KR101292995B1 - B4C Burnable Poison for High Temperature Gas-cooled Reactor - Google Patents
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Abstract
고온 가스로용 가연성 독봉이 제공된다. 원통형의 흑연 컴팩트의 중앙에 원통형의 보론 카바이드(boron carbide, B4C)와 흑연의 혼합체가 배치되며, 상기 혼합체의 반경 및 혼합비를 조절함으로써, 독작용량과 자기차폐를 조절하여 노심 연소 성능을 향상시킬 수 있다.A flammable poison rod for hot gas furnaces is provided. A mixture of cylindrical boron carbide (B 4 C) and graphite is disposed in the center of the cylindrical graphite compact, and by adjusting the radius and the mixing ratio of the mixture, the amount of poisoning and magnetic shielding are adjusted to improve core combustion performance. You can.
Description
본 발명은 고온가스로용 B4C 가연성 독봉에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 독작용량 및 자기차폐효과를 독립적으로 제어할 수 있어 노심 연소 성능 향상에 기여할 수 있는 고온가스로용 B4C 가연성 독봉에 관한 것이다.
The present invention relates to a B 4 C flammable dokbong high-temperature gas, and more particularly dokjak capacity and self it is possible to control the effect of shielding independently core combustion performance improvement of the high temperature gas B 4 C flammable dokbong for that may contribute to will be.
가연성 독봉이라 함은 가연성 독물질을 핵연료와 같이 봉의 형태로 가공하는 것을 말한다. 중성자를 흡수함으로써, 연소되어 없어지는 가연성 독물질은 원자로 운전초기에 삽입되어 잉여반응도를 제어하거나 노심 내 출력분포를 평탄하게 하는 등에 사용하게 된다.Flammable venom refers to the processing of flammable poisons in the form of rods, such as nuclear fuel. By absorbing neutrons, combustible toxic substances that are burned out are inserted in the initial operation of the reactor and used for controlling excess reactivity or flattening the output distribution in the core.
기존의 고온가스로용 B4C 가연성 독봉(burnable poison: BP)는 크게 두 가지로 나눌 수 있는데, 미국 GA사가 사용하는 것은 알갱이 형태의 B4C(Boron carbide)를 원통형의 흑연 컴팩트(Graphite Compact)에 분산시켜서 성형하거나(유형 1), 일본 HTTR에서 사용하는 것은 B4C 가루를 흑연 컴팩트에 균질하게 분산시켜 소결체를 만드는 방식을 사용한다. 예를 들어, 가연성 독봉에 대한 구조는, 일본 공개특허 제2007-127484호(2007.05.24. 공개)과, 미국 공개특허 제2006-0210011호(2006.09.21. 공개) 및 일본 공개특허 제1996-292281호(1996.11.05. 공개)에 관련 내용이 기재되어 있다.The existing B 4 C burnable poison (BP) for high temperature gas furnaces can be divided into two types. The US GA company uses granular B 4 C (Boron carbide) as a cylindrical graphite compact. It is formed by dispersing in (Type 1), or used in Japanese HTTR, in which B 4 C powder is homogeneously dispersed in graphite compact to make a sintered body. For example, the structure of a flammable single rod is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2007-127484 (published May 24, 2007), US Patent Publication No. 2006-0210011 (published Sep. 21, 2006) and Japanese Patent Laid-Open No. 1996- 292281 (published Nov. 5, 1996) describes this.
이러한 모습을 도 1 및 2에 도시하였다. 도 1은 종래의 B4C가 알갱이 형태로 흑연 컴팩트에 분산된 모습이며, 도 2는 종래의 B4C가 흑연 컴팩트에 균질하게 분산된 모습이다. 도 1을 설명하면, 흑연 컴팩트(12) 내에 알갱이 형태의 B4C(11)가 분산되어 있으며, 도 2를 설명하면, 균질하게 분산된 소결체(21) 구조를 이루게 된다.This state is illustrated in FIGS. 1 and 2. 1 is a view in which the conventional B 4 C is dispersed in the graphite compact in the form of granules, and FIG. 2 is a view in which the conventional B 4 C is uniformly dispersed in the graphite compact. Referring to FIG. 1, granular B 4 C 11 is dispersed in the graphite compact 12, and when FIG. 2 is described, a homogeneously dispersed sintered
고온 가스로의 경우에는 경수로와 달리 수용성 붕산을 사용할 수 없기 때문에, 가연성 독봉이 노심 연소에 따른 장기적인 노심 반응도 변화를 보정하는 주된 수단이 된다. 즉, 독작용량과 자기차폐효과가 독립적으로 조절될 수 있어야 하지만, 다음과 같이 종래의 가연성 독봉의 구조에는 문제가 있다.In the case of a hot gas furnace, unlike a light water reactor, water-soluble boric acid cannot be used, and thus, a flammable sole is a main means of correcting the long-term change in core reactivity caused by core combustion. That is, the amount of poisoning and the self-shielding effect should be independently controlled, but there is a problem in the structure of the conventional flammable poison rod as follows.
