JPS6219792A - 燃料集合体 - Google Patents
燃料集合体Info
- Publication number
- JPS6219792A JPS6219792A JP60156961A JP15696185A JPS6219792A JP S6219792 A JPS6219792 A JP S6219792A JP 60156961 A JP60156961 A JP 60156961A JP 15696185 A JP15696185 A JP 15696185A JP S6219792 A JPS6219792 A JP S6219792A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- rod
- region
- fuel assembly
- rods
- 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.)
- Granted
Links
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)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、沸騰水型原子炉に用いられる燃料集合体に関
する。
する。
一般に、沸騰水型原子炉用の燃料集合体は第３図に示す
ように形成されている。
ように形成されている。
すなわち、燃料集合体１は、角筒状の長尺なチャンネル
ボックス６内に、多数の燃料棒２，２・・・を格子状に
配列するとともに、それらの上端を上部タイブレート３
、下端を下部タイプレート４、中間部をスペーサ５によ
って支持して構成している。
ボックス６内に、多数の燃料棒２，２・・・を格子状に
配列するとともに、それらの上端を上部タイブレート３
、下端を下部タイプレート４、中間部をスペーサ５によ
って支持して構成している。
この燃料集合体１は、第４図に示すように、炉内におい
ては、制御棒８に隣接して装荷される。
ては、制御棒８に隣接して装荷される。
また、８Ｘ８の正方格子状に配列された燃料棒２は、そ
の濃縮度を図中の符号１１．１２．１３．１４．１５（
同一符号は同一濃縮度を示す）のように異って。
の濃縮度を図中の符号１１．１２．１３．１４．１５（
同一符号は同一濃縮度を示す）のように異って。
配置されている。さらに、燃料集合体内の中央部には核
分裂性物質を封入した燃料棒の代わりに、減速材が内部
を流通する２本のウォータロッド７が配置されている。
分裂性物質を封入した燃料棒の代わりに、減速材が内部
を流通する２本のウォータロッド７が配置されている。
ところで、燃料集合体１の各燃料棒２の出力Ｐは次式で
与えられる。
与えられる。
Ｐ＝Φ・σ・Ｎ
ここで
φ：燃料棒２の位置における熱中性子束σ：核分裂性物
質の核分裂断面積 Ｎ：燃料棒２の核分裂性物質の原子密度である。
質の核分裂断面積 Ｎ：燃料棒２の核分裂性物質の原子密度である。
沸騰水型原子炉では、減速材密度分布の不均一性、およ
び燃料による中性子吸収効果等旨より、熱中性子束分布
は、燃料集合体１の最外周部で大きく、中心部では反対
に小さくなっている。したがって、燃料集合体１内の燃
料棒２がすべて同じ濃縮度（核分裂物質の原子密度）の
場合には、上式によって燃料集合体１の外周部の燃料棒
２の出力が大きり１．中心部で小さくなるため、燃料集
合体１内の相対出力分布は、外周部で大きくなる。
び燃料による中性子吸収効果等旨より、熱中性子束分布
は、燃料集合体１の最外周部で大きく、中心部では反対
に小さくなっている。したがって、燃料集合体１内の燃
料棒２がすべて同じ濃縮度（核分裂物質の原子密度）の
場合には、上式によって燃料集合体１の外周部の燃料棒
２の出力が大きり１．中心部で小さくなるため、燃料集
合体１内の相対出力分布は、外周部で大きくなる。
一方、燃料集合体１の燃焼効率を向上させるた−めには
その無限増倍率を向上させる必要がある。
その無限増倍率を向上させる必要がある。
この無限増倍率はつぎのように定義されている。
すなわち、一般に、核分裂性物質が核分裂する場合には
、１つの中性子が当たっていくつかの中性子が核分裂に
よって放出されるが無限体系で考えた場合のこの放出さ
れる中性子数を入ってきた中性子で割った値を無限増倍
率という。
