JPH0346796B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0346796B2 JPH0346796B2 JP57026110A JP2611082A JPH0346796B2 JP H0346796 B2 JPH0346796 B2 JP H0346796B2 JP 57026110 A JP57026110 A JP 57026110A JP 2611082 A JP2611082 A JP 2611082A JP H0346796 B2 JPH0346796 B2 JP H0346796B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nuclear fuel
- material region
- core
- cycle
- parent material
- 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.)
- Expired - Lifetime
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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
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
現在、高速増殖炉は炉心内に核燃料親物質領域
を設ける非均質炉と炉心内に上記領域を設けない
均質炉に大別され、前者はさらに炉心軸方向に上
記領域を配置する軸方向非均質炉と炉心径方向に
上記領域を配置する径方向非均質炉に分けられ
る。本発明は上記軸方向非均質高速増殖炉に係
り、特に原子炉の全寿命にわたり径方向出力分布
の平担化に好適な軸方向非均質高速増殖炉の運転
方法に関する。
を設ける非均質炉と炉心内に上記領域を設けない
均質炉に大別され、前者はさらに炉心軸方向に上
記領域を配置する軸方向非均質炉と炉心径方向に
上記領域を配置する径方向非均質炉に分けられ
る。本発明は上記軸方向非均質高速増殖炉に係
り、特に原子炉の全寿命にわたり径方向出力分布
の平担化に好適な軸方向非均質高速増殖炉の運転
方法に関する。
従来の軸方向非均質高速増殖炉の一例を第１図
に示す。第１図は軸方向非均質高速増殖炉の縦断
面図である。図中１は炉心、２は炉心を囲む上部
及び下部の核燃料親物質領域、３は炉心を囲む周
囲の核燃料親物質領域、４は炉心軸方向中央部の
径方向に円盤状に拡がる炉心内部核燃料親物質領
域である。第１図のＡ−Ａ横断面を第２図に示
す。第２図中、領域４の径は倍増時間を最適にす
るように決められる。また、その厚さは倍増時間
の最適化並びに出力分布の燃焼による変動を小さ
くするという観点から決められる。上記領域４の
外周部はその中央部の厚みより薄くなつている
が、これは径方向出力分布の平担化のたの措置で
ある。この出力分布の平担化により燃料の増殖
性、原子炉の運転の容易性、安全性の向上を計る
ことが可能となる。
に示す。第１図は軸方向非均質高速増殖炉の縦断
面図である。図中１は炉心、２は炉心を囲む上部
及び下部の核燃料親物質領域、３は炉心を囲む周
囲の核燃料親物質領域、４は炉心軸方向中央部の
径方向に円盤状に拡がる炉心内部核燃料親物質領
域である。第１図のＡ−Ａ横断面を第２図に示
す。第２図中、領域４の径は倍増時間を最適にす
るように決められる。また、その厚さは倍増時間
の最適化並びに出力分布の燃焼による変動を小さ
くするという観点から決められる。上記領域４の
外周部はその中央部の厚みより薄くなつている
が、これは径方向出力分布の平担化のたの措置で
ある。この出力分布の平担化により燃料の増殖
性、原子炉の運転の容易性、安全性の向上を計る
ことが可能となる。
この平担化された出力分布を第３図に示す。第
３図は電気出力100万KW級の軸方向非均質高速
増殖炉の出力密度を軸方向で積分した出力の径方
向分布を示したものである。図中６は、平衡サイ
クル初期の出力分布であり、７は平衡サイクル末
期の径方向出力分布である。
３図は電気出力100万KW級の軸方向非均質高速
増殖炉の出力密度を軸方向で積分した出力の径方
向分布を示したものである。図中６は、平衡サイ
クル初期の出力分布であり、７は平衡サイクル末