즉, 도 1의 방식은 알갱이의 크기와 알갱이의 개수를 조절하여 가연성 독봉의 독작용량과 자기차폐효과를 독립적을 조절할 수 있는 장점이 있으나, 알갱이의 부피 비를 개산하여야 하므로, 세밀하게 조절하기는 어렵다. 또한, 도 2의 방식은 B4C와 흑연의 혼합비만을 조절할 수 있어서, 독작용량과 자기차폐효과를 모두 조절하기 어려운 문제점이 있다.That is, the method of Figure 1 has the advantage of controlling the amount of grains and the number of grains independently to control the poisoning amount and self-shielding effect of the flammable venom, but it is necessary to estimate the volume ratio of the grains, finely controlled it's difficult. In addition, the method of Figure 2 can adjust only the mixing ratio of B 4 C and graphite, there is a problem that it is difficult to control both the poisoning amount and the magnetic shielding effect.
따라서, 독작용량 및 자기차폐효과를 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 생산성 등이 우수하며, 세밀한 조절이 가능한 가연성 독봉의 구조에 대한 연구가 시급한 실정이라고 할 수 있다.
Therefore, not only the amount of poisoning and self-shielding effect can be regulated, but also excellent in productivity and the like, it is urgent to study the structure of the combustible poison rod that can be finely controlled.
따라서, 본 발명의 목적은 독작용량 및 자기차폐효과를 독립적으로 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 세밀하게 조절할 수 있는 가연성 독봉을 제공하는 것에 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a flammable poison rod that can be controlled not only independently, but also precisely, by controlling the amount of poisoning and the self-shielding effect.
본 발명의 또 다른 목적은 독작용량 및 자기차폐 효과가 용이하게 제어될 수 있어서, 노심 연소 성능 향상에 기여할 수 있는 가연성 독봉을 제공하는 것에 있다.
Still another object of the present invention is to provide a flammable poison rod that can easily control the poisoning amount and the self-shielding effect, thereby contributing to improved core combustion performance.
본 발명에 의한 고온가스로용 가연성 독봉은 흑연 컴팩트의 내부에 보론 카바이드(boron carbide, B4C)와 흑연의 혼합체가 집중 배치된다. 여기서, 혼합체는 그 중심에 위치하는 것이 바람직하며, 상기 혼합체 및 흑연 컴팩트는 원통형이다.In the flammable poison rod for hot gas furnace according to the present invention, a mixture of boron carbide (B 4 C) and graphite is concentrated in the graphite compact. Here, the mixture is preferably located at the center thereof, and the mixture and the graphite compact are cylindrical.
또한, 본 발명에 따른 고온가스로용 가연성 독봉은 원통형의 흑연 컴팩트의 중앙에 원통형의 보론 카바이드(boron carbide, B4C)와 흑연의 혼합체가 배치되며, 상기 혼합체의 반경 혹은 상기 혼합체에서 상기 보론 카바이드(boron carbide, B4C)와 흑연의 혼합비를 조절함으로써, 독작용량과 자기차폐를 조절하여 노심 연소 성능을 향상시킬 수 있다.
In addition, the combustible poison rod for hot gas furnace according to the present invention is a mixture of cylindrical boron carbide (boron carbide, B 4 C) and graphite is arranged in the center of the cylindrical graphite compact, the radius of the mixture or the boron carbide in the mixture By adjusting the mixing ratio of (boron carbide, B 4 C) and graphite, the core combustion performance can be improved by controlling the amount of poisoning and magnetic shielding.
본 발명에 의하면, 독작용량 및 자기차폐효과를 독립적으로 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 세밀하게 조절할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, not only the amount of poisoning and the magnetic shielding effect can be independently controlled, but also the effect can be finely adjusted.
또한, 독작용량 및 자기차폐 효과가 용이하게 제어될 수 있어서, 노심 연소 성능 향상에 기여할 수 있는 효과가 있다.
In addition, since the poisoning amount and the self-shielding effect can be easily controlled, there is an effect that can contribute to the core combustion performance improvement.
