[go: up one dir, main page]

HUP0000444A2 - Nukleáris fűtőelem-elrendezés, eljárás annak fűtőelemekből való kialakítására, továbbá alkalmazás korábban be nem sugárzott hasadóanyagot tartalmazó fűtőelemek fűtőelem-elrendezésben való használatára - Google Patents

Nukleáris fűtőelem-elrendezés, eljárás annak fűtőelemekből való kialakítására, továbbá alkalmazás korábban be nem sugárzott hasadóanyagot tartalmazó fűtőelemek fűtőelem-elrendezésben való használatára

Info

Publication number
HUP0000444A2
HUP0000444A2 HU0000444A HUP0000444A HUP0000444A2 HU P0000444 A2 HUP0000444 A2 HU P0000444A2 HU 0000444 A HU0000444 A HU 0000444A HU P0000444 A HUP0000444 A HU P0000444A HU P0000444 A2 HUP0000444 A2 HU P0000444A2
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
fuel
fissile material
fuel elements
elements
type
Prior art date
Application number
HU0000444A
Other languages
English (en)
Inventor
John Mccartney
Original Assignee
British Nuclear Fuels Plc.
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 British Nuclear Fuels Plc. filed Critical British Nuclear Fuels Plc.
Publication of HUP0000444A2 publication Critical patent/HUP0000444A2/hu
Publication of HUP0000444A3 publication Critical patent/HUP0000444A3/hu

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/30Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
    • G21C3/32Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
    • G21C3/326Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements comprising fuel elements of different composition; comprising, in addition to the fuel elements, other pin-, rod-, or tube-shaped elements, e.g. control rods, grid support rods, fertile rods, poison rods or dummy rods
    • 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

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Foundations (AREA)
  • Purses, Travelling Bags, Baskets, Or Suitcases (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)

Abstract

A találmány tárgya hasadóanyagőt tartalmazó fűtőelemekből kialakítőttnűkleáris fűtőelem-elrendezés kőrábban be nem sűgárzőtt hasadóanyagőttartalmazó fűtőelemek sőkaságának nűkleáris fűtőelem-elrendezésbenvaló alkalmazása, tővábbá eljárás fűtőelem-elrendezés nűkleárisfűtőelemekből való kialakítására. A találmány lényege, hőgy fűtőelem-elrendezés kerületén elrendezett fűtőelemek legalább 40%-a kőrábban benem sűgárzőtt hasadóanyagból van, és az összes fűtőelemek legalább40%-a egyik vagy mindkét végtartőmányában (11) kőrábban be nemsűgárzőtt űránt tartalmaz, tővábbá a fűtőelem-elrendezésben lévőhasadóanyag egy része újrafeldőlgőzőtt hasadóanyag. A kőrábban be nemsűgárzőtt hasadóanyagőt tartalmazó fűtőelem-sőkaság nűkleárisfűtőelem-elrendezésben való alkalmazásának lényege, hőgy a fűtőelem-elrendezésben felhaszált újrafeldőlgőzőtt hasadóanyag radiőaktívsűgárzását kőrábban be nem sűgárzőtt hasadóanyagőt tartalmazófűtőelemekkel árnyékőlják. A fűtőelem-elrendezés nűkleárisfűtőelemekből való kialakítására szőlgáló eljárás lényege, hőgy abbanhasadóanyagőt tartalmazó első típűsú fűtőeemek (7) és másődik típűsúfűtőelemek (9) sőkaságát helyezik el, ahől az első típűsú fűtőelemek(7) egyik vagy mindkét végtartőmányában (11) kőrábban be nemsűgárzőtt, fennmaradó részében pedig újrafeldőlgőzőtt hasadóanyagőtrendeznek el, és ezen első típűsú fűtőelemből (7) választják az összesfűtőelemek legalább 40%-át, és ahől a másődik típűsú fűtőelemek (9)teljes - vagy majdnem teljes - hősszában kőrábban be nem sűgárzőtthasadóanyagőt rendeznek el, és ezen másődik típűsú fűtőelemeket (9)közvetlenül a fűtőelem-elrendezés kerületén helyezik el, tővábbá amásődik típűsú fűtőelemekből (9) a kerületen elhelyezendő összesfűtőelemek legalább 40%-át választják. ŕ

