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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- Japan
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- insert assembly
- core insert
- reactivity
- assembly
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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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