JPH0694871A - 原子炉用燃料集合体 - Google Patents
原子炉用燃料集合体Info
- Publication number
- JPH0694871A JPH0694871A JP4247568A JP24756892A JPH0694871A JP H0694871 A JPH0694871 A JP H0694871A JP 4247568 A JP4247568 A JP 4247568A JP 24756892 A JP24756892 A JP 24756892A JP H0694871 A JPH0694871 A JP H0694871A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- rod
- rods
- water
- fuel assembly
- 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.)
- Pending
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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
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】太径と通常径の２本以上のウォータロッド１
２，１３を有する原子炉用燃料集合体において、太径ウ
ォータロッド１２は燃料集合体１１の中央に固定配置
し、通常径ウォータロッド１３の外径は燃料棒２の外径
と同じであるため、スペーサ５の構造を変えることな
く、通常径ウォータロッド１３を自由に配置できる。 【効果】通常径ウォータロッドの配置を変えても、それ
に対応したスペーサは一種類で対応が可能となり、燃料
の成型加工において効率及び経済性が向上する。
２，１３を有する原子炉用燃料集合体において、太径ウ
ォータロッド１２は燃料集合体１１の中央に固定配置
し、通常径ウォータロッド１３の外径は燃料棒２の外径
と同じであるため、スペーサ５の構造を変えることな
く、通常径ウォータロッド１３を自由に配置できる。 【効果】通常径ウォータロッドの配置を変えても、それ
に対応したスペーサは一種類で対応が可能となり、燃料
の成型加工において効率及び経済性が向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原子炉用燃料集合体に
関する。
関する。
【０００２】
【従来の技術】沸騰水型原子炉の燃料集合体は、金属製
被覆管内部に核燃料物質を充填した多数の燃料棒を規則
正しく配列されたものが方形のチャンネルボックスの内
部に収納されて構成されている。そして、沸騰水型原子
炉の炉心では、通常１体の十字型制御棒とそれを取り囲
む４体の燃料集合体とから構成されたセルが規則正しく
配置されている。すなわち、沸騰水型原子炉の炉心の各
燃料集合体および制御棒は、それらの軸が垂直で互いに
平行になるように配列され、減速材としての機能を有す
る冷却材は炉心の下方から上方に向って流れるように構
成されている。そして、炉心有効部下端即ち発熱部の下
端付近では気泡は発生しないが、炉心の中央部から上端
部にかけては大量の気泡が発生し、この発生した気泡は
炉心上方に流れる。気泡の占める体積割合、即ち、ボイ
ド割合が高くなると、中性子の減速特性が低下するため
熱中性子束が低下し、出力が低下する。これを避けるた
め、ボイド割合の高い部位では核分裂核種濃度即ち濃縮
度を高めたり、或いは、ボイド割合の低い部位の出力上
昇を抑えるべく可燃性毒物を入れる等して対処してき
た。
被覆管内部に核燃料物質を充填した多数の燃料棒を規則
正しく配列されたものが方形のチャンネルボックスの内
部に収納されて構成されている。そして、沸騰水型原子
炉の炉心では、通常１体の十字型制御棒とそれを取り囲
む４体の燃料集合体とから構成されたセルが規則正しく
配置されている。すなわち、沸騰水型原子炉の炉心の各
燃料集合体および制御棒は、それらの軸が垂直で互いに
平行になるように配列され、減速材としての機能を有す
る冷却材は炉心の下方から上方に向って流れるように構
成されている。そして、炉心有効部下端即ち発熱部の下
端付近では気泡は発生しないが、炉心の中央部から上端
部にかけては大量の気泡が発生し、この発生した気泡は
炉心上方に流れる。気泡の占める体積割合、即ち、ボイ
ド割合が高くなると、中性子の減速特性が低下するため
熱中性子束が低下し、出力が低下する。これを避けるた
め、ボイド割合の高い部位では核分裂核種濃度即ち濃縮
度を高めたり、或いは、ボイド割合の低い部位の出力上
昇を抑えるべく可燃性毒物を入れる等して対処してき
た。
【０００３】したがって、沸騰水型原子炉では炉心上部
の燃焼が遅れやすく、これによってＵ−２３５濃度が相
対的に他の部分より高くなり、また、ボイドによりＰｕ
−２３９などの核分裂性核種が生成されるため、炉心上
部では原子炉の停止余裕がきびしくなりやすいことはよ
く知られている。さらに、経済性向上を主目的として、
運転サイクルの長期化や燃料の高燃焼度化が図られ、そ
れに対応した燃料が求められている。また、上記目的を
達成するために、燃料集合体の構造設計変更が急務であ
る。
の燃焼が遅れやすく、これによってＵ−２３５濃度が相
対的に他の部分より高くなり、また、ボイドによりＰｕ
−２３９などの核分裂性核種が生成されるため、炉心上
部では原子炉の停止余裕がきびしくなりやすいことはよ
く知られている。さらに、経済性向上を主目的として、
運転サイクルの長期化や燃料の高燃焼度化が図られ、そ
れに対応した燃料が求められている。また、上記目的を
達成するために、燃料集合体の構造設計変更が急務であ
る。
【０００４】現在、原子炉で使用されている燃料集合体
の一例を図１に示す。図１に示す通り、燃料集合体はウ
ォータロッド（図示せず）と燃料棒２を上部タイプレー
ト４，スペーサ５，下部タイプレート３により固定し、
その外側をチャンネルボックス１で取囲むように構成さ
れている。燃料棒２は図１（ｂ）に示すように、被覆管
７内に燃料ペレット８を配設し、その上部のガスプレナ
ムにスプリング９を設け、上端に上部端栓１０を下端に
下部端栓６を設けている。
の一例を図１に示す。図１に示す通り、燃料集合体はウ
ォータロッド（図示せず）と燃料棒２を上部タイプレー
ト４，スペーサ５，下部タイプレート３により固定し、
その外側をチャンネルボックス１で取囲むように構成さ
れている。燃料棒２は図１（ｂ）に示すように、被覆管
７内に燃料ペレット８を配設し、その上部のガスプレナ
ムにスプリング９を設け、上端に上部端栓１０を下端に
下部端栓６を設けている。
【０００５】一体の燃料集合体当たりに２本以上のウォ
ータロッドが存在する燃料集合体の公知例として特願昭
63−160677号明細書がある。この発明では、ウォータロ
ッドの外径がいずれも燃料棒の外径よりも太いため、そ
のウォータロッドを任意に配置する場合、それぞれ専用
のスペーサを準備する必要があった。また、特願昭62−
85746 号明細書に示されている燃料集合体では、ウォー
タロッドの位置が燃料集合体の対称位置に配置すること
に限定されていた。
ータロッドが存在する燃料集合体の公知例として特願昭
63−160677号明細書がある。この発明では、ウォータロ
ッドの外径がいずれも燃料棒の外径よりも太いため、そ
のウォータロッドを任意に配置する場合、それぞれ専用
のスペーサを準備する必要があった。また、特願昭62−
85746 号明細書に示されている燃料集合体では、ウォー
タロッドの位置が燃料集合体の対称位置に配置すること
に限定されていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、燃料棒より
外径の太いウォータロッドを燃料集合体の中央部に固定
配置した燃料集合体において、その他に燃料棒の外径と
同じ外径のウォータロッドを用いることにより、その配
置を任意に変えてもスペーサの構造を変更することな
く、一種類のスペーサで燃料集合体が組立可能となる。
外径の太いウォータロッドを燃料集合体の中央部に固定
配置した燃料集合体において、その他に燃料棒の外径と
同じ外径のウォータロッドを用いることにより、その配
置を任意に変えてもスペーサの構造を変更することな
く、一種類のスペーサで燃料集合体が組立可能となる。
【０００７】また、いくつかの濃縮度の異なった燃料棒
の配置に対応したウォータロッドの配置が可能となり、
多種多様な燃料集合体の設計が可能となる。
の配置に対応したウォータロッドの配置が可能となり、
多種多様な燃料集合体の設計が可能となる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、２本以上のウォータロッドを有する原子
炉用燃料集合体において、燃料棒の外径より太いウォー
タロッドは燃料集合体の中央部に固定配置し、一方、燃
料棒の外径と同じ外径のウォータロッドを自由に任意の
位置に配置できることにより、多種多様な燃料集合体が
可能となり、更にそれに対応したスペーサの構造変更の
必要がなくなることを特徴とするものである。
成するために、２本以上のウォータロッドを有する原子
炉用燃料集合体において、燃料棒の外径より太いウォー
タロッドは燃料集合体の中央部に固定配置し、一方、燃
料棒の外径と同じ外径のウォータロッドを自由に任意の
位置に配置できることにより、多種多様な燃料集合体が
可能となり、更にそれに対応したスペーサの構造変更の
必要がなくなることを特徴とするものである。
【０００９】
【作用】本発明の原子炉用燃料集合体によれば、運転サ
イクルの長期化や燃料の高燃焼度化に対応した多種多様
な燃料集合体を一種類のスペーサで対応できる原子炉用
燃料集合体を供給することができる。
イクルの長期化や燃料の高燃焼度化に対応した多種多様
な燃料集合体を一種類のスペーサで対応できる原子炉用
燃料集合体を供給することができる。
【００１０】
【実施例】本発明を、実施例を参照して説明する。
【００１１】図２は本発明の当該サイクルの燃料集合体
の実施例の横断面図である。燃料集合体１１は、燃料棒
２を１０×１０の格子状に配列したものであり、中央部
にそれぞれ燃料棒４本分に相当する位置に太径ウォータ
ロッド１２が２本と、太径ウォータロッドの間に、燃料
棒の外径と同じ外径のウォータロッド（通常径ウォータ
ロッド）１３が２本配置されたものである。従って、太
径ウォータロッドが２本，通常径ウォータロッドが２
本，燃料棒が９０本の燃料集合体である。
の実施例の横断面図である。燃料集合体１１は、燃料棒
２を１０×１０の格子状に配列したものであり、中央部
にそれぞれ燃料棒４本分に相当する位置に太径ウォータ
ロッド１２が２本と、太径ウォータロッドの間に、燃料
棒の外径と同じ外径のウォータロッド（通常径ウォータ
ロッド）１３が２本配置されたものである。従って、太
径ウォータロッドが２本，通常径ウォータロッドが２
本，燃料棒が９０本の燃料集合体である。
【００１２】図３は本発明の次サイクルの燃料集合体の
実施例の横断面図である。燃料棒２と太径ウォータロッ
ド１２の配置は第一の実施例と同じであるが、燃料棒の
外径と同じ外径のウォータロッド（通常径ウォータロッ
ド）１３が、燃料集合体の中心部よりずれた位置に配置
されたものである。
実施例の横断面図である。燃料棒２と太径ウォータロッ
ド１２の配置は第一の実施例と同じであるが、燃料棒の
外径と同じ外径のウォータロッド（通常径ウォータロッ
ド）１３が、燃料集合体の中心部よりずれた位置に配置
されたものである。
【００１３】図４は本発明の第３の実施例の横断面図で
ある。燃料集合体１１は、図２および図３と同様に燃料
棒２を１０×１０の格子状に配列したものであり、中央
部付近に集合体断面中心からずらして、それぞれ燃料棒
４本分に相当する位置に太径ウォータロッド１２が２本
配置されたものである。またその他に、燃料棒の外径と
同じ外径のウォータロッド（通常径ウォータロッド）１
３が３本配置されたものである。従って、太径ウォータ
ロッドが２本，通常径ウォータロッドが３本，燃料棒が
９０本の燃料集合体である。本実施例は、特に燃料集合
体外周の水ギャップ幅が異なる炉心（Ｄ格子炉心）に適
したものである。
ある。燃料集合体１１は、図２および図３と同様に燃料
棒２を１０×１０の格子状に配列したものであり、中央
部付近に集合体断面中心からずらして、それぞれ燃料棒
４本分に相当する位置に太径ウォータロッド１２が２本
配置されたものである。またその他に、燃料棒の外径と
同じ外径のウォータロッド（通常径ウォータロッド）１
３が３本配置されたものである。従って、太径ウォータ
ロッドが２本，通常径ウォータロッドが３本，燃料棒が
９０本の燃料集合体である。本実施例は、特に燃料集合
体外周の水ギャップ幅が異なる炉心（Ｄ格子炉心）に適
したものである。
【００１４】なお、図２，図３および図４に示した実施
例は、燃料棒２の濃縮度の選定に伴い、まず太径ウォー
タロッド１２の外径，本数，位置を定めることにより、
スペーサ構造が定まり、そのスペーサ構造のもとで通常
径ウォータロッド１３の本数および位置は自由に変える
ことが可能である。また、これは他の燃料棒配置（８×
８，９×９等）でもそれぞれ可能である。
例は、燃料棒２の濃縮度の選定に伴い、まず太径ウォー
タロッド１２の外径，本数，位置を定めることにより、
スペーサ構造が定まり、そのスペーサ構造のもとで通常
径ウォータロッド１３の本数および位置は自由に変える
ことが可能である。また、これは他の燃料棒配置（８×
８，９×９等）でもそれぞれ可能である。
【００１５】
【発明の効果】本発明の原子炉用燃料集合体によれば、
運転サイクルの長期化や燃料の高燃焼度化に対応した多
種多様の燃料集合体において、一種類のスペーサで対応
可能であるため、燃料の成型加工において経済性が向上
し、生産工程の簡略化を図ることができる。また、原子
炉運転中に、原子炉用燃料集合体の燃料棒及びウォータ
ロッドを任意に適正な位置に組替えることが可能とな
る。
運転サイクルの長期化や燃料の高燃焼度化に対応した多
種多様の燃料集合体において、一種類のスペーサで対応
可能であるため、燃料の成型加工において経済性が向上
し、生産工程の簡略化を図ることができる。また、原子
炉運転中に、原子炉用燃料集合体の燃料棒及びウォータ
ロッドを任意に適正な位置に組替えることが可能とな
る。
【図１】現在、原子炉で使用されている燃料集合体の一
例の斜視図（ａ）および側面図（ｂ）。
例の斜視図（ａ）および側面図（ｂ）。
【図２】本発明の第１の実施例であり、太径及び通常径
ウォータロッドが燃料集合体の中央部に配置した断面
図。
ウォータロッドが燃料集合体の中央部に配置した断面
図。
【図３】本発明の第２の実施例であり、太径ウォータロ
ッドは燃料集合体の中央部に、通常径ウォータロッドは
燃料集合体の中央よりずれた位置に配置した断面図。
ッドは燃料集合体の中央部に、通常径ウォータロッドは
燃料集合体の中央よりずれた位置に配置した断面図。
【図４】本発明の第３の実施例であり、太径ウォータロ
ッドを燃料集合体の中央よりずれた位置に配置した断面
図。
ッドを燃料集合体の中央よりずれた位置に配置した断面
図。
２…燃料棒、１１…燃料集合体、１２…太径ウォータロ
ッド、１３…通常径ウォータロッド。
ッド、１３…通常径ウォータロッド。
フロントページの続き (72)発明者 別所 泰典 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 中村 昭三 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内
Claims (4)
- 【請求項１】２サイクル以上燃焼する同一の原子炉用燃
料集合体において、前記サイクルと次サイクルとで燃料
棒とウォータロッドの配置を変えることを特徴とする原
子炉用燃料集合体。 - 【請求項２】請求項１において、前記燃料棒と前記ウォ
ータロッドの配置を変える際、前記サイクルと次サイク
ルとの間で行なわれる定期検査中に行なう原子炉用燃料
集合体の組立て方法。 - 【請求項３】請求項１において、金属製被覆管内部に核
燃料物質を充填した複数本の燃料棒を格子状に配列さ
せ、上下を上部及び下部タイプレートで保持し、前記上
部及び下部タイプレートの間に複数のスペーサを配置
し、前記燃料棒の内部にウォータロッドを配置した原子
炉用燃料集合体において、２本以上組み込まれた前記ウ
ォータロッドのうち、前記燃料棒の外径より太い外径の
ウォータロッドを少なくとも１本、および前記燃料棒の
外径と同じ外径のウォータロッドを少なくとも１本有
し、前記それぞれのウォータロッドの配置が必ずしも燃
料集合体の対称位置でない位置に配置する原子炉用燃料
集合体。 - 【請求項４】請求項３において、前記燃料棒の外径より
太い外径のウォータロッドは燃料集合体の中央部に配置
し、前記燃料棒の外径と同じ外径のウォータロッドの配
置は任意に自由に変えられる原子炉用燃料集合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4247568A JPH0694871A (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | 原子炉用燃料集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4247568A JPH0694871A (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | 原子炉用燃料集合体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0694871A true JPH0694871A (ja) | 1994-04-08 |
Family
ID=17165434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4247568A Pending JPH0694871A (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | 原子炉用燃料集合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0694871A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6735267B2 (en) * | 2001-12-28 | 2004-05-11 | Hitachi, Ltd. | Fuel assembly |
-
1992
- 1992-09-17 JP JP4247568A patent/JPH0694871A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6735267B2 (en) * | 2001-12-28 | 2004-05-11 | Hitachi, Ltd. | Fuel assembly |
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