[发明专利]一种不置信硼的乏燃料水池格架临界安全控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及针对反应堆或离堆的乏燃料贮存设施的临界安全控制方法，具体涉及一种不置信硼的乏燃料水池格架临界安全控制方法。

背景技术

目前我国在堆或离堆的乏燃料贮存设施一般采用湿法贮存的方式，在乏燃料水池中放置一定数量以及一定形式的贮存格架，将乏燃料组件放置于贮存格架当中，以贮存间距、放置中子毒物等手段来保证乏燃料水池的次临界安全。为了适应当前贮存的乏燃料组件趋于高初始富集度、高燃耗能力的特点，同时满足核电厂对经济性的要求，在保证核安全的前提下，乏燃料贮存水池使用了高密度贮存的管理方式。通常对乏燃料的贮存采用分区策略，II区采用燃耗信任制策略用于贮存满足燃耗装载曲线的乏燃料组件，并在可信事故下置信池水中一定量的硼保证次临界安全，I区用于不满足II区贮存条件的乏燃料组件和新燃料组件的贮存。

在我国标准HAD102/15-2007中关于次临界度有如下要求：“……如果池水中包含可溶性中子吸收剂，则只有假设无法提供能够引起池水稀释的补给水时，才可在研究次临界度时加以考虑。可溶性中子吸收剂和燃耗两种信用不应同时应用于相同的贮存区域。”据此，目前我国乏燃料贮存水池的II区设计存在不满足该标准要求的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述在乏燃料贮存区域同时采用可溶性中子吸收剂和燃耗两种置信方法的不足，提供一种乏燃料水池格架临界安全控制方法，实现贮存区域仅使用燃耗信任制而不置信可溶硼来保证次临界安全。

本发明的技术方案如下：一种不置信硼的乏燃料水池格架临界安全控制方法，在乏燃料贮存格架周边设置隔离区，降低燃料组件跌落事故带来的反应性增加，同时增加乏燃料组件的贮存间距，降低整个系统的反应性。

进一步，如上所述的不置信硼的乏燃料水池格架临界安全控制方法，其中，所述的乏燃料贮存格架周边隔离区的设置方法是：针对可能紧靠一组跌落的新燃料组件的格架，将格架最外侧的贮存孔道封闭，以增加跌落的新燃料组件与贮存格架内乏燃料之间的间距。

进一步，如上所述的不置信硼的乏燃料水池格架临界安全控制方法，其中，所述的增加乏燃料组件的贮存间距至250mm。

本发明的有益效果如下：采用本发明的技术方案之后乏燃料贮存水池可以实现在正常和可信事故工况下依靠添加固体中子毒物和置信乏燃料组件的燃耗的手段在保证临界安全的要求的情况下实现高密度贮存，无需同时置信池水中的可溶硼。

附图说明

图1为现有技术中密集贮存区格架整体布置图；

图2为图1所示的密集贮存区域的乏燃料装载曲线图；

图3为本发明的密集贮存区格架整体布置图；

图4为图3所示的密集贮存区域的乏燃料装载曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

对乏燃料贮存水池进行临界安全设计和分析时，必须考虑正常贮存工况和事故贮存工况，要求在各种工况下考虑各种不确定性影响因素之后均满足k_eff小于0.95的安全限值。所考虑的事故工况主要有：池水中的硼水密度因温度升高而密度减小、新燃料组件跌落在贮存格架的上方、新燃料组件跌落在贮存格架外、新燃料组件误装入贮存格架位置以及地震事故引起的格架间间距减小等。

以一个M310堆型的乏燃料贮存水池II区为例，该区格架的整体布置图如图1所示，贮存格架以硼钢作为固体中子毒物，贮存单元内采用L型的布置方式，乏燃料贮存间距为240mm。正常工况下，该密集贮存区域的乏燃料装载曲线如图2所示，属于曲线上方的乏燃料组件，即一定初始富集度下燃料组件的燃耗深度应达到对应曲线上的燃耗深度或高于此燃耗深度才能放入该区格架中进行贮存。对于该贮存区考虑了上述的一些事故工况，其中最严重的事故工况为一组新燃料组件跌落在格架外的事故，通过比较该事故下格架系统的反应性和正常工况下格架系统的反应性可得知该事故向系统中引入的正反应性⊿k_eff，通过置信水中一定量的硼浓度来抵消事故带来的反应性增加量。