JPH0452913B2 - - Google Patents
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- JPH0452913B2 JPH0452913B2 JP59139050A JP13905084A JPH0452913B2 JP H0452913 B2 JPH0452913 B2 JP H0452913B2 JP 59139050 A JP59139050 A JP 59139050A JP 13905084 A JP13905084 A JP 13905084A JP H0452913 B2 JPH0452913 B2 JP H0452913B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、燃焼集合体及び原子炉の炉心構造に
係り、特に沸騰水型原子炉に適用するのに好適な
燃焼集合体及び原子炉の炉心構造に関するもので
ある。Detailed Description of the Invention [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a combustion assembly and a core structure of a nuclear reactor, and in particular to a combustion assembly and a core of a nuclear reactor suitable for application to a boiling water reactor. It's about structure.
沸騰水型原子炉は、特公昭57−476号公報に示
されるように、多数の燃料集合体が相互間にギヤ
ツプを形成するように格子状に配置され、隣接す
る4体の燃料集合体の間に十字形の制御棒を挿入
するように構成されている。燃料集合体は、内部
に多数の燃料ペレツトを充填した複数の燃料棒、
上部及び下部タイプレート及びチヤンネルボツク
スを有している。燃料棒の上下端部は、上部及び
下部タイプレートにてそれぞれ保持されている。
チヤンネルボツクスは、上記タイプレートに取付
けられ、上部及び下部タイプレートにて保持され
た燃料棒の束の外側を取囲んでいる。
In a boiling water reactor, as shown in Japanese Patent Publication No. 57-476, a large number of fuel assemblies are arranged in a lattice with gaps formed between them, and four adjacent fuel assemblies are It is configured to insert a cross-shaped control rod between them. A fuel assembly consists of multiple fuel rods filled with a large number of fuel pellets.
It has upper and lower tie plates and a channel box. The upper and lower ends of the fuel rods are held by upper and lower tie plates, respectively.
A channel box is attached to the tie plate and surrounds the outside of the bundle of fuel rods held by the upper and lower tie plates.
冷却水は、燃料集合体の下端から上端に向つて
チヤンネルボツクス内を流れる。冷却水は、チヤ
ンネルボツクス内を上昇する間に燃料棒にて加熱
され、蒸気となる。このため、燃料集合体内の上
部では、冷却水が液相と蒸気との二相流状態で流
動する。隣接する燃料集合体相互に形成されるギ
ヤツプにおいては、沸騰が行われず、飽和水が存
在する。 Cooling water flows within the channel box from the lower end to the upper end of the fuel assembly. As the cooling water rises in the channel box, it is heated by the fuel rods and becomes steam. Therefore, in the upper part of the fuel assembly, the cooling water flows in a two-phase flow state of liquid phase and steam. In the gaps formed between adjacent fuel assemblies, no boiling takes place and saturated water is present.
このように二相流部分と飽和水の部分が偏在す
ることにより炉心が非均質になり、燃料経済性と
出力ピーキングの面でいくらかの犠性をはらつて
いる。 This uneven distribution of the two-phase flow part and the saturated water part makes the core non-homogeneous, which incurs some sacrifices in terms of fuel economy and power peaking.
上記の問題点を解消するものとして特開昭52−
112096号公報に示された炉心がある。この炉心
は、制御棒が挿入されなち燃焼集合体間のギヤツ
プをなくしたものであつて、炉心の均質化が促進
されている。 As a solution to the above problems, JP-A-52-
There is a reactor core shown in Publication No. 112096. In this core, control rods are inserted and gaps between combustion assemblies are eliminated, promoting homogenization of the core.
また、特開昭47−649号公報の第2図に示され
た沸騰水型原子炉に用いる燃料集合体は、制御棒
案内管を燃焼棒間に配置している。この制御棒案
内管内には、特開昭47−649号公報の第1図に示
されるように制御棒を構成する一本一本の中性子
吸収棒がそれぞれ挿入される。 Further, in the fuel assembly used in the boiling water reactor shown in FIG. 2 of Japanese Patent Application Laid-open No. 47-649, control rod guide tubes are arranged between the combustion rods. Each neutron absorption rod constituting the control rod is inserted into this control rod guide tube, as shown in FIG. 1 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 47-649.
本発明の目的は、炉心下部構造が単純な構造で
あつて熱中性子利用率を向上できる燃料集合体及
び原子炉の炉心構造を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a fuel assembly and a nuclear reactor core structure that have a simple core lower structure and can improve thermal neutron utilization.
