[发明专利]反应堆及减少核反应堆中子泄漏的屏蔽燃料组件

说明书

技术领域

本发明涉及核电领域，更具体地说，涉及一种反应堆及减少核反应堆中子泄漏的屏蔽燃料组件。

背景技术

通常燃料组件主要由上管座、核堆芯部件压制组件、下管座、定位格架、导向管、仪表管(个别类型燃料组件无仪表管)和燃料棒组成。通常在一个17*17燃料组件内设置有264根燃料棒，在现有技术方案中，在同一个燃料组件内燃料棒的材料、结构和尺寸是完全相同的。

图1描述了目前核电站在现有技术方案中15*15反应堆堆芯内燃料组件布置及压力容器位置示意图。从反应堆中心线出发，径向依次有堆芯、围板、反射层水和成型板、吊篮、水层、热屏蔽、辐照监督管、水层、反应堆压力容器等，

压力容器(RPV)寿命主要取决于能量高于0.1MeV的快中子对其的辐照效应，而能量高于1MeV的快中子对材料的辐照损伤脆化起主导作用。通过对反应堆压力容器快中子注量进行计算及分析，可为反应堆压力容器的寿命评估提供相关依据。

首先通过记录压力容器内表面圆周方向的快中子注量率，确定快中子注量在圆周方向的最大值位置。图2给出了典型核电厂“40年末压力容器RPV内表面快中子注量圆周方向270-360度分布”示意图。从图2中可以看出，反应堆压力容器快中子注量峰值出现在圆周方向0°(即360°)位置，同时较大值都出现在该峰值附近较小角度内，其它角度为平缓谷底，峰值与平缓值差别超过一倍，峰值与谷底值差别甚至超过一倍以上。由于堆芯为1/4对称，另外三个角度90°、180°、270°同样为峰值位置。

根据上述分析，如果在压力容器快中子注量峰值角度附近布置特殊类型的燃料组件，通过降低其功率值，可以将压力容器快中子注量降低1/3或一半以上。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种改进的反应堆及减少核反应堆中子泄漏的屏蔽燃料组件。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种减少核反应堆中子泄漏的屏蔽燃料组件，包括格架；

所述格架上形成有若干排栅格，所述栅格内设有屏蔽材料形成的棒状屏蔽件，以形成屏蔽，减少堆芯中子泄漏。

优选地，所述屏蔽件至少间隔分布在所述格架的一排栅格内。

优选地，所述屏蔽件在对应的所述格架的一排栅格内均有设置。

优选地，所述屏蔽件为不锈钢材质形成的不锈钢棒。

优选地，所述屏蔽件设置在所述格架的一边缘的栅格内。

优选地，所述格架的各边上的栅格内均设有屏蔽材料形成的屏蔽件。

优选地，所述格架的一边向与其相对的另一边排列有至少一排屏蔽件。

优选地，所述格架上的其他栅格内设有燃料棒。

优选地，所述格架上的屏蔽件和燃料棒的分布相对中线对称；或，相对中心中心对称。

优选地，所述格架上的栅格内全设有所述屏蔽件。

本发明还构造一种反应堆，包括压力容器和设置在所述压力容器内的堆芯，所述堆芯包括若干燃料组件，在压力容器内表面圆周方向排布的燃料组件中部分或全部为所述的屏蔽燃料组件。

优选地，所述屏蔽燃料组件设置在所述压力容器快中子注量峰值对应的峰值区间内。

实施本发明的反应堆及减少核反应堆中子泄漏的屏蔽燃料组件，具有以下有益效果：屏蔽件起到屏蔽作用，用于降低堆芯外围组件的功率，以达到减少中子泄漏，提高堆芯中子使用效率，以及降低压力容器快中子注量等目的。另外，还能大幅减少压力容器所受中子注量，提高其使用寿命，降低了成本。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是核电站在现有技术方案中15X15反应堆堆芯内燃料组件布置及压力容器位置示意图；

图2是图1中的压力容器内表面快中子注量圆周方向270-360度分布示意图；

图3是燃料组件的结构示意图；

图4是屏蔽燃料组件的格架中设置屏蔽件时的排布示意图；

图5是本发明实施例中的屏蔽燃料组件位于与峰值区间最大值对应的角度上时的示意图；

图6是本发明其他实施例中两个屏蔽燃料组件位于峰值区间最大值位置对应的燃料组件的两侧时的示意图；

图7是本发明其他实施例中三个屏蔽燃料组件中的其中一个位于与峰值区间最大值对应的角度位置上，另外两个位于最大值位置对应的屏蔽燃料组件的两侧时的示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。