JPS6047986A - 燃料集合体 - Google Patents
燃料集合体Info
- Publication number
- JPS6047986A JPS6047986A JP58154894A JP15489483A JPS6047986A JP S6047986 A JPS6047986 A JP S6047986A JP 58154894 A JP58154894 A JP 58154894A JP 15489483 A JP15489483 A JP 15489483A JP S6047986 A JPS6047986 A JP S6047986A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core
- fuel
- fuel assembly
- average
- height direction
- 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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Classifications
-
- 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
- Inert Electrodes (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】
〔発明の利用分野〕
本発明は沸騰水型原子炉の燃料集合体に係シ、特に中心
部燃料棒の平均ウラン濃縮度と周辺部燃料棒の平均ウラ
ン濃縮度との差全炉心高き方向に変化させることによシ
、炉心高さ方向の出力分布を制御し、燃焼末期の反応朋
を増加させ、燃焼度全増大させるのに好適な燃料集合体
に関する。
部燃料棒の平均ウラン濃縮度と周辺部燃料棒の平均ウラ
ン濃縮度との差全炉心高き方向に変化させることによシ
、炉心高さ方向の出力分布を制御し、燃焼末期の反応朋
を増加させ、燃焼度全増大させるのに好適な燃料集合体
に関する。
沸騰水型原子炉では、炉心高さ方向にボイドが分布する
ため、炉心下部で中性子の熱化が促進され、出力分布は
炉心下部で犬きくなる傾向をもつ。
ため、炉心下部で中性子の熱化が促進され、出力分布は
炉心下部で犬きくなる傾向をもつ。
従来の燃料集合体の設計においては、ＰＣＩ（燃料ベレ
ット−被覆管相互作用）に起因した燃料破損を少なくシ
、シかも稼動率を向上させるという観点から、前記した
炉心下部での出力ピークを小はくシ、出力分布を運転期
間を通じて平担化する方針がとられてきた。つまシ、燃
料破損を防ぐための出力分布ＸＦ−川化用力点がおかれ
、そのために、その他のたとえば省ウランといった観点
は軽視されてきた。
ット−被覆管相互作用）に起因した燃料破損を少なくシ
、シかも稼動率を向上させるという観点から、前記した
炉心下部での出力ピークを小はくシ、出力分布を運転期
間を通じて平担化する方針がとられてきた。つまシ、燃
料破損を防ぐための出力分布ＸＦ−川化用力点がおかれ
、そのために、その他のたとえば省ウランといった観点
は軽視されてきた。
しかしながら、近年のＰＣＩ対策の進展とともに、前記
した出力分布平担化１ｌ−１％に重要でなくなシ、出力
分布については単に炉心内での最大線出力密度が燃料全
焼損させない範囲であればよいといったように制限がか
なり緩められてきている。
した出力分布平担化１ｌ−１％に重要でなくなシ、出力
分布については単に炉心内での最大線出力密度が燃料全
焼損させない範囲であればよいといったように制限がか
なり緩められてきている。
このような状況のもとでは沸騰水型原子炉の特徴全有効
に利用し、省ウランなどの効果を高めることのできる燃
料集合体設計も可能となる。
に利用し、省ウランなどの効果を高めることのできる燃
