JPS6373190A - 高速増殖炉 - Google Patents
高速増殖炉Info
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- JPS6373190A JPS6373190A JP61218799A JP21879986A JPS6373190A JP S6373190 A JPS6373190 A JP S6373190A JP 61218799 A JP61218799 A JP 61218799A JP 21879986 A JP21879986 A JP 21879986A JP S6373190 A JPS6373190 A JP S6373190A
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (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】
３発明の目的］
（産業上の利用分Ｗ）
本発明は、原子力発電プラント等に利用される高速増殖
炉に関する。
炉に関する。
（従来の技術）
一般に高速増殖炉では、燃料である核***性物質を燃焼
させるとともに、親物質から燃料となる核***性物質を
生成させる。
させるとともに、親物質から燃料となる核***性物質を
生成させる。
第４図は、このような高速増殖炉の炉心を示すもので、
プルトニウムを富化したウラン等からなる炉心燃料−に
よりほぼ円柱状に形成された炉心１は、その中央部に例
えば核***性プルトニウム富化度を１０％ととされた炉
心燃料から核***性プルトニウム富化度の低い領域２が
形成され、その径方向外側には、例えば核***性プルト
ニウム富化度を１５％程度とされた核***性プルトニウ
ム富化度の高い領域３が形成されている。
プルトニウムを富化したウラン等からなる炉心燃料−に
よりほぼ円柱状に形成された炉心１は、その中央部に例
えば核***性プルトニウム富化度を１０％ととされた炉
心燃料から核***性プルトニウム富化度の低い領域２が
形成され、その径方向外側には、例えば核***性プルト
ニウム富化度を１５％程度とされた核***性プルトニウ
ム富化度の高い領域３が形成されている。
また第５図に示す炉心１ａのように、中央部に形成され
た核***性プルトニウム富化度の低い領域２ａの上下お
よび周囲を核***性プルトニウム富化度の高い領域３ａ
によって囲んだ軸方向にも富化度分布を有した炉心等も
ある。
た核***性プルトニウム富化度の低い領域２ａの上下お
よび周囲を核***性プルトニウム富化度の高い領域３ａ
によって囲んだ軸方向にも富化度分布を有した炉心等も
ある。
このような高速増殖炉では、炉心はプルトニウムを富化
したウラン等が充填された燃料ピンを、例えば中空の六
角柱形状のラッパー管内に規則正しく配列して構成され
る炉心撚ｆ１集合体を多数配置されて構成されている。
したウラン等が充填された燃料ピンを、例えば中空の六
角柱形状のラッパー管内に規則正しく配列して構成され
る炉心撚ｆ１集合体を多数配置されて構成されている。
そして、例えば１年ないし数年のサイクル毎にこれらの
炉心燃料集合体の一部、例えば３バツチ炉心では１／３
の炉心燃料集合体を交換して運転を行い、運転中の出力
変動を小幅に抑制している。
炉心燃料集合体の一部、例えば３バツチ炉心では１／３
の炉心燃料集合体を交換して運転を行い、運転中の出力
変動を小幅に抑制している。
（発明が解決しようとする問題点）
上述の従来の高速増殖炉では、例えば３バツチ炉心では
燃焼度の異なる３種類の炉心燃料集合体が炉心内に存在
する。そして、これらの炉心燃料集合体の出力はそれぞ
れ燃焼度によって異なる。
燃焼度の異なる３種類の炉心燃料集合体が炉心内に存在
する。そして、これらの炉心燃料集合体の出力はそれぞ
れ燃焼度によって異なる。
一方炉心内を下方から上方へ向けて流通される例えば液
体ナトリウム等の冷却材の流れは、炉心内の幾つかの流
量領域毎にその流量領域内に存在する炉心撚ｆｌ集合体
を充分冷却できろよう調節されている。
体ナトリウム等の冷却材の流れは、炉心内の幾つかの流
量領域毎にその流量領域内に存在する炉心撚ｆｌ集合体
を充分冷却できろよう調節されている。
したがって、１つの流量領域内に出力の異なる炉心燃料
集合体が存在する場合は、この出力の一番高い炉心燃料
集合体に合わせて冷却材の流量が設定される。このため
出力の低い炉心燃料集合体に対しては、冷却材流星が過
多となり、集合体出口冷却材温度が低下し運転効率の悪
化を招くという問題がある。
集合体が存在する場合は、この出力の一番高い炉心燃料
集合体に合わせて冷却材の流量が設定される。このため
出力の低い炉心燃料集合体に対しては、冷却材流星が過
多となり、集合体出口冷却材温度が低下し運転効率の悪
化を招くという問題がある。
本発明は、係る従来の事情に対処してなされたもので、
集合体出口冷却材温度を高温化することができ、運転効
率の向上を図ることのできる高速増殖炉を提供しようと
するものである。
集合体出口冷却材温度を高温化することができ、運転効
率の向上を図ることのできる高速増殖炉を提供しようと
するものである。
［発明の構成コ
（問題点を解決するための手段）
すなわち本発明は、核***性プルトニウム富化度の異な
る複数種の炉心燃料により、核***性プルトニウム富化
度の異なる層状の領域を形成された炉心を有する高速増
殖炉において、前記炉心を、プルトニウム−２４０とプ
ルトニウム−２４１の存在比をパラメータとしこの値が
より大きなプルトニウムを富化された前記炉心燃料を前
記核***性プルトニウム富化度の異なる領域のうち核分
裂性プルトニウム富化度の高い領域に配置して構成した
ことを特徴とする。
る複数種の炉心燃料により、核***性プルトニウム富化
度の異なる層状の領域を形成された炉心を有する高速増
殖炉において、前記炉心を、プルトニウム−２４０とプ
ルトニウム−２４１の存在比をパラメータとしこの値が
より大きなプルトニウムを富化された前記炉心燃料を前
記核***性プルトニウム富化度の異なる領域のうち核分
裂性プルトニウム富化度の高い領域に配置して構成した
ことを特徴とする。
（作用）
高速増殖炉の炉心燃料に用いられるプルトニウムには、
一般にプルトニウム−２３９、プルトニウム−２４０、
プルトニウム−２４１、プルトニウム＝２４２の同位体
が含まれている。これらの同位体のうち核***性のプル
トニウムは、プルトニウム２３９とプルトニウム−２４
１であり、またプルトニウム−２４０は、中性子を吸収
して核***性のプルトニウム−２４１となる。
一般にプルトニウム−２３９、プルトニウム−２４０、
プルトニウム−２４１、プルトニウム＝２４２の同位体
が含まれている。これらの同位体のうち核***性のプル
トニウムは、プルトニウム２３９とプルトニウム−２４
１であり、またプルトニウム−２４０は、中性子を吸収
して核***性のプルトニウム−２４１となる。
このようなプルトニウムは、原子炉等で使用された炉心
燃料から再処理によって取出されることが多いが、その
同位体存在比は、燃焼度、炉型、スペクトル等によって
異なり、特に軽水冷却ウラン燃料型原子炉（ＬＷＲ）、
軽水冷却プルトニウム燃料型原子炉（プルサーマル類）
、高速増殖炉等の原子炉の種類によって大きく異なる。
燃料から再処理によって取出されることが多いが、その
同位体存在比は、燃焼度、炉型、スペクトル等によって
異なり、特に軽水冷却ウラン燃料型原子炉（ＬＷＲ）、
軽水冷却プルトニウム燃料型原子炉（プルサーマル類）
、高速増殖炉等の原子炉の種類によって大きく異なる。
例えば軽水炉、高速増殖炉、プルサーマル類がら取出さ
れたプルトニウムの同位体存在比、Ｐｕ ２３９／Ｐ
ｕ ２４０／Ｐｕ ２４１／Ｐｕ ２４２は、そ
れぞれ５４／２４／１４／４．６３／３２／３／２．４
２／３５／１５／８程度となる。
れたプルトニウムの同位体存在比、Ｐｕ ２３９／Ｐ
ｕ ２４０／Ｐｕ ２４１／Ｐｕ ２４２は、そ
れぞれ５４／２４／１４／４．６３／３２／３／２．４
２／３５／１５／８程度となる。
第３図のグラフは、前述の第５図に示したような軸方向
にも富化度分布を有した改良型炉心で３バツチ、１年サ
イクルの炉心において、炉心を径方向に幾つかの領域に
分割し、それぞれの領域毎に炉心燃料集合体の最富出力
と炉心燃料集合体の平均出力との比（以下ミスマツチフ
ァクタという）を縦軸とし、横軸を炉中心からの径方向
距離としてその関係を示すもので、点線Ａは軽水炉（Ｌ
ＷＲ）から取出したプルトニウム、実線Ｂは高速増殖炉
から取出したプルトニウム、一点鎖線Ｃはプルサーマル
類から取出したプルトニウムを富化した炉心燃料を使用
した場合を示している。
にも富化度分布を有した改良型炉心で３バツチ、１年サ
イクルの炉心において、炉心を径方向に幾つかの領域に
分割し、それぞれの領域毎に炉心燃料集合体の最富出力
と炉心燃料集合体の平均出力との比（以下ミスマツチフ
ァクタという）を縦軸とし、横軸を炉中心からの径方向
距離としてその関係を示すもので、点線Ａは軽水炉（Ｌ
ＷＲ）から取出したプルトニウム、実線Ｂは高速増殖炉
から取出したプルトニウム、一点鎖線Ｃはプルサーマル
類から取出したプルトニウムを富化した炉心燃料を使用
した場合を示している。
このグラフに示されるように、高速増殖炉から取出され
たプルトニウムを富化した炉心燃料を使用した場合ミス
マツチファクタは小さくなる。これはプルトニウム−２
４０とプルトニウム−２４１との比が３２７３と大きく
燃焼に伴ってプルトニウム−２４０からプルトニウム−
２４１が生成され集合体出力の燃焼による減少が少ない
ためである。
たプルトニウムを富化した炉心燃料を使用した場合ミス
マツチファクタは小さくなる。これはプルトニウム−２
４０とプルトニウム−２４１との比が３２７３と大きく
燃焼に伴ってプルトニウム−２４０からプルトニウム−
２４１が生成され集合体出力の燃焼による減少が少ない
ためである。
またこのようなミスマツチファクタは、特に核***性プ
ルトニウム富化度の大きな領域、例えば外側炉心で大き
くなる。
ルトニウム富化度の大きな領域、例えば外側炉心で大き
くなる。
したがって、本発明の高速増殖炉ではプルトニウム−２
４０とプルトニウム−２４１との存在比をパラメータと
し、この値がより大きなプルトニウムを富化された炉心
燃料を核***性プルトニウム富化度の高い領域に配置す
ることにより、特にミスマツチファクタの大きくなる核
***性プルトニウム富化度の高い領域のミスマツチファ
クタを減少させる。
４０とプルトニウム−２４１との存在比をパラメータと
し、この値がより大きなプルトニウムを富化された炉心
燃料を核***性プルトニウム富化度の高い領域に配置す
ることにより、特にミスマツチファクタの大きくなる核
***性プルトニウム富化度の高い領域のミスマツチファ
クタを減少させる。
（実施例）
以下本発明の高速増殖炉を図面を参照して実施例につい
て説明する。
て説明する。
第１図は、本発明の一実施例の高速増殖炉の炉心を示す
もので、この実施例の高速増殖炉では、炉心１１はプル
トニウムを富化されたウラン等からなる炉心燃料により
ほぼ円柱状に形成されており、その中央部には、例えば
核***性プルトニウム富化度を約１ｏｚととされた核分
裂性プルトニウム富化度の低い領域１２が形成されてお
り、その径方向外側には例えば核***性プルトニウム富
化度を１５％と程度とされた核***性プルトニウム富化
度の高い領域１３が形成されている。
もので、この実施例の高速増殖炉では、炉心１１はプル
トニウムを富化されたウラン等からなる炉心燃料により
ほぼ円柱状に形成されており、その中央部には、例えば
核***性プルトニウム富化度を約１ｏｚととされた核分
裂性プルトニウム富化度の低い領域１２が形成されてお
り、その径方向外側には例えば核***性プルトニウム富
化度を１５％と程度とされた核***性プルトニウム富化
度の高い領域１３が形成されている。
また、核***性プルトニウム富化度の低い領域１２に配
置される炉心燃料は、例えば軽水炉（ＬＷＲ）から取出
