JPS58139092A - 沸騰水形原子炉用燃料集合体 - Google Patents
沸騰水形原子炉用燃料集合体Info
- Publication number
- JPS58139092A JPS58139092A JP57020815A JP2081582A JPS58139092A JP S58139092 A JPS58139092 A JP S58139092A JP 57020815 A JP57020815 A JP 57020815A JP 2081582 A JP2081582 A JP 2081582A JP S58139092 A JPS58139092 A JP S58139092A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- core
- distribution
- reactor
- 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.)
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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)
- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明のＭ術分野〕
本発明は、中性子の有効利用を図るべく改良されたＳ−
水形原子炉用一料集合体に関する。
水形原子炉用一料集合体に関する。
Ｓ＃水杉水子原子炉第１図に示す如く原子炉圧力容器１
の中心部に多数の燃料集合体２・・・を装荷して炉心Ｓ
を構成している。また圧力容器１の内部には冷却水４が
炉心３の上方まで収容されている。そして圧力容！！１
の上方には気水分離器５及び薫気乾燥器６が収容されて
いる。
の中心部に多数の燃料集合体２・・・を装荷して炉心Ｓ
を構成している。また圧力容器１の内部には冷却水４が
炉心３の上方まで収容されている。そして圧力容！！１
の上方には気水分離器５及び薫気乾燥器６が収容されて
いる。
さらに圧力容器１の周壁には、上部に主ｌＩＡ気出ロノ
ズル１、その下方に給水ノズル８がそれぞれ設けられて
いる。
ズル１、その下方に給水ノズル８がそれぞれ設けられて
いる。
前記燃料集合体２は、４２図及び第３図に示す如く角筒
状のチャンネル９内に多数の燃料棒１０・・・をマトリ
ックス状（通常８×８本）に配列し、それらの燃料ｔ４
１０・・・の上下端を上部タイプレート１ノ及び下部タ
イプレート１２によりそれぞれ支持し、さらに上下タイ
プレート１１．１１間の複数−所をスペーサ１３・・・
こて支持することによって燃料−１０・・・の相互の間
隔を一定に保つように構成されている。
状のチャンネル９内に多数の燃料棒１０・・・をマトリ
ックス状（通常８×８本）に配列し、それらの燃料ｔ４
１０・・・の上下端を上部タイプレート１ノ及び下部タ
イプレート１２によりそれぞれ支持し、さらに上下タイ
プレート１１．１１間の複数−所をスペーサ１３・・・
こて支持することによって燃料−１０・・・の相互の間
隔を一定に保つように構成されている。
前記燃料棒１０は、第４図に示す如く、例えばシルカｑ
イよりなる４Ｒ蝋管１４内に円柱状ペレットとして形成
された多数のウラン燃料Ｊ５・・・をｖＩＩＩｌｋね、
上方よりはね１６で押えて封入した構成のもので、各ウ
ラン燃料１５は酸化ウランの粉末を焼結して一定形状に
形成される。なお、図中１７は被覆管１４の上端開口を
密閉する栓体である。
イよりなる４Ｒ蝋管１４内に円柱状ペレットとして形成