料集合体設計も可能となる。
本発明の目的は、前記した事情に鑑み、沸騰水型原子炉
の特徴を活用するように燃料集合体の中心部燃料棒の平
均ウラン濃縮度と周辺部燃料棒の平均ウラン濃縮度との
差全炉心高さ方向に変化させることによシ、炉心の高さ
方向出力分布を制御し、燃焼末期の反応産金増加させ、
燃焼度全増大させることのできる燃料集合体全提供する
ことにある。
の特徴を活用するように燃料集合体の中心部燃料棒の平
均ウラン濃縮度と周辺部燃料棒の平均ウラン濃縮度との
差全炉心高さ方向に変化させることによシ、炉心の高さ
方向出力分布を制御し、燃焼末期の反応産金増加させ、
燃焼度全増大させることのできる燃料集合体全提供する
ことにある。
沸騰水型原子炉のように気液二相流中で燃焼する燃料に
ついては、高ボイド率雰囲気中では中性子スペクトルが
硬化するため、低ボイド率雰囲気中で燃焼した場合よ）
もプルトニウムが多く蓄積される。そのため、スペクト
ルシフト運転という運転サイクル中は高いボイド率で運
転し、プルトニウムの蓄積を促進し、サイクル末期には
ボイド率を低下させ、生成したプルトニウムの反応度を
利用することによシ、燃焼度を増加させる運転法が考え
られている。この運転法におけるサイクル末期の反応度
利得は、−炉心高さ方向の出力分布を上方でピークをも
たせることにより生じる炉心内の平均ボイド率の低下に
よって得ることができる。
ついては、高ボイド率雰囲気中では中性子スペクトルが
硬化するため、低ボイド率雰囲気中で燃焼した場合よ）
もプルトニウムが多く蓄積される。そのため、スペクト
ルシフト運転という運転サイクル中は高いボイド率で運
転し、プルトニウムの蓄積を促進し、サイクル末期には
ボイド率を低下させ、生成したプルトニウムの反応度を
利用することによシ、燃焼度を増加させる運転法が考え
られている。この運転法におけるサイクル末期の反応度
利得は、−炉心高さ方向の出力分布を上方でピークをも
たせることにより生じる炉心内の平均ボイド率の低下に
よって得ることができる。
沸騰水型原子炉では、出力分布全制御することによシ気
泡発生位置を変えること、つまシ炉心平均ボイド率を変
ることができるので、前記したようなスペクトルシフト
運転を実現するのに有利でちる。
泡発生位置を変えること、つまシ炉心平均ボイド率を変
ることができるので、前記したようなスペクトルシフト
運転を実現するのに有利でちる。
スペクトル運転を実現するには、運転サイクル初期（Ｂ
ＯＣ）では、炉心下部の反応度を犬にして出力分布を下
ふくらみとし炉心平均ボイド率を高くシ、運転サイクル
末期（ＥＯＣ）では炉心上部の反応度を高くして出力分
布を上ふくらみとし炉心平均ボイド率を低くする必要が
ちる。
ＯＣ）では、炉心下部の反応度を犬にして出力分布を下
ふくらみとし炉心平均ボイド率を高くシ、運転サイクル
末期（ＥＯＣ）では炉心上部の反応度を高くして出力分
布を上ふくらみとし炉心平均ボイド率を低くする必要が
ちる。
このような運転を実現するための一手段として本范明に
なる燃料集合体では、炉心高さ方向に２つの領域に分割
し、上部領域（Ｕ）における中心部（Ｃ）燃料棒の平均
ウラン濃縮度（ｅ呂）と周辺部（Ｐ）燃料棒の平均ウラ
ン濃縮度（弓）の差（ｅ呂−ｅＷ）が、下部領域（Ｌ）
における前記平均ウラン濃縮度（ｅ ’ｉ 、 ｅ￥）
の差（ｅＬ−ｅｊ）ＬＣも大きく−ｉｘるｃ （ｅニー
ｅ、’）＞（ｅｃ−ｅｊ）］ように構成する。
なる燃料集合体では、炉心高さ方向に２つの領域に分割
し、上部領域（Ｕ）における中心部（Ｃ）燃料棒の平均
ウラン濃縮度（ｅ呂）と周辺部（Ｐ）燃料棒の平均ウラ
ン濃縮度（弓）の差（ｅ呂−ｅＷ）が、下部領域（Ｌ）
における前記平均ウラン濃縮度（ｅ ’ｉ 、 ｅ￥）
の差（ｅＬ−ｅｊ）ＬＣも大きく−ｉｘるｃ （ｅニー
ｅ、’）＞（ｅｃ−ｅｊ）］ように構成する。