、１つの中性子が当たっていくつかの中性子が核分裂に
よって放出されるが無限体系で考えた場合のこの放出さ
れる中性子数を入ってきた中性子で割った値を無限増倍
率という。
従来は、燃料集合体の無限増倍率を向上させるために燃
料集合体内の相対出力分布が外周部で大きくなるように
燃料集合体内の濃縮度分布を決めており、中央部より外
周部の方が濃縮度が高くなっている。このような濃縮度
分布の燃料集合体は、中央部の濃縮度が外周部の濃縮度
より高い燃料に比べて、燃焼初期から中期にかけての無
限増倍率は向上する。
料集合体内の相対出力分布が外周部で大きくなるように
燃料集合体内の濃縮度分布を決めており、中央部より外
周部の方が濃縮度が高くなっている。このような濃縮度
分布の燃料集合体は、中央部の濃縮度が外周部の濃縮度
より高い燃料に比べて、燃焼初期から中期にかけての無
限増倍率は向上する。
ところが、沸騰水型原子炉では、運転サイクル初期の余
剰反応度を抑えるために制御棒を使用し、また、燃料棒
の中にはパーナブルポイズンが混入されている。換言す
れば、核分裂によって生じる余剰の中性子を制御棒やパ
ーナブルポイズンに吸収させているわけで、従来のよう
に、燃焼初期から中期にかけて無限増倍率を向上させて
も、ウランの有効利用上は、効果が少ない。
剰反応度を抑えるために制御棒を使用し、また、燃料棒
の中にはパーナブルポイズンが混入されている。換言す
れば、核分裂によって生じる余剰の中性子を制御棒やパ
ーナブルポイズンに吸収させているわけで、従来のよう
に、燃焼初期から中期にかけて無限増倍率を向上させて
も、ウランの有効利用上は、効果が少ない。
ところで、無限増倍率に寄与する核分裂性物質は、燃焼
初期はＬＪ−２３５が大半を占めているが、燃焼が進む
につれてＰＩＪ−２３９の割合が増加する。
初期はＬＪ−２３５が大半を占めているが、燃焼が進む
につれてＰＩＪ−２３９の割合が増加する。
この点を考慮すると、ウランの有効利用すなわち燃焼効
率の向上を計るためには、余剰の中性子は核分裂親物質
（例えばＵ−２３８等）にできるだけ吸収させて核分裂
物質（Ｐｕ−２３９＞の生成量を増加させ、燃焼中期か
ら末期の無限倍増率を向上させることが望まれていた。
率の向上を計るためには、余剰の中性子は核分裂親物質
（例えばＵ−２３８等）にできるだけ吸収させて核分裂
物質（Ｐｕ−２３９＞の生成量を増加させ、燃焼中期か
ら末期の無限倍増率を向上させることが望まれていた。
本発明は前述した要望に鑑みてなされたものであり、燃
焼効率の優れた燃料集合体を提供することを目的として
いる。
焼効率の優れた燃料集合体を提供することを目的として
いる。
本発明は、減速材を核分裂性物質に代えて封入したウォ
ータロッドを中央部に配置するとともに、熱中性子束が
相対的に低い領域に濃縮度の高い燃料棒を配し、熱中性
子束から相対的に高い領域に濃縮度の低い燃料棒を配す
るとにより、燃焼初期から中期にかけては、濃縮度の高
い領域で中性子スペクトル硬化により核分裂親物質への
中性子吸収量を増加させて核分裂性物質の生成量を増加
させ、燃焼中期から末期にかけての無限増倍率を向上さ
せて、同一無限増倍率における燃料集合体の取出し燃焼
度を増大して燃料経済性を向上させるようにしたことを
特徴とする燃料集合体にある。
ータロッドを中央部に配置するとともに、熱中性子束が
相対的に低い領域に濃縮度の高い燃料棒を配し、熱中性
子束から相対的に高い領域に濃縮度の低い燃料棒を配す
るとにより、燃焼初期から中期にかけては、濃縮度の高
い領域で中性子スペクトル硬化により核分裂親物質への
中性子吸収量を増加させて核分裂性物質の生成量を増加
させ、燃焼中期から末期にかけての無限増倍率を向上さ
せて、同一無限増倍率における燃料集合体の取出し燃焼
度を増大して燃料経済性を向上させるようにしたことを
特徴とする燃料集合体にある。
以下、本発明の一実施例を第１図から第２図を参照して
説明する。まお、前述した従来のものと同一の構成につ
いては、図面中に同一の符号を付し、その説明は省略す
る。
説明する。まお、前述した従来のものと同一の構成につ
いては、図面中に同一の符号を付し、その説明は省略す
る。
第１図は本発明の第１実施例を示すものであり、燃料集
合体１Ａ中央部には、４本のウォータロッド７が配置さ
れている。また、燃料集合体１Ａ内は、最外周から１周
