[发明专利]一种使用已辐照燃料元件替代一次中子源的方法

说明书

技术领域

本发明涉及核反应堆设计技术领域，具体地，涉及一种使用已辐照燃料元件替代一次中子源的方法。

背景技术

反应堆在装料和启动期间，需要对堆芯裂变反应率及其变化进行监测，从而防止反应堆达到无法控制的瞬发临界状态。国内在役核电厂，在首循环中，监测使用的是堆外源量程探测器，距离堆芯较远，在堆芯引入一次中子源(一般为Cf-252源)，可以提高探测器处的中子注量率和计数率。目前，一个典型的压水堆核电厂堆芯，会在堆芯对称的引入2个一次中子源组件。

一次中子源的使用有以下缺点：1)Cf-252源生产困难，生产成本高；2)需要设计制造专门的一次中子源组件，增加额外的设备。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种首循环取消一次中子源组件的使用已辐照燃料元件替代一次中子源的方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

一种使用已辐照燃料元件替代一次中子源的方法，堆芯不装载和不使用一次中子源组件，在首循环中装载一个或多个从其它已运行反应堆中获取的已辐照燃料组件，利用已辐照燃料组件释放的中子使探测器处的中子计数率满足要求，同时已辐照燃料组件留存的易裂变核素满足首循环物理设计要求。

进一步的，所述的堆芯采用177个燃料组件。

进一步的，所述的已辐照燃料为经过两次循环的燃料组件。

进一步的，将已辐照燃料组件布置在堆芯外围，使得在反应堆启动期间，探测器处计数率和裂变中子所占份额能够满足物理启动要求。

进一步的，在首循环装料阶段的早期，将已辐照燃料组件置于堆芯最外围，即最接近源量程探测器的位置；在首循环装料阶段的后期，在外围燃料组件基本布置完毕后，将所述已辐照燃料组件从堆芯外围移至装载图位置。在整个装料期间，探测器处计数率满足装料监测要求。

综上，本发明的有益效果是：

1、本发明提出了使用已辐照燃料组件替代一次中子源组件的方法，高富集度燃料组件在经过2次循环后，产生了能够通过自裂变反应与(α，n)反应产生中子的核素，同时燃料中仍然存在大量易裂变核素，在其他反应堆的首循环使用这些中等燃耗的已辐照燃料组件，既可以满足物理设计要求，又可以满足堆外源量程探测器的测量要求。

2、可以在首循环取消一次中子源组件的，在满足堆芯装料和启动临界安全监督要求的情况下，避免一次中子源组件带来的Cf-252源生产、设备制造和辐射防护问题。

3、利用已辐照燃料释放的中子和留存的易裂变核素，满足首循环反应堆装料和物理启动期间的临界安全要求以及物理设计相关要求，避免了Cf-252源生产带来的困难，降低反应堆设备采购成本。

附图说明

图1是应用本发明的177堆芯压水堆核电厂反应堆装料顺序示例；

图2是应用本发明的177堆芯压水堆核电厂反应堆装载示例。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例：

以采用177个燃料组件的压水堆核电厂堆芯为例。

如图1-2所示，一种使用已辐照燃料元件替代一次中子源的方法，取消布置在反应堆堆芯中的一次中子源组件，在首循环装料阶段的早期，在首循环中装载不少于4个从其它已运行反应堆中获取的已辐照燃料组件，已辐照燃料组件留存的易裂变核素需满足首循环物理设计要求，利用已辐照燃料组件释放的中子使探测器处的中子计数率满足要求，优选的，将已辐照燃料组件置于堆芯最外围，即最接近源量程探测器(即图1中的SCR1，SCR2)的位置，使得在反应堆启动期间，探测器处计数率和裂变中子所占份额能够满足物理启动要求，本实施中采用已辐照燃料为燃料组件，如果只采用4个已辐照燃料组件，单个燃料组件燃耗深度应大于40000MWd/tU，如果已辐照燃料组件数量更多，则已辐照燃料组件燃耗形成的中子源强之和不得低于4个燃耗深度为40000MWd/tU的中子源强之和。