[發明專利]六邊形套管型燃料堆芯孔道核設計檢驗堆芯及試驗方法

有效

• 申請號: 201811069819.8
• 申請日: 2018-09-13
• 公開（公告）號: CN109273108B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 王連杰;婁磊;魏彥琴;黃世恩;夏榜樣;于穎銳;唐輝;李鋒;彭航
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: G21C5/06
• 分類號: G21C5/06;G21C5/16;G21C17/116;G21C23/00
• 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

本發明公開了六邊形套管型燃料堆芯孔道核設計檢驗堆芯及試驗方法，所述堆芯包括燃料組件、鈹組件、鋁組件、控制棒組件、孔道、和水柵元，堆芯共布置265個位置，分別為20盒燃料組件、37盒鈹組件、67盒鋁組件、12個控制棒組件、2個孔道和115個水柵元，20盒燃料組件集中布置堆芯的中央區域，37盒鈹組件圍繞燃料組件布置在燃料組件的內側和外側，67盒鋁組件圍繞鈹組件布置，12個控制棒組件間隔布置于鈹組件和燃料組件之間，2個孔道布置于燃料組件外圍且在鋁組件內側，孔道設置在鈹組件之間，每個燃料組件、鈹組件、鋁組件、控制棒組件和水柵元各占1個位置。本發明能夠滿足檢驗核設計程序對六邊形套管型燃料堆芯孔道計算可靠性的需求。

技術領域

本發明涉及核反應堆設計技術領域，具體涉及六邊形套管型燃料堆芯孔道核設計檢驗堆芯及試驗方法。

背景技術

核反應堆的發展離不開試驗堆，試驗堆對各種反應堆堆型的開發有非常重要的作用。先進試驗堆的發展趨勢是具有高的熱中子或快中子注量率，數目多的實驗孔道，包括一定數量的大尺寸孔道。

對比文獻1(發明專利：高熱中子注量率堆芯，專利號201210183206.3)公開了一種高熱中子注量率堆芯，該堆芯包括燃料組件、控制棒組件和鈹組件；燃料組件為六邊形套管型燃料組件，若干個燃料組件呈環形緊湊布置，在燃料組件環形區域的內側形成熱中子阱；緊挨燃料組件環形區域的外側布置有若干個六邊形鈹組件，形成倒中子阱；若干根控制棒組件按兩行兩列呈“井”字型間隔布置在燃料組件之間。所述高熱中子注量率堆芯，在保證安全及結構可行的前提下，有利于提高輻照孔道內熱中子注量率，增強和拓寬試驗堆的輻照能力和應用范圍。

對比文獻2(發明專利：高快中子注量率堆芯，專利號201210182828.4)公開了一種高快中子注量率堆芯，該堆芯包括燃料組件、控制棒組件和鈹組件；燃料組件為六邊形套管型燃料組件，若干個燃料組件呈環形緊湊布置，最內層環上有6個燃料組件，在其環形區域的中心處形成快中子阱；緊挨燃料組件環形區域的外側布置有若干個六邊形鈹組件，形成倒中子阱；若干根控制棒組件按兩行兩列呈“井”字型間隔布置在燃料組件之間。所述高快中子注量率堆芯，滿足國際限制的U-235富集度水平和國內的燃料芯體制造及冷卻劑流速設計水平的要求，可獲得較高的輻照孔道內快中子注量率水平，增強和拓寬試驗堆的輻照能力和應用范圍。

對比文獻1和對比文獻2分別公開了一種高熱、高快中子注量率堆芯，其燃料組件均采用六邊形套管型燃料組件，堆芯包括燃料組件、控制棒組件、鈹組件等堆芯部件。先進試驗堆均可裝載一定數量的實驗孔道，孔道主要用于放置輻照考驗樣件，是試驗堆堆芯中的重要部件。因此，有必要針對六邊形套管型燃料組件堆芯，開展臨界物理試驗，以檢驗堆芯核設計程序對孔道的計算精度和可靠性。

發明內容

本發明的目的在于提供六邊形套管型燃料堆芯孔道核設計檢驗堆芯，以滿足檢驗核設計程序對孔道計算可靠性的需求，依據本發明所述堆芯布置開展臨界物理試驗，可有效檢驗核設計程序對六邊形套管型燃料堆芯內孔道計算的精度和可靠性。

此外，本發明還涉及上述檢驗堆芯的試驗方法。

本發明通過下述技術方案實現：

六邊形套管型燃料堆芯孔道核設計檢驗堆芯，所述堆芯包括燃料組件、鈹組件、鋁組件、控制棒組件、孔道、和水柵元，所述燃料組件為六邊形套管型燃料組件，所述鈹組件為六邊形鈹組件，鋁組件為六邊形鋁組件，所述控制棒組件由圓柱形控制棒和外六角內圓形導向管組成，所述水柵元為六邊形水柵元，所述孔道為圓形孔道，所述堆芯共布置265個位置，分別為20盒燃料組件、37盒鈹組件、67盒鋁組件、12個控制棒組件、2個孔道和115個水柵元，20盒燃料組件集中布置在以L12為中心位置的堆芯的中央區域，37盒鈹組件圍繞燃料組件布置在燃料組件的內側和外側，67盒鋁組件圍繞鈹組件布置，12個控制棒組件間隔布置于鈹組件和燃料組件之間，2個孔道布置于燃料組件外圍且在鋁組件內側，孔道設置在鈹組件之間，每個燃料組件、鈹組件、鋁組件、控制棒組件和水柵元各占1個位置，每個孔道占7個六邊形柵元位置。