[發明專利]利用首爐堆芯備用燃料組件提高反應堆燃料安全性的方法

有效

• 申請號: 201110049701.0
• 申請日: 2011-03-01
• 公開（公告）號: CN102184751A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 蔡光明;阮良成;肖冰山
• 申請（專利權）人: 福建福清核電有限公司
• 主分類號: G21C19/00
• 分類號: G21C19/00;G21C19/20;G21C19/26
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 高尚梅

技術領域

本發明屬于核電站燃料領域，具體涉及一種利用首爐堆芯備用燃料組件提高反應堆燃料安全性的方法。

背景技術

基于安全性的考慮，為了防止燃料組件發生意外引起的不可用，一般每個反應堆機組備用4組高富集度燃料組件(如M310機組一般備用4組3.1％富集度的燃料組件)。但目前國內多個核電廠進行多堆連續建設，如寧德核電、福清核電、紅沿河核電等多個核電廠進行4～6臺機組的連續建設。對于不同反應堆以及不同機組堆芯存在不同富集度的燃料組件組合方式各不相同，因此只備用4組高富集度燃料組件的方法安全性差。

首爐堆芯燃料組件發生損壞的情況可分為兩大類。

第一類是新燃料組件損壞，主要是由于鐵路運輸及公路轉運過程中的意外事件；燃料組件接收、檢查、吊裝操作過程發生意外事件；在反應堆裝料過程中造成燃料組件損壞的事件。新燃料組件損壞需要相同的備用燃料組件替換。

第二類是運行過程中的燃料組件破損。一種是運行初期燃耗尚淺，此時可用一組相同的備用燃料組件替換；另一種是燃耗已較深的一組燃料組件損壞，此時一般需要4組相同富集度的備用燃料組件替換對稱位置的燃料組件。

現有技術中的備用燃料組件方法存在如下問題：

首先，安全性不足，僅考慮一種富集度燃料組件的備用。例M310機組，如果一組1.8％或2.4％低富集度的燃料組件發生事故而無法使用，那么可能使機組半年以上因缺乏燃料而無法按時啟動。

其次，經濟性不足。假設4臺機組各備用4組3.1％富集度的燃料組件，共計16組備用燃料組件，未考慮機組之間的相互支援和備用；而且在備用如此多數量的情況下也未能降低風險。

如表1列出了針對不同燃料組件損壞情況現有技術中的應對措施。

發明內容

本發明的目的是針對現有燃料組件備用方法安全性差問題，提供了一種低成本、高安全性的利用首爐堆芯備用燃料組件提高反應堆燃料安全性的方法。

本發明的技術方案是：

一種利用首爐堆芯備用燃料組件提高反應堆燃料安全性的方法，包括如下步驟：

步驟一、根據機組首爐堆芯中燃料組件的富集度和含可燃毒物類型，確定首爐堆芯備用燃料組件的可選種類，并獲得每個象限燃料組件組數和不同類型燃料組件組數；

步驟二、根據步驟一中確定的備用燃料組件的可選種類，選擇不同富集度的燃料組件的備用組數，得到備用燃料組件組合方式；

步驟三、根據燃料組件損壞頻率f，得到同時損壞i組燃料組件的頻率f_i；

步驟四、對于步驟二中確定的備用燃料組件組合方式，計算損壞i組燃料組件的備用概率P_i和P′_i；所述備用概率指步驟二中的備用燃料組件組合方式成功替換損壞燃料組件的概率，

P_i指當1組燃料組件損壞用1組相同富集度的燃料組件替換情況下的i組燃料組件損壞的備用概率，

P′_i是指當1組燃料組件損壞用4組燃料組件替換且4組燃料組件的富集度相同情況下的i組燃料組件損壞的備用概率；

步驟五、根據步驟四得到的備用概率P_i和P′_i，計算總有效備用概率Pe，公式如下：