた。
また、この効果を最大限に活用しようとする考えから集
合体中央部に多数の水ロッドを配置した集合体が特開昭
５９−１７３８７号公報に開示されている。
合体中央部に多数の水ロッドを配置した集合体が特開昭
５９−１７３８７号公報に開示されている。
前述したような、現行燃料集合体や特開昭５９−１、７
３８７号公報に示される燃料集合体では、集合体中央部
に多数の減速枠が隣りあって配置されている。この様な
配置では、即金体内に非発熱部が局在することになる。
３８７号公報に示される燃料集合体では、集合体中央部
に多数の減速枠が隣りあって配置されている。この様な
配置では、即金体内に非発熱部が局在することになる。
その結果、ボイド分布に歪みか生しる。すなわち、減速
枠の周囲のボイド率は低下し、逆に燃料棒の周囲ではボ
イド率が上昇する。例えば、第２図に示す現行集合体で
は、二本の水ロッド３にはさまれた部分のボイド率は、
冷却材流路平均のボイド率が４０％の場合には、約１０
％となる。さらに、三本の水ロンドが隣接する場合には
、冷却流路平均ボイド率４０％でもこれらによって取囲
まれる冷却材流路ではボイドが発生しない。この様に減
速枠に囲まれた冷却材流路に多くの除熱に寄与しない冷
却材が流れると、冷却材の流路面積が同じでも、熱的余
裕が減少するという問題がある。
枠の周囲のボイド率は低下し、逆に燃料棒の周囲ではボ
イド率が上昇する。例えば、第２図に示す現行集合体で
は、二本の水ロッド３にはさまれた部分のボイド率は、
冷却材流路平均のボイド率が４０％の場合には、約１０
％となる。さらに、三本の水ロンドが隣接する場合には
、冷却流路平均ボイド率４０％でもこれらによって取囲
まれる冷却材流路ではボイドが発生しない。この様に減
速枠に囲まれた冷却材流路に多くの除熱に寄与しない冷
却材が流れると、冷却材の流路面積が同じでも、熱的余
裕が減少するという問題がある。
本発明は、冷却材の流量分布を最適にして燃料集合体の
熱的余裕を改善し、燃料装荷量の増大と減速枠による中
性子減速効果を有効に利用することにより、燃料経済性
の向上を可能とする。燃料集合体を提供することにある
。
熱的余裕を改善し、燃料装荷量の増大と減速枠による中
性子減速効果を有効に利用することにより、燃料経済性
の向上を可能とする。燃料集合体を提供することにある
。
」１記目的は、第１図に示すように、燃料集合体内に装
荷された、水ロツ１く、又は、減速枠に面する燃料体径
を他の燃料棒の径に比べて太くすることにより達成され
る。（ここで減速枠に対する燃料棒とは、減速枠位置を
集合体格子位置（ｉ、ｊ）で示したとき、 （］、 ＋
１． Ｊ Ｊ）、 （１−ｊ＋ ｊ）、（ｊ、］＋１
）、（］、ｌＪ １）に配置される燃料体のことを云
う。） 〔作用〕 以下、中性子減速棒として水ロッドを例にとって説明す
るが、固体減速枠などを用いた場合も同様である。
荷された、水ロツ１く、又は、減速枠に面する燃料体径
を他の燃料棒の径に比べて太くすることにより達成され
る。（ここで減速枠に対する燃料棒とは、減速枠位置を
集合体格子位置（ｉ、ｊ）で示したとき、 （］、 ＋
１． Ｊ Ｊ）、 （１−ｊ＋ ｊ）、（ｊ、］＋１
）、（］、ｌＪ １）に配置される燃料体のことを云
う。） 〔作用〕 以下、中性子減速棒として水ロッドを例にとって説明す
るが、固体減速枠などを用いた場合も同様である。
従来の燃料集合体では、非発熱体である水ロツ１くの周
囲には燃料体の周囲と同じ広さの冷却相流路がとられて
いた。このため、ボイＩ・発生の盛んな燃料体に囲まれ
た冷却材流路よりも、ボイド発生の少ない水ロットに囲
まれた水ロツド間の冷却材流路により多くの冷却利が集
中して流れていた。
囲には燃料体の周囲と同じ広さの冷却相流路がとられて
いた。このため、ボイＩ・発生の盛んな燃料体に囲まれ
た冷却材流路よりも、ボイド発生の少ない水ロットに囲
まれた水ロツド間の冷却材流路により多くの冷却利が集
