JPH0437391B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0437391B2
JPH0437391B2 JP58012531A JP1253183A JPH0437391B2 JP H0437391 B2 JPH0437391 B2 JP H0437391B2 JP 58012531 A JP58012531 A JP 58012531A JP 1253183 A JP1253183 A JP 1253183A JP H0437391 B2 JPH0437391 B2 JP H0437391B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water
fuel
reactor
fuel assembly
steam
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
Application number
JP58012531A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS59137886A (ja
Inventor
Ritsuo Yoshioka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP58012531A priority Critical patent/JPS59137886A/ja
Publication of JPS59137886A publication Critical patent/JPS59137886A/ja
Publication of JPH0437391B2 publication Critical patent/JPH0437391B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は沸騰水形原子炉の燃料集合体に関す
る。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
一般に沸騰水形原子炉は第1図に示すような構
成となつている。図中符号1は原子炉圧力容器を
示す。この原子炉圧力容器1内には複数の燃料集
合体2および制御棒(図示せず)等よりなる炉心
3が設置されているとともに冷却水4が収容され
ている。上記炉心3上方には気水分離器5が設置
されており、さらにこの気水分離器5上方には蒸
気乾燥器6が設置されている。上記原子炉圧力容
器1の周壁上部には主蒸気出口ノズル7が接続さ
れており、またその下方には給水入口ノズル8が
接続されている。上記主蒸気出口ノズル7には図
示せぬ主蒸気管が接続される構成である。すなわ
ち前記冷却水4は炉心3を下方から上方に向つて
上昇しその際昇温して水と蒸気の2相流状態とな
る。2相流状態になつた冷却水4は気水分離器5
にて水と蒸気に分離され、蒸気は蒸気乾燥器6に
流入し、乾燥蒸気となり主蒸気出口ノズル7およ
び主蒸気管を介して発電用駆動タービンに導入さ
れタービン駆動源として使用される。そしてター
ビンを通過した蒸気は図示せぬ復水器により冷却
液化され給水入口ノズル8を介して再度原子炉圧
力容器1内に流入する構成である。一方水はアニ
ユラス部を下降して再度炉心3下方に流入し、以
下このサイクルを繰り返す構成である。
次に第2図ないし第4図を参照して前記燃料集
合体2の構成について説明する。第2図中9は角
筒状のチヤンネルを示す。このチヤンネル9内に
は複数本の燃料棒10がマトリツクス状(例えば
8行×8列)に配列されており、それらの上・下
端を上部タイプレート11および下部タイプレー
ト12によりそれぞれ支持されている。そしてこ
の上部タイプレート11および下部タイプレート
12間の複数箇所にわたつてスペーサ13が設け
られており、このスペーサ13により前記燃料棒
10相互間の間隔を一定に保持する構成である。
上記燃料棒10は第4図に示すような構成とな
つている。すなわち円筒状の被覆管14内には酸
化ウランの粉末をペレツト状に焼結した円柱状ペ
レツト15が軸方向に複数個積層されており、上
方からばね16を介して上部端栓17により押圧
した構成となつている。また下端部には下部端栓
18が装着されている。
以上の構成において原子炉運転時には各燃料集
合体2の熱中性子束分布は第5図に示すようにな
つている。第5図は横軸に燃料集合体2における
位置をとり、縦軸に熱中性子束Φ(図中破線で示
す)、核分裂断面積Σf(図中2点鎖線で示す)、お
よび出力P(図中実線で示す)をそれぞれあらわ
した図である。熱中性子束Φは燃料集合体2の外
周部で高く中心部に近づくにしたがつて低くなつ
ている。これは外周部では多量の冷却水4に接す
る為である。また原子炉運転時燃料集合体2の水
平断面における各所の出力Pは第5図に示すよう
にほぼ一定になることが望ましい。一方この出力
Pは前記熱中性子束Φと核分裂断面積Σfの積
(Σf・Φ)として求められるものであり、したが
つて核分裂断面積Σfを第5図に示すように外周部
で低く、中央部で高くなるような分布にすること
により、出力Pをほぼ一定にすることができる構
成である。このように原子炉運転時の出力分布は
核分裂断面積Σfにより調整可能である。そしてこ
の核分裂断面積Σfはウラン濃縮度により変化する
ものであり、したがつてウラン濃縮度の分布を調
