JPH0519958B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、高速増殖炉に係わり、特に単一の回
転プラグを備えた高速増殖炉に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 一般に高速増殖炉では、ほぼ円筒状の原子炉容
器の中央部に、第４図に示すように、内側炉心燃
料集合体１、その周囲に外側炉心燃料集合体２、
さらにその外側にブランケツト燃料集合体３が配
置されて炉心燃料部が構成されている。

この炉心燃料部には、上方から複数の制御棒４
がほぼ対称位置に挿入される。従来は、の制御棒
４は、第５図に示すように上部遮蔽体５の中央部
に設けられた大回転プラグ６と、小回転プラグ７
からなる二重回転プラグに燃料交換機８とともに
取り付けられた制御棒駆動機構９より吊り下げら
れている。

上記構成の二重回転プラグを有する高速増殖炉
において、燃料交換を行なう場合には、大回転プ
ラグ６を回転すると共に、小回転プラグ７を回転
することにより、燃料交換機８を炉心内の所望の
位置の上方へ移動し、燃料交換を行なう。

しかしながら、このような二重回転プラグは、
その機構が複雑となり、かつ原子炉容器径を増大
させるので、高速増殖炉の建設コストの増大を招
くため、この二重回転プラグを単一の回転プラグ
とすることが考えられている。

単一の回転プラグを備えた高速増殖炉では、燃
料交換機を回転プラグ上において径方向に直線的
に移動すると共に、回転プラグを回転させて、燃
料交換機を炉心内の所望の燃料集合体の上方へ移
動するため、回転プラグに燃料交換機を移動する
ための移動路が必要となる。このため、この移動
路の下方の炉心燃料部に制御棒を配置することの
できない帯状領域が形成される。

第６図は、単一の回転プラグを備えた熱出力
2500MWの高速増殖炉の炉心を示すもので、ほぼ
円筒状の原子炉容器の中央部に、プルトニウム富
化度16％の内側炉心燃料集合体１１、その周囲に
プルトニウム富化度20％の外側炉心燃料集合体１
２、さらにその外側にブランケツト燃料集合体１
３が配置されて炉心燃料部が構成されている。

また、図中斜線で示す帯状領域ａは、単一の回
転プラグに配置された燃料交換機を移動するため
の移動部の下方にあるため、回転プラグに取り付
けられた制御棒駆動機構より吊りさげられる制御
棒１４はこの帯状領域ａ以外の場合に配置され
る。

上記構成の単一の回転プラグを備えた高速増殖
炉では、帯状領域ａには制御棒１４を配置するこ
とはできない。このため制御棒１４の数が不足と
なり、炉心を未臨界に保つために必要な制御反応
度が主炉停止系で6.0％Δρ、後備炉係止系で1.4％
Δρであるのに対して、実際の制御反応度は主炉
停止系で4.0％Δρ、後備炉停止系で1.0％Δρとな
り、両系統共に制御反応度が不足となるという問
題がある。

また、帯状領域ａの出力密度が上昇するため、
炉心内の出力の平坦性が損われ、第４図に示す二
重回転プラグを備えた高速増殖炉における、最も
適切な制御棒挿入状態の炉心部出力ピーキングフ
アクタが1.7であるのに対して、帯状領域ａを有
する単一の回転プラグの高速増殖炉では、炉心部
出力ピーキングフアクタが2.5となり、炉心の出
力平坦性が損われ、炉心経済性が悪化するという
問題がある。

［発明の目的］ 本発明は、かかる従来の事情に対処してなされ
たもので、単一の回転プラグを備えた高速増殖炉
においても、制御棒により必要な制御反応度を確
保することができ、出力の平坦性を保ち、炉心経
済性を悪化させることのない高速増殖炉を提供し
ようとするものである。

［発明の概要］ すなわち本発明は、原子炉容器上部には複数の
制御棒が吊りさげられた制御棒駆動機構と燃料交
換機が取付けられた単一の回転プラグを有し、前
記原子炉容器中央部には炉心燃料部を有し、前記
回転プラグに前記燃料交換機を移動するための移
動路が配置され、この移動路の下方の前記炉心燃
料部に制御棒が配置されない帯状領域が形成され
る高速増殖炉において、前記帯状領域の核分裂性
物質存在密度を、この帯状領域に隣接する炉心燃
料部の核分裂性物質存在密度より低くしたことに
より、単一の回転プラグを備えた高速増殖炉で
も、必要な制御反応度を確保することができ、出
力の平坦性を保ち、炉心経済性を悪化させること
のないようにしたものである。

