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JP2008145359A - Boiling water reactor core and method of operation - Google Patents

Boiling water reactor core and method of operation Download PDF

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JP2008145359A JP2006335317A JP2006335317A JP2008145359A JP 2008145359 A JP2008145359 A JP 2008145359A JP 2006335317 A JP2006335317 A JP 2006335317A JP 2006335317 A JP2006335317 A JP 2006335317A JP 2008145359 A JP2008145359 A JP 2008145359A
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    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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Abstract

【課題】原子炉の安全を確保しつつ、炉心平均濃縮度を高める。
【解決手段】軸を鉛直方向とするほぼ円筒の領域に、その軸方向に延びる燃料集合体を配列して形成される沸騰水型原子炉の炉心は、第1の燃料集合体3が配列された外周領域と、その外周領域よりも半径方向の内側であって、第1の燃料集合体3よりも核分裂性物質を少なく含有する第2の燃料集合体1,2,4が配列された内周領域と、を備える。第2の燃料集合体1,2,4は、第1の燃料集合体3よりも可燃性毒物の含有量が小さい燃料集合体であってもよい。
【選択図】図1
An object of the present invention is to increase the average concentration of a core while ensuring the safety of a nuclear reactor.
In a core of a boiling water reactor formed by arranging fuel assemblies extending in the axial direction in a substantially cylindrical region whose axis is a vertical direction, a first fuel assembly is arranged. The outer peripheral region and the inner side in the radial direction of the outer peripheral region and the second fuel assemblies 1, 2, 4 containing less fissile material than the first fuel assembly 3 are arranged. A circumferential region. The second fuel assemblies 1, 2, 4 may be fuel assemblies having a smaller content of combustible poisons than the first fuel assembly 3.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、沸騰水型原子炉の炉心および運転方法に関する。   The present invention relates to a core and operating method of a boiling water reactor.

原子炉は、中性子が核分裂性物質に吸収されて核分裂が起こり、その際にエネルギーとともに放出される中性子が次の核分裂を引き起こすという連鎖反応により、エネルギーを出し続けている。この連鎖反応が平衡にある状態を臨界といい、一定の出力で運転される原子炉はこの状態を保ち続けている。また、連鎖反応が増大していく状態を臨界超過といい、逆に減少していく状態を未臨界という。   In nuclear reactors, neutrons are absorbed by fissionable materials, causing fission, and neutrons released along with the energy continue to produce energy by a chain reaction. The state in which this chain reaction is in equilibrium is called criticality, and the reactor operated at a constant power continues to maintain this state. In addition, the state in which the chain reaction increases is called supercritical, and the state in which the chain reaction decreases is called subcritical.

原子炉は、たとえば1年程度の所定の期間にわたって燃料の補給なしに運転し続けねばならないために、炉心内には臨界維持に必要な量よりも多い核分裂性物質が装荷されている。したがって、所定の運転期間の途中までの期間では、原子炉は、制御材なしには臨界超過になる。   Since a nuclear reactor must be operated without refueling for a predetermined period of time, for example, about one year, more nuclear fissionable material is loaded in the core than is necessary for maintaining criticality. Therefore, in the period up to the middle of the predetermined operation period, the nuclear reactor becomes supercritical without the control material.

この超過した反応度を余剰反応度といい、余剰反応度を運転期間を通じて適切に制御することが重要である。余剰反応度を運転期間を通じて制御する技術としては、可燃性毒物を燃料中に混入するものがよく知られている。可燃性毒物とは、運転期間を通じて徐々に燃焼しその物質量が減少していく中性子吸収材のことで、核燃料物質に混ぜて使用されるガドリニアなどが知られている。   This excess reactivity is referred to as excess reactivity, and it is important to appropriately control the excess reactivity throughout the operation period. As a technique for controlling the excess reactivity throughout the operation period, a technique in which a flammable poison is mixed into the fuel is well known. A flammable poison is a neutron absorber that gradually burns and decreases in the amount of material throughout the operation period. Gadolinia, which is used in combination with nuclear fuel materials, is known.

可燃性毒物を含有する燃料集合体の無限増倍率は、燃焼に伴って一旦上昇した後、減少していく。一般に、可燃性毒物を含有する燃料棒の本数が増加すれば、燃焼初期での無限増倍率が低下する。また、可燃性毒物の濃度を増加させれば、可燃性毒物が燃え尽きる時期を遅らせることができるため、無限増倍率の最大値を抑えることが可能になる。このため、可燃性毒物の混入濃度とそれが混入した燃料棒の本数の組み合わせにより、余剰反応度を適切に制御することができる。   The infinite multiplication factor of the fuel assembly containing the combustible poison increases once with combustion and then decreases. Generally, if the number of fuel rods containing a flammable poison increases, the infinite multiplication factor at the initial stage of combustion decreases. Further, if the concentration of the flammable poison is increased, the time when the flammable poison is burned out can be delayed, so that the maximum value of the infinite multiplication factor can be suppressed. For this reason, the excess reactivity can be appropriately controlled by the combination of the mixing concentration of the flammable poison and the number of fuel rods mixed with it.

初装荷炉心では、装荷された燃料集合体の一部が第1サイクルの運転終了後に取り出され、新しい取替燃料集合体と交換される。第1サイクルで取り出される燃料集合体は他の燃料集合体に比べて燃焼度が低く、発生エネルギーが少ない。このため、第1サイクルで取り出される燃料集合体の体数が少ないほど、燃料経済性が高くなる。   In the initial loading core, a part of the loaded fuel assembly is taken out after the operation of the first cycle is completed and replaced with a new replacement fuel assembly. The fuel assembly taken out in the first cycle has a lower burnup and generates less energy than other fuel assemblies. For this reason, the fuel economy increases as the number of fuel assemblies taken out in the first cycle decreases.

燃料経済性を向上させるために、初装荷炉心の炉心平均濃縮度をさらに上げることが望まれている。初装荷炉心に装荷される高濃縮燃料集合体では、燃料集合体内の内側の燃料棒は濃縮度が4.9wt%のペレットが用いられる。しかし、加工施設や輸送における制限のため、5wt%以上の濃縮度のペレットを用いることは困難である。したがって、さらに燃料集合体平均濃縮度を増加させるためには、従来、比較的低濃縮の燃料棒が配置されていた燃料集合体コーナ領域近傍の燃料棒の濃縮度を上げる必要がある。   In order to improve fuel economy, it is desired to further increase the core average enrichment of the first loaded core. In the highly enriched fuel assembly loaded in the initial loading core, pellets having an enrichment of 4.9 wt% are used for the fuel rods inside the fuel assembly. However, it is difficult to use pellets with a concentration of 5 wt% or more due to limitations in processing facilities and transportation. Therefore, in order to further increase the fuel assembly average enrichment, it is necessary to increase the enrichment of the fuel rods in the vicinity of the fuel assembly corner region where the relatively low enrichment fuel rods are conventionally arranged.

