COMPARISON OF NEUTRONIC BEHAVIOUR OF TRIANGULAR LATTICE AND CIRCULAR ARRAY DESIGNS IN A SMALL FLUORIDE SALT-COOLED HIGHTEMPERATURE REACTOR

Abstract

ABSTRACT
This work aims to provide better understanding on the neutronic performances of two fuel assembly designs, namely triangular lattice and circular array, in order to improve fuel utilization of a UOt pintype fuel assembly in a Small modular Advanced High Temperature Reactor (SmAHTR). In addition, this paper investigates whether a circular array arrangement can be simply modeled with a triangular lattice design or vice versa while still getting the closest neutronic performance, which then offers simplification in modeling using a three-dimensional Monte Carlo neutronic code, Serpent. Two parameters are introduced, namely pitch, p. for the triangular array and radial distance, dma, for the circular array. For the circular array design, dmi is varied with respect to p of the triangular lattice design, creating six test cases. The infinite multiplication factor, kin), and flux spectrum of each test case are then compared. Results show that the triangular lattice design has better neutron economy compared to the circular array cluster for the case where p = drad. The neutronic performance of the circular array design is improved when the radial distance is incrementally decreased from the original pitch and the interpolated decrement percentage is found to be approximately 8% when the reactivity difference is 0 pcm. The circular array design has to concede smaller radial distance and tighter spacing between pins to achieve similar neutronic performance of the triangular lattice arrangement.

ABSTRAK

Kerja-kerja ini bertujuan untuk memberi pemahaman yang lebih baik mengenai prestasi neutron duo, reka bentuk pemasangan bahanapi, iaitu kisi segi tiga dan pekeliling, untuk meningkatkan penggunaan bahan api daripada bahan api pin-jenis U02 da,lam Reaktor Suhu Tinggi Modular Tinggi (SmAHTR). Di samping itu, makalah ini menyiasat sama ada susunan tatasusunan pekeliling hanya boleh dimodelkan dengan reka bentuk kisi segitiga atau sebaliknya sementara masih mendapat prestasi neutron yang paling dekat, yang kemudiannya menawarkan penyederhanaan dalam pemodelan menggu.nakan kod neutron Monte Carlo tiga dimensi, Serpent. Dua parameter diperkenalkan, iaitu. pitch, p, untuk pelbagai segitiga dan jarak radial, drad, untuk pelbagai pekeliling. Untuk reka bentuk pelbagai pekeliling, drad diubah berikutan dengan p reka bentuk kekisi segi tiga, mewujudkan enam kes ujian. Faktor pendaraban tak t-erhingga, kin), dan spektrum fluks setiap kes ujian kemudiannya dibandingkan. Keputusan menunjukkan bahawa reka bentuk kisi segitiga mempunyai ekonomi neutron yang lebih baik berbanding dengan kluster pelbagai pekeliling untuk kes di mana p = drad. Prestasi neutron reka bentuk array pekeliling bertambah baik apabila jarak radial secara bertahap menurun dari pitch asal dan peratusan penurunan interpolasi didapati kira-kira 8% apabila perbezaan kereaktifan ialah 0 pcm. Reka bentuk tatasusunan bulatan haru.s mengakui jarak jejari yang lebih kecil dan jarak yang lebih tegas antara pin untu.k mencapai prestasi neutron yang serupa dengan susunan kekisi segitiga.