中して流れていた。
本発明の様に、水ロッドの周囲に径の太い燃料棒を配置
すると、水ロンドの周囲の冷却材流路平均が減少する。
すると、水ロンドの周囲の冷却材流路平均が減少する。
また、水ロンドの近傍では中性子の減速効果が高く、中
性子スペクトルが軟いため水ロッドの周囲に太い燃料棒
を置くことにより熱中性子を有効に利用でき冷却材に与
えられる熱量が増加する。これらの効果により、水ロッ
ドの周囲に集中して流れていた冷却材が、チャンネルボ
ックス内に均質に流れ、熱的余裕の増大が実現できる。
性子スペクトルが軟いため水ロッドの周囲に太い燃料棒
を置くことにより熱中性子を有効に利用でき冷却材に与
えられる熱量が増加する。これらの効果により、水ロッ
ドの周囲に集中して流れていた冷却材が、チャンネルボ
ックス内に均質に流れ、熱的余裕の増大が実現できる。
また、水ロッドにより減速された熱中性子の有効利用と
燃料装荷量の増大により燃料経済性の向上を同時に実現
することができる。
燃料装荷量の増大により燃料経済性の向上を同時に実現
することができる。
以下、本発明の第一の実施例を第１図により説明する。
本実施例では、９×９格子格子燃料体に、九本の水ロッ
１くを十字型に配置したものに適用した。大径燃料体２
２は、五本の水ロッドに面する位置に配置されている。
１くを十字型に配置したものに適用した。大径燃料体２
２は、五本の水ロッドに面する位置に配置されている。
太径水ロッド２２の位置に通常径の燃料棒２１を配置し
た場合、その燃料棒２１と水ロッド３の三本に囲まれた
冷却材流路には、集合体平均に比べ約４０％多くの冷却
材が流れる。本実施例のように大径の燃料棒２２を配置
すると、冷却材流路面積の減少と、その周囲での発熱量
増大に伴い、冷却材流量分布が平均化される。これによ
り熱的余裕の増大が図られる。
た場合、その燃料棒２１と水ロッド３の三本に囲まれた
冷却材流路には、集合体平均に比べ約４０％多くの冷却
材が流れる。本実施例のように大径の燃料棒２２を配置
すると、冷却材流路面積の減少と、その周囲での発熱量
増大に伴い、冷却材流量分布が平均化される。これによ
り熱的余裕の増大が図られる。
第３図に第二の実施例を示す。本実施例では、８Ｘ８格
子燃料集合体の中央部に二本の水ロッド３を装荷した場
合の適用例である。本実施例では、二本の水ロッド３の
両方に面する位置に大径燃料体２２を配置した。本実施
例でも、第一の実施例と同様の効果を得ることができる
。
子燃料集合体の中央部に二本の水ロッド３を装荷した場
合の適用例である。本実施例では、二本の水ロッド３の
両方に面する位置に大径燃料体２２を配置した。本実施
例でも、第一の実施例と同様の効果を得ることができる
。
第４図は、本発明の第三の実施例を示す。本実施例では
９×９格子格子燃料体の中央部に十字型水ロッドを装荷
したものに適用している。本実施例でも、ボイド率が最
も低下し冷却材流量が多い十字型水ロッド３の突出部に
囲まれた位置に大径燃料体２２を配置した。本柴合体は
、通常の水ロツ１くに代えて十字型水ロッド３を配し、
飽和水流量を増加させ水対燃料体積比を最適にした、高
燃焼度化に適したものである。高燃焼度化に際して問題
となるものの一つに制御を必要とする反応度の増大があ
る。本実施例では、大径燃料棒２２に可燃性毒物、例え
ば、ガドリニア（Ｇｄ２０ａ）を添加しこれに対処して
いる。すなわち、径の太い燃料棒２２に可燃性毒物を添
加することにより、必要な反応度制御量を確保するのに
必要な可燃性毒物濃度が低下する。従って、可燃性毒物
の添加による燃料パレットの融点低下を緩和し燃料健全
性が向」ニする。また、水ロンドに面して配置すること
により、熱中性子吸収が効率よく行なわれ可燃性毒物の
反応度価値増大と、燃え残り量の低減が実現できる。
９×９格子格子燃料体の中央部に十字型水ロッドを装荷
したものに適用している。本実施例でも、ボイド率が最
