Experimental validation of effectiveness of rod-type burnable poisons on reactivity control in HTTR

実測値によるブロック型高温ガス炉の反応度制御における棒状可燃性毒物の有効性の検証

後藤 実  ; 塩沢 周策; 藤本 望; 中川 繁昭  ; 中尾 安幸*

Goto, Minoru; Shiozawa, Shusaku; Fujimoto, Nozomu; Nakagawa, Shigeaki; Nakao, Yasuyuki*

ブロック型高温ガス炉(HTGR)では、通常運転時の燃料温度を制限値以下に保つために、燃焼期間に渡り炉心への制御棒の挿入深さをできるだけ浅く保って炉心の出力分布の歪みを防ぐ必要がある。そのための方法として、軽水炉(LWR)の場合と同様に可燃性毒物(BP)を用いた反応度制御方法がある。ただし、実炉のデータを用いたHTGRにおけるBPの設計方法の検証は、検証に必要なHTGRの燃焼特性データが未だ取得されていないため、行われていない。ブロック型HTGRである高温工学試験研究炉(HTTR)の燃焼度が燃焼中期に達したことにより、反応度制御におけるBPの効果を示す燃焼特性データの取得が可能となった。そこで、ブロック型高温ガス炉であるHTTRのBPの設計手法を検証するために、その燃焼特性データとして制御棒位置の燃焼に伴う変化に着目し、運転時の制御棒の炉心への挿入深さが設計通りに燃焼期間に渡り浅く保たれているか否かを調べた。その結果、制御棒の挿入深さは設計通りに浅く保たれていることを確認し、HTTRで開発したBPの設計手法の妥当性が検証された。

In block type high temperature gas-cooled reactors (HTGRs), insertion depth of control rods (CRs) into a core should be retained as shallow as possible to keep fuel temperature below limit through a burnup period. Using burnable poisons (BPs) to control reactivity is considered as a method to resolve this problem as in case of light water reactors (LWRs). BPs design method for LWRs has been validated by experimental data, however, that for HTGRs have not been yet, because there was not burnup characteristics data of HTGRs required for the validation. The High Temperature engineering Test Reactor (HTTR) is a block type HTGRs and it uses BPs to control reactivity. The HTTR has been operated up to middle burnup, and thereby the experimental data was expected to show effect of the BPs on the reactivity control. Hence, in order to validate the BPs design method, we investigated whether the BPs have functioned as designed. As a result, the CRs insertion depth has been retained shallow within allowable range, and then the BPs design method was validated.