このように燃料集合体を構成することは、前記したスペ
クトルシフト運転を実現するための必要十分条件ではな
い。
クトルシフト運転を実現するための必要十分条件ではな
い。
しかし本発明のように構成することによｐスペクトル運
転の効果を高めることができる。すンよりちたとえば平
均ウランａ縮度が同じ燃料乗合体で比較すれば上部領域
では中性子スペクトルの比較約款な燃料集合体周辺部に
比較的低濃縮度のウランが装荷され、下部領域では前記
した燃料集合体周辺部に比較的高濃縮度のウランが装荷
さｎるため、燃焼初期に下部領域で高反応度、上部領域
で低反応度を容易に実現できる。この状態で原子炉を運
転した場合（サイクル初期、ＢＯＣ）出力分布は下ふく
らみとなシ、炉心下部での燃焼が促進されるとともに、
気泡発生位置も炉心下部となシ。
転の効果を高めることができる。すンよりちたとえば平
均ウランａ縮度が同じ燃料乗合体で比較すれば上部領域
では中性子スペクトルの比較約款な燃料集合体周辺部に
比較的低濃縮度のウランが装荷され、下部領域では前記
した燃料集合体周辺部に比較的高濃縮度のウランが装荷
さｎるため、燃焼初期に下部領域で高反応度、上部領域
で低反応度を容易に実現できる。この状態で原子炉を運
転した場合（サイクル初期、ＢＯＣ）出力分布は下ふく
らみとなシ、炉心下部での燃焼が促進されるとともに、
気泡発生位置も炉心下部となシ。
炉心平均ボイド率が高くなり、プルトニウムの蓄積も促
進される。この運転状態が続く（サイクル中期、ＭＯＣ
）と炉心下部で燃焼が速いため９反応度劣化も早く９次
第に（サイクル末期、ＥＯＣ）下部領域の出力割合が小
さくなり出力分布が上ふくらみとなる。この結果気泡発
生位置も上昇し炉心平均ボイド率が低くなシ、これまで
のプルトニウム蓄積とられせて、燃焼末期の反応度を増
し。
進される。この運転状態が続く（サイクル中期、ＭＯＣ
）と炉心下部で燃焼が速いため９反応度劣化も早く９次
第に（サイクル末期、ＥＯＣ）下部領域の出力割合が小
さくなり出力分布が上ふくらみとなる。この結果気泡発
生位置も上昇し炉心平均ボイド率が低くなシ、これまで
のプルトニウム蓄積とられせて、燃焼末期の反応度を増
し。
燃焼度の増加をはかることができる。
以下９本発明を実姉例を用いて、詳細に説明する。
第１図に本発明になる燃料集合体の実施例を。
第２図の現行の燃料集合体と比較して示す。本実施例に
なる燃料集合体の特徴は表１にまとめてちるように、平
均ウラン飛縮度については、上部領域と下部領域で２．
７７４Ｗ１０と同じであるが、各燃料ビンについてウラ
ン濃縮度の異なる２つの炉心高さ方向の領域に分け、上
部領域の中心部の平均ウラン濃縮度（ｅ％＝３．４１２
Ｗ１０ ）と１周辺部の平均ウラン濃縮度（ｅＲ＝２．
０ＯＯＷ１０）の差（ｅＵｅ ｐ ＝１−４１２ Ｗ／
ｏ）が、下部領域の中心部の平均ウラン濃縮度（ｅニ
ー３．０００Ｗ１０）と周辺部の平均ウラン濃縮度（ｅ
（＝２．５００Ｗ１０）の差（６％−ｅ：＝’０．５０
０Ｗ１０ ）よりも−犬きくなっていることにある。
なる燃料集合体の特徴は表１にまとめてちるように、平
均ウラン飛縮度については、上部領域と下部領域で２．
７７４Ｗ１０と同じであるが、各燃料ビンについてウラ
ン濃縮度の異なる２つの炉心高さ方向の領域に分け、上
部領域の中心部の平均ウラン濃縮度（ｅ％＝３．４１２
Ｗ１０ ）と１周辺部の平均ウラン濃縮度（ｅＲ＝２．
０ＯＯＷ１０）の差（ｅＵｅ ｐ ＝１−４１２ Ｗ／
ｏ）が、下部領域の中心部の平均ウラン濃縮度（ｅニ
ー３．０００Ｗ１０）と周辺部の平均ウラン濃縮度（ｅ
（＝２．５００Ｗ１０）の差（６％−ｅ：＝’０．５０
０Ｗ１０ ）よりも−犬きくなっていることにある。
第３図は本実施例の燃料集合体の無限増倍率の燃焼変化
を現行燃料と比較して示したものである。
を現行燃料と比較して示したものである。