目の第１領域、２周目の第２領域およびこれらの第１．
第２領域より内側の第３ ＠ＩＱ（Ｄ ３ ｍ域に区画
されている。すなわち、第１図において、破線Ａの外側
の燃料棒２の領域が第１領域、Ａで示される破線Ａと破
線Ｂの間の燃料棒２の領域が第２領域、破線Ｂの内側の
燃料棒２の領域が第３領域である。そして、それぞれの
領域の燃料棒２の核燃料物質の平均濃縮度が、第２領域
、第３領域、第１領域の順に小となるよう、すなわち、
第１領域の平均濃縮度を百１、第２領域の平均濃縮度を
百２、第３領域の平均濃縮度を百３とすると百２〉百３
〉で１が成立するように配置されている。
合体１Ａ中央部には、４本のウォータロッド７が配置さ
れている。また、燃料集合体１Ａ内は、最外周から１周
目の第１領域、２周目の第２領域およびこれらの第１．
第２領域より内側の第３ ＠ＩＱ（Ｄ ３ ｍ域に区画
されている。すなわち、第１図において、破線Ａの外側
の燃料棒２の領域が第１領域、Ａで示される破線Ａと破
線Ｂの間の燃料棒２の領域が第２領域、破線Ｂの内側の
燃料棒２の領域が第３領域である。そして、それぞれの
領域の燃料棒２の核燃料物質の平均濃縮度が、第２領域
、第３領域、第１領域の順に小となるよう、すなわち、
第１領域の平均濃縮度を百１、第２領域の平均濃縮度を
百２、第３領域の平均濃縮度を百３とすると百２〉百３
〉で１が成立するように配置されている。
表１は、前述した第１図で説明した本発明の実施例と、
第４図の従来例との第１領域、第２領域および第３領域
の領域における燃料棒２の核燃料物質の平均濃縮度と、
燃料集合体全体の平均濃縮度の比較を示したものである
。
第４図の従来例との第１領域、第２領域および第３領域
の領域における燃料棒２の核燃料物質の平均濃縮度と、
燃料集合体全体の平均濃縮度の比較を示したものである
。
以下余白
第１表
なるように配置されているが、本実施例では、各領域の
平均濃縮度は、第２領域、第３領域、第１領域の順に配
置されており、また、燃料集合体の平均濃縮度は、従来
例、本実施例とも同一である。
平均濃縮度は、第２領域、第３領域、第１領域の順に配
置されており、また、燃料集合体の平均濃縮度は、従来
例、本実施例とも同一である。
第２図はこの燃料集合体１，１Ａの無限倍増率の燃焼度
変化を説明したものであり、縦軸に無限倍増率、横軸に
燃焼度をそれぞれとり、表１で示した燃料集合体１，１
Ａの平均濃縮度が同一である場合の従来例（破線Ｃ）と
本実施例（実線Ｄ）トノ比較を表わしている。ここで、
燃焼初期の無限増倍率の増加は、燃料棒２内の可燃性毒
物であルカトリニアの燃焼によるものであり、それ以後
の無限増倍率の減少は、燃料棒２中のウランの燃焼によ
るものである。
変化を説明したものであり、縦軸に無限倍増率、横軸に
燃焼度をそれぞれとり、表１で示した燃料集合体１，１
Ａの平均濃縮度が同一である場合の従来例（破線Ｃ）と
本実施例（実線Ｄ）トノ比較を表わしている。ここで、
燃焼初期の無限増倍率の増加は、燃料棒２内の可燃性毒
物であルカトリニアの燃焼によるものであり、それ以後
の無限増倍率の減少は、燃料棒２中のウランの燃焼によ
るものである。
本実施例によれば、燃料集合体１Ａの最外周から１周目
の第１領域と、第２領域および第３領域の差を大きくし
ているので、従来の燃料集合体１の最外周の燃料棒２の
平均濃縮度が燃料集合体１の平均濃縮度よりも高くなる
場合に比べて、燃料集合体中央部で核分裂物質（Ｐｕ−
２３９＞の蓄積が進むので、燃焼中期から末期にかけて
の無限増倍率が増大する。また、燃料集合体１Ａの中央
部に４本のウォータロッドを配置しており、従来のウォ
ータロッドを２本配置した場合に比べて、燃料集合体中
央部のスペクトルは軟化しており、蓄積すしたＰｕ−２
３９の燃焼に役立っている。
の第１領域と、第２領域および第３領域の差を大きくし
ているので、従来の燃料集合体１の最外周の燃料棒２の
平均濃縮度が燃料集合体１の平均濃縮度よりも高くなる
場合に比べて、燃料集合体中央部で核分裂物質（Ｐｕ−
２３９＞の蓄積が進むので、燃焼中期から末期にかけて
の無限増倍率が増大する。また、燃料集合体１Ａの中央
部に４本のウォータロッドを配置しており、従来のウォ
ータロッドを２本配置した場合に比べて、燃料集合体中
央部のスペクトルは軟化しており、蓄積すしたＰｕ−２
３９の燃焼に役立っている。
