The existing procedure used at the domestic pressurized water reactor plants for estimation of the critical boron concentration at startup following any reactor trips has many weak points from the point of view of accuracy, and its effectiveness is very doubtful.
In this thesis, efforts are concentrated especially on the establishment of new estimation schemes for the control rod worth and the boron worth, both of which have been the main causes of big error. The effect of axial power shape change on the control rod worth is newly taken into account using some correlations based on the simulation data with relevant variables. And the boron calculation is improved through reflecting the power dependency of differential boron worth.
Some suggestions are also made to improve the accuracy and applicability of the estimation for the other reactivity parameters such as power defect, zero power temperature defect, and poison worth changes.
As a result, it is shown that the estimation of the critical boron concentration by use of the improved model can reduce the error size enough to be applied to practical use.
원자로가 운전중 트립 되었을 때 이를 다시 운전상태로 신속히 복귀시키기 위하여는 재임계 싯점에서의 적정 붕소 농도를 정확히 예측하는 일이 중요하다. 그러나 국내 발전용 원자로의 주종인 가압경수형 원자로에 있어서, 트립 후 재기동시의 임계붕소농도 예측에 사용되고 있는 기존의 계산절차서는 정확도 면에서 많은 취약점을 내포하고 있어 그 실용성이 의문시 된다.
본 연구에서는, 노심반응도의 변화를 주도하는 여러 인자들 중 기존계산 모델에서 특히 큰 오차 발생의 원인이 되어온 제어봉 및 붕소 반응도 산출 부분에 초점을 모아, 지금까지는 고려하지 않았던 노심 축방향 출력분포 변화에 따른 제어봉 반응도의 변화 및 노심 출력에 따른 미분 붕소 반응도 변화 등의 효과가 계산에 적절히 반영될 수 있도록, 관련 변수들 간의 상관자료를 이용하여 새로운 관계식 및 계산절차를 수립하였다. 그 밖의 인자들 - 출력 변동에 따른 방응도 결손, 영출력 감속재 온도 변화에 따른 반응도 결손, Xenon 및 Samarium 농도에 따른 반응도 변화 등 - 은 비록 정확도 향상의 여지가 적지만, 좀 더 개선할 수 있는 방안을 개별적으로 모색하면서 기존 모델에서의 모호한 표현들을 보완하고, 전반적 계산 절차를 전산기 사용에 적합한 형태로 개조하는 데 유념하였다.
결과적으로, 개선된 모델에 의한 임계붕소농도 예측은 오차 범위를 기존 모델에서보다 대폭 줄일 수 있어 실용화할 가치가 충분히 있는 것으로 나타났다.
