[发明专利]一种延长压水堆堆芯寿期的方法

说明书

本申请公开了一种延长压水堆堆芯寿期的方法，包括提供UO₂作为压水堆核燃料；以预设核燃料栅格尺寸建立组件；以²⁴⁰Pu作为可燃毒物，利用所述²⁴⁰Pu吸收中子转换成易裂变核素²⁴¹Pu，控制堆芯反应。²⁴⁰Pu做可燃毒物时，既能在寿期初吸收过剩中子，抑制堆芯反应性，又能寿期中后期通过转化生成的易裂变核素²⁴¹Pu补偿堆芯反应性，延长堆芯寿期，是一种较为理想的可燃毒物，且²⁴⁰Pu具有较大的共振截面，含²⁴⁰Pu的堆芯具有负温度系数和空泡系数，反应堆安全性和经济性高，因此该方法能够提高UO₂燃料的利用率，延长压水堆堆芯寿期。

技术领域

本发明属于核反应堆技术领域，特别是涉及一种延长压水堆堆芯寿期的方法。

背景技术

堆芯寿期是体现反应堆性能的关键指标之一，长寿期堆芯是反应堆的发展趋势，目前长寿期堆芯设计主要采用提高堆芯燃料转化比和提高富集度两种方式。在压水反应堆(PWR)中，采用低富集度钍铀燃料和较小水铀比栅格来提高堆芯燃料转化，延长堆芯燃耗寿期，但稠密栅格堆芯的空泡系数会出现正值，不利于反应堆的安全性。采用高富集度的燃料通过提高堆芯初始剩余反应性，从而达到长寿期堆芯的设计，其难点是在反应性的控制和铀富集技术，可见还没有一种完美的解决方案。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种延长压水堆堆芯寿期的方法，能够提高UO₂燃料的利用率，延长压水堆堆芯寿期。

本发明提供的一种延长压水堆堆芯寿期的方法包括：

提供UO₂作为压水堆核燃料；

以预设核燃料栅格尺寸建立组件；

以²⁴⁰Pu作为可燃毒物，利用所述²⁴⁰Pu吸收中子转换成易裂变核素²⁴¹Pu，控制堆芯反应。

优选的，在上述延长压水堆堆芯寿期的方法中，所述预设核燃料栅格尺寸为在欠慢化区栅格范围内，燃料燃耗深度最大的栅格尺寸。

优选的，在上述延长压水堆堆芯寿期的方法中，所述预设核燃料栅格尺寸的确定方式为：

采用DRAGON程序对不同栅距的栅格进行输运-燃耗计算，得到栅格尺寸与燃料燃耗深度的关系，得到的燃料燃耗深度最大的栅格尺寸作为所述预设核燃料栅格尺寸。

优选的，在上述延长压水堆堆芯寿期的方法中，所述预设核燃料栅格尺寸为9.1mm至16mm。

优选的，在上述延长压水堆堆芯寿期的方法中，还包括：设置所述压水堆核燃料的栅格芯体半径为4.0mm至5.0mm。

优选的，在上述延长压水堆堆芯寿期的方法中，还包括：设置所述压水堆核燃料的包壳厚度为0.57mm。

优选的，在上述延长压水堆堆芯寿期的方法中，还包括：设置所述压水堆核燃料的气隙厚度为0.008mm。

优选的，在上述延长压水堆堆芯寿期的方法中，所述UO₂的富集度为3.8％至4.2％。

优选的，在上述延长压水堆堆芯寿期的方法中，所述压水堆核燃料的包壳为锆4合金。

优选的，在上述延长压水堆堆芯寿期的方法中，所述压水堆核燃料的慢化剂和冷却剂为轻水。