Description

ΓΟΟ 006½
KÖZZÉTÉTELI PÉLDÁNY
Nukleáris fűtőelem-elrendezés, eljárás annak fűtőelemekből
VALÓ KIALAKÍTÁSÁRA, TOVÁBBÁ ALKALMAZÁS KORÁBBAN BE NEM SUGÁRZOTT HASADÓANYAGOT TARTALMAZÓ FŰTŐELEMEK FŰTŐELEMELRENDEZÉSBEN VALÓ HASZNÁLATÁRA
Jelen találmány tárgya hasadóanyagot tartalmazó fűtőelemekből kialakított nukleáris fűtőelem-elrendezés, korábban be nem sugárzott hasadóanyagot tartalmazó fűtőelemek sokaságának nukleáris fűtőelem-elrendezésben való alkalmazása, továbbá eljárás fűtőelem-elrendezés nukleáris fűtőelemekből való kialakítására.
A találmány szerinti fűtőelem-elrendezés olyan, hogy annak alkalmazásával speciálisan a fűtőelemgyártó üzemek, a fűtőelem-szállító eszközök és az atomerőművek kezelőszemélyzetének sugárdózisa tovább csökken.
A nukleáris energiatermelés számos fűtőelemekkel, illetve azok elrendezéseivel kapcsolatos munkálata - például a fűtőelemek előállítása, kezelése, reaktorba töltése és felügyelete - a kezelőszemélyzet fűtőelemhez vagy fűtőelem-elrendezéshez való közelségét kívánja meg. Ez különösen igaz olyan emberi végtagok esetén, mint például a kéz vagy a szem. A lezárt fűtőelemek, il
B 89326-7203B/SZT-KO
-2 — letve a gyártási eljárást vagy szállítást követően kialakított fűtőelem-elrendezések, továbbá ezeknek a reaktormagba való behelyezése előtt elvégzendő alapos felülvizsgálat kimondottan vizuális vagy manuális vizsgálatot jelent, amelynek során a kezelőszemélyzet és a radioaktív sugárforrás közötti távolság - és így a sugárzás elnyelődésének mértéke is - lecsökken.
Az atomreaktorokban használatos fűtőelemek hasadóanyaga alapvetően két kategóriába sorolható: az egyik a megfelelő összetételűre dúsított, elsődleges kivonási forrásból származó “szűz” hasadóanyag (általában ún. korábban be nem sugárzott urán, BNSU), a másik pedig az újrafeldolgozott hasadóanyag (általában újrafeldolgozott urán, UFU), amely korábban az atomreaktor aktív zónájában volt és a kívánt aktivitással rendelkező formában való újrafelhasználása előtt újrafeldolgozáson esett át.
Az atomreaktorokban a BNSU és az UFU egyaránt alkalmas fűtőanyagnak, az újrafeldolgozott hasadóanyag azonban alapvetően abban különbözik a korábban be nem sugárzott hasadóanyagtól, hogy abban alacsonyabb rendszámú alkotóelemek, beleértve a besugárzás hatására keletkezett izotópokat is megtalálhatók (ideértve, de nem korlátozódva csupán az urán különböző izotópjaira és ezek leányelemeire). Sugárzási szempontból az UFU fűtőanyagban fellelhető összetevők rendkívül jelentősek, mivel azok természetes radioaktivitása lényegesen nagyobb, mint az ugyanolyan besorolású BNSU radioaktív sugárzása.
Jelen találmánnyal célunk többek között olyan fűtőelem-elrendezések megvalósítása, amelyekben UFU és BNSU fűtőanyag együttesen kerül felhasz
-3nálásra, a kezelőszemélyzetet érő radioaktív sugárzás mégis jelentősen mérséklődik.
Ezen célunkat a találmány szerint egyrészt hasadóanyagot tartalmazó fűtőelemek egy olyan elrendezésével valósítjuk meg, ahol a fűtőelemben lévő hasadóanyag egy része korábban be nem sugárzott hasadóanyag, míg egy másik része újrafeldolgozott hasadóanyag. Ebben az elrendezésben a korábban be nem sugárzott urán (BNSU) leárnyékolja az újrafeldolgozott urán (UFU) radioaktív sugárzását.
A találmány tárgyát képező fűtőelem-elrendezéssel másrészt olyan alkalmazást valósítunk meg, ahol a fűtőelem-elrendezésben felhasznált újrafeldolgozott hasadóanyag radioaktív sugárzásának leárnyékolására nagy mennyiségű, korábban be nem sugárzott hasadóanyagot tartalmazó fűtőelemet használunk fel.
A fentiek tükrében a találmány szerinti fűtőelem-elrendezés a következő jellemzőkkel rendelkezik:
- a BNSU fűtőanyag a fűtőelem-elrendezés kerületén vagy a mellett van elhelyezve;
- a BNSU fűtőanyag, illetve annak jelentős része a kerületen lévő fűtőelemekben vagy az azokkal szomszédos fűtőelemekben van;
- az UFU fűtőanyag a fűtőelem-elrendezés belsejében, például nem a kerületen elhelyezett fűtőelemekben van;
- egy adott fűtőelemben a BNSU fűtőanyag az UFU fűtőanyaghoz képest külön részként van elrendezve, és ezen külön rész hasadóanyag-tablettákból alakítható ki;
