The Use of Burnable Poisons in VVER-type Reactors to Reduce the Fraction of the Reactivity Margin Compensated by the Liquid System During Extended Runs
https://doi.org/10.26583/gns-2022-02-05
Abstract
The paper presents the results of a computational and theoretical analysis of the use of various burnable poisons placed in a fuel rod for the maximum reduction in the reactivity margin compensated by a liquid system based on a boron absorber for VVER-type reactors operating in extended campaigns. Various layouts of fuel rods placement in fuel assemblies and with different concentrations of burnable poisons are considered, which are considered natural gadolinium and erbium. The analysis is carried out using simplified models of fuel burnup at partial refueling.
About the Authors
A. R. Muzafarov
National Research Nuclear University «MEPhI»
Russian Federation
Russian Federation
V. I. Savander
National Research Nuclear University «MEPhI»
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Galperin A., Segev M., Radkowsky A. Substitution of the Soluble Boron Reactivity Control System of a Pressurized Water Reactor by Gadolinium Burnable Poisons. Nuclear Technology. 1986. Vol.75. Issue 2. P. 127-133. Published online: 10 May 2017. doi: 10.13182/NT86-A33855
2. Frybortova L. VVER-1000 fuel cycles analysis with different burnable absorbers. Nuclear engineering and design. 2019. Vol.351. P. 167-174.
3. Khoshaval F., Foroutan Sh. Sh., Zolfaghari A., Minuchehr H. Evaluation of burnable absorber rods effect on neutronic performance in fuel assembly of WWER-1000 reactor. Annals of nuclear Energy. 2016. Volume 87. P. 648-658.
4. Khrais R.A., Tikhomirov G.V., Saldikov I.S. and Smirnov A.D. Neutronic analysis of VVER-1000 fuel assembly with different types of burnable absorbers using Monte-Carlo code Serpent. IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series 1189 (2019). P. 1-14. - doi: 10.1088/1742-6596/1189/1/012002
5. Музафаров, А.Р. Сопоставительный анализ выгорающих поглотителей нейтронов на основе эрбия и гадолиния в реакторах типа ВВЭР с удлиненными кампаниями / А.Р. Музафаров, В.И. Савандер // Сборник докладов XVIII Международной научно-практической конференции «Безопасность ядерной энергетики», Россия, Волгодонск, 19 - 20 май. - Волгодонск: ВИТИ НИЯУ МИФИ, 2022. - С. 19.
6. Абу Сондос, М.А. Снижение объема борного регулирования запаса реактивности при использовании выгорающего поглотителя на основе (GD2O3) в топливе реактора ВВЭР-1200 / М.А. Абу Сондос, В.М. Демин, В.И. Савандер // Глобальная ядерная безопасность. - 2019. - № 3(32). - С. 56.
7. Демин, В.М. Влияние выгорающих поглотителей (GD и EU) на нейтронно физические характеристики ТВС реакторов ВВЭР-1000/ В.М. Демин, В.И. Савандер, М.А. Абу Сондос // Ростовский научный журнал. - 2019. - № 3. - С. 262.
8. M.A. Abu Sondos, V. M. Demin and V.I. Savander The effect of burnable absorbers (Gd and Eu) on the neutron-physical characteristics of fuel assemblies of VVER-1000. IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series 1189 (2019). - P. 1-14. - doi: 10.1088/1742-6596/1189/1/012003
9. Стогов, Ю.В. Перспективные технологии использования оксидного уран-гадолиниевого топлива в легководных реакторах / Ю.В. Стогов, Н.И. Белоусов, В.И. Савандер [и др.] // Материалы XIV семинара по проблемам физики реакторов. - Москва : МИФИ, 2006. - С.45-47.
10. Ермолин, В.С. О размещении гадолиния в центральном отверстии ТВЭЛов водо-водяных реакторов / В.С. Ермолин, В.С. Окунев // Научная сессия МИФИ. - Москва : МИФИ, 2008. - С. 101.
11. Андрушечко, С.А. ВВЭР-1200: эволюция классики. Физические основы эксплуатации, системы и элементы, ядерное топливо, безопасность : монография / С.А. Андрушечко, Б.Ю. Васильев, К.Б. Косоуров, Ю.М. Семченков, А.Ю. Кучумов, В.Ф. Украинцев, Б.Ю. Фаворов. - Москва : Логос, 2019. - 672 с.
12. Balestieri D.A. Study of UO2/Gd2O3 Composite fuel. IAEA-TECDOC-1036. Vienna (Austria). 1998. P. 63-72.
13. Fedosov A.M. RBMK Uranium-Erbium Fuel / А.М. Fedosov // Atomic Energy. - 2018. - Vol. 124. - № 4. - Р. 221-226.
14. Альассаф, С.Х. Использование эрбия в качестве выгорающего поглотителя в реакторах типа ВВЭР при работе на удлиненных кампаниях / С. Х. Альассаф, В. И. Савандер, А. А. Хассан // Известия высших учебных заведений. Ядерная энергетика. - 2020. - № 3. - С. 62-71.
15. J. Leppnen. Serpent - a Continuous - energy Monte Carlo Reactor Physics Burnup Calculation Code. VTT Technical Research Centre of Finland. (June 18, 2015).
Review
For citations:
Muzafarov A.R., Savander V.I. The Use of Burnable Poisons in VVER-type Reactors to Reduce the Fraction of the Reactivity Margin Compensated by the Liquid System During Extended Runs. Nuclear Safety. 2022;(2):42-55. (In Russ.) https://doi.org/10.26583/gns-2022-02-05
Views:
863
Email this article 