整することにより燃料集合体2各所の出力をほぼ
一定に保持することができる構成である。また原
子炉運転時には燃料集合体2上部ではチヤンネル
9内の冷却水4の内約60%が蒸気である。この為
第6図に示すように減速不足状態(図中で示
す)となつており、この為軸方向出力分布が下方
に歪み易い傾向にある。なお第6図は横軸に水/
ウラン比をとり、縦軸に無限増倍率K∞をとつて
水/ウラン比と無限増倍率K∞との関係を示した
図である。
次に原子炉運転停止時には、第6図中示すよ
うに無限増倍率K∞の低下に伴ない過減速となる
ように構成されている。すなわち原子炉運転停止
時には温度が低下し、それに伴ない蒸気量が減少
しその分冷却水が増加する。したがつて水/ウラ
ン比が高くなりそれに伴ない無限増倍率K∞が減
少して過減速となるのである。
ところで燃料集合体2は前述したように複数本
の燃料棒10をマトリツクス状に配列した構成と
なつているが、通常この中に1〜2本のウオータ
ロツド19を混在させている。そこでこのウオー
タロツド19を4本用意し、それらを第7図A,
B,C,Dに示すように燃料集合体2の各所に配
置して、ウオータロツド19の位置と無限増倍率
K∞との関係を調べてみたところ第8図に示すよ
うな結果を得ることができた。第8図は横軸にウ
オータロツド19の位置をとり、縦軸に無限増倍
率K∞をとつて、ウオータロツド19の位置によ
る無限増倍率K∞の変化を示した図である。これ
で明らかなように4本のウオータツド19を中心
部に位置させた場合(第7図A)無限増倍率K∞
は最も高く、第7図B、第7図Cさらに第7図D
と、ウオータロツド19を燃料集合体2の周辺部
に近づけるにしたがつて無限増倍率K∞は低下し
ていき、燃料集合体2の四隅に位置したとき(第
7図D)最も低下する。そして周辺部に近づくに
したがつてその低下率が大きくなることがわか
る。したがつて同一本数のウオータロツド19を
使用して無限増倍率K∞をできる限り低く抑える
為には、燃料集合体2周辺部特に四隅部にウオー
タロツド19を位置させるのが最適である。
以上のように沸騰水形原子炉においては、原子
炉運転停止時、無限増倍率K∞をできる限り小さ
く抑えて運転停止時の反応度を抑制し安全性の向
上を図る必要があり、また運転時には炉心3上部
の減速を促進させ無限増倍率K∞を高めることに
より下方に歪み易い軸方向出力分布の平担化を図
る必要がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的とするところは、原子炉運転停止
時の反応度を抑制することにより安全性の向上を
図ることができまた運転時には軸方向出力の平担
化を図ることが可能な沸騰水形原子炉の燃料集合
体を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明による沸騰水形原子炉の燃料集合体は、
複数本の燃料棒を角筒状のチヤンネル内に格子状
に配列してなる沸騰水形原子炉の燃料集合体にお
いて、上記チヤンネルの四隅部に上部の燃料を欠
如させた燃料棒を配置したものである。
したがつて、本発明では燃料集合体上部の水対
燃料比が増大し、原子炉停止時には無限増倍率K
∞が最も低くなるので、反応度を効果的に抑制す
ることができる。また、原子炉運転時には燃料集
合体上部の水対燃料比が増大することにより燃料
集合体上部のボイド率が減少し、中性子の減速効
果が良好となるので、軸方向出力分布の平担化を
図ることができる。
〔発明の実施例〕
第9図ないし第12図を参照して本発明の第1
の実施例を説明する。第9図は沸騰水形原子炉の
概略構成を示す図である。図中符号101は原子
炉圧力容器を示す。この原子炉圧力容器101内
には複数の燃料集合体102および制御棒(図示
せず)等よりなる炉心103が設置されていると
ともに冷却水104が収容されている。上記炉心
103上方には気水分離器105が設置されてお
り、さらにこの気水分離器105上方には蒸気乾
燥器106が設置されている。上記原子炉圧力容
器101の周壁上部には主蒸気出口ノズル107
が接続されており、またその下方には給水入口ノ
ズル108が接続されている。上記主蒸気出口ノ
ズル107には図示せぬ主蒸気管が接続される構
成である。すなわち前記冷却水104は炉心10
3を下方から上方に向かつて上昇しその際昇温し
て水と蒸気の2相流状態となる。2相流状態にな
つた冷却水104は気水分離器105にて水と蒸
気に分離され、蒸気は蒸気乾燥器106に流入し
乾燥蒸気となり主蒸気出口ノズル107および主
蒸気管を介して発電用駆動タービンに導入されタ
ービン駆動源として使用される。そしてタービン
を通過した蒸気は図示せぬ復水器により冷却液化
され給水入口ノズル108を介して再度原子炉圧
力容器101内に流入する構成である。一方水は
アニユラス部を下降して再度炉心103下方に流
入し以下このサイクルを繰り返す構成である。
前記燃料集合体102は第10図に示すような
構成となつている。すなわち角筒状のチヤンネル
109内には燃料棒110がマトリツクス状(8
行×8列)に配列されており、四隅部に位置する
4本の燃料棒110の上部は欠如された構成とな
つている。そして欠如された燃料棒110位置の
チヤンネル109を対角線上に内側へ凹ませそれ
ぞれ凹部109Aを形成した構成である。そして
この凹部109Aを形成した部分の横断面を第1
