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JPH02228591A - Fuel assembly and nuclear reactor - Google Patents

Fuel assembly and nuclear reactor

Info

Publication number
JPH02228591A
JPH02228591A JP1046538A JP4653889A JPH02228591A JP H02228591 A JPH02228591 A JP H02228591A JP 1046538 A JP1046538 A JP 1046538A JP 4653889 A JP4653889 A JP 4653889A JP H02228591 A JPH02228591 A JP H02228591A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
assembly
control element
fuel assembly
reactor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1046538A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Noriyuki Sadaoka
紀行 定岡
Yoshihiko Ishii
佳彦 石井
Hiroki Kumahora
熊洞 宏樹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP1046538A priority Critical patent/JPH02228591A/en
Publication of JPH02228591A publication Critical patent/JPH02228591A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To avoid a larger size upper part of a nuclear reactor and to improve a neutron economy of whole reactor system by inserting a controlling-element assembly to an inside of a fuel element radially from the central part of a fuel bundle and upwardly from a lower part of a reactor core. CONSTITUTION:A fuel bundle consists of a plurality of fuel rods 1 which are arranged in a shape of a triangular grid, a plurality of spacers 12 provided axially, to keep horizontal intervals among fuel rods, and upper tie-plates 4 and lower tie-plates 13 to keep constant intervals among fuel rods. A controlling- element assembly 2 which consists of a Y-shaped thin plate controlling-element to be inserted into the fuel bundle, possesses a drive mechanism 16 at a rate of one such mechanism to three fuel assemblies. In such a controlling-element assembly consisting of thin plate controlling-elements, a structural stability can be well maintained. Moreover, by adding a follower part to an upper part of the controlling-elements, a high conversion ratio can be obtained, because no water comes into Y-shaped spatial regions in case of an operation with withdrawn controlling-elements.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、三角格子に配列された複数の燃料捧からなる
燃料集合体に係り、特に、燃料集合体から構成される炉
心が、制御棒、制御棒駆動機構。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a fuel assembly consisting of a plurality of fuel rods arranged in a triangular lattice. , control rod drive mechanism.

炉心の上・下部格子板、気水分離器及び蒸気乾燥器等の
炉内構造物が原子炉容器内で構成しやす(、かつ、燃料
集合体の照射に伴う変形が少なく、中性子の経済性が向
上する燃料集合体及びその炉心の構成に関する。
Reactor internal structures such as upper and lower grate plates, steam separators, and steam dryers can be easily constructed within the reactor vessel (and deformation due to fuel assembly irradiation is small, making it economical to use neutrons). The present invention relates to a fuel assembly and a core configuration thereof that improve the performance of the fuel assembly.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

現在、高燃焼度化及びプルトニウムの有効活用による燃
料サイクル費の大幅低減を自相した次世代型軽水炉とし
てプルトニウム増倍型BWR(以下Pu増倍炉と略す)
が開発されている(特開昭61−129594号公報)
。Pu増倍炉では、原子炉運転時における核分裂性Pu
の発生量と消減量がほぼ同じで、炉心への新装荷燃料中
の核分裂性Pu量と燃料寿命終了後の取りだし燃料中の
核分裂性Pu量の比が、はぼ、1.0  となる。この
ような炉心核特性を達成するために、燃料体を三角配列
に配置して稠密化することにより、燃料集合体中の水対
燃料体積比(H/U比)を高める。
Currently, the plutonium multiplier BWR (hereinafter abbreviated as Pu multiplier reactor) is a next-generation light water reactor that achieves a significant reduction in fuel cycle costs through high burnup and effective use of plutonium.
has been developed (Japanese Unexamined Patent Publication No. 129594/1983)
. In a Pu multiplier reactor, fissile Pu
The amount generated and the amount consumed are almost the same, and the ratio of the amount of fissile Pu in the newly loaded fuel to the reactor core and the amount of fissile Pu in the removed fuel after the end of the fuel life is approximately 1.0. In order to achieve such core characteristics, the fuel assemblies are arranged in a triangular arrangement and densified to increase the water-to-fuel volume ratio (H/U ratio) in the fuel assembly.