また、核分裂性物質の有効活用を図るために、炉内滞在期間に応じてウラン濃縮度を変えた複数の燃料集合体を用いる初装荷炉心が知られている。   In order to make effective use of fissile material, an initially loaded core using a plurality of fuel assemblies with different uranium enrichments according to the period of stay in the reactor is known.

たとえば特許文献1には、ガドリニア入り燃料棒の配置を工夫することにより熱的特性を向上できることが記載されている。また、特許文献2には、ガドリニア入り燃料棒を集合体内で隣接させて配置することにより、ガドリニアの燃焼を抑制できることが記載されている。これらの技術を用いつつ、炉心平均濃縮度を上げることで、第1サイクル終了後に初装荷燃料を取り出さずにに、第2サイクルを運転することができる。さらに、特許文献3には、第1サイクルで外周領域に装荷した燃焼の進んでいない可燃性毒物入り燃料集合体を、第2サイクルで内周領域に装荷することで、余剰反応度を適正化できることが記載されている。
特許第3186546号公報 特許第2577367号公報 特許第3779299号公報
For example, Patent Document 1 describes that the thermal characteristics can be improved by devising the arrangement of fuel rods containing gadolinia. Patent Document 2 describes that gadolinia burning can be suppressed by arranging fuel rods containing gadolinia adjacent to each other in the assembly. By using these techniques and increasing the core average enrichment, it is possible to operate the second cycle without removing the initially loaded fuel after the end of the first cycle. Furthermore, Patent Document 3 optimizes the excess reactivity by loading a fuel assembly containing a flammable poison that has not progressed in combustion in the first cycle into the inner region in the second cycle. It describes what you can do.
Japanese Patent No. 3186546 Japanese Patent No. 2577367 Japanese Patent No. 3779299

燃料経済性を向上させるためには、炉心平均濃縮度を高めることが好ましい。しかし、燃料集合体コーナ領域近傍は熱中性子が多いことから、高濃縮度の燃料棒を用いると熱的特性を満足できない場合がある。   In order to improve fuel economy, it is preferable to increase the core average enrichment. However, since there are many thermal neutrons in the vicinity of the fuel assembly corner region, thermal characteristics may not be satisfied if highly enriched fuel rods are used.

そこで本発明は、原子炉の安全を確保しつつ、炉心平均濃縮度を高めることを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to increase the average concentration of the core while ensuring the safety of the nuclear reactor.

上述の目的を達成するため、本発明は、軸を鉛直方向とするほぼ円筒の領域に、その軸方向に延びる燃料集合体を配列して形成される沸騰水型原子炉の炉心において、第1の燃料集合体が配列された外周領域と、前記外周領域よりも前記円筒の半径方向の内側であって、前記第1の燃料集合体よりも核分裂性物質を少なく含有する第2の燃料集合体が配列された内周領域と、を有することを特徴とする。   In order to achieve the above-described object, the present invention provides a first reactor in a boiling water reactor core formed by arranging fuel assemblies extending in the axial direction in a substantially cylindrical region having an axis as a vertical direction. An outer peripheral region in which the fuel assemblies are arranged, and a second fuel assembly that is more radially inward of the cylinder than the outer peripheral region and contains less fissile material than the first fuel assembly. And an inner peripheral region in which are arranged.

また、本発明は、軸を鉛直方向とするほぼ円筒の領域に、その軸方向に延びる燃料集合体を配列して形成される沸騰水型原子炉の炉心において、第1の燃料集合体が配列された外周領域と、前記外周領域よりも前記円筒の半径方向の内側であって、前記第1の燃料集合体のコーナー部の燃料棒よりも核分裂性物質を少なく含有する燃料棒がコーナー部に配置された第2の燃料集合体が配列された内周領域と、を有することを特徴とする。   Further, according to the present invention, the first fuel assembly is arranged in a core of a boiling water reactor formed by arranging fuel assemblies extending in the axial direction in a substantially cylindrical region whose axis is a vertical direction. And a fuel rod containing less fissionable material in the corner portion than the fuel rod in the corner portion of the first fuel assembly. And an inner peripheral region in which the arranged second fuel assemblies are arranged.

また、本発明は、軸を鉛直方向とするほぼ円筒の領域に、その軸方向に延びる燃料集合体を配列して形成される沸騰水型原子炉の炉心において、第1の燃料集合体が配列された外周領域と、前記外周領域よりも前記円筒の半径方向の内側であって、前記第1の燃料集合体よりも可燃性毒物の含有量が小さい第2の燃料集合体が配列された内周領域と、を有することを特徴とする。   Further, according to the present invention, the first fuel assembly is arranged in a core of a boiling water reactor formed by arranging fuel assemblies extending in the axial direction in a substantially cylindrical region whose axis is a vertical direction. And a second fuel assembly in which the content of the combustible poison is smaller than that of the first fuel assembly is arranged inside the outer peripheral region in the radial direction of the cylinder with respect to the outer peripheral region. And a peripheral region.

また、本発明は、軸を鉛直方向とするほぼ円筒の領域に、その軸方向に延びる燃料集合体を配列して形成される炉心を備えた沸騰水型原子炉の運転方法において、第1の燃料集合体を配列して前記炉心の外周領域を形成し、前記外周領域よりも前記円筒の半径方向の内側であって、前記第1の燃料集合体よりも核分裂性物質を少なく含有する第2の燃料集合体を配列して前記炉心の内周領域を形成する炉心形成工程と、前記炉心形成工程の後に、前記炉心を所定の期間臨界に保つ第1サイクル工程と、を有することを特徴とする。   The present invention also relates to a method for operating a boiling water reactor comprising a core formed by arranging fuel assemblies extending in an axial direction in a substantially cylindrical region having an axis in a vertical direction. A fuel assembly is arranged to form an outer peripheral region of the core, and a second portion containing a less fissile material than the first fuel assembly inside the outer peripheral region in the radial direction of the cylinder. And a first cycle step of maintaining the core in a critical period for a predetermined period after the core formation step. To do.

本発明によれば、原子炉の安全を確保しつつ、炉心平均濃縮度を高めることができる。   According to the present invention, the core average enrichment can be increased while ensuring the safety of the nuclear reactor.

本発明に係る沸騰水型原子炉の炉心の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、同一または類似の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   Embodiments of the core of a boiling water reactor according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same or similar structure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

[第1の実施の形態]
図2は、本発明に係る沸騰水型原子炉の炉心の第1の実施の形態における横断面(水平断面)図である。図3は、本実施の形態における燃料集合体の横断面図である。図2は、炉心の横断面の左上1/4を示した図であって、残りの部分は炉心の鉛直方向中心軸を対称軸とする図示した部分の回転対称となっている。なお、炉心全体が回転対称になっている必要はなく、鏡面対称であってもよいし、対称性がない炉心であってもよい。
[First Embodiment]
FIG. 2 is a transverse cross-sectional view (horizontal cross-sectional view) in the first embodiment of the core of the boiling water nuclear reactor according to the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view of the fuel assembly in the present embodiment. FIG. 2 is a diagram showing the upper left quarter of the cross section of the core, and the remaining portion is rotationally symmetric with respect to the illustrated portion with the central axis in the vertical direction of the core as the symmetry axis. Note that the entire core does not need to be rotationally symmetric, and may be mirror-symmetrical or a core without symmetry.