- célszerűen legalább egy fűtőelemnek egyik vagy mindkét végtartományában BNSU fűtőanyag van, továbbá a fűtőelemek hasadóanyag-tablettákból álló oszlopai célszerűen csak végtartományaikban tartalmaznak BNSU fűtőanyagot; - a fűtőelem BNSU fűtőanyaggal töltött egyik végtartományának hossza a fűtőelem hasadóanyag-tablettákból álló oszlopának célszerűen 1-15%-a, előnyösen pedig 3-10%-a között van, míg a fűtőelem másik végén lévő BNSU fűtőanyag hossza ezzel megegyező vagy ettől eltérő hosszúságú lehet. Ennek megfelelően egy adott fűtőelemben az UFU fűtőanyag mennyisége 70-98%, illetve 80-94% között van.
Egy adott fűtőelem-elrendezésben az árnyékolás jelensége legalább 40% egyik vagy mindkét végtartományában BNSU fűtőanyagot tartalmazó fűtőelem-mennyiség mellett érhető el. Az ilyen típusú fűtőelemek mennyisége azonban célszerűen 70%-nál, előnyösen 80%-nál, ideális esetben pedig 90%-nál is nagyobb. Rendkívül kívánatos, hogy egy adott fűtőelem-elrendezésben valamennyi fűtőelemnek legyen BNSU fűtőanyagot tartalmazó végtartománya. Részleges árnyékolás azonban akkor is elérhető, ha a fűtőelemek egy része nem ilyen kialakítású.
A fűtőelem-elrendezés számos kerületen elhelyezett fűtőeleme célszerűen teljes hosszában - vagy hosszának jelentős részén - tartalmaz BNSU fű
-5töanyagot. Ideális esetben a kerületi fűtőelemek csak BNSU fűtőanyagot tartaljnaznak.
A fűtőelem-elrendezés kerületen lévő fűtőelemeinek célszerűen mindegyike tartalmaz BNSU fűtőanyagot, az árnyékolás jelensége azonban csak akkor lép fel, ha a BNSU fűtőanyagot tartalmazó fűtőelemek az összes fűtőelemnek több, mint 90%-át, 80%-át, 70%-át, illetve legalább 40%-át teszik ki.
A sugárdózis abban az esetben is mérsékelhető, ha a BNSU és az UFU fűtőanyagok egymással össze vannak keverve, vagy a BNSU fűtőanyag a fűtőelemben (illetve a hasadóanyag-tablettákban) az UFU fűtőanyagból álló központi mag körül egy henger alakú borításként (rétegként) van elrendezve. Az egyszerűség kedvéért célszerű azonban a BNSU fűtőanyagot keverés nélkül alkalmazni.
A találmány egy további célszerű kiviteli alakjánál a fűtőelem-elrendezés kerületén elhelyezett valamennyi - vagy majdnem valamennyi - fűtőelem tisztán BNSU fűtőanyagot tartalmaz, továbbá a fűtőelem-elrendezés valamennyi vagy majdnem valamennyi - fűtőelemének végtartománya BNSU fűtőanyaggal van töltve. Egy ilyen fűtőelem-elrendezésnél a nem kerületen elhelyezett fűtőelemek célszerűen UFU fűtőanyagból vannak vagy azt tartalmaznak.
A találmány tárgyát alkotó fűtőelem-elrendezésnek különböző típusú reaktorokban alkalmazható változatai vannak, kialakíthatók például könnyűvizes reaktorokban (ideértve a forralóvizes és nyomottvizes reaktorokat is), javított gázhűtésű (például WER és CANDU típusú) reaktorokban, grafitmoderátoros reaktorokban (ideértve az RBMK vagy a Magnox reaktorokat), továbbfejlesztett
-6termikus és gyorsneutronos reaktorokban (beleértve a radiálisán árnyékolt fűtőanyagot tartalmazó reaktorokat is) alkalmazható változatai is.
Például egy AGR reaktorban alkalmazott fűtőelem-elrendezésnél a kerületi fűtőelemek közül 9-18 darab (célszerűen mind a 18 darab) fűtőelem tartalmazhat BNSU fűtőanyagot, egy CANDU típusú reaktor fűtőelemkötegeinek ugyancsak 9-18 darab (célszerűen mind a 18 darab) kerületen lévő fűtőeleme tartalmazhat BNSU fűtőanyagot, míg egy továbbfejlesztett, 43 rúdból álló CANDU típusú reaktorban használatos fűtöelemkötegnek 10-21 darab (célszerűen mind a 21 darab) kerületen elhelyezett fűtőeleme tartalmazhat BNSU fűtőanyagot. Ugyanakkor egy WER-440 típusú reaktor fűtőelem-elrendezésénél 18-36 darab (célszerűen mind a 36 darab) kerületi fűtőelemben lehet BNSU fűtőanyag, míg egy BWR típusú reaktorban alkalmazott, például 9x9 fűtőelemből álló fűtőelem-mátrix esetén 16-32 darab (célszerűen mind a 32 darab) kerületen elhelyezett fűtőelemben lehet BNSU fűtőanyag.
Az egyes fűtőelemekben, valamint egy adott fűtőelem különböző részein elrendezett hasadóanyag dúsítási foka eltérő lehet. A kerületen elhelyezett fűtőelemekben kevésbé dúsított, a belső fűtőelemekben jobban dúsított hasadóanyag rendezhető el, míg a fűtőelemek végtartományaiban lévő hasadóanyag a fűtőelemek középső tartományában lévő hasadóanyagnál kisebb mértékben lehet dúsítva.
A találmánnyal harmadrészt BNSU és UFU fűtőanyagot egyaránt tartalmazó nukleáris fűtőelemet valósítunk meg.
-7A BNSU fűtőanyag célszerűen a fűtőelem egyik vagy mindkét végtartojnányában van, és előnyösen nem egybefüggő tartományban kerül elhelyezésre, hanem az UFU hasadóanyag-tabletták között vagy azok mellett rövidebb, BNSU hasadóanyag-tablettákból kialakított oszlopok formájában rendezhető el.
Egy adott fűtőelemen belül a teljes hasadóanyag-mennyiséghez képest a BNSU fűtőanyag célszerűen 1-15%, ideális esetben pedig 3-10% között van. A fűtőelem két végtartománya hasonló vagy eltérő hosszúságú lehet.
A találmány tárgyával negyedrészt BNSU fűtőanyagot tartalmazó nukleáris fűtőelemnek i) UFU fűtőanyaggal, és/vagy ii) legalább egy további UFU fűtőanyagot tartalmazó fűtőelemmel való együttes alkalmazását valósítjuk meg.
A BNSU fűtőanyagot tartalmazó fűtőelemek célszerűen az UFU fűtőanyagot tartalmazó fűtőelemek összességét kőrülvevőn kerülnek elhelyezésre.
A találmánnyal ötödrészt olyan atomreaktor aktív zónát valósítunk meg, amelyben a találmány tárgyának első jellemvonásával rendelkező legalább egy fűtőelem-elrendezés és/vagy a találmány tárgyának második jellemvonásával rendelkező legalább egy fűtőelem van.
A találmánnyal hatodrészt BNSU és UFU fűtőanyagot egyaránt tartalmazó fűtőelemekből kialakított nukleáris fűtőelem-elrendezés gyártási eljárását valósítjuk meg.
A gyártási eljárással a fűtőelem-elrendezésben célszerűen kialakítunk egy első típusú fűtőelemet, amely egyik vagy mindkét végtartományában BNSU fűtőanyagot, fennmaradó középső tartományában pedig UFU fűtőanyagot tartalmaz.
-8A fűtőelem-elrendezés ezen első típusú fűtőelem mellett egy második típusú fűtőelemet is tartalmazhat, melynek teljes - vagy majdnem teljes - hoszszában BNSU fűtőanyag van, és amelyből legalább néhány az UFU fűtőanyagot tartalmazó további fűtőelemekből megvalósított fűtőelem-elrendezés kerületén vagy a mellett van elhelyezve.
A találmánnyal hetedrészt atomreaktor aktív zónájának fűtőanyaggal való feltöltését, illetve újratöltését valósítjuk meg. Ennek során az aktív zónában legalább egy, a találmány tárgyának első jellemvonásával rendelkező fűtőelem-elrendezést, és/vagy a találmány tárgyának második jellemvonását mutató, és/vagy a találmány tárgyának ötödik jellemvonása szerint készített fűtőelemet helyezünk el.
A találmánnyal nyolcadrészt a találmány tárgyának első hat jellemvonását kihasználva atomerőműben villamos áramot fejlesztünk.
A találmány lehetséges kiviteli alakjait a következőkben nem korlátozó érvényű rajz segítségével mutatjuk be részletesen, ahol az
- 1. ábra a találmány szerinti fűtőelem-elrendezés egy lehetséges kiviteli alakjának felülnézete, a
- 2. ábra a találmány tárgya második jellemvonásának megfelelő fűtőelem-elrendezés távlati képe, a
- 3. ábra a találmány tárgya harmadik jellemvonásának megfelelő fűtőelem-elrendezés távlati képe, és a
-9 —
- 4. ábra a találmány szerinti fűtőelem-elrendezés BWR, AGR, WER és * CANDU típusú reaktorokban alkalmazható különböző kiviteli alakjait szemlélteti.
Az 1. ábra a találmány szerinti fűtőelem-elrendezés fűtőelemeit mutatja felülnézetböl. Egy 3 központi csőben szükség szerint az aktív zónában fellépő neutronfluxust mérő vagy egyéb, ehhez hasonló műszerek helyezhetők el. A (sraffozott) körök a neutronelnyelő szabályzórudakat befogadó 5 vezetőhüvelyeket jelentik. A fűtőelem-elrendezés kerületén 7 első típusú (kereszttel megjelölt) fűtőelemek, míg belsejében 9 második típusú (jelöletlen) fűtőelemek vannak elrendezve.
A 7 első típusú fűtőelem korábban be nem sugárzott vagy ún. szűz” hasadóanyagból készül, melynek radioaktivitása az újrafeldolgozott hasadóanyag radioaktivitásánál sokkal kisebb. Az újrafeldolgozott hasadóanyag uránon kívül természetesen másfajta elemeket is tartalmazhat, például plutóniumot. Az UFU fűtőanyagot tartalmazó rudak például MOX típusú fűtöanyagrudak lehetnek. A fűtőelem-elrendezés kerületén BNSU fűtőanyagot tartalmazó fűtőelemek elhelyezésével a fűtőelem-elrendezés önárnyékoló tulajdonságúvá válik: a 7 első típusú fűtőelemek lecsökkentik a 9 második típusú fűtőelemekből kilépő radioaktív sugárzás mennyiségét, .melynek eredményeképpen a fűtőelem-elrendezést kívülről megközelítő kezelőszemély UFU fűtőanyag általi, egységnyi időre számított radioaktív sugárdózisa tovább csökken. A találmány ezen kiviteli alakjánál mindössze a fűtőelem-elrendezés kerületén vannak BNSU fűtőanyagot tartalmazó fűtőelemek.
