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公開番号2025106162
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-14
出願番号2024225303
出願日2024-12-20
発明の名称耐震性能および制御棒価値が向上した核燃料集合体
出願人ケプコニュークリアフューエルカンパニーリミテッド
代理人弁理士法人信栄事務所
主分類G21C 3/328 20060101AFI20250707BHJP(核物理;核工学)
要約【課題】小型モジュール原子炉(Small Modular Reactor:SMR)に適した核燃料集合体を提供する。
【解決手段】17×17の格子セルが設けられる支持格子(110)と、支持格子(110)の格子セル内に配置される複数の燃料棒(120)と、支持格子(110)の格子セル内に配置されて固定される案内管(130)と、案内管(130)の上端と下端にそれぞれ固定される上端固定体(140)および下端固定体(150)とを含む核燃料集合体において、案内管(130)は、支持格子(110)の中心セルを基準として主軸方向(Ixx)(Iyy)に8個が配置され、対角方向(Ixy)に4個が配置され、非対角方向(Ixxy)(Ixyy)に16個が配置されることを特徴とする。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
１７×１７の格子セルが設けられる支持格子と、前記支持格子の格子セル内に配置される複数の燃料棒と、前記支持格子の格子セル内に配置されて固定される案内管と、前記案内管の上端と下端にそれぞれ固定される上端固定体および下端固定体とを含む核燃料集合体において、
前記案内管は、前記支持格子の中心セルを基準として主軸方向（Ｉｘｘ）（Ｉｙｙ）に８個が配置され、対角方向（Ｉｘｙ）に４個が配置され、非対角方向（Ｉｘｘｙ）（Ｉｘｙｙ）に１６個が配置されることを特徴とする、核燃料集合体。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記案内管は、主軸方向に（６，０）、（３，０）、（－３，０）、（－６，０）、（０，６）、（０，３）、（０，－３）、および（０，－６）に配置される（ただし、(ｘ，ｙ）において、ｘは中心セル（０，０）の水平方向の格子セルの位置、ｙは中心セル（０，０）の垂直方向の格子セルの位置を表す。）ことを特徴とする、請求項１に記載の核燃料集合体。
【請求項３】
前記案内管は、対角方向に（５，５）、（－５，－５）、（－５，５）、および（５，－５）に配置される（ただし、(ｘ，ｙ）において、ｘは中心セル（０，０）の水平方向の格子セルの位置、ｙは中心セル（０，０）の垂直方向の格子セルの位置を表す。）ことを特徴とする、請求項１に記載の核燃料集合体。
【請求項４】
前記案内管は、非対角方向に（６，３）、（４，２）、（－４，－２）、（－６，－３）、（－６，３）、（－４，２）、（４，－２）、（６，－３）、（３，６）、（２，４）、（－２，－４）、（－３，－６）、（－３，６）、（－２，４）、（２，－４）、および（３，－６）に配置される（ただし、(ｘ，ｙ）において、ｘは中心セル（０，０）の水平方向の格子セルの位置、ｙは中心セル（０，０）の垂直方向の格子セルの位置を表す。）ことを特徴とするｍ、請求項１に記載の核燃料集合体。
【請求項５】
１７×１７の格子セルが設けられる支持格子と、前記支持格子の格子セル内に固定されて案内管と組み立てられるスリーブとを含む支持格子アセンブリにおいて、
前記スリーブは、前記支持格子の中心セルを基準として主軸方向（Ｉｘｘ）（Ｉｙｙ）に８個が配置され、対角方向（Ｉｘｙ）に４個が配置され、非対角方向（Ｉｘｘｙ）（Ｉｘｙｙ）に１６個が配置されることを特徴とする、支持格子アセンブリ。
【請求項６】
前記スリーブは、主軸方向に（６，０）、（３，０）、（－３，０）、（－６，０）、（０，６）、（０，３）、（０，－３）、および（０，－６）に配置される（ただし、(ｘ，ｙ）において、ｘは中心セル（０，０）の水平方向の格子セルの位置、ｙは中心セル（０，０）の垂直方向の格子セルの位置を表す。）ことを特徴とする、請求項５に記載の支持格子アセンブリ。