なお、本実施例では、燃料集合体１Ａの中央部に４本の
ウォータロッドを配置したが、この４本のウォータロッ
ドに代えて１本の太径のウォータロッドを配置しても効
果は同じである。
ウォータロッドを配置したが、この４本のウォータロッ
ドに代えて１本の太径のウォータロッドを配置しても効
果は同じである。
以上説明したように、本発明の燃料集合体によれば、そ
の無限増倍率を向上させることができるので、燃料取出
し燃焼度が増大し、より多くのエネルギを取出すことが
可能となり、燃料の燃焼効率が増加するという優れた効
果を秦することができる。
の無限増倍率を向上させることができるので、燃料取出
し燃焼度が増大し、より多くのエネルギを取出すことが
可能となり、燃料の燃焼効率が増加するという優れた効
果を秦することができる。
第１図は本発明に係る燃料集合体の第１実施例を示す燃
料棒濃縮度の分布図、第２図は第１図の実施例と従来例
を比較した燃料集合体の無限増倍料集合体を示す燃料棒
濃縮度の分布図である。 １．１Ａ・・・燃料集合体、２・・・燃料棒、３・・・
上部タイプレート、４・・・下部タイプレート、５・・
・スペーサ、６・・・チャンネルボックス、７・・・ウ
ォータロッド、８・・・制御棒、１１・・・最高濃縮度
燃料棒、１２・・・高濃縮度燃料棒、１３・・・低濃縮
度燃料棒、１４・・・最低濃縮度燃料棒、１５・・・ガ
ドリニア入り燃料棒。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 三俣弘文 第１図 第２図 第３図 第４図
料棒濃縮度の分布図、第２図は第１図の実施例と従来例
を比較した燃料集合体の無限増倍料集合体を示す燃料棒
濃縮度の分布図である。 １．１Ａ・・・燃料集合体、２・・・燃料棒、３・・・
上部タイプレート、４・・・下部タイプレート、５・・
・スペーサ、６・・・チャンネルボックス、７・・・ウ
ォータロッド、８・・・制御棒、１１・・・最高濃縮度
燃料棒、１２・・・高濃縮度燃料棒、１３・・・低濃縮
度燃料棒、１４・・・最低濃縮度燃料棒、１５・・・ガ
ドリニア入り燃料棒。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 三俣弘文 第１図 第２図 第３図 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、複数本の燃料棒を格子状に配置した沸騰水型原子炉
用の燃料集合体において、多量の減速材が内部を流通す
るウォータロッドを中央部に配置するとともに、内部を
、燃料棒の最外周から１周目の第１領域、２周目の第２
領域、および第１、第２領域より内側の第３領域の３領
域に区画し、各領域における燃料棒の核燃料物質の平均
濃縮度を前記第１領域より第３領域が高く、かつ第２領
域が第３領域より高くしたことを特徴とする燃料集合体
。 ２、前記の多量の減速材を封入したウォータロッドは通
常の燃料棒の外径に等しい４本のウォータロッドにより
構成されている特許請求の範囲第１項記載の燃料集合体
。 ３、前記の多量の減速材を封入したウォータロッドは通
常の燃料棒より大径の１本のウォータロッドにより構成
されている特許請求の範囲第１項記載の燃料集合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60156961A JPH07111469B2 (ja) | 1985-07-18 | 1985-07-18 | 燃料集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60156961A JPH07111469B2 (ja) | 1985-07-18 | 1985-07-18 | 燃料集合体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6219792A true JPS6219792A (ja) | 1987-01-28 |
| JPH07111469B2 JPH07111469B2 (ja) | 1995-11-29 |
Family
