[發明專利]一種壓水堆首循環壽期長度24個月的堆芯裝載方法

在審

• 申請號: 201710201056.7
• 申請日: 2017-03-30
• 公開（公告）號: CN107093479A
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 劉國明;肖會文;李想;霍小東;楊海峰
• 申請（專利權）人: 中國核電工程有限公司
• 主分類號: G21C19/20
• 分類號: G21C19/20;G21C19/34
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務所(普通合伙)11311
• 代理人: 任曉航,周敏毅

技術領域

本發明屬于反應堆設計技術領域，涉及一種壓水堆首循環壽期長度24個月的堆芯裝載方法。

背景技術

在反應堆壓水堆堆芯燃料管理中，在保證堆芯的安全性的基礎上，提高核燃料的使用率可以延長核電機組的壽期長度，減少停堆次數，從而有效的降低大修費用，提高核電機組能力因子，提升核電廠的經濟性。對此，首循環堆芯的裝載尤其重要，它一方面決定著首次堆芯裝載、首次堆芯循環長度等堆芯相關特性，另一方面也影響著首循環向平衡循環過渡的難易程度。

目前，由177組燃料組件構成的堆芯，平衡循環燃料管理的壽期長度采用18個月的方案，然而首循環采用年換料的堆芯裝載。首循環堆芯裝載采用高泄漏模式，即將堆芯燃料組件按²³⁵U富集度分為三區，分別為1.8％、2.4％、3.1％，²³⁵U富集度最高的燃料組件布置在堆芯外圈，另外兩種²³⁵U富集度較低的燃料組件布置在堆芯內區，其中²³⁵U富集度為2.4％和3.1％的部分燃料組件中含有硼硅酸鹽玻璃可燃毒物。這種首循環的堆芯裝載，壽期長度僅為335個等效滿功率天(Effective Full Power Days,EFPD)。

177堆芯首循環年換料的堆芯裝載不僅壽期長度短、燃料利用率不高、經濟性低，而且硼硅酸鹽玻璃在停堆后取出為固體反射性廢物需進行處理，不利于環境保護，另外首循環年換料向18個月平衡循環過渡難度較大。

發明內容

本發明的目的是針對核電站安全設計的要求，提供一種壓水堆首循環壽期長度24個月的堆芯裝載方法，以延長壓水堆堆芯首循環的壽期。

為實現此目的，在基礎的實施方案中，本發明提供一種壓水堆首循環壽期長度24個月的堆芯裝載方法，所述的堆芯裝載方法裝載三種不同²³⁵U富集度的燃燒組件，第一種²³⁵U富集度為4.2-4.5％的燃燒組件裝載在堆芯外區，第二種²³⁵U富集度為3.2-3.9％的燃燒組件和第三種²³⁵U富集度為2.0-2.7％的燃燒組件交錯裝載在堆芯內區；

部分第一種和第二種燃燒組件中包含含釓的燃料棒，所述的含釓的燃料棒中²³⁵U的富集度低于周圍不含釓的燃料棒中²³⁵U的富集度。

在一種優選的實施方案中，本發明提供一種壓水堆首循環壽期長度24個月的堆芯裝載方法，其中每組所述的燃料組件中用燃料棒代替中心儀表管。

在一種優選的實施方案中，本發明提供一種壓水堆首循環壽期長度24個月的堆芯裝載方法，其中每組所述的燃料組件包括250-280根燃料棒、20-30根導向管。

在一種優選的實施方案中，本發明提供一種壓水堆首循環壽期長度24個月的堆芯裝載方法，其中壓水堆堆內探測儀表放置在離所述的燃料組件中心最近的導向管內。

為滿足24個月壽期長度的首循環堆芯，必須裝載更多的核燃料，或裝載更高²³⁵U富集度的核燃料。壓水堆堆芯中，燃料²³⁵U富集度必須≤5％。為避免大幅提高燃料²³⁵U富集度導致的²³⁵U富集度突破5％的風險，本發明取消了原有組件中心儀表管，采用燃料棒進行代替，而將堆內的核測量儀表放置在離燃料組件中心最近的導向管內，提高堆芯的核燃料裝載量。采用該方法后，堆芯額外增加了相當于0.67個原采用的核燃料組件的核燃料裝載量。

在一種優選的實施方案中，本發明提供一種壓水堆首循環壽期長度24個月的堆芯裝載方法，其中一種或多種所述的燃燒組件中的部分燃燒組件內部包括不同²³⁵U富集度的燃料棒，自燃燒組件中心至外圍，依次布置²³⁵U富集度降低的燃燒棒。

在一種優選的實施方案中，本發明提供一種壓水堆首循環壽期長度24個月的堆芯裝載方法，其中一種或多種所述的燃燒組件中的部分燃燒組件內部包括2-4種不同²³⁵U富集度的燃料棒。

24個月壽期長度的首循環堆芯，堆芯內的功率峰因子會更高。為了展平功率峰因子，本發明中部分富集度的燃料組件，內部的燃料棒可采用2到4種富集度，優選采用3種富集度。該布置將低富集度燃料棒布置在組件4角，稍高富集度燃料棒布置在組件外圈，將高富集度燃料棒布置在組件內區，通過該方法可有效的降低功率峰因子。