も低下し冷却材流量が多い十字型水ロッド３の突出部に
囲まれた位置に大径燃料体２２を配置した。本柴合体は
、通常の水ロツ１くに代えて十字型水ロッド３を配し、
飽和水流量を増加させ水対燃料体積比を最適にした、高
燃焼度化に適したものである。高燃焼度化に際して問題
となるものの一つに制御を必要とする反応度の増大があ
る。本実施例では、大径燃料棒２２に可燃性毒物、例え
ば、ガドリニア（Ｇｄ２０ａ）を添加しこれに対処して
いる。すなわち、径の太い燃料棒２２に可燃性毒物を添
加することにより、必要な反応度制御量を確保するのに
必要な可燃性毒物濃度が低下する。従って、可燃性毒物
の添加による燃料パレットの融点低下を緩和し燃料健全
性が向」ニする。また、水ロンドに面して配置すること
により、熱中性子吸収が効率よく行なわれ可燃性毒物の
反応度価値増大と、燃え残り量の低減が実現できる。
水ロッド３に面する太径燃料棒２２に可燃性毒物を添加
することによるこれらの効果は本実施例に限らず、第一
、第二の実施例でも実現できる。
することによるこれらの効果は本実施例に限らず、第一
、第二の実施例でも実現できる。
本発明によれば、熱的余裕の増大と燃料経済性の向上が
実現できる。
実現できる。
第１図は、本発明の一実施例の燃料集合体の断面図、第
２図は、従来燃料集合体の横断面図、第３図及び第４図
は、本発明の実施例の断面図である。 １ ・チャンネルボックス、２・・燃料棒、３・・・水
口第１図 第２図 第３図 第４図 、３ ２２２／’ ○○○○ ○○ ○ ○○○ ○ ○○○ ○○○ ○ ○○○ ○○○ ○○○ ○○○ ○○○ ○○○ ○○○
２図は、従来燃料集合体の横断面図、第３図及び第４図
は、本発明の実施例の断面図である。 １ ・チャンネルボックス、２・・燃料棒、３・・・水
口第１図 第２図 第３図 第４図 、３ ２２２／’ ○○○○ ○○ ○ ○○○ ○ ○○○ ○○○ ○ ○○○ ○○○ ○○○ ○○○ ○○○ ○○○ ○○○
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、格子状に配置された多数の燃料棒を、軽水を冷却材
とする原子炉の炉心部に装荷する燃料集合体において、 中性子減速棒を面する前記燃料棒の径の平均値が、前記
燃料集合体の平均の前記燃料棒の径よりも太いことを特
徴とする燃料集合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62324057A JPH01165991A (ja) | 1987-12-23 | 1987-12-23 | 燃料集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62324057A JPH01165991A (ja) | 1987-12-23 | 1987-12-23 | 燃料集合体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01165991A true JPH01165991A (ja) | 1989-06-29 |
Family
ID=18161670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62324057A Pending JPH01165991A (ja) | 1987-12-23 | 1987-12-23 | 燃料集合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01165991A (ja) |
-
1987
- 1987-12-23 JP JP62324057A patent/JPH01165991A/ja active Pending
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