沸騰水型原子炉には、角筒状の燃料集合体26を配置する空間22が正方格子状に配列された領域10を有している。この領域10は、全体としてほぼ円筒形に形成されていて、燃料集合体26の軸は、その円筒の軸と同じ方向に向かっている。これらの空間22に燃料集合体26が配置されて、炉心を形成する。   The boiling water reactor has a region 10 in which spaces 22 in which square-tubular fuel assemblies 26 are arranged are arranged in a square lattice pattern. The region 10 is formed in a substantially cylindrical shape as a whole, and the axis of the fuel assembly 26 is directed in the same direction as the axis of the cylinder. Fuel assemblies 26 are arranged in these spaces 22 to form a core.

また、燃料集合体26を配置する空間22は、燃料集合体26よりも若干大きく、隣り合う4体の燃料集合体26の間に、制御棒21が挿入できるようになっている。なお、領域10の半径方向の外側の一部には、制御棒21と隣接しない燃料集合体26を配置する空間22も存在する。   The space 22 in which the fuel assembly 26 is arranged is slightly larger than the fuel assembly 26, and the control rod 21 can be inserted between the four adjacent fuel assemblies 26. A space 22 in which a fuel assembly 26 that is not adjacent to the control rod 21 is also present in a part of the region 10 on the outer side in the radial direction.

本実施の形態の炉心では、872体の燃料集合体26が装荷され、205本の制御棒21が配置される。   In the core of the present embodiment, 872 fuel assemblies 26 are loaded, and 205 control rods 21 are arranged.

燃料集合体26は、正方格子状に9行9列で配列された円筒状の燃料棒24、および、燃料棒24の配列の中央部分に配置された角筒状のウォータチャンネル25を有している。ウォータチャンネル25は、燃料棒24の3行3列の9本分の領域を占めている。燃料棒24およびウォータチャンネル25は、軸方向の両端に設けられたタイプレート(図示せず)および軸方向の数箇所に設けられたスペーサ(図示せず)で保持されている。燃料集合体26の外周は、角筒状のチャンネルボックス23で囲まれている。   The fuel assembly 26 includes cylindrical fuel rods 24 arranged in a square lattice in 9 rows and 9 columns, and a rectangular tube-shaped water channel 25 arranged in the center of the array of fuel rods 24. Yes. The water channel 25 occupies an area of nine fuel rods 24 in 3 rows and 3 columns. The fuel rod 24 and the water channel 25 are held by tie plates (not shown) provided at both ends in the axial direction and spacers (not shown) provided at several locations in the axial direction. The outer periphery of the fuel assembly 26 is surrounded by a rectangular tubular channel box 23.

燃料棒24の内部には、ウラン235などの核分裂性物質が、たとえばウラン238などとともに円筒状に焼き固められたペレットとして収められている。各燃料棒24中のウラン235の濃縮度は、燃料棒24ごとに異なっていて、各燃料棒24に収められた核分裂性物質量も燃料棒24ごとに異なっている。なお、燃料棒24の軸方向に濃縮度が異なる領域を設けてもよい。   Inside the fuel rod 24, a fissile material such as uranium 235 is stored as a pellet baked into a cylindrical shape together with uranium 238, for example. The enrichment of uranium 235 in each fuel rod 24 is different for each fuel rod 24, and the amount of fissile material contained in each fuel rod 24 is also different for each fuel rod 24. In addition, you may provide the area | region where enrichment differs in the axial direction of the fuel rod 24. FIG.

図1は、本実施の形態における第1サイクルの炉心の燃料集合体の配置を示す1/4横断面図である。符号1,2,3,4はそれぞれ燃料集合体26の種類を示しており、同一の符号は、燃料棒24の配置が同一の燃料集合体を示している。   FIG. 1 is a ¼ cross-sectional view showing the arrangement of the fuel assemblies in the core of the first cycle in the present embodiment. Reference numerals 1, 2, 3, and 4 indicate the types of the fuel assemblies 26, respectively, and the same reference numerals indicate fuel assemblies in which the arrangement of the fuel rods 24 is the same.

第1サイクルの炉心11、すなわち初装荷炉心11の外周部には、符号3で示す燃料集合体が配列されている。また、初装荷炉心11の内周部には、符号1,2,4で示す燃料集合体が配置されている。ここで、符号3で示す燃料集合体26を第1の燃料集合体、符号1,2,4で示す燃料集合体26を第2の燃料集合体と呼ぶこととする。   A fuel assembly indicated by reference numeral 3 is arranged on the outer periphery of the first cycle core 11, that is, the initial loading core 11. Further, fuel assemblies indicated by reference numerals 1, 2, and 4 are disposed on the inner peripheral portion of the initial loading core 11. Here, the fuel assembly 26 indicated by reference numeral 3 is referred to as a first fuel assembly, and the fuel assembly 26 indicated by reference numerals 1, 2, and 4 is referred to as a second fuel assembly.

第1の燃料集合体3に含まれる核分裂性物質量は、第2の燃料集合体1,2,4に含まれる核分裂性物質量よりも多い。燃料棒の数などの濃縮度以外の燃料型式が同一の燃料集合体24の場合には、第1の燃料集合体3の集合体平均濃縮度は、第2の燃料集合体1,2,4の集合体平均濃縮度よりも高くなる。   The amount of fissile material contained in the first fuel assembly 3 is greater than the amount of fissile material contained in the second fuel assemblies 1, 2, 4. In the case of the fuel assembly 24 having the same fuel type other than the enrichment such as the number of fuel rods, the assembly average enrichment of the first fuel assembly 3 is the second fuel assembly 1, 2, 4 It becomes higher than the average concentration of aggregates.

なお、第2の燃料集合体の、符号1および符号2で示される燃料集合体は集合体平均濃縮度が比較的高い高濃縮燃料であり、符号4で示される燃料集合体は集合体平均濃縮度が比較的低い低濃縮燃料である。   The fuel assemblies indicated by reference numerals 1 and 2 in the second fuel assembly are highly enriched fuels having a relatively high assembly average enrichment, and the fuel assembly indicated by reference numeral 4 is the average assembly enrichment. It is a low enriched fuel with a relatively low degree.