Pu増倍炉の燃料集合体の従来の設計例を第2図に示す
。燃料集合体は、主に上部タイプレート4、スペーサ5
.複数本の燃料体1.下部タイプレート6、及び、これ
らを収納するチャンネルボックス3より構成される。燃
料体1は、H/U比を低くするため、三角配列の最密充
填構造となる。
An example of a conventional design of a fuel assembly for a Pu multiplication reactor is shown in FIG. The fuel assembly mainly consists of an upper tie plate 4 and a spacer 5.
.. Multiple fuel bodies1. It is composed of a lower tie plate 6 and a channel box 3 that houses these. The fuel body 1 has a triangular close-packed structure in order to lower the H/U ratio.

そのため、燃料集合体の水平断面は六角形状となる。上
部及び下部タイプレート6は複数本の燃料体1の両端を
固定している。スペーサ5は、チャンネルボックス3内
で軸方向に間隔を置いて複数個設けられ、複数本の燃料
体を整列支持し燃料バンドルを構成する。燃料バンドル
を囲むチャンネルボックス3は、水平断面が六角形の筒
状をしている。
Therefore, the horizontal cross section of the fuel assembly has a hexagonal shape. The upper and lower tie plates 6 fix both ends of the plurality of fuel bodies 1. A plurality of spacers 5 are provided at intervals in the axial direction within the channel box 3, and support a plurality of fuel bodies in alignment to form a fuel bundle. The channel box 3 surrounding the fuel bundle has a cylindrical shape with a hexagonal horizontal cross section.

このようなPu増倍炉の燃料集合体に用いる制御棒の形
状及び挿入方式は、現在、以下の三つのタイプが検討さ
れている。
The following three types of control rod shapes and insertion methods are currently being considered for use in the fuel assembly of such a Pu multiplication reactor.

(1)複数の円柱形の棒状の制御要素(クラスタ)から
なる制御要素集合体を炉心の上部より挿入するタイプ(
タイプ1)。
(1) A type in which a control element assembly consisting of multiple cylindrical rod-shaped control elements (clusters) is inserted from the top of the reactor core (
Type 1).

(2)複数の円柱形の棒状の制御要素(クラスタ)から
なる制御要素集合体を炉心下部より挿入するタイプ(タ
イプ2)。
(2) A type (type 2) in which a control element assembly consisting of a plurality of cylindrical rod-shaped control elements (clusters) is inserted from the bottom of the reactor core.

(3)複数の薄板状の制御要素(ブレード)からなる制
御要素集合体を炉心下部より、隣接するチャンネルボッ
クスのギャップ中に挿入するタイ。
(3) A tie in which a control element assembly consisting of a plurality of thin plate-shaped control elements (blades) is inserted into the gap between adjacent channel boxes from the bottom of the reactor core.

プ(タイプ3)。(type 3).

タイプ1及びタイプ2の制御棒を用いた燃料集合体の水
平断面図を第3図に示す。各燃料集合体には、燃料棒の
配列の中にクラスタ型制御棒7が制御棒案内管8に挿入
される。隣接する集合体間には、チャンネルボックス3
により区切られるギャップ9が存在し、沸騰していない
冷却水が少量流れている。
A horizontal sectional view of a fuel assembly using type 1 and type 2 control rods is shown in FIG. In each fuel assembly, cluster control rods 7 are inserted into control rod guide tubes 8 in an array of fuel rods. Channel box 3 is installed between adjacent clusters.
There is a gap 9 delimited by a gap 9 through which a small amount of non-boiled cooling water flows.

