[发明专利]一种压水堆堆芯的平衡循环18个月换料装载方法

说明书

本发明公开了一种压水堆堆芯的平衡循环18个月换料装载方法，压水堆堆芯由121组燃料组件组成，首循环采用18个月换料策略；从第二循环开始直至平衡循环，每次换料装入全堆1/3数量的新燃料组件，堆芯采用低泄漏装载模式，堆芯采用的固体可燃毒物为一体化钆固体可燃毒物，低泄漏装载模式为新燃料组件置于堆芯内圈并与燃耗较浅的旧组件交叉间隔布置，已燃耗较深的旧组件则放置于堆芯最外圈。本发明所述的平衡循环的装载模式采用完全低泄漏装载模式，降低中子泄漏率，提高燃料利用率；换料时每次装入44组富集度为4.45％到4.95％的载钆新燃料组件，平衡循环堆芯的循环长度不低于480等效满功率天，保证了安全性、提高了经济性。

技术领域

本发明涉及压水堆堆芯换料技术领域，具体涉及一种压水堆堆芯的平衡循环18个月换料装载方法。

背景技术

在核电厂运行管理中，电厂的安全性及经济性常作为重要考量因素。在保证堆芯的安全性基础上，应尽量提高燃料的使用率，以提高电厂经济性。

新建压水堆核电厂的堆芯燃料管理，一般指从首循环到平衡循环堆芯(通常堆芯经历5个或6个燃料循环便达到平衡状态)，确定堆芯所使用的燃料富集度、可燃毒物的类型及各种组件和毒物在堆芯内的布置等，使得反应堆堆芯的设计结果满足核设计准则和电厂总体要求。堆芯燃料管理的优劣直接影响核电厂的经济性和安全性，是后续安全分析或评价的基础。目前，国内六十万千瓦级压水堆新建核电厂的堆芯燃料管理采用高泄漏的年换料策略。

其不足之处在于：作为核电厂寿期内绝大部分时间要采用的平衡循环装载方案，堆芯外围中子注量率较高，组件最大卸料燃耗较小；由于没能实现18个月长周期换料，电厂运行的可利用率没有很好的提高，核电厂经济性还有进一步优化的空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压水堆堆芯的平衡循环18个月换料装载方法，该方法针对由121个燃料组件构成的反应堆堆芯平衡循环，改进平衡循环采用的装载方法，解决现有的装载方法导致的平衡循环换料周期短的问题，通过本发明所述装载方法能够实现平衡循环的18个月长周期换料的设计要求，提高电厂运行的可利用率。

本发明通过下述技术方案实现：

一种压水堆堆芯的平衡循环18个月换料装载方法，压水堆堆芯由121组燃料组件组成，采用这种堆芯的核电厂电功率为六十万千万级，首循环采用18个月换料策略；从第二循环开始直至平衡循环，每次换料装入全堆1/3数量的新燃料组件，新燃料组件的U-235富集度高于首循环燃料组件的U-235富集度，堆芯采用低泄漏装载模式，堆芯采用的固体可燃毒物为一体化钆固体可燃毒物，所述低泄漏装载模式为新燃料组件置于堆芯内圈并与燃耗较浅的旧组件交叉间隔布置，已燃耗较深的旧组件则放置于堆芯最外圈；所述一体化钆可燃毒物的形式为UO₂-Gd₂O₃均匀混合在芯块中形成载钆燃料棒。

所述首循环采用18个月换料策略具体是指堆芯采用的固体可燃毒物可以是硼硅酸玻璃毒物棒，也可采用一体化钆固体可燃毒物，堆芯燃料组件分四批装载，可有效展平堆芯功率，提高首循环堆芯安全性。采用硼硅酸玻璃毒物棒时，四批燃料组件数目分别为25、28、44、24个，对应的四种富集度分别为1.9％、2.6％、3.1％、3.7％；采用一体化钆固体可燃毒物时，四批燃料组件数目分别为13、44、40、24个，对应的四种富集度分别为1.8％、2.4％、3.1％、3.9％。

现有的平衡循环装载方法普遍采用高泄漏的年换料策略，使得平衡循环不容易达到18个月长周期换料的要求。