JPS5912155B2 - Nuclear reactor fuel mounting method - Google Patents
Nuclear reactor fuel mounting methodInfo
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- JPS5912155B2 JPS5912155B2 JP53060750A JP6075078A JPS5912155B2 JP S5912155 B2 JPS5912155 B2 JP S5912155B2 JP 53060750 A JP53060750 A JP 53060750A JP 6075078 A JP6075078 A JP 6075078A JP S5912155 B2 JPS5912155 B2 JP S5912155B2
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- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、例えばB、W、R型の原子炉の炉心に核燃料
体を装架する燃料装架法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a fuel installation method for installing a nuclear fuel assembly in the core of, for example, a B, W, or R type nuclear reactor.
従来、この種の沸騰水型原子炉の燃料装架装置は、第1
図に示されるように、第2サイクル(第2回燃料交換サ
イクルであって、1サイクルは1年1回の割合で行われ
る)以後の炉心において、4燃料体を1組(1単位体)
としており、これは旧燃料体aを3体とし、新燃料体す
を1体を一組にして炉心に装荷されている。Conventionally, the fuel mounting system for this type of boiling water reactor was
As shown in the figure, in the core after the second cycle (the second refueling cycle, one cycle is carried out once a year), one set of four fuel bodies (one unit body)
A set of three old fuel assemblies a and one new fuel assemblies are loaded into the reactor core.
そして、各燃料交換サイクルの初期における新燃料体す
の装架の体数は、上記第2サイクルで総燃料体数の約%
であり、その後、新燃料体すの装架体数の若干の増減は
あるけれども、これらはいずれも新、旧燃料体a、bを
順に交換して輌5サイクル又は第6サイクル以後になる
と、炉心における総燃料体数の約%に落ち着いてくるの
が現状となっている。The number of new fuel assemblies installed at the beginning of each fuel exchange cycle is approximately % of the total number of fuel assemblies in the second cycle.
After that, although there is a slight increase or decrease in the number of new fuel assemblies installed, when the new and old fuel assemblies a and b are replaced in order, and after the 5th or 6th cycle of the vehicle, Currently, the number of fuel bodies in the reactor core has settled down to approximately % of the total number of fuel bodies.
このように、原子炉の燃料体交換(取替)計画工程に沿
って、炉心に新、旧燃料体a、bを配置して装架する場
合、炉心の出力分布が%対象(圧力容器の炉心の横断面
を軸心0に対して8等分したときの新、旧燃料体の配列
をいう)になるように、新、旧燃料体を配置することは
、炉内に予め設置される計装装置によって正確な炉心管
理が行われるためにも望ましいとされている。In this way, when new and old fuel assemblies a and b are placed and installed in the reactor core in accordance with the reactor fuel assembly replacement (replacement) planning process, the power distribution of the core is Arranging the new and old fuel assemblies so that the new and old fuel assemblies are arranged so that the cross section of the reactor core is divided into eight equal parts with respect to the axis 0 means that the new and old fuel assemblies are arranged in advance in the reactor. It is also considered desirable because the instrumentation equipment allows accurate core management.
従って、従来、この種の原子炉における燃料装架法は、
第1図に示されるように、炉心のX軸及びY軸上の制御
棒(図示されず)の周囲に新燃料体aを装架することに
し、上記%対象の新、旧燃料体aybを維持するように
し、4体の燃料体中、2体を新燃料体すが装架されるこ
とになる。Therefore, conventionally, the fuel mounting method for this type of nuclear reactor is
As shown in Figure 1, new fuel assemblies a are installed around the control rods (not shown) on the X and Y axes of the core, and the new and old fuel assemblies ayb for the above percentage are Of the four fuel assemblies, two new fuel assemblies will be installed.
この場合、原子炉の燃焼が進行した時点における冷・態
時の制御棒の引抜時、バンドル平均ko。In this case, when the control rod is withdrawn in a cold state at the time when the combustion of the reactor has progressed, the bundle average ko.
(kWという)がピークになる1サイクル末期における
炉停止余裕が充分でなくなるおそれがある。There is a risk that there will not be sufficient margin for reactor shutdown at the end of one cycle, when the power (kW) peaks.
このため、従来は、(1)上記各X軸、Y軸線上の制御
棒周囲に、旧燃料体aのみ装荷してバンドル平均に四の
過大を防止するか、又は(2)炉心出力分布の%対象を
犠牲にして4体に1体のみの新燃料体すを装架すること
になる。For this reason, conventional methods were to (1) load only old fuel assemblies a around the control rods on each of the X- and Y-axes to prevent an excess of 4 in the bundle average, or (2) to reduce the core power distribution. At the cost of % targets, only 1 out of 4 units will be equipped with a new fuel tank.
しかしながら、上記前者は、サイクル燃焼度を低下させ
ることになり、父上記後者は、炉心出力分布の管理の精
度を低下させる等の欠点がある。However, the former method has drawbacks such as lowering the cycle burn-up, while the latter method reduces the accuracy of managing the core power distribution.
本発明は上述した点に鑑み、第2サイクル以後、炉心に
十字状をなすようにして高ガドリニアによる新燃料体を
それぞれ装架し、上記炉心の他の部位に低ガドリニアに
よる新燃料体を装架し、これにより原子炉の炉停止余裕
を向上するようにすると共に、%対象の燃料体の配置に
よって、各サイクル燃焼度を増大するようにしたことを
目的とする原子炉の燃料装架法を提供するものである。In view of the above-mentioned points, the present invention, after the second cycle, installs new fuel assemblies with high gadolinia in the core in a cross shape, and installs new fuel assemblies with low gadolinia in other parts of the core. A fuel installation method for a nuclear reactor that aims to improve the shutdown margin of a nuclear reactor and increase the burn-up of each cycle by arranging target fuel bodies. It provides:
以下、本発明を図示の一実施例について説明する。Hereinafter, the present invention will be described with reference to an illustrated embodiment.
第2図において、符号2は原子炉における圧力容器1内
の炉心であって、この炉心2にはX軸3及びY軸4が十
字状をなすようにして形成されており、この十字状をな
すX軸3及びY軸4上には、第2サイクル以後では新燃
料体5及び旧燃料体(前サイクルから継続して装荷され
る燃料体)6が交互に並列して装荷されている。In FIG. 2, reference numeral 2 denotes a core within a pressure vessel 1 of a nuclear reactor, and this core 2 has an X-axis 3 and a Y-axis 4 formed in a cross shape. On the X-axis 3 and Y-axis 4, new fuel bodies 5 and old fuel bodies 6 (fuel bodies continuously loaded from the previous cycle) are loaded alternately in parallel in the second cycle and thereafter.
又、上記新燃料体5は、ガドリニア添加濃度を旧燃料体
6よりも約3〜6%の高濃度つまり高可燃毒物を添加し
たものを2体づ\十字状に並設したものである。The new fuel assembly 5 has a gadolinia additive concentration about 3 to 6% higher than that of the old fuel assembly 6, that is, it has a highly burnable substance added thereto, and is arranged in pairs in a cross shape.
一方、上記炉心2の他の部位には3体の旧燃料体6と1
体の低ガドリニアによる新燃料体7カ1単位体を形成す
るようにして装架されており、この低ガドリニアの新燃
料体7はガドリニア添加濃度を旧燃料体6よりも約2〜
3%の濃度つまり低可燃毒物を添加したものである。On the other hand, there are three old fuel bodies 6 and 1 in other parts of the core 2.
The new fuel assemblies 7 with low gadolinia in the body are mounted so as to form one unit, and the new fuel assemblies 7 with low gadolinia have a gadolinia additive concentration of about 2 to 10% lower than that of the old fuel assemblies 6.
It has a concentration of 3%, that is, a low combustible substance is added.
従って、上記炉心2の他の部位には1体の低ガドリニア
による新燃料体7で構成された各単位体がそれぞれ装架
されている。Therefore, each unit constituted by one new fuel body 7 made of low gadolinia is installed in other parts of the core 2.
ところで、沸騰水形原子炉では、原子炉の反応度制御に
840を含んだ制御棒が使用されている。By the way, in boiling water nuclear reactors, control rods containing 840 are used to control the reactivity of the reactor.
又、原子炉の反応度制御能力の設計基準としては、原子
炉の冷態時に全制御棒を炉心に挿入している状態で何等
の原因により、1本の制御棒が炉心から全引抜状態にな
っても、原子炉が未臨界であることが定められている。Additionally, as a design standard for the reactivity control ability of a nuclear reactor, if all control rods are inserted into the reactor core when the reactor is cold, one control rod may be completely withdrawn from the reactor core for some reason. However, it is stipulated that the reactor is subcritical.
これを炉停止余裕と言っている。This is called reactor shutdown margin.
従って、今、運転を開始した原子炉において、原子炉の
燃料の減軽が進んで、定格運転が不能になる程度に反応
度が低下すると、炉停止を行って、燃焼の進んだ一部の
旧燃料体6を取外して、前述したように、高ガドリニア
による新燃料体5及び低ガドリニアによる新燃料体7を
順に装荷する。Therefore, in a nuclear reactor that has just started operation, if the fuel reduction in the reactor progresses and the reactivity decreases to the extent that rated operation is no longer possible, the reactor will be shut down and some parts of the burnt area will be removed. The old fuel assembly 6 is removed and, as described above, the new fuel assembly 5 with high gadolinia and the new fuel assembly 7 with low gadolinia are loaded in this order.