Pu増倍型BWRにタイプ1の制御棒及び挿入方法を適
用した場合、第4図(特開昭61−230078号公報
)に示すように、制御棒案内管8が、炉心上部の気水分
離器11及び蒸気乾燥器1o中を貫通する構造となる。
When applying Type 1 control rods and insertion method to a Pu-multiplied BWR, as shown in Figure 4 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-230078), the control rod guide tubes 8 are connected to the air-water separation system in the upper part of the core. It has a structure that penetrates through the container 11 and the steam dryer 1o.

このような原子炉は、複雑である上に、炉容器全体も大
型化する欠点がある。
Such a nuclear reactor has the disadvantage that it is complicated and the entire reactor vessel is also large.

Pu増倍型BWRにタイプ2の制御棒形状、及び、挿入
方法を適用した場合、クラスタ制御棒を重力に逆らって
、下から上に挿入しなければならない。そのため、クラ
スタ制御棒の自立性及び燃料交換時における集合体の取
扱いが複雑になる。
When applying the type 2 control rod shape and insertion method to a Pu-multiplied BWR, the cluster control rods must be inserted from the bottom to the top against gravity. This complicates the autonomy of the cluster control rods and the handling of the assembly during refueling.

タイプ3の制御棒及び挿入方式では、隣接するチャンネ
ルボックス3の相互間に板状の翼を持つ制御棒が挿入さ
れるため、チャンネルボックス間のギャップ9を大きく
とる必要がある。同時にチャンネルボックス3の変形に
よるギャップ閉塞を防ぐため、チャンネルボックスを厚
肉化する必要もある。チャンネルボックス間のギャップ
の増加、チャンネルボックス厚肉化は共に、Pu増倍炉
の核特性を悪化させてしまう。
In the type 3 control rod and insertion method, control rods having plate-shaped wings are inserted between adjacent channel boxes 3, so it is necessary to provide a large gap 9 between the channel boxes. At the same time, in order to prevent gap closure due to deformation of the channel box 3, it is also necessary to thicken the channel box. Both the increase in the gap between the channel boxes and the thickening of the channel boxes deteriorate the nuclear properties of the Pu multiplier reactor.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

本発明は、三角格子上に配列された複数の燃料棒からな
る燃料集合体から構成されるPu増9倍炉の炉心構造に
おいて、制御棒、制御棒駆動機構。
The present invention relates to a control rod and a control rod drive mechanism in a core structure of a Pu multiplier 9 reactor, which is composed of a fuel assembly consisting of a plurality of fuel rods arranged in a triangular lattice.

炉心上・下部格子板、気水分離機、及び、蒸気乾燥器等
の炉内構造物が原子炉容器内で構成しゃすく、かつ、燃
料集合体の照射に伴う変形が少なく、原子炉全体の中性
子の経済性が向上する燃料集合体、及び、原子炉を提供
することを目的とする。
Internal reactor structures such as the upper and lower core grate plates, steam separators, and steam dryers are constructed within the reactor vessel, and the deformation of the fuel assembly due to irradiation is small, allowing the entire reactor to be The purpose of the present invention is to provide a fuel assembly and a nuclear reactor that improve the economic efficiency of neutrons.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的は、三角格子上に配列された複数の燃料棒と、
これらの燃料棒相互の水平方向間隔を保持するため軸方
向に複数個設けられたスペーサと、燃料棒の軸方向の間
隔を一定に保つ上、下部タイプレートから構成される燃
料バンドルの横断面が六角形状をなす燃料集合体におい
て、燃料集合体の横断面の内部領域に、燃料バンドル中
心部から放射状に複数の薄板状の制御要素を持つ制御要
素集合体が燃料集合体の下部から挿入でき、燃料バンド
ル最上部まで貫通することができる領域を、燃料棒配列
内部に軸方向の全領域にそって設け、さらに、燃料集合
体に、炉心下部より、燃料バンドル中心部から放射状に
複数の薄板状の制御要素を持つ制御要素集合体を挿入す
ることにより達成される。
The above purpose is to use a plurality of fuel rods arranged on a triangular lattice,
In order to maintain the horizontal spacing between these fuel rods, a plurality of spacers are provided in the axial direction, and in addition to keeping the axial spacing of the fuel rods constant, the cross section of the fuel bundle is made up of a lower tie plate. In the hexagonal fuel assembly, a control element assembly having a plurality of thin plate-like control elements radially extending from the center of the fuel bundle can be inserted from the bottom of the fuel assembly into the inner region of the cross section of the fuel assembly, A region capable of penetrating to the top of the fuel bundle is provided along the entire axial region inside the fuel rod array, and a plurality of thin plate-shaped parts are provided in the fuel assembly from the bottom of the core radially from the center of the fuel bundle. This is achieved by inserting a control element collection with control elements.

