Skip to main content
SUPERVISOR
علی اکبر دادخواه (استاد راهنما) سیدمحمد قریشی (استاد مشاور) سید محمد میر وکیلی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohammad Karimiyan
محمد کریمیان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Evaluation of burnable absorber rods effect on neutronic performance of Bushehr VVER-1000 reactor core by simulation method using MCNP code
Long term reactivity control comprises the compensation of the reactivity effects of fuel burn up in the PWR reactors. An elegant way for such control is the use of burnable poison (BP) in fuel elements. The use of boric acid in the moderator, B 4 C-Al 2 O 3 rods as fixed burnable poison, boric coated UO 2 fuel, and Gd 2 O 3 -UO 2 fuels are the main methods for the insertion of burnable poisons into the reactor core. The use of burnable poison rods instead of soluble poisons gives another advantage. In PWRs, high boron contents in the moderator gives a positive moderator temperature coefficient. By mainly controlling the reactor by means of burnable poisons, the boron content is reduced and positive moderator temperature coefficient avoided.In this research, we investigated the burnup characteristics of a fuel assembly by varying the concentration of burnable poison in a fuel rod, and the number of burnable poison rods in all assemblies. Furthermore, examined the burnable poison distribution pattern and the influence of changing poison material on the main neutronic parameters of the reactor core. The performance of chromium diboride and gadolinium oxide was also analyzed in this study. The VVER-1000 reactor was used as our test case. Results showed that burnable poison rods reduce the power around burnable poison rod locally so it increases global ppf. Thus the power distribution is far from flat station. By increasing in content of poison and number of burnable poison rods, effective multiplication factor will be reduced at the beginning of cycle. Cases that have equal number of BPRs, but have different layout, and cases that have different number of BPRs, are compared in this research too. With the increase in number of BPRs, effective multiplication factor has reduced at beginning of cycle. Considering the curves for two different absorber (CrB 2 + Al or Gd 2 O 3 ) concentration, the differences in reactivity are larger at beginning of the cycle, then gradually decreases, and at about 5 GWD/TU (for the cases with CrB 2 + Al), the curves become almost parallel. The gained results may provide useful information about the capability of a poison configuration to control the assembly reactivity, and they are particularly useful in order to compare the performance of a different burnable poison distribution.
در راکتورهای PWR برای کنترل طولانی مدت راکتیویته، جبران کاهش راکتیویته ناشی از سوختن سوخت الزامی می باشد. یکی از روش های مهم برای اعمال این کنترل، استفاده از جاذب ها یا سموم سوختنی در عناصر سوخت می باشد. استفاده از بوریک اسید در کندکننده، میله های B 4 C-Al 2 O 3 به عنوان سم سوختنی تثبیت شده، سوخت UO 2 پوشش داده شده با بورون، و سوخت های Gd 2 O 3 -UO 2 روش های اصلی وارد کردن سموم سوختنی در قلب راکتور می باشند.استفاده از میله های سم سوختنی به جای سموم محلول برتری دارد. چراکه در راکتورهای PWR، از جمله راکتور VVER-1000 محتوای بالای بورون در کند کننده باعث ایجاد مثبت شدن بازخوردهای حرارتی شده و از نظر کنترلی باعث ناپایداری راکتور می شود. با کنترل اصلی راکتور توسط سموم سوختنی، محتوای بورون کاهش می یابد و از ثابت حرارت مثبت کند کننده جلوگیری می شود. از این رو، در پژوهش حاضر پس از شبیه سازی قلب راکتور VVER-1000 بوشهر، اثر تغییر غلظت سم سوختنی در یک میله ی سوخت، تغییر تعداد میله های سم سوختنی در کل مجتمع های قلب، تغییر چیدمان سم سوختنی و تغییر ماده ی سم سوختنی برروی پارامترهای نوترونی قلب و خصوصیت سوختن مجتمع سوخت ارزیابی شده است. نتایج مطالعه حاکی از آن است که میله های سم سوختنی فاکتور پیک قدرت را دراطراف میله ی سم سوختنی به صورت موضعی کاهش می دهند و به همین دلیل فاکتور پیک قدرت کلی افزایش می یابد. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش غلظت سم و تعداد میله های سم سوختنی K eff در ابتدای سیکل کاهش خواهد یافت. با درنظر گرفتن و مقایسه ی مواردی که در آن ها از تعداد میله ی جاذب سوختنی یکسان اما چینش متفاوتی استفاده شده است و مواردی که تعداد متفاوتی میله ی سم سوختنی با چینش یکسان درنظر گرفته شده اند مشخص شد با افزایش تعداد میله ی سم سوختنی K eff در ابتدای سیکل کاهش می یابد. طبق منحنی های غلظت دو جاذب مختلف (Gd 2 O 3 یا CrB 2 +Al)، تفاوت در راکتیویته در ابتدای سیکل بیشتر است سپس به صورت تدریجی کاهش می یابد و در حدود GWD/TU 5 در مورد CrB 2 +Al در تمامی منحنی ها تقریبا یکسان و موازی می شود. نتایج به دست آمده در این مطالعه اطلاعات مفیدی در مورد قابلیت یک سم برای کنترل راکتیویته ی قلب راکتور خصوصا برای مقایسه ی کارایی توزیع متفاوت سم سوختنی در اختیار قرار می دهد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی