JPH02238395A - 原子炉の運転方法 - Google Patents
原子炉の運転方法Info
- Publication number
- JPH02238395A JPH02238395A JP1057857A JP5785789A JPH02238395A JP H02238395 A JPH02238395 A JP H02238395A JP 1057857 A JP1057857 A JP 1057857A JP 5785789 A JP5785789 A JP 5785789A JP H02238395 A JPH02238395 A JP H02238395A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control rod
- control
- rod group
- control rods
- rods
- 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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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は主に沸騰水型原子炉（以下、ＢＷＲという）の
運転方法に係り、特に燃料のならし運転（以下、ＰＣＩ
ＯＭＲという〉の適用を必要としない燃料を装荷した原
子炉の運転方法に関する。
運転方法に係り、特に燃料のならし運転（以下、ＰＣＩ
ＯＭＲという〉の適用を必要としない燃料を装荷した原
子炉の運転方法に関する。
（従来の技術）
近年、原子力発電における稼動率向上を目的としてジル
コニウムライナー燃料が開発ざれ、実炉に装荷ざれ始め
ている。上記燃料は従来燃料装荷炉心で必要とざれたＰ
ＣＩＯＭＲ運転をする必要がなく、運転制限値以内で必
れば、制約なく出力の変動が可能となった。これまでは
原子炉の起動時または制御棒のパターン交換時にＰＣＩ
ＯＭＲを実施していたため、負荷損失が生じていたが、
ジルコニウムライナー燃料装荷炉心ではそのような時の
負荷損失が極めて少なくなり、稼動率向上が達成できる
ようになった。
コニウムライナー燃料が開発ざれ、実炉に装荷ざれ始め
ている。上記燃料は従来燃料装荷炉心で必要とざれたＰ
ＣＩＯＭＲ運転をする必要がなく、運転制限値以内で必
れば、制約なく出力の変動が可能となった。これまでは
原子炉の起動時または制御棒のパターン交換時にＰＣＩ
ＯＭＲを実施していたため、負荷損失が生じていたが、
ジルコニウムライナー燃料装荷炉心ではそのような時の
負荷損失が極めて少なくなり、稼動率向上が達成できる
ようになった。
また、運転サイクル長さを長期化することによっても稼
動率を向上させることができる。そのためには、燃料の
濃縮度を上げて１２〜１５ケ月の長期間の連続運転を可
能にすることができる燃料も開発されている。近年は原
子炉の運転においては、コントロールセルと呼ばれる３
サイクル以上炉内で燃焼し、反応度の低下した燃料４体
で構成されるセルを炉心内に複数配置し、そのセルに制
御棒を挿入し、炉心の余剰反応度と出力分布を調整して
運転する方法が用いられている。第３図は制御棒３と燃
料集合体２との単位格子１を横断面で示し、第４図は発
電機出力１１０万ｋＷクラスの炉心を示している。なお
、第３図符号４は燃料棒で、５はウォータロツドを示し
ている。通常、コントロールセルに挿入ざれた制御棒３
はサイクル後半で余剰反応度が減少し始めると徐々に引
抜かれ、余剰反応度がＯになるサイクル末期ではすべて
引央かれる。第５図（ａ）から（ｇ）に従来の原子炉を
運転する場合の制御棒パターン計画例を示す。
動率を向上させることができる。そのためには、燃料の
濃縮度を上げて１２〜１５ケ月の長期間の連続運転を可
能にすることができる燃料も開発されている。近年は原
子炉の運転においては、コントロールセルと呼ばれる３
