[發(fā)明專利]一種壓水堆首循環(huán)含釓堆芯的18個(gè)月?lián)Q料裝載方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711292882.3
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號(hào): CN108053904B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李慶;吉文浩;劉同先;劉曉黎;謝運(yùn)利;陳長;于穎銳;李天涯;宮兆虎;蔣朱敏;肖鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 中國核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院
• 主分類號(hào): G21C19/20
• 分類號(hào): G21C19/20
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 唐邦英

本發(fā)明公開了一種壓水堆首循環(huán)含釓堆芯的18個(gè)月?lián)Q料裝載方法，壓水堆堆芯由121組燃料組件組成，首循環(huán)燃料組件按U?235富集度分為4區(qū)，4區(qū)的U?235富集度分別為1.8％、2.4％、3.1％和3.9％，燃料組件數(shù)分別為13、44、40和24組，首循環(huán)堆芯采用高泄漏裝載模式，首循環(huán)堆芯采用的固體可燃毒物為載釓燃料棒。本發(fā)明克服了3區(qū)布置難以獲得符合要求的核焓升因子的困難，實(shí)現(xiàn)了首循環(huán)18個(gè)月長周期換料設(shè)計(jì)的技術(shù)需求，將循環(huán)長度由年換料的387個(gè)等效滿功率天提高到473個(gè)等效滿功率天；本發(fā)明還解決了可燃毒物產(chǎn)生額外的放射性廢物的問題，提高了燃料組件的靈活運(yùn)用性和安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及壓水堆堆芯換料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種壓水堆首循環(huán)含釓堆芯的18個(gè)月?lián)Q料裝載方法。

背景技術(shù)

壓水堆堆芯燃料管理，一般指從首循環(huán)到平衡循環(huán)堆芯(通常堆芯經(jīng)歷5個(gè)或6個(gè)燃料循環(huán)便達(dá)到平衡狀態(tài))，確定堆芯所使用的燃料富集度、可燃毒物的類型及各種組件和毒物在堆芯內(nèi)的布置等，使得反應(yīng)堆堆芯的設(shè)計(jì)結(jié)果滿足核設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和電廠總體要求。堆芯燃料管理的優(yōu)劣直接影響核電廠的經(jīng)濟(jì)性和安全性，是后續(xù)安全分析或評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。

目前，國內(nèi)60萬千瓦壓水堆核電廠的首循環(huán)堆芯裝載的傳統(tǒng)方法主要為年換料裝載方法。堆芯燃料組件分三區(qū)裝載，三區(qū)燃料組件數(shù)目分別為41、40、40個(gè)，循環(huán)長度為387個(gè)等效滿功率天，使用的固體可燃毒物為硼硅酸鹽玻璃。

采用上述方法的缺點(diǎn)在于循環(huán)長度短，電廠的可利用率低；而對于群堆廠址而言，可能會(huì)導(dǎo)致用電低谷時(shí)段多機(jī)組同時(shí)大修，而在高峰時(shí)段沒有機(jī)組大修，對于電廠維修人員的需求波動(dòng)很大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種壓水堆首循環(huán)含釓堆芯的18個(gè)月?lián)Q料裝載方法，解決現(xiàn)有裝載方法導(dǎo)致的首循環(huán)換料周期短的問題，通過本發(fā)明所述裝載方法能夠快速且容易實(shí)現(xiàn)首循環(huán)18個(gè)月長周期換料的目標(biāo)，且克服了采用硼硅酸鹽玻璃作為可燃毒物產(chǎn)生的放射性廢物、制作工藝復(fù)雜的問題。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種壓水堆首循環(huán)含釓堆芯的18個(gè)月?lián)Q料裝載方法，壓水堆堆芯由121組燃料組件組成，首循環(huán)燃料組件按U-235富集度分為4區(qū)，4區(qū)的U-235富集度分別為1.8％、2.4％、3.1％和3.9％，燃料組件數(shù)分別為13、44、40和24組，堆芯采用高泄漏裝載模式，采用的固體可燃毒物為載釓燃料棒；所述高泄漏裝載模式為最高富集度的燃料組件放在堆芯最外圈，而在堆芯內(nèi)部把富集度較大的組件和富集度較低的組件相互搭配組合。

現(xiàn)有的堆芯燃料組件分三區(qū)裝載，三區(qū)燃料組件數(shù)目分別為41、40、40個(gè)，對應(yīng)的三種富集度分別為1.9％、2.6％、3.1％，循環(huán)長度為387個(gè)等效滿功率天。采用該方法的缺點(diǎn)在于循環(huán)長度短，電廠的可利用率低；而對于群堆廠址而言，可能會(huì)導(dǎo)致用電低谷時(shí)段多機(jī)組同時(shí)大修，而在高峰時(shí)段沒有機(jī)組大修，對于電廠維修人員的需求波動(dòng)很大。并且，現(xiàn)有的首循環(huán)通常是采用硼硅酸鹽玻璃棒作為可燃性毒物，硼硅酸鹽玻璃棒的工藝制造較為復(fù)雜，須以可燃毒物棒的形式直接插在燃料組件的導(dǎo)向管位置，限制了控制棒設(shè)計(jì)的靈活性，首循環(huán)結(jié)束后硼硅酸鹽玻璃棒會(huì)產(chǎn)生額外的放射性廢物，不利于環(huán)境保護(hù)。

為了提高提高電廠的利用率，增大反應(yīng)堆的經(jīng)濟(jì)性，需將反應(yīng)堆的循環(huán)周期增加至18個(gè)月。堆芯組件如果繼續(xù)采用3區(qū)裝載，則需提高最高富集度燃料組件的數(shù)量或使用更高富集度的組件，該方法不利于堆芯徑向功率分布的展平，難以獲得符合設(shè)計(jì)準(zhǔn)則要求的核焓升因子。核焓升因子是堆芯裝載方案的重要設(shè)計(jì)指標(biāo)之一，根據(jù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則要求，核焓升因子應(yīng)低于某一限值，這一要求可以使反應(yīng)堆的安全性得到保證。