された多数のウラン燃料Ｊ５・・・をｖＩＩＩｌｋね、
上方よりはね１６で押えて封入した構成のもので、各ウ
ラン燃料１５は酸化ウランの粉末を焼結して一定形状に
形成される。なお、図中１７は被覆管１４の上端開口を
密閉する栓体である。
そこで、炉心３におけるウラン燃料の核分裂により、圧
力容器ｌ内の冷却水４を沸騰させ、これによって発生し
た蒸気を気水分離器５及び蒸気乾燥器６を通して主蒸気
出口ノズル７より発゛峨所のタービン駆動用として取出
す。またタービン（図示せず）を通過した蒸気は復水器
（図示せず）で冷却液化され、冷却水４として再び給水
入口ノズル８より圧力容器１内へ供給される。
力容器ｌ内の冷却水４を沸騰させ、これによって発生し
た蒸気を気水分離器５及び蒸気乾燥器６を通して主蒸気
出口ノズル７より発゛峨所のタービン駆動用として取出
す。またタービン（図示せず）を通過した蒸気は復水器
（図示せず）で冷却液化され、冷却水４として再び給水
入口ノズル８より圧力容器１内へ供給される。
ところで、従来の燃料集合体にあっては、燃料棒１０円
に封入するウラン感料１５・・・の−縮度をすべて同一
としており：・、炉心３の上下方向の Ｕ曖幅度分布は
第５図の如く一様となっていた。
に封入するウラン感料１５・・・の−縮度をすべて同一
としており：・、炉心３の上下方向の Ｕ曖幅度分布は
第５図の如く一様となっていた。
一方、炉心３内では蒸気（以下ボイドと称する）が発生
しており、ボイド率（二相流中におけるボイドの容積比
率）は第６図の曲線Ｖの如く炉心３の上方はど高くなっ
ている。モしてボイド率が高いと出力は低下するので、
上下方向の炉心出力分布をみると、ｓ６図の曲線Ｐで示
す如く、上端では低く、下方へ向うにしたがって高くな
り、下端近傍部で峡部となる。ただし最下端部では中性
子の漏れが発生するためｆｉ七端部と同様に出力が出す
、急激に低下するようになる。
しており、ボイド率（二相流中におけるボイドの容積比
率）は第６図の曲線Ｖの如く炉心３の上方はど高くなっ
ている。モしてボイド率が高いと出力は低下するので、
上下方向の炉心出力分布をみると、ｓ６図の曲線Ｐで示
す如く、上端では低く、下方へ向うにしたがって高くな
り、下端近傍部で峡部となる。ただし最下端部では中性
子の漏れが発生するためｆｉ七端部と同様に出力が出す
、急激に低下するようになる。
ところで、炉心３の実効増倍率Ｋａｆｆは平均無限増倍
率に００に比例する。また炉心３のＥ端から下方へ回っ
てＺの位置における炉心出力なＰ、無限増倍率なＫＣＫ
）とするとき、平均無限増倍率Ｋｅｏｏは、 Ｋｏｏ −、ｆＫＤｏ−Ｐ−ｄＺ／ ｆＰ −ｄＺで近
似的に表わ”「ことができる。 １こ
こで、無限増倍率に勾は Ｕ嬢縮度にほぼ比例するが、
従来では燃料棒１０内の上下方向の ｕ＊ｍｉ分布がほ
ぼ一様であったため、平均無限増倍率Ｙ；は炉心出力の
如何に拘らずほぼ一定となっていた。このため炉心３の
上下端部の、出力が低い部分ではウラン燃料１５より照
射される中性子が冷却水加熱のために有効に利用されず
、したがって炉心３の反応度を高めるためには不利であ
った。
率に００に比例する。また炉心３のＥ端から下方へ回っ
てＺの位置における炉心出力なＰ、無限増倍率なＫＣＫ
）とするとき、平均無限増倍率Ｋｅｏｏは、 Ｋｏｏ −、ｆＫＤｏ−Ｐ−ｄＺ／ ｆＰ −ｄＺで近
似的に表わ”「ことができる。 １こ
こで、無限増倍率に勾は Ｕ嬢縮度にほぼ比例するが、
従来では燃料棒１０内の上下方向の ｕ＊ｍｉ分布がほ
ぼ一様であったため、平均無限増倍率Ｙ；は炉心出力の
如何に拘らずほぼ一定となっていた。このため炉心３の
