CN109686467A - 一种压水堆燃料组件破损修复方法 - Google Patents

一种压水堆燃料组件破损修复方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种压水堆燃料组件破损修复方法,包括如下步骤:确定破损燃料棒在燃料组件中的位置信息;根据破损燃料棒的位置信息确定破损燃料棒是否有相邻的导向管;根据判断结果执行相应燃料棒更换策略,若是,则执行第一燃料棒更换策略;若否,则执行第二燃料棒更换策略。本发明通过采用不锈钢棒替换损伤燃料棒修复损伤燃料组件并回堆使用,保证压水堆堆芯安全运行,避免降低核电厂运行经济性。

Description

一种压水堆燃料组件破损修复方法
技术领域
本发明涉及核电站技术领域,具体涉及一种压水堆燃料组件破损修复方法。
背景技术
在核电厂正常运行过程中,由于一回路杂物的存在或燃料操作失误,出现了少量燃料棒损伤的情况,燃料棒损伤会导致放射性物质泄漏到冷却剂中或者增加泄漏风险,为了避免冷却剂放射性水平超过限值,带有破损燃料棒的组件必须在停堆换料时卸出堆芯并且不能进入后续循环继续运行,同时为保持后续燃料棒循环堆芯径向功率分布的对称性,破损燃料组件对称位置的组件往往也不能进入后续燃料循环的运行,由于多根破损燃料组件提取卸出堆芯,燃料的利用率将大大降低,核电厂运行的经济性也将受到影响。目前,修复燃料棒通常采用不锈钢棒来替代破损燃料棒,但直接替换会导致偏离泡核沸腾现象。
发明内容
本发明目的在于提供一种压水堆燃料组件破损修复方法,降低组件修复后冷壁效应对最小偏离泡核沸腾比的影响,以保证压水堆堆芯安全运行,不出现偏离泡核沸腾现象。
为了实现本发明目的,本发明实施例提供一种压水堆燃料组件破损修复方法,包括如下步骤:
确定破损燃料棒在燃料组件中的位置信息;
根据破损燃料棒的位置信息判断破损燃料棒是否有相邻的导向管;
根据判断结果执行相应燃料棒更换策略,若是,则执行第一燃料棒更换策略;若否,则执行第二燃料棒更换策略。
其中,所述执行第一燃料棒更换策略具体包括:
将破损燃料棒抽出以及在燃料组件的预设区域抽出一根完好燃料棒,将所述完好燃料棒放入破损燃料棒位置并将不锈钢棒放入预设区域抽出的燃料棒位置。
其中,所述执行第二燃料棒更换策略具体包括:
将破损燃料棒从燃料组件中抽出,并将不锈钢棒放入抽出破损燃料棒的位置。
其中,所述不锈钢管外径小于导向管外径,使得燃料棒栅元叠加冷壁的冷壁效应弱于导向管栅元。
其中,所述燃料组件包括多根燃料棒和多根导向管,所述多根燃料棒和多根导向管按行列方式排列;所述预设区域至少包括第一区域,所述第一区域包括位于燃料组件边缘一行燃料棒的至少一部分和/或一列燃料棒的至少一部分,且所述位于燃料组件边缘一行燃料棒以及一列燃料棒中没有设置导向管。
其中,所述预设区域至少包括第二区域,所述第二区域包括若干燃料棒,且所述第二区域邻接所述第一区域。
其中,所述第二区域燃料棒数量较所述第一区域燃料棒数量少。
其中,所述第二区域的燃料棒数量小于等于五根。
其中,所述第二区域包括五根燃料棒,在该五根燃料棒中,两根燃料棒位于所述第一区域的行燃料棒相邻的一行燃料棒中,两根燃料棒位于所述第一区域的列燃料棒相邻的一列燃料棒中,有一根燃料棒同时位于所述第一区域的行燃料棒相邻的一行燃料棒和所述第一区域的列燃料棒相邻的一列燃料棒中。
其中,所述第一区域为连续区域。
其中,所述第二区域为连续区域。
实施本发明实施例具有以下有益效果:
本发明实施例提供一种压水堆燃料组件破损修复方法,包括梳理划分破损燃料棒在组件中的位置,针对不同破损燃料棒位置,提出采用不同的不锈钢棒替代策略来修复燃料组件,从而降低冷壁效应对最小偏离泡核沸腾比的影响,提高了换不锈钢棒操作的安全性,以保证压水堆堆芯安全运行,不出现偏离泡核沸腾现象。并且大大缩短破损修复后组件再入堆热工安全分析所用的时间,提高了换不锈钢棒操作的经济性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所述一种压水堆燃料组件破损修复方法流程图。