このとき、新燃料体5,7はサイクル燃焼高を確保でき
る体数とバンドル平均濃縮度が必要とされる。At this time, the new fuel bodies 5 and 7 are required to have the number and bundle average enrichment that can ensure the cycle combustion height.
一般に、旧燃料体6の燃焼に伴うバンドル平均kOOの
低下を補償するに充分な新燃料体が必要となる。Generally, sufficient new fuel assemblies are required to compensate for the decrease in bundle average kOO due to the combustion of old fuel assemblies 6.
しかし、新燃料体のバンドル平均に■が余り太き過ぎれ
ば、炉停止余裕が不足することになるため、ガドリニア
による可燃毒物を添加してバンドル平均に■の過大にな
るのを防止している。However, if ■ is too large in the bundle average of the new fuel assembly, there will be insufficient margin for reactor shutdown, so burnable substances such as gadolinia are added to prevent ■ from becoming too large in the bundle average. .
他方、冷態時までのバンドル平均kc−Oによる大きさ
を制限するために、高濃度のガドリニアを添加し過ぎる
と、冷態時から定格運転時までのボイド温度条件等の変
化による燃料体のバンドル平均kOOの低下により、炉
心の反応度余裕が少くなるので、これらの均衡(バラン
ス)が必要になってくる。On the other hand, if too much gadolinia is added at a high concentration to limit the size of the bundle average kc-O from the cold state to the rated operation, the fuel body may As the bundle average kOO decreases, the reactivity margin of the core decreases, so a balance between these is necessary.
即ち、従来の第2サイクル以降では、新燃料体が1種類
のガドリニアを使用していたため、炉停止余裕を考慮す
ると、第1図に示されるように、制御棒の周辺の4体中
に2本以上の新燃料体を装荷することはできなかった。In other words, in the conventional second cycle and later cycles, the new fuel assembly used one type of gadolinia, so when considering reactor shutdown margin, two of the four fuel bodies around the control rods were used, as shown in Figure 1. It was not possible to load more than one new fuel body.
このため、サイクル燃焼度が不足するおそれがある。For this reason, there is a risk that the cycle burnup will be insufficient.
本発明は、第2図に示されるように各新燃料体5.7を
炉心2に装架することにより、燃料バンドルの冷態時、
制御棒の引抜時のバンドル平均に■は、燃料濃縮度を一
定にしてガドリニアの添加濃度を増加させると、上記新
燃料体5,7は第4図のグラフに示されるような燃焼度
曲線を形成する。In the present invention, by installing each new fuel body 5.7 in the reactor core 2 as shown in FIG. 2, when the fuel bundle is in a cold state,
When the control rods are withdrawn, the bundle average (■) shows that when the fuel enrichment is kept constant and the concentration of gadolinia added is increased, the new fuel assemblies 5 and 7 have burnup curves as shown in the graph of FIG. Form.
即ち、ガドリニア濃度を大きくすると、可燃毒物の減少
によるバンドル平均に■のピークが小さくしかもゆるや
かになる。That is, when the gadolinia concentration is increased, the peak of ■ in the bundle average becomes smaller and gentler due to the reduction of burnable poisons.
従って、上述したガドリニア濃度の特性を巧みに利用し
たのが本発明の第2図に示された新燃料体5,7の装架
である。Therefore, the installation of the new fuel bodies 5 and 7 shown in FIG. 2 of the present invention skillfully utilizes the characteristics of the gadolinia concentration described above.
つまり、従来の旧燃料体6を4体−組として装荷した場
合、第6図に示されるように、4バンドル燃焼度は、サ
イクル期間中のkMが単調)こ低下して炉心の反応余裕
を低下させる。In other words, when conventional old fuel assemblies 6 are loaded as a set of four, as shown in FIG. lower.
これに対し、本発明の新燃料体5,7を装架した場合、
第7図に示されるように、4バンドル燃焼度はサイクル
期間中のに曹が単調に低下するのを防止し、炉心の反応
余裕を満すようになる。On the other hand, when the new fuel bodies 5 and 7 of the present invention are installed,
As shown in FIG. 7, the four-bundle burn-up prevents the carbon dioxide from monotonically decreasing during the cycle and satisfies the core's reaction margin.
なお、第2図に示される新燃料体5,7を装架した本発
明におけるX軸3及びY軸4上以外の制御棒の周囲には
、基本的には、従来と同じ程度のガドリニア濃度の新燃
料体7が装架されており、他の三体は旧燃料体としてい
るので、第5図に示されるように、4バンドル平均燃焼
度は、旧燃料のサイクル初期の燃焼度を得られ、炉心の
反応余裕を満すようになる。In addition, in the present invention in which the new fuel bodies 5 and 7 shown in FIG. As shown in Figure 5, the average burnup of the four bundles is based on the burnup of the old fuel at the beginning of the cycle. This will fill the reactor core's reaction margin.
