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PWR型低減速軽水炉心の設計研究; シード・ブランケット燃料集合体採用炉心の検討

Design study on PWR-type reduced-moderation light water core; Investigation of core adopting seed-blanket fuel assemblies

嶋田 昭一郎*; 久語 輝彦; 大久保 努; 岩村 公道

Shimada, Shoichiro*; Kugo, Teruhiko; Okubo, Tsutomu; Iwamura, Takamichi

PWR型低減速スペクトル炉心設計研究の一環として、軽水冷却のシード・ブランケット燃料集合体採用炉心の検討を行った。最適化検討の結果、シード13層・ブランケット5層の集合体を採用し、この集合体を163体配列した炉心についてMVP-BURNによる計算を行い、次の炉心性能が得られた。3バッチ取替え方式で、各サイクルの運転期間15ヶ月とすると、取り出し燃料燃焼度は集合体平均(内部ブランケットを含む)約25GWd/tである。転換比は約1.0で、ボイド反応度係数はBOCで約-26.1pcm/%void,EOCで-21.7pcm/%voidである。Pu中に約10%のMAを混入させると、同じ燃焼度を得るためには転換比が約0.05減小する。ボイド反応度係数は大幅に増加するので、対策が必要である。また、全Pu重量の約2%のFPが同伴すると、反応度が約0.5%$$Delta$$k/kだけ減少し、ボイド反応度係数は多少正側に移行するが、いずれも設計余裕の範囲である。プルトニウムマルチリサイクルの検討として、サイクル末期に取り出された燃料を再処理して得られるプルトニウムをリサイクルする計算を第4サイクルまで行った。MA,FPのリサイクルは考慮していない。Pu富化度15.5wt%でマルチサイクルが可能である。

As a part of the design study on PWR-type Reduced-Moderation Water Reactors (RMWRs), a light water cooled core with the seed-blanket type fuel assemblies has been investigated. An assembly with seed of 13 layers and blanket of 5 layers was selected by optimization calculations. The core was composed with the 163 assemblies. The following results were obtained by burn-up calculations with the MVP-BURN code; The cycle length is 15 months by 3-batch refueling. The discharge burn-up including the inner blanket is about 25 GWd/t. The conversion ratio is about 1.0. The void reactivity coefficient is about -26.1pcm/%void at BOC and -21.7pcm/%void at EOC. Effects of about 10% of MA or about 2 % of FP on core performances were investigated, and they were confirmred within the design margins. Capability of multi-recycling of plutonium was confirmed, using discharged plutonium for 4 cycles, if fissile plutonium of 15.5wt% is used.

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