Pu増倍炉では、従来のBWRと同様に、冷却水は、燃
料集合体中で沸騰し、蒸気との二相流となる。そのため
、炉心上部には、気水分離器、蒸気乾燥器が必要となる
。クラスタ型制御棒を炉心上部から挿入すると、炉心構
成が複雑になり、炉容器の上部が大型化する。そのため
、制御棒は、炉心下部から挿入する方が望ましい。また
、炉心下部から挿入する場合でも、制御棒が構造的に安
定で、かつ、炉心核特性が向上するような制御棒形状が
必要である。
In a Pu multiplier reactor, similar to a conventional BWR, cooling water boils in the fuel assembly in a two-phase flow with steam. Therefore, a steam separator and a steam dryer are required above the core. Inserting cluster control rods from the top of the reactor core complicates the core configuration and increases the size of the top of the reactor vessel. Therefore, it is preferable to insert the control rods from the bottom of the core. Furthermore, even when the control rods are inserted from the lower part of the reactor core, it is necessary to have a control rod shape that is structurally stable and that improves core characteristics.

本発明による原子炉、及び、燃料集合体では、燃料ハン
ドルの中心部から放射状に複数の薄板状の制御要素を持
った制御要素集合体を、炉心下部から燃料集合体の内部
に挿入する。炉心下部より挿入するため、タイプ1で生
じる炉心上部構造の複雑化、及び、炉容器上部の大型化
が回避できる。
In the nuclear reactor and fuel assembly according to the present invention, the control element assembly having a plurality of thin plate-like control elements radially extending from the center of the fuel handle is inserted into the fuel assembly from the lower part of the reactor core. Since it is inserted from the bottom of the reactor core, it is possible to avoid complicating the upper core structure and increasing the size of the upper part of the reactor vessel, which occur in Type 1.

また、従来のBWRの炉心上部構造がそのまま用いられ
るので、現行炉と同様の構造的安定性を確保することが
できる。
Furthermore, since the core upper structure of the conventional BWR can be used as is, it is possible to ensure the same structural stability as the current reactor.

さらに、制御要素が燃料バンドルの中心部から放射状に
薄板状の構造物から構成されるため、従来例のタイプ2
のように、制御要素の自立性、及び、燃料集合体の交換
時の取扱いが悪化することはなく、現行BWRと同様の
自立性を保持し、燃料集合体交換時の取扱いも現行の方
式が使用可能である。
Furthermore, since the control element is composed of a thin plate-like structure radiating from the center of the fuel bundle, it is different from the conventional type 2.
As shown in the figure, the independence of control elements and the handling when replacing fuel assemblies do not deteriorate, maintaining the same independence as the current BWR, and handling when replacing fuel assemblies is also improved compared to the current system. Available for use.