本発明の燃料集合体の特徴は、下部及び上部タ
イプレートの一側面付近に複数の制御棒案内管を
取付けたことにある。
A feature of the fuel assembly of the present invention is that a plurality of control rod guide tubes are attached near one side of the lower and upper tie plates.
本発明の原子炉の炉心構造の特徴は、炉心の下
端から上端に向つて伸びる各子状の仕切板を設
け、複数の燃料棒を有してしかも一側面付近に複
数の制御案内管を有する4体の燃料集合体を、1
つの燃料集合体の制御棒案内管が隣接する燃料進
合体の燃料棒に対向する如く格子状仕切板の1つ
の升目内に配置し、4体の燃料集合体の制御棒案
内管内にそれぞれ挿入される複数の中性子吸収棒
を有する制御棒を設けたことにある。 The core structure of the nuclear reactor of the present invention is characterized by having partition plates extending from the lower end of the core toward the upper end, having a plurality of fuel rods, and having a plurality of control guide tubes near one side. 4 fuel assemblies, 1
The control rod guide tubes of one fuel assembly are arranged in one square of the lattice-like partition plate so as to face the fuel rods of the adjacent fuel advancing assembly, and the control rod guide tubes of four fuel assemblies are inserted into the control rod guide tubes of each of the four fuel assemblies. A control rod having a plurality of neutron absorption rods is provided.
次に本発明での燃料経済性向上の原理を述べ
る。第1図は、中性子無限増倍率と水対ウラン原
子数比の関係を示したものである。水対ウラン比
を大きくすると、水による中性子減速効果が有効
になり、一般に中性子無限増倍率は上昇する。し
かし水対ウラン比がある値以上になると、減速効
果による中性子無限増倍率の増加分と、水の中性
子吸収効果による減少分がほぼ等しくなり中性子
無限増倍率が上昇しなくなる。従来の炉心では、
各燃料集合体の間にギヤツプ水が存在する。この
ため燃料集合体周辺部と中心部間で水対ウラン比
が、大きく異なる。第1図に記した点A、B及び
Cは、それぞれ燃料集合体平均、燃料集合体周辺
部及び燃料集合体中心部の中性子無限増倍率を示
す。従来と燃料集合体では、ギヤツプ水に面した
燃料集合体周辺部の燃料棒とそれ以外の燃料集合
体中心部の燃料棒の数はほぼ同数であつて、燃料
集合体平均の中性子無限増倍率(点A)は、点B
及び点Cの平均値になつている。 Next, the principle of improving fuel economy according to the present invention will be described. Figure 1 shows the relationship between the infinite neutron multiplication factor and the atomic ratio of water to uranium. When the water-to-uranium ratio is increased, the neutron moderating effect of water becomes effective, and the infinite neutron multiplication factor generally increases. However, when the water-to-uranium ratio exceeds a certain value, the increase in the infinite neutron multiplication factor due to the moderating effect and the decrease due to the neutron absorption effect of water are approximately equal, and the infinite neutron multiplication factor no longer increases. In a conventional reactor core,
Gap water exists between each fuel assembly. Therefore, the water-to-uranium ratio differs greatly between the periphery and the center of the fuel assembly. Points A, B, and C shown in FIG. 1 indicate the neutron infinite multiplication factors of the fuel assembly average, the periphery of the fuel assembly, and the center of the fuel assembly, respectively. In conventional fuel assemblies, the number of fuel rods at the periphery of the fuel assembly facing the gap water and the number of fuel rods at the center of the fuel assembly other than that are almost the same, and the average neutron multiplication factor of the fuel assembly is (Point A) is Point B
and the average value of point C.
局所出力ピーキング係数を低く抑え、かつ燃料
経済性を向上させるには、第1図から、燃料集合
体中心部と周辺部の水対ウラン比の差を小さくす
ればよいことが分かる。すなわち、炉心の中で燃
焼棒を均一に配置すればよい。本発明のごとくチ
ヤンネルボツクスを除去して制御棒クラスター案
内管を設け、燃料棒間隔を拡大して、燃料棒を例
えば8×8の正方格子状に配置した場合には、制
御棒クラスター案内管に面した部分と燃料集合体
中央部の中性子無限増倍率は、点Dおよび点Eと
なる。従つて、この場合、燃料集合体平均の中性
子無限増倍率もF点となつて従来の点Aより高く
なり、中性子利用効率が向上して燃料経済性が向
上する。 From FIG. 1, it can be seen that in order to keep the local power peaking coefficient low and improve fuel economy, the difference in water to uranium ratio between the center and the periphery of the fuel assembly should be reduced. In other words, the combustion rods may be uniformly arranged in the reactor core. When the channel boxes are removed and control rod cluster guide tubes are provided as in the present invention, and the spacing between the fuel rods is expanded to arrange the fuel rods in a square grid of 8 x 8, for example, the control rod cluster guide tubes are The infinite neutron multiplication factors of the facing part and the central part of the fuel assembly are points D and E. Therefore, in this case, the average neutron infinite multiplication factor of the fuel assembly is also at point F, which is higher than the conventional point A, improving neutron utilization efficiency and fuel economy.
