核能電廠金山一號機功率提昇10％之多週期爐心佈局設計

曾勝偉(Sheng-Wei Tseng)

指導教授 ： 薛燕婉

國立清華大學/原子科學院/工程與系統科學系/碩士(2009年)

摘要

本研究的目的在進行金山核一廠一號機功率提升至110%的燃料佈局與控制棒佈局設計，並使之達到平衡週期，以探討功率提昇爐心佈局設計可能遇到之問題。
本研究爐心佈局設計係使用該爐心原先100%功率爐心佈局所使用之四種新燃料束。首先對於每一種燃料束進行特性的了解，以助於正確地利用各種燃料型號燃料束進行燃料佈局設計。而對於各項熱限值基準，首先了解其各項監測的數據及影響，進而了解如何在設計中維持各項限值在要求的範圍內。最後從設計的過程中，對於過去的設計經驗進行了解與應用，並將本研究過程中體會到的要領做一個整體的整理與歸納，以利於往後相關研究的進行。
本研究利用二群三維節點擴散程式SIMULATE-3進行爐心模擬。以本實驗室開發的S-Visual程式做為設計輔助工具，利用圖形化的介面來進行燃料的調換及熱限值的觀察，加速設計的進行。本研究完成了三組對於金山核一廠一號機功率提昇10%的三個週期爐心佈局設計。本研究第一組設計，以136束新燃料束進行功率提昇的第一週期設計，比100%功率時的爐心佈局設計多使用12束新燃料束。設計結果顯示週期長度不足。第二組設計以144束新燃料束進行功率提昇的第一週期設計。設計結果週期燃耗比100%功率時增加約4.4%。而後以124束新燃料束完成了接續兩個週期爐心佈局的設計。由於使用CASMO-4版本燃料束截面資料進行SIMULATE-3計算之熱爐目標增殖因數較接近定值，第三組設計的改用CASMO-4版本燃料束截面，確保在延長的週期燃耗點之準確性。第三組設計先以144束新燃料束進行功率提昇的第一週期設計，週期燃耗增加約6.6%，接著以124束新燃料束進行第二、第三週期爐心佈局的設計，設計結果週期燃耗均可增加10%，滿足週期長度的需求。
本研究結果顯示金山核一廠一號機功率提昇10%，經過一個週期的過渡週期後，能夠以124束新燃料束來達到平衡週期的爐心佈局設計，滿足週期能量需求以及各項熱限值的規範。

關鍵字

功率提升 ； 爐心佈局設計

參考文獻

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