［発明の実施例］ 以下本発明の詳細を図面に示す実施例について
説明する。

第１図は、熱出力2500MWの本発明の一実施例
の高速増殖炉の炉心を示すもので、この実施例の
高速増殖炉は、ほぼ円筒状の原子炉容器上部に制
御棒２４を吊りさげた制御棒駆動機構と燃料交換
機が取り付けられた単一の回転プラグを有してお
り、また原子炉容器の中央部にプルトニウム富化
度17％とされた内側炉心燃料集合体２１が配置さ
れ、さらにその外側にはプルトニウム富化度21％
とされた外側炉心燃料集合体２２が配置され、最
外周部にはブランケツト燃料集合体２２が配置さ
れている。

また、この回転プラグには燃料交換機の移動路
が設けられており、この移動部の下方にあり、制
御棒２４を配置することのできない炉心燃料部の
帯状状領域ａ内には、プルトニウム富化度８％と
された燃料集合体２０とナトリウム、構造材等か
らなる模擬制御棒２４ａが配置されている。

すなわち、単一の回転プラグにより炉心燃料部
に制御棒２４を配置することのできない帯状領域
ａが形成されるこの実施例の高速増殖炉では、帯
状領域ａに、低いプルトニウム富化度の燃料集合
体２０と、模擬制御棒２４を配置して、この帯状
領域ａの核分裂性物質存在密度を帯状領域ａに隣
接する炉心燃料部の核分裂性物質存在密度よりも
低くしたので、炉心部出力ピーキングフアクタは
適切な制御棒挿入時に1.8となり、制御反応度は、
主炉停止系で6.1％Δρ、後備炉停止系で1.4％Δρ
となり、出力の平坦化および必要な制御反応度の
確保を行なうことができる。

なお、この実施例の高速増殖炉では、制御棒を
配置することのできない帯状領域ａのうち、炉心
燃料部の中央部に位置する１９体の燃料集合体を
８％の低いプルトニウム富化度の燃料集合体とし
て、帯状領域ａの核分裂性物質存在密度を低くし
たが、本発明は、かかる実施例に限定されるもの
ではなく、例えば、第２図に示すように、低いプ
ルトニウム富化度の燃料集合体２０を配置する領
域を、帯状領域ａ内に広げても良く、また、例え
ば第３図に示すように低いプルトニウム富化度の
燃料集合体２０を配置する領域を炉心内の出力の
対称性を保たせるために、炉心位置が３分の１、
６分の１等の対称性を有するように他の炉心燃料
部の領域に広げても前述の実施例と同様な効果を
得ることができる。

また、低いプルトニウム富化度の燃料集合体に
代えて、中性子を吸収し、核分裂性物質に転化す
る親物質を装填したブランケツト燃料集合体を配
置して、帯状領域ａの核分裂性物質存在密度を低
下させても良いことはもちろんである。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明の高速増殖炉では建設
コストの安価な、単一の回転プラグにより炉心燃
料部に制御棒を配置することができない帯状領域
が形成される高速増殖炉において、この帯状領域
の核分裂性物質存在密度を、帯状領域に隣接する
炉心燃料部の核分裂性物質存在密度より低くした
ので、制御棒により炉心を未臨界に保つために必
要な制御反応度を確保することができ、かつ炉心
内の出力の平坦化を図ることができ、炉心経済性
を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の高速増殖炉の炉心
を示す説明図、第２図および第３図は本発明の他
の実施例の高速増殖炉の炉心を示す説明図、第４
図は二重回転プラグを有する従来の高速増殖炉の
炉心を示す説明図、第５図は第４図に示す高速増
殖炉の上面図、第６図は単一の回転プラグを有す
る従来の高速増殖炉の炉心を示す説明図である。 ２０……プルトニウム富化度８％の燃料集合
体、２１……プルトニウム富化度17％の内側炉心
燃料集合体、２２……プルトニウム富化度21％の
外側炉心燃料集合体、２４……制御棒、ａ……帯
状領域。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 原子炉容器上部には複数の制御棒が吊りさげ
   られた制御棒駆動機構と燃料交換機が取付けられ
   た単一の回転プラグを有し、前記原子炉容器中央
   部には炉心燃料部を有し、前記回転プラグに前記
   燃料交換機を移動するための移動路が配置され、
   この移動路の下方の前記炉心燃料部に制御棒が配
   置されない帯状領域が形成される高速増殖炉にお
   いて、前記帯状領域の核分裂性物質存在密度を、
   この帯状領域に隣接する炉心燃料部の核分裂性物
   質存在密度より低くしたことを特徴とする高速増
   殖炉。