1図に、またその下方の横断面を第12図にそれ
ぞれ示す。すなわち四隅上部における燃料(ウラ
ン)を欠如することによりウラン量を低減させ、
かつ凹部109Aを形成することにより冷却水流
量を増大させて水/ウラン比を高くする構成であ
る。
したがつて原子炉運転停止時には水/ウラン比
が高くなることにより、無限増倍率K∞が低下し
反応度を抑制することができ、特に沸騰水形原子
炉の場合には、通常炉心103上部にプルトニウ
ム(Pu)が多く蓄積されており運転停止時には
炉心103上部の反応度が下部より高い傾向にあ
るので四隅上部に位置するウラン量を低減させか
つ冷却水流量を増大させたことにより効果的に無
限増倍率K∞の低下を図ることができる。また通
常運転時には水/ウラン比を高めることにより上
部における減速を良好とし無限増倍率K∞を高め
ることができ、従来下方に歪み易かつた。軸方向
出力分布の平担化を図ることができる。
次に第13図ないし第15図を参照して第2の
実施例を説明する。すなわち四隅部に位置する4
本の燃料棒110の上部を欠如し、略L字形の部
材120を取り付けた構成である。略L字形の部
材120を取り付けた部分の横断面を第14図
に、その下方の横断面を第15図にそれぞれ示
す。これによつて四隅上部のウラン量を低減させ
かつ冷却水流量を増大させることができるので、
前記第1の実施例と同様の効果を奏することがで
きる。また前記部材120外周側に位置するチヤ
ンネル109に冷却水流入口109Bを形成して
もよい。
次に第16図を参照して第3の実施例を示す。
すなわち上部の燃料を欠如した状態の従来より短
い燃料棒121上方に中空管122を接続し、こ
の中空管122下部に冷却水流入口123を形成
しかつ上部に冷却水流出口124を形成した構成
である。前記燃料棒121は従来の燃料棒同様被
覆管125内に円柱状ペレツト126を複数積層
し、ばね127を介して上部端栓128により押
圧した構成であり、下端部には下部端栓129が
装着されている。また前記中空管122上端にも
上部端栓130が装着されており、この上部端栓
130および前記下部端栓129を介して図示せ
ぬ上部タイプレートおよび下部タイプレート間に
支持される構成である。
以上の構成によると四隅上部におけるウラン量
を低減させかつ冷却水流量の増大を図ることがで
きるので前記第1および第2の実施例と同様の効
果を奏することができる。
なお以上第1ないし第3の実施例において、従
来の燃料集合体で通常使用しているウオータロツ
ドをそのまま配置した構成でもよい。また四隅の
内1つのコーナ部に中性子検出器を配置する場合
には、中性子検出器の測定誤差を少なくする為そ
のコーナについては従来通りの構成とし、残りの
1ないし3つのコーナ部に本発明を適用すればよ
い。
〔発明の効果〕
本発明による沸騰水形原子炉の燃料集合体は、
複数本の燃料棒を角筒状のチヤンネル内に格子状
に配列してなる沸騰水形原子炉の燃料集合体にお
いて、上記チヤンネルの四隅部に上部の燃料を欠
如させた燃料棒を配置したものである。
したがつて、本発明では燃料集合体上部の水対
燃料比が増大し、原子炉停止時には無限増倍率K
∞が最も低くなるので、反応度を効果的に抑制す
ることができる。また、原子炉運転時には燃料集
合体上部の水対燃料比が増大することにより燃料
集合体上部のボイド率が減少し、中性子の減速効
果が良好となるので、軸方向出力分布の平担化を
図ることができる等その効果は大である。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第4図は従来例を示す図で第1図
は沸騰水形原子炉の縦断面図、第2図は燃料集合
体の斜視図、第3図は燃料集合体の横断面図、第
4図は燃料棒の一部縦断面図、第5図は燃料集合
体の出力分布図、第6図は水/ウラン比と無限増
倍率との関係を示す図、第7図はウオータロツド
の位置を示す図、第8図はウオータロツドの位置
と無限増倍率との関係を示す図、第9図ないし第
12図は本発明の第1の実施例を示す図で第9図
は沸騰水形原子炉の縦断面図、第10図は燃料集
合体上部の斜視図、第11図は第10図のXI−XI
断面図、第12図は第10図のXII−XII断面図であ
る。第13図ないし第15図は第2の実施例を示
す図で、第13図は燃料集合体上部の斜視図、第
14図は第13図の−断面図、第15図
は第13図の−断面図である。第16図
は第3の実施例を示す縦断面図である。 102……燃料集合体、109……チヤンネ
ル、109A……凹部、110……燃料棒。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 複数本の燃料棒を角筒状のチヤンネル内に格
    子状に配列してなる沸騰水形原子炉の燃料集合体
    において、上記チヤンネルの四隅部に上部の燃料
    を欠如させた燃料棒を配置したことを特徴とする
    沸騰水形原子炉の燃料集合体。
JP58012531A 1983-01-28 1983-01-28 沸騰水形原子炉の燃料集合体 Granted JPS59137886A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58012531A JPS59137886A (ja) 1983-01-28 1983-01-28 沸騰水形原子炉の燃料集合体