上下端部の、出力が低い部分ではウラン燃料１５より照
射される中性子が冷却水加熱のために有効に利用されず
、したがって炉心３の反応度を高めるためには不利であ
った。
本発明は、無限増倍率Ｋｏｏの上下方向の分布が炉心の
上下方向出力分布と同一傾向を呈するように Ｕ−縮度
分布を設定して中性子の有効利用を図り、平均無限増倍
率Ｋｏｏを＾めるこ＼ とにより、ウラン燃料を増加することなしに炉心反応度
を高めうるＳ騰水形ｊ京子炉用燃料集合体を提供するこ
とを目的とする。
上下方向出力分布と同一傾向を呈するように Ｕ−縮度
分布を設定して中性子の有効利用を図り、平均無限増倍
率Ｋｏｏを＾めるこ＼ とにより、ウラン燃料を増加することなしに炉心反応度
を高めうるＳ騰水形ｊ京子炉用燃料集合体を提供するこ
とを目的とする。
本発明に係る那締水形原子炉用燃料集合体は、燃料棒内
の Ｕ＠ｌ縮度を上下端部で低く、上端から下方へ同う
にしたがって尚くなり下＠近傍部で最鳥になるように設
定し、炉心の上下方向の Ｕｌｌｉｆ度分布が炉心の出
力分布と同一傾向を呈するようにしたものである。この
ような―縮度分布を与えることによって、炉心出力の高
い部分はどウラン燃料の中性子照射も多くなり、中性子
の有効利用が図られるので、炉心反応度を高めることが
できるのである。
の Ｕ＠ｌ縮度を上下端部で低く、上端から下方へ同う
にしたがって尚くなり下＠近傍部で最鳥になるように設
定し、炉心の上下方向の Ｕｌｌｉｆ度分布が炉心の出
力分布と同一傾向を呈するようにしたものである。この
ような―縮度分布を与えることによって、炉心出力の高
い部分はどウラン燃料の中性子照射も多くなり、中性子
の有効利用が図られるので、炉心反応度を高めることが
できるのである。
以下、本発明の一実施例を第７図及び第８図を参照して
説明する。
説明する。
ｉ１７図は、沸騰水形原子炉用燃料集合体を構成する多
数の燃料棒のうちの１本を示すもので、この燃料棒１０
１は、細長い被＠盲１０１の内部に円柱状ペレットとし
て形成された多数のウラン燃料１０３１．１０３Ｂ、・
・・、ｚｏｓＮを積重ね、上端よりばね１０４で押えて
、ｉ ａｋ ｉｆｆ’ Ｊ ＯＪの上下端をそれぞれ上
部栓体ＩＱ５及び下部栓体１０６で封止した構成のもの
である。上記ウラン燃料１０３１．１０３Ｂ、・・・、
１０３Ｎは酸化９ランの粉末を焼結して円柱状にフレ成
したものであるが、それらの Ｕ＆［ｆｆはす、べて−
足ではなく、８８図の如く麦をつけである。すなわち上
下端部では約０．７１重量％と天然ウラン程度の低さで
あるが、上端から下方へ向うにしたがって、例えば１．
５重量％、２．０１１１［１％、２．５重置％と段階的
に高くなり、下端近傍部で約３．０重置％と最高になる
ように設定されている。以上の ＵＩＩ縮度分布は同図
中に仮想線で示す炉心出力分布と同一傾向を呈するもの
である。
数の燃料棒のうちの１本を示すもので、この燃料棒１０
１は、細長い被＠盲１０１の内部に円柱状ペレットとし
て形成された多数のウラン燃料１０３１．１０３Ｂ、・
・・、ｚｏｓＮを積重ね、上端よりばね１０４で押えて
、ｉ ａｋ ｉｆｆ’ Ｊ ＯＪの上下端をそれぞれ上
部栓体ＩＱ５及び下部栓体１０６で封止した構成のもの
である。上記ウラン燃料１０３１．１０３Ｂ、・・・、
１０３Ｎは酸化９ランの粉末を焼結して円柱状にフレ成
したものであるが、それらの Ｕ＆［ｆｆはす、べて−
足ではなく、８８図の如く麦をつけである。すなわち上
下端部では約０．７１重量％と天然ウラン程度の低さで
あるが、上端から下方へ向うにしたがって、例えば１．
５重量％、２．０１１１［１％、２．５重置％と段階的
