JPH0524476B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0524476B2 JPH0524476B2 JP60044901A JP4490185A JPH0524476B2 JP H0524476 B2 JPH0524476 B2 JP H0524476B2 JP 60044901 A JP60044901 A JP 60044901A JP 4490185 A JP4490185 A JP 4490185A JP H0524476 B2 JPH0524476 B2 JP H0524476B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control rod
- neutron absorption
- fuel
- absorption effect
- reactor
- 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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-
- 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
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- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は原子炉の炉心に関し、更に詳しくは中
性子に対する反応効果が大きく異なる二種類以上
の燃料を同時に装荷した炉心の制御棒クラスタの
配置方式に関する。 〔従来の技術〕 酸化ウラン燃料、ガドリニア含有酸化ウラン燃
料、或いはウラン・プルトニウム混合酸化物燃料
（MOX：Mixed Oxide）など、中性子に対する
反応効果が大きく異なる二種以上の燃料を同時に
装荷した炉心では、原子炉を制御棒によつて安全
に停止するため、および制御棒に故障が生じても
炉の安全性を確保するために、従来より燃料種別
構成を含む炉心燃料装荷方式に種々の制限が付さ
れており、設計の柔軟性に欠ける問題点があつ
た。 一例として、加圧水型軽水炉（PWR）に酸化
ウラン燃料とMOX燃料を同時に装荷する場合を
挙げると以下の通りである。 すなわち、まず炉心の燃料装荷方式を決定する
場合、制御棒クラスタのうちの一体が固着等によ
り炉心に挿入できなくなつても残りの制御棒によ
り炉の停止が余裕をもつて可能であると共に、制
御棒の挿入時に制御棒クラスタのうちの一体が炉
から飛び出しても炉が損傷を受けないという条件
を満たす必要があるが、そのためには、各制御棒
クラスタの中性子吸収効果が、その挿入対象の燃
料の中性子吸収効果と比べて差が無いのが望まし
い。 従来より、炉心に配置する制御棒クラスタは一
種類のものを用いるのが通常であるが、酸化ウラ
ン燃料とMOX燃料とを同時装荷する場合は、
MOX燃料の中性子吸収効果のほうが酸化ウラン
燃料のそれよりも大きいので、同一種類の制御棒
クラスタではその中性子吸収効果に差ができてし
まい、燃料の装荷方式如何によつては前述の炉停
止余裕及び安全上の条件を満足できない場合が生
じるという問題点がある。 〔解決すべき問題点〕 本発明は、前述の従来技術の問題点を解決し
て、燃料装荷方式に応じて制御棒クラスタの種類
及び配置を変えることにより、原子炉の安全性を
確保したうえで燃料の装荷方式の制限を緩和し、
燃料装荷方式に柔軟性を持たせた原子炉炉心を提
供しようとするものである。 〔問題点の解決手段と作用〕 本発明によれば、中性子に対する反応効果が大
きく異なる複数種類の燃料を同時に装荷してなる
原子炉炉心を予め定められた制御棒クラスタ位置
に、中性子吸収効果の異なる二種類以上の制御棒
クラスタが、燃料の装荷方式に応じて最適の原子
炉安全性を与えるように配置される。この場合、
各制御棒クラスタの中性子吸収効果が、その挿入
対象の燃料の中性子吸収効果となるべく差が生じ
ないように配置パターンが選定され、ひとつの実
施態様によれば、中性子吸収効果の大きい燃料領
域の挿入位置に中性子吸収効果の大きい制御棒ク
ラスタが配置され、中性子吸収効果の小さい燃料
領域の挿入位置に中性子吸収効果の小さい制御棒