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58012531A JPS59137886A (ja) 1983-01-28 1983-01-28 沸騰水形原子炉の燃料集合体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59137886A JPS59137886A (ja) 1984-08-08
JPH0437391B2 true JPH0437391B2 (ja) 1992-06-19

Family

ID=11807908

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58012531A Granted JPS59137886A (ja) 1983-01-28 1983-01-28 沸騰水形原子炉の燃料集合体

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS59137886A (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4664882A (en) * 1984-09-26 1987-05-12 Westinghouse Electric Corp. Segmented fuel and moderator rod
US5068082A (en) * 1987-07-18 1991-11-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Fuel assembly for nuclear reactor
US5345485A (en) * 1992-03-13 1994-09-06 Siemens Power Corporation Coolant vent fuel rod for a light water reactor
US5345486A (en) * 1993-01-25 1994-09-06 General Electric Company Fuel bundle with improved resistance to bulge and improved critical power performance
SE509238C2 (sv) * 1993-07-05 1998-12-21 Asea Atom Ab Reaktorhärd

Also Published As

Publication number Publication date
JPS59137886A (ja) 1984-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3531011B2 (ja) 燃料集合体及び原子炉
JPH0232293A (ja) 沸騰水型原子炉
JPH0313556B2 (ja)
US5844957A (en) Reactor core
JPH0437391B2 (ja)
JPH0452911B2 (ja)
US5422922A (en) Fuel assembly and reactor core
JP2008045874A (ja) 沸騰水型軽水炉炉心
JPH04301591A (ja) 燃料集合体
JPH0519671B2 (ja)
JP7437258B2 (ja) 燃料集合体
JPH0376434B2 (ja)
JP2507408B2 (ja) 燃料集合体
JPS59203986A (ja) 沸騰水型原子炉の燃料集合体
JPH065320B2 (ja) 沸騰水型原子炉用燃料集合体
JPH0342438B2 (ja)
JPS5816157B2 (ja) ネンリヨウシユウゴウタイ
JPH1194972A (ja) 沸騰水型原子炉
JPH0816711B2 (ja) 燃料集合体
JP3009183B2 (ja) 原子炉の炉心
JP2522501B2 (ja) 燃料集合体
JPS5826292A (ja) 燃料集合体
JP2656279B2 (ja) 沸騰水型原子炉用燃料集合体
JP2635694B2 (ja) 燃料集合体
JP3063247B2 (ja) 燃料集合体