图2为本发明实施例所述燃料组件结构示意图。
附图标记:
燃料棒1,导向管2,第一区域3,第二区域4。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的设备。尽管在附图中示出了实施例的各种方面,但是除非特别指出,不必按比例绘制附图。
另外,为了更好的说明本发明,在下文的具体实施例中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解,没有某些具体细节,本发明同样可以实施。在一些实例中,对于本领域技术人员熟知的工艺、设备和仪控等未作详细描述,以便于凸显本发明的主旨。
如图1所示,本发明实施例提供一种压水堆燃料组件破损修复方法,其可以应用于157盒组件和177盒组件的压水堆中,所述方法包括如下步骤:
S1确定破损燃料棒1在燃料组件中的位置信息;
S2根据破损燃料棒1的位置信息判断破损燃料棒1是否有相邻的导向管2;
S3根据判断结果执行相应燃料棒1更换策略,若是,则执行第一燃料棒1更换策略;若否,则执行第二燃料棒1更换策略。
其中,本实施例中燃料组件结构如图2所示。图2所示的燃料组件中有1根燃料棒1破损有两种类型,一种是破损燃料棒1紧邻导向管2(即燃料棒1位于导向管栅元),另一种是破损燃料棒1四周都是燃料棒1(即燃料棒1位于燃料棒栅元)。
具体而言,采用单根不锈钢棒替代破损燃料棒1,对于热工安全分析而言,相当于对原导向管栅元或燃料棒栅元叠加了一个新的冷壁。
其中,所述执行第一燃料棒1更换策略具体包括:
将破损燃料棒1抽出以及在燃料组件的预设区域抽出一根完好燃料棒1,将所述完好燃料棒1放入破损燃料棒1位置并将不锈钢棒放入预设区域抽出的燃料棒1位置。
具体而言,也就是相当于导向管栅元中更换了一根不锈钢棒,相当于原导向管栅元中出现控制棒和不锈钢棒两个冷壁,出现冷壁效应叠加。然而在临界热流密度试验中,并未考虑此种冷壁效应叠加的试验。因此,本发明实施例提出将破损燃料棒1抽出,然后图2中预设区域也抽出一根燃料棒1,然后将预设区域抽出的完好的燃料棒1放入破损燃料棒1位置,最后将不锈钢棒放入红色区域抽出的燃料棒1位置。
本实施例更换策略能够降低冷壁效应,由于临界热流密度试验未考虑冷壁效应叠加(导向管栅元叠加冷壁)的情况,如需分析这种情况,就需要重新做试验,需要占用大量的经济成本和时间成本。而采用本实施例更换策略更换后,不存在冷壁效应叠加情况,原临界热流密度试验结果可用,不需要开展新的试验,可以节省大量的经济成本和时间成本,提高不锈钢棒更换修复燃料组件的经济性和安全性。
其中,所述执行第二燃料棒1更换策略具体包括:
将破损燃料棒1从燃料组件中抽出,并将不锈钢棒放入抽出破损燃料棒1的位置。
具体而言,燃料棒栅元中更换一根不锈钢棒后,由于不锈钢棒不发热,燃料棒栅元叠加冷壁,相当于多了一个导向管2冷壁,能够降低冷壁效应,原临界热流密度试验可以分析此种情况,不需要开展新的试验,可以节省大量的经济成本和时间成本,提高不锈钢棒更换修复燃料组件的经济性和安全性。
优选地,所述不锈钢管外径小于导向管2外径,使得燃料棒栅元叠加冷壁的冷壁效应弱于导向管栅元。
在一些实施例中,所述燃料组件包括多根燃料棒1和多根导向管2,所述多根燃料棒1和多根导向管2按行列方式排列;所述预设区域至少包括第一区域3,所述第一区域3包括位于燃料组件边缘一行燃料棒1的至少一部分和/或一列燃料棒1的至少一部分,且所述位于燃料组件边缘一行燃料棒1以及一列燃料棒1中没有设置导向管2。
在一些实施例中,所述预设区域至少包括第二区域4,所述第二区域4包括若干燃料棒1,且所述第二区域4邻接所述第一区域3。
在一些实施例中,所述第二区域4燃料棒1数量较所述第一区域3燃料棒1数量少。