【請求項７】
前記スリーブは、対角方向に（５，５）、（－５，－５）、（－５，５）、および（５，－５）に配置される（ただし、(ｘ，ｙ）において、ｘは中心セル（０，０）の水平方向の格子セルの位置、ｙは中心セル（０，０）の垂直方向の格子セルの位置を表す。）ことを特徴とする請求項５に記載の支持格子アセンブリ。
【請求項８】
前記スリーブは、非対角方向に（６，３）、（４，２）、（－４，－２）、（－６，－３）、（－６，３）、（－４，２）、（４，－２）、（６，－３）、（３，６）、（２，４）、（－２，－４）、（－３，－６）、（－３，６）、（－２，４）、（２，－４）、および（３，－６）に配置される（ただし、(ｘ，ｙ）において、ｘは中心セル（０，０）の水平方向の格子セルの位置、ｙは中心セル（０，０）の垂直方向の格子セルの位置を表す。）特徴とする、請求項５に記載の支持格子アセンブリ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型モジュール原子炉（ＳｍａｌｌＭｏｄｕｌａｒＲｅａｃｔｏｒ：ＳＭＲ）に適した核燃料集合体に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
一般的な軽水炉型原子炉の炉心は多数の核燃料集合体を含み、各核燃料集合体は多数の長い燃料棒と、制御棒の動作時に制御棒を案内するために用いられる管形態の多数の案内管とを含む。案内管は、核燃料集合体の上端固定体および下端固定体に固定されて核燃料集合体の骨格体を構成する。
【０００３】
制御棒は、分裂過程で発生した中性子を吸収する物質を含み、従来はホウ素カーバイド（Ｂ４Ｃ）、ハフニウム（Ｈｆ）または銀－インジウム－カドミウム（Ａｇ－Ｉｎ－Ｃｄ）のような高い中性子捕獲断面積を持つ物質が使用されてきた。
【０００４】
韓国内の原子力発電所のモデルであるＡＰＲ１４００を含む一般的な軽水炉型原子炉の核燃料集合体は、炉心内部で制御棒の位置であるか非制御棒の位置であるかに関わらず同一であり、全ての核燃料集合体は案内される制御棒が存在しない炉心位置で使用されても案内管を備え、該案内管は核燃料集合体を一つの骨格体として構成するために用いられる。
【０００５】
典型的な核燃料集合体は、１７×１７のｎで構成され、合計２８９個の格子セルを備え、これらのうち２６４個の格子セルには燃料棒が配置され、２４個の格子セルには案内管が配置され、残りの１個の格子セルは支持格子の中央に配置されて計測管が配置される。
【０００６】
一方、このような従来の原子炉の大きさと出力を画期的に減らしたＳＭＲの開発が行われつつあり、理論的に規模が小さいため出力の調節と原子炉の冷却が容易であるという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
韓国特許公告第１０－１９９４－０００３７９６号公報（公告日：１９９４．０５．０３）
韓国特許公告第１０－１９９２－０００７７３９号（公告日：１９９２．０９．１６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、小型モジュール原子炉（ＳＭＲ）に適した核燃料集合体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記のような目的を達成するための本発明による核燃料集合体は、１７×１７の格子セルが設けられる支持格子と、前記支持格子の格子セル内に配置される複数の燃料棒と、前記支持格子の格子セル内に配置されて固定される案内管と、前記案内管の上端と下端にそれぞれ固定される上端固定体および下端固定体とを含む核燃料集合体において、前記案内管は、前記支持格子の中心セルを基準として主軸方向（Ｉｘｘ）（Ｉｙｙ）に８個が配置され、対角方向（Ｉｘｙ）に４個が配置され、非対角方向（Ｉｘｘｙ）（Ｉｘｙｙ）に１６個が配置されることを特徴とする。
【００１０】
好ましくは、前記案内管は、主軸方向に（６，０）、（３，０）、（－３，０）、（－６，０）、（０，６）、（０，３）、（０，－３）、および（０，－６）に配置される。
（【００１１】以降は省略されています）

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