[發明專利]核燃料芯塊、制作方法及核反應堆

有效

• 申請號: 201310296081.X
• 申請日: 2013-07-15
• 公開（公告）號: CN103366835A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 馬茲容;張勇
• 申請（專利權）人: 中科華核電技術研究院有限公司;中國廣核集團有限公司
• 主分類號: G21C3/02
• 分類號: G21C3/02;G21C3/58;G21C21/02
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 郭偉剛

1.一種核燃料芯塊，包括核燃料材料，其特征在于，所述核燃料芯塊至少包括從內向外布置的第一燃料區域和第二燃料區域；所述第一燃料區域的核燃料材料的反應性低于所述第二燃料區域的核燃料材料的反應性。

2.根據權利要求1所述的核燃料芯塊，其特征在于，所述第一燃料區域的核燃料材料為天然鈾或釷；所述第二燃料區域的核燃料材料為富集鈾或MOX。

3.根據權利要求1所述的核燃料芯塊，其特征在于，所述第一燃料區域的核燃料材料和第二燃料區域的核燃料材料均為鈾和/或MOX，并且所述第一核燃料區域的鈾和/或MOX的富集度小于所述第二核燃料區域的鈾和/或MOX的富集度。

4.根據權利要求1-3任一項所述的核燃料芯塊，其特征在于，所述核燃料芯塊為圓柱形芯塊，所述第一燃料區域和第二燃料區域沿徑向布置；或者，

所述核燃料芯塊為球形芯塊，所述第一燃料區域和第二燃料區域沿徑向布置；或者，

所述核燃料芯塊為平板形芯塊，所述第一燃料區域和第二燃料區域沿厚度方向從內到外布置。

5.根據權利要求1-3任一項所述的核燃料芯塊，其特征在于，所述核燃料芯塊還包括設置在所述第二燃料區域外側的第三燃料區域；所述第三燃料區域的核燃料材料的反應性低于所述第二燃料區域的核燃料材料的反應性。

6.根據權利要求5所述的核燃料芯塊，其特征在于，所述第三燃料區域的核燃料材料為釷，所述釷為Th232。

7.根據權利要求6所述的核燃料芯塊，其特征在于，所述核燃料芯塊為圓柱形芯塊，所述第一燃料區域、第二燃料區域和第三燃料區域依次沿徑向由內向外布置；或者，

所述核燃料芯塊為球形芯塊，所述第一燃料區域、第二燃料區域和第三燃料區域沿徑向由內向外布置；或者，

所述核燃料芯塊為平板形芯塊，所述第一燃料區域、第二燃料區域和第三燃料區域沿厚度方向由內向外布置。

8.一種核反應堆，其特征在于，裝載有權利要求1-7任一項所述的核燃料芯塊。

9.一種核燃料芯塊的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

(S1)根據滿足燃料管理需求的、裝載有徑向均勻設計核燃料芯塊燃料的核反應堆堆芯的燃耗結果，確定出該堆芯壽期末各批次燃料的平均燃耗及在該燃耗下的反應性；

(S2)根據壽期末堆芯反應性相等的原則，以及徑向均勻設計核燃料芯塊燃料和上述權利要求1-7任一項所述的核燃料芯塊燃料的燃耗與反應性的關系曲線，初步選出要采用的核燃料芯塊徑向非均勻設計方案；

(S3)根據所選的核燃料芯塊徑向非均勻設計方案，進行組件截面計算和堆芯燃耗計算；再根據計算結果對核燃料芯塊徑向非均勻設計方案中徑向區域的劃分、各徑向區域核燃料材料的選擇、各徑向區域的鈾富集度或/和MOX含量進行優化，完成燃料芯塊徑向非均勻設計。