サイクル以上炉内で燃焼し、反応度の低下した燃料４体
で構成されるセルを炉心内に複数配置し、そのセルに制
御棒を挿入し、炉心の余剰反応度と出力分布を調整して
運転する方法が用いられている。第３図は制御棒３と燃
料集合体２との単位格子１を横断面で示し、第４図は発
電機出力１１０万ｋＷクラスの炉心を示している。なお
、第３図符号４は燃料棒で、５はウォータロツドを示し
ている。通常、コントロールセルに挿入ざれた制御棒３
はサイクル後半で余剰反応度が減少し始めると徐々に引
抜かれ、余剰反応度がＯになるサイクル末期ではすべて
引央かれる。第５図（ａ）から（ｇ）に従来の原子炉を
運転する場合の制御棒パターン計画例を示す。
なお、第５図（ａ）から（ｇ）の各図は第４図における
炉心の中心から正方対称１／４のみを示し、枡目の一つ
一つが第３図に示した４体の燃料集合休２と１体の制御
棒３で形成される単位格子１を表している。
炉心の中心から正方対称１／４のみを示し、枡目の一つ
一つが第３図に示した４体の燃料集合休２と１体の制御
棒３で形成される単位格子１を表している。
図中、枡目内の数値は各燃焼度における制御棒の挿入位
置を表わしている。制御棒の挿入位置は仝引恢きの状態
が４８またはブランクでおる。数値が小さいほど挿入間
が多いことを示している。
置を表わしている。制御棒の挿入位置は仝引恢きの状態
が４８またはブランクでおる。数値が小さいほど挿入間
が多いことを示している。
このように従来は炉心の中央部にサイクル期間中制御棒
を挿入していた。
を挿入していた。
（発明が解決しようとする課題）
ところが、長期運転サイクルで長期間制御棒を挿入して
運転すると制御棒の中性子吸収能力が低下し、サイクル
毎にコントロールセンタに挿入される制御棒を取り換え
る必要が生じる。このため定期点検時の作業量の増加と
放射性廃棄物の増加の課題が生ずる。
運転すると制御棒の中性子吸収能力が低下し、サイクル
毎にコントロールセンタに挿入される制御棒を取り換え
る必要が生じる。このため定期点検時の作業量の増加と
放射性廃棄物の増加の課題が生ずる。
また、コントロールセルに長期間制御棒が挿入されると
第３図に示すような制御棒３側に隣接する燃料集合体２
内の燃料棒４の出力が抑制される。
第３図に示すような制御棒３側に隣接する燃料集合体２
内の燃料棒４の出力が抑制される。
更に、制御棒挿入側は中性子スペクトルが硬くなり、咳
分裂性プルトニウムが蓄積しやすくなることが相俟って
制御棒を引扱いた時に制御棒に隣接する燃料棒の出力が
他の燃料棒対し、相対的に高くなり、線出力密度が急激
に高くなる。そのため、運転制限値に対し、余裕が少な
くなったり、燃料の健全上も好ましいことではない。こ
のような制御棒履歴の効果を回避するために、炉心の中
心部にコントロールセンタを多数設置し、サイクルの途
中で挿入制御棒を交換する方法もある。しかしながら、
炉心の中心部に反応度の低い燃料を多数配置することは
燃料の経済性が低下し、かつ燃料交換作業に時間を要す
ることが課題である。
分裂性プルトニウムが蓄積しやすくなることが相俟って
制御棒を引扱いた時に制御棒に隣接する燃料棒の出力が
他の燃料棒対し、相対的に高くなり、線出力密度が急激
に高くなる。そのため、運転制限値に対し、余裕が少な
くなったり、燃料の健全上も好ましいことではない。こ
のような制御棒履歴の効果を回避するために、炉心の中
心部にコントロールセンタを多数設置し、サイクルの途
中で挿入制御棒を交換する方法もある。しかしながら、
炉心の中心部に反応度の低い燃料を多数配置することは
燃料の経済性が低下し、かつ燃料交換作業に時間を要す
ることが課題である。
本発明はかかる課題を解決するためになされたもので、
制御棒の取替体数の低減と燃料の健全性および経済性の
向上をはかることができる原子炉の運転方法を提供する
ことにある。
制御棒の取替体数の低減と燃料の健全性および経済性の
向上をはかることができる原子炉の運転方法を提供する