沸騰水型原子炉に適用した本発明の好適な一実
施例を第2図及び第3図に基づいて説明する。第
2図は、沸騰水型原子炉の炉心横断面の一部を示
す。炉心は、格子状の仕切板1及び多数の燃料集
合体2から構成されている。仕切板1の1つの升
目内には、4体の燃料集合体2A〜2Dが設置さ
れる。
A preferred embodiment of the present invention applied to a boiling water reactor will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 shows a part of a core cross section of a boiling water reactor. The reactor core is composed of a lattice-shaped partition plate 1 and a large number of fuel assemblies 2. Four fuel assemblies 2A to 2D are installed in one square of the partition plate 1.
燃料集合体2の構造を、第3図及び第4図に基
づいて説明する。燃料集合体2は、上部タイプレ
ート3、下部タイプレート5、複数の燃料棒6、
複数のスペーサ7、水ロツド8及び複数の制御棒
案内管9からなつている。上部タイプレート3
は、ハンドル4を有している。各々の燃料棒6の
両端部は、上部タイプレート3及び下部タイプレ
ート5に保持される。水ロツド8の両端部も、上
部タイプレート3及び下部タイプレート5に保持
される。下部タイプレート5の形状は、上方から
見ると第4図に示すように矩形状をしている。上
部タイプレート3も、上方から見ると下部タイプ
レート5と同様に矩形状をしている。 The structure of the fuel assembly 2 will be explained based on FIGS. 3 and 4. The fuel assembly 2 includes an upper tie plate 3, a lower tie plate 5, a plurality of fuel rods 6,
It consists of a plurality of spacers 7, a water rod 8, and a plurality of control rod guide tubes 9. Upper tie plate 3
has a handle 4. Both ends of each fuel rod 6 are held by an upper tie plate 3 and a lower tie plate 5. Both ends of the water rod 8 are also held by the upper tie plate 3 and the lower tie plate 5. The shape of the lower tie plate 5 is rectangular as shown in FIG. 4 when viewed from above. The upper tie plate 3 also has a rectangular shape like the lower tie plate 5 when viewed from above.
複数(本実施例では8本)の制御棒案内管9
は、第3図及び第4図に示すように上部タイプレ
ート3及び下部タイプレート5の一側面付近で
各々のタイプレートに取付けられている。燃料棒
6、水ロツド8及び制御棒案内管9の配置は、第
4図のようになつている。複数のスペーサ7、燃
料集合体2の軸方向に配置され、各子状に配列さ
れた燃料棒6相互管の間隔を所定副に保持する。
スペーサ7は、各制御棒案内管9の相互間隔をも
所定副に保持する。スペーサ7は、水ロツド8に
取付けられている。 A plurality of (eight in this embodiment) control rod guide tubes 9
is attached to each tie plate near one side of the upper tie plate 3 and lower tie plate 5, as shown in FIGS. 3 and 4. The arrangement of the fuel rods 6, water rods 8, and control rod guide tubes 9 is as shown in FIG. A plurality of spacers 7 are arranged in the axial direction of the fuel assembly 2 to maintain a predetermined spacing between the fuel rods 6 arranged in a child-like manner.
The spacer 7 also maintains the mutual spacing between the control rod guide tubes 9 at a predetermined value. Spacer 7 is attached to water rod 8.
燃料集合体2は、従来のようにチヤンネルボツ
クスを有していない。 The fuel assembly 2 does not have a channel box as in the conventional case.
