JPH0564757B2 - - Google Patents
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- JPH0564757B2 JPH0564757B2 JP60038301A JP3830185A JPH0564757B2 JP H0564757 B2 JPH0564757 B2 JP H0564757B2 JP 60038301 A JP60038301 A JP 60038301A JP 3830185 A JP3830185 A JP 3830185A JP H0564757 B2 JPH0564757 B2 JP H0564757B2
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、高速増殖炉、特に軸方向非均質炉心
を有する高速増殖炉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 fast breeder reactors, particularly fast breeder reactors having an axially heterogeneous core.
〔発明の背景〕
高速増殖炉の炉心は、一般に円柱状に形成さ
れ、核分裂性物質が存在する炉心領域と、この外
側を取囲んで主として燃料親物質からなるブラン
ケツト領域とから形成されている。ブランケツト
領域は、炉心領域の外周を取囲む半径方向ブラン
ケツト領域と炉心領域の軸方向の両端に位置して
いる軸方向ブランケツト領域とを有している。炉
心領域に存在する核分裂性物質は主にプロトニウ
ム−239であり、ブランケツト領域に存在する燃
料親物質は主としてウラン−238である。ウラン
−238は、プルトニウム−239の核分裂によつて発
生する高速中性子を吸収してプルトニウム−239
に変化する。[Background of the Invention] The core of a fast breeder reactor is generally formed in a cylindrical shape, and consists of a core region in which fissile material is present, and a blanket region surrounding the core region mainly consisting of fuel parent material. The blanket region includes a radial blanket region surrounding the outer periphery of the core region and an axial blanket region located at both axial ends of the core region. The fissile material present in the core region is primarily protonium-239, and the fuel parent material present in the blanket region is primarily uranium-238. Uranium-238 absorbs fast neutrons generated by nuclear fission of plutonium-239 to form plutonium-239.
Changes to
一般的な高速増殖炉の炉心としては、均質炉心
と呼ばれて炉心領域を円心円状に内側炉心領域と
外側炉心領域に分割したものがある。このように
炉心領域を分割した場合、核分裂性物質の富化度
(核分裂性物質の量/(核分裂性物質の量+燃料
親物質の量))は、外側炉心領域で高くなつてい
る。即ち、炉心領域の富化度を2種類として、径
方向出力分布を平坦化している。 A common fast breeder reactor core is called a homogeneous core, in which the core region is divided into an inner core region and an outer core region in a circular manner. When the core region is divided in this way, the enrichment of fissile material (amount of fissile material/(amount of fissile material + amount of parent fuel material)) is higher in the outer core region. That is, the radial power distribution is flattened by having two types of enrichment in the core region.
軸方向非均質炉心は、炉心領域の核分裂性物質
の富化度を1種類のままで出力分布を平坦化する
高速増殖炉の炉心(ケー・イノウエ他(K.
Inowe,et al):「大型液体金属冷却高速増殖炉
の軸方向非均質炉心概念とその仮想的炉心崩壊事
故における挙動」(“An Axially Heterogeneous
Core Concept for Large LMFBRs and Its
HCDA Behavior”),Nucl.Tech.,63.215(1983)
参照)で、第2図はこの炉心の垂直断面図を示
し、1は炉心領域、2は径方向ブランケツト、3
は軸ブランケツト、4は内部ブランケツトを示し
ている。この炉心は径方向ブランケツト2および
軸ブランケツト3に取囲まれた炉心領域1の軸方
向の中心部に内部ブランケツト4を配置し、内部
ブランケツト4の周辺部の軸方向の厚さを内部ブ
ランケツト4領域の中心部での軸方向の厚さより
も薄くしてある。この形状の内部ブランケツト4
を配置することにより、径方向および軸方向の出
力分布を同時に平坦化しており、炉心領域の富化
度は1種類のままで均質炉心より低い最大線出力
を実現している。このように熱的余裕が増大し、
炉心小型化が実現できるという特徴の他に、この
炉心は、燃焼反応度が小さくて制御棒本数を低減
でき、高速中性子束レベルが低くて料燃寿命を長
期化でき、増殖率が向上して燃料倍増時間を短縮
でき、地震時の制御棒上下振動許容変動幅が低減
でき、仮想事故時の炉心放出エネルギーが低減で
きるなど、経済性、増殖性および安全性を向上す
る上での多くの優れた特徴を持つている。 An axially non-homogeneous core is a fast breeder reactor core (K. Inoue et al. (K.
