Mox fuel assembly for pwr
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Ｘ燃料棒を配設し、かつ前記各コーナー部に夫々、ガドリニアを含有するウラン燃料棒を配設したことを特徴とするＰＷＲ用ＭＯＸ燃料集合体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＰＷＲ炉心においてウラン燃料と混在して装荷されるＭＯＸ燃料、即ち、核分裂性プルトニウムを含有するＭＯＸ燃料集合体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＰＷＲ炉心においてＭＯＸ燃料を装荷する場合には、核特性の点から炉心の全燃料をＭＯＸ燃料とすることはできないために、ＵＯ 2を主体とする通常のウラン燃料と混在して装荷される。
【０００３】ＭＯＸ燃料が上記ウラン燃料と混在した場合には、ウラン燃料からの熱中性子流入によって、境界となる燃料集合体の外周部、特にコーナー部で出力ピーキングが上昇するため、現在では、上記燃料集合体を構成するＭＯＸ燃料棒のＰｕ富化度を３種類製造し、上記外周部やコーナー部のＰｕ富化度を低くしている。
【０００４】例えば現状の一例としては、図４に示す通りであり、燃料集合体の各コーナー部とこれに隣接する外周部の１本ずつの燃料棒に、低富化度の0.2 wt％
2 3 5 Ｕ＋３wt％Ｐｕｆ燃料棒４を配設し、残る外周部とその１列内側のコーナー部付近ならびに制御棒案内シンブルの外側に、中富化度の0.2 wt％ 2 3 5 Ｕ＋４wt％
Ｐｕｆ燃料棒１を配設している。 そして、残りの中心部に高富化度の0.2 wt％ 2 35 Ｕ＋７wt％Ｐｕｆ燃料棒２
を配設している。
【０００５】なお、ここでいうＰｕｆの％とは、核分裂性のＰｕのみのパーセンテージであり、核分裂性を有さないＰｕもこの数値には表れていないが幾分かは混入する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来のＭＯＸ燃料集合体では、上記３種類の富化度のＭＯ
Ｘ燃料棒を製造しなければならないことから、燃料成形加工のコストが高くなるという問題を有している。
【０００７】本発明は叙上の如き実状に対処し、一部の燃料棒とその配置に新規な構成を見出すことにより、前記出力ピーキングを従来と同等に抑制しながら、しかも燃料集合体全体としてのＰｕ装荷量をほとんど減らすことなく、前記ＭＯＸ燃料棒の種類を削減し上記燃料成形加工のコストダウンを図ることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】すなわち、上記本発明のＭＯＸ燃料集合体の特徴は、核分裂性Ｐｕを含有するＭ
ＯＸ燃料棒を集束してなるＰＷＲ用ＭＯＸ燃料集合体において、燃料集合体の各コーナー部を除く外周部に一定Ｐｕ富化度のＭＯＸ燃料棒を配設すると共に、上記燃料集合体の中心部に、上記外周部燃料棒より高い一定Ｐｕ
富化度のＭＯＸ燃料棒を配設し、かつ前記各コーナー部に夫々、ガドリニアを含有するウラン燃料棒を配設したところにある。
【０００９】
【作用】上記本発明のＭＯＸ燃料集合体では、従来の３
富化度のＭＯＸ燃料棒を２種類にすると共に、出力ピーキング抑制のために各コーナー部の計４本を中性子吸収作用のあるガドリニアの入った燃料棒としている。
【００１０】すなわち、本発明では上記の如き構成によって、燃料集合体の出力ピーキングを従来と同等に抑制しながら、しかも集合体全体としての核分裂性Ｐｕ装荷量をほとんど減らすことなく、上記ＭＯＸ燃料棒の種類を上記２種に削減し燃料成形加工のコストを低減することが可能である。
【００１１】
【実施例】以下、さらに添付図面を参照して、本発明の実施例を説明する。
【００１２】図１は本発明実施例の１７×１７配列のＰ
ＷＲ用ＭＯＸ燃料集合体における燃料棒の配置を示す平面図であり、この燃料集合体は、核分裂性Ｐｕを含有するＭＯＸ燃料棒を４つのコーナー部を除いて概略正方行列に集束し、外周部よりも中心部により高い富化度のＭ
ＯＸ燃料棒を配設している。
【００１３】そして、本発明実施例では、かかるＭＯＸ
燃料集合体において、上記４つの各コーナー部を除く外周部と、外周の制御棒案内シンブルの外側とに、中富化度の0.2 wt％ 2 3 5 Ｕ＋４wt％Ｐｕｆ燃料棒１を配設すると共に、上記燃料集合体の残る中心部に高富化度の0.
2 wt％ 2 3 5 Ｕ＋７wt％Ｐｕｆ燃料棒２を配設し、かつ前記各コーナー部に夫々、2.6 wt％ 2 3 5 Ｕ＋６wt％Ｇ
ｄ 2 Ｏ 3燃料棒３を配設している。
【００１４】しかして、上記本発明実施例のＭＯＸ燃料集合体と、図４に示した前記従来のＭＯＸ燃料集合体との無限増倍率の比較を図２に示し、また図３に同、ローカルピーキングの比較を示す。
【００１５】その結果は下記表１にも示す通りであり、
本発明と従来例とは各燃焼度においてほぼ同等で、また、０ＧＷｄ／ｔでのローカルピーキングが低減することにより装荷パターンの自由度が増し、ウラン燃料と混在した場合でも、上記従来の３富化度と同等にローカルピーキングが抑制される。
【００１６】
【表１】
【００１７】さらに、上記本発明実施例と従来例の各燃料集合体において、集合体１体あたりの核分裂性Ｐｕ装荷量は、本発明実施例が従来例に比較し約１％減少するのみである。
【００１８】すなわち、本発明実施例では上述のように、燃料集合体の出力ピーキングを従来と同等に抑制しながら、しかも集合体全体としての核分裂性Ｐｕ装荷量をほとんど減らすことなく、上記ＭＯＸ燃料棒の種類を特に従来と同じ汎用の２種に削減し、燃料成形加工のコストを大幅に低減することが可能である。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のＰＷＲ用ＭＯＸ燃料集合体は、燃料集合体の各コーナー部を除く外周部に一定Ｐｕ富化度のＭＯＸ燃料棒を配設すると共に、上記燃料集合体の中心部に、上記外周部燃料棒より高い一定Ｐｕ富化度のＭＯＸ燃料棒を配設し、かつ前記各コーナー部に夫々、ガドリニアを含有するウラン燃料棒を配設したものであり、燃料集合体の出力ピーキングを従来と同等に抑制しながら、しかも集合体全体としての核分裂性Ｐｕ装荷量をほとんど減らすことなく、ＭＯ
Ｘ燃料棒の種類を従来の３富化度から２種に削減し、燃料成形加工のコストを低減するとの顕著な効果を有するものである。
【図１】本発明実施例の１７×１７配列のＰＷＲ用ＭＯ
Ｘ燃料集合体における燃料棒の配置を示す平面図である。
【図２】本発明実施例のＭＯＸ燃料集合体と従来のＭＯ
Ｘ燃料集合体の無限増倍率を比較したグラフである。
【図３】本発明実施例のＭＯＸ燃料集合体と従来のＭＯ
Ｘ燃料集合体のローカルピーキングを比較したグラフである。
【図４】従来の１７×１７配列のＰＷＲ用ＭＯＸ燃料集合体における燃料棒の配置を示す平面図である。
１ 中富化度燃料棒 ２ 高富化度燃料棒 ３ ガドリニア入りウラン燃料棒 ４ 低富化度燃料棒
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