JRR-3シリサイド燃料炉心に関する反応度管理及び燃焼度管理

Reactivity management and burn-up management on JRR-3 silicide-fuel-core

加藤 友章; 荒木 正明; 出雲 寛互; 木名瀬 政美 ; 鳥居 義也 ; 村山 洋二

Kato, Tomoaki; Araki, Masaaki; Izumo, Hironobu; Kinase, Masami; Torii, Yoshiya; Murayama, Yoji

JRR-3におけるアルミナイド燃料からシリサイド燃料への変更では、ウラン密度を2.2[g/cm]から4.8[g/cm]へ増大させた。このウラン密度増大により生じた過剰反応度の増加を抑制するために、可燃性吸収体を採用した。可燃性吸収体の燃焼は、反応度変化に大きく影響を及ぼすため、その燃焼のメカニズムを考察し、実際の原子炉運転に及ぼす影響を解明した。また、過去の運転データを精査し、サイクル初期に確保すべき過剰反応度及び原子炉計画外停止後の再起動可能時間を算出した。シリサイド燃料への変更では、燃料の最高燃焼度を50%から60%へ増大させ、燃料交換手法を6バッチ分散型方式から燃焼度管理方式へ変更した。本方式による燃料交換計画立案では、原子炉運転による燃焼度増加幅の予測が必要となるため、過去の運転データを精査し、燃焼度増加幅の予測手法を確立した。最後に、燃料有効利用を実現するための新たな燃料交換手法として、燃料装荷位置ごとに「使用済燃料とする燃焼度」を設定する手法の提案を行った。本手法を採用することにより、燃料の炉心滞在期間を約2%増大させることが可能であることがわかった。

On the conversion from aluminide fuel to silicide fuel, burnable absorbers were introduced for decreasing excess reactivity. The burnable absorbers influence reactivity during reactor operation. So, the burning of the burnable absorbers was studied and the influence on reactor operation was made cleared. Furthermore, necessary excess reactivity on beginning of operation cycle and the time limit for restart after unplanned reactor shutdown was calculated. After the conversion, the fuel exchange procedure was changed from the six-batch dispersion procedure to the fuel burn-up management procedure. The previous estimation of fuel burn-up was required for the planning of fuel exchange, so that the estimation was carried out by means of past operation data. Finally, a new fuel exchange procedure was proposed for effective use of fuel elements. The average length of fuel-staying in the core can be increased by two percent on the procedure.