格子状の仕切板1は、炉心の下端から上端に向
つて伸びており、炉心内を多数の升目に区画する
ものである。仕切板1の下端は、第5図に示すよ
うに、原子炉圧力容器(図示せず)内に設置され
た炉心支持板10に図示していないがボルトにて
取付けられる。仕切板1の格交点には炉心軸方向
に伸びる孔部が設けられており、その孔部内に中
性子検出器11が設置されている。仕切板1の各
各の升目内には、4体の燃料集合体2A〜2D
(構造は第3図に示す)が配置されている。これ
らの4体の燃料集合体は1つの燃料集合体のすべ
ての制御棒案内管9がその燃料集合体に隣接して
いる燃料集合体の燃料棒に対向するようにそれぞ
れ配置される。例えば、燃料集合体2Aの一側面
に位置している制御棒案内管9は、隣接している
燃料集合体2Bの一側面に位置している燃料棒6
にそれぞれ対向している。すなわち、1つの燃料
集合体に設けられた燃料棒は間に制御棒案内管9
を介存させ他の燃料集合体に設けられた燃料棒と
対向している。このため、仕切板1の升目内にお
いては、制御棒案内管9が第2図に示すように十
字形に配置される。 The lattice-shaped partition plate 1 extends from the lower end of the reactor core toward the upper end, and divides the inside of the reactor core into a large number of squares. As shown in FIG. 5, the lower end of the partition plate 1 is attached to a core support plate 10 installed in a reactor pressure vessel (not shown) with bolts (not shown). A hole extending in the axial direction of the core is provided at the intersection point of the partition plate 1, and a neutron detector 11 is installed within the hole. In each square of the partition plate 1, there are four fuel assemblies 2A to 2D.
(The structure is shown in FIG. 3) are arranged. These four fuel assemblies are arranged such that all the control rod guide tubes 9 of one fuel assembly face the fuel rods of the fuel assembly adjacent to that fuel assembly. For example, the control rod guide tube 9 located on one side of the fuel assembly 2A is different from the fuel rod 6 located on one side of the adjacent fuel assembly 2B.
are facing each other. That is, the fuel rods provided in one fuel assembly have a control rod guide tube 9 between them.
The fuel rods are interposed between the fuel rods and are opposed to the fuel rods provided in other fuel assemblies. Therefore, within the squares of the partition plate 1, the control rod guide tubes 9 are arranged in a cross shape as shown in FIG.
燃料集合体2は、第5図に示すように炉心支持
板10を貫通して設けられる制御棒案内管12の
上端に据付けられた燃料支持金具14に保持され
る。すなわち、燃料集合体2は、その下部タイプ
レート5を燃料支持金具14の上部に設けられた
上部開口15内に挿入することによつて保持され
る。制御棒案内管12及び燃料支持金具14は、
仕切板1の1つの升目に対して1づずつ配置され
ている。4個の上部開口15が、燃料支持金具1
4に設けられている。各々の上部開口15に、仕
切板1の1つの升目内に配置された燃料集合体2
A〜2Dの、下端部が挿入される。燃料支持金具
14は、4個の上部開口15とともに4個の下部
開口16、及び1個の上部開口15と1個の下部
開口16を連絡して1体の燃料集合体2の冷却水
を導く4つの冷却水通路18を有している。下部
開口16にはオリフイス17が設けられる。燃料
支持金具14の中央部には、4つの冷却水通路1
8で囲まれた十字形状の間隙19形成される。こ
の間隙19の上端にはそれを塞ぐように仕切部材
20が配置される。仕切部材20は、第6図に示
すように十字形をしており、後述する制御棒25
の各中性子吸収棒26を通すための多数の貫通孔
22を有している。貫通孔22の上端部にテーパ
状を孔部23が設けられる。仕切部材20は、燃
料支持金具14に取付けられる。燃料集合体2に
設けられた制御棒案内管9の下端部は、第5図に
示すように仕切部材20の貫通孔22内に挿入さ
れる。テーパ状の孔部23は、制御棒案内管9を
貫通孔22内に挿入するためのガイドの機能を有
している。 The fuel assembly 2 is held by a fuel support fitting 14 installed at the upper end of a control rod guide tube 12 that extends through the core support plate 10, as shown in FIG. That is, the fuel assembly 2 is held by inserting its lower tie plate 5 into an upper opening 15 provided at the upper part of the fuel support fitting 14. The control rod guide tube 12 and fuel support fittings 14 are
One cell is arranged for each square of the partition plate 1. The four upper openings 15 are connected to the fuel support fitting 1.
4 is provided. Each upper opening 15 has a fuel assembly 2 arranged in one square of the partition plate 1.
The lower ends of A to 2D are inserted. The fuel support fitting 14 connects four upper openings 15 and four lower openings 16, and one upper opening 15 and one lower opening 16 to guide the cooling water of one fuel assembly 2. It has four cooling water passages 18. An orifice 17 is provided in the lower opening 16. Four cooling water passages 1 are provided in the center of the fuel support fitting 14.