期の径方向出力分布である。
原子炉はその寿命の最初の運転サイクル、ある
いは途中で全燃料が新燃料に交換された運転サイ
クル（以下、いずれも初装荷サイクルと称する）
から、運転サイクルを重ねるに従い、燃料の数分
の１ずつを交換していく。そうすると数サイクル
後には、炉心特性は、運転サイクルに依らずほぼ
一定となる。その炉心特性が一定となつた運転サ
イクルを平衡サイクルと称すると、平衡サイクル
は原子炉の全寿命中最も長い期間を占めるのが一
般的である。
いは途中で全燃料が新燃料に交換された運転サイ
クル（以下、いずれも初装荷サイクルと称する）
から、運転サイクルを重ねるに従い、燃料の数分
の１ずつを交換していく。そうすると数サイクル
後には、炉心特性は、運転サイクルに依らずほぼ
一定となる。その炉心特性が一定となつた運転サ
イクルを平衡サイクルと称すると、平衡サイクル
は原子炉の全寿命中最も長い期間を占めるのが一
般的である。
第３図において、平衡サイクル末期において炉
心中央部の出力が平衡サイクルの初期のそれよ
り、高くなつているのは領域４に核燃料親物質が
増殖されているためである。第３図の出力分布
６，７からわかるように軸方向非均質高速増殖炉
の平衡サイクルではサイクルを通じて炉心内で平
担な径方向出力分布を得ることができる。さて、
初装荷サイクルについて見ると、領域４内には全
く核燃料物質が増殖されていないため、第３図の
８で示す径方向出力分布のように、出力は炉心径
方向中央部で落ち込み、径方向周辺部で特に高く
なる。この出力分布の大きな歪みは燃料要素の健
全性の低下による安全性の問題、周辺部の出力を
押えるための制御棒の増加等の経剤性の問題を生
む。
心中央部の出力が平衡サイクルの初期のそれよ
り、高くなつているのは領域４に核燃料親物質が
増殖されているためである。第３図の出力分布
６，７からわかるように軸方向非均質高速増殖炉
の平衡サイクルではサイクルを通じて炉心内で平
担な径方向出力分布を得ることができる。さて、
初装荷サイクルについて見ると、領域４内には全
く核燃料物質が増殖されていないため、第３図の
８で示す径方向出力分布のように、出力は炉心径
方向中央部で落ち込み、径方向周辺部で特に高く
なる。この出力分布の大きな歪みは燃料要素の健
全性の低下による安全性の問題、周辺部の出力を
押えるための制御棒の増加等の経剤性の問題を生
む。
本発明の目的は、前記従来技術の欠点を解消
し、初装荷、平衡サイクルを問わず原子炉の全寿
命にわたり、平担な径方向出力分布が得られる軸
方向非均質高速増殖炉の運転方法を提供すること
にある。
し、初装荷、平衡サイクルを問わず原子炉の全寿
命にわたり、平担な径方向出力分布が得られる軸
方向非均質高速増殖炉の運転方法を提供すること
にある。
本発明は、上部、下部及び周囲を核燃料親物質
の領域で囲まれた炉心の軸方向の中心部に、径方
向に拡がる円盤状の炉心内部核燃料親物質領域を
有する軸方向非均質高速増殖炉の運転方法におい
て、平衡サイクルにおいては、前記炉心内部核燃
料親物質領域がその周辺部の厚みがその中央部の
厚みより薄い第１種の核燃料親物質領域を用い、
初装荷サイクルにおいては、前記炉心内部核燃料
親物質領域の中央部の厚みが前記平衡サイクルに
おいて前記第１種の炉心内部核燃料親物質領域の
中央部の厚みより薄い第２種の核燃料親物質領域
を用いることを特徴とするものである。
の領域で囲まれた炉心の軸方向の中心部に、径方
向に拡がる円盤状の炉心内部核燃料親物質領域を
有する軸方向非均質高速増殖炉の運転方法におい
て、平衡サイクルにおいては、前記炉心内部核燃
料親物質領域がその周辺部の厚みがその中央部の
厚みより薄い第１種の核燃料親物質領域を用い、
初装荷サイクルにおいては、前記炉心内部核燃料
親物質領域の中央部の厚みが前記平衡サイクルに
おいて前記第１種の炉心内部核燃料親物質領域の
中央部の厚みより薄い第２種の核燃料親物質領域
を用いることを特徴とするものである。
すなわち、本発明は初装荷サイクルにおける炉
心円部の円盤状の核燃料親物質領域の厚さを平衡
サイクルにおけるそれにより薄くすることによ
り、円盤状の核燃料親物質領域に核燃料物質が全
く増殖されていない初装荷サイクルでの炉心径方
向中央部と周辺部の出力分担率を平衡サイクルの
それと等しくし、初装荷サイクルにおいても径方
向出力分布が担化できるようにしたものである。
