[發明專利]一種壓水堆堆芯的平衡循環18個月換料裝載方法

有效

• 申請號: 201711293512.1
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN108039216B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 李慶;王詩倩;陳亮;李向陽;劉同先;強勝龍;謝運利;吉文浩;劉曉黎;陳長;于穎銳;李天涯;宮兆虎;蔣朱敏;肖鵬
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: G21C19/20
• 分類號: G21C19/20
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 唐邦英

本發明公開了一種壓水堆堆芯的平衡循環18個月換料裝載方法，壓水堆堆芯由121組燃料組件組成，首循環采用18個月換料策略；從第二循環開始直至平衡循環，每次換料裝入全堆1/3數量的新燃料組件，堆芯采用低泄漏裝載模式，堆芯采用的固體可燃毒物為一體化釓固體可燃毒物，低泄漏裝載模式為新燃料組件置于堆芯內圈并與燃耗較淺的舊組件交叉間隔布置，已燃耗較深的舊組件則放置于堆芯最外圈。本發明所述的平衡循環的裝載模式采用完全低泄漏裝載模式，降低中子泄漏率，提高燃料利用率；換料時每次裝入44組富集度為4.45％到4.95％的載釓新燃料組件，平衡循環堆芯的循環長度不低于480等效滿功率天，保證了安全性、提高了經濟性。

技術領域

本發明涉及壓水堆堆芯換料技術領域，具體涉及一種壓水堆堆芯的平衡循環18個月換料裝載方法。

背景技術

在核電廠運行管理中，電廠的安全性及經濟性常作為重要考量因素。在保證堆芯的安全性基礎上，應盡量提高燃料的使用率，以提高電廠經濟性。

新建壓水堆核電廠的堆芯燃料管理，一般指從首循環到平衡循環堆芯(通常堆芯經歷5個或6個燃料循環便達到平衡狀態)，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的布置等，使得反應堆堆芯的設計結果滿足核設計準則和電廠總體要求。堆芯燃料管理的優劣直接影響核電廠的經濟性和安全性，是后續安全分析或評價的基礎。目前，國內六十萬千瓦級壓水堆新建核電廠的堆芯燃料管理采用高泄漏的年換料策略。

其不足之處在于：作為核電廠壽期內絕大部分時間要采用的平衡循環裝載方案，堆芯外圍中子注量率較高，組件最大卸料燃耗較小；由于沒能實現18個月長周期換料，電廠運行的可利用率沒有很好的提高，核電廠經濟性還有進一步優化的空間。

發明內容

本發明的目的在于提供一種壓水堆堆芯的平衡循環18個月換料裝載方法，該方法針對由121個燃料組件構成的反應堆堆芯平衡循環，改進平衡循環采用的裝載方法，解決現有的裝載方法導致的平衡循環換料周期短的問題，通過本發明所述裝載方法能夠實現平衡循環的18個月長周期換料的設計要求，提高電廠運行的可利用率。

本發明通過下述技術方案實現：

一種壓水堆堆芯的平衡循環18個月換料裝載方法，壓水堆堆芯由121組燃料組件組成，采用這種堆芯的核電廠電功率為六十萬千萬級，首循環采用18個月換料策略；從第二循環開始直至平衡循環，每次換料裝入全堆1/3數量的新燃料組件，新燃料組件的U-235富集度高于首循環燃料組件的U-235富集度，堆芯采用低泄漏裝載模式，堆芯采用的固體可燃毒物為一體化釓固體可燃毒物，所述低泄漏裝載模式為新燃料組件置于堆芯內圈并與燃耗較淺的舊組件交叉間隔布置，已燃耗較深的舊組件則放置于堆芯最外圈；所述一體化釓可燃毒物的形式為UO₂-Gd₂O₃均勻混合在芯塊中形成載釓燃料棒。

所述首循環采用18個月換料策略具體是指堆芯采用的固體可燃毒物可以是硼硅酸玻璃毒物棒，也可采用一體化釓固體可燃毒物，堆芯燃料組件分四批裝載，可有效展平堆芯功率，提高首循環堆芯安全性。采用硼硅酸玻璃毒物棒時，四批燃料組件數目分別為25、28、44、24個，對應的四種富集度分別為1.9％、2.6％、3.1％、3.7％；采用一體化釓固體可燃毒物時，四批燃料組件數目分別為13、44、40、24個，對應的四種富集度分別為1.8％、2.4％、3.1％、3.9％。

現有的平衡循環裝載方法普遍采用高泄漏的年換料策略，使得平衡循環不容易達到18個月長周期換料的要求。