[发明专利]压水堆核电站反应堆堆芯燃料组件换料方法

说明书

本申请是申请人于2007年9月26日提交的申请号为200710077351.2的发明专利申请的分案申请，通过引用将其全部内容结合到本申请。

技术领域

本发明属于压水堆堆芯燃料管理领域，尤其涉及中国压水堆核电站百万千瓦机组中反应堆堆芯燃料组件18个月换料方法。

背景技术

在压水堆核电站反应堆堆芯燃料组件布置中，传统的反应堆堆芯内的装载模式是高泄漏(OUT-IN)模式，即将堆芯燃料组件按照富集度的不同分为3个富集区，其中富集度最高的燃料组件放在堆芯的外区，另外两种富集度较低的燃料组件以国际象棋盘的方式布置在堆芯内区。在换料时通常是年度换料，每次换料更换1/3堆芯燃料组件，将燃耗最深的燃料组件取走，新燃料组件放入外区，其余已燃耗燃料组件则在堆芯内区重新布置，重新布置的依据是尽量使堆芯径向功率分布均匀。

这种传统的堆芯装载模式，首循环中的初始堆芯燃料组件富集度较低，实现的循环长度较短，约为330等效满功率天(Effective Full Power Days，EFPD)，燃耗低，燃料利用经济性不是很好。而在后续循环中换料时采用OUT-IN的装载模式，该装载模式的缺点是由于新燃料组件布置在堆芯外区导致中子泄漏率高，从而使压力壳寿命降低以至于影响了整个核电站的寿命。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种压水堆核电站百万千瓦机组中反应堆堆芯燃料组件18个月换料方法，旨在解决传统的堆芯燃料组件采用OUT-IN模式布置以及年度换料每次更新1/3燃料组件的方法，导致燃料组件循环周期短、燃耗低的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种压水堆核电站反应堆堆芯燃料组件换料方法，包括下述步骤：

将反应堆堆芯燃料组件按照富集度的不同分为三个富集区；

首循环中，加入可燃毒物的燃料组件带8根、12根、16根可燃毒物棒，按18个月的循环长度，将高富集度的燃料组件置于堆芯外区，将低富集度的燃料组件置于堆芯内区，且初堆芯燃料组件的富集度分别为3.9％、3.1％和2.0％；

后续循环中，从第二循环开始，按4.45％的富集度，快速过渡到平衡循环，采用18个月换料，每次更换1/2～1/3堆芯的燃料组件，并将新燃料组件置于堆芯内区，已燃耗过的燃料组件置于堆芯外区。

本发明实施例采用上述压水堆核电站反应堆堆芯燃料组件换料方法，提高了初始堆芯燃料组件的富集度，改变可燃毒物的布置方式，使首循环实现了473等效满功率天的循环长度，延长了循环周期；实现了较低的功率峰因子，满足国际安全准则；提高了燃耗，在后续循环中实现了完全低中子泄漏装载，有相当高的经济性和运行灵活性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的中国压水堆核电站百万千瓦机组18个月换料方法中首循环堆芯燃料组件布置的示意图，它表示出四分之一堆芯的布置；

图2是本发明实施例提供的中国压水堆核电站百万千瓦机组18个月换料方法中平衡循环堆芯燃料组件布置的示意图，它表示出四分之一堆芯的布置。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例，首循环中，将高富集度的燃料组件置于堆芯外区，将低富集度的燃料组件置于堆芯内区；后续循环中，将新燃料组件置于堆芯内区，已燃耗过的燃料组件置于堆芯外区。通过提高燃料组件的富集度，改变可燃毒物的数目，实现了完全低泄漏装载。

压水堆核电站反应堆堆芯由157组全M5材料的AFA 3G燃料组件构成，堆芯燃料活性段高度为365.76cm，等效直径304.04cm，高径比为1.203。每个全M5AFA 3G燃料组件燃料棒按17×17方阵排列，去除24根导向管和1根仪表管，共264根燃料棒。

在本发明实施例中，第一循环(首循环)堆芯燃料组件都是新组件，按²³⁵U的富集度不同分为三个富集区。三个富集区的富集度可以分别为2.0％、3.1％和3.9％，燃料组件数分别为45、56和56个，如表一所示。富集度最高的燃料组件装在堆芯外区，另外两种富集度较低的燃料组件按棋盘式布置在堆芯内区，即燃耗浅的组件被燃耗深的组件包围着以展平堆芯功率分布。

表一