一般に、炉心の外周部では中性子の漏れが大きいため、燃料集合体一体あたりの出力が、内周部に比べて小さくなる傾向がある。このため、炉心11の外周部に装荷される第1の燃料集合体3は、内周部に装荷される第2の燃料集合体1,2,4に比べて集合体平均濃縮度を高めても熱的制限値を容易に満足させることができる。   In general, since neutron leakage is large at the outer peripheral portion of the core, the output per unit fuel assembly tends to be smaller than that at the inner peripheral portion. For this reason, the first fuel assembly 3 loaded on the outer peripheral portion of the core 11 has a higher assembly average enrichment than the second fuel assemblies 1, 2, and 4 loaded on the inner peripheral portion. Also, the thermal limit value can be easily satisfied.

図4は、本実施の形態における第1の燃料集合体の各燃料棒の濃縮度の例を示す横断面図である。図5は、本実施の形態における第2の燃料集合体の各燃料棒の濃縮度の例を示す横断面図である。なお、図5は、第2の燃料集合体のうち、符号1で示される燃料集合体を例として示したものである。図4および図5において、U1、U2、U3で示される位置はウラン燃料棒が配置され、Gで示される位置はガドリニア入り燃料棒が配置されることを示している。Wは、ウォータチャンネルの位置を示している。   FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of the enrichment of each fuel rod of the first fuel assembly in the present embodiment. FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of the enrichment of each fuel rod of the second fuel assembly in the present embodiment. FIG. 5 shows an example of the fuel assembly indicated by reference numeral 1 in the second fuel assembly. 4 and 5, the positions indicated by U1, U2, and U3 indicate that uranium fuel rods are disposed, and the positions indicated by G indicate that gadolinia-containing fuel rods are disposed. W indicates the position of the water channel.

ウラン燃料棒とは、内部にガドリニアなどの可燃性毒物を含有しない燃料棒26のことであり、ガドリニア入り燃料棒とは、ガドリニアなどの可燃性毒物を核分裂性物質とともに含有する燃料棒24のことである。U1、U2、U3で示されるウラン燃料棒はそれぞれウラン235の濃縮度が異なり、U1で示されるウラン燃料棒の濃縮度が最も高く、U3で示される位置のウラン燃料棒の濃縮度が最も低い。U1で示されるウラン燃料棒の濃縮度は、たとえば4.9wt%である。なお、図4と図5におけるU1で示される位置に配置される燃料棒の濃縮度は互いに異なっていてもよい。   The uranium fuel rod is a fuel rod 26 that does not contain a flammable poison such as gadolinia inside, and the fuel rod containing gadolinia is a fuel rod 24 that contains a flammable poison such as gadolinia together with a fissile material. It is. The uranium fuel rods indicated by U1, U2, and U3 each have a different enrichment of uranium 235, the enrichment of the uranium fuel rod indicated by U1 is the highest, and the enrichment of the uranium fuel rod at the location indicated by U3 is the lowest. . The enrichment of the uranium fuel rod indicated by U1 is, for example, 4.9 wt%. The enrichment of the fuel rods arranged at the position indicated by U1 in FIGS. 4 and 5 may be different from each other.

一般に、燃料集合体26のコーナー部では熱中性子が多いため、他の位置に比べて出力が高くなる傾向がある。また、原子炉を安全に運転するためには、燃料集合体26は、最大線出力密度や最小限界出力比などの熱的特性が所定の制限値(熱的制限値)を満足する必要がある。そこで、炉心11の内周部に装荷される第2の燃料集合体1,2,4では、コーナー部およびその近傍のU2およびU3で示される位置に、他の位置に配置される燃料棒24よりも濃縮度が低い燃料棒24が配置される。   In general, since there are many thermal neutrons at the corner portion of the fuel assembly 26, the output tends to be higher than at other positions. Further, in order to operate the nuclear reactor safely, the fuel assembly 26 needs to satisfy a predetermined limit value (thermal limit value) in thermal characteristics such as the maximum linear power density and the minimum limit power ratio. . Therefore, in the second fuel assemblies 1, 2, and 4 loaded on the inner peripheral portion of the core 11, the fuel rods 24 disposed at other positions at the corner portions and the positions indicated by U2 and U3 in the vicinity thereof. A fuel rod 24 having a lower enrichment is disposed.

一方、炉心11の外周部に装荷される第1の燃料集合体3では、燃料集合体一体あたりの出力が内周部に装荷される燃料集合体に比べて低くなる傾向があるため、コーナー部およびその近傍にも、濃縮度が高い符号U1で示す燃料棒24を配置することができる。   On the other hand, in the first fuel assembly 3 loaded on the outer peripheral portion of the core 11, the output per unit fuel assembly tends to be lower than that of the fuel assembly loaded on the inner peripheral portion. Also in the vicinity thereof, a fuel rod 24 indicated by a symbol U1 having a high enrichment can be arranged.

また、本実施の形態の第1の燃料集合体3は、炉心11の中心に近いコーナー部31からの距離が、炉心11の中心から遠いコーナー部30からの距離よりも短い位置に、より多くのガドリニア入り燃料棒を配置している。このように燃料棒24を配置することにより、外周部の燃料棒24の中でもより出力が高くなる傾向がある炉心11の中心に近い部分において過度に出力が高くなることを抑制し、熱的制限値を満足させることができる。   Further, the first fuel assembly 3 of the present embodiment is more at a position where the distance from the corner portion 31 near the center of the core 11 is shorter than the distance from the corner portion 30 far from the center of the core 11. The fuel rod with gadolinia is arranged. By arranging the fuel rods 24 in this way, it is possible to suppress an excessive increase in the output in the portion close to the center of the core 11 where the output tends to be higher among the fuel rods 24 in the outer peripheral portion, and thermal restriction is achieved. The value can be satisfied.

炉心11の外周部では、ガドリニア入り燃料棒によって炉心の余剰反応度を抑制する効果が小さく、熱的制限値を満足させるために第1の燃料集合体3に多数のガドリニア入り燃料棒を使用しても、余剰反応度が過度に低下することはない。   At the outer periphery of the core 11, the effect of suppressing excess reactivity of the core by the gadolinia-containing fuel rods is small, and a number of gadolinia-containing fuel rods are used for the first fuel assembly 3 in order to satisfy the thermal limit value. However, the excess reactivity does not decrease excessively.

このように炉心外周部の燃料集合体の燃料集合体平均濃縮度を上げることにより、原子炉を安全に保ったまま、経済性を向上させることができる。   Thus, by increasing the fuel assembly average enrichment of the fuel assemblies on the outer periphery of the core, the economic efficiency can be improved while keeping the reactor safe.

図6は、本実施の形態における第2サイクルの炉心の燃料集合体の配置を示す1/4横断面図である。   FIG. 6 is a ¼ cross-sectional view showing the arrangement of the fuel assemblies in the core of the second cycle in the present embodiment.

初装荷炉心11の外周部に配置されていた第1の燃料集合体3は、第2サイクルの炉心12の内周部に配置される。なお、第1の燃料集合体3の全てが第2サイクルの炉心12の内周部に配置される必要はない。   The first fuel assembly 3 disposed on the outer peripheral portion of the initially loaded core 11 is disposed on the inner peripheral portion of the core 12 of the second cycle. Note that not all of the first fuel assemblies 3 need be disposed on the inner periphery of the core 12 in the second cycle.