心円部の円盤状の核燃料親物質領域の厚さを平衡
サイクルにおけるそれにより薄くすることによ
り、円盤状の核燃料親物質領域に核燃料物質が全
く増殖されていない初装荷サイクルでの炉心径方
向中央部と周辺部の出力分担率を平衡サイクルの
それと等しくし、初装荷サイクルにおいても径方
向出力分布が担化できるようにしたものである。
以下図面を参照しながら本発明の実施例につい
て説明する。尚、図面中の符号で第１図中の部分
と同一の部分に符されているものは第１図と同一
符号とした。第４図は本発明の一実施例で用いる
軸方向非均質高速増炉の説明図である。図中４並
びに４ｂは共に炉心１の軸方向中心部に円盤状に
拡がる核燃料親物質領域である。４は平衡サイク
ルのそれであるが、４ｂは初装荷サイクルでのそ
れである。第４図に示すように初装荷サイクルの
核燃料親物質領域４ｂでは、中央部の厚みを薄く
し、周辺部の厚みと等しくし一様な厚みとなつて
いる。
て説明する。尚、図面中の符号で第１図中の部分
と同一の部分に符されているものは第１図と同一
符号とした。第４図は本発明の一実施例で用いる
軸方向非均質高速増炉の説明図である。図中４並
びに４ｂは共に炉心１の軸方向中心部に円盤状に
拡がる核燃料親物質領域である。４は平衡サイク
ルのそれであるが、４ｂは初装荷サイクルでのそ
れである。第４図に示すように初装荷サイクルの
核燃料親物質領域４ｂでは、中央部の厚みを薄く
し、周辺部の厚みと等しくし一様な厚みとなつて
いる。
核燃料親物質領域の厚さ、径等を決めるには、
まづ、原子炉の全寿命中大半を占める平衡サイク
ルにおける、出力分布平坦化、燃焼による反応度
劣化の低減、増殖率等の観点から最適となるよう
な核燃料親物質領域の厚さ、径（第１図中４の厚
い領域、薄い領域の厚さ、並びに径）を決定す
る。そして、初装荷サイクルにおける核燃料親物
質領域の厚さは、上述の平衡サイクルにおける同
領域の薄い方の領域の厚さと等しくする。初装荷
サイクルの炉心構成から平衡サイクルの炉心構成
への移行は、初装荷サイクルから数サイクルにわ
たり、初装荷サイクル用の薄い核燃料親物質領域
を含む燃料集合体を、平衡サイクル用の厚い核燃
料親物質領域を含む燃料集合体に交換することに
より達成される。なお、上述の平衡サイクルにお
ける核燃料親物質領域の厚さ、径の最適化の考え
方は、井上他「高速増殖炉大型非均質炉心の研究
開発」日立評論vo162，719〜724p，1980年，10
月に記載されている。本実施例によれば初装荷サ
イクル初期における径方向出力分布は第５図中８
ｂのようになり、平衡サイクル初期の径方向出力
分布と同程度に平坦化することができる。
まづ、原子炉の全寿命中大半を占める平衡サイク
ルにおける、出力分布平坦化、燃焼による反応度
劣化の低減、増殖率等の観点から最適となるよう
な核燃料親物質領域の厚さ、径（第１図中４の厚
い領域、薄い領域の厚さ、並びに径）を決定す
る。そして、初装荷サイクルにおける核燃料親物
質領域の厚さは、上述の平衡サイクルにおける同
領域の薄い方の領域の厚さと等しくする。初装荷
サイクルの炉心構成から平衡サイクルの炉心構成
への移行は、初装荷サイクルから数サイクルにわ
たり、初装荷サイクル用の薄い核燃料親物質領域
を含む燃料集合体を、平衡サイクル用の厚い核燃
料親物質領域を含む燃料集合体に交換することに
より達成される。なお、上述の平衡サイクルにお
ける核燃料親物質領域の厚さ、径の最適化の考え
方は、井上他「高速増殖炉大型非均質炉心の研究
開発」日立評論vo162，719〜724p，1980年，10
月に記載されている。本実施例によれば初装荷サ
イクル初期における径方向出力分布は第５図中８
ｂのようになり、平衡サイクル初期の径方向出力
分布と同程度に平坦化することができる。
尚、上記実施例では初装荷サイクル時の円盤状
の核燃料親物質領域の中央部と周辺部は同一厚み
としたが、中央部の厚みは、平衡サイクル時のそ
れより薄ければ良く、初装荷サイクル時の円盤状
核燃料親物質領域の中央部の厚みは周辺部より薄
くても、また厚くても良い。
の核燃料親物質領域の中央部と周辺部は同一厚み
としたが、中央部の厚みは、平衡サイクル時のそ
れより薄ければ良く、初装荷サイクル時の円盤状
核燃料親物質領域の中央部の厚みは周辺部より薄
くても、また厚くても良い。