クラスタが配置される。 本発明においては、異種燃料の同時装荷による
炉心内での中性子吸収効果の差が異種制御棒クラ
スタの相補的な配置により均一化され、従つて充
分な炉停止余裕を確保し且つ出力ピーキングの平
坦化により高い安全性を保持したまま、燃料装荷
方式に柔軟性を持たせることが可能である。 本発明の一層の理解のために本発明の実施例を
示せば以下の通りである。 〔実施例〕 第１〜３図は、加圧水型原子炉（PWR）の炉
心にMOX燃料を60体、酸化ウラン燃料を61体装
荷した場合の本発明の実施例を示すもので、第１
図は炉心内の制御棒クラスタ挿入位置を○印で示
した横断面模式図、第２図はMOX燃料（×印）
と酸化ウラン燃料（無印）の装荷方式を示す横断
面模式図、第３図は本発明に従つて配置した異種
の制御棒クラスタ（○印および◎印）の挿入位置
を示す横断面模式図である。 第１図に示したように予め定められた制御棒ク
ラスタ挿入位置に対して、燃料装荷は第２図に示
したパターンで行われる。ここで、各挿入位置に
同種の制御棒クラストを挿入しても、炉心周辺部
の酸化ウラン燃料領域に挿入される制御棒クラス
タの中性子吸収効果が、炉心中央部のMOX燃料
領域に挿入される制御棒クラスタのそれに対して
相対的に大きくなるため、周辺部の制御棒クラス
タの飛出事故等が生じた際にその中性子吸収効果
の消失度合が大きく、急激な反応度増加を招いて
激しい出力ピーキングを起こすなど、原子炉の安
全性を確保することができない。これに対して本
発明では第３図に示すように中性子吸収効果の異
なる複数種の制御棒クラスタを異種燃料の装荷方
式に合せて配置して挿入するものである。すなわ
ち第３図の実施例では、中央部の中性子吸収効果
の大きいMOX燃料１１の領域内に中性子吸収効
果の大きい制御棒クラスタ２１を５体配し、また
中央部の周辺近傍にある４体のMOX燃料１１ａ
〜１１ｄに対しても各１体ずつの同様の制御棒ク
ラスタ２１を配し、さらに中性子吸収効果が比較
的小さい酸化ウラン燃料１２によつて形成される
炉心周辺部領域には、前記制御棒クラスタ２１よ
りも中性子吸収効果の小さい別種の制御棒クラス
タ２２を合計20体略方形状している。 第２図のような酸化ウラン燃料とMOX燃料を
略半々に配分して装荷したPWRにおいて、全て
の制御棒クラスタを同種のものとした場合と本発
明に従つて中性子吸収効果の異なる二種類の制御
クラスタを用いた場合との炉停止余裕とクラスタ
の飛出事故時の出力ピーキングの比較の一例を示
せば次表の通りであり、表中に併せて示した安全
性に対する制限値に照して本発明によれば同種制
御棒クラスタの使用では達成できないような異種
燃料装荷方式での炉の安全性を確保できることが
判る。
性子に対する反応効果が大きく異なる二種類以上
の燃料を同時に装荷した炉心の制御棒クラスタの
配置方式に関する。 〔従来の技術〕 酸化ウラン燃料、ガドリニア含有酸化ウラン燃
料、或いはウラン・プルトニウム混合酸化物燃料
（MOX：Mixed Oxide）など、中性子に対する
反応効果が大きく異なる二種以上の燃料を同時に
装荷した炉心では、原子炉を制御棒によつて安全
に停止するため、および制御棒に故障が生じても
炉の安全性を確保するために、従来より燃料種別
構成を含む炉心燃料装荷方式に種々の制限が付さ
れており、設計の柔軟性に欠ける問題点があつ
た。 一例として、加圧水型軽水炉（PWR）に酸化
ウラン燃料とMOX燃料を同時に装荷する場合を
挙げると以下の通りである。 すなわち、まず炉心の燃料装荷方式を決定する
場合、制御棒クラスタのうちの一体が固着等によ
り炉心に挿入できなくなつても残りの制御棒によ
り炉の停止が余裕をもつて可能であると共に、制
御棒の挿入時に制御棒クラスタのうちの一体が炉
から飛び出しても炉が損傷を受けないという条件
を満たす必要があるが、そのためには、各制御棒
クラスタの中性子吸収効果が、その挿入対象の燃
料の中性子吸収効果と比べて差が無いのが望まし
い。 従来より、炉心に配置する制御棒クラスタは一
種類のものを用いるのが通常であるが、酸化ウラ
ン燃料とMOX燃料とを同時装荷する場合は、
MOX燃料の中性子吸収効果のほうが酸化ウラン
燃料のそれよりも大きいので、同一種類の制御棒
クラスタではその中性子吸収効果に差ができてし
まい、燃料の装荷方式如何によつては前述の炉停
止余裕及び安全上の条件を満足できない場合が生