されたプルトニウムのようにプルトニウム−２４０とプ
ルトニウム−２４１の存在比が２４／１４等と小さなプ
ルトニウムを富化された炉心燃料から構成されており、
核分公性プルトニウム富化度の高い領域１３に配置され
る炉心燃料は、例えば高速増殖炉から取出されたプルト
ニウムのように、プルトニウム−２４０と、プルトニウ
ム−２４１の存在比が３２７３等と大きなプルトニウム
を富化された炉心燃料が配置されている。
置される炉心燃料は、例えば軽水炉（ＬＷＲ）から取出
されたプルトニウムのようにプルトニウム−２４０とプ
ルトニウム−２４１の存在比が２４／１４等と小さなプ
ルトニウムを富化された炉心燃料から構成されており、
核分公性プルトニウム富化度の高い領域１３に配置され
る炉心燃料は、例えば高速増殖炉から取出されたプルト
ニウムのように、プルトニウム−２４０と、プルトニウ
ム−２４１の存在比が３２７３等と大きなプルトニウム
を富化された炉心燃料が配置されている。
上記構成のこの実施例の高速増殖炉では、縦軸をミスマ
ツチファクタ、横軸を炉中心からの径方向距離とした第
２図のグラフに実線りで示すように特に径方向外側に配
置された核***性プルトニウム富化度の高い領域１３の
ミスマツチファクタを従来の比べて大幅に低下させ、炉
心燃料集合体の熱出力を均一化することができる。した
がって冷却材流量を適切にすることができ、集合体出口
冷却材温度を高温化することができ運転効率の向上を図
ることができる。
ツチファクタ、横軸を炉中心からの径方向距離とした第
２図のグラフに実線りで示すように特に径方向外側に配
置された核***性プルトニウム富化度の高い領域１３の
ミスマツチファクタを従来の比べて大幅に低下させ、炉
心燃料集合体の熱出力を均一化することができる。した
がって冷却材流量を適切にすることができ、集合体出口
冷却材温度を高温化することができ運転効率の向上を図
ることができる。
なおこの実施例では、軸方向にも富化度分布を有した改
良型炉心について説明したが、第４図に示したような従
来の三領域炉心にも適用することができることはもちろ
んである。また、核***性プルトニウム富１ヒ度の高い
領域１３のうち特にミスマツチファクタの大きくなる部
分のみにプルトニウム−２４０とプルトニウム−２４１
の存在比の高いプルトニウムムを富化した炉心燃料を配
置しても、あるいは高速増殖炉からのプルトニウムと軽
水炉（ＬＷＲ）からのプルトニウム等のように、缶端に
プルトニウム−２４０とプルトニウム−２４１との存在
比が異なるプルトニウムでなくても、同じ軽水炉（ＬＷ
Ｒ）からのプルトニウムであっても燃焼度等の違いによ
るプルトニウム−２４０とプルトニウム−２４１との存
在比の違いにより、この比が大きなプルトニウムを富［
ヒした炉心燃料を核***性プルトニウム富化度の高い領
域に配置して構成することもできる６ ［発明の効果］ 上述のように本発明の高速増殖炉では、プルトニウム−
２４０とプルトニウム−２４１の存在比をパラメータと
してこの値がより大きなプルトニウムを富化された炉心
燃料を核***性プルトニウム富化度の窩い領域に配置し
たので、特に核***性プルトニウム富化度の高い領域に
おける炉心燃料集合体の出力を均一化し、ミスマツチフ
ァクタを減少させて、集合体出口冷却材温度を高温化し
、運転効率の向上を図ることができる。
良型炉心について説明したが、第４図に示したような従
来の三領域炉心にも適用することができることはもちろ
んである。また、核***性プルトニウム富１ヒ度の高い
領域１３のうち特にミスマツチファクタの大きくなる部
分のみにプルトニウム−２４０とプルトニウム−２４１
の存在比の高いプルトニウムムを富化した炉心燃料を配
置しても、あるいは高速増殖炉からのプルトニウムと軽
水炉（ＬＷＲ）からのプルトニウム等のように、缶端に
プルトニウム−２４０とプルトニウム−２４１との存在
比が異なるプルトニウムでなくても、同じ軽水炉（ＬＷ
Ｒ）からのプルトニウムであっても燃焼度等の違いによ
るプルトニウム−２４０とプルトニウム−２４１との存