A cross-shaped gap 19 surrounded by 8 is formed. A partition member 20 is arranged at the upper end of this gap 19 so as to close it. The partition member 20 has a cross shape as shown in FIG.
It has a large number of through holes 22 through which each neutron absorption rod 26 passes. A tapered hole portion 23 is provided at the upper end of the through hole 22 . The partition member 20 is attached to the fuel support fitting 14. The lower end of the control rod guide tube 9 provided in the fuel assembly 2 is inserted into the through hole 22 of the partition member 20, as shown in FIG. The tapered hole 23 has a guide function for inserting the control rod guide tube 9 into the through hole 22 .
制御棒25は制御棒案内管12内の上下方向に
移動し、制御棒25を構成する各々の中性子吸収
棒26は、間隙19を介して制御棒案内管9内に
挿入される。この制御棒25の詳細構造を第7図
に基づいて説明する。制御棒25は、十字形をし
た固定板27の上に本実施例では32本の中性子吸
収棒26を十字形状に取付けて構成される。各中
性子吸収棒26内には、中性子吸収材であるB4C
が充填されている。カツプリング28が固定板2
7の下部に設けられる。カツプリング28は、図
示されていない制御棒駆動装置に着脱自在に結合
される。 The control rod 25 moves vertically within the control rod guide tube 12 , and each neutron absorption rod 26 making up the control rod 25 is inserted into the control rod guide tube 9 through a gap 19 . The detailed structure of this control rod 25 will be explained based on FIG. 7. In this embodiment, the control rod 25 is constructed by mounting 32 neutron absorption rods 26 in a cross shape on a cross-shaped fixed plate 27. Inside each neutron absorption rod 26, neutron absorption material B 4 C
is filled. The coupling ring 28 is the fixing plate 2
It is provided at the bottom of 7. Coupling 28 is removably coupled to a control rod drive (not shown).
沸騰水型原子炉の運転時においては、冷却水が
制御棒案内管12に設けらてた開口13、燃料支
持金具14の下部開口16、冷却水通路18及び
上部開口15を介して燃料集合体2内に供給され
る。この運転時において、仕切板1の1つの升目
内に配置された燃料集合体2A〜2Dの上部タイ
プレート3及び下部タイプレート5は、熱膨張に
よつて互いに接触するとともに仕切板1とも接触
する。燃料集合体2A〜2Dに導かれた冷却水
は、下部タイプレート5から流出して燃料6が配
置されている部分に達すると、仕切板1によつて
画定された1つの升目内を上昇する。すなわち、
燃料集合体2A〜2Dに供給された冷却水は、仕
切板1の1つの升目で互いに混合される。仕切板
1が、従来の燃料集合体に設けられたチヤンネル
ボツクスの機能を代行している。 During operation of a boiling water reactor, cooling water flows into the fuel assembly through the opening 13 provided in the control rod guide tube 12, the lower opening 16 of the fuel support fitting 14, the cooling water passage 18, and the upper opening 15. Supplied within 2 days. During this operation, the upper tie plate 3 and lower tie plate 5 of the fuel assemblies 2A to 2D arranged in one square of the partition plate 1 come into contact with each other and also with the partition plate 1 due to thermal expansion. . When the cooling water led to the fuel assemblies 2A to 2D flows out from the lower tie plate 5 and reaches the part where the fuel 6 is arranged, it rises within one square defined by the partition plate 1. . That is,
The cooling water supplied to the fuel assemblies 2A to 2D is mixed with each other in one square of the partition plate 1. The partition plate 1 performs the function of a channel box provided in a conventional fuel assembly.
沸騰水型原子炉の出力制御は、制御棒25を上
下に移動させることによつて行われる。制御棒2
5を上下動させることによつて中性子吸収棒26
は、制御棒案内管9内を移動する。制御棒25を
炉心から完全に引抜いた場合でも、中性子吸収棒
26の上端部は制御棒案内管9の下端部内に挿入
された状態にある。 Output control of the boiling water reactor is performed by moving the control rods 25 up and down. control rod 2
By moving up and down the neutron absorption rod 26
moves inside the control rod guide tube 9. Even when the control rods 25 are completely withdrawn from the core, the upper ends of the neutron absorption rods 26 remain inserted into the lower ends of the control rod guide tubes 9.