-10A 2. ábrán a találmány egy lehetséges másik kiviteli alakjának távlati £épe látható, melyről a fűtőelem-elrendezés elülső sarkán elhelyezkedő fűtőelemek el vannak távolítva. Ezen fűtőelem-elrendezésben is vannak szabályzórudak befogadására szolgáló 5 vezetőhüvelyek és detektáló műszerek elhelyezésére szolgáló 3 központi cső. Ezen kiviteli alak fűtőelemei egyformák, azonban különböző típusú fűtőanyagot tartalmazó tartományok vannak bennük kialakítva. A hasadóanyag-tabletták oszlopaként előálló fűtőelemek 11 végtartománya BNSU fűtőanyagból készült különálló hasadóanyag-tablettákból van kialakítva. A fűtőelemek ellenkező végén szintén lehet BNSU hasadóanyagtablettákból kialakított végtartomány. A fűtőelemek fennmaradó 13 középső tartománya UFU fűtőanyagból készített hasadóanyag-tablettákból áll. Ezen fűtőelem-elrendezésben a BNSU fűtőanyag a fűtőelem-elrendezés felső és alsó lapján kilépő radioaktív sugárzást árnyékolja le.
A találmány 2. ábrán bemutatott kiviteli alakja azon esetekben bír rendkívüli előnyökkel, amikor a reaktoralagútban egyszerre több fűtőelem-elrendezés kerül elhelyezésre. A reaktoralagútban végtartományaikban BNSU fűtőanyagot tartalmazó fűtőelemekből kialakított fűtőelem-elrendezések alkalmazásánál ugyanis az árnyékoló hatás csökkenti a kezelőszemélyt a reaktorba töltés előtti végső (több elemből álló) összeállítási munkálatok során ért szélsőségesen nagy sugárdózist. Ilyen helyzet áll fenn például AGR típusú reaktorban elhelyezendő fűtőelemkötegek esetén.
A találmány egy további, 3. ábrán vázolt kiviteli alakjánál a mérőműszerek elhelyezésére szolgáló 3 központi cső és a szabályzórudak befogadására
- 11 szolgáló 5 vezetőhüvelyek elhelyezése a korábbi kiviteli alakoknál vázolttal teljesen megegyező. Ezen kiviteli alaknál azonban a kerületen lévő 7 fűtőelemek teljes hosszukban BNSU fűtőanyagot tartalmaznak. A fűtőelem-elrendezés belsejében lévő fűtőelemek 11 végtartományában - a 2. ábrán bemutatotthoz hasonlóan - BNSU fűtőanyag, míg a fűtőelem 13 középső tartományában UFU fűtőanyag van elrendezve. A találmány ezen kiviteli alakja szerinti fűtőelem-elrendezés minden irányból árnyékolva van, így az UFU fűtőanyagból kilépő radioaktív sugárzás minden irányban csökken.
Amíg a fenti kiviteli alakok a találmány tárgyának használatát PWR típusú reaktorokban alkalmazott fűtőelemek és/vagy fűtőelem-elrendezések esetén szemléltetik, a találmány tárgyával további nukleáris fűtőelem-elrendezések is megvalósíthatók.
A 4. ábra a találmány tárgyának AGR típusú reaktor 22 vezetőhüvellyel ellátott 20 fűtőelem-elrendezésében, CANDU típusú reaktor 30 fűtőelem-elrendezésében, WER vagy gyorsneutronos reaktor radiálisán árnyékolt 40 fűtőelem-elrendezésében és BWR típusú reaktor 50 fűtőelem-elrendezésében való alkalmazását mutatja. Azáltal, hogy a kerületen lévő fűtőelemek mindegyike illetve csupán némelyike - BNSU fűtőanyagot tartalmaz, a 20, 30, 40, 50 fűtőelem-elrendezések mindegyikénél elérhető az UFU fűtőanyaggal töltött fűtőelemekből származó, kezelőszemélyt érő radioaktív sugárzással szembeni önárnyékoló hatás megjelenése. A 20, 30, 40, 50 fűtőelem-elrendezések mindegyike megvalósítható a 2. ábrán bemutatott alsó és felső lap irányában árnyékolással rendelkező, az 1. ábrán bemutatott oldallapok irányában árnyékolással
-12rendelkezö, vagy a 3. ábrán bemutatott bármely irányban árnyékolással rencfelkező formában is.
A fűtőelem-elrendezések teljesítménye az önárnyékoló hatás megjelenésével változatlan marad, mivel ahhoz a BNSU és UFU fűtőanyagok reaktivitási egyenértékét nem szükséges megváltoztatnunk, hiszen az önárnyékoló hatást nem a felhasznált hasadóanyag dúsításával érjük el, hanem a BNSU és az UFU fűtőanyagok fűtőelemeken és/vagy fűtőelem-elrendezéseken belüli, eltérő módon történő elrendezésével.
Ahhoz, hogy a kívánt reaktivitást és/vagy fűtőelem csúcsteljesítményt és így tovább, a fűtőelemek fűtőelem-elrendezésen belüli elhelyezkedésének megfelelően árnyékoló vagy nem árnyékoló hatású BNSU, illetve UFU fűtőanyag alkalmazásával elérhessük - amennyiben arra szükség van - a hasadóanyag dúsítási fokát bármely fűtőelemben vagy akár egy adott fűtőelemen belül, annak bármely részén megváltoztathatjuk.