一般に、炉心の外周部に装荷された燃料集合体は、炉心の内周に装荷された燃料集合体に比べて遅いものの、ある程度燃焼は進む。つまり、初装荷炉心11の外周部に配置された第1の燃料集合体3は、第1サイクル終了時点までにある程度燃焼が進む。このため、第1の燃料集合体3は集合体平均の濃縮度が高いが、第2サイクルで炉心12の内周部に配置されたとしても、第2サイクルでの熱的制限値を満足させることができる。特に、燃料集合体26のコーナー部およびその近傍では燃焼が速く進むため、局所ピーキングは速やかに減少し、一旦初装荷炉心11の外周部で燃焼させた燃料集合体26は熱的制限値を満足させやすくなる。   In general, the fuel assembly loaded on the outer periphery of the core is slower than the fuel assembly loaded on the inner periphery of the core, but combustion proceeds to some extent. That is, the first fuel assembly 3 disposed on the outer peripheral portion of the initial loading core 11 is combusted to some extent by the end of the first cycle. For this reason, the first fuel assembly 3 has a high average concentration of the assembly, but even if it is arranged in the inner periphery of the core 12 in the second cycle, it satisfies the thermal limit value in the second cycle. be able to. In particular, since the combustion proceeds rapidly at the corner of the fuel assembly 26 and in the vicinity thereof, the local peaking is rapidly reduced, and the fuel assembly 26 once burned at the outer peripheral portion of the initially loaded core 11 satisfies the thermal limit value. It becomes easy to let you.

また、炉心の外周部ではガドリニアの燃焼が遅れるため、ガドリニア入り燃料棒の本数やガドリニアの濃度によっては、次サイクルで炉心の内周部に装荷されて余剰反応度を下げる。   In addition, since gadolinia combustion is delayed at the outer peripheral part of the core, depending on the number of gadolinia-containing fuel rods and the concentration of gadolinia, it is loaded on the inner peripheral part of the core in the next cycle to lower the excess reactivity.

このように第1サイクルの炉心11の外周部に配置された燃料集合体平均濃縮度が高い燃料集合体3を第2サイクルの炉心12の内周部に配置することにより、原子炉を安全に保ったまま、経済性を向上させることができる。   Thus, by arranging the fuel assembly 3 having a high fuel assembly average enrichment disposed on the outer peripheral portion of the core 11 of the first cycle on the inner peripheral portion of the core 12 of the second cycle, the nuclear reactor can be safely operated. Economic efficiency can be improved while keeping.

[第2の実施の形態]
図7は、本発明に係る沸騰水型原子炉の炉心の第2の実施の形態における第1の燃料集合体の軸方向ガドリニア分布を示す模式図である。図8は、本実施の形態における第2の燃料集合体の軸方向ガドリニア分布を示す模式図である。なお、図8は、第2の燃料集合体1,2,4のうち、符号1で示される燃料集合体を示したものであるが、他の燃料集合体2,4についても同様である。
[Second Embodiment]
FIG. 7 is a schematic diagram showing the axial gadolinia distribution of the first fuel assembly in the second embodiment of the core of the boiling water reactor according to the present invention. FIG. 8 is a schematic diagram showing the axial gadolinia distribution of the second fuel assembly in the present embodiment. FIG. 8 shows the fuel assembly indicated by reference numeral 1 among the second fuel assemblies 1, 2 and 4, but the same applies to the other fuel assemblies 2 and 4.

本実施の形態の燃料集合体は、ガドリニア濃度が異なる軸方向の複数の領域を有している。   The fuel assembly of the present embodiment has a plurality of axial regions with different gadolinia concentrations.

初装荷炉心11で外周部に装荷される第1の燃料集合体3は、上下端のガドリニアを含まない領域41の間に、上から順にガドリニア濃度が小さい領域42、ガドリニア濃度が中程度の領域43、ガドリニア濃度が大きい領域44およびガドリニア濃度が小さい領域45を有している。なお、上端に近いガドリニア濃度が小さい領域42と下端に近いガドリニア濃度が小さい領域45のガドリニア濃度は同じであってもよいし、異なっていてもよい。   The first fuel assembly 3 loaded on the outer peripheral portion in the initial loading core 11 includes a region 42 having a small gadolinia concentration and a region having a medium gadolinia concentration in order from the top, between regions 41 not including gadolinia at the upper and lower ends. 43, a region 44 having a high gadolinia density and a region 45 having a low gadolinia density. Note that the gadolinia density of the region 42 having a small gadolinia density near the upper end and the region 45 having a small gadolinia density near the lower end may be the same or different.

初装荷炉心11で内周部に装荷される第2の燃料集合体1,2,4は、上下端のガドリニアを含まない領域41の間に、上から順にガドリニア濃度が小さい領域46、ガドリニア濃度が中程度の領域47およびガドリニア濃度が大きい領域48を有している。   The second fuel assemblies 1, 2, 4 loaded on the inner peripheral portion in the initial loading core 11 have a region 46 having a lower gadolinia concentration, a gadolinia concentration in order from the top, between regions 41 not including gadolinia at the upper and lower ends. Has an intermediate region 47 and a region 48 having a high gadolinia density.

図9は、炉心の軸方向熱出力分布の例を示すグラフである。   FIG. 9 is a graph showing an example of the axial thermal power distribution of the core.

炉心の熱出力は、一般的に軸方向の上下端で低くなっている。このため、軸方向の上下端に近い部分では、ガドリニウムの燃焼が遅れる傾向がある。   The heat output of the core is generally low at the upper and lower ends in the axial direction. For this reason, in the part near the upper and lower ends in the axial direction, combustion of gadolinium tends to be delayed.

また、沸騰水型原子炉では、下端部に近い領域の熱出力が高い状態(ボトムピーク)になりやすい。そこで、初装荷炉心11の内周部に装荷される第2の燃料集合体1,2,4の下端部に近い領域のガドリニウム含有量を大きくしている。   In a boiling water reactor, the heat output in the region near the lower end tends to be high (bottom peak). Therefore, the gadolinium content in the region near the lower ends of the second fuel assemblies 1, 2, 4 loaded on the inner periphery of the initial loading core 11 is increased.

一方、初装荷炉心11の外周部に装荷される第1の燃料集合体3の下端に近い領域では、第2の燃料集合体1,2,4と同様にガドリニウム含有量を多くしておくと、第1サイクル終了時点までに燃焼が十分に進まない場合がある。燃焼が十分に進まないと、ウラン235などの核分裂性物質が多く残留した状態となり、第2サイクル以降、下端に近い領域のガドリニアの燃焼が進むと極端なボトムピークの状態になるおそれがある。   On the other hand, if the gadolinium content is increased in the region near the lower end of the first fuel assembly 3 loaded on the outer peripheral portion of the initially loaded core 11, as with the second fuel assemblies 1, 2, 4. In some cases, combustion does not proceed sufficiently by the end of the first cycle. If the combustion does not proceed sufficiently, a large amount of fissile material such as uranium 235 remains, and if the combustion of gadolinia in the region near the lower end proceeds after the second cycle, an extreme bottom peak state may occur.