本実施例の炉心では、水ギヤツプ領域がなく、
また制御棒挿入引抜きのための空間も制御棒案内
管13の占める領域のみとなり、冷却水の原子炉
の炉心水平面に占める不均一さが和らげられて出
力分布の均一化が図れる。また、各燃料棒の間隔
も、水ギヤツプ領域、チヤンネルボツクスがなく
なつたため、従来の燃料集合体よりも大きくする
ことができる。本実施例を8×8燃料集合体に適
用すると、燃料棒の中心間隔は、従来の16.3mmか
ら17.9mmに増加する。これにより単位燃料棒格子
の水平断面の冷却材流路断面積と燃料棒中の二酸
化ウラン断面積の比は、1.75から2.65に約1.5倍に
増加する。その結果、水体ウラン比が増加する。
燃料集合体中心部の中性子の平均エネルギーが低
下するために、燃料集合体が均質に近づいて燃料
経済性が向上する。またチヤンネルボツクスによ
る中性子の吸収もなくなるため、単位出力あたり
の所要天然ウラン量は、本実施例により、11%低
減できる。また、本実施例では、冷却材流路断面
積が50%増加するので、冷却材流量が一定の場合
に流速が従来の67%に低下して圧力損失は従来の
45%に低下する。なお、特開昭52−112096号公報
の第1図及び第10図に示された構造では、4体
の燃料集合体を取囲む隣接しているチヤンネルボ
ツクスの間にはギヤツプが形成され、結局チヤン
ネルボツクスの二重壁構造となつている。本実施
例は、仕切板1は一重壁であるので中性子の吸収
量が特開昭52−112096号公報に比べても少なくな
る。従つて、本実施例は熱中性子の有効利用が図
れ、本実施例の単位出力当りの所要天然ウラン量
は、特開昭52−112096号公報でのそれよりも低減
できる。 In the core of this example, there is no water gap region,
Furthermore, the space for inserting and withdrawing the control rods is limited to the area occupied by the control rod guide tube 13, which alleviates the non-uniformity of the cooling water in the horizontal plane of the reactor core, thereby making the power distribution more uniform. Also, the spacing between each fuel rod can be made larger than in conventional fuel assemblies because there is no water gap region or channel box. When this embodiment is applied to an 8×8 fuel assembly, the center spacing of the fuel rods increases from the conventional 16.3 mm to 17.9 mm. As a result, the ratio of the cross-sectional area of the coolant flow path in the horizontal cross-section of the unit fuel rod grid to the cross-sectional area of uranium dioxide in the fuel rod increases approximately 1.5 times from 1.75 to 2.65. As a result, the water body uranium ratio increases.
Since the average energy of neutrons in the center of the fuel assembly is reduced, the fuel assembly becomes more homogeneous, improving fuel economy. Furthermore, since absorption of neutrons by the channel box is also eliminated, the amount of natural uranium required per unit output can be reduced by 11% according to this embodiment. In addition, in this example, the cross-sectional area of the coolant flow path increases by 50%, so when the coolant flow rate is constant, the flow velocity decreases to 67% of the conventional one, and the pressure loss decreases compared to the conventional one.
It drops to 45%. In the structure shown in FIGS. 1 and 10 of JP-A-52-112096, a gap is formed between adjacent channel boxes surrounding four fuel assemblies, and eventually It has a double-walled channel box structure. In this embodiment, since the partition plate 1 has a single wall, the amount of neutrons absorbed is smaller than that in JP-A-52-112096. Therefore, in this embodiment, thermal neutrons can be used effectively, and the amount of natural uranium required per unit output in this embodiment can be lower than that in JP-A-52-112096.