Claims (11)

  1. -13SZABADALMI IGÉNYPONTOK *
    1. Nukleáris fűtőelem-elrendezés, amely hasadóanyagot tartalmazó fűtőelemekből van kialakítva, azzal Jellemezve, hogy a kerületen elrendezett fűtőelemek legalább 40%-a korábban be nem sugárzott hasadóanyagot tartalmaz, és az összes fűtőelemek legalább 40%-a egyik vagy mindkét végtartományában (11) korábban be nem sugárzott hasadóanyagból áll, továbbá a fűtőelemelrendezésben (20, 30, 40, 50) lévő hasadóanyag egy része újrafeldolgozott hasadóanyag.
  2. 2. Az 1. igénypont szerinti fűtőelem-elrendezés, azzal jellemezve, hogy a kerületen elrendezett fűtőelemek 70%-a korábban be nem sugárzott uránt tartalmaz.
  3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti fűtőelem-elrendezés, azzal jellemezve, hogy fűtőelemeinek legalább 70%-a egyik vagy mindkét végtartományában (11) korábban be nem sugárzott uránból áll.
  4. 4. Az 1 — 3. igénypontok bármelyike szerinti fűtőelem-elrendezés, azzal Jellemezve, hogy a kerületen elrendezett, korábban be nem sugárzott uránt tartalmazó fűtőelemekben csak korábban be nem sugárzott urán van.
  5. 5. Korábban be nem sugárzott hasadóanyagot tartalmazó fűtőelemek sokaságának nukleáris fűtőelem-elrendezésben való alkalmazása, azzal jellemezve, hogy a fűtőelem-elrendezésben (20, 30, 40, 50) felhasznált újrafeldol-
    -14«· 9* * * ·♦ · „ ·· ·*· K · β · · · *>* ♦· · ^9 ·· Λ-· ·· *· gozott hasadóanyag radioaktív sugárzását korábban be nem sugárzott hasadóanyagot tartalmazó fűtőelemekkel árnyékoljuk.
  6. 6. Az 5. igénypont szerinti alkalmazás, azzal jellemezve, hogy a fűtőelem-elrendezés kerületén korábban be nem sugárzott hasadóanyagot tartalmazó fűtőelemeket helyezünk el.
  7. 7. Az 5. vagy 6. igénypontok bármelyike szerinti alkalmazás, azzal jellemezve, hogy hasadóanyag-tablettákat tartalmazó fűtőelemek sokaságának egyik vagy mindkét végtartományában (11) korábban be nem sugárzott hasadóanyagot rendezünk el.
  8. 8. Az 5 -7. igénypontok bármelyike szerinti alkalmazás, azzal jellemezve, hogy a fűtőelemek 70%-a korábban be nem sugárzott hasadóanyagot tartalmaz, és/vagy a fűtőelemek 70%-ának egyik vagy mindkét végtartományát (11) korábban be nem sugárzott hasadóanyagból alakítjuk ki.
  9. 9. Az 5 - 8. igénypontok bármelyike szerinti alkalmazás, azzal jellemezve, hogy a fűtőelem-elrendezés valamennyi - vagy majdnem valamennyi - kerületen elrendezett fűtőelemébe csak korábban be nem sugárzott hasadóanyagot teszünk, és valamennyi - vagy majdnem valamennyi - fűtőelem végtartományait (11) korábban be nem sugárzott hasadóanyagból alakítjuk ki.
  10. 10. Az 1 - 4. igénypontok bármelyike szerinti fűtőelem-elrendezés vagy az 5 — 9. igénypontok bármelyike szerinti alkalmazás, azzal jellemezve, hogy a fűtőelem-elrendezést AGR típusú, CANDU típusú, WER típusú vagy BWR típusú reaktorokban egyaránt alkalmazhatjuk.
    L ~
  11. 11. Eljárás fűtőelem-elrendezés nukleáris fűtőelemekből való kialakítására, azzal jellemezve, hogy abban hasadóanyagot tartalmazó első típusú fűtőelemek (7) és második típusú fűtőelemek (9) sokaságát helyezzük el, ahol az első típusú fűtőelemek (7) egyik vagy mindkét végtartományában (11) korábban be nem sugárzott, fennmaradó részében pedig újrafeldolgozott hasadóanyagot rendezünk el, és ezen első típusú fűtőelemből (7) választjuk az összes fűtőelemek legalább 40%-át, és ahol a második típusú fűtőelemek (9) teljes vagy majdnem teljes - hosszában korábban be nem sugárzott hasadóanyagot rendezünk el, és ezen második típusú fűtőelemeket (9) közvetlenül a fűtőelemelrendezés kerületén helyezzük el, továbbá a második típusú fűtőelemekből (9) a kerületen elhelyezendő összes fűtőelemnek legalább 40%-át választjuk.
    ghatwnazott:
    ...... Z--------.
    A bejelentő helyett a me
    Bogsch & Partners
    Ügyvédi Iroda
    1051 Budapest
    Bajcsy-Zsilinszky út 16.
    Tek: 266-2245 Fax:118-7828
    1 Aktaszámunk: B 89326-7203B Ügyintézőnk: Szabó Zsolt
HU0000444A 1996-09-13 1997-09-15 Nuclear fuel assembly, method for the construction thereof, as well as application to use fuel cells containing previously not irradiated fissile material in a fuel assembly HUP0000444A3 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB9619182.0A GB9619182D0 (en) 1996-09-13 1996-09-13 Improvements in and relating to nuclear fuel assemblies
PCT/GB1997/002485 WO1998011558A1 (en) 1996-09-13 1997-09-15 Nuclear fuel assembly