在一些实施例中,所述第二区域4的燃料棒1数量小于等于五根。可以理解的是,所述第二区域4可以包括图2所示的第二区域4中的五根燃料棒1中的任意一根、两根、三根、四根或全部五根燃料棒1。
在一些实施例中,所述第二区域4包括五根燃料棒1,在该五根燃料棒1中,两根燃料棒1位于所述第一区域3的行燃料棒1相邻的一行燃料棒1中,两根燃料棒1位于所述第一区域3的列燃料棒1相邻的一列燃料棒1中,有一根燃料棒1同时位于所述第一区域3的行燃料棒1相邻的一行燃料棒1和所述第一区域3的列燃料棒1相邻的一列燃料棒1中。
在一些实施例中,所述第一区域3为连续区域,如图2中用虚线圈出的部分。
在一些实施例中,所述第二区域4为连续区域,如图2中用虚线圈出的部分。
需说明的是,本实施例方法中所述第一区域3和第二区域4发生偏离泡核沸腾的可能性非常低,因此不锈钢棒更换到此处,即使出现冷壁效应,也不会出现偏离泡核沸腾现象。
通过以上描述可知,本发明实施例提供一种压水堆燃料组件破损修复方法,包括梳理划分破损燃料棒在组件中的位置,针对不同破损燃料棒位置,提出采用不同的不锈钢棒替代策略来修复燃料组件,从而降低冷壁效应对最小偏离泡核沸腾比的影响,提高了换不锈钢棒操作的安全性,以保证压水堆堆芯安全运行,不出现偏离泡核沸腾现象。并且大大缩短破损修复后组件再入堆热工安全分析所用的时间,提高了换不锈钢棒操作的经济性。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (11)

1.一种压水堆燃料组件破损修复方法,其特征在于,包括如下步骤:
确定破损燃料棒在燃料组件中的位置信息;
根据破损燃料棒的位置信息确定破损燃料棒是否有相邻的导向管;
根据判断结果执行相应燃料棒更换策略,若是,则执行第一燃料棒更换策略;若否,则执行第二燃料棒更换策略。
2.如权利要求1所述的压水堆燃料组件破损修复方法,其特征在于,所述执行第一燃料棒更换策略具体包括:
将破损燃料棒抽出以及在燃料组件的预设区域抽出一根完好燃料棒,将所述完好燃料棒放入破损燃料棒位置并将不锈钢棒放入预设区域抽出的燃料棒位置。
3.如权利要求1所述的压水堆燃料组件破损修复方法,其特征在于,所述执行第二燃料棒更换策略具体包括:
将破损燃料棒从燃料组件中抽出,并将不锈钢棒放入抽出破损燃料棒的位置。
4.如权利要求2或3所述的压水堆燃料组件破损修复方法,其特征在于,所述不锈钢管外径小于导向管外径。
5.如权利要求2或3所述的压水堆燃料组件破损修复方法,其特征在于,所述燃料组件包括多根燃料棒和多根导向管,所述多根燃料棒和多根导向管按行列方式排列;所述预设区域至少包括第一区域,所述第一区域包括位于燃料组件边缘一行燃料棒的至少一部分和/或一列燃料棒的至少一部分,且所述位于燃料组件边缘一行燃料棒以及一列燃料棒中没有设置导向管。
6.如权利要求5所述的压水堆燃料组件破损修复方法,其特征在于,所述预设区域至少包括第二区域,所述第二区域包括若干燃料棒,且所述第二区域邻接所述第一区域。
7.如权利要求6所述的压水堆燃料组件破损修复方法,其特征在于,所述第二区域燃料棒数量较所述第一区域燃料棒数量少。
8.如权利要求6所述的压水堆燃料组件破损修复方法,其特征在于,所述第二区域的燃料棒数量小于等于五根。
9.如权利要求6所述的压水堆燃料组件破损修复方法,其特征在于,所述第二区域包括五根燃料棒,在该五根燃料棒中,两根燃料棒位于所述第一区域的行燃料棒相邻的一行燃料棒中,两根燃料棒位于所述第一区域的列燃料棒相邻的一列燃料棒中,有一根燃料棒同时位于所述第一区域的行燃料棒相邻的一行燃料棒和所述第一区域的列燃料棒相邻的一列燃料棒中。
10.如权利要求5所述的压水堆燃料组件破损修复方法,其特征在于,所述第一区域为连续区域。
11.如权利要求6所述的压水堆燃料组件破损修复方法,其特征在于,所述第二区域为连续区域。
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