doctoral thesis
Vid Merljak (Author), Andrej Trkov (Mentor), Luka Snoj (Thesis defence commission member)

Abstract

The rod insertion method presents an efficient way of measuring the reactivity worth of control rods in a nuclear reactor. This is an inherently dynamic method, which is why we highlighted the differences between the static and the dynamic reactivity. Direct comparison of results based on the static and the dynamic reactivity relies heavily on adequate time-resolved three-dimensional numerical simulation. In the present work, this is achieved by updating the Gnomer computer program to support such calculation and verifying it on representative test cases. In the following, improvements of the rod insertion method are based on experimental data from the Krško nuclear power plant. Due to the results of the analysis, some of the methodological assumptions are retained (e.g. continuous insertion), while others are ameliorated (e.g. flux redistribution correction). A new correction is added, namely the reactivity overshoot compensation. It takes into account the dynamic effects after the control rod has reached its fully inserted state, and as such increases the total rod worth measurement consistency. Lastly, conversion from dynamic to static reactivity worth is established by following the examples in the literature and by using kinetic simulation. Thus – with the updated methodology – the rod insertion method is proven to yield excellent results in comparison to the well-established boron dilution method, and can be used as replacement.

Keywords

nuclear physics;nuclear reactors;reactor kinetics;rod insertion method;

Data

Language: English
Year of publishing:
Typology: 2.08 - Doctoral Dissertation
Organization: UL FMF - Faculty of Mathematics and Physics
Publisher: [V. Merljak]
UDC: 621.039.5(043.3)
COBISS: 3170404 Link will open in a new window
Views: 1266
Downloads: 378
Average score: 0 (0 votes)
Metadata: JSON JSON-RDF JSON-LD TURTLE N-TRIPLES XML RDFA MICRODATA DC-XML DC-RDF RDF

Other data

Secondary language: Slovenian
Secondary title: Analiza metode vstavitve za meritev reaktivnosti kontrolnih palic
Secondary abstract: Metoda vstavitve predstavlja učinkovit način za merjenje vrednosti reaktivnosti kontrolnih palic v jedrskem reaktorju. To je v svojem bistvu dinamična metoda, zato osvetljujemo razlike med dinamično in statično reaktivnostjo. Direktna primerjava rezultatov na osnovi statične in dinamične reaktivnosti je močno oprta na ustrezno časovno odvisno numerično simulacijo v tridimenzionalni geometriji. Slednja je v pričujočem delu izvedena prek namenske posodobitve računalniškega programa Gnomer, njegove nove kinetične zmogljivosti pa so preverjene na reprezentativnih testnih primerih. V nadaljevanju so izboljšave metode vstavitve osnovane na podlagi eksperimentalnih podatkov iz Nuklearne elektrarne Krško. Analiza je pokazala, da je nekaj predpostavk moč ohraniti v metodologiji (npr. enakomerno vstavljanje), pri drugih pa so smiselne izboljšave (npr. izboljšan popravek redistribucije fluksa). Dodan je tudi povsem nov popravek, in sicer kompenzacija prenihaja reaktivnosti. Ta z upoštevanjem dinamičnih učinkov potem, ko je kontrolna palica dosegla maksimalno vstavljenost, pripomore k bolj konsistentni meritvi njene celotne vrednosti reaktivnosti. Nazadnje je na podlagi zgledov iz literature prek kinetičnih izračunov vpeljana tudi pretvorba iz statične v dinamično vrednost reaktivnosti. S tako posodobljeno metodologijo daje metoda vstavitve odlične rezultate, povsem primerljive s splošno uveljavljeno metodo redčenja borove kisline, kateri lahko služi za zamenjavo.
Secondary keywords: jedrska fizika;jedrski reaktorji;kinetika;metoda vstavitve;3D numerična simulacija;difuzijska enačba;Jedrski reaktorji;Disertacije;
Type (COBISS): Doctoral dissertation
Study programme: 0
Thesis comment: Univ. v Ljubljani, Fak. za matematiko in fiziko, Oddelek za fiziko
Pages: XX, 122 str.
ID: 10915592