Inowe, et al): “An Axially Heterogeneous Core Concept of a Large Liquid Metal Cooled Fast Breeder Reactor and its Behavior in a Hypothetical Core Collapse Accident.”
Core Concept for Large LMFBRs and Its
HCDA Behavior”), Nucl.Tech., 63.215 (1983)
Figure 2 shows a vertical cross-section of this core, with 1 being the core region, 2 being the radial blanket, and 3 being the core area.
4 indicates the shaft blanket, and 4 indicates the internal blanket. In this core, an internal blanket 4 is disposed at the axial center of a core region 1 surrounded by a radial blanket 2 and an axial blanket 3, and the axial thickness of the peripheral portion of the internal blanket 4 is determined by the inner blanket 4 region. It is thinner than the axial thickness at the center. Internal blanket 4 of this shape
By arranging the core, the power distribution in the radial and axial directions is flattened at the same time, and a maximum linear power output lower than that of a homogeneous core is achieved while the degree of enrichment in the core region remains the same. In this way, the thermal margin increases,
In addition to being able to achieve core miniaturization, this core has low combustion reactivity, which allows for a reduction in the number of control rods, low fast neutron flux levels, which extends fuel life, and increases the breeding rate. It has many advantages in improving economic efficiency, multiplication performance, and safety, such as shortening fuel doubling time, reducing the permissible vertical vibration fluctuation range of control rods during earthquakes, and reducing core release energy in the event of a hypothetical accident. It has certain characteristics.
しかし、軸方向非均質炉心の内部ブランケツト
の形状は、前述のように、多くの炉心特性を同時
に向上させるように最適化されているが、出力分
布平坦化の面からみると、さらに改善の余地が残
されている。 However, although the shape of the internal blanket of the axially non-homogeneous core has been optimized to simultaneously improve many core properties as described above, there is still room for further improvement in terms of flattening the power distribution. is left behind.
本発明の目的は、軸方向非均質炉心の増殖性、
安全性などの面における高性能を維持しつつ、出
力分布を平坦化して炉心の熱的余裕の増大、ある
いは炉心の小型化が実現できる高速増殖炉を提供
することにある。
The purpose of the present invention is to improve the multiplication property of an axially non-homogeneous core,
The object of the present invention is to provide a fast breeder reactor that can flatten the power distribution and increase the thermal margin of the core or downsize the core while maintaining high performance in terms of safety and the like.
本発明は、核分裂性物質を有する炉心領域と、
前期炉心領域の外側を取囲んで燃料親物質を主成
分とし径方向ブランケツト領域と軸方向ブランケ
ツト領域とよりなる外部ブランケツト領域と、前
記炉心領域内に配置され燃料親物質を主成分とす
る内部ブランケツト領域とからなる炉心を内蔵す
る高速増殖炉において、前記内部ブランケツトを
含む前記炉心領域の軸方向の高さが炉心半径方向
で異なり、外側領域ほど高くなつていることを特
徴とするものである。
The present invention provides a reactor core region having fissile material;
an outer blanket region that surrounds the outside of the early core region and is mainly composed of a fuel parent material and is composed of a radial blanket region and an axial blanket region; and an inner blanket that is disposed within the core region and has a fuel parent material as a main component. The fast breeder reactor is characterized in that the axial height of the core region including the internal blanket varies in the radial direction of the core, and is higher in the outer region.
本発明は、軸方向非均質炉心の炉心外側領域の
軸方向の高さを、炉心内側領域の軸方向高さより
高くすることによつて、出力ピークの生じる炉心
内側領域の出力分担割合が下がり炉心外側領域と
均一に分担するようにして、出力分布の平坦化を
可能とするものである。 In the present invention, by making the axial height of the outer core region of an axially non-homogeneous reactor core higher than the axial height of the core inner region, the power sharing ratio of the core inner region where power peaks occur is reduced. This makes it possible to flatten the output distribution by evenly sharing the output with the outer region.
以下、実施例について説明する。 Examples will be described below.
