Effect of cell pitch and enrichments on the optimum burnup in pressurized water reactors

Abstract

ÖZET BASINÇLI SU REAKTÖRLERİNDE YAKIT UZAKLI?INI VE ZENGİNLEŞMEYİ DE?İŞTİREREK EN UYGUN YANMA KOŞULUNUN SAPTANMASI AJWAH, Yousef Yüksek Lisans Tezi, Nükleer Mühendislik Tez Yöneticisi: Doç. Dr. Güngör GÜNDÜZ Aralık 1987, 96 sayfa Bu çalışmada Basınçlı Su Reaktörlerinde (PWR) kontrolün tamamen çözünen ve yanan zehir plan borik asit ile yapıldığı zaman en uygun yakıt düzeneğinin ve zenginleştirmenin ne olacağının araştırılması yapılmıştır. Bunun için hem ekonomik değişkenler (yanma, yakıt gücü, vs. ) ve hem de güvenlik değişkenleri (en yüksek yakıt sıcaklığı) gözönünde tutularak %2,1, %3,2, %4,0 ve %5,0 lik zenginlikteki yakıtın (14x14), (15x15), (16x16), (17x17), (18x18) ve (19x19) luk düzeneklerdeki davranışları incelenmiştir. Reaktör kalbi hesaplamaları FORTRAN IV diliyle yazılmış LASER bilgisayar programıyla tek boyutlu, silindir geometride birim hücre üzerine çok grup kullanarak yapılmıştır. Program girdilerinde örnek bir PWR verileri kullanılmıştır. İncelenen beş düzenekten (17x17) ve (18x18) in iyi ekonomik sonuçlar (yanma, yakıt gücü, vs.) verdiği ve güvenlik sınırlarının (en yüksek yakıt sıcaklığı) altında olduğu saptanmıştır. Bu -v-düzenekler için %3,2 lik zenginlikteki yakxtxn harcanan birim kütle U-235 için en yüksek güç üretimini verdiği bulunmuştur. Anahtar kelimeler: PWR, Reaktör kontrolü, Kalp ömrü, Borik asit, Yakxt uzaklığı, En uygun yanma, Yakıt yanma., ¥ _ -vı-

ABSTRACT EFFECT OF CELL PITCH AND ENRICHMENT ON THE OPTIMUM BURNUP IN PRESSURIZED WATER REACTORS AJWAH, Yousef M.Sc. Thesis in Nuclear Engineering Supervisor: Assoc. Prof.Dr. Güngör GÜNDÜZ December 1987, 96 pages In this study, the optimum assembly type, and the enrichment was searched for Pressurized Water Reactors (PWR) when boric acid is used as soluble burnable poison for the control mechanism. To achieve this goal, both reactor economical parameters (i.e. burnup, specific power,...etc), and safety parameters (i.e. maximum fuel temperature) were considered to compare the core behaviour of (14x14), (15x15), (16x16), (17x17), (18x18), and (19x19) assemblies at different enrichments, namely, 2.1%, 3.2%, 4.0%, and 5.0%. In order to carry out the core analysis, a multienergy, one dimensional, cylindrical geometry unit cell depletion code, LASER, written in FORTRAN IV was used. The analysis was carried out using the data of a general PWR. Among all the cases studied, (17x17) and (18x18) assemblies were found to give good economical results (i.e. burnup, specific power,...etc) and the safety limit imposed (i.e. temperature distribution) was not violated. It was also found that 3.2% fuel -iix-enrichment resulted in the highest power production per unit mass of spent U-235 for these assemblies. Key words: PWR, Reactor control, Core age, Boric acid, Cell pitch, Optimum burnup, Fuel burnup. -IV-