[發(fā)明專利]一種高溫氣冷堆堆芯分區(qū)裝料的裝置及方法

有效

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• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112309595B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設計）人: 姚堯;武方杰;余儼;張瑞祥;韓傳高;馬成文;王超;劉馳
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: G21C19/20
• 分類號: G21C19/20;G21C19/18;G21C17/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 房鑫

本發(fā)明公開了一種高溫氣冷堆堆芯分區(qū)裝料的裝置及方法，包括反應堆壓力容器、燃耗測量系統(tǒng)、乏燃料系統(tǒng)、燃料裝卸系統(tǒng)、新燃料系統(tǒng)及三通閥組；反應堆壓力容器內裝載有高溫氣冷堆燃料球，反應堆壓力容器底部的出口與燃耗測量系統(tǒng)的入口相連通，燃耗測量系統(tǒng)的出口與乏燃料系統(tǒng)的入口及燃料裝卸系統(tǒng)的入口相連通，新燃料系統(tǒng)的出口與燃料裝卸系統(tǒng)的入口相連通，燃料裝卸系統(tǒng)出口經三通閥組與反應堆壓力容器頂部的N個入料口相連通，反應堆壓力容器內的堆芯裝載分區(qū)劃分為N個裝料分區(qū)，其中一個裝料分區(qū)對應一個入料口，各入料口與對應裝料分區(qū)相連通，該裝置及方法能夠有效解決堆芯燃耗不均勻和較高的功率峰因子的問題。

技術領域

本發(fā)明屬于核反應堆堆芯裝料領域，涉及一種高溫氣冷堆堆芯分區(qū)裝料的裝置及方法。

背景技術

當前壓水堆核電機組堆芯一般使用整組燃料組件進行優(yōu)化的分區(qū)裝料策略，即將新燃料組件和經過一個燃料循環(huán)周期、兩個燃料循環(huán)周期的燃料組件在堆芯內重新布置，在充分提高反應堆核燃料燃耗水平的基礎上，盡可能的展平反應堆堆芯內功率分布，降低功率峰因子；同時降低中子泄漏率，減少反應堆壓力容器的中子注入量。

高溫氣冷堆為球狀燃料元件，由燃料裝卸系統(tǒng)經管道逐一輸送至反應堆壓力容器頂部中央，自由下落填充形成堆芯燃料區(qū)。這樣會在堆芯中部形成較高的凸起，導致反應堆中心功率峰因子較大，堆芯溫度較高。同時新燃料裝料后也落入堆芯中心區(qū)域，進一步加劇了反應堆中心功率峰值和燃料溫度；由于堆芯燃料均勻布置，導致堆芯中部燃料球燃耗較高，堆芯外側燃料球燃耗深度較低，卸料燃耗深度在68000-88000MWD/tU,不同區(qū)域燃料球燃耗深度差距大，不利于核燃料的充分利用。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的缺點，提供了一種高溫氣冷堆堆芯分區(qū)裝料的裝置及方法，該裝置能夠有效解決堆芯燃耗不均勻和較高的功率峰因子的問題。

為達到上述目的，本發(fā)明所述的高溫氣冷堆堆芯分區(qū)裝料的裝置包括反應堆壓力容器、燃耗測量系統(tǒng)、乏燃料系統(tǒng)、燃料裝卸系統(tǒng)、新燃料系統(tǒng)及三通閥組。

反應堆壓力容器內設置有高溫氣冷堆燃料球，反應堆壓力容器底部的出口與燃耗測量系統(tǒng)的入口相連通，燃耗測量系統(tǒng)的出口與乏燃料系統(tǒng)的入口及燃料裝卸系統(tǒng)的入口相連通，新燃料系統(tǒng)的出口與燃料裝卸系統(tǒng)的入口相連通，燃料裝卸系統(tǒng)出口經三通閥組與反應堆壓力容器頂部的N個入料口相連通，反應堆壓力容器內的堆芯裝載分區(qū)劃分為N個裝料分區(qū)，其中一個裝料分區(qū)對應一個入料口，各入料口與對應裝料分區(qū)相連通。

還包括三通閥組控制系統(tǒng)，其中，燃耗測量系統(tǒng)的輸出端與三通閥組控制系統(tǒng)的輸入端相連接，三通閥組控制系統(tǒng)的輸出端與三通閥組的控制端相連接。

N等于16。

堆芯裝載分區(qū)由內到外劃分為中心圓形區(qū)域、第一環(huán)形區(qū)域、第二環(huán)形區(qū)域及第三環(huán)形區(qū)域，其中，所述中心圓形區(qū)域、第一環(huán)形區(qū)域、第二環(huán)形區(qū)域及第三環(huán)形區(qū)域均平均分為五個裝料區(qū)域。

高溫氣冷堆首次裝料時，第三環(huán)形區(qū)域中各裝料分區(qū)裝入的燃料球與石墨球比例為20:80；第二環(huán)形區(qū)域中各裝料分區(qū)裝入的燃料球與石墨球比例為60:40；第一環(huán)形區(qū)域中各裝料分區(qū)裝入的燃料球與石墨球比例為40:60；中心圓形區(qū)域中各裝料分區(qū)裝入的燃料球與石墨球比例為30:70。

一種高溫氣冷堆堆芯分區(qū)裝料的方法，高溫氣冷堆首次裝料時，第三環(huán)形區(qū)域中各裝料分區(qū)裝入的燃料球與石墨球比例為20:80；第二環(huán)形區(qū)域中各裝料分區(qū)裝入的燃料球與石墨球比例為60:40；第一環(huán)形區(qū)域中各裝料分區(qū)裝入的燃料球與石墨球比例為40:60；中心圓形區(qū)域中各裝料分區(qū)裝入的燃料球與石墨球比例為30:70。