抄録
高温超臨界圧軽水炉(SCLWR-H)のプラントシステムは気水分離が無い貫流直接サイクルであるため、炉心設計では炉心平均冷却材出口温度の高温化が重要である。炉心最外周部では出力分布の勾配が大きいため、従来の設計では1つの燃料集合体を仕切り板で4区画し、それぞれ異なるオリフィスにより冷却材流量を配分していたが、炉心平均冷却材出口温度は500℃にとどまっていた。
本研究では炉心平均冷却材出口温度を高温化するため炉心最外周部燃料集合体を下降流冷却とし、下部プレナムでダウンカマー水と混合した後、炉心中央部の燃料集合体を上昇流で冷却する方式により炉心平均冷却材出口温度530℃の平衡炉心が成立することを炉心設計により示した。
燃料設計の考え方は軽水炉燃料と同様で、炉心設計基準は従来の設計と同じく、定格運転時で燃料棒被覆管表面最高温度650℃、最大線出力密度39kW/m、正の水密度反応度係数(負のボイド反応度係数)、炉停止余裕1%ΔK/K以上である。炉心設計は従来の設計と同様に、3次元核熱結合炉心計算を用いて行った。