新型転換炉核設計コードの計算精度解析

Calculation accuracy analysis of core design code for ATR (Advanced thermal reactor) demonstration plant

川太 徳夫*; 若林 利男*

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新型転換炉実証炉合理化炉心の炉心設計コードであるWIMS-ATR/LAYMON-2Aコードを用いて「ふげん」第1第8サイクルの実績データに基づく計算精度解析を行った。本研究で得られた主要な結果を以下に要約する。(1)「ふげん」タイプA燃料装荷炉心(第1第3サイクル)の運転実績データに基づく計算精度評価(a) 出力分布の計算誤差はセグメント出力のRMSで3.0%3.9%、チャンネル出力のRMSで1.1%1.9%であり、比較的よく一致する。(b)出力ピーキング係数の計算誤差はチャンネル出力ピーキング係数の相対誤差で-0.9%と0.1%よく一致するが、ホッテストセグメント出力の相対誤差は-4.0%-0.7%と精度が低下する。これは軸方向分布の一致性が悪いためである。(c)臨界固有値は0.9820.992%の範囲にあり、Keff実績値〔1.0〕に対し約1.8%k過小評価したものとなっている。(d)PCM読み値の計算誤差は相対誤差で3.6%5.2%であり、比較的よく一致する。(e)WIMS-ATRコードはMETHUSELAH-2コードと比較して出力分布RMS(特にチャンネル出力分布RMS)、チャンネル出力ピーキング係数及びPCM読み値の計算精度は向上していると言える。しかし、ホッテストセグメント出力に関しては精度が低下しているこれは軸方向分布の一致性がMETHUSELAH-2コードよりも低下しているためと考えられる。(2)「ふげん」タイプB燃料装荷炉心(第4第8サイクル)の運転実勢データに基づく計算精度評価 (a)出力分布の計算誤差はセグメント出力のRMSで3.6%4.9%、チャンネル出力のRMSで1.1%2.8%であり、タイプA炉心と比べ誤差が1%程大きくなる傾向を示す。

The calculation accuracy of the WIMS-ATR/LAIMON-2A codes, or a core design code for the ATR Demonstration Plant was evaluated on the basis of the experimental data from the first to the eighth cycle of the FUGEN. The major results obtained in this study are shown below; (1)The calculation accuracy evaluation based on the data of the type-A fuel cores (from the first to the third cycle). (a)The calculation errors of power distribution are about 3.0% 3.9% in terms of the RMS (Root Mean Square) of the relative errors for the segment power, and 1.1% 1.9% in terms of the RMS of the relative errors for the channel power. Therefore, the calculation values are in good agreement with experimental values. (b)The relative calculation errors of the channel power peaking factors are as small as -0.9% 0.1%, Whereas the relative calculation errors of the hottest segment powers are large as -4.0% -0.7%. This is caused by the disagreement between measured and calculated axial power distributions. (c)The critieal eigen values of the LAYMON-2A code are 0.982 0.992, which are underestimated about 1.8%k compared with the experimental value Keff=1.0. (d)The relative calculation errors of neutron flux distribution based on the PCM readings are 3.6% 5.2%. Therefore, the calculation values are relatively in good agreement with experimental values. (e)The calculation accuracy based on WIMS-ATR for power distributions, especially channel power distributions, channel power peaking factors and neutron flux distributions, has been improved in comparison with METHUSELAH-II. However, the calculation errors of the hottest segment powers have been increased. The reason is that the agreement of calculated and measured axial power distributions by WIMS-ATR is deteriorated in comparison with METHUSELAH-II. (2)The calculation accuracy evaluation based on the data of the type-B fuel cores (from the fourth to the eighth cycle). (a)The ...