このため、第2サイクルの炉心12の内周部に装荷される燃料集合体のうち、ある程度の数の燃料集合体の下端近傍の燃焼を進ませておいたほうが、第2サイクルでのボトムピークを回避する上で好ましい。しかし、第1サイクルの炉心11の内周部に装荷される第2の燃料集合体1,2,4の下部のガドリニウム含有量を減らすと、第1サイクルにおいて熱的制限値を満足できない場合がある。   For this reason, among the fuel assemblies loaded on the inner periphery of the core 12 in the second cycle, it is more likely that the combustion in the vicinity of the lower ends of a certain number of fuel assemblies will advance the bottom peak in the second cycle. It is preferable in avoiding this. However, if the gadolinium content in the lower part of the second fuel assemblies 1, 2, 4 loaded on the inner periphery of the core 11 of the first cycle is reduced, the thermal limit value may not be satisfied in the first cycle. is there.

そこで、本実施の形態では、第1の燃料集合体3の下端に近い位置にガドリニウム含有量が小さい領域45を設け、初装荷炉心11の外周部に装荷される第1の燃料集合体3の下端に近い部分のガドリニウム含有量を、内周部に装荷される第2燃料集合体1,2,4よりも少なくしている。このようにして、第1の燃料集合体3の下端に近い領域の燃焼を第1サイクルの間に促進させている。   Therefore, in the present embodiment, a region 45 with a low gadolinium content is provided at a position near the lower end of the first fuel assembly 3, and the first fuel assembly 3 loaded on the outer peripheral portion of the initial loading core 11 is provided. The gadolinium content in the portion close to the lower end is made lower than those of the second fuel assemblies 1, 2, and 4 loaded on the inner periphery. In this way, combustion in a region near the lower end of the first fuel assembly 3 is promoted during the first cycle.

初装荷炉心11の外周部に位置する燃料集合体であれば、極端な下部出力ピークになっても、燃料集合体26全体としての出力が低いので熱的制限値を満足しつつ、ガドリニアの燃焼を促進できる。このため、第2サイクルの炉心12で内周部に装荷されたとしても、炉心12の熱出力分布が極端なボトム出力ピークになることを抑制できる。   If the fuel assembly is located on the outer peripheral portion of the initially loaded core 11, even if it becomes an extreme lower output peak, the output of the fuel assembly 26 as a whole is low, so that the thermal limit value is satisfied and the gadolinia combustion is performed. Can be promoted. For this reason, even if the core 12 of the second cycle is loaded on the inner periphery, it can be suppressed that the heat output distribution of the core 12 becomes an extreme bottom output peak.

[第3の実施の形態]
図10は、本発明に係る沸騰水型原子炉の炉心の第3の実施の形態における第1の燃料集合体の各燃料棒の濃縮度の例を示す横断面図である。図11は、本実施の形態における第2の燃料集合体の各燃料棒の濃縮度の例を示す横断面図である。図10および図11において、U1、U2、U3で示される位置はウラン燃料棒が配置され、G1およびG2で示される位置はガドリニア入り燃料棒が配置されることを示している。WRは、ウォータロッドの位置を示している。U1、U2、U3で示されるウラン燃料棒はウラン235の濃縮度が異なり、U1で示されるウラン燃料棒の濃縮度が最も高く、U3で示される位置のウラン燃料棒の濃縮度が最も低い。G1およびG2で示されるガドリニア入り燃料棒はガドリニア濃度が異なり、G1で示される燃料棒のガドリニア濃度は、G2で示される燃料棒のガドリニア濃度よりも低い。
[Third Embodiment]
FIG. 10 is a cross-sectional view showing an example of the enrichment of each fuel rod of the first fuel assembly in the third embodiment of the core of the boiling water reactor according to the present invention. FIG. 11 is a cross-sectional view showing an example of the enrichment of each fuel rod of the second fuel assembly in the present embodiment. 10 and 11, the positions indicated by U1, U2, and U3 indicate that uranium fuel rods are disposed, and the positions indicated by G1 and G2 indicate that gadolinia-containing fuel rods are disposed. WR indicates the position of the water rod. The uranium fuel rods indicated by U1, U2, and U3 have different uranium 235 enrichments, the uranium fuel rods indicated by U1 have the highest enrichment, and the uranium fuel rods at the location indicated by U3 have the lowest enrichment. The fuel rods with gadolinia indicated by G1 and G2 have different gadolinia concentrations, and the gadolinia concentration of the fuel rods indicated by G1 is lower than the gadolinia concentration of the fuel rod indicated by G2.

本実施の形態の第1の燃料集合体5および第2の燃料集合体6は、いずれも9行9列に配列された燃料棒24と、中央部の7本分の燃料棒24に対応する位置に配置された2本のウォータロッドを有している。本実施の形態の第1の燃料集合体5は、第1の実施の形態における第1の燃料集合体3の代わりに用いられる。本実施の形態の第2の燃料集合体6は、第1の実施の形態における第2の燃料集合体1,2,4のいずれかの代わりに用いられる。なお、初装荷炉心11の内周部に装荷される他の燃料集合体は、本実施の形態の第2の燃料集合体6と同様に2本のウォータロッドを有する燃料集合体でもよいし、第1の実施の形態の1本のウォータチャンネルを有する燃料集合体でもよい。   The first fuel assembly 5 and the second fuel assembly 6 of the present embodiment both correspond to the fuel rods 24 arranged in 9 rows and 9 columns and the fuel rods 24 for the central portion. It has two water rods arranged in position. The first fuel assembly 5 of the present embodiment is used instead of the first fuel assembly 3 of the first embodiment. The second fuel assembly 6 of the present embodiment is used in place of any of the second fuel assemblies 1, 2, and 4 in the first embodiment. Note that the other fuel assemblies loaded on the inner periphery of the initial loading core 11 may be fuel assemblies having two water rods as in the second fuel assembly 6 of the present embodiment, The fuel assembly having one water channel according to the first embodiment may be used.

本実施の形態の第2の燃料集合体6は、ガドリニア入り燃料棒を20本有していて、それらのガドリニウム入り燃料棒は互いに隣り合わないよう配置されている。一方、第1の燃料集合体5は、第2の燃料集合体6に用いるガドリニア入り燃料棒よりもガドリニア含有率が低いガドリニア入り燃料棒を22本有していて、それらのガドリニア入り燃料棒の一部は互いに隣り合って配置されている。   The second fuel assembly 6 of the present embodiment has 20 gadolinia-containing fuel rods, and these gadolinium-containing fuel rods are arranged so as not to be adjacent to each other. On the other hand, the first fuel assembly 5 has 22 gadolinia-containing fuel rods having a lower gadolinia content rate than the gadolinia-containing fuel rods used in the second fuel assembly 6, and Some are arranged next to each other.

燃焼期間の長期にわたって、ガドリニアにより余剰反応度を抑制するためには、ガドリニア濃度を上げる必要がある。しかし、ガドリニアを添加した燃料ペレットは熱伝導率が低下するため、燃料ペレット温度が上昇する傾向にある。このため、燃料健全性の観点からは、ガドリニア濃度は低いことが好ましい。   In order to suppress excess reactivity with gadolinia over a long period of the combustion period, it is necessary to increase the gadolinia concentration. However, the fuel pellets to which gadolinia is added tend to increase the temperature of the fuel pellets because the thermal conductivity decreases. For this reason, it is preferable that the gadolinia concentration is low from the viewpoint of fuel integrity.

そこで、たとえば特許文献2には、ガドリニア入り燃料棒を隣接させて配置することで、ガドリニアの燃焼を抑制し、ガドリニア濃度が高くなくても長期にわたって中性子吸収効果を持続させる方法が開示されている。   Thus, for example, Patent Document 2 discloses a method in which gadolinia-containing fuel rods are arranged adjacent to each other to suppress the combustion of gadolinia and maintain the neutron absorption effect over a long period of time even if the gadolinia concentration is not high. .

このようにガドリニア入り燃料棒を隣接させて配置し、ガドリニア入り燃料棒本数をなるべく多くすることで、ガドリニア濃度を下げつつ余剰反応度を長期にわたり抑制することができる。しかし、炉心の内周部にそのような燃料集合体を装荷すると、ガドリニア入り燃料棒本数が多いことから、燃焼初期の余剰反応度が過度に低下する場合がある。   Thus, the gadolinia containing fuel rods are arranged adjacent to each other and the number of the gadolinia containing fuel rods is increased as much as possible, so that the excess reactivity can be suppressed over a long period of time while reducing the gadolinia concentration. However, when such a fuel assembly is loaded on the inner periphery of the core, the number of fuel rods containing gadolinia is large, so that the excess reactivity at the initial stage of combustion may be excessively lowered.

本実施の形態の初装荷炉心11では、ガドリニア入り燃料棒を隣接配置した第1の燃料集合体5を外周部に装荷している。これにより、第1サイクル初期の余剰反応度を適切に保ちつつ、かつガドリニア濃度を過度に高くすることなく、長期にわたり余剰反応度を抑制することができる。   In the initial loading core 11 of the present embodiment, the first fuel assembly 5 in which the gadolinia-containing fuel rods are arranged adjacent to each other is loaded on the outer peripheral portion. Thereby, it is possible to suppress the excess reactivity over a long period of time while keeping the excess reactivity at the beginning of the first cycle appropriately and without excessively increasing the gadolinia concentration.

なお、本発明は、上述の各実施の形態に限定されず、様々な形態で実施することができる。たとえば、以上の説明は沸騰水型原子炉の第1サイクルおよび第2サイクルを例として説明したが、任意の連続する2サイクルにおいても同様である。また、上述の各実施の形態は、872体で構成される炉心について説明したが、これよりも小型あるいは大型の炉心であっても適用可能である。また、燃料集合体も9×9型燃料を用いて説明したが、他の型式の燃料、たとえば燃料棒が10行10列に配列された燃料などであってもよい。ウラン・プルトニウム混合酸化物燃料についても適用することができる。これらの燃料集合体が混在していてもよい。可燃性毒物としては、ガドリニアを例に説明しているが、エルビアなど他の可燃性毒物を使用してもよい。   In addition, this invention is not limited to each above-mentioned embodiment, It can implement with various forms. For example, the above description has been given by taking the first cycle and the second cycle of the boiling water reactor as an example, but the same applies to any two consecutive cycles. Moreover, although each above-mentioned embodiment demonstrated the core comprised by 872 bodies, it is applicable even if it is a smaller or larger core than this. Also, the fuel assembly has been described using 9 × 9 type fuel, but other types of fuel, for example, fuel in which fuel rods are arranged in 10 rows and 10 columns may be used. It can also be applied to uranium / plutonium mixed oxide fuel. These fuel assemblies may be mixed. As an example of the flammable poison, gadolinia is used as an example, but other flammable poisons such as elbia may be used.

さらに、各実施の形態の特徴を組み合わせて実施することもできる。   Furthermore, it can be implemented by combining the features of the embodiments.

本発明に係る沸騰水型原子炉の炉心の第1の実施の形態における第1サイクルの炉心の燃料集合体の配置を示す1/4横断面図である。FIG. 3 is a ¼ cross-sectional view showing the arrangement of the fuel assemblies in the first cycle core in the first embodiment of the core of the boiling water reactor according to the present invention. 本発明に係る沸騰水型原子炉の炉心の第1の実施の形態における1/4横断面図である。1 is a ¼ transverse cross-sectional view in a first embodiment of a core of a boiling water reactor according to the present invention. 本発明に係る沸騰水型原子炉の炉心の第1の実施の形態における燃料集合体の横断面図である。1 is a cross-sectional view of a fuel assembly in a first embodiment of a core of a boiling water reactor according to the present invention. 本発明に係る沸騰水型原子炉の炉心の第1の実施の形態における第1の燃料集合体の各燃料棒の濃縮度の例を示す横断面図である。It is a cross-sectional view showing an example of the enrichment of each fuel rod of the first fuel assembly in the first embodiment of the core of the boiling water reactor according to the present invention. 本発明に係る沸騰水型原子炉の炉心の第1の実施の形態における第2の燃料集合体の各燃料棒の濃縮度の例を示す横断面図である。It is a cross-sectional view showing an example of the enrichment of each fuel rod of the second fuel assembly in the first embodiment of the core of the boiling water reactor according to the present invention. 本発明に係る沸騰水型原子炉の炉心の第1の実施の形態における第2サイクルの炉心の燃料集合体の配置を示す1/4横断面図である。FIG. 3 is a ¼ cross-sectional view showing the arrangement of the fuel assemblies in the core of the second cycle in the first embodiment of the core of the boiling water reactor according to the present invention. 本発明に係る沸騰水型原子炉の炉心の第2の実施の形態における第1の燃料集合体の軸方向ガドリニア分布を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the axial gadolinia distribution of the 1st fuel assembly in 2nd Embodiment of the core of the boiling water reactor which concerns on this invention. 本発明に係る沸騰水型原子炉の炉心の第2の実施の形態における第2の燃料集合体の軸方向ガドリニア分布を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the axial gadolinia distribution of the 2nd fuel assembly in 2nd Embodiment of the core of the boiling water reactor which concerns on this invention. 炉心の軸方向熱出力分布の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the axial direction heat output distribution of a core. 本発明に係る沸騰水型原子炉の炉心の第3の実施の形態における第1の燃料集合体の各燃料棒の濃縮度の例を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows the example of the enrichment of each fuel rod of the 1st fuel assembly in 3rd Embodiment of the core of the boiling water reactor which concerns on this invention. 本発明に係る沸騰水型原子炉の炉心の第3の実施の形態における第2の燃料集合体の各燃料棒の濃縮度の例を示す横断面図である。It is a transverse cross section showing an example of enrichment of each fuel rod of the 2nd fuel assembly in a 3rd embodiment of a core of a boiling water reactor concerning the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1,2,3,4,5,6…燃料集合体、11…第1サイクルの炉心(初装荷炉心)、12…第2サイクルの炉心、21…制御棒、23…チャンネルボックス、24…燃料棒、25…ウォータチャンネル、26…燃料集合体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2, 3, 4, 5, 6 ... Fuel assembly, 11 ... Core of the first cycle (initial loading core), 12 ... Core of the second cycle, 21 ... Control rod, 23 ... Channel box, 24 ... Fuel Rod, 25 ... Water channel, 26 ... Fuel assembly