도 1은 종래의 B4C가 알갱이 형태로 흑연 컴팩트에 분산된 모습이다.
도 2는 종래의 B4C가 흑연 컴팩트에 균질하게 분산된 모습이다.
도 3은 본 발명에 따른 고온가스로용 B4C 독봉의 모습이다.1 is a conventional B 4 C dispersed in the graphite compact in the form of granules.
2 is a view in which the conventional B 4 C is homogeneously dispersed in the graphite compact.
3 is a view of the B 4 C dock for hot gas furnace according to the present invention.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 실시예들에 의하여 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to or limited by the embodiments. Like reference symbols in the drawings denote like elements.
도 3은 본 발명에 따른 가연성 독봉의 구조이다.3 is a structure of a flammable poison rod according to the present invention.
가연성 독봉(100)은 흑연 컴팩트(110) 내부의 중앙에 보론 카바이드(Boron carbide, B4C)와 흑연의 혼합체(120)가 배치되어 있다. 여기서, 독작용량과 자기차폐효과는 혼합체의 반경 혹은 혼합체의 B4C/흑연 혼합비를 조절함으로써 독립적으로 조절할 수 있다.In the
가연성 독봉(100)은 원통 형상일 수 있으며, 중심 영역에 위치한 혼합체(120)도 원통 형상일 수 있다.The
여기서, 자기차폐란, 중성자 흡수 단면적이 큰 흡수체가 있을 경우 중성자가 그 흡수체 내부에 들어가는 도중에 흡수체의 표면 근처에서 흡수되어 내부 깊숙이까지 도달 하지 못하여 흡수 반응이 흡수체 내부에서는 적게 일어나는 현상을 말한다. 자기차폐 효과는 흡수 단면적이 큰 흡수체일수록 그리고 흡수체 물질의 수밀도가 클 수록 크게 나타난다.Here, magnetic shielding refers to a phenomenon in which an absorber having a large neutron absorption cross-sectional area is absorbed near the surface of the absorber and does not reach deep inside the absorber while entering the absorber, so that the absorption reaction occurs less in the absorber. The self-shielding effect is greater for absorbers with a larger absorption cross section and for higher density of absorber materials.
전술한 바와 같이, 고온가스로는 경수로와 달리 수용성 붕산을 사용할 수 없기 때문에 가연성 독봉이 노심 연소에 따른 장기적인 노심 반응도 변화를 보정하는 주된 수단이다. 따라서 가연성 독봉의 연소 특성은 노심 연소 성능에 직접적인 영향을 미치고 가연성 독봉의 최적화는 노심 연소 성능 향상에 직접 기여하게 된다. 본 발명은 B4C BP의 독작용량과 자기차폐효과를 독립적으로 조절할 수 있게 해줌으로써 노심 연소 성능 향상에 기여할 수 있다.
As described above, since hot water can not use a water-soluble boric acid, unlike a light water reactor, a flammable sole is the main means for correcting the long-term change in core reactivity due to the core combustion. Therefore, the combustion characteristics of the flammable rod directly affect the core combustion performance, and the optimization of the flammable rod directly contributes to the improvement of the core combustion performance. The present invention can contribute to the improvement of core combustion performance by allowing to independently control the poisoning amount and the self-shielding effect of B 4 C BP.
100 : 가연성 독봉
110 : 흑연 컴팩트
120 : 보론 카바이드(B4C)와 흑연의 혼합체100: flammable sole
110: graphite compact
120: mixture of boron carbide (B 4 C) and graphite
Claims (4)
흑연 컴팩트의 내부에 보론 카바이드(boron carbide, B4C)와 흑연의 혼합체가 배치되고, 상기 흑연 컴팩트의 중앙에 배치된 것을 특징으로 하는 고온가스로용 가연성 독봉.
In the flammable dock for hot gas furnace,
A mixture of boron carbide (B 4 C) and graphite is disposed inside the graphite compact, and is disposed at the center of the graphite compact.
상기 혼합체는 상기 흑연 컴팩트의 중심에 위치한 것을 특징으로 하는 고온가스로용 가연성 독봉.
The method of claim 1,
The mixture is a combustible poison for hot gas furnace, characterized in that located in the center of the graphite compact.
상기 혼합체 및 상기 흑연 컴팩트는 원통형인 것을 특징으로 하는 고온가스로용 가연성 독봉.
The method of claim 1,
The mixture and the graphite compact is combustible poison for hot gas furnace, characterized in that the cylindrical.
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