[go: up one dir, main page]

JPH07270563A - 原子炉燃料集合体 - Google Patents

原子炉燃料集合体

Info

Publication number
JPH07270563A
JPH07270563A JP6082608A JP8260894A JPH07270563A JP H07270563 A JPH07270563 A JP H07270563A JP 6082608 A JP6082608 A JP 6082608A JP 8260894 A JP8260894 A JP 8260894A JP H07270563 A JPH07270563 A JP H07270563A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
assembly
thermal neutron
cladding tube
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.)
Withdrawn
Application number
JP6082608A
Other languages
English (en)
Inventor
Akio Yamamoto
章夫 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nuclear Fuel Industries Ltd
Original Assignee
Nuclear Fuel Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nuclear Fuel Industries Ltd filed Critical Nuclear Fuel Industries Ltd
Priority to JP6082608A priority Critical patent/JPH07270563A/ja
Publication of JPH07270563A publication Critical patent/JPH07270563A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 Pu富化度を相違させた多種類の燃料棒とせ
ずに、単一富化度の燃料棒とし、しかも燃料集合体内の
出力ピーキング係数が過大にならないU−Pu混合酸化
物燃料集合体を得る。 【構成】 原子炉燃料集合体でバンドル状に束ねて配さ
れたMOX燃料を含む燃料棒が、燃料被覆管に熱中性子
吸収物質を混入又はコーティングさせてなるものを含
み、熱中性子束が高い位置に配置される燃料棒ほど前記
燃料被覆管の熱中性子吸収物質の量が多い燃料棒が配置
されてなるもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、U−Pu混合酸化物燃
料(以下、MOX燃料)を用いた原子炉燃料集合体に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】図2は従来のPWR用17×17型MO
X燃料集合体の1/4横断面の構成を示す説明図であ
る。図において、破線で示す部分が燃料集合体の中心線
CLを示し、他の断面は各々の中心線CLに対して対称に配
置されている。
【0003】図に示す通り、軽水炉に用いられるMOX
燃料は、熱中性子群の吸収断面積が大きいため、隣接す
るUO2 燃料より熱中性子が流入する。このため、MO
X燃料においては、燃料集合体外周部のPu富化度を下
げることで、出力ピーキング係数が過大にならない設計
となっている。
【0004】即ち、燃料集合体の中心に1つ存在する中
性子計測管(1) と、燃料集合体に分散して合計24本配
置されている制御棒案内管(2) を除いた燃料棒は、高P
u富化度の燃料棒(3) ,中Pu富化度の燃料棒(4) ,低
Pu富化度の燃料棒(5) の3種類からなる。これら3種
類の燃料棒は、熱中性子束が最も高いコーナー部に低P
u富化度の燃料棒(5) が配置され、次に中Pu富化度の
燃料棒(4) が配置され、熱中性子束が低くなる中心部ほ
ど高Pu富化度の燃料棒(3) が配置されることにより、
出力ピーキング係数を低減させている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、燃料棒
としてPuの富化度を相違させた多種類の燃料棒を作成
し、これを燃料集合体に配する設計では、単種類の燃料
棒を作成するものと比較して、一の燃料棒の製造コスト
が高くなり、また全体として、一燃料集合体当りのPu
装荷量が少なくなるなどの問題がある。
【0006】即ち、Pu及びU燃料は、燃料加工のプロ
セスでブレンドされることとなるが、Puの富化度を相
違させた多種類の燃料棒は同時に単一の製造ラインで差