また、タイプ3のように、隣接するチャンネルボックス
相互間のギャップ中に薄板状の制御要素を挿入する場合
と比較して、本発明では、燃料集合体の内部に制御要素
を挿入するため、チャンネルボックス相互間のギャップ
を小さくすることができ、同時にチャンネルボックスの
厚みも薄くでき、炉心の核特性を向上させることができ
る。
Furthermore, compared to Type 3, in which a thin plate-shaped control element is inserted into the gap between adjacent channel boxes, in the present invention, the control element is inserted inside the fuel assembly, so the control element is inserted into the channel. The gap between the boxes can be reduced, and at the same time, the thickness of the channel box can be reduced, and the nuclear properties of the reactor core can be improved.

〔作用〕[Effect]

本発明の原子炉及び燃料集合体によれば、燃料集合体の
下部より、燃料バンドル中心部から放射状に複数の薄板
状の制御要素を持つ制御要素集合体を挿入することによ
り、Pu増倍炉の原子炉構成を従来のBWRと同程度の
構成しやすさ、及び。
According to the nuclear reactor and fuel assembly of the present invention, by inserting the control element assembly having a plurality of thin plate-shaped control elements radially from the center of the fuel bundle from the lower part of the fuel assembly, the Pu multiplier reactor The reactor configuration is as easy to configure as a conventional BWR, and.

構造的安定性を持たせ、同時にPu増倍に必要な核特性
を達成し、燃料集合体の構造的安定性も確保することが
できる。
It is possible to provide structural stability, simultaneously achieve the nuclear properties necessary for Pu multiplication, and ensure the structural stability of the fuel assembly.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。第1
図、及び、第5図に本発明による燃料集合体の横断面、
縦断面図を示した。燃料バンドルは、三角格子状に配列
された複数の燃料棒1と、これらの燃料棒相互の水平方
向間隔を保持するため、軸方向に複数個設けられたスペ
ーサ12と、燃料棒1の軸方向間隔を一定に保つ上部タ
イプレート4.下部タイプレート13がら構成される。
Hereinafter, the present invention will be explained in detail based on examples. 1st
The cross section of the fuel assembly according to the present invention is shown in FIG.
A longitudinal cross-sectional view is shown. The fuel bundle includes a plurality of fuel rods 1 arranged in a triangular lattice shape, a plurality of spacers 12 provided in the axial direction to maintain horizontal spacing between these fuel rods, and spacers 12 arranged in the axial direction of the fuel rods 1. Upper tie plate with constant spacing4. It is composed of a lower tie plate 13.

燃料棒の配列が三角格子状配列のため、燃料バンドルの
横断面は六角形状となる。そのため、燃料バンドルを内
包するチャンネルボックス3も六角形状となる。燃料バ
ンドルの横断面の内部領域には、燃料バンドルの中心部
から放射状に複数の薄板状の制御要素を持、っ制御要素
集合体2を燃料集合体の下部から挿入することができ、
燃料バンドルの最上部まで貫通することができる領域を
、燃料棒の配列内部に軸方向全領域にそって設けている
。第1図に示した実施例では、制御要素集合体2が、Y
字型の薄板状の制御要素から構成されている。制御要素
集合体2は、薄板状の制御要素の中にボロンカーバイト
、及び、ハフニウムからなる制御棒を内包している。こ
の制御要素集合体2は、炉心下部に位置し、燃料集合体
下部より燃料バンドルの内部に挿入される。
Since the fuel rods are arranged in a triangular lattice pattern, the cross section of the fuel bundle is hexagonal. Therefore, the channel box 3 containing the fuel bundle also has a hexagonal shape. In the internal region of the cross section of the fuel bundle, a control element assembly 2 having a plurality of thin plate-like control elements radially extending from the center of the fuel bundle can be inserted from the bottom of the fuel bundle,
A region is provided along the entire axial extent within the array of fuel rods that is capable of penetrating to the top of the fuel bundle. In the embodiment shown in FIG. 1, the control element aggregate 2 is
It consists of a thin plate-shaped control element. The control element assembly 2 includes a control rod made of boron carbide and hafnium in a thin plate-like control element. This control element assembly 2 is located at the lower part of the reactor core, and is inserted into the fuel bundle from the lower part of the fuel assembly.