第1図a及びbはそれぞれ一実施例の高速増殖
炉の炉心の水平断面及び垂直断面を示し、第2図
と同一部分又は対応する部分には同一符号が付し
てあり、5は制御棒、6は燃料集合体を示してい
る。この炉心は、第1図aに示す如く、六角断面
形状を持つ燃料集合体5と制御棒6を多数本装荷
してなり、第1図bに示す如く、炉心領域1の囲
いを径方向ブランケツト2および軸ブランケツト
3が取囲んでおり、炉心領域の軸方向中央部に内
部ブランケツト4が位置し、内部ブランケツト4
の軸方向厚さは炉心中央部で厚く、炉心周辺部で
薄くなつており、かつ上,下の軸方向ブランケツ
ト3,3領域の軸方向の厚さが炉心半径方向で異
なり外側領域で薄くなつている。 Figures 1a and b respectively show a horizontal cross section and a vertical cross section of a core of a fast breeder reactor according to an embodiment, and the same parts or corresponding parts as in Figure 2 are given the same reference numerals, and 5 is a control rod. , 6 indicates a fuel assembly. As shown in Figure 1a, this core is loaded with a large number of fuel assemblies 5 and control rods 6 with hexagonal cross-sections, and as shown in Figure 1b, the core region 1 is surrounded by radial blankets. 2 and a shaft blanket 3, and an internal blanket 4 is located in the axial center of the core region.
The axial thickness of the core is thick at the center of the core and thinner at the periphery of the core, and the axial thickness of the upper and lower axial blankets 3 and 3 differs in the radial direction of the core and becomes thinner at the outer region. ing.
第3図はこの実施例の炉心の炉心各領域のピー
ク線出力及び領域平均出力を炉心径方向に対して
示したもので、第2図に示した従来の場合と比較
して示したもので、横軸には炉心半径(cm)、縦
軸にはピーク線出力(W/cm)及び領域平均出力
(相対値)がとつてあり、炉心半径には内部ブラ
ンケツトの位置を示してあり、A,Cでこの実施
例の場合、B,Dで従来の場合を示している。第
2図に示した従来の軸方向非均質炉心では、領域
平均出力は破線Dで示されるように、炉心の外部
へゆくほど減少しており、内部ブランケツト4の
存在しない外側領域では非常に小さくなつてい
る。これは、高速増殖炉では、中性子の平均エネ
ルギーが高く、平均移動距離が大きいため、炉心
領域からの中性子のもれの効果が大きい外側領域
では中性子束が大きく減少し、出力も下がるため
っである。そのため、ピーク線出力を示す破線B
は、内部ブランケツトの存在する内側領域で最大
値を持つことになり、外側領域のピーク線出力は
相対的に小さい。これに対して、この実施例では
この問題を解消するため外側領域の炉心軸方向の
高さを高くして、実線Cで示すように、外側領域
の平均出力を高め、内側領域の平均出力を相対的
に低くしている。その結果、内側領域のピーク線
出力は実線Aで示すように小さくすることがで
き、炉心の最大線出力が低減することになる。即
ち、従来の軸方向非均質炉心では、各炉心領域の
出力分担割合が不均一であつたために生じていた
出力ピークを、この実施例では、外側領域の出力
分担割合を高めて炉心全体として均一化して低減
するものである。 Figure 3 shows the peak line power and area average power of each region of the core of this example in the core radial direction, and is compared with the conventional case shown in Figure 2. , the horizontal axis shows the core radius (cm), the vertical axis shows the peak linear power (W/cm) and the area average power (relative value), and the core radius shows the position of the internal blanket. , C show the case of this embodiment, and B and D show the conventional case. In the conventional axially heterogeneous core shown in Fig. 2, the area average power decreases toward the outside of the core, as shown by the broken line D, and is extremely small in the outer area where the internal blanket 4 does not exist. It's summery. This is because in a fast breeder reactor, the average energy of neutrons is high and the average travel distance is large, so in the outer region where the effect of neutron leakage from the core region is large, the neutron flux decreases significantly and the output also decreases. be. Therefore, the broken line B indicating the peak line output
has a maximum value in the inner region where the inner blanket exists, and the peak line output in the outer region is relatively small. In contrast, in this embodiment, in order to solve this problem, the height of the outer region in the core axis direction is increased, and as shown by solid line C, the average output of the outer region is increased, and the average output of the inner region is increased. It is relatively low. As a result, the peak linear power in the inner region can be reduced as shown by the solid line A, and the maximum linear power of the core is reduced. In other words, in a conventional axially non-homogeneous core, the power peaks that occurred due to uneven power sharing in each core region can be reduced to a uniform power output throughout the core by increasing the power sharing in the outer regions. It is intended to reduce the
以上のように、この実施例では、炉心軸方向の
高さを高くした外側領域の出力ピークはほとんど
増大せず、内側領域の出力ピークが大きく低減す
る。次にこの点について詳細に説明する。第4図
は炉心の外側領域で燃料集合体出力の最も大きい
最内層燃料集合体の軸方向出力分布を示すもの
で、従来の場合と重ねて示してあり、横軸に炉心
高さ、縦軸に軸方向出力がとつてあり、E,Fは
それぞれこの実施例の場合、従来の場合を示し、
炉心高さはそれぞれ炉心とブランケツトで示して
ある。この図から分かるように、この燃料集合体
で出力ピークの生じる軸方向中央部は炉心内側領
域の内部ブランケツトに隣接しているため、内部
ブランケツト領域への中性子のもれ込み効果によ
り出力ピークが低減されている。したがつて、こ
の実施例のように炉心軸方向高さを高くしても、
軸方向中心部の出力ピークはほとんど増大しない
で、炉心上部および下部の出力が増大して平坦な
軸方向分布を形成して、この領域の出力を分担し
ている。この実施例の示すこのような効果の得ら
