JPS61122595A - 炉心内插物集合体 - Google Patents
炉心内插物集合体Info
- Publication number
- JPS61122595A JPS61122595A JP59245655A JP24565584A JPS61122595A JP S61122595 A JPS61122595 A JP S61122595A JP 59245655 A JP59245655 A JP 59245655A JP 24565584 A JP24565584 A JP 24565584A JP S61122595 A JPS61122595 A JP S61122595A
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- JP
- Japan
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- core
- insert assembly
- core insert
- reactivity
- assembly
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- Pending
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-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Casting Devices For Molds (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
- Confectionery (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）発明の目的
［産業上の利用分野］
この発明は原子炉の炉心の出力分布を平坦化する目的で
使用する出力分布制御用内挿物集合体に関するものであ
る。
使用する出力分布制御用内挿物集合体に関するものであ
る。
［従来の技術］
原子炉の炉心を経済的にかつ安定して使用するための条
件の一つとして、燃料の寿命初期での過剰反応度を抑制
することと、炉心の出力分布を平坦化することが必要で
あり、このために従来から燃料集合体に挿入される内挿
物集合体が使用されている。
件の一つとして、燃料の寿命初期での過剰反応度を抑制
することと、炉心の出力分布を平坦化することが必要で
あり、このために従来から燃料集合体に挿入される内挿
物集合体が使用されている。
内挿物集合体の一般的形態は第９図及び第１０図に示す
如く、長尺の複数の反応制御部材１２と短尺の複数のプ
ラグ１３とを平行に配設して成るものであり、このよう
な内挿物集合体１１が燃料集合体中に挿入されると、反
応制御部材１２が炉心内の出力分布に影響する主因たる
燃料集合体の反応度を低下させ、またプラグ１３が反応
制御部材１２が挿入されていない案内管をプラギングす
る。プラグ１３は第１１図に示す如く、通常はステンレ
ス製の丸棒をもって構成される。
如く、長尺の複数の反応制御部材１２と短尺の複数のプ
ラグ１３とを平行に配設して成るものであり、このよう
な内挿物集合体１１が燃料集合体中に挿入されると、反
応制御部材１２が炉心内の出力分布に影響する主因たる
燃料集合体の反応度を低下させ、またプラグ１３が反応
制御部材１２が挿入されていない案内管をプラギングす
る。プラグ１３は第１１図に示す如く、通常はステンレ
ス製の丸棒をもって構成される。
従来使用されている内挿物集合体１１における反応制御
部材１２はパーナブルポイズンとして構成されている。
部材１２はパーナブルポイズンとして構成されている。
すなわら、反応制御部材１２は第９図及び第１２図に示
す如く、ステンレス鋼製の２虫管からなる被ｉ管６の内
部に中性子吸収物質＋０３をガラス７の形で包含させ、
この反応制御部材１２を８本〜２０本を１組として構成
し、挿入される燃料集合体の反応度をサイクル寿命初期
において約１０〜２０％Δに／に程度減少させている。
す如く、ステンレス鋼製の２虫管からなる被ｉ管６の内
部に中性子吸収物質＋０３をガラス７の形で包含させ、
この反応制御部材１２を８本〜２０本を１組として構成
し、挿入される燃料集合体の反応度をサイクル寿命初期
において約１０〜２０％Δに／に程度減少させている。
５ また、形態は前記内挿物集合体と同一であ
るが、反応制御部材をステンレス鋼とした、特開昭５６