以上説明したように、本発明によれば原子炉の
全寿命にわたり平坦な径方向出力分布を得ること
ができる。
全寿命にわたり平坦な径方向出力分布を得ること
ができる。
第１図は従来の軸方向非均質高速増殖炉の縦断
面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線断面図、第３図
は従来技術による炉心内径方向出力分布の説明
図、第４図は本発明に係る軸方向非均質高速増殖
炉の運転方法の一実施例で用いる軸方向非均質高
速増殖炉の縦断面図、第５図は本発明による炉心
内径方向出力分布の説明図である。 １……炉心部、２……上部及び下部の核燃料親
物質領域、３……周囲の核燃料親物質領域、４…
…炉心内部核燃料親物質領域、５……制御棒、６
……平衡サイクル初期径方向出力分布、７……平
衡サイクル末期径方向出力分布、８……初装荷サ
イクル初期径方向出力分布。
面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線断面図、第３図
は従来技術による炉心内径方向出力分布の説明
図、第４図は本発明に係る軸方向非均質高速増殖
炉の運転方法の一実施例で用いる軸方向非均質高
速増殖炉の縦断面図、第５図は本発明による炉心
内径方向出力分布の説明図である。 １……炉心部、２……上部及び下部の核燃料親
物質領域、３……周囲の核燃料親物質領域、４…
…炉心内部核燃料親物質領域、５……制御棒、６
……平衡サイクル初期径方向出力分布、７……平
衡サイクル末期径方向出力分布、８……初装荷サ
イクル初期径方向出力分布。
Claims (1)
- １ 上部、下部及び周囲を核燃料親物質の領域で
囲まれた炉心の軸方向の中心部に、径方向に拡が
る円盤状の炉心内部核燃料親物質領域を有する軸
方向非均質高速増殖炉の運転方法において、平衡
サイクルにおいては、前記炉心内部核燃料親物質
領域がその周辺部の厚みがその中央部の厚みより
薄い第１種の核燃料親物質領域を用い、初装荷サ
イクルにおいては、前記炉心内部核燃料親物質領
域の中央部の厚みが前記平衡サイクルにおいて用
いる前記第１種の炉心内部核燃料親物質領域の中
央部の厚みより薄い第２種の核燃料親物質領域を
用いることを特徴とする軸方向非均質高速増殖炉
の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57026110A JPS58143295A (ja) | 1982-02-22 | 1982-02-22 | 軸方向非均質高速増殖炉の運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57026110A JPS58143295A (ja) | 1982-02-22 | 1982-02-22 | 軸方向非均質高速増殖炉の運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58143295A JPS58143295A (ja) | 1983-08-25 |
| JPH0346796B2 true JPH0346796B2 (ja) | 1991-07-17 |
Family
ID=12184445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57026110A Granted JPS58143295A (ja) | 1982-02-22 | 1982-02-22 | 軸方向非均質高速増殖炉の運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58143295A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55160897A (en) * | 1979-06-01 | 1980-12-15 | Hitachi Ltd | Fast breeder |
-
1982
- 1982-02-22 JP JP57026110A patent/JPS58143295A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58143295A (ja) | 1983-08-25 |
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