20.500.12556/RUL-153038 Feasibility study of design of control rods for precise reactor power regulation Študija izvedljivosti zasnove kontrolnih palic za natančno regulacijo reaktorske moči An innovative design of low-absorption control rods has been proposed for power regulation of a nuclear reactor operating in a load-following mode. Control rods for power regulation contain materials with lower absorption cross sections and lower reactivity worth than regular, shutdown ‘black’ control rods and are intended to be inserted over the entire height. These control rods clusters with different reactivity worths have been designed to study their feasibility. A 2D model representing a typical PWR reactor core has been created using Monte Carlo Serpent code. The temperature defect has been calculated from HZP to HFP to define the reactivity worth requirements that need to be fulfilled by the control rods assemblies. Different designs have been developed as well as their geometrical configuration in the core. Local effects of CRA such as its position, the inserted reactivity worth, the concentration of neutron absorber materials, etc. were studied. These play an important role in the design of a control rods system since they affect important reactor parameters in a significant way. Radial power distribution has been studied to evaluate possible perturbations of the neutron flux on a local scale. Regarding the neutron flux distribution it can limit the effect of the CRA for certain positions of the core and therefore needs to be compensated. In addition, attempts have been made to minimize the interference effect between the control rod clusters. These were analysed in detail and found to be still large to implement this design in a reliable control rods system. Inovativna zasnova kontrolnih palic z nizko absorpcijo je bila predlagana za uravnavanje moči jedrskega reaktorja, ki deluje v načinu sledenja bremenu. Kontrolne palice za uravnavanje moči vsebujejo materiale z nižjimi nižjimi absorpcijskimi preseki za nevtrone in manjšo vrednostjo reaktivnosti kot običajne kontrolne palice za zaustavitev reaktorja in so namenjene vstavitvi po celotni višini. Skupine kontrolnih palic z različnimi vrednostmi reaktivnosti so bile zasnovane za preučevanje njihove izvedljivosti. Ustvarjen je bil 2D model, ki predstavlja tipično sredico reaktorja PWR, s pomočjo Monte Carlo programa Serpent. Temperaturni defekt je bil izračunan za vroč reaktor od ničelne moči (HZP) do polne moči (HFP), da se določijo zahteve za vrednosti reaktivnosti, ki jih morajo izpolnjevati sklopi kontrolnih palic. Razviti so bili različni dizajni, pa tudi njihova geometrijska konfiguracija v sredici. Preučeni so bili lokalni efekti kontrolnih palic, kot so npr. njihova pozicija, vstavljena reaktivnost, koncentracija nevtronskega absorberja, itd. Te igrajo pomembno vlogo pri zasnovi sistema kontrolnih palic, saj znatno vplivajo na pomembne reaktorske parametre. Radialna porazdelitev moči je bila preučena z namenom evalvacije možnih lokalnih perturbacij nevtronskega fluksa. Le-ta vpliva na krajevno porazdelitev nevtronskega fluksa in tako vpliva na reaktivnost skupin kontrolnih palic na določenih položajih, kar mora zato biti kompenzirano. V zvezi s tem so bili narejeni poskusi, da bi zmanjšali motilni učinek med skupinami kontrolnih palic. Te so bile podrobno analizirane in ugotovljeno je bilo, da so motilni učinki še vedno preveliki za implementacijo tega načrta v zanesljiv sistem krmilnih palic. Reactor physics neutron flux fission rate Monte Carlo method Serpent code control rods neutron absorber fission rate ratio. Reaktorska fizika nevtronski fluks fisijska hitrost Monte Carlo metoda program Serpent kontrolne palice nevtronski absorber fisijske hitrosti. true false false Angleški jezik Slovenski jezik Magistrsko delo/naloga 2023-12-15 08:15:03 2023-12-15 08:15:11 2023-12-19 12:30:00 0000-00-00 00:00:00 2023 0 0 0000-00-00 NiDoloceno NiDoloceno NiDoloceno 0000-00-00 0000-00-00 0000-00-00 139632 177711107 11972.pdf 11972.pdf 1 24DA38344AFFB12E9D6564C5A8F1D0E9 b34dddd857850fb4f1f0024bd531eb09f00f3830bd63e1476904e6e536ae9406 b037d904-9b19-11ee-bebf-0050569b8976 https://repozitorij.uni-lj.si/Dokument.php?lang=slv&id=178828 Fakulteta za matematiko in fiziko 0 0 0