Abstract
A small power reactor core of 108 MW$\_$th/ was designed with some design constraints: 2 year refueling cycle length, soluble boron free operation, low power density, and proven fuel assembly design - Uljin 3'||'&'||'4 design specifications. CASMO-3 and KINS-3 was used to evaluate operational capability for power level control via control rods. Cycle length, power peaking factor, M.T.C., and power coefficients were also checked. Designed core loaded with KOFAs satisfied all design goals. We found that much more burnable poisons are to be loaded with axial enrichment zoning. Control rod assemblies should be located at every other assemblies with more than 3 banks. Additional shutdown banks are proposed for the safe plant cooldown, which could be located at core periphery.
열출력 108MW$_{th}$ 급의 소형 원자로심을 설계하였다. 설계 제한 조건으로 2년의 재장전 주기, 무붕산 운전, 저출력 밀도를 채택하였고, 핵연료의 설계는 울진 3 & 4호기의 핵연료집합체 사양을 그대로 채택하였다. 노심 출력준위 제어는 제어봉만으로 가능하도록 하였으며, CASMO-3와 KINS-3를 통해 설계된 초기노심이 주기길이, 첨두계수, 감속재 온도계수, 출력계수 등의 설계 한계치를 만족하는지 확인하였다. 설계 결과, 한국형 표준원전 핵연료집합체를 장전하는 유조선급의 선박용 소형원자로를 무붕산 운전 조건으로 설계 가능함을 알 수 있었다. 단 가연성 독봉을 축방향으로 농축도를 달리하여 장전할 필요가 있으며, 독봉과 제어봉을 설계 한계까지 사용하여야 함을 알았다. 충분한 정지 반응도를 얻기위해 3개의 제어봉군 이외에 추가적인 정지제어봉군이 노심 외곽에 배치되는 안이 제기되었다.
