[发明专利]一种压水堆首循环寿期长度24个月的堆芯装载方法

说明书

技术领域

本发明属于反应堆设计技术领域，涉及一种压水堆首循环寿期长度24个月的堆芯装载方法。

背景技术

在反应堆压水堆堆芯燃料管理中，在保证堆芯的安全性的基础上，提高核燃料的使用率可以延长核电机组的寿期长度，减少停堆次数，从而有效的降低大修费用，提高核电机组能力因子，提升核电厂的经济性。对此，首循环堆芯的装载尤其重要，它一方面决定着首次堆芯装载、首次堆芯循环长度等堆芯相关特性，另一方面也影响着首循环向平衡循环过渡的难易程度。

目前，由177组燃料组件构成的堆芯，平衡循环燃料管理的寿期长度采用18个月的方案，然而首循环采用年换料的堆芯装载。首循环堆芯装载采用高泄漏模式，即将堆芯燃料组件按²³⁵U富集度分为三区，分别为1.8％、2.4％、3.1％，²³⁵U富集度最高的燃料组件布置在堆芯外圈，另外两种²³⁵U富集度较低的燃料组件布置在堆芯内区，其中²³⁵U富集度为2.4％和3.1％的部分燃料组件中含有硼硅酸盐玻璃可燃毒物。这种首循环的堆芯装载，寿期长度仅为335个等效满功率天(Effective Full Power Days,EFPD)。

177堆芯首循环年换料的堆芯装载不仅寿期长度短、燃料利用率不高、经济性低，而且硼硅酸盐玻璃在停堆后取出为固体反射性废物需进行处理，不利于环境保护，另外首循环年换料向18个月平衡循环过渡难度较大。

发明内容

本发明的目的是针对核电站安全设计的要求，提供一种压水堆首循环寿期长度24个月的堆芯装载方法，以延长压水堆堆芯首循环的寿期。

为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供一种压水堆首循环寿期长度24个月的堆芯装载方法，所述的堆芯装载方法装载三种不同²³⁵U富集度的燃烧组件，第一种²³⁵U富集度为4.2-4.5％的燃烧组件装载在堆芯外区，第二种²³⁵U富集度为3.2-3.9％的燃烧组件和第三种²³⁵U富集度为2.0-2.7％的燃烧组件交错装载在堆芯内区；

部分第一种和第二种燃烧组件中包含含钆的燃料棒，所述的含钆的燃料棒中²³⁵U的富集度低于周围不含钆的燃料棒中²³⁵U的富集度。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种压水堆首循环寿期长度24个月的堆芯装载方法，其中每组所述的燃料组件中用燃料棒代替中心仪表管。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种压水堆首循环寿期长度24个月的堆芯装载方法，其中每组所述的燃料组件包括250-280根燃料棒、20-30根导向管。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种压水堆首循环寿期长度24个月的堆芯装载方法，其中压水堆堆内探测仪表放置在离所述的燃料组件中心最近的导向管内。

为满足24个月寿期长度的首循环堆芯，必须装载更多的核燃料，或装载更高²³⁵U富集度的核燃料。压水堆堆芯中，燃料²³⁵U富集度必须≤5％。为避免大幅提高燃料²³⁵U富集度导致的²³⁵U富集度突破5％的风险，本发明取消了原有组件中心仪表管，采用燃料棒进行代替，而将堆内的核测量仪表放置在离燃料组件中心最近的导向管内，提高堆芯的核燃料装载量。采用该方法后，堆芯额外增加了相当于0.67个原采用的核燃料组件的核燃料装载量。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种压水堆首循环寿期长度24个月的堆芯装载方法，其中一种或多种所述的燃烧组件中的部分燃烧组件内部包括不同²³⁵U富集度的燃料棒，自燃烧组件中心至外围，依次布置²³⁵U富集度降低的燃烧棒。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种压水堆首循环寿期长度24个月的堆芯装载方法，其中一种或多种所述的燃烧组件中的部分燃烧组件内部包括2-4种不同²³⁵U富集度的燃料棒。

24个月寿期长度的首循环堆芯，堆芯内的功率峰因子会更高。为了展平功率峰因子，本发明中部分富集度的燃料组件，内部的燃料棒可采用2到4种富集度，优选采用3种富集度。该布置将低富集度燃料棒布置在组件4角，稍高富集度燃料棒布置在组件外圈，将高富集度燃料棒布置在组件内区，通过该方法可有效的降低功率峰因子。