Claims (8)

軸を鉛直方向とするほぼ円筒の領域に、その軸方向に延びる燃料集合体を配列して形成される沸騰水型原子炉の炉心において、
第1の燃料集合体が配列された外周領域と、
前記外周領域よりも前記円筒の半径方向の内側であって、前記第1の燃料集合体よりも核分裂性物質を少なく含有する第2の燃料集合体が配列された内周領域と、
を有することを特徴とする沸騰水型原子炉の炉心。
In the core of a boiling water reactor formed by arranging fuel assemblies extending in the axial direction in a substantially cylindrical region whose axis is vertical,
An outer peripheral region in which the first fuel assemblies are arranged;
An inner circumferential region in which a second fuel assembly containing less fissionable material than the first fuel assembly is arranged inside the cylinder in the radial direction from the outer peripheral region;
A boiling water reactor core characterized by comprising:
軸を鉛直方向とするほぼ円筒の領域に、その軸方向に延びる燃料集合体を配列して形成される沸騰水型原子炉の炉心において、
第1の燃料集合体が配列された外周領域と、
前記外周領域よりも前記円筒の半径方向の内側であって、前記第1の燃料集合体のコーナー部の燃料棒よりも核分裂性物質を少なく含有する燃料棒がコーナー部に配置された第2の燃料集合体が配列された内周領域と、
を有することを特徴とする沸騰水型原子炉の炉心。
In the core of a boiling water reactor formed by arranging fuel assemblies extending in the axial direction in a substantially cylindrical region whose axis is vertical,
An outer peripheral region in which the first fuel assemblies are arranged;
A fuel rod that is located inside the cylinder in the radial direction from the outer peripheral region and contains less fissile material than the fuel rod in the corner portion of the first fuel assembly is disposed in the corner portion. An inner peripheral region in which fuel assemblies are arranged; and
A boiling water reactor core characterized by comprising:
軸を鉛直方向とするほぼ円筒の領域に、その軸方向に延びる燃料集合体を配列して形成される沸騰水型原子炉の炉心において、
第1の燃料集合体が配列された外周領域と、
前記外周領域よりも前記円筒の半径方向の内側であって、前記第1の燃料集合体よりも可燃性毒物の含有量が小さい第2の燃料集合体が配列された内周領域と、
を有することを特徴とする沸騰水型原子炉の炉心。
In the core of a boiling water reactor formed by arranging fuel assemblies extending in the axial direction in a substantially cylindrical region whose axis is vertical,
An outer peripheral region in which the first fuel assemblies are arranged;
An inner peripheral region in which a second fuel assembly having a combustible poison content smaller than that of the first fuel assembly is arranged inside the cylinder in the radial direction from the outer peripheral region;
A boiling water reactor core characterized by comprising:
前記第1の燃料集合体に含まれる可燃性毒物の濃度の最大値は第2の燃料集合体に含まれる可燃性毒物の濃度の最大値よりも小さく、第1の燃料集合体に含まれる可燃性毒物を収めた燃料棒の本数は第2の燃料集合体に含まれる可燃性毒物を収めた燃料棒の本数よりも多いことを特徴とする請求項3に記載の沸騰水型原子炉の炉心。   The maximum value of the concentration of the combustible poison contained in the first fuel assembly is smaller than the maximum value of the concentration of the combustible poison contained in the second fuel assembly, and the combustible contained in the first fuel assembly. 4. The core of a boiling water reactor according to claim 3, wherein the number of fuel rods containing toxic poisons is greater than the number of fuel rods containing flammable poisons contained in the second fuel assembly. . 前記第1の燃料集合体の下端部から所定の軸方向長さの下部領域における可燃性毒物の含有量が、前記第2の燃料集合体の前記下部領域における可燃性毒物の含有量に比べて小さいことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の沸騰水型原子炉の炉心。   The combustible poison content in the lower region of the predetermined axial length from the lower end of the first fuel assembly is larger than the combustible poison content in the lower region of the second fuel assembly. The core of the boiling water reactor according to any one of claims 1 to 4, wherein the core is small. 初装荷炉心であることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の沸騰水型原子炉の炉心。   The core of a boiling water reactor according to any one of claims 1 to 5, wherein the core is an initial loading core. 軸を鉛直方向とするほぼ円筒の領域に、その軸方向に延びる燃料集合体を配列して形成される炉心を備えた沸騰水型原子炉の運転方法において、
第1の燃料集合体を配列して前記炉心の外周領域を形成し、前記外周領域よりも前記円筒の半径方向の内側であって、前記第1の燃料集合体よりも核分裂性物質を少なく含有する第2の燃料集合体を配列して前記炉心の内周領域を形成する炉心形成工程と、
前記炉心形成工程の後に、前記炉心を所定の期間臨界に保つ第1サイクル工程と、
を有することを特徴とする沸騰水型原子炉の運転方法。
In a method for operating a boiling water reactor having a core formed by arranging fuel assemblies extending in the axial direction in a substantially cylindrical region having an axis in the vertical direction,
The first fuel assembly is arranged to form an outer peripheral region of the core, and is located inside the cylinder in the radial direction from the outer peripheral region and contains less fissile material than the first fuel assembly. A core forming step of arranging the second fuel assemblies to form an inner peripheral region of the core;
A first cycle step of keeping the core critical for a predetermined period after the core forming step;
A method for operating a boiling water reactor characterized by comprising:
前記第1サイクル工程の後に、前記第1の燃料集合体のうち少なくも1体を前記内周領域に移動して前記炉心を形成する燃料移動工程と、
前記燃料移動工程の後に、前記炉心を所定の期間臨界に保つ第2サイクル工程と、
を有することを特徴とする請求項7に記載の沸騰水型原子炉の運転方法。
After the first cycle step, a fuel moving step of moving at least one of the first fuel assemblies to the inner peripheral region to form the core;
A second cycle step of keeping the core critical for a predetermined period after the fuel transfer step;
The method of operating a boiling water reactor according to claim 7, wherein:
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