Publications (2)

Publication Number Publication Date
HUP0000444A2 true HUP0000444A2 (hu) 2000-06-28
HUP0000444A3 HUP0000444A3 (en) 2003-01-28

Family

ID=10799910

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU0000444A HUP0000444A3 (en) 1996-09-13 1997-09-15 Nuclear fuel assembly, method for the construction thereof, as well as application to use fuel cells containing previously not irradiated fissile material in a fuel assembly

Country Status (12)

Country Link
US (1) US20020118789A1 (hu)
EP (1) EP0928487A1 (hu)
JP (1) JP2001500265A (hu)
CN (1) CN1230280A (hu)
AR (1) AR008184A1 (hu)
AU (1) AU4389897A (hu)
CA (1) CA2263644A1 (hu)
GB (1) GB9619182D0 (hu)
HU (1) HUP0000444A3 (hu)
TW (1) TW365677B (hu)
WO (1) WO1998011558A1 (hu)
ZA (1) ZA978165B (hu)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2863097B1 (fr) * 2003-11-27 2008-05-02 Framatome Anp Assemblage de combustible pour reacteur nucleaire a eau pressurisee contenant de l'uranium enrichi sans plutonium.
FR2925700B1 (fr) * 2007-12-24 2010-01-29 Commissariat Energie Atomique Dispositif de mesure de taux de comptage et dispositif d'etalonnage de chambre a fission associe
EA019989B1 (ru) 2008-12-25 2014-07-30 Ториум Пауэр Инк. Топливная сборка легководного ядерного реактора (варианты) и легководный ядерный реактор
US10192644B2 (en) 2010-05-11 2019-01-29 Lightbridge Corporation Fuel assembly
US10170207B2 (en) 2013-05-10 2019-01-01 Thorium Power, Inc. Fuel assembly
WO2011143172A1 (en) * 2010-05-11 2011-11-17 Thorium Power, Inc. Fuel assembly with metal fuel alloy kernel and method of manufacturing thereof
CN103189925B (zh) 2010-09-03 2016-09-14 加拿大原子能有限公司 含钍的核燃料棒束以及包含这种核燃料棒束的核反应堆
KR20170052701A (ko) 2010-11-15 2017-05-12 아토믹 에너지 오브 캐나다 리미티드 중성자 흡수제를 함유하는 핵연료
US10950356B2 (en) 2010-11-15 2021-03-16 Atomic Energy Of Canada Limited Nuclear fuel containing recycled and depleted uranium, and nuclear fuel bundle and nuclear reactor comprising same
KR101533868B1 (ko) * 2012-07-24 2015-07-06 한국원자력연구원 중수로 핵연료 다발의 핵연료봉 구조
DE102013103257B4 (de) 2013-04-02 2016-10-20 Nan Juen International Co., Ltd. Kopplungsmechanismus
FR3095889B1 (fr) * 2019-05-10 2021-07-30 Framatome Sa Assemblage de combustible nucleaire pour reacteur a eau pressurisee et coeur de reacteur nucleaire contenant un tel assemblage
CN114255888A (zh) * 2021-11-05 2022-03-29 中广核研究院有限公司 燃料棒、燃料组件及其反应堆堆芯