次に、第3図及び第8図に示される実施例は、本発明の
他の実施例であって、これは炉心のX軸3及びY軸上に
十字状をなすようにして高ガドリニアによる新燃料体5
を2列に並行して装架し、他方炉心中心の0部のみに旧
燃料体6を装架したものであって、実質的には上述した
具体例と同一内容をなすものであり、このように新燃料
体5゜7を装架した場合、第8図に示されるように、4
バンドル平均燃焼度はサイクル期間中のに曹が単調に低
下するのを防止し、炉心の反応余裕を満すようにしたも
のである。Next, the embodiment shown in FIGS. 3 and 8 is another embodiment of the present invention, in which high gadolinia is formed in a cross shape on the X-axis 3 and Y-axis of the core. New fuel body 5
are installed in two rows in parallel, and the old fuel assembly 6 is installed only in the 0 section at the center of the core, and is substantially the same as the specific example described above. When a new fuel assembly 5°7 is installed as shown in FIG.
The bundle average burnup is designed to prevent a monotonous decrease in carbon dioxide during the cycle and to satisfy the reaction margin of the reactor core.
以上述べたように本発明によれば、圧力容器内の炉心に
装架される燃料体において、第2サイクル以後、上記炉
心2に十字状をなすようにして高ガドリニアによる新燃
料体5をそれぞれ装架し、上記炉心2の他の部位に低ガ
ドリニアによる新燃料体7を装架するようになっている
ので、原子炉の炉停止余裕を充分に維持できるばかりで
なく、%対象の燃料体の装架によって、各サイクル燃焼
度を平均に増大できる等の優れた効果を有するものであ
る。As described above, according to the present invention, in the fuel assemblies installed in the reactor core in the pressure vessel, after the second cycle, new fuel assemblies 5 with high gadolinia are installed in the core 2 in a cross shape. Since the new fuel assembly 7 with low gadolinia is installed in other parts of the reactor core 2, it is not only possible to maintain sufficient reactor shutdown margin, but also to reduce the This arrangement has excellent effects such as being able to averagely increase the burn-up of each cycle.
第1図は従来の原子炉の燃料装架法を説明するための横
断面図、第2図は本発明による原子炉の燃料装架法の横
断面図、第3図は本発明の他の実施例を示す図、第4図
乃至第8図はバンドル平均燃焼度を示す各グラフである
。
: 1・・・・・・圧力容器、2・・・・・・炉心、
3・・・・・・X軸、4・・・・・・Y軸、5・・・・
・・新燃料体、6・・・・・・旧燃料体、7・・・・・
・新燃料体。FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a conventional nuclear reactor fuel installation method, FIG. 2 is a cross-sectional view of a nuclear reactor fuel installation method according to the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a conventional nuclear reactor fuel installation method. The figures illustrating the examples, FIGS. 4 to 8, are graphs showing bundle average burnup. : 1...Pressure vessel, 2...Reactor core,
3...X-axis, 4...Y-axis, 5...
...New fuel body, 6...Old fuel body, 7...
・New fuel body.
Claims (1)
2サイクル以後、上記炉心に十字状をなすようにして高
ガドリニアによる新燃料体をそれぞれ装架し、上記炉心
の他の部位に低ガドリニアによる新燃料体を装架するよ
うにしたことを特徴とする原子炉の燃料装架法。1 In the fuel assemblies installed in the core in the pressure vessel, after the second cycle, new fuel assemblies with high gadolinia are installed in the core in a cross shape, and new fuel assemblies with high gadolinia are installed in other parts of the core. A nuclear reactor fuel installation method characterized by installing a new fuel body made of gadolinia.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53060750A JPS5912155B2 (en) | 1978-05-22 | 1978-05-22 | Nuclear reactor fuel mounting method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53060750A JPS5912155B2 (en) | 1978-05-22 | 1978-05-22 | Nuclear reactor fuel mounting method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54151788A JPS54151788A (en) | 1979-11-29 |
| JPS5912155B2 true JPS5912155B2 (en) | 1984-03-21 |
Family
ID=13151249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53060750A Expired JPS5912155B2 (en) | 1978-05-22 | 1978-05-22 | Nuclear reactor fuel mounting method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5912155B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6165458U (en) * | 1984-09-28 | 1986-05-06 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5684586A (en) * | 1979-12-13 | 1981-07-09 | Hitachi Ltd | Nuclear reactor core structure |
| JPS57182195A (en) * | 1981-05-06 | 1982-11-09 | Hitachi Ltd | Reactor core |
-
1978
- 1978-05-22 JP JP53060750A patent/JPS5912155B2/en not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6165458U (en) * | 1984-09-28 | 1986-05-06 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54151788A (en) | 1979-11-29 |
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