じるという問題点がある。 〔解決すべき問題点〕 本発明は、前述の従来技術の問題点を解決し
て、燃料装荷方式に応じて制御棒クラスタの種類
及び配置を変えることにより、原子炉の安全性を
確保したうえで燃料の装荷方式の制限を緩和し、
燃料装荷方式に柔軟性を持たせた原子炉炉心を提
供しようとするものである。 〔問題点の解決手段と作用〕 本発明によれば、中性子に対する反応効果が大
きく異なる複数種類の燃料を同時に装荷してなる
原子炉炉心を予め定められた制御棒クラスタ位置
に、中性子吸収効果の異なる二種類以上の制御棒
クラスタが、燃料の装荷方式に応じて最適の原子
炉安全性を与えるように配置される。この場合、
各制御棒クラスタの中性子吸収効果が、その挿入
対象の燃料の中性子吸収効果となるべく差が生じ
ないように配置パターンが選定され、ひとつの実
施態様によれば、中性子吸収効果の大きい燃料領
域の挿入位置に中性子吸収効果の大きい制御棒ク
ラスタが配置され、中性子吸収効果の小さい燃料
領域の挿入位置に中性子吸収効果の小さい制御棒
クラスタが配置される。 本発明においては、異種燃料の同時装荷による
炉心内での中性子吸収効果の差が異種制御棒クラ
スタの相補的な配置により均一化され、従つて充
分な炉停止余裕を確保し且つ出力ピーキングの平
坦化により高い安全性を保持したまま、燃料装荷
方式に柔軟性を持たせることが可能である。 本発明の一層の理解のために本発明の実施例を
示せば以下の通りである。 〔実施例〕 第１〜３図は、加圧水型原子炉（PWR）の炉
心にMOX燃料を60体、酸化ウラン燃料を61体装
荷した場合の本発明の実施例を示すもので、第１
図は炉心内の制御棒クラスタ挿入位置を○印で示
した横断面模式図、第２図はMOX燃料（×印）
と酸化ウラン燃料（無印）の装荷方式を示す横断
面模式図、第３図は本発明に従つて配置した異種
の制御棒クラスタ（○印および◎印）の挿入位置
を示す横断面模式図である。 第１図に示したように予め定められた制御棒ク
ラスタ挿入位置に対して、燃料装荷は第２図に示
したパターンで行われる。ここで、各挿入位置に
同種の制御棒クラストを挿入しても、炉心周辺部
の酸化ウラン燃料領域に挿入される制御棒クラス
タの中性子吸収効果が、炉心中央部のMOX燃料
領域に挿入される制御棒クラスタのそれに対して
相対的に大きくなるため、周辺部の制御棒クラス
タの飛出事故等が生じた際にその中性子吸収効果
の消失度合が大きく、急激な反応度増加を招いて
激しい出力ピーキングを起こすなど、原子炉の安
全性を確保することができない。これに対して本
発明では第３図に示すように中性子吸収効果の異
なる複数種の制御棒クラスタを異種燃料の装荷方
式に合せて配置して挿入するものである。すなわ
ち第３図の実施例では、中央部の中性子吸収効果
の大きいMOX燃料１１の領域内に中性子吸収効
果の大きい制御棒クラスタ２１を５体配し、また
中央部の周辺近傍にある４体のMOX燃料１１ａ
〜１１ｄに対しても各１体ずつの同様の制御棒ク
ラスタ２１を配し、さらに中性子吸収効果が比較
的小さい酸化ウラン燃料１２によつて形成される
炉心周辺部領域には、前記制御棒クラスタ２１よ
りも中性子吸収効果の小さい別種の制御棒クラス
タ２２を合計20体略方形状している。 第２図のような酸化ウラン燃料とMOX燃料を
略半々に配分して装荷したPWRにおいて、全て
の制御棒クラスタを同種のものとした場合と本発
明に従つて中性子吸収効果の異なる二種類の制御
クラスタを用いた場合との炉停止余裕とクラスタ
の飛出事故時の出力ピーキングの比較の一例を示
せば次表の通りであり、表中に併せて示した安全
性に対する制限値に照して本発明によれば同種制
御棒クラスタの使用では達成できないような異種
燃料装荷方式での炉の安全性を確保できることが
判る。
【表】
以上に述べたように、本発明によれば、中性子
に対する反応効果が異なる複数種の燃料を同時に
装荷する炉心において、その燃料装荷方式に応じ
て中性子吸収効果の異なる複数種の制御棒クラス
タを配置するので、炉の安全性を充分確保したう
えで異種燃料装荷方式の制限を緩和でき、その柔
軟化が達成できるものである。
に対する反応効果が異なる複数種の燃料を同時に
装荷する炉心において、その燃料装荷方式に応じ
て中性子吸収効果の異なる複数種の制御棒クラス
タを配置するので、炉の安全性を充分確保したう