両者の平均ウラン濃縮度はほぼ同じであるが、燃焼初期
で１本発明の適用によシ、無限増倍率は炉心下部で大き
く、炉心上部で大きくなっておシ。
で１本発明の適用によシ、無限増倍率は炉心下部で大き
く、炉心上部で大きくなっておシ。
出力分布を下にふくらませる効果があることが。
わかる。
第４図は２本実施例の燃料を装荷した炉心におけるサイ
クル初期（ＢＯＣ）の炉心高さ方向の出力分布を現行燃
料を装荷した炉心と比較して示したものである。炉心下
部の出力は増大しておシ。
クル初期（ＢＯＣ）の炉心高さ方向の出力分布を現行燃
料を装荷した炉心と比較して示したものである。炉心下
部の出力は増大しておシ。
表２に示すように出力ピークは約１４多大きくなシ、炉
心平均ボイド率も約２．５％増加している。
心平均ボイド率も約２．５％増加している。
第５図はこれらの炉心における炉心高さ方向のボイド率
分布を示したものである。
分布を示したものである。
第６図はサイクル末期（ＥＯＣ）の炉心高さ方向の出力
分布を比較したものである。本実施例の燃料を装荷した
炉心では、炉心上部領域と下部領域におけるこれまでの
燃焼の差に起因して、出力ピークは炉心部上方に移動す
る傾向が顕著であシこれによシ炉心平均ボイド率が減少
し、スペクトルシフト効果が得られる。第７図はこのと
きの炉心高さ方向のボイド率分布を示したものである。
分布を比較したものである。本実施例の燃料を装荷した
炉心では、炉心上部領域と下部領域におけるこれまでの
燃焼の差に起因して、出力ピークは炉心部上方に移動す
る傾向が顕著であシこれによシ炉心平均ボイド率が減少
し、スペクトルシフト効果が得られる。第７図はこのと
きの炉心高さ方向のボイド率分布を示したものである。
なお２周辺部燃料棒とは、チャンネルボックスに隣接し
た最外部一層の燃料棒全指し、中心部燃料棒とは、それ
以外の燃料棒を示す。
た最外部一層の燃料棒全指し、中心部燃料棒とは、それ
以外の燃料棒を示す。
本実施例の燃料集合体を装荷した炉心ではサイクル末期
の実効増倍率Ｈ０，１４１Ｊｋ増大しておシ、これは本
発明の実施によシ燃料集合体の平均濃縮度が同じでも取
出し燃焼度が約４００ Ｍｗｄ／を増加させることがで
き、省ウランの効果があることを示している。
の実効増倍率Ｈ０，１４１Ｊｋ増大しておシ、これは本
発明の実施によシ燃料集合体の平均濃縮度が同じでも取
出し燃焼度が約４００ Ｍｗｄ／を増加させることがで
き、省ウランの効果があることを示している。
以上説明したごとく２本発明によれば、ウラン資源の節
約がはかれ、産業上の効果は大きい。
約がはかれ、産業上の効果は大きい。
第１図は２本発明の実施例を示す燃料集合体のウンン濃
縮度分布図、第２図は、現行の燃料集合体のウラン濃縮
度分布図、第３図は９本発明の実施例を示す燃料集合体
と現行の燃料集合体の無限増倍率の燃焼変化を示す図。 第４図は１本発明の実施例を示す燃料集合体を装荷した
炉心と現行の燃料集合体を装荷した炉心の運転サイクル
初期（ＢＯＣ）での炉心高さ方向出力分布を示す図。 第５図は、第４図に示した２種の出力分布による炉心高
さ方向のボイド率分布を示す図。第６図は。 本発明の実施例を示す燃料集合体を装荷した炉心と現行
の燃料集合体を装荷した炉心の運転サイクル末期（ＥＯ
Ｃ）での炉心高さ方向出力分布を示す図。第７図は、第
６図に示した２種の出力分布による炉心高さ方向のボイ
ド率分布を示す図であ千１図 本＠ （λ６） （２） （１２） （＋２）仏） （
６） （２）不２０ 奉牧 ・（２６） （’２） （１２） （１２） （
Ａｌ （６） （’２）槽４−図 ４目対畠力 ホ ４ トー−！Ｐ （γ・） 相ｎ出フ〕 １′）′１図 ホイトキ（／。）
縮度分布図、第２図は、現行の燃料集合体のウラン濃縮
度分布図、第３図は９本発明の実施例を示す燃料集合体