れるのが、本発明の利点の一つである。なお、例
えば、前述の均質炉心と同じように炉心軸方向高
さを変えないで炉心外側領域の核分裂性物質の富
化度を高めて出力分担割合を増やす場合には第5
図に示すようになる。この図の横軸には炉心高
さ、縦軸には軸方向出力(相対値)がとつてあ
り、炉心高さは炉心とブランケツトで示してあ
る。この図でGは高富化度の場合、Hは従来例の
場合を示している。この図のGが示すように高富
化度の場合には、出力は軸方向に一様に増加する
ため出力ピークも大幅に増大することになる。こ
れは、出力ピークの生じる軸方向中央部でも、他
の場所と同様に、核分裂性物質の含有割合が増え
ることによつて核分裂により発生する熱出力が増
加するからで、前述の如き本発明のような効果は
得られない。 As described above, in this embodiment, the output peak in the outer region where the height in the axial direction of the core is increased hardly increases, and the output peak in the inner region significantly decreases. Next, this point will be explained in detail. Figure 4 shows the axial power distribution of the innermost fuel assembly, which has the largest fuel assembly power in the outer region of the core, and is shown overlapping the conventional case, with the horizontal axis representing the core height and the vertical axis. The axial output is set at , and E and F indicate the case of this embodiment and the conventional case, respectively.
The core height is indicated by the core and the blanket, respectively. As can be seen from this figure, the axial center part where the power peak occurs in this fuel assembly is adjacent to the internal blanket in the inner core region, so the power peak is reduced due to the effect of neutron leakage into the inner blanket region. has been done. Therefore, even if the height in the axial direction of the core is increased as in this example,
The power peak at the axial center hardly increases, and the power at the upper and lower parts of the core increases, forming a flat axial distribution and sharing the power in this region. Obtaining such an effect shown in this embodiment is one of the advantages of the present invention. For example, if the power sharing ratio is increased by increasing the enrichment of fissile material in the outer core area without changing the axial height of the core, as in the case of the homogeneous core described above, the fifth
The result will be as shown in the figure. In this figure, the horizontal axis shows the core height, and the vertical axis shows the axial power (relative value), and the core height is shown by the core and the blanket. In this figure, G indicates the case of high enrichment, and H indicates the case of the conventional example. As indicated by G in this figure, in the case of high enrichment, the output increases uniformly in the axial direction, so the output peak also increases significantly. This is because the heat output generated by nuclear fission increases at the axial center where the power peak occurs, as in other locations, as the content of fissile material increases, and the present invention as described above increases. Such an effect cannot be obtained.
また、第6図に示すように炉心領域1、径方向
ブランケツト領域2、軸方向ブランケツト領域3
よりなり、炉心領域の軸方向高さを外側領域ほど
高くする炉心がエツチ・スペンク(H.Spenke):
「高速増殖炉」(“Fast−breeder nuclear
reactor”),U.S.Patent 820038(1969)に提案さ
れている。この炉心は、主としてナトリウム・ボ
イド反応度係数を低減する目的で考案されたもの
で、炉心領域からの中性子のもれの効果を炉心径
方向に一様にするために、もれの寄与が小さい炉
心中央部ほど炉心領域の軸方向高さを低くして中
性子のもれを大きくしたものである。このよう
に、中性子の炉心領域からのもれの効果を均一化
することは出力分布の平坦化の面でも効果的であ
るが、内部ブランケツトとの隣接による出力ピー
ク低減効果を有効に活用する本発明の効果は期待
できない。また、内部ブランケツトを配置するこ
とによる軸方向非均質炉心における前記の増殖
性、安全性等に関する高性能が実現できないこと
はもちろんである。 In addition, as shown in FIG. 6, a core region 1, a radial blanket region 2, an axial blanket region 3
H. Spenke:
“Fast-breeder nuclear”
reactor”), US Patent 820038 (1969). This core was devised primarily for the purpose of reducing the sodium void reactivity coefficient, and the effect of neutron leakage from the core region was reduced by reducing the core diameter. In order to make the neutrons uniform in the direction, the axial height of the core region is lowered in the center of the core, where the contribution of leakage is smaller, to increase the leakage of neutrons.In this way, neutrons leak from the core region. Although equalizing the effect of leakage is effective in flattening the output distribution, the effect of the present invention, which effectively utilizes the output peak reduction effect due to the adjacency with the internal blanket, cannot be expected.Also, It goes without saying that the above-mentioned high performance in terms of multiplication performance, safety, etc. cannot be achieved in an axially non-homogeneous core by arranging an internal blanket.
