JP5512497B2 - 沸騰水型原子炉の炉心 - Google Patents
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Description
正方格子状に配置された複数の燃料棒と、上部に蒸気溜を形成可能であり、炉心流量によって内部の水位を制御可能な1つまたは複数のスペクトルシフトロッドと、前記複数の燃料棒の外周を囲むチャンネルボックスとを有する複数の原子燃料集合体と、
水平断面が十字形であり、周囲に前記原子燃料集合体が4体配置された制御棒と、
前記制御棒の中心と、前記制御棒の周囲に配置された前記原子燃料集合体の燃料格子の中心とを結ぶ線上にあり、前記制御棒とは反対側の前記原子燃料集合体のコーナ付近に設けられ、前記スペクトルシフトロッド内部の水位を推定するために中性子束の軸方向分布を測定する中性子検出器と、
を備える沸騰水型原子炉の炉心であって、
前記複数の原子燃料集合体のうち前記中性子検出器に隣接する特定原子燃料集合体において、前記スペクトルシフトロッドの水平断面の重心位置が前記制御棒の中心と前記燃料格子の中心を結ぶ線上にあって、前記スペクトルシフトロッドによる反応度利得が正となる範囲内で前記スペクトルシフトロッドを前記中性子検出器側に偏心して配置したことを特徴とする沸騰水型原子炉の炉心が提供される。
第1の実施形態に係る原子燃料集合体について説明する。図1(a)、(b)及び(c)は、それぞれ原子燃料集合体11A、11B及び11Cの横断面図を示している。また、いずれの図においても、原子燃料集合体の出力を制御する十字形の制御棒20、および中性子束を検出する中性子検出器30の横断面図も示している。
Xdec=d/p ・・・・(2)
ここで、dは、燃料格子の中心Cからスペクトルシフトロッドの重心位置までの距離であり、pは燃料棒の中心間距離である。
S=(Z1−Z0)/Z0×100 [%] ・・・・(3)
ここで、Z1:燃料格子の所定の位置にSSRを配置した場合における、SSR内水位上昇前後の、中性子検出器位置でのウラン235核***断面積の変化量であり、Z0:燃料格子の基準位置にSSRを配置した場合のおける、SSR内水位上昇前後の、中性子検出器位置でのウラン235核***断面積の変化量である。
Gr=k1−k0 ・・・・(4)
ここで、k1:燃料格子の所定の位置にSSRを配置した場合における、SSR内の水位を上昇させた後の無限増倍率、k0:燃料格子の基準位置に前記SSRと同じ形状のウォータロッド(満水)を配置した場合における、サイクル末期の無限増倍率である。
次に、第2の実施形態について説明する。第2の実施形態と第1の実施形態の相違点の一つは、スペクトルシフトロッドの数および形状である。即ち、第1の実施形態におけるスペクトルシフトロッドは丸型で2本配置されていたのに対し、本実施形態ではスペクトルシフトロッドは角型で1本だけ配置される。
次に、第3の実施形態について説明する。第3の実施形態と第2の実施形態の相違点の一つは、燃料棒配列数である。即ち、第2の実施形態に係る原子燃料集合体の燃料棒配列数が10であるのに対し、本実施形態に係る原子燃料集合体の燃料棒配列数は11である。
次に、第4の実施形態に係る沸騰水型原子炉の炉心について説明する。
2 チャンネルボックス
3,4,5 スペクトルシフトロッド(SSR)
11A,11B,11C 原子燃料集合体
12A,12B,12C 原子燃料集合体
13A,13B,13C 原子燃料集合体
14 原子燃料集合体
16 原子燃料集合体群
20 制御棒
30,30A 中性子検出器
B 制御棒の中心
C 燃料格子の中心
G スペクトルシフトロッドの重心位置
S 対称位置
Claims (4)
- 正方格子状に配置された複数の燃料棒と、上部に蒸気溜を形成可能であり、炉心流量によって内部の水位を制御可能な1つまたは複数のスペクトルシフトロッドと、前記複数の燃料棒の外周を囲むチャンネルボックスとを有する複数の原子燃料集合体と、
水平断面が十字形であり、周囲に前記原子燃料集合体が4体配置された制御棒と、
前記制御棒の中心と、前記制御棒の周囲に配置された前記原子燃料集合体の燃料格子の中心とを結ぶ線上にあり、前記制御棒とは反対側の前記原子燃料集合体のコーナ付近に設けられ、前記スペクトルシフトロッド内部の水位を推定するために中性子束の軸方向分布を測定する中性子検出器と、
を備える沸騰水型原子炉の炉心であって、
前記複数の原子燃料集合体のうち前記中性子検出器に隣接する特定原子燃料集合体において、前記スペクトルシフトロッドの水平断面の重心位置が前記制御棒の中心と前記燃料格子の中心を結ぶ線上にあって、前記スペクトルシフトロッドによる反応度利得が正となる範囲内で前記スペクトルシフトロッドを前記中性子検出器側に偏心して配置したことを特徴とする沸騰水型原子炉の炉心。 - 前記特定原子燃料集合体において、前記スペクトルシフトロッドの偏心量Xdecを下式のように定義したときに、前記燃料棒との置き換えによって前記偏心量が0となるように配置可能なスペクトルシフトロッドを、前記偏心量が√2となるように偏心して配置したことを特徴とする請求項1記載の沸騰水型原子炉の炉心。
Xdec=d/p
ここで、dは、前記燃料格子の中心から前記スペクトルシフトロッドの重心位置までの距離、pは前記燃料棒の中心間距離である。 - 前記特定原子燃料集合体において、前記スペクトルシフトロッドの偏心量Xdecを下式のように定義したときに、前記燃料棒との置き換えによって前記偏心量が0となるように配置することができないスペクトルシフトロッドを、前記偏心量が√2/2となるように偏心して配置したことを特徴とする請求項1記載の沸騰水型原子炉の炉心。
Xdec=d/p
ここで、dは、前記燃料格子の中心から前記スペクトルシフトロッドの重心位置までの距離、pは前記燃料棒の中心間距離である。 - 前記複数の原子燃料集合体は前記炉心の水平断面において、前記炉心の中心を通る直線(L1)に関して対称に配置されており、
前記直線(L1)に関して前記中性子検出器と対称な位置には、中性子検出器は配置されず、
前記直線(L1)に関して前記特定原子燃料集合体と対称な位置に配置された原子燃料集合体において、前記スペクトルシフトロッドの水平断面の重心位置が前記制御棒の中心と前記燃料格子の中心を結ぶ線上にあって、前記スペクトルシフトロッドによる反応度利得が正となる範囲内で前記スペクトルシフトロッドを前記燃料格子の中心に関して前記制御棒と反対側に偏心して配置していることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の沸騰水型原子炉の炉心。
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