えで異種燃料装荷方式の制限を緩和でき、その柔
軟化が達成できるものである。
図面は本発明の一実施例に係るもので、第１図
は炉心内の制御棒クラスタの所定挿入位置を○印
で示した炉心横断面模式図、第２図はMOX燃料
（×印）と酸化ウラン燃料（無印）の装荷方式を
示す炉心横断面模式図、第３図は本発明に従つて
配置した異種制御棒クラスタの挿入位置を示す炉
心横断面模式図である。 １１，１１ａ〜ｄ：MOX燃料、１２：酸化ウ
ラン燃料、２１：中性子吸収効果の比較的大きい
制御棒クラスタ、２２：中性子吸収効果の比較的
小さい制御棒クラスタ。
は炉心内の制御棒クラスタの所定挿入位置を○印
で示した炉心横断面模式図、第２図はMOX燃料
（×印）と酸化ウラン燃料（無印）の装荷方式を
示す炉心横断面模式図、第３図は本発明に従つて
配置した異種制御棒クラスタの挿入位置を示す炉
心横断面模式図である。 １１，１１ａ〜ｄ：MOX燃料、１２：酸化ウ
ラン燃料、２１：中性子吸収効果の比較的大きい
制御棒クラスタ、２２：中性子吸収効果の比較的
小さい制御棒クラスタ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 中性子に対する反応効果が大きく異なる酸化
ウランとMOX燃料とを同時に装荷してなる原子
炉炉心において、 前記酸化ウランとMOX燃料との装荷方式に応
じて中性子吸収効果の相違する制御棒クラスタの
相補的な配置により、中性子吸収効果の差が均一
化するように、 前記中性子吸収効果の大きいMOX燃料領域の
挿入位置に中性子吸収効果の大きい制御棒クラス
タを配置し、 前記中性子吸収効果の小さい酸化ウラン燃料領
域の挿入位置に中性子吸収効果の小さい制御棒ク
ラスタを配置してなることを特徴とする原子炉炉
心。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60044901A JPS61204586A (ja) | 1985-03-08 | 1985-03-08 | 原子炉炉心 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60044901A JPS61204586A (ja) | 1985-03-08 | 1985-03-08 | 原子炉炉心 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61204586A JPS61204586A (ja) | 1986-09-10 |
| JPH0524476B2 true JPH0524476B2 (ja) | 1993-04-07 |
Family
ID=12704374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60044901A Granted JPS61204586A (ja) | 1985-03-08 | 1985-03-08 | 原子炉炉心 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61204586A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4653342B2 (ja) * | 2001-06-14 | 2011-03-16 | 原子燃料工業株式会社 | 沸騰水型原子炉炉心 |
| GB2590102A (en) * | 2020-07-24 | 2021-06-23 | Rolls Royce Plc | Refuelling and/or storage neutron-absorbing rods |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59116578A (ja) * | 1982-12-24 | 1984-07-05 | 株式会社日立製作所 | 原子炉 |
-
1985
- 1985-03-08 JP JP60044901A patent/JPS61204586A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61204586A (ja) | 1986-09-10 |
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