Optimization of power microfield distribution in JA profiles RK3+ fuel assemblies with 4.68% average enrichment for VVER-440 prospective fuel cycles

As long as VVER-440 reactors exist, their fuel design is subject to ongoing improvement. Efforts to find the optimal fuel design continue and encompass increasingly extending ranges of both geometry and material parameters of fuel assemblies. This paper presents the results of optimized radial enrichment profiling for RK3+ fuel assemblies and discusses whether it is absolutely necessary to use burnable absorbers (Gd rods) in fuel assemblies suggested for prospective fuel cycles. Regarding RK3+ and RK2 fuel assemblies, this paper also presents thermohydraulic data yielded by computations performed using SC-1 certified software for a VVER-440 seven-assembly core fragment. These computations show that - compared to RK2 assemblies of the same capacity - RK3+ assemblies with optimized enrichment profile have more uniform radial temperature distributions and lower maximum outlet temperatures. Optimierung der JA-Profil-Leistungsverteilung von RK3+- Brennelementen mit 4,68% durchschnittlicher Anreicherung für künftige WWER-440-Brennstoffzyklen. Solange es WWER-440-Reaktoren gibt, wird ihre Brennstoffauslegung ständig verbessert. Die Bemühungen um eine optimale Brennstoffauslegung werden fortgesetzt und umfassen immer größere Bereiche sowohl der Geometrie als auch der Materialparameter von Brennelementen. In diesem Beitrag werden die Ergebnisse einer optimierten radialen Anreicherungsprofilierung für RK3+-Brennelemente vorgestellt und es wird diskutiert, ob es unbedingt notwendig ist, in den für die zukünftigen Brennstoffkreisläufe vorgeschlagenen Brennelementen brennbare Absorber (Gd -Stäbe) einzusetzen. In Bezug auf RK3+- und RK2-Brennelemente werden in diesem Beitrag auch thermohydraulische Daten vorgestellt, die aus Berechnungen mit SC- 1-zertifizierter Software für ein WWER-440-Kernfragment mit sieben Brennelementen gewonnen wurden. Diese Berechnungen zeigen, dass - im Vergleich zu RK2-Baugruppen gleicher Kapazität - RK3+-Baugruppen mit optimiertem Anreicherungsprofil gleichmäßigere radiale Temperaturverteilungen und niedrigere maximale Austrittstemperaturen aufweisen.