燃料バンドル内には、Y字型の薄板状の制御要素が挿入
可能なように、燃料棒2が抜けた領域が、同じY字型に
存在する。このような領域を形成するため、燃料棒1相
互の水平方向間隔を保持するため、軸方向に複数個設け
られたスペーサの形状も、第6図に示したように、内部
にY字型のグリッド14のない領域を形成する。Y字型
の内側には、スペーサ最外周部に設けるバンド15と同
様のものを設け、燃料バンドル内でのY字型の空間が燃
料棒1の曲がり等により閉塞しないようにする。また、
燃料棒を下端で支持する下部タイプレートにも、Y字型
の制御要素が、貫通可能なように、プレート面にY字型
の孔を設ける。
Inside the fuel bundle, there is a region in the same Y shape where the fuel rods 2 have been removed so that a Y-shaped thin plate control element can be inserted therein. In order to form such a region and maintain the horizontal spacing between the fuel rods 1, the shape of the spacers provided in the axial direction is also Y-shaped, as shown in FIG. A region without grid 14 is formed. A band 15 similar to the band 15 provided at the outermost periphery of the spacer is provided inside the Y-shape to prevent the Y-shaped space within the fuel bundle from being blocked due to bending of the fuel rods 1 or the like. Also,
The lower tie plate supporting the fuel rods at its lower end is also provided with a Y-shaped hole in the plate surface so that the Y-shaped control element can pass therethrough.

燃料バンドル内に挿入するY字型の薄板状の制御要素か
らなる制御要素集合体2は、燃料集合体下部に一体の駆
動機構16を持たせる。第7図に、制御要素集合体2と
制御棒駆動機構16を示した。
A control element assembly 2 consisting of a Y-shaped thin plate-like control element inserted into a fuel bundle has an integrated drive mechanism 16 at the lower part of the fuel assembly. FIG. 7 shows the control element assembly 2 and the control rod drive mechanism 16.

制御要素集合体2は、通常の制御棒からなる制御要素部
分のみならず、この部分の上部にカーボンからなるフォ
ローワ部2′を設けた構造からなる制御要素を持つもの
も使用できる。第8図に、このフォローワ部付き制御要
素集合体を示した。クラスタ型制御棒を炉心下部から挿
入する場合は、フォローワ部を制御要素の上部に付は足
すと、−本の制御棒長さが長くなり、座屈が生じやすく
なる。本発明の薄板状の制御要素からなる制御要素集合
体2では、このような問題は生じず、構造的安定性が保
持できる。また、フォローワ部2′を制御要素の上部に
付は足すことにより、制御要素部を引き抜き運転する際
に、Y字型の空間領域に水が入ってこないため、燃料集
合体内のH/U比が減少し、高い転換比が得られる。
The control element assembly 2 may have not only a control element part made of a normal control rod, but also a control element having a structure in which a follower part 2' made of carbon is provided on the upper part of this part. FIG. 8 shows this control element assembly with follower section. When cluster-type control rods are inserted from the bottom of the core, adding a follower section to the top of the control element increases the length of the control rods, making them more likely to buckle. In the control element assembly 2 made of thin plate-like control elements of the present invention, such a problem does not occur and structural stability can be maintained. In addition, by adding the follower part 2' to the top of the control element, when the control element part is pulled out and operated, water does not enter the Y-shaped space area, so the H/U ratio in the fuel assembly is reduced. is reduced, resulting in a high conversion ratio.

