طراحی مفهومی و کنترل راکتیویته یک مجتمع سوخت بدون بور محلول با طول عمر بالا و غنای پایین | ||
| مجله فناوری و انرژی هسته ای | ||
| دوره 1، شماره 4، اسفند 1401، صفحه 43-52 اصل مقاله (820.56 K) | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.48308/nucte.2023.103498 | ||
| نویسنده | ||
| مجید حسینلو* | ||
| دانشجو/دانشگاه شهید بهشتی | ||
| چکیده | ||
| راکتورهای SMR بدلیل کوچک و قابل حمل بودن و همچنین بعنوان پیشران هسته ای مورد توجه فراوان در چند سال اخیر قرار گرفته اند. دراین پژوهش مجتمع سوخت راکتور VVER-1000 به عنوان مبنا قرار داده شده و با روشها و استدلال های خاصی فشرده و کوچک شده است. دراین تحقیق یک مجتمع سوخت بدون بور محلول و با تکیه بر جاذب های سوختنی مناسب جهت بکار گیری در قلب راکتور های SMR، طراحی و پیشنهاد شده است. ازچشم اندازها و اهداف این پژوهش به حذف اسیدبوریک از خنک کننده، تعیین تعداد میله های سوخت و ابعاد آنها کانال های راهنما درون مجتمع سوخت، تعیین چیدمان بهینه میله های سوخت و کانال های راهنما درون مجتمع سوخت، حفظ نسبت حجم سوخت به کندکننده و تعیین ابعاد مناسب مجتمع سوخت شش وجهی بدون بور برای به کارگیری در راکتورهای SMR اشاره کرد. از چالش های این طراحی حفظ نسبت حجم سوخت به کندکننده مجتمع سوخت مبنا برای مجتمع سوخت بدون بور طراحی شده به منظور حفظ گام میله های سوخت بود که با رعایت نکات نوترونیکی و ایمنی مرتفع گردید. طول سیکل مورد نظر برای مجتمع سوخت طراحی شده حدود 40 ماه بوده است که به این منظور غنای سوخت %6/6 تعیین گردیده است. باتوجه به افزایش غنای سوخت در قلب راکتورهای SMR، راکتیویته در ابتدای سیکل بسیار بالاست، درنتیجه نیاز به جبران این راکتیویته میباشد. باتوجه به این نکات، یکی از مهمترین چالش ها در طراحی مجتمع سوخت، کنترل راکتیویته درابتدای سیکل، طول سیکل و یکنواختی توزیع توان، درغیاب اسیدبوریک بود که با طراحی مناسب جاذب سوختنی گادالینیا مرتفع گردید. مجتمع سوخت بدون بور طراحی شده دارای 156 میله سوخت، 12 کانال راهنما و 1 کانال مرکزی میباشد. لازم به ذکر است که برای شبیه سازی مجتمع های سوخت و همچنین اطمینان از روند صحیح طراحی از کدهای MCNP و WIMS استفاده شده است. | ||
| کلیدواژهها | ||
| راکتورSMR؛ مجتمع سوخت بدون بور محلول؛ مجتمع سوخت شش ضلعی؛ جاذب سوختنی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Conceptual Design and reactivity control of long-life and LEU soluble boron free Hexagonal Fuel Assembly | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Majid Hosseinllu | ||
| student/sbu | ||
| چکیده [English] | ||
| In recent years SMRs have received a lot of attention due to their small size and portability, as well as some nuclear propulsion. In this research, VVER-1000 fuel assembly has been used as a basis and has been compacted and reduced by special methods and arguments. In this paper, a hexagonal fuel assembly without soluble boron and rely on suitable burnable absorbers has been designed and proposed for use in the SMRs. The objectives of this research are elimination of boric acid from the coolant, determine the number of fuel rods and guide channels inside the fuel assembly, determine the optimal arrangement of fuel rods and guide channels inside the fuel assembly, keeping the fuel to moderator ratio and determine the appropriate dimensions Boron-free hexagonal fuel assembly for use in SMR reactors. Also, one of the challenges of this design was to keeping the ratio of fuel volume to moderator of the VVER-1000 reactor fuel assemblies for SMR reactor, which was solved with neutronics and safety considerations. Due to the maintenance of the fuel volume to moderator ratio, pitch of fuel rods of the VVER-1000 reactor is also intended for the boron-free fuel assembly. Also the desired cycle length for the designed fuel assembly is about 40 month, for which the fuel enrichment has been set at 6.6%. According to increase in fuel enrichment in the SMR cores, the reactivity at the beginning of the cycle is very high, therefore, this reactivity needs to be compensated. One of the most important challenges and concerns in this research is the control of reactivity at the beginning of the cycle, during the cycle and the reduction of the radial power distribution In the absence of boric acid, the burnable absorber of gadolinium was solved problem with proper design. The designed boron-free fuel assembly has 156 fuel rods, 12 guide channels and 1 central tube. It should be noted that MCNP and WIMS codes have been used to simulate fuel assembly and also to ensure the correct design process. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Small Modular Reactor, soluble boron free fuel assembly, hexagonal fuel assembly, burnable absorber | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 836 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 608 |
||