冷却材ボイド係数の制御棒挿入長依存について

Dependence of coolant void coefficient on control rod insertion length

福村 信男*; 八谷 雄喜*; 若林 利男*

Fukumura, Nobuo*; Hachiya, Yuki*; not registered

制御棒挿入時および制御棒引抜き時の冷却材ボイド係数の解析を行い,冷却材ボイド係数が制御棒挿入により負側に移行することを確認するとともに,そのメカニズムを解明するために「ふげん」炉心を対象にして検討した。「ふげん」第4サイクルBOC炉心では,制御棒パターンを変更して冷却材ボイド係数を測定しているので解析も第4サイクルBOCを対象にした。解析は,詳細解析コードシステムPHLOXを用いて行った。冷却材ボイド係数解析に必要な熱水力的諸量は,LPMの読取値から軸方向16点の出力分布を作成し,これを用いてHAPIコードにより求めた。この熱水力的諸量および燃焼度分布より三次元の格子定数を作成し,三次元炉心計算により再循環ポンプ切替前後の固有値を求めた。この値から,冷却材ボイド係数を導出した。今回の解析研究から次のことが明らかになった。制御棒を半挿入(41%)させた場合の冷却材ボイド係数は制御棒浅挿入(65%)の場合に比べ,約1.510-5K/K/%ボイド負側に移行する。さらに,制御棒を深挿入(26%)させた場合冷却材ボイド係数は,制制棒浅挿入に比べ約310-5k/k/%ボイド負側に移行する。上記1),2)の結果より制御棒パターン改善により冷却材ボイド係数を改善するためには,制御棒により出力分布を大幅に変化させ,出力ピーキングを大きくし中性子のもれを増大させればよい。

The analysis of coolant void coefficient for the FUGEN core has been done in order to clarify the phenomena of shifting the coefficient to negative side by inserting control rods. The beginning of 4th cycle core of FUGEN (BOC) was chosen because the coolant void coefficient was measured by changing the control rod pattern for that core. The analysis has been made by use of the detailed core calculation code system "PHLOX". Thermohydraulic characteristics for the analysis of coolant void coefficient have been derived from the axial power distribution obtained by the actual readings of local power monitor (LPM) with the use of thermohydraulic code HAPI-II. Three dimensional cell constants have been obtained by use of both the thermohydraulic characteristics and the burnup distribution. The core eigenvalue before or after the changing of recirculation pump (RCP) speed has been obtained from the three dimensional core calculation. The coolant void coefficient has been derived from these eigenvalues. The followings have been obtained from the present analysis: (1)The value of coolant void coefficient when the control rods are halfly inserted (41%) shifts to negative side about 1.510k/k/% void as compared with the value when the control rods are shallowly inserted (65%). (2)The value of coolant void coefficient when the control rods are deeply inserted (26%) shifts to negative side about 3 10k/k/% void as compared with the value when the control rods are shallowly inserted (65%). (3)From the above two facts it is clear that the reasonable value of the coolant void coefficient can be obtained by increasing the value of power peaking factor through the big change of power distribution and through large leakage of neutrons by use of the reasonable control rod pattern.