また、本実施例では、隣接するチャンネルボックス相互
間のギャップ9に、制御要素を挿入する必要がないので
、このギャップを小さくすることができる。同時に、ギ
ャップ間隔を保持するため、チャンネルボックス3を厚
肉化し、変形量を抑制する必要もないので、チャンネル
ボックス3を薄肉化することができる。チャンネルボッ
クス間のギャップ9を小さくし、薄肉化することにより
、炉心構成時の中性子経済性が良くなる。
Furthermore, in this embodiment, since there is no need to insert a control element into the gap 9 between adjacent channel boxes, this gap can be made smaller. At the same time, since there is no need to increase the thickness of the channel box 3 and suppress the amount of deformation in order to maintain the gap interval, the channel box 3 can be made thinner. By reducing the gap 9 between the channel boxes and making them thinner, the neutron economy in configuring the reactor core is improved.

さらに1本実施例では、制御要素を燃料バンドル内に挿
入するため、チャンネルボックスを用いない燃料集合体
にも適用できる。
Furthermore, in this embodiment, since the control element is inserted into the fuel bundle, it can also be applied to a fuel assembly that does not use a channel box.

第二の実施例として、制御要素集合体2が、星型の薄板
状の制御要素17から構成されている場合を第9図に示
した。燃料バンドルの構成、及び、制御要素集合体の構
造は、第一の実施例と同じである。本実施例では、薄板
状の制御要素17が燃料バンドルの中心に対して点対称
であるため、炉心装荷時に炉心中心に対する燃料集合体
の向きを自由に選択できる。
As a second embodiment, FIG. 9 shows a case where the control element assembly 2 is composed of a star-shaped thin plate-like control element 17. The configuration of the fuel bundle and the structure of the control element assembly are the same as in the first embodiment. In this embodiment, since the thin plate-shaped control element 17 is point symmetrical with respect to the center of the fuel bundle, the orientation of the fuel assembly with respect to the center of the reactor core can be freely selected when loading the reactor core.

第三の実施例として、制御要素集合体2が、X字型の薄
板状の制御要素18から構成されている場合を第10図
に示した。この実施例でも、燃料バンドルの構成、及び
、制御要素集合体の構造は。
As a third embodiment, FIG. 10 shows a case where the control element assembly 2 is composed of an X-shaped thin plate-like control element 18. In this embodiment as well, the configuration of the fuel bundle and the structure of the control element assembly are as follows.

第一の実施例と同じである。This is the same as the first embodiment.

また、炉心構成時に、制御要素集合体2の燃料集合体内
の向きを調整することにより、炉心全体の反応度に対す
る一本当りの制御棒価値を低減することができる。第一
の実施例に対して適用した例を第11図に示す。
Furthermore, by adjusting the orientation of the control element assembly 2 within the fuel assembly during core configuration, the value of each control rod relative to the reactivity of the entire core can be reduced. FIG. 11 shows an example applied to the first embodiment.