本実施例では、制御棒案内管9を付設した燃料
集合体2間に間隙がなく、隣合う燃料集合体が直
接的(タイプレートどうしが接触)にまたは格子
状の仕切板1を介して互いに押し合う構造になつ
ているため、地震等によつて原子炉に水平荷重が
作用しても異常な振れが生じない。また制御棒案
内管9が燃料集合体2の一側面に固定支持されて
いるので、制御棒25の挿入性も確保できる。制
御棒25は、従来のように十字形に構成できるの
で、炉心下部の構造、すなわち燃料支持金具14
の構造を変えることなく間隙19を利用して炉心
に挿入することができる。特開昭47−649号公報
のごとく制御棒案内管9を燃料棒6間に設ける
と、下部タイプレート5及び燃料支持金具14を
通して中性子吸収棒を制御案内管9内に挿入する
ことが面倒になる。従つて、炉心下部構造を変え
る必要があり、構造的に複雑となる。本実施例に
おける炉心下部構造は、極めて単純な構造であ
る。また、格子状の仕切板1は、両面から燃料集
合体によつて抑えつけられるため、仕切板1自体
に耐震強度を持たせる必要はなく、仕切板1の板
厚を薄くすることが出来る。これによつても、熱
中性子の吸収量が低減できる。 In this embodiment, there is no gap between the fuel assemblies 2 to which the control rod guide tubes 9 are attached, and adjacent fuel assemblies are connected to each other directly (tie plates contact each other) or through the grid-like partition plate 1. Because the structure is pushed against each other, abnormal vibrations will not occur even if horizontal loads are applied to the reactor due to earthquakes, etc. Further, since the control rod guide tube 9 is fixedly supported on one side of the fuel assembly 2, insertability of the control rod 25 can also be ensured. Since the control rods 25 can be configured in a cross shape as in the past, the structure of the lower part of the reactor core, that is, the fuel support fittings 14
It can be inserted into the reactor core using the gap 19 without changing the structure of the reactor. When the control rod guide tube 9 is provided between the fuel rods 6 as in JP-A-47-649, it becomes troublesome to insert the neutron absorption rod into the control guide tube 9 through the lower tie plate 5 and the fuel support fitting 14. Become. Therefore, it is necessary to change the core substructure, resulting in structural complexity. The core lower structure in this example has an extremely simple structure. Further, since the lattice-shaped partition plate 1 is pressed down by the fuel assembly from both sides, there is no need for the partition plate 1 itself to have seismic strength, and the thickness of the partition plate 1 can be reduced. This also allows the amount of absorbed thermal neutrons to be reduced.
以上説明のように本実施例によれば、炉心の均
質化により燃料経済性が向上できるとともに、少
ない炉内構造物で耐震強度を向上させることがで
きる。また局所出力ピーキングが低減するので、
局所出力ピーキングを小さくするために従来実施
されていた燃料集合体水平断面内での燃料棒の濃
縮度分布を付ける必要がない。また冷却水の流路
面積に余裕が生じるので、燃料棒径を増加してウ
ラン装荷量を増やすこも可能で、燃焼度を増加さ
せなくとも連続運転時間が延長できる。また本発
明では、燃料集合体を従来と同様に1本ずつ燃料
変換することができる。 As described above, according to this embodiment, fuel economy can be improved by homogenizing the reactor core, and seismic strength can be improved with fewer reactor internal structures. Also, local output peaking is reduced, so
There is no need to create an enrichment distribution of the fuel rods within the horizontal section of the fuel assembly, which was conventionally done in order to reduce local power peaking. Furthermore, since there is a margin in the cooling water flow path area, it is possible to increase the fuel rod diameter and increase the uranium loading amount, and the continuous operation time can be extended without increasing the burnup. Further, in the present invention, fuel assemblies can be converted one by one as in the conventional method.
制御棒25の交換は、仕切板1の1つの升目内
の4本の燃料集合体2A〜2D及び燃料支持金具
14をその升目内から取出し、制御棒駆動装置と
の結合関係を解除することによつて行われる。 To replace the control rods 25, the four fuel assemblies 2A to 2D and the fuel support fittings 14 in one square of the partition plate 1 are removed from the square, and the connection with the control rod drive device is released. It is done by folding.
燃料集合体2では、燃料集合体2と一側面の全
部に制御棒案内管9を設けているが、第8図に示
す燃料集合体2Eの如くその一部は燃料棒14に
おきかえて、炉心内の燃料装荷量を増加させても
よい。このような4体の燃料集合体2Eが、仕切
板1の1つの升目内に装荷される。この場合に
は、炉心の均質化がさらに進み、炉心内の燃料装
荷量が増加し、燃料度を増加させることなく連続
運転期間延長が図られる。 In the fuel assembly 2, control rod guide tubes 9 are provided all over the fuel assembly 2 and one side, but some of them are replaced with fuel rods 14 as shown in the fuel assembly 2E shown in FIG. The amount of fuel loaded in the tank may be increased. Four such fuel assemblies 2E are loaded into one square of the partition plate 1. In this case, the core becomes more homogenized, the amount of fuel loaded in the core increases, and the period of continuous operation can be extended without increasing the fuel content.
本発明によれば、炉心下部構造が単純な構造で
あつて熱中性子利用率が向上できる。
According to the present invention, the lower core structure has a simple structure and the thermal neutron utilization rate can be improved.
第1図は水対ウラン比と中性子無限増倍率との
関係を示す特性図、第2図は本発明の好適な一実
施例である沸騰吸水型原子炉の炉心部の水平断面
図、第3図は第2図の炉心部に装荷される本発明
の好適な一実施例である燃料集合体の構造図、第
4図は第3図の−断面図、第5図は第2図の
−断面における下部の詳細断面図、第6図は
第5図に示す仕切部材の平面図、第7図は第5図
に示す制御棒の斜視図、第8図は本発明の他の実
施例である燃料集合体の横断面図である。
1……仕切板、2,2A〜2E……燃料集合
体、3……上部タイプレート、5……下部タイプ
レート、6……燃料棒、9……制御棒案内管、1
1……中性子検出器、14……燃料支持金具。
Fig. 1 is a characteristic diagram showing the relationship between the water to uranium ratio and the infinite neutron multiplication factor, Fig. 2 is a horizontal cross-sectional view of the core of a boiling water absorption reactor that is a preferred embodiment of the present invention, and Fig. 3 The figure is a structural diagram of a fuel assembly, which is a preferred embodiment of the present invention, which is loaded in the core of FIG. 2, FIG. 4 is a cross-sectional view of FIG. 3, and FIG. FIG. 6 is a plan view of the partition member shown in FIG. 5, FIG. 7 is a perspective view of the control rod shown in FIG. 5, and FIG. 8 is a detailed sectional view of the lower part of the cross section. FIG. 2 is a cross-sectional view of a fuel assembly. 1... Partition plate, 2, 2A to 2E... Fuel assembly, 3... Upper tie plate, 5... Lower tie plate, 6... Fuel rod, 9... Control rod guide tube, 1
1...Neutron detector, 14...Fuel support fittings.
Claims (1)
イプレートに両端部が保持される複数の燃料棒と
からなる燃料集合体において、複数の制御棒案内
管を、前記上部タイプレート及び前記下部タイプ
レートの一つの側面付近に配置し、各々の前記制
御棒案内管の両端部を前記上部及び下部タイプレ
ートに取付けたことを特徴とする燃料集合体。 2 上部及び下部タイプレートと、各々の前記タ
イプレートに両端部が保持される複数の燃料棒と
からなる複数の燃料集合体が配置されてなる原子
炉と炉心構造において、炉心の下端から上端に向
つて伸びる格子状の仕切板を設け、両端部が前記
上部及び下部タイプレートの一つの側面付近に取
付けられた複数の制御棒案内管を有する4体の燃
焼集合体を前記仕切板の1つの升目内に設置し、
前記4体の燃焼集合体を1つの燃焼集合体に設け
られた複数の制御棒案内管が隣接する燃焼集合体
の燃焼棒に対向するように配置し、前記4体の燃
料集合体のそれぞれの制御棒案内管内に挿入され
る複数の中性子吸収棒を有する制御棒を設けたこ
とを特徴とする原子炉の炉心構造。[Scope of Claims] 1. In a fuel assembly consisting of upper and lower tie plates and a plurality of fuel rods having both ends held by each of the tie plates, a plurality of control rod guide tubes are connected to the upper tie plate. and a fuel assembly, characterized in that the fuel assembly is disposed near one side of the lower tie plate, and both ends of each of the control rod guide tubes are attached to the upper and lower tie plates. 2. In a nuclear reactor and core structure in which a plurality of fuel assemblies each consisting of an upper and a lower tie plate and a plurality of fuel rods each having both ends held by the tie plate are arranged, from the lower end of the core to the upper end. A lattice-like partition plate is provided extending toward the top, and four combustion assemblies each having a plurality of control rod guide tubes with both ends attached near one side of the upper and lower tie plates are connected to one of the partition plates. Installed within the square,
The four combustion assemblies are arranged such that a plurality of control rod guide pipes provided in one combustion assembly face the combustion rods of the adjacent combustion assembly, and each of the four combustion assemblies is A nuclear reactor core structure comprising a control rod having a plurality of neutron absorption rods inserted into a control rod guide tube.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59139050A JPS6118888A (en) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | Fuel assembly and reactor core structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59139050A JPS6118888A (en) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | Fuel assembly and reactor core structure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6118888A JPS6118888A (en) | 1986-01-27 |
| JPH0452913B2 true JPH0452913B2 (en) | 1992-08-25 |
Family
ID=15236301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59139050A Granted JPS6118888A (en) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | Fuel assembly and reactor core structure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6118888A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4625239B2 (en) * | 2003-03-24 | 2011-02-02 | 白川 利久 | High temperature fuel assembly for increasing the temperature of the cooling water outlet in boiling water reactors |
-
1984
- 1984-07-06 JP JP59139050A patent/JPS6118888A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6118888A (en) | 1986-01-27 |
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