CN103680652A - 首循环采用一种富集度的燃料组件的堆芯装载方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及反应堆设计技术，具体涉及一种首循环采用一种富集度的燃料组件的堆芯装载方法。所述的堆芯由177组燃料组件组成，在首循环中，所有燃料组件均采用富集度为2.2%的AFA3G燃料组件。本发明将堆芯外圈的富集度由原来的3.1％降到2.2％，其中子注量泄漏减少了，提高了燃料的利用率，而且首循环采用一种富集度的燃料组件，减少了燃料组件的富集度种类。

Description

首循环采用一种富集度的燃料组件的堆芯装载方法
技术领域
本发明涉及反应堆设计技术，具体涉及一种首循环采用一种富集度的燃料组件的堆芯装载方法。
背景技术
在由177组燃料组件组成的压水堆核电站反应堆堆芯首循环燃料组件布置中，传统的布置方法是：将堆芯燃料组件按照富集度的不同分为三区布置，这三区的富集度分别为1.8％、2.4％、3.1％，其中富集度为1.8％的燃料组件不含固体可燃毒物，富集度为2.4％和3.1％的燃料组件中可能含有固体可燃毒物，在首循环中使用的固体可燃毒物为硼硅酸盐玻璃。传统的布置方法是将富集度高（3.1％）的燃料组件布置在堆芯外圈，其中子注量泄漏较大。如果采用一种接近传统首循环的平均富集度（2.38％）的燃料组件，堆芯外圈的富集度降低了，其中子注量泄漏减少，提高了燃料的利用率。而且如果采用一种富集度的燃料组件，能减少燃料组件的富集度种类。
发明内容
本发明的目的在于提供一种177组燃料组件组成的反应堆堆芯首循环装载方法，旨在解决首循环中高富集度的燃料组件布置在堆芯外圈造成的中子注量泄漏较大的问题。
本发明的技术方案如下：首循环采用一种富集度的燃料组件的堆芯装载方法，堆芯由177组燃料组件组成，在首循环中，所有燃料组件均采用富集度为2.2%的燃料组件。
进一步，如上所述的首循环采用一种富集度的燃料组件的堆芯装载方法，其中，所述的燃料组件的燃料棒按17×17方阵排列，包含264根燃料棒、24根导向管和1根仪表管。
更进一步，如上所述的首循环采用一种富集度的燃料组件的堆芯装载方法，其中，所述堆芯的燃料活性段高度为365.76cm，等效直径为322.8cm，高径比为1.13。
更进一步，如上所述的首循环采用一种富集度的燃料组件的堆芯装载方法，其中，首循环堆芯的燃料组件含有4根、8根、20根或24根硼可燃毒物棒。
本发明的有益效果如下：本发明将堆芯外圈的富集度由原来的3.1％降到2.2％，其中子注量泄漏减少了，提高了燃料的利用率，而且首循环采用一种富集度的燃料组件，减少了燃料组件的富集度种类，而且，燃料组件的设计方案完全满足安全准则。
附图说明
图1为本发明实施例提供的177组燃料组件组成的反应堆堆芯首循环装载方法中堆芯燃料组件布置的示意图，图中燃料组件内的数字表示组件中含硼可燃毒物棒的数目。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
本发明实施例，在177组燃料组件组成的反应堆堆芯首循环中，使用一种富集度为2.2％的燃料组件，选取合适的可燃毒物棒布置，重新布置燃料组件在堆芯内的位置，使首循环达到年换料要求。
177组燃料组件组成的反应堆堆芯由177组全M5材料的AFA3G燃料组件构成，堆芯燃料活性段高度为365.76cm，等效直径为322.8cm，高径比为1.13。每个全M5AFA3G燃料组件的燃料棒按17×17方阵排列，包含264根燃料棒、24根导向管和1根仪表管。
一个17×17燃料组件的导向管内，可以含有4根、8根、12根、16根、20根或24根硼可燃毒物棒，给设计带来较大的灵活性。本发明实施例中，首循环堆芯的燃料组件根据硼可燃毒物棒的数量分为四种类型如下：含4根、8根、20根或24根硼可燃毒物棒。
首循环中，初始堆芯燃料组件都是新燃料组件，富集度为2.2％。
图1是本发明实施例提供的177组燃料组件组成的堆芯首循环装载方法中堆芯燃料组件布置的示意图，其中燃料组件内的数字表示组件中含硼可燃毒物棒的数目。
横坐标从右往左依次由A-R排列，纵坐标从上往下依次由1－15排列。在首循环中，初始堆芯的C04、C12、D03、D13、M03、M13、N04、N12位置布置的燃料组件含有4根硼可燃毒物棒；初始堆芯的B07、B09、G02、G14、J02、J14、P07、P09位置布置的燃料组件含有8根硼可燃毒物棒；初始堆芯的C06、C08、C10、D05、D07、D09、D11、E04、E06、E08、E10、E12、F03、F05、F11、F13、G04、G12、H03、H05、H11、H13、J04、J12、K03、K05、K11、K13、L04、L06、L08、L10、L12、M05、M07、M09、M11、N06、N08、N10位置布置的燃料组件含有20根硼可燃毒物棒；初始堆芯的F07、F09、G06、G08、G10、H07、H09、J06、J08、J10、K07、K09位置布置的燃料组件含有24根硼可燃毒物棒。
堆芯装载优化设计布置是在基本安全准则的前提下，综合考虑了燃料管理性能参数得出的。首循环的燃料管理计算结果如表一所示。
表一燃料管理计算结果
Figure BDA0000429235400000041
以上首循环中的初始堆芯装载方案满足基本设计参数：FDH≤1.65；FQ≤2.45和基本安全准则，其中FDH为焓升因子，FQ为热点因子。从表一的计算结果可以得出此方案首循环中对新燃料组件的设计方案完全满足安全准则。
采用该方案首循环装载方法后，外围组件相对功率从传统布置时的0.6～1.0降到0.5～0.8。传统布置时外围富集度为3.1％组件的累积平均相对功率为0.84，采用该方案后的相应位置组件的累积平均相对功率为0.72，即外围组件的相对功率降低了17％，减少了中子泄漏，减少了压力壳的中子注量率，能延长压力壳的使用寿命。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.首循环采用一种富集度的燃料组件的堆芯装载方法，堆芯由177组燃料组件组成，其特征在于：在首循环中，所有燃料组件均采用富集度为2.2%的燃料组件。
2.如权利要求1所述的首循环采用一种富集度的燃料组件的堆芯装载方法，其特征在于：所述的燃料组件的燃料棒按17×17方阵排列，包含264根燃料棒、24根导向管和1根仪表管。
3.如权利要求2所述的首循环采用一种富集度的燃料组件的堆芯装载方法，其特征在于：所述堆芯的燃料活性段高度为365.76cm，等效直径为322.8cm，高径比为1.13。
4.如权利要求2或3所述的首循环采用一种富集度的燃料组件的堆芯装载方法，其特征在于：首循环堆芯的燃料组件含有4根、8根、20根或24根硼可燃毒物棒。
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