くさいすることは不可能である。従って、Puの富化度
を相違させた多種類の燃料棒の製造コストが高くなる。
【0007】本発明は、Pu富化度を相違させた多種類
の燃料棒とせずに、単一富化度の燃料棒とし、しかも燃
料集合体内の出力ピーキング係数が過大にならないMO
X燃料集合体を得ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本請求項1に記載の発明
に係る原子炉燃料集合体では、MOX燃料を含む燃料棒
をバンドル状に束ねて配した原子炉燃料集合体におい
て、前記燃料棒が、燃料被覆管に熱中性子吸収物質を混
入又はコーティングさせてなるものを含み、熱中性子束
が高い位置に配置される燃料棒ほど前記燃料被覆管の熱
中性子吸収物質の量が多い燃料棒が配置されてなるもの
である。
【0009】本請求項2に記載の発明に係る原子炉燃料
集合体では、請求項1に記載の原子炉燃料集合体におい
て、前記MOX燃料を含む燃料棒のPu富化度を全ての
燃料棒において同一の富化度としたものである。
【0010】
【作用】本発明においては、原子炉燃料集合体でバンド
ル状に束ねて配されたMOX燃料を含む燃料棒が、燃料
被覆管に熱中性子吸収物質を混入又はコーティングさせ
てなるものを含むものであるため、単一富化度の燃料棒
として、しかも燃料集合体内の出力ピーキング係数が過
大にならないMOX燃料集合体を得ることができる。
【0011】即ち、Puを単一富化した燃料棒をバンド
ル状に束ねたMOX燃料集合体とした場合に、外周部の
高い熱中性子束を、被覆管に混入又はコーティングさせ
た熱中性子吸収物質によって低減させることにより、燃
料集合体内の出力ピーキング係数を低減させることがで
きる。
【0012】従って、MOX燃料は単一のPu富化度の
燃料棒とすることができ、製造コストが安くなる。即
ち、燃料加工のプロセスでブレンドされるPu及びU燃
料は単一の富化度とすることができ、同時に製造するこ
とができるため、製造コストが安くなる。
【0013】また、全体として、一燃料集合体当りのP
u装荷量も複数種類のPu富化度とした燃料集合体と比
較して多くなる。また、UO2 燃料からMOX燃料に流
入する熱中性子の量は、集合体外周部の位置によって異
なり、集合体のコーナ部で最も流入量が大きい。そのた
め、コーナ部周辺の被覆管のみに対して、中性子吸収物
質量(混入量又はコーティング量)を増加させ、中性子
経済を向上させることが可能である。
【0014】即ち、例えば、熱中性子束が低い中心部に
は、燃料被覆管に熱中性子吸収物質を混入又はコーティ
ングされていない燃料棒を用い、逆に集合体の外周部や
コーナー部には、燃料被覆管に熱中性子吸収物質を混入
又はコーティングされた燃料棒を配置して、中性子経済
を向上させることが可能である。
【0015】尚、得ようとする所望の混入量又はコーテ
ィング量の燃料被覆管の作成は、所望の量の熱中性子吸
収物質を混入又はコーティングすればよく、製造ライン
自体を多数にする必要がなく、得られた所望の混入量又
はコーティング量の燃料被覆管は目印をして保存してお
けば、装着時に取り違え事故も少ない。
【0016】具体的な熱中性子吸収物質としては、B、
Hf、Cdなど熱中性子に対する吸収断面積が大きいも
のが適切と考えられる。また、熱中性子を吸収する物質
を用いるのは、MOX燃料棒内に流入する熱中性子を遮
断することが目的であるため、燃料被覆管自体に混合さ
せなくても、燃料被覆管の内側もしくは外側にコーティ
ングしても良い。例えば燃料被覆管の内側にコーティン
グを行った場合、冷却水による被覆管の腐食に対しては
特別の考慮を払う必要はない。
【0017】具体的には、燃料被覆管に熱中性子吸収物
質を混入又はコーティングさせてなる燃料棒の配置位置
や熱中性子吸収物質の混入量又はコーティング量は、原
子炉に装荷される燃料集合体の装荷位置等によって相違
するが、原子炉全体として最適な配置位置する。
【0018】また、一般に好ましくは、熱中性子束が高
い位置に配置される燃料棒ほど前記燃料被覆管の熱中性
子吸収物質の混入量又はコーティング量が多くなるよう
に燃料棒を配置し、それにより、原子炉全体として最適
な出力ピーキングが得られる。
【0019】更に、MOX燃料を含む燃料棒のPu富化
度を全ての燃料棒において同一の富化度として、燃料被
覆管への熱中性子吸収物質の混入又はコーティングをし
ないものと燃料被覆管への熱中性子吸収物質の混入量又
はコーティング量を徐々に変化させたものとを組み合わ
せて原子炉全体として最適な出力ピーキングを得るよう
に調整してもよい。
【0020】
【実施例】図1は本発明の原子炉燃料集合体の一実施例
の17×17型MOX燃料集合体の1/4横断面の構成
を示す説明図である。図において、破線で示す部分が燃