に高くなり、下端近傍部で約３．０重置％と最高になる
ように設定されている。以上の ＵＩＩ縮度分布は同図
中に仮想線で示す炉心出力分布と同一傾向を呈するもの
である。
以Ｅのような構成であると、燃料棒１０１内の ｕｍｍ
ｍｍ重分布心出力分布と同−傾向を呈することにより、
炉心上下端部の炉心出力が低い部分では燃料バンドルの
平均−確度を低く抑えて燃料の節減が図られ、また炉心
出力が高い部分では中性子の有効利用が図られて炉心の
反応度が＾められることになる。
ｍｍ重分布心出力分布と同−傾向を呈することにより、
炉心上下端部の炉心出力が低い部分では燃料バンドルの
平均−確度を低く抑えて燃料の節減が図られ、また炉心
出力が高い部分では中性子の有効利用が図られて炉心の
反応度が＾められることになる。
なお本発明は上記実施例の構成に限定されるものではな
い。例えば菜９因に示すように、ｓｓｓ ＵａＩ＆、
、分布な皐に二段声としてもよい。この場合も燃料棒１
丁端部では低く（約０．７１１量％）、中間部から下端
近情部までの範囲な尚（（０，２５〜３．Ｏｋ童％捏度
）すればよい。
い。例えば菜９因に示すように、ｓｓｓ ＵａＩ＆、
、分布な皐に二段声としてもよい。この場合も燃料棒１
丁端部では低く（約０．７１１量％）、中間部から下端
近情部までの範囲な尚（（０，２５〜３．Ｏｋ童％捏度
）すればよい。
以上詳述したように、本発明に係るＳ＃水彩原子炉用燃
料集合体は、燃料−内のＩｌｌ Ｕ験縮度を上下端部で
低く、上端から下方へ向うにしたがって高くなり下端近
傍部で最高になるように設定し、炉心の上下方向のｌ５
ｌＵ−縮度分布が炉心の出力分布と同一傾向を呈するよ
うに構成されているので、炉心出力の高い、つまり中性
子束の局い炉心下端近傍部では高いｌｌＩ縮度により中
性子が炉心出力上昇のために有効に利用され、炉心出力
が高められる。また中性子束の低い炉心上下＠部では一
砺度が低いため燃料バンドルの平均凝縮度を低く抑える
ことができる。このため燃料増加の必要がないばかりか
、却って燃料の節減を図ることもできるなど、優れた効
果を得ることがで考る。
料集合体は、燃料−内のＩｌｌ Ｕ験縮度を上下端部で
低く、上端から下方へ向うにしたがって高くなり下端近
傍部で最高になるように設定し、炉心の上下方向のｌ５
ｌＵ−縮度分布が炉心の出力分布と同一傾向を呈するよ
うに構成されているので、炉心出力の高い、つまり中性
子束の局い炉心下端近傍部では高いｌｌＩ縮度により中
性子が炉心出力上昇のために有効に利用され、炉心出力
が高められる。また中性子束の低い炉心上下＠部では一
砺度が低いため燃料バンドルの平均凝縮度を低く抑える
ことができる。このため燃料増加の必要がないばかりか
、却って燃料の節減を図ることもできるなど、優れた効
果を得ることがで考る。
ｓ１図は沸騰水形原子炉の概略図、第２図は燃料集合体
のＩｆＴ面図、＄３図は燃料集合体の斜視図、第４図は
燃料棒な一部切欠して示す側面、第５図は従来の沸騰水
形原子炉の炉心の””Ｕｌｌ縮度分布図、第６図は沸騰
水形原子炉の炉心のボイド率及び出力分布図、第７図は
本発明の一実施例を示す燃料棒の縦断面図、第８図は同
実施例における燃料棒内のウラン燃料の■Ｕ−一度分布
図、第９図は他の実施例におけるＩａｌｕｓ縮度分布図
である。 １０１・・・燃料棒、１０３に、１０３Ｂ、・・・。 ”ｌ０３Ｎ・・・ウラン燃料。 出−人代理人 弁理士 詐 江 式 淋４ 一面のイ↑ａ＜内容に変更なし） 第ｔｌｌ 第２図 ２ 琳３１１を 第４ｍ 第５図 第６図 特許庁長官 島田春樹 殿 １．事件の表示 特願昭 ５７−２０８１５ 号 ２、発明の名称 沸騰水形原子炉用燃料集合体 ３、補ＩＦをする者 事件との関係 特許出願人。 （３０７） 東京芝浦電気株式会社 ４、代理人 ６、補１１ミの対象 明細書、ＷＪ面 ７、補正の内容 明細＊、Ｗ面の浄書（内￥ＩＩこ変罠なし）４９７−
のＩｆＴ面図、＄３図は燃料集合体の斜視図、第４図は
燃料棒な一部切欠して示す側面、第５図は従来の沸騰水
形原子炉の炉心の””Ｕｌｌ縮度分布図、第６図は沸騰
水形原子炉の炉心のボイド率及び出力分布図、第７図は
本発明の一実施例を示す燃料棒の縦断面図、第８図は同
実施例における燃料棒内のウラン燃料の■Ｕ−一度分布
図、第９図は他の実施例におけるＩａｌｕｓ縮度分布図
である。 １０１・・・燃料棒、１０３に、１０３Ｂ、・・・。 ”ｌ０３Ｎ・・・ウラン燃料。 出−人代理人 弁理士 詐 江 式 淋４ 一面のイ↑ａ＜内容に変更なし） 第ｔｌｌ 第２図 ２ 琳３１１を 第４ｍ 第５図 第６図 特許庁長官 島田春樹 殿 １．事件の表示 特願昭 ５７−２０８１５ 号 ２、発明の名称 沸騰水形原子炉用燃料集合体 ３、補ＩＦをする者 事件との関係 特許出願人。 （３０７） 東京芝浦電気株式会社 ４、代理人 ６、補１１ミの対象 明細書、ＷＪ面 ７、補正の内容 明細＊、Ｗ面の浄書（内￥ＩＩこ変罠なし）４９７−
Claims (2)
- （１） 燃料棒内の υ員縮度を上下端部で低く、
上端から下方へ向うにしたがって高くなり下端近傍部で
ＩＩｋ＾になるように設定し、炉心の上下方間の Ｕｌ
ｉｌｌｌｌｉｉＫ分布が炉心の出力分布と同−傾向を呈
するようにしたことを特徴とする沸騰水形原子炉用燃料
集合体。 - （２） 燃料棒内の上下端部における Ｕ＠縮度を０
、７１３１１緻％としたことを特徴とする特許請求の一
囲第（１）項記載のＳ繍水形原子炉用燃料集合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57020815A JPS58139092A (ja) | 1982-02-12 | 1982-02-12 | 沸騰水形原子炉用燃料集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57020815A JPS58139092A (ja) | 1982-02-12 | 1982-02-12 | 沸騰水形原子炉用燃料集合体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58139092A true JPS58139092A (ja) | 1983-08-18 |
| JPH0376435B2 JPH0376435B2 (ja) | 1991-12-05 |
Family
ID=12037526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57020815A Granted JPS58139092A (ja) | 1982-02-12 | 1982-02-12 | 沸騰水形原子炉用燃料集合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58139092A (ja) |
-
1982
- 1982-02-12 JP JP57020815A patent/JPS58139092A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0376435B2 (ja) | 1991-12-05 |
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