Monte-Carlo Simulationen zur Untersuchung der Auswirkungen von Quelländerung im Reaktorkern auf die Excore-Instrumentierung


Monte-Carlo Simulationen zur Untersuchung der Auswirkungen von Quelländerung im Reaktorkern auf die Excore-Instrumentierung

Konheiser, J.

Verschiedene Auswirkungen von möglichen Variationen der Kerngeometrie auf die Signalwerte der Excore-Instrumentierung eines Druckwasserreaktors (DWR) werden in dieser Arbeit gezeigt. Zu diesem Zweck werden Neutronenflüsse für mögliche Brennelementanordnungen mit Hilfe stationären Monte Carlo-Berechnungen außerhalb des Reaktors bestimmt. Typische Daten eines deutschen PWR wurden für die Untersuchungen verwendet.
Unterschiede in den Neutronenflüssen der Excore-Instrumentierung von bis zu 4 % wurden bei Änderungen der Abstände von 1 mm zwischen bestimmten Brennelementen, die im Randbereich des Kerns liegen, berechnet.
Der Grund ist eine verbesserte Moderation von Neutronen, die zu einem höheren Leistung bzw. Neutronenfluss im Randbereich des Kerns führt. Die Folge ist ein höherer Neutronenstrom in Richtung der Excore-Instrumentierung. Dieser Effekt ist Abhängigkeit von Zykluszeitpunkt.
Mögliche Wassertemperaturschwankungen von 1K im Ringspalt, die zu Veränderungen der Wasserdichte und somit des Absorptionsvermögens führen, haben dagegen kaum Auswirkungen auf den Neutronenfluss an der Excore-Instrumentierung.

Effects of possible variations of the core geometry on the signal values of excore instrumentation of a pressure water reactor (PWR) are shown in this work. For this purpose, neutron fluxes outside of the reactor are determined for possible arrangements of fuel assemblies by means of stationary Monte Carlo calculations. Typical data of a German PWR were used for the investigations. Differences in the neutron flux of the excore instrumentation of up to 4% were calculated with changes of the pitch from 1 mm between certain fuel assemblies, which lie in the boundary area of the core. The reason is an improved moderation of neutrons, which results in a higher power and neutron flux in the periphery of the core. The result is a higher neutron flux in the direction of excore instrumentation. This effect is a function of cycle time. Possible water temperature fluctuations of 1 K in the downcomer, which leads to changes in water density and thus in the absorbance, have marginal effect on the neutron flux at the excore instrumentation.

Keywords: excore instrumentation; Monte Carlo calculation; pressure water reactor; neutron flux

  • Article, self-published (no contribution to HZDR-Annual report)
    Forschungszentrum Rossendorf 2014
    INSTITUTBERICHT HZDR\FWO\2014\01
    56 Seiten
    ISSN: 2191-8708, eISSN: 2191-8716

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-20932
Publ.-Id: 20932