次に、この実施例における炉心内側領域と外側
領域の境界の決定方法について述べる。第7図
は、内側および外側領域の境界を変化させた場合
の各炉心領域の最高の燃料集合体出力および最外
周燃料集合体出力を示したものである。この図の
横軸、縦軸にはそれぞれ炉心内側領域半径/炉心
外側領域半径(外周)、燃料集合体出力(相対値)
がとつてあり、I,J,Kはそれぞれ内側領域最
高集合体、外側領域最高集合体、最外周集合体の
場合を示している。最外周燃料集合体の出力は炉
心の最小集合体出力に対応しているので、最高燃
料集合体出力との差から炉内の集合体出力の変動
幅が分る。冷却材であるナトリウムの各集合体へ
の流量配分を決定する際、この集合体出力変動幅
が大きくなると、流量配分の幅も拡大し炉心下部
構造あるいは集合体下部構造が複雑となり製造コ
ストが増大する。そこで、集合体出力の変動幅を
増大させないという条件から境界を安定すると、
第7図から分るように炉心領域の半径の70%より
外側となる。したがつて、経済性を損なうことな
く本発明の効果である出力分布平坦化を実現する
には、炉心軸方向高さを炉心領域半径の70%を超
える領域まで一定とし、その外側領域で高くすれ
ば良い。 Next, a method for determining the boundary between the core inner region and the outer core region in this embodiment will be described. FIG. 7 shows the maximum fuel assembly output and the outermost fuel assembly output in each core region when the boundaries between the inner and outer regions are changed. The horizontal and vertical axes of this figure are core inner region radius/core outer region radius (outer circumference) and fuel assembly output (relative value), respectively.
, and I, J, and K respectively indicate the cases of the highest aggregate in the inner region, the highest aggregate in the outer region, and the outermost periphery aggregate. Since the output of the outermost fuel assembly corresponds to the minimum assembly output of the core, the variation range of the assembly output within the reactor can be determined from the difference from the maximum fuel assembly output. When determining the flow rate distribution of sodium, which is a coolant, to each assembly, if the range of fluctuation in the output of the assembly increases, the range of flow rate distribution also expands, which complicates the core or assembly substructure and increases manufacturing costs. do. Therefore, if the boundary is stabilized under the condition that the fluctuation width of the aggregate output does not increase,
As can be seen from Figure 7, it is outside 70% of the radius of the core region. Therefore, in order to achieve the flattening of the power distribution, which is the effect of the present invention, without sacrificing economic efficiency, the height in the axial direction of the core should be constant up to a region exceeding 70% of the radius of the core region, and the height should be increased in the outer region. Just do it.
電気出力1000MWe、燃料集合体数336本、炉心
軸方向高さ1mの大型高速増殖炉の軸方向非均質
炉心において、本発明を適用して外側領域の炉心
軸方向高さを30cm高く1.3mとした場合、最大線
出力は7%低減した。したがつて。熱的余裕が7
%増大して炉心の運転が楽になると共に燃料の健
全性が向上する。また、この出力分布平坦化効果
を炉心の小型化、即ち燃料集合体数の削減に利用
すると全炉心の7%の燃料集合体を減らすことが
でき、高速増殖炉の建設コストの低減および燃料
サイクルコストの低減に効果が大きい。 In an axially heterogeneous core of a large fast breeder reactor with an electrical output of 1000 MWe, 336 fuel assemblies, and a core axial height of 1 m, the present invention was applied to increase the core axial height of the outer region by 30 cm to 1.3 m. In this case, the maximum line power was reduced by 7%. Therefore. Thermal margin is 7
%, which makes core operation easier and improves fuel integrity. In addition, if this power distribution flattening effect is used to downsize the reactor core, that is, to reduce the number of fuel assemblies, it is possible to reduce the number of fuel assemblies by 7% of the total core, reducing the construction cost of fast breeder reactors and the fuel cycle. It is highly effective in reducing costs.
また、本発明はその他の効果としては、燃焼反
応度の減少による制御棒本数の低減、ドツプラー
係数の増大およびナトリウム・ボイド係数の減少
による安全性の向上がある。 Other effects of the present invention include a reduction in the number of control rods due to a reduction in combustion reactivity, an increase in Doppler coefficient, and an improvement in safety due to a decrease in sodium void coefficient.
なお、以上述べた本発明の効果は、従来の軸方
向非均質炉心と比較して得られる効果であるが、
前述の軸方向非均質炉心が持つ増殖性、安全性等
に関する高性能は本発明の炉心でも同様に実現で
きる。即ち、本発明では、高増殖性、高安全性等
を実現する軸方向非均質炉心の特性に加えて上記
の改善効果が得られる。 Note that the effects of the present invention described above are effects obtained in comparison with conventional axially non-homogeneous cores,
The high performance in terms of multiplication, safety, etc. possessed by the axially non-homogeneous core described above can be similarly achieved by the core of the present invention. That is, in the present invention, in addition to the characteristics of an axially non-homogeneous core that achieves high multiplication performance, high safety, etc., the above-mentioned improved effects can be obtained.
次にその他の実施例の高速増殖炉の炉心をその
垂直断面図を示す第8図〜第13図によつて説明
する。何れの図においても、第1図と同一部分又
は対応する部分には同一符号が付してある。 Next, a description will be given with reference to FIGS. 8 to 13 showing vertical cross-sectional views of the core of a fast breeder reactor according to another embodiment. In both figures, the same or corresponding parts as in FIG. 1 are given the same reference numerals.
第8図で示した実施例は、第1図で示した実施
例の変形で、内部ブランケツト4の周辺部の軸方
向厚さの薄い部分を炉心領域一杯に拡大したもの
であり、第9図で示した実施例は、同じく第1図
で示した実施例の変形で、内部ブランケツト4の
軸方向厚さを半径方向に一様とした場合であり、
内部ブランケツト厚さと外側領域の境界とを最適
化したもので、何れの場合にも前述の実施例と同
様の効果を得ることができる。 The embodiment shown in FIG. 8 is a modification of the embodiment shown in FIG. 1, in which the thin part in the axial direction around the inner blanket 4 is expanded to fill the entire core area. The embodiment shown is a modification of the embodiment shown in FIG. 1, in which the thickness of the inner blanket 4 in the axial direction is made uniform in the radial direction.
By optimizing the inner blanket thickness and the boundary of the outer region, the same effect as the previous embodiment can be obtained in either case.
第10図で示した実施例は、内部ブランケツト
4の半径を第1図で示した実施例よりは小さく
し、その外側に炉心軸方向高さを変えない領域を
設けたものである。この場合にも、径方向出力分
布は三領域、即ち内部ブランケツトの存在する中
央領域、内部ブランケツトがなく炉心軸方向高さ
が同じ領域および炉心軸方向高さが高い領域で構
成されるため、径方向出力分布平坦化は第1図で
示した実施例と同様に実現できる。外側領域が内
部ブランケツトと隣接しなくなるので前述の隣接
効果による軸方向出力ピーク低減機能が小さくな
るが、外側領域の境界を僅か外部に移せばこの領
域に最大線出力が発生することを防ぐことができ
る。以上の炉心構成最適化を行えば、この実施例
においても第1図で示した実施例と同等な出力分
布平坦化を実現できる。第11図で示した実施例
は第10図で示した実施例の変形で、外側領域の
炉心軸方向高さを二段階に変えた場合で、燃料集
合体の種類が1種類増えるが、出力分布の平坦化
割合はさらに向上する。 In the embodiment shown in FIG. 10, the radius of the inner blanket 4 is made smaller than that in the embodiment shown in FIG. 1, and a region is provided outside of the inner blanket 4 in which the height in the axial direction of the core remains unchanged. In this case as well, the radial power distribution is composed of three regions: the central region where the internal blanket exists, the region where there is no internal blanket and the height in the core axial direction is the same, and the region where the height in the core axial direction is high. Flattening of the directional power distribution can be achieved in the same manner as in the embodiment shown in FIG. Since the outer region is no longer adjacent to the inner blanket, the ability to reduce the axial output peak due to the adjacency effect described above will be reduced, but if the boundary of the outer region is slightly moved to the outside, it is possible to prevent the maximum linear output from occurring in this region. can. By optimizing the core configuration as described above, it is possible to achieve a flattened power distribution equivalent to that of the embodiment shown in FIG. 1 in this embodiment as well. The embodiment shown in Fig. 11 is a modification of the embodiment shown in Fig. 10, in which the height in the axial direction of the core in the outer region is changed in two stages, and the number of types of fuel assemblies increases by one, but the output The flattening rate of the distribution is further improved.