ID=15639098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60156961A Expired - Fee Related JPH07111469B2 (ja) | 1985-07-18 | 1985-07-18 | 燃料集合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07111469B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6181762B1 (en) * | 1997-03-28 | 2001-01-30 | General Electric Company | Nuclear fuel bundle having different peak power limits |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56119888A (en) * | 1980-02-26 | 1981-09-19 | Hitachi Ltd | Nuclear fuel assembly |
-
1985
- 1985-07-18 JP JP60156961A patent/JPH07111469B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56119888A (en) * | 1980-02-26 | 1981-09-19 | Hitachi Ltd | Nuclear fuel assembly |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6181762B1 (en) * | 1997-03-28 | 2001-01-30 | General Electric Company | Nuclear fuel bundle having different peak power limits |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07111469B2 (ja) | 1995-11-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3036810B2 (ja) | 燃料集合体 | |
| US3141827A (en) | Breeder reactor core with alternate zones of depleted and enriched fuel | |
| JPH0536757B2 (ja) | ||
| JPS6219792A (ja) | 燃料集合体 | |
| JPS5928691A (ja) | 燃料集合体 | |
| JPH04357493A (ja) | 燃料集合体の構造 | |
| EP0613152A1 (en) | Mid-enrichment axial blanket for a nuclear reactor fuel rod | |
| JPS60201284A (ja) | 燃料集合体 | |
| JP2839516B2 (ja) | 沸騰水型原子炉燃料集合体 | |
| JP2942622B2 (ja) | 原子炉用燃料集合体 | |
| JP4046870B2 (ja) | Ｍｏｘ燃料集合体 | |
| JP2507408B2 (ja) | 燃料集合体 | |
| JPS5913981A (ja) | 燃料集合体 | |
| JPS61134691A (ja) | 核燃料集合体 | |
| JPS5826292A (ja) | 燃料集合体 | |
| JP2965317B2 (ja) | 燃料集合体 | |
| JPS6356513B2 (ja) | ||
| JP2656279B2 (ja) | 沸騰水型原子炉用燃料集合体 | |
| JPH026786A (ja) | 沸騰水型原子炉用の燃料棒及び燃料集合体 | |
| JPH09166678A (ja) | Ｍｏｘ燃料集合体 | |
| JPS6295493A (ja) | 原子炉の炉心 | |
| JPS62179690A (ja) | 原子炉炉心 | |
| JPS61292590A (ja) | 原子炉 | |
| JPS58131588A (ja) | 沸騰水型原子炉 | |
| JPS63231293A (ja) | 原子炉の炉心 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |