[发明专利]一种高温气冷堆堆芯分区装料的装置及方法

说明书

本发明公开了一种高温气冷堆堆芯分区装料的装置及方法，包括反应堆压力容器、燃耗测量系统、乏燃料系统、燃料装卸系统、新燃料系统及三通阀组；反应堆压力容器内装载有高温气冷堆燃料球，反应堆压力容器底部的出口与燃耗测量系统的入口相连通，燃耗测量系统的出口与乏燃料系统的入口及燃料装卸系统的入口相连通，新燃料系统的出口与燃料装卸系统的入口相连通，燃料装卸系统出口经三通阀组与反应堆压力容器顶部的N个入料口相连通，反应堆压力容器内的堆芯装载分区划分为N个装料分区，其中一个装料分区对应一个入料口，各入料口与对应装料分区相连通，该装置及方法能够有效解决堆芯燃耗不均匀和较高的功率峰因子的问题。

技术领域

本发明属于核反应堆堆芯装料领域，涉及一种高温气冷堆堆芯分区装料的装置及方法。

背景技术

当前压水堆核电机组堆芯一般使用整组燃料组件进行优化的分区装料策略，即将新燃料组件和经过一个燃料循环周期、两个燃料循环周期的燃料组件在堆芯内重新布置，在充分提高反应堆核燃料燃耗水平的基础上，尽可能的展平反应堆堆芯内功率分布，降低功率峰因子；同时降低中子泄漏率，减少反应堆压力容器的中子注入量。

高温气冷堆为球状燃料元件，由燃料装卸系统经管道逐一输送至反应堆压力容器顶部中央，自由下落填充形成堆芯燃料区。这样会在堆芯中部形成较高的凸起，导致反应堆中心功率峰因子较大，堆芯温度较高。同时新燃料装料后也落入堆芯中心区域，进一步加剧了反应堆中心功率峰值和燃料温度；由于堆芯燃料均匀布置，导致堆芯中部燃料球燃耗较高，堆芯外侧燃料球燃耗深度较低，卸料燃耗深度在68000-88000MWD/tU,不同区域燃料球燃耗深度差距大，不利于核燃料的充分利用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种高温气冷堆堆芯分区装料的装置及方法，该装置能够有效解决堆芯燃耗不均匀和较高的功率峰因子的问题。

为达到上述目的，本发明所述的高温气冷堆堆芯分区装料的装置包括反应堆压力容器、燃耗测量系统、乏燃料系统、燃料装卸系统、新燃料系统及三通阀组。

反应堆压力容器内设置有高温气冷堆燃料球，反应堆压力容器底部的出口与燃耗测量系统的入口相连通，燃耗测量系统的出口与乏燃料系统的入口及燃料装卸系统的入口相连通，新燃料系统的出口与燃料装卸系统的入口相连通，燃料装卸系统出口经三通阀组与反应堆压力容器顶部的N个入料口相连通，反应堆压力容器内的堆芯装载分区划分为N个装料分区，其中一个装料分区对应一个入料口，各入料口与对应装料分区相连通。

还包括三通阀组控制系统，其中，燃耗测量系统的输出端与三通阀组控制系统的输入端相连接，三通阀组控制系统的输出端与三通阀组的控制端相连接。

N等于16。

堆芯装载分区由内到外划分为中心圆形区域、第一环形区域、第二环形区域及第三环形区域，其中，所述中心圆形区域、第一环形区域、第二环形区域及第三环形区域均平均分为五个装料区域。

高温气冷堆首次装料时，第三环形区域中各装料分区装入的燃料球与石墨球比例为20:80；第二环形区域中各装料分区装入的燃料球与石墨球比例为60:40；第一环形区域中各装料分区装入的燃料球与石墨球比例为40:60；中心圆形区域中各装料分区装入的燃料球与石墨球比例为30:70。

一种高温气冷堆堆芯分区装料的方法，高温气冷堆首次装料时，第三环形区域中各装料分区装入的燃料球与石墨球比例为20:80；第二环形区域中各装料分区装入的燃料球与石墨球比例为60:40；第一环形区域中各装料分区装入的燃料球与石墨球比例为40:60；中心圆形区域中各装料分区装入的燃料球与石墨球比例为30:70。