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3904048A (en) * 1968-12-02 1975-09-09 Asea Ab Device for refueling a nuclear reactor having a core comprising a plurality of fuel assemblies
JPS6076686A (ja) * 1983-10-04 1985-05-01 株式会社日立製作所 燃料集合体
JP2519704B2 (ja) * 1987-02-19 1996-07-31 東京電力株式会社 原子炉用燃料集合体
US5089210A (en) * 1990-03-12 1992-02-18 General Electric Company Mox fuel assembly design
JP3037717B2 (ja) * 1990-04-27 2000-05-08 株式会社東芝 原子炉の燃料集合体

Also Published As

Publication number Publication date
EP0928487A1 (en) 1999-07-14
CN1230280A (zh) 1999-09-29
ZA978165B (en) 1999-03-11
HUP0000444A3 (en) 2003-01-28
AU4389897A (en) 1998-04-02
GB9619182D0 (en) 1996-10-23
WO1998011558A1 (en) 1998-03-19
TW365677B (en) 1999-08-01
AR008184A1 (es) 1999-12-09
US20020118789A1 (en) 2002-08-29
CA2263644A1 (en) 1998-03-19
JP2001500265A (ja) 2001-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3435838C2 (hu)
HUP0000444A2 (hu) Nukleáris fűtőelem-elrendezés, eljárás annak fűtőelemekből való kialakítására, továbbá alkalmazás korábban be nem sugárzott hasadóanyagot tartalmazó fűtőelemek fűtőelem-elrendezésben való használatára
EP0554451A1 (en) Fuel assembly for thermal reactor
EP1277211A2 (en) Method of incineration of minor actinides in nuclear reactors
Şahin et al. Realization of a flat fission power density in a hybrid blanket over long operation periods
JP2886555B2 (ja) 沸騰水型原子炉用燃料集合体
JPH06194477A (ja) 核燃料棒
JPH0545482A (ja) 燃料集合体
JP5410653B2 (ja) 高速炉の炉心及び高速炉の燃料取り扱い方法
KR20000035970A (ko) 핵연료집합체
Achilles et al. Spent fuel pool analysis for a PWR using reprocessed nuclear fuels based on U, MOX, Th-U, TRU-Th and TRU-U
Adiletta et al. Investigations on radioactive fission product correlations: gamma spectrometry measurements on spent fuel assemblies of the Garigliano reactor
Oosterkamp Reactor physics at the Dodewaard BWR
Asgari et al. Minor Actinide Transmutation Physics for Low Conversion Ratio Sodium Fast Reactors
Morrison et al. Decay Heat Analysis for an LMFBR Fuel Assembly Using ENDF/B-VI Data
Ferrer et al. Minor actinide transmutation for low conversion ratio sodium fast reactors
Tsujimura Applicability of non-destructive assay techniques to spent fuels from boiling-water reactors
Wahl Nuclear-charge distribution and delayed-neutron yields for thermal-neutron-induced fission of 235U, 233U, 239Pu, and 241Pu and for fast-neutron-induced fission of 238U
Atomic Energy Commission On the fuel assembly of 8 x 8 type used for BWRs
Paoletti Gualandi et al. Determination of burnup and plutonium content in irradiated fuels by gamma-spectrometry measurements of radioactive fission products
JPH08220271A (ja) Mox燃料集合体
Jain et al. Supercell model for PWR fuel assembly burnup and analyses of IAEA PWR Benchmark
DE1283406B (de) Kernreaktorbrutstoffelement
JPH07191175A (ja) 燃料集合体
JPH07333375A (ja) 核燃料棒