料集合体の中心線CLを示し、他の断面は各々の中心線CL
に対して対称に配置されている。
【0021】図に示す通り、燃料集合体(10)の中心に1
つ存在する中性子計測管(11)と、燃料集合体に分散して
合計24本配置されている制御棒案内管(12)を除いた燃
料棒(13)(15)は、全て高Pu富化度のMOX燃料を燃料
被覆管で被覆した燃料棒が用いられている。
【0022】この燃料棒において、熱中性子束の高い外
周部に配置された燃料棒(15)の燃料被覆管の内面には、
熱中性子吸収物質からなるコーティング層が形成されて
いる。一方、燃料集合体の中心に配置される燃料棒(13)
の燃料被覆管には熱中性子吸収物質のコーティング層は
ない。
【0023】この2種類の燃料棒(13)(15)によって、熱
群の吸収断面積が大きいMOX燃料が、隣接するUO2
燃料より熱中性子が流入することで生じる出力ピーキン
グ係数が低減される。
【0024】即ち、MOX燃料集合体外周部の燃料棒に
用いる燃料被覆管として、熱中性子を吸収する物質をコ
ーティングさせたものを用いることにより、MOX燃料
集合体外周部の燃料棒内の熱中性子が低下し、従来のよ
うにPu富化度を相違させた多種類の燃料棒を用いなく
ても、過大な出力ピーキングが発生することを避けるこ
とが可能となった。
【0025】尚、前述の実施例では、熱中性子吸収物質
を燃料被覆管内部にコーティングしたものを用いたが、
冷却水による燃料被覆管の腐食に対する耐食処理を施す
ならば、外部にコーティングしてもよいし、燃料被覆管
自体に混入させてもよい。また、前述の実施例では、熱
中性子吸収物質からなるコーティング層が燃料被覆管に
設けられた燃料棒と、設けられていない燃料棒との2種
類を用いたが、コーティング量又は混入量を相違させた
別のコーティング層が燃料被覆管に設けられた燃料棒を
用いてもよい。
【0026】以上のように、燃料集合体外周部に配置さ
れるMOX燃料棒の燃料被覆管に中性子吸収物質を混入
又はコーティングを行うことで、燃料棒内の熱中性子束
の低減を図り、集合体内にPu富化度分布をつけなくて
も集合体内に過大な出力ピーキングを発生しないMOX
燃料集合体が得られる。
【0027】従って、燃料集合体内Pu富化度分布を単
一にすることが可能であるため、製造コストの低減が可
能である。また、Pu富化度の低いMOX燃料棒を使用
しなくてもよいため、一燃料集合体当りのPuインベン
トリが増大し、Pu消費拡大効果を有する。
【0028】
【発明の効果】本発明は以上説明したとおり、原子炉燃
料集合体でバンドル状に束ねて配されたMOX燃料を含
む燃料棒が、燃料被覆管に熱中性子吸収物質を混入又は
コーティングさせてなるものを含むものであるため、単
一のプルトニウム富化度の燃料棒として、しかも燃料集
合体内の出力ピーキング係数が過大にならないMOX燃
料集合体を得ることができる。
【0029】即ち、Puを単一富化した燃料棒をバンド
ル状に束ねたMOX燃料集合体とした場合に、外周部の
高い熱中性子束を、被覆管に混入又はコーティングさせ
た熱中性子吸収物質によって低減させることにより、燃
料集合体内の出力ピーキング係数を低減させることがで
きる。
【0030】従って、MOX燃料は単一のPu富化度の
燃料棒とすることができ、製造コストが安くなる。即
ち、燃料加工のプロセスでブレンドされるPu及びU燃
料は単一の富化度とすることができるため、製造コスト
が安くなる。
【0031】また、全体として、一燃料集合体当りのP
u装荷量も複数種類のPu富化度とした燃料集合体と比
較して多くなる。即ち、UO2 燃料からMOX燃料に流
入する熱中性子の量は、集合体外周部の位置によって異
なり、集合体のコーナ部で最も流入量が大きい。そのた
め、コーナ部周辺の被覆管のみに対して、中性子吸収物
質の量(混入量又はコーティング量)を増加させ、出力
ピーキング係数を過大にせず、Puインベントリ量を向
上させることが可能であるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原子炉燃料集合体の一実施例の17×
17型MOX燃料集合体の1/4横断面の構成を示す説
明図である。
【図2】従来の17×17型MOX燃料集合体の1/4
横断面の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
(10)…燃料集合体、 (11)…中性子計測管、 (12)…制御棒案内管、 (13)…コーティング層が燃料被覆管に設けられていない
燃料棒、 (15)…熱中性子吸収物質からなるコーティング層が燃料
被覆管に設けられた燃料棒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // G21C 3/06 GDL G21C 3/06 GDL B