(発明の効果〕 本発明によれば、炉内構造物が原子炉容器内で構成しや
すく、かつ、燃料集合体の照射に伴う変形が少なく、原
子炉全体の中性子経済性が向上する燃料集合体、及び、
原子炉を提供することができる。
(Effects of the Invention) According to the present invention, a fuel assembly in which reactor internals are easy to configure in a reactor vessel, deformation of the fuel assembly due to irradiation is small, and the neutron economy of the entire reactor is improved. body, and
A nuclear reactor can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の燃料集合体の一実施例の横断面図、第
2図は従来のPu増倍炉の燃料集合体の縦断面図、第3
図は従来のPu増倍炉の燃料集合体の横断面図、第4図
は炉心上部よりクラスタ型制御棒を挿入する場合のPu
増倍炉炉心断面図、第5図は本発明による燃料集合体の
一実施例の縦断面図、第6図は本発明による燃料集合体
に用いるスペーサの断面図、第7図は本発明によるII
Jfil要素集合体の斜視図、第8図は本発明による制
御要素集合体の一実施例の斜視図、第9図及び第10図
は本発明による燃料集合体の一実施例の横縦断面図、第
11図は本発明の燃料集合体を用いた炉心の部分横断面
図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of one embodiment of the fuel assembly of the present invention, FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of a fuel assembly for a conventional Pu multiplier reactor, and FIG.
The figure is a cross-sectional view of the fuel assembly of a conventional Pu multiplier reactor, and Figure 4 is a cross-sectional view of the fuel assembly of a conventional Pu multiplication reactor.
FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of an embodiment of the fuel assembly according to the present invention, FIG. 6 is a cross-sectional view of a spacer used in the fuel assembly according to the present invention, and FIG. 7 is a cross-sectional view of the core of the multiplier reactor according to the present invention. II
A perspective view of a Jfil element assembly, FIG. 8 a perspective view of an embodiment of a control element assembly according to the present invention, and FIGS. 9 and 10 a horizontal and vertical sectional view of an embodiment of a fuel assembly according to the present invention. , FIG. 11 is a partial cross-sectional view of a reactor core using the fuel assembly of the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、三角格子状に配列された複数の燃料棒と、前記燃料
棒の相互の水平方向の間隔を保持するため、軸方向に複
数個設けられたスペーサと、前記燃料棒の軸方向の間隔
を一定に保つ上、下部タイプレートとから構成される燃
料バンドルの横断面が六角形状をなす燃料集合体におい
て、前記燃料集合体の横断面の内部領域に、前記燃料バ
ンドルの中心部から放射状に複数の薄板状の制御要素を
持つ制御要素集合体が前記燃料集合体の下部から挿入で
き、前記燃料バンドルの最上部まで貫通することができ
る領域を、前記燃料棒の配列内部の軸方向全領域にそつ
て設けたことを特徴とする燃料集合体。 2、特許請求項第1項において、 前記燃料集合体内に挿入する前記制御要素集合体が、前
記燃料バンドルの中心部から放射状に薄板状の前記制御
要素をもち、前記制御要素集合体が炉心の下部に位置し
、前記燃料集合体の下部より挿入可能な原子炉。 3、前記燃料バンドルを構成する前記スペーサに、前記
制御要素が貫通できるように内部にグリッドの存在しな
い部分領域を設けたことを特徴とする請求項第1項に記
載の燃料集合体。 4、前記下部タイプレートに、板状制御棒の挿入空間が
確保できるように内部に貫通孔を設けたことを特徴とす
る請求項第1項に記載の燃料集合体。 5、請求項第2項において、 前記炉心内で前記燃料集合体の前記制御要素集合体の挿
入部分の横断面を取つたとき、前記炉心の中心に対する
向きが特定の方向性を持つように前記燃料集合体を装荷
したことを特徴とする原子炉。
[Claims] 1. A plurality of fuel rods arranged in a triangular lattice, a plurality of spacers provided in the axial direction to maintain the horizontal spacing between the fuel rods, and the fuel rods. In a fuel assembly in which the cross section of the fuel bundle is hexagonal, the cross section of the fuel bundle is kept constant, and the cross section of the fuel bundle is hexagonal. A control element assembly having a plurality of thin plate-like control elements radially from the center is inserted from the bottom of the fuel assembly and penetrates to the top of the fuel bundle, inside the array of fuel rods. A fuel assembly characterized in that it is provided along the entire axial region of the fuel assembly. 2. In claim 1, the control element assembly inserted into the fuel assembly has a thin plate-like control element radially extending from the center of the fuel bundle, and the control element assembly is located in the reactor core. A nuclear reactor located at a lower part and insertable from the lower part of the fuel assembly. 3. The fuel assembly according to claim 1, wherein the spacer constituting the fuel bundle is provided with a partial region in which no grid exists so that the control element can pass through. 4. The fuel assembly according to claim 1, wherein the lower tie plate is provided with a through hole therein so as to secure an insertion space for a plate-shaped control rod. 5. In claim 2, when a cross section of the inserted portion of the control element assembly of the fuel assembly is taken in the reactor core, the direction of the fuel assembly with respect to the center of the reactor core has a specific directionality. A nuclear reactor characterized by being loaded with a fuel assembly.
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