在比の違いにより、この比が大きなプルトニウムを富［
ヒした炉心燃料を核***性プルトニウム富化度の高い領
域に配置して構成することもできる６ ［発明の効果］ 上述のように本発明の高速増殖炉では、プルトニウム−
２４０とプルトニウム−２４１の存在比をパラメータと
してこの値がより大きなプルトニウムを富化された炉心
燃料を核***性プルトニウム富化度の窩い領域に配置し
たので、特に核***性プルトニウム富化度の高い領域に
おける炉心燃料集合体の出力を均一化し、ミスマツチフ
ァクタを減少させて、集合体出口冷却材温度を高温化し
、運転効率の向上を図ることができる。
第１図は本発明の一実施例の高速増殖炉の炉心を示す縦
断面図、第２図は第１図に示す炉心の各径方向位置にお
けるミスマツデフアクタを示すグラフ、第３図は軽水炉
＜ＬＷＲ） 、高速増殖炉、プルサーマル類からのプル
トニウムによるミスマツチファクタの違いを示すグラフ
、第４図および第５図は従来の高速増殖炉の炉心を示す
縦断面図である。 １１・・・・・・・・・炉心 １２・・・・・・・・・核***性プルトニウム富化度の
低い領域 １３・・・・・・・・・核***性プルトニウム富化度の
高い領域
断面図、第２図は第１図に示す炉心の各径方向位置にお
けるミスマツデフアクタを示すグラフ、第３図は軽水炉
＜ＬＷＲ） 、高速増殖炉、プルサーマル類からのプル
トニウムによるミスマツチファクタの違いを示すグラフ
、第４図および第５図は従来の高速増殖炉の炉心を示す
縦断面図である。 １１・・・・・・・・・炉心 １２・・・・・・・・・核***性プルトニウム富化度の
低い領域 １３・・・・・・・・・核***性プルトニウム富化度の
高い領域
Claims (1)
- （１）核***性プルトニウム富化度の異なる複数種の炉
心燃料により、核***性プルトニウム富化度の異なる層
状の領域を形成された炉心を有する高速増殖炉において
、前記炉心を、プルトニウム−２４０とプルトニウム−
２４１の存在比をパラメータとしこの値がより大きなプ
ルトニウムを富化された前記炉心燃料を前記核***性プ
ルトニウム富化度の異なる領域のうち核***性プルトニ
ウム富化度の高い領域に配置して構成したことを特徴と
する高速増殖炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61218799A JPH0760192B2 (ja) | 1986-09-17 | 1986-09-17 | 高速増殖炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61218799A JPH0760192B2 (ja) | 1986-09-17 | 1986-09-17 | 高速増殖炉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6373190A true JPS6373190A (ja) | 1988-04-02 |
| JPH0760192B2 JPH0760192B2 (ja) | 1995-06-28 |
Family
ID=16725542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61218799A Expired - Lifetime JPH0760192B2 (ja) | 1986-09-17 | 1986-09-17 | 高速増殖炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0760192B2 (ja) |
-
1986
- 1986-09-17 JP JP61218799A patent/JPH0760192B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0760192B2 (ja) | 1995-06-28 |
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