−１１１４９１の炉心内挿物集合体などがある。
るが、反応制御部材をステンレス鋼とした、特開昭５６
−１１１４９１の炉心内挿物集合体などがある。
しかるに、このような従来の内挿物集合体においては、
例えば、反応制御部材が１０３の前者のも０ではＢ２０
３ガラスを内蔵するところから、価格が高く、構造が複
雑でかつ強度も小さく、したがって多数サイクルにわた
って使用するのに問題があるほかサイクル寿命末期にお
ける＋０３の燃え残り等により反応度ペナルティが残る
こと、及び、使用済内挿物集合体の蓄積（すなわち放射
性廃棄物の蓄積）の問題が生じる。
例えば、反応制御部材が１０３の前者のも０ではＢ２０
３ガラスを内蔵するところから、価格が高く、構造が複
雑でかつ強度も小さく、したがって多数サイクルにわた
って使用するのに問題があるほかサイクル寿命末期にお
ける＋０３の燃え残り等により反応度ペナルティが残る
こと、及び、使用済内挿物集合体の蓄積（すなわち放射
性廃棄物の蓄積）の問題が生じる。
また、反応制御部材をステンレス鋼とした後者のもので
は、中性子寄生吸収が大きく、更に、反応制御部材を炉
心内に挿入した場合の高速中性子を熱中性子とするのに
寄与する制御棒案内管内の水の排除効果による反応度ペ
ナルティが残り、中性子経済上好ましくないなどの問題
がある。ここで反応度ベカルティとは、中性子の無駄食
い等の非有効利用のため、核***連鎖反応を維持するこ
とが困難となることをいう。
は、中性子寄生吸収が大きく、更に、反応制御部材を炉
心内に挿入した場合の高速中性子を熱中性子とするのに
寄与する制御棒案内管内の水の排除効果による反応度ペ
ナルティが残り、中性子経済上好ましくないなどの問題
がある。ここで反応度ベカルティとは、中性子の無駄食
い等の非有効利用のため、核***連鎖反応を維持するこ
とが困難となることをいう。
［発明が解決しようとする問題点］
したがって、従来の技術には、経済性の問題及び放射性
廃棄物の蓄積の問題、あるいは、廃棄物の蓄積の問題の
ない場合（ステンレス鋼）でも反応度ペナルティなどの
問題点があった。
廃棄物の蓄積の問題、あるいは、廃棄物の蓄積の問題の
ない場合（ステンレス鋼）でも反応度ペナルティなどの
問題点があった。
この発明は、従来の内挿物集合体がもつ、上記問題点を
解消した炉心内挿物集合体を提供することを目的とする
ものである。
解消した炉心内挿物集合体を提供することを目的とする
ものである。
〈口）発明の構成
［問題を解決するための手段］
この目的に対応して、この発明の炉心内挿物集合体は、
燃料集合体に挿入される出力分布制御用炉心内挿物集合
体において反応度制御部材をジルカロイ製中実棒、ある
いは、ジルカロイ製中空棒の中空部分に中性子を殆ど吸
収しない物質（例えば酸化ジルコニウム又はアルミナ）
を充填したものとしたことを特徴としている。
燃料集合体に挿入される出力分布制御用炉心内挿物集合
体において反応度制御部材をジルカロイ製中実棒、ある
いは、ジルカロイ製中空棒の中空部分に中性子を殆ど吸
収しない物質（例えば酸化ジルコニウム又はアルミナ）
を充填したものとしたことを特徴としている。
以下、この発明の詳細を一実施例を示す図面について説
明する。
明する。
第１図において１は炉心内挿物果合体であり、炉心内挿
物集合体１は複数の反応制御部材２と複数のプラグ３と
を平行に配列して備え、ている。反応１１ｉ１ＪＩ１１
部材２は第２図に示すように、ジルカロイ製の長尺の中
実丸棒によって構成されている。プラグ３は、第９図及
び第１１図に示される従来のプラグ１３と全く同一であ
り、ステンレス鋼製の短尺の中実丸棒が用いられている
。更に、反応制御部材２及びプラグ３が取付けられる支
持体８や駆動装置９も従来のものと全く異ならない。
物集合体１は複数の反応制御部材２と複数のプラグ３と
を平行に配列して備え、ている。反応１１ｉ１ＪＩ１１
部材２は第２図に示すように、ジルカロイ製の長尺の中
実丸棒によって構成されている。プラグ３は、第９図及
び第１１図に示される従来のプラグ１３と全く同一であ
り、ステンレス鋼製の短尺の中実丸棒が用いられている
。更に、反応制御部材２及びプラグ３が取付けられる支
持体８や駆動装置９も従来のものと全く異ならない。
尚、反応制御部材２は、中性子を殆ど吸収しない材質の
ものであれば、その目的を達成できるので、ジルカロイ
製の中空棒〈すなわち両端が閉塞されたジルカロイ管）
、あるいは、第３図にその横断面を示すように両端が閉
