发明名称 改进的混合氧化物燃料组件设计
摘要 本发明系有关核子反应炉,特别系有关沸水式核子反应炉之燃料束安排,其中,在核子燃料束中使用包含饰及铀之所谓混合氧化物燃料以及一可燃烧剂吸收剂,吸收剂诸如为钆,使核子燃料束发生最佳之反应。
申请公布号 TW157296 申请公布日期 1991.05.01
申请号 TW079108563 申请日期 1990.10.11
申请人 通用电机股份有限公司 发明人 安东尼.保罗.李斯;艾力克.克劳瑟;柯斯提.克劳瑟;洛塞尔.克劳瑟三世;洛塞尔.李.克劳瑟(已殁)
分类号 G21C 主分类号 G21C
代理机构 代理人 林敏生 台北巿南京东路二段一二五号七楼伟成第一大楼
主权项 1﹒一种在具有多个垂直直立之燃料束之沸水式反应炉炉心中,每一燃料束包含纵向延伸之密封棒,棒中具有可分裂材料;一围绕之槽,用以分隔流于每一燃料束内之水与在燃料束外之水;水缓和剂,在该限制槽中自燃料束底部流至燃料束顶部,用以产生蒸汽,并段和中子至一热能状态,俾在可分裂材料中产生不断之核子反应;在限制槽外之水缓和剂,用以界定一炉心旁通区,该区具有较高浓度之水,用以缓和中子自高能状态至一热能状态,俾继续该核子反应;多个燃料棒,包含一可分裂材料部份,含有回收钸及铀分布于该燃料组件之一轴向范围中;至少一些燃料棒含有中子吸收材料部份,用以控制由回收鉓所产生之过度反应在可分裂材料及中子吸收材料之分布上之改进包括:该可分裂材料包含在燃料束之角隅以外之位置处之燃料束之燃料棒中之铀及回收鉓之混合物;及中子吸收材料置于燃料束之角隅邻近之棒位置处之燃料束之棒中,中子吸收材料因而减少来自鉓之屏蔽作用及最大暴露于热中子中,以形成冷反应停止区于燃料束中。2﹒如申请再利范围第1项所述之燃料束,且其中,含有中子吸收材料之该等棒并不含有包含铀及回收鉓之混合物之可分裂材料。3﹒如申请专利范围第1项所述之燃料束,其中,在燃料束之角隅处之该等棒具有一加权轴向分布,以单独界定该燃料束之一"冷停丑@诌狨陆。4﹒如申请专利范围第1项所述之燃料束,且其中,含有包括一回收鉓及铀之可分裂材料部份之燃料棒包含部份长度棒。5﹒一种在具有多个垂直直立之燃料束之沸水式反应炉炉中,每一燃料束包含:纵向延伸之密封棒,其中有可分裂材料;围绕之槽,用以分隔流于每一燃料束内之水及在该燃料束外之水;水缓和剂,在该限制槽中自燃料束底部,8流至燃料束顶部,用以产生蒸汽,并缓和中子至一热能状态,俾在可分裂材料中产生不断之核子反应;在该限制槽外之水缓和剂,用以界定一炉心旁通区,该区具有较高之水浓度,用以缓和中子自一高能状态至一热能状态,以继续该核子反应,每一棒包含一可分裂材料部份,分布于燃料组件之一轴向长度中至少一些燃料棒含有一中子吸收材料部份,用以;控制由回收之鉓所产生之过度反应;可分裂材料及中子吸收材料之分布上之改进包括:该可分裂材料包含在燃料速之角隅以外之位置处之燃料束之棒中之铀及回收鉓之混合物;及该中子吸收材料置于该燃料束之角隅中之棒位置处之燃料束之棒中;该中子吸收材料具有一轴向分布特征为在燃料组件之轴向区中之一加强,该区称为冷停止区相当于冷反应峰化处之炉心之转向区之至少一部份,该燃料组件之冷停止中之中子吸收材料之总量大于在该冷停止区之直上方及下方处之中子吸收材料之总量,因而,该冷停止反应率较之在冷停止控制区之直上方及下方之区域中之冷停止反应率低,该冷停止控制区具有自燃料组件之庇端起所量度之轴向范围在该燃料组件之可分裂材料之高度之60%及90%间之范围。6﹒如申请专利范围第5项所述之燃料束,其中,该燃料束包含一8X8行列之燃料棒。7﹒如申请专利范围第5项所述之燃料束,其中,该燃料束包含一9X9行列之燃料棒8﹒如申请专利范围第5项所述之燃料束,其中,在燃料束之角隅以外之位置处之至少一些棒为部份长度棒。9﹒根据申请专利范围第5项之燃料束,并包含具有一角隅棒之一燃料束,该角隅棒置于该束中,无中子吸收材料置于该角隅棒中。图示简单说明图1为反应炉之概要透视图;图2为反应炉炉心内之一组四燃料束,一燃料束截短并切开,俾可明了在四燃料束间之空隙中插入之一控制棒;图3为一燃料束图,其中央切开,此燃料束显示下系板用以接受水通过该燃料束,上击板供蒸汽及水混合物可流出燃料束,具有在上之一手柄,供燃料束插入及移出之用;图4A为一燃料束之平面图,具有可燃烧吸收齐钇棒面对燃料束之角隅;图4B为图4A中所指名之各棒之垂直轴向轮廓;图4C为图4A之燃料束之一束平均垂直轴向轮廓;图5A为一无限大炉心之反应率与每短吨之巨瓦日数之对照图,该图比较所发表之设计之燃料之性能与先行技艺之燃料装填。图5B为棒功率峰化与每短吨之巨瓦日数之对照图,该图比较局部峰化与燃料束之寿命期中之暴露度;图6A为一99棒行列,使用具有本发明之燃料设计之部份长度棒;图6B为图6A之燃料束中所用之各种棒之垂直轮廓;及图6C为图6A之燃料束之一束平均垂直轮廓。
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