• Journal of Energy Engineering
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• v.13 no.4
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• pp.242-258
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• 2004

The duplex burnable poison absorbers concept was suggested by Korea Atomic Energy Research Institute. This BP rod is composed of inner region of natural U-Gd$_2$O$_3$ and outer shell of enriched UO$_2$-Er$_2$O$_3$. It is expected that this burnable absorber has same reactivity control capability with gadolinia burnable absorber used in extened fuel cycle. In order to evaluate the nuclear feasibility of duplex BPs, the nuclear design characteristics were compared with that of four types of burnable absorbers; gadolinia, erbia, IFBA, dysprosia duplex BP on 24 months fuel cycle for Korean Standard Nuclear Power plants. According to the evaluation results of nuclear characteristics, the duplex BPs were better than other BPs on k-infinitives, reactivity holddown worth (RHW), pin power peaking and moderator temperature coefficient (MTC). The possibility of nuclear core design was also confirmed based on the optimized fuel assemblies which were searched for a sensitivity analysis. Characteristics of core design with duplex BPs was compared with that of reference core with gadolinia BPs for cycle length, power peaking and MTC. The duplex BP core had a little longer cycle length by 4 to 7 days because of increased amount of fissile in enriched uranium at the outer shell of duplex BP In case of power peaking F$\_$Q/ of duplex BP core was reduced from 1.5773 to 1.5335. MTC was also less -0.48 pcm/C than that of reference core. Finally, evaluation of fuel cycle economy was performed for the manufacturing feasibility test and fuel cost evaluation with duplex BPs. Fuel cycle economy of duplex BP core almost was equivalent with that of gadolinia BP core.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1997.05a
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• pp.51-56
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• 1997

기존 가압형 경수로에서 전체 반응도가의 상당부분을 제어하고 있는 붕산수를 사용하지 않고 노심 잉여반 응도를 보상하기 위해 1300MWe급 차세대원자로(KNGR)를 대상으로 무붕산노심 반응도 제어기법 연구를 수행하였다. 다양한 종류의 가연성독봉에 대한 무봉산노심 적용가능성을 분석하고 새로운 개념의 Enriched WABA를 도입하였다. Enriched WABA는 전 주기동안 무붕산노심에 적합한 반응도 제어능력을 나타내었고, 18개월 주기의 무붕산 차세대원자로 개념설계에 효과적으로 사용되었다. 핵연료집합체 군정수 생산 및 노심해석에는 Westinghouse사의 APA(ALPHA/PHOENIX-P/ANC) 전산코드체계를 사용하였고, 본 연구로부터 한단계 높은 안전성을 제공하는 무붕산운전은 충분한 가능성이 있다고 판단된다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 2003.05a
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• pp.57-57
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• 2003

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 2002.11a
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• pp.71-79
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• 2002

Nuclear design characteristics of duplex burnable poison rod were evaluated based on 24 month cycle fuel for Korean Standard Nuclear Plant. A fuel assembly with duplex burnable poison rod was designed for an equivalent assembly to 16 gadolinia BPs. Duplex BP is composed of inner region of natural U-12wt%Gd$_2$O$_3$ and outer shell of 4.95wt%UO$_2$-2wt%Er$_2$O$_3$. In order to compare this duplex option, assemblies with 140 erbia pins were designed as an alternative option. The variation of k-infinitive, rod worth, pin peaking and MTC were compared. Duplex BP had the better neutronic performance than gadolinia BP in all parameters. However, Duplex BP was worse than erbia BP in the aspect of safety.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1998.05a
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• pp.33-39
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• 1998

기존 가압형 경수로에서 전체 반응도가의 상당부분을 제어하고 있는 붕산수를 사용하지 않고 가연성독봉 및 쟤어봉을 확대 사용하는 전략으로 1300MWe급 차세대원자로(KNGR)를 대상으로 무붕산 노심 개념설계를 수행하였다. 가연성독봉으로는 기존 PYREX 독붕의 독물질을 농축한 농축 PYREX 독봉을 도입하여 주기초 반응도 제어효과 및 전 주기동안 평평한 잉여반응도 유지에 매우 효과적인 결과를 도출하였다. 또한, 무붕산 노심이 필연적으로 갖게되는 축방향 출력분포의 노심 하단부치중현상을 제어하기 위하여 부분장 제어봉(Part Length Control Red)을 보조적으로 사용, 매우 간단한 형태의 핵연료집합체 축방향 zoning 설계를 수행하였다. 부분장 제어봉의 사용으로 모든 핵연료집합체를 축방향으로 zoning 하지 않고도 축방향 출력분포를 효과적으로 제어할 수 있었다. 제어봉으로는 큼 제어봉가를 확보하기 위하여 B$_4$C를 재질로하는 Checkerboard 형태의 제어봉 설계를 수행하였고, 효과적인 제어봉 운영을 통하여 무붕산 노심의 잉여반응도 및 출력분포 제어가 가능하였으며 제어봉이 운전중에 상당부분 삽입될지라도 약 7%$\delta$p 의 충분한 운전정지 여유도를 확보할 수 있다는 가능성을 확인할 수 있었다.