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 U−Pu混合酸化物燃料を含む燃料棒を
    バンドル状に束ねて配した原子炉燃料集合体において、 前記燃料棒が、燃料被覆管に熱中性子吸収物質を混入又
    はコーティングさせてなるものを含み、 熱中性子束が高い位置に配置される燃料棒ほど前記燃料
    被覆管の熱中性子吸収物質の量が多い燃料棒が配置され
    てなることを特徴とする原子炉燃料集合体。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の原子炉燃料集合体にお
    いて、 前記U−Pu混合酸化物燃料を含む燃料棒のPu富化度
    を全ての燃料棒において同一の富化度としたことを特徴
    とする原子炉燃料集合体。
JP6082608A 1994-03-30 1994-03-30 原子炉燃料集合体 Withdrawn JPH07270563A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6082608A JPH07270563A (ja) 1994-03-30 1994-03-30 原子炉燃料集合体

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6082608A JPH07270563A (ja) 1994-03-30 1994-03-30 原子炉燃料集合体

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07270563A true JPH07270563A (ja) 1995-10-20

Family

ID=13779197

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6082608A Withdrawn JPH07270563A (ja) 1994-03-30 1994-03-30 原子炉燃料集合体

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07270563A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1068789A (ja) * 1996-08-28 1998-03-10 Hitachi Ltd Mox燃料集合体及び炉心
JP2013007678A (ja) * 2011-06-24 2013-01-10 Toshiba Corp 燃料集合体

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1068789A (ja) * 1996-08-28 1998-03-10 Hitachi Ltd Mox燃料集合体及び炉心
JP2013007678A (ja) * 2011-06-24 2013-01-10 Toshiba Corp 燃料集合体

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0196655A1 (en) Fuel assembly for nuclear reactor
JPH07270563A (ja) 原子炉燃料集合体
JP2510565B2 (ja) 原子炉の燃料集合体
JPH03262993A (ja) 燃料集合体および原子炉
JP3525657B2 (ja) 燃料集合体
JPH06174874A (ja) 燃料集合体及び炉心
JP3241071B2 (ja) 軽水炉炉心
JP2886555B2 (ja) 沸騰水型原子炉用燃料集合体
JP3514869B2 (ja) 沸騰水型原子炉用燃料集合体
JPH08201555A (ja) Pwr用mox燃料集合体
JP2972177B2 (ja) 熱中性子炉用燃料要素及び燃料集合体
JP3031644B2 (ja) 燃料集合体及び炉心
JP4351798B2 (ja) 燃料集合体および原子炉
JP3262612B2 (ja) 燃料集合体及び炉心
JP4044993B2 (ja) 原子炉の燃料装荷方法
JPS6247115Y2 (ja)
JPH0990078A (ja) 軽水型原子炉炉心
JPH02187696A (ja) 燃料集合体とその製造方法
JPH0382994A (ja) 高速炉用燃料集合体及び高速炉の炉心並びに高速炉用燃料棒
JP2942249B1 (ja) 高速炉の炉心
JPS6246292A (ja) 原子炉用燃料集合体
JPS62276492A (ja) 燃料集合体
JPH10170673A (ja) Mox燃料集合体及び原子炉の炉心
JPH02222863A (ja) 沸騰水型原子炉用燃料集合体
JPH05142370A (ja) 原子炉の燃料集合体

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20010605