さらに、外側領域の高さを三段以上変えること
も出力分布平坦化には効果的である。また、この
構造は、第1図に示した実施例にも、後に述べる
第12図で示した実施例に対しても適用できる。 Furthermore, changing the height of the outer region by three or more steps is also effective in flattening the output distribution. Further, this structure can be applied to the embodiment shown in FIG. 1 as well as the embodiment shown in FIG. 12, which will be described later.
第12図で示した実施例は、炉心上部から挿入
される制御棒が半挿入状態で運転される時の出力
分布の平坦化に効果的である。制御棒半挿入状態
では、軸方向出力分布は炉心下部に出力ピークを
発生するので、その出力ピークを低減するために
内部ブランケツトを軸方向中心位置より僅か下げ
て配置したものである。第13図で示した実施例
は、第12図で示した実施例の変形で、第12図
の実施例と同様に、制御棒半挿入時の出力分布平
坦化を実現するものであるが、内部ブランケツト
4は軸方向中央から下げないで、外側領域の炉心
上部の軸方向高さのみを高くするものであり、同
様な出力分布平坦化効果が得られる。 The embodiment shown in FIG. 12 is effective in flattening the power distribution when the control rods inserted from the upper part of the core are operated in a half-inserted state. When the control rods are half-inserted, the axial power distribution produces a power peak at the bottom of the core, so the internal blanket is placed slightly lower than the axial center position to reduce the power peak. The embodiment shown in FIG. 13 is a modification of the embodiment shown in FIG. 12, and similar to the embodiment shown in FIG. 12, flattening the power distribution when the control rod is partially inserted is realized. The inner blanket 4 is not lowered from the center in the axial direction, but only increases the height in the axial direction of the upper part of the core in the outer region, and a similar power distribution flattening effect can be obtained.
前述したそれぞれの実施例では、炉心領域の外
側領域の炉心軸方向高さを高くすることによりこ
の領域の出力分担割合を相対的に増やして炉心内
側領域との間の出力分担を均一化して出力ピーク
を低減している。このように、炉心領域の軸方向
高さを変えるという簡単な原理で出力分布の平坦
化を実現するため、燃料集合体や富化度の種類は
従来の軸方向非均質炉心と同一であり燃料製造コ
スト等も変わらない。さらに、軸方向非均質炉心
の大きな特徴である高増殖性、高経済性および高
安全性を損うことなく、本発明の効果を追加する
ことができる。 In each of the above-mentioned embodiments, by increasing the height in the core axial direction of the outer region of the core region, the power sharing ratio of this region is relatively increased, and the power sharing with the inner core region is equalized and the output is increased. Peaks are reduced. In this way, in order to flatten the power distribution using the simple principle of changing the axial height of the core region, the types of fuel assemblies and enrichment are the same as in conventional axially non-homogeneous cores, and the fuel Manufacturing costs will also remain unchanged. Furthermore, the effects of the present invention can be added without impairing the high multiplication ability, high economic efficiency, and high safety that are the major features of an axially non-homogeneous core.
したがつて、本発明の高速増殖炉によれば、簡
単な炉心構成の変更により出力分布を平坦化でき
るので、高増殖性、高経済性および高安全性に加
えて、炉心の熱的余裕の改善による燃料健全性お
よび運転融通性の向上、あるいは燃料集合体数を
削減する炉心小型化によるプラントコストおよび
燃料サイクルコストの低減が実現できる。 Therefore, according to the fast breeder reactor of the present invention, the power distribution can be flattened by a simple change in the core configuration, so in addition to high breeding performance, high economy, and high safety, the thermal margin of the core can be improved. Improvements can improve fuel integrity and operational flexibility, or reduce plant costs and fuel cycle costs by downsizing the core by reducing the number of fuel assemblies.