塞されたジルカロイ製の管２ａの中空部分に、ジルカロ
イ管同様に殆ど中性子を吸収しない物質（例えば酸化ジ
ルコニウム又はアルミナ）５を充填したものを用いても
よい。
ものであれば、その目的を達成できるので、ジルカロイ
製の中空棒〈すなわち両端が閉塞されたジルカロイ管）
、あるいは、第３図にその横断面を示すように両端が閉
塞されたジルカロイ製の管２ａの中空部分に、ジルカロ
イ管同様に殆ど中性子を吸収しない物質（例えば酸化ジ
ルコニウム又はアルミナ）５を充填したものを用いても
よい。
［作用］
このように構成された炉心内挿物集合体を燃料集合体中
に挿入して使用した場合について、集合体内量ｈピーキ
ング及び燃料集合体の反応度低下を第４図及び第５図に
示す。第４図は、従来の内挿物集合体であって、かつ、
プラグ１３からのみ成る内挿物集合体使用の場合の集合
体内出力ビーキングを鎖線１４で、この発明の炉心内挿
物集合体を使用した場合の集合体内出力ビーキングを実
線１５で示しているが、後者の方が低くなっている。こ
れは、ジルカロイの中実丸棒で制御棒案内管内の水を排
除することより、水領域で多（発生する熱中性子数を適
当な数に制限することができ、集合体の出力分布を平坦
化できるからである。
に挿入して使用した場合について、集合体内量ｈピーキ
ング及び燃料集合体の反応度低下を第４図及び第５図に
示す。第４図は、従来の内挿物集合体であって、かつ、
プラグ１３からのみ成る内挿物集合体使用の場合の集合
体内出力ビーキングを鎖線１４で、この発明の炉心内挿
物集合体を使用した場合の集合体内出力ビーキングを実
線１５で示しているが、後者の方が低くなっている。こ
れは、ジルカロイの中実丸棒で制御棒案内管内の水を排
除することより、水領域で多（発生する熱中性子数を適
当な数に制限することができ、集合体の出力分布を平坦
化できるからである。
また、炉心内挿物集合体１の挿入により第５図に示すよ
うに反応度低下が得られ、これにより、炉心の出力分布
を約２〜５％変化させることができ、炉心の出力分布の
平坦化が可能となる。
うに反応度低下が得られ、これにより、炉心の出力分布
を約２〜５％変化させることができ、炉心の出力分布の
平坦化が可能となる。
第６図は、中性子吸収物質Ｇｄを混入した燃料使用の炉
心に、この発明の炉心内挿物集合体を適ｒ１ 用
した場合と適用しない場合の炉心出力ビーキング（Ｆｘ
ｙ）の変化を示すもので、適用しない場合Ｇｄの中性子
吸収断面積が大きいことにより燃え尽きが速いうえ出力
分布の変化が大廖（、鎖線１６に示されるようにサイク
ル寿命中期で出力ビーキングが大きくなり安全性上好ま
しくない。しかし、この発明の炉心内挿物集合体の適用
により、実線１７に示すように出力ビーキングを低下で
きる。
心に、この発明の炉心内挿物集合体を適ｒ１ 用
した場合と適用しない場合の炉心出力ビーキング（Ｆｘ
ｙ）の変化を示すもので、適用しない場合Ｇｄの中性子
吸収断面積が大きいことにより燃え尽きが速いうえ出力
分布の変化が大廖（、鎖線１６に示されるようにサイク
ル寿命中期で出力ビーキングが大きくなり安全性上好ま
しくない。しかし、この発明の炉心内挿物集合体の適用
により、実線１７に示すように出力ビーキングを低下で
きる。
このように、この発明によれば出力分布の平坦化が可能
となり、加圧水型原子炉のＧｄ入り燃料使用炉心で生ず
る炉心出力ビーキングの問題が解消できる。
となり、加圧水型原子炉のＧｄ入り燃料使用炉心で生ず
る炉心出力ビーキングの問題が解消できる。
このＧｄ入り燃料使用炉心で生ずる出力ビーキングの問
題解消のために、反応制御部材をステンレス鋼とした炉
心内挿物集合体もあるが、先に説明したように、ステン
レス鋼を使用すると中性子の無駄な吸収が大きくなり、
中性子経済上好ましくない。例えば、第７図にその反応
度変化と集合体出力変化の関係を示すように、実線１８
で示されるジルカロイ内挿物による反応度変化用と挿入
した集合体の出力変化量は鎖ｓ！１９で示されるステン
レス内挿物のそれと比較して、ジルカロイ内挿物の方が
出力変化を同一だけ与え染のに、必要な反応度変化石が
少なくなっている。すなわち、反応度ペナルティが少な
い内挿物であり、中性子経済上好れていることがわかる
。このことは、ジルカロイ内挿物は水の排除による熱中
性子量を減らすことにより反応度減少を得ているのに対
し、ステンレス内挿物は水の排除の効果もあるが、主に
ステンレス鋼による中性子の無駄食いにより反応度の減
少を得ているという違いによるものである。
