[發明專利]一種多輻照目標材料輻照考驗堆芯結構及布置和運行方法

有效

• 申請號: 201910506312.2
• 申請日: 2019-06-12
• 公開（公告）號: CN110211710B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 徐濤忠;朱磊;劉水清;楊斌;鄧才玉;陳啟兵;向玉新;康長虎;張平;馬立勇
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: G21C5/12
• 分類號: G21C5/12;G21C23/00;G21K5/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 廖慧敏

本發明公開了一種多輻照目標材料輻照考驗堆芯結構及布置和運行方法，解決了目前在HFETR材料輻照中，對于不同目標注量要求的材料無法做到同時入堆、同時轉面、同時出堆的問題。本發明從上至下依次將HFETR堆芯的橫排柵元用A至V的字母編號，從左至右依次將HFETR堆芯的斜排柵元用1至12的數字編號，將G7、P15和K7位置設置為輻照孔道，在該輻照孔道內設置安裝有目標材料的輻照裝置；與G7相鄰的位置處設置兩個強吸收體靶件，與K7相鄰的位置處設置一個強吸收體靶件和一個鈹塊，與P15相鄰的位置處設置一個鈹塊和兩個強吸收體靶件。本發明能夠在不改變燃料元件數量的前提下，滿足三批次材料同時入堆同時轉面同時出堆且同時達到目標值的效果。

技術領域

本發明涉及一種堆芯裝載布置方式領域，具體涉及一種多輻照目標材料輻照考驗堆芯結構及其布置方法。

背景技術

高通量工程試驗堆(簡稱HFETR)是我國自主設計建造的壓力殼型工程試驗堆，反應堆采用鈹水慢化、鈹作反射層的設計不僅減少了堆芯的鈾裝載量，而且使反應堆堆芯布置具有很大的靈活性。HFETR至今已運行30余年，開展了多方面的燃料材料試驗研究、同位素生產及輻照加工等工作，為我國國防建設和核能事業的發展做出了重大貢獻。

以往研究堆輻照多批次不同目標值的材料，需要分多爐次進行，這樣既不利于材料研發的進度，也不利于反應堆運行的經濟性。但根據先進反應堆研發要求，需要在HFETR堆的輻照孔道內進行三批次壓力容器材料輻照考驗，其中子(E＞1MeV)注量目標值分別為6.8(±10％)×10¹⁹n/cm²、7.5(±10％)×10¹⁹n/cm²和9.0(±10％)×10¹⁹n/cm²。為了滿足進度要求及盡量使輻照環境相同，需要保證三批材料同時入堆、同時轉面、同時出堆，且同時滿足輻照目標值，并且輻照偏差在10％以內。

目前在HFETR材料輻照中，對于不同目標注量要求的材料無法做到三個“同時”。而且，在HFETR堆芯設計中，反應堆同時要滿足同位素輻照生產任務、燃料輻照任務的復雜程度前所未有。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：目前在HFETR材料輻照中，對于不同目標注量要求的材料無法做到同時入堆、同時轉面、同時出堆的問題，目的在于提供一種多輻照目標材料輻照考驗堆芯結構及其布置方法，通過結構以及布置方法的優化設計，能夠有效保證不同目標注量要求的材料能夠同時入堆、同時轉面、同時出堆，同時達到目標值并且輻照考驗偏差更小。

本發明通過下述技術方案實現：

一種多輻照目標材料輻照考驗堆芯結構，從上至下依次將HFETR堆芯的橫排柵元用A至V的字母編號，從左至右依次將HFETR堆芯的斜排柵元用1至12的數字編號，其特征在于，將G7、P15和K7位置設置為輻照孔道，在該輻照孔道內設置安裝有目標材料的輻照裝置；

與G7相鄰的位置處設置兩個強吸收體靶件，與K7相鄰的位置處設置一個強吸收體靶件和一個鈹塊，與P15相鄰的位置處設置一個鈹塊和兩個強吸收體靶件。

根據先進反應堆研發要求，需要在HFETR堆的Φ63孔道內進行三批次壓力容器材料輻照考驗，其中子(E＞1MeV)注量目標值分別為6.8(±10％)×10¹⁹n/cm²、7.5(±10％)×10¹⁹n/cm²和9.0(±10％)×10¹⁹n/cm²，為了滿足進度要求及盡量使輻照環境相同，需要保證三批材料同時入堆、同時轉面、同時出堆，且同時滿足輻照目標值。