摘要
摘要 全球的核電廠營運策略趨勢為運轉週期延長、運轉年限延壽、運轉功率提升，讓核電廠的經濟性發揮到最好。台灣的核能發電一直是政治炒作議題，要新興建核電廠難度高。如何能夠把台灣核電廠爐心營運經濟性提高，應是值得努力的目標。本研究進行核三廠壓水式反應器馬鞍山一號機爐心佈局設計及營運策略的經濟性探討。 爐心佈局設計採取的方法為試誤法及低中子洩漏率的佈局方法，同時參考陳仲遠碩士論文「馬鞍山一號機105%功率提升的爐心佈局設計」，及國外相關研究的爐心佈局設計，用現有的燃料型號進行105%功率和100%功率的爐心佈局設計。共設計出四個系列的爐心佈局。針對此四系列設計，進行爐心營運經濟性的評估，包括燃料成本、大修時替代能源費用及停機費、因功率提升節省的替代能源費用、及乾式儲存費用。 第一系列佈局為功率105%、使用新燃料束104束、週期長度可達20.89個月。燃料成本為台電原始設計的1.4倍，為參考系列的1.26倍。顯示新燃料束更換超過一半爐心燃料束總數，是不經濟性的爐心設計。 第二系列佈局為提升功率105%、使用新燃料束60束、週期長度可達14.83個月。並且計算可變成本單、雙大修爐心營運的經濟性。其計算結果採單大修制平均每度電之費用為0.311元；採雙大修制平均每度電之費用為0.234元。顯示出低核能發電比例國家若能節省大修天數，就能夠減少因石化燃料產生之替代能源費用。雙大修爐心營運策略對低核能發電比例的國家是很好的爐心營運策略。 第三系列佈局為功率100%、使用新燃料束60束、週期長度可達16.81個月。本系列主要設計的理念為高濃縮度、高移出燃耗，使其鈾燃料使用性達到最好。本系列佈局移出燃耗為53.04GWD/MTU為四系列中最高的，即對鈾資源使用較佳。第三系列每度電之費用為0.363元高於參考系列每度電之費用0.295元，本系列無法如參考系列因功率提升而每年節省石化燃料費用6.9億台幣。因此對於低核能發電比例國家，功率提升重要性高過週期延長。 第四系列為功率105%、使用新燃料束56束、週期長度可達13.64個月。其爐心營運策略為採用雙大修制。第四系列主要的目的為參考德國雙大修制24個月做法，設計目標為週期長度為12個月。第四系列設計平均每度電之費用為0.24元，與第二系列費用0.234元相差不大。故本系列雖然沒設計出12個月的爐心佈局，但是可以證實雙大修制是相當具經濟性的爐心營運策略。
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爐心佈局設計參考文獻
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