題解消のために、反応制御部材をステンレス鋼とした炉
心内挿物集合体もあるが、先に説明したように、ステン
レス鋼を使用すると中性子の無駄な吸収が大きくなり、
中性子経済上好ましくない。例えば、第７図にその反応
度変化と集合体出力変化の関係を示すように、実線１８
で示されるジルカロイ内挿物による反応度変化用と挿入
した集合体の出力変化量は鎖ｓ！１９で示されるステン
レス内挿物のそれと比較して、ジルカロイ内挿物の方が
出力変化を同一だけ与え染のに、必要な反応度変化石が
少なくなっている。すなわち、反応度ペナルティが少な
い内挿物であり、中性子経済上好れていることがわかる
。このことは、ジルカロイ内挿物は水の排除による熱中
性子量を減らすことにより反応度減少を得ているのに対
し、ステンレス内挿物は水の排除の効果もあるが、主に
ステンレス鋼による中性子の無駄食いにより反応度の減
少を得ているという違いによるものである。
第８図には、従来の内挿物集合体１１使用の炉心の臨界
はう要素濃度の変化を１点鎖線２ｏでステンレス内挿物
使用のＧｄ炉心について破線２１で、ジルカロイ内挿物
使用のＧｄ炉心について実線２２で示す。この第８図で
、臨界はう水濃度がＯｐｐｍとなるまで炉心を運転でき
ることを意味し、それぞれａ、ｂ、ｃまで運転できる。
はう要素濃度の変化を１点鎖線２ｏでステンレス内挿物
使用のＧｄ炉心について破線２１で、ジルカロイ内挿物
使用のＧｄ炉心について実線２２で示す。この第８図で
、臨界はう水濃度がＯｐｐｍとなるまで炉心を運転でき
ることを意味し、それぞれａ、ｂ、ｃまで運転できる。
ａ ＜ｂ ＜ｃとなっており、Ｇｄ炉心にジルカロイ内
挿物を使用した場合が最もナイクル寿命末期での反応度
ペナルティが少ないため、同一ウラン濃縮度等の同一条
件のもとで、・長い期間、炉心の運転を可能としている
。
挿物を使用した場合が最もナイクル寿命末期での反応度
ペナルティが少ないため、同一ウラン濃縮度等の同一条
件のもとで、・長い期間、炉心の運転を可能としている
。
更に、この発明の炉心内挿物集合体は、原子炉において
十分使用実績のある材料で構成されており、したがって
、長期的に使用可能なことは実証ずみであり、繰返し使
用できるため、従来の内挿物集合体のように使用済のも
のを太閤発生するこ ゛とがな（、放射性廃棄物の蓄
積の問題が生じない。
十分使用実績のある材料で構成されており、したがって
、長期的に使用可能なことは実証ずみであり、繰返し使
用できるため、従来の内挿物集合体のように使用済のも
のを太閤発生するこ ゛とがな（、放射性廃棄物の蓄
積の問題が生じない。
（ハ）発明の効果
以上の説明から明らかなように、この発明によれば特に
バーナプルポイズンとしてＧｄを混入した燃料使用炉心
に対しても出力分布を平坦化でき、しかも、従来の内挿
物集合体がもつサイクル寿命末期での反応度ペナルティ
、及び、使用済内挿物集合体の蓄積（放射性廃棄物の大
量発生につながる）等の問題を解消した炉心内挿物集合
体を得ることができる。
バーナプルポイズンとしてＧｄを混入した燃料使用炉心
に対しても出力分布を平坦化でき、しかも、従来の内挿
物集合体がもつサイクル寿命末期での反応度ペナルティ
、及び、使用済内挿物集合体の蓄積（放射性廃棄物の大
量発生につながる）等の問題を解消した炉心内挿物集合
体を得ることができる。
第１図はこの発明の一実施例に係る炉心内挿物集合体の
側面図、第２図は第１図におけるＡ−Ａ部所面図、第３
図は反応制御部材の他の実施例に係る横断面図、第４図
は集合体内出力ビーキングの説明図、第５図は燃料集合
体１体当りの反応制御部材の本数と反応度効果の変化例
を示す図、第６図は炉心燃焼度の出力ビーキングの関係
を示す図、第７図は挿入された集合体出力の変化邑と反
応度変化量との関係を示す図、第８図は臨界はう素濃度
の炉心燃焼度に対する変化例を示す図、第９図は従来の
内挿物集合体の側面図、第１０図は第９図におけるＢ−
Ｂ部所面図、第１１図は第９図におけるＣ−Ｃ部所面図
、及び第１２図は第９図におけるＤ−Ｄ部所面図である
。 １・・・炉心内挿物集合体 ２・・・反応Ｒ１１ｌ
ａ１１部材２ａ・・・ジルカロイ製の管 ３・・・プ
ラグ ５・・・中性子を殆ど吸収しない物質 ８・
・・支持体 ９・・・駆動装置 特許出願人 三菱原子カニ業株式会社代理人弁
理士 川 井 治 男第１図 一集合４岑燃メ克度（ＧＷｄ／ｌ） 隼４−４本当りの本壽丈 ｏ １０大戸曵゛
が万丈えＬ （Ｇｗｄ／ｌ）反応度吏４ヒ量 （Ｃ１
，Δに／Ｋ ）メｔ・υメ°然大見度 （ＧＷｄ／ｌ
）第９図
側面図、第２図は第１図におけるＡ−Ａ部所面図、第３
図は反応制御部材の他の実施例に係る横断面図、第４図
は集合体内出力ビーキングの説明図、第５図は燃料集合
体１体当りの反応制御部材の本数と反応度効果の変化例
を示す図、第６図は炉心燃焼度の出力ビーキングの関係
を示す図、第７図は挿入された集合体出力の変化邑と反
応度変化量との関係を示す図、第８図は臨界はう素濃度
の炉心燃焼度に対する変化例を示す図、第９図は従来の
内挿物集合体の側面図、第１０図は第９図におけるＢ−
Ｂ部所面図、第１１図は第９図におけるＣ−Ｃ部所面図
、及び第１２図は第９図におけるＤ−Ｄ部所面図である
。 １・・・炉心内挿物集合体 ２・・・反応Ｒ１１ｌ
ａ１１部材２ａ・・・ジルカロイ製の管 ３・・・プ
ラグ ５・・・中性子を殆ど吸収しない物質 ８・
・・支持体 ９・・・駆動装置 特許出願人 三菱原子カニ業株式会社代理人弁
理士 川 井 治 男第１図 一集合４岑燃メ克度（ＧＷｄ／ｌ） 隼４−４本当りの本壽丈 ｏ １０大戸曵゛
が万丈えＬ （Ｇｗｄ／ｌ）反応度吏４ヒ量 （Ｃ１
，Δに／Ｋ ）メｔ・υメ°然大見度 （ＧＷｄ／ｌ
）第９図
Claims (5)
- （１）燃料集合体に挿入される出力分布制御用炉心内挿
物集合体において反応制御部材をジルカロイとしたこと
を特徴とする炉心内挿物集合体。 - （２）前記反応制御部材は中実棒であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の炉心内挿物集合体。 - （３）前記反応制御部材は中空棒であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の炉心内挿物集合体。 - （４）前記中空棒はその中空部分に中性子を殆ど吸収し
ない物質が充填されたものであることを特徴とする特許
請求の範囲第３項記載の炉心内挿物集合体。 - （５）前記中性子を殆ど吸収しない物質は酸化ジルコニ
ウム又はアルミナであることを特徴とする特許請求の範
囲第４項記載の炉心内挿物集合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59245655A JPS61122595A (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | 炉心内插物集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59245655A JPS61122595A (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | 炉心内插物集合体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61122595A true JPS61122595A (ja) | 1986-06-10 |
Family
ID=17136851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59245655A Pending JPS61122595A (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | 炉心内插物集合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61122595A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57124290A (en) * | 1980-12-16 | 1982-08-03 | Westinghouse Electric Corp | Water extruding rod of pwr type reactor |
-
1984
- 1984-11-20 JP JP59245655A patent/JPS61122595A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57124290A (en) * | 1980-12-16 | 1982-08-03 | Westinghouse Electric Corp | Water extruding rod of pwr type reactor |
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