ことにある。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
本発明は、互いに隣接配置される４体の燃料集合体と、
この４体の燃料集合体間に挿入される制御棒で単位格子
を形成し、この単位格子を規則的に多数配列してなる原
子炉の炉心に全制御棒を炉心の最外周に位置する制御棒
を第１制御棒グループ，それ以外に位置する制御棒を第
２制御棒グループとして分け、サイクル中の定格出力運
転時の挿入制御棒パターンをサイクル前半または熱的制
限値の厳しい運転点では第２制御棒グループに属する炉
心中央部の制御棒を挿入して運転パターンを構成し、熱
的制限値の抑制と余剰反応度の調整を行い、サイクル後
半もしくは熱的制限値の容易な運転点では第１制御棒グ
ループに属する最外周の制御棒を挿入して運転パターン
を構成して余剰反応度の調整を行う。サイクル末期に近
づくに従って、余剰反応度は徐々に低下してゆくが、そ
れに伴なって最外周の制御棒を引扱いて調整する。
この４体の燃料集合体間に挿入される制御棒で単位格子
を形成し、この単位格子を規則的に多数配列してなる原
子炉の炉心に全制御棒を炉心の最外周に位置する制御棒
を第１制御棒グループ，それ以外に位置する制御棒を第
２制御棒グループとして分け、サイクル中の定格出力運
転時の挿入制御棒パターンをサイクル前半または熱的制
限値の厳しい運転点では第２制御棒グループに属する炉
心中央部の制御棒を挿入して運転パターンを構成し、熱
的制限値の抑制と余剰反応度の調整を行い、サイクル後
半もしくは熱的制限値の容易な運転点では第１制御棒グ
ループに属する最外周の制御棒を挿入して運転パターン
を構成して余剰反応度の調整を行う。サイクル末期に近
づくに従って、余剰反応度は徐々に低下してゆくが、そ
れに伴なって最外周の制御棒を引扱いて調整する。
挿入される制御棒に隣接する燃料集合体は反応度の低い
燃料集合体を４体配設したコントロールセルの方が良い
が、第１制御棒グループに隣接する燃料集合体について
は必ずしもコントロールセルにする必要はない。
燃料集合体を４体配設したコントロールセルの方が良い
が、第１制御棒グループに隣接する燃料集合体について
は必ずしもコントロールセルにする必要はない。
（作 用）
本発明においては、サイクル後半に挿入制御棒位置を第
１制御棒グループの最外周位置にして運転すると第２制
御棒グループに属し、サイクル前半に挿入される制御棒
の積算中性子照射量が半減されるため、それらの制御棒
の交換時期が長くなる。また、サイクル後半に制御棒が
挿入される最外周位置は元々中性子の洩れが大きく、中
性子束が低いため、その場所に挿入ざれた制御棒の中性
子照射母は小さいので、長期間挿入しても核的寿命に達
しない。そのため、制御棒の取り換え量が減り、定期点
検時の制御棒引換作業量が減少し、また放射性廃棄物の
発生量も減る。
１制御棒グループの最外周位置にして運転すると第２制
御棒グループに属し、サイクル前半に挿入される制御棒
の積算中性子照射量が半減されるため、それらの制御棒
の交換時期が長くなる。また、サイクル後半に制御棒が
挿入される最外周位置は元々中性子の洩れが大きく、中
性子束が低いため、その場所に挿入ざれた制御棒の中性
子照射母は小さいので、長期間挿入しても核的寿命に達
しない。そのため、制御棒の取り換え量が減り、定期点
検時の制御棒引換作業量が減少し、また放射性廃棄物の
発生量も減る。
一方、サイクル末期近傍では余剰反応度の減少により制
御棒の引扱きが必要となるが、本発明では制御棒履歴の
効果が半減され、かつ、最外周の位置のため、出力の上
昇量が小さいので、熱的制限値に対する余裕が大きく、
燃料の健全性も高まる。
御棒の引扱きが必要となるが、本発明では制御棒履歴の
効果が半減され、かつ、最外周の位置のため、出力の上
昇量が小さいので、熱的制限値に対する余裕が大きく、
燃料の健全性も高まる。
さらに、中性子インポータンスの高い炉心中央部で中性
子を吸収する制御棒がないために燃焼効率が良くなり、
燃料経済性も上昇する。
子を吸収する制御棒がないために燃焼効率が良くなり、
燃料経済性も上昇する。
（実施例）
第１図（ａ）から（ａ）は本発明の一実施例を示すもの
で、発電機出力１１０万ｋｗクラスのＢＷＲにおける平
衡サイクルの定格出力運転時制御棒パターン計画例であ
る。
で、発電機出力１１０万ｋｗクラスのＢＷＲにおける平
衡サイクルの定格出力運転時制御棒パターン計画例であ
る。
この図の枡目の一つ一つが第５図と同様に４体の燃料集
合体と１体の制御棒で形成される単位格子を表わし、枡
目内の数値が制御棒の挿入位置を表わす。制御棒の挿入
位置は全引扱きの状態が４８又はブランクであり、全挿
入の状態はＯと表示する。途中の挿入位置はＯから４８
の間の数値で表わし、数値が小さい程挿入量が多いこと
を示す。図中、Ｃａ）から（Ｃ）で示す燃焼度がＯから
７． ７ＧＷｄ／ｔの間は第２制御棒グループの１３本
の制御棒を深挿入して運転し、（ｄ）から（ｇ）で示す
７． ７ＧＷｄ／ｔ以降は第２制御棒グループの挿入制
御棒を仝引仇きし、代りに第１制御棒グループの制御棒
を深挿入する。この制御棒パターン交換はＰＣＩＯＭＲ
の必要のない炉心では出力降下をすることなく、全出力
運転で交換できる。？．７Ｇｗｄ／ｔ以降は余剰反応度
が低下してゆくので約１．１ＧＷｄ／ｔ毎に第１制御棒
グループの挿入制御棒を引き失いてゆく。
合体と１体の制御棒で形成される単位格子を表わし、枡
目内の数値が制御棒の挿入位置を表わす。制御棒の挿入
位置は全引扱きの状態が４８又はブランクであり、全挿
入の状態はＯと表示する。途中の挿入位置はＯから４８
の間の数値で表わし、数値が小さい程挿入量が多いこと
を示す。図中、Ｃａ）から（Ｃ）で示す燃焼度がＯから
７． ７ＧＷｄ／ｔの間は第２制御棒グループの１３本
の制御棒を深挿入して運転し、（ｄ）から（ｇ）で示す
７． ７ＧＷｄ／ｔ以降は第２制御棒グループの挿入制
御棒を仝引仇きし、代りに第１制御棒グループの制御棒
を深挿入する。この制御棒パターン交換はＰＣＩＯＭＲ
の必要のない炉心では出力降下をすることなく、全出力
運転で交換できる。？．７Ｇｗｄ／ｔ以降は余剰反応度
が低下してゆくので約１．１ＧＷｄ／ｔ毎に第１制御棒
グループの挿入制御棒を引き失いてゆく。
この第１制御棒グループの挿入制御棒の挿入位置は全挿
入されているが、余剰反応度の量によっては変動するこ
どもある。この例では１１．ＩＧｗｄ／ｔで全制御棒が
引き扱かれる。
入されているが、余剰反応度の量によっては変動するこ
どもある。この例では１１．ＩＧｗｄ／ｔで全制御棒が
引き扱かれる。
第２図（ａ）から（ｇ）は本発明の他の実施例を説明す
るための図で、第１図と同一部分は同一符号で示す。こ
の図では同図（ｄ）で示すように燃焼度が６．６から８
． ８ＧＷｄ／ｔの間は、第１制御棒グループの制御棒
と第２制御棒グループの制御棒を組み合わせた制御棒パ
ターンでおる。この時の第２制御棒グループの制御棒は
浅挿入とする。ここでの浅挿入とは３０／ ４Ｂから４
６／ ４Ｂの挿入割合をいう。
るための図で、第１図と同一部分は同一符号で示す。こ
の図では同図（ｄ）で示すように燃焼度が６．６から８
． ８ＧＷｄ／ｔの間は、第１制御棒グループの制御棒
と第２制御棒グループの制御棒を組み合わせた制御棒パ
ターンでおる。この時の第２制御棒グループの制御棒は
浅挿入とする。ここでの浅挿入とは３０／ ４Ｂから４
６／ ４Ｂの挿入割合をいう。
この例のように最大線出力密度等が炉心下部で厳しいケ
ースでも対応できる。
ースでも対応できる。
以上の実施例は運転サイクル長さが１５ケ月の長期運転
時のものであるが、本発明は１２ケ月程度の運転サイク
ルの場合でも十分その効果が期待できる。
時のものであるが、本発明は１２ケ月程度の運転サイク
ルの場合でも十分その効果が期待できる。
［発明の効果］
本発明によれば、長期運転サイクルの原子炉において、
制御棒取替体数と回数を減らすことができ、それによる