本発明は、軸方向非均質炉心の増殖性、安全性
などの面における高性能を維持しつつ、出力分布
を平坦化して炉心の熱的余裕の増大、あるいは炉
心の小型化が実現できる高速増殖炉を提供可能と
するもので、産業上の効果の大なるものである。
The present invention is a fast breeder that can flatten the power distribution and increase the thermal margin of the core or downsize the core while maintaining high performance in terms of breeding performance and safety of an axially non-homogeneous core. This makes it possible to provide furnaces and has great industrial effects.
第1図は本発明の高速増殖炉の一実施例の炉心
の構成の説明図、第2図は従来の高速増殖炉の炉
心の垂直断面図、第3図は第1図の炉心の炉心半
径とピーク線出力及び領域平均出力との関係を示
す線図、第4図は第1図の炉心の炉心高さと軸方
向出力との関係を第2図の従来の炉心の場合と比
較して示す線図、第5図は炉心外側領域の富化度
を高くした炉心の炉心高さと軸方向出力との関係
を第2図の従来の炉心の場合と比較して示す線
図、第6図は他の従来の高速増殖炉の炉心の垂直
断面図、第7図は第1図の炉心における炉心内側
領域半径と炉心外側領域半径の比と燃料集合体出
力との関係を示す線図、第8図〜第13図は本発
明の高速増殖炉のそれぞれ異なる他の実施例の炉
心の垂直断面図である。
1……炉心領域、2……径方向ブランケツト領
域、3……軸方向ブランケツト領域、4……内部
ブランケツト領域、5……燃料集合体、6……制
御棒。
Figure 1 is an explanatory diagram of the core configuration of an embodiment of the fast breeder reactor of the present invention, Figure 2 is a vertical sectional view of the core of a conventional fast breeder reactor, and Figure 3 is the core radius of the core of Figure 1. Figure 4 shows the relationship between the core height of the reactor core in Figure 1 and the axial power in comparison with that of the conventional core in Figure 2. Figure 5 is a diagram showing the relationship between the core height and axial output of a core with a high enrichment degree in the outer core region in comparison with that of the conventional core shown in Figure 2. FIG. 7 is a vertical cross-sectional view of the core of another conventional fast breeder reactor; FIG. 1 to 13 are vertical sectional views of cores of other different embodiments of the fast breeder reactor of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Core region, 2... Radial blanket region, 3... Axial blanket region, 4... Internal blanket region, 5... Fuel assembly, 6... Control rod.
Claims (1)
領域の外側を取囲んで燃料親物質を主成分とし径
方向ブランケツト領域と軸方向ブランケツト領域
とよりなる外部ブランケツト領域と、前記炉心領
域内に配置され燃料親物質を主成分とする内部ブ
ランケツト領域とからなる炉心を内蔵する高速増
殖炉において、前記内部ブランケツトを含む前記
炉心領域の軸方向の高さが炉心半径方向で異なり
外側領域ほど高くなつていることを特徴とする高
速増殖炉。 2 前記軸方向ブランケツト領域が、その内側領
域半径方向において内側領域最高集合体と外側領
域最高集合体の燃料集合体出力が等しくなるまで
は軸方向の高さが等しくなつている特許請求の範
囲第1項記載の高速増殖炉。[Scope of Claims] 1. A core region having fissile material, an outer blanket region surrounding the outside of the core region and consisting of a radial blanket region and an axial blanket region, the main component of which is a fuel parent material; In a fast breeder reactor having a built-in reactor core, which is disposed within a reactor core region and consists of an inner blanket region containing a fuel parent substance as a main component, the axial height of the core region including the inner blanket varies in the radial direction of the core. A fast breeder reactor that is characterized by being as high as the area. 2. The axial blanket region has an equal axial height until the fuel assembly outputs of the inner region highest assembly and the outer region highest assembly become equal in the radial direction of the inner region. Fast breeder reactor according to item 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60038301A JPS61196195A (en) | 1985-02-27 | 1985-02-27 | fast breeder reactor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60038301A JPS61196195A (en) | 1985-02-27 | 1985-02-27 | fast breeder reactor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61196195A JPS61196195A (en) | 1986-08-30 |
| JPH0564757B2 true JPH0564757B2 (en) | 1993-09-16 |
Family
ID=12521480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60038301A Granted JPS61196195A (en) | 1985-02-27 | 1985-02-27 | fast breeder reactor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61196195A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2549829C1 (en) * | 2014-01-31 | 2015-04-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Fast neutron reactor core with lead coolant, fuel rods and fuel assembly for its manufacturing |
-
1985
- 1985-02-27 JP JP60038301A patent/JPS61196195A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61196195A (en) | 1986-08-30 |
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