[发明专利]一种乏燃料贮存水池临界安全控制方法

说明书

本发明涉及一种乏燃料贮存水池的临界安全控制方法。采用本发明所提供的乏燃料贮存水池的临界安全控制方法，通过在乏燃料贮存水池I区格架边缘位置布置具有一定燃耗深度的乏燃料组件，配合中子吸收板的合理布置，避免了乏燃料贮存水池I区格架边缘位置因一侧组件跌落工况下不满足临界安全限值要求而需要采取的封堵措施，节省了贮存空间，并可确保乏燃料贮存水池在正常和各种可信事故工况下的临界安全，提高了乏燃料贮存水池利用率和经济性。

技术领域

本发明属于乏燃料贮存水池临界安全设计技术领域，涉及一种乏燃料贮存水池临界安全控制方法。

背景技术

核电厂中，乏燃料贮存水池是燃料操作和贮存的重要设施，其主要功能是安全地贮存燃料组件，包括未辐照的新燃料组件、经过辐照的换料组件和不再入堆使用的乏燃料组件，以及可能的破损组件等。从堆芯中卸出的乏燃料具有较强的放射性和较大的衰变热，因此需要采用湿法贮存，并对贮存条件提出了较高的要求。为了提高湿法贮存的经济性，先进的乏燃料贮存将采用密集化的贮存方式，即缩小贮存腔间距，提高贮存容量，由此对贮存系统的临界安全控制提出更高的要求。

核电厂乏燃料贮存水池一般分为两个区：I区格架用于贮存入堆前新燃料组件、计划外停堆时卸出堆芯的燃料组件和燃耗未达到限值要求不能贮存于II区的乏燃料组件，临界安全设计时采用新燃料假设。II区贮存格架设计采用燃耗信用制设计技术，用于贮存燃耗达到规定限值的乏燃料组件。

乏燃料贮存水池格架的临界安全设计中，需要考虑一组新燃料组件意外跌落在格架一侧的事故工况，对于乏燃料贮存水池I区格架，其边缘位置若是装载高初始富集度的新燃料组件，则该工况下的临界安全分析结果会超出临界安全控制限值，不能满足临界安全要求。在工程实践中，一般采用将乏燃料贮存水池I区格架边缘位置进行封堵的方式，减少了乏燃料贮存水池的贮存容量。如何有效的利用贮存水池的空间同时保证临界安全成为需要考虑的问题。

发明内容

针对现有技术中所存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种乏燃料贮存水池临界安全控制方法，避免乏燃料贮存水池I区格架边缘位置因一侧组件跌落工况下不满足临界安全限值要求而采取的封堵措施，节省贮存空间，在确保乏燃料贮存水池正常和各种可信事故工况下临界安全的前提下，提高乏燃料贮存水池利用率和经济性。

为实现此目的，本发明提供一种乏燃料贮存水池临界安全控制方法，所述方法包括如下步骤：

将具有一定燃耗深度的乏燃料组件布置在乏燃料贮存水池I区格架边缘位置；

在燃料贮存腔之间及贮存腔外侧设置中子吸收板，以降低贮存系统的反应性，在确保临界安全的前提下提高乏燃料贮存水池的利用率。

进一步，针对不同的乏燃料初始富集度，设置对应的燃耗限值；

所述具有一定燃耗深度的乏燃料组件为满足初始富集度-燃耗限值的乏燃料组件。

进一步，判断乏燃料组件是否为所述满足初始富集度-燃耗限值的乏燃料组件的方法如下：若乏燃料组件的燃耗深度不小于所述乏燃料组件初始富集度所对应的燃耗限值时，则所述乏燃料组件为满足初始富集度-燃耗限值的乏燃料组件。

进一步，每个乏燃料初始富集度对应的所述燃耗限值，均小于乏燃料贮存水池II区放置的乏燃料组件在相同初始富集度下的乏燃料组件燃耗限值。

进一步，所述中子吸收板采用用于临界安全控制的板状中子吸收材料制成，所述中子吸收材料包括碳化硼、含硼硅酸盐材料、含硼铝基复合材料、含硼有机材料、具有包覆层的金属镉、金属钆、氧化钆、含硼不锈钢、含镉不锈钢、含钆不锈钢中的一种或几种的组合。

进一步，在所述乏燃料贮存水池不同分区格架、不同位置、不同朝向设置不同材料或厚度的所述中子吸收板，以保证乏燃料贮存水池在正常和可信事故工况下满足临界安全限值要求。