定検時の工程短縮と放射性廃棄物の発生珊を減らすこと
ができる。また、サイクル末期における制御棒履歴効果
を緩和でき、かつ、経済的な炉心と燃料の健全性を高め
ることができる。
制御棒取替体数と回数を減らすことができ、それによる
定検時の工程短縮と放射性廃棄物の発生珊を減らすこと
ができる。また、サイクル末期における制御棒履歴効果
を緩和でき、かつ、経済的な炉心と燃料の健全性を高め
ることができる。
第１図（ａ）から（ｇ）および第２図（ａ）から（ｇ）
はそれぞれ本発明の各々の実施例を説明するためのもの
で、制御棒パターン計画例を示す図、第３図は沸騰水型
原子炉の燃料集合体と制御棒の単位格子の断面図、第４
図は発電機出力１１０万ｋＷｅクラスを示す横原子炉の
炉心断面図、第５図（ａ）から（ｇ）は従来運転時の制
御棒パターン計画例を示す図である。 １・・・単位格子 ２・・・燃料集合体 ３・・・制御棒 ４・・・燃料棒 ５・・・ウォーター口ツド （ ８７３３ ）代理人
はそれぞれ本発明の各々の実施例を説明するためのもの
で、制御棒パターン計画例を示す図、第３図は沸騰水型
原子炉の燃料集合体と制御棒の単位格子の断面図、第４
図は発電機出力１１０万ｋＷｅクラスを示す横原子炉の
炉心断面図、第５図（ａ）から（ｇ）は従来運転時の制
御棒パターン計画例を示す図である。 １・・・単位格子 ２・・・燃料集合体 ３・・・制御棒 ４・・・燃料棒 ５・・・ウォーター口ツド （ ８７３３ ）代理人
Claims (2)
- （１）互いに隣接配置される４体の燃料集合体と、この
４体の燃料集合体の間に挿入される横断面十字状形の制
御棒とで単位格子を形成し、この単位格子を規則的に多
数配列してなる原子炉の炉心に、全制御棒を炉心の最外
周に位置する制御棒を第１制御棒グループ、その以外に
位置する制御棒を第２制御棒グループに区分し、サイク
ル中の定格出力運転時の挿入制御棒パターンをサイクル
前半または熱的制限値の厳しい運転点では第２制御棒グ
ループで構成し、サイクル後半あるいは熱的制限値に余
裕のある運転点では第１制御棒グループもしくは第２制
御棒グループの１部の制御棒を挿入して運転することを
特徴とする原子炉の運転方法。 - （２）前記第１制御棒グループおよび第２制御棒グルー
プのうちで定格出力運転状態で挿入される各制御棒に隣
接する４体の燃料集合体は３サイクル以上燃焼した反応
度の低い燃料を配置したことを特徴とする請求項１記載
の原子炉の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1057857A JPH02238395A (ja) | 1989-03-13 | 1989-03-13 | 原子炉の運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1057857A JPH02238395A (ja) | 1989-03-13 | 1989-03-13 | 原子炉の運転方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02238395A true JPH02238395A (ja) | 1990-09-20 |
Family
ID=13067662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1057857A Pending JPH02238395A (ja) | 1989-03-13 | 1989-03-13 | 原子炉の運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02238395A (ja) |
-
1989
- 1989-03-13 JP JP1057857A patent/JPH02238395A/ja active Pending
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