Сравнение различных схем спектрального регулирования с применением вытеснителей

В настоящей работе рассматривается один из возможных подходов к компенсации избыточной реактивности в начале кампании – спектральное регулирование. Его реализация основывается на применении стержней-вытеснителей, меняющих водо-топливное отношение в течение топливной кампании. Для оценки влияния на нейтронно-физические характеристики, возникающих в сборке при внесении в ее конструкцию вытеснителей, предлагаются различные модели, отличающиеся размещением стержней в ТВС. Сравнение происходит с исходной версией ТВС, имеющей схожую геометрию с ТВС ВВЭР-1200. Основываясь на одной схеме регулирования водо-топливного отношения, оценивается вклад в продление топливной кампании для моделей с вытеснителями. Сравнение осуществляется с исходными ТВС, где топливная кампания равна 49 МВт∙сутки/кг для модели 1 и 78 МВт∙сутки/кг для модели 2. Результаты показали принципиальную возможность продления топливной кампании за счет поэтапного извлечения стержней-вытеснителей, ужесточающих спектр. В модели, имеющей вытеснители в межтвэльном пространстве продление кампании составило 8 МВт∙сутки/кг, что эквивалентно 16%; в модели, где вытеснители размещаются в направляющих каналах, продление составило 6 МВт∙сутки/кг, что эквивалентно 5%. Полное замещение борной кислоты в рассматриваемых версиях оказалось невозможным, при этом требуемая концентрация H3BO3 в теплоносителе для компенсации избыточной реактивности в начале кампании выросла ввиду снижения эффективности бора при более жестком спектре нейтронов в моделях.