と現行の燃料集合体の無限増倍率の燃焼変化を示す図。 第４図は１本発明の実施例を示す燃料集合体を装荷した
炉心と現行の燃料集合体を装荷した炉心の運転サイクル
初期（ＢＯＣ）での炉心高さ方向出力分布を示す図。 第５図は、第４図に示した２種の出力分布による炉心高
さ方向のボイド率分布を示す図。第６図は。 本発明の実施例を示す燃料集合体を装荷した炉心と現行
の燃料集合体を装荷した炉心の運転サイクル末期（ＥＯ
Ｃ）での炉心高さ方向出力分布を示す図。第７図は、第
６図に示した２種の出力分布による炉心高さ方向のボイ
ド率分布を示す図であ千１図 本＠ （λ６） （２） （１２） （＋２）仏） （
６） （２）不２０ 奉牧 ・（２６） （’２） （１２） （１２） （
Ａｌ （６） （’２）槽４−図 ４目対畠力 ホ ４ トー−！Ｐ （γ・） 相ｎ出フ〕 １′）′１図 ホイトキ（／。）
Claims (1)
- １、多数本の燃料棒からなり、原子炉の炉心部に装荷さ
れる燃料集合体において、炉心高さ方向で２つの領域に
分割し、上部領域における中心部燃料棒の平均ウラン濃
縮度と周辺部燃料棒の平均ウラン濃縮度の差が、下部領
域における前記平均ウラン濃縮度の差よりも大きくなる
よう構成したことを特徴とする燃料集合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58154894A JPS6047986A (ja) | 1983-08-26 | 1983-08-26 | 燃料集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58154894A JPS6047986A (ja) | 1983-08-26 | 1983-08-26 | 燃料集合体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6047986A true JPS6047986A (ja) | 1985-03-15 |
Family
ID=15594277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58154894A Pending JPS6047986A (ja) | 1983-08-26 | 1983-08-26 | 燃料集合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6047986A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0590617A1 (en) * | 1992-09-30 | 1994-04-06 | Abb Atom Ab | Reactor core for a boiling water nuclear reactor |
| US11680666B2 (en) | 2018-07-25 | 2023-06-20 | FlexiGas UKC Ltd | Connector assembly |
-
1983
- 1983-08-26 JP JP58154894A patent/JPS6047986A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0590617A1 (en) * | 1992-09-30 | 1994-04-06 | Abb Atom Ab | Reactor core for a boiling water nuclear reactor |
| US11680666B2 (en) | 2018-07-25 | 2023-06-20 | FlexiGas UKC Ltd | Connector assembly |
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