gt;D11，方塊中的數(shù)字表示燃料組件所含的可燃毒物棒的數(shù)量，例如方塊Bll中的數(shù)字“20”代表:方塊Bll所代表的燃料組件中含有20個可燃毒物棒，方塊A08中的數(shù)字“ 16”代表:方塊A08所代表的燃料組件中含有20個可燃毒物棒。堆芯采用的三種不同富集度的燃料組件中富集度最高的燃料組件布置在堆芯的最外圈，而其余的兩種富集度的燃料組件則布置在堆芯的內(nèi)部呈交叉棋盤式布置。
[0021]為了控制初始堆芯剩余反應(yīng)性，延長堆芯壽期并更好地展平堆芯功率分布，在燃料組件導(dǎo)向管中放入了不同數(shù)量的硼硅玻璃可燃毒物棒，或采用一體化釓可燃毒物，其形式為UO2-Gd2O3均勻混合在芯塊中形成載釓燃料棒。所述的燃料組件可以布置8根、12根、16根、20根和24根硼硅玻璃毒物棒或載釓燃料棒。
[0022]上述首循環(huán)堆芯裝載模式，循環(huán)長度為年換料設(shè)計。
[0023]對于第二循環(huán)的設(shè)計，新燃料組件所使用的富集度介于首循環(huán)和后續(xù)循環(huán)新燃料組件的所采用富集度大小之間，即裝入的新燃料組件的富集度大于首循環(huán)中燃料組件的富集度且小于后續(xù)循環(huán)新燃料組件的的富集度。這樣的設(shè)計可以使得過渡比較平緩，兼顧了展平堆芯功率分布的技術(shù)難點和增加堆芯循環(huán)長度的技術(shù)要求。如果后續(xù)循環(huán)新料富集度采用4.45%，則第二循環(huán)可以使用富集度為3.9%的新燃料；如果后續(xù)循環(huán)新料采用的富集度為4.95%，則第二循環(huán)新料富集度可以選用4.2%或4.45%。
[0024]新燃料組件置于堆芯的內(nèi)圈，內(nèi)圈是指堆芯最外圈以內(nèi)的燃料區(qū)域；已燃耗過一個循環(huán)的舊組件置于堆芯的最外圈。
[0025]從第三循環(huán)到平衡循環(huán)，新料所采用的燃料富集度相同且比第二循環(huán)的大；堆芯裝載利用低泄漏模式，即新燃料組件置于堆芯內(nèi)圈并與已燃耗過的組件交叉間隔布置，燃耗較深的舊組件則放置于堆芯最外圈，平衡循環(huán)堆芯循環(huán)長度達到18個月長循環(huán)換料設(shè)計要求。
[0026]從第二循環(huán)開始，堆芯裝載均采用低泄漏方式，圖2給出了一個從第二循環(huán)到平衡循環(huán)典型堆芯的裝載示意圖，由于全堆芯的燃料組件布置遵循1/4旋轉(zhuǎn)對稱，圖中僅給出了四分之一堆芯的布置，橫坐標從外圈向里圈依次由A-H排列，縱坐標從里圈向外圈依次由08-15排列，圖中的方塊代表了燃料組件，圖中空白的方塊代表新燃料組件，例如方塊F08、方塊Ell等，方塊中的數(shù)字表示燃料組件所含的可燃毒物棒的數(shù)量，例如方塊BlO中的數(shù)字“12”代表:方塊BlO所代表的新燃料組件中含有12個可燃毒物棒，方塊B08和方塊B09中的數(shù)字“ 16”代表:方塊B08和方塊B09所代表的新燃料組件中均含有16個可燃毒物棒。如圖2所示，每次加入的新燃料組件中的大多數(shù)置于堆芯的次外圈，一部分放在堆芯更靠內(nèi)的位置。堆芯最外圈放置燃耗較深或燃耗過多個循環(huán)的舊組件。堆芯里圈的已燃耗過的舊組件與新組件相互搭配組合，或者使已燃耗過的組件按燃耗深度的不同呈交叉排列方式。
[0027]從第二循環(huán)開始每次更換1/3?1/2堆芯的燃料組件，固體可燃毒物使用釓，其形式為UO2-Gd2O3均勻混合在芯塊中形成載釓燃料棒。所述發(fā)明后續(xù)循環(huán)新燃料組件帶載釓燃料棒的典型數(shù)量為12根、16根或20根。
[0028]采用本發(fā)明所述堆芯燃料管理方法，從首循環(huán)的年換料設(shè)計逐漸平緩過渡到平衡循環(huán)的18個月長周期換料設(shè)計(循環(huán)長度可達到470至500等效滿功率天)，同時兼顧了堆芯功率分布又增加了后續(xù)循環(huán)堆芯的循環(huán)長度，提升核燃料的利用率和電廠的運行經(jīng)濟性。
[0029]綜上，本發(fā)明公開了一種由177個燃料組件構(gòu)成的壓水堆堆芯的燃料管理方法，實現(xiàn)了反應(yīng)堆從首循環(huán)年換料設(shè)計過渡到平衡循環(huán)的18個月長周期換料的技術(shù)手段。首循環(huán)堆芯采用高泄漏裝載模式，燃料組件可采用3種不等的富集度，其中最高富集度組件放置在堆芯的最外圈，較低富集度的燃料組件在堆芯內(nèi)部呈交叉棋盤式布置。首循環(huán)堆芯固體可燃毒物采用硼硅玻璃或載釓燃料棒，可根據(jù)展平堆芯功率分布的需要，所用燃料組件可布置8、12、16、20或24根毒物棒。后續(xù)循環(huán)采用低泄漏裝載模式，每次換料使用的新燃料組件置于堆芯的內(nèi)圈，堆芯最外圈放置已燃耗過的舊組件。特別地，第二循環(huán)使用的新燃料富集度介于首循環(huán)和后續(xù)循環(huán)新燃料組件富集度之間，第三循環(huán)到平衡循環(huán)新燃料富集度相同且高于第二循環(huán)。后續(xù)循環(huán)新組件采用一體化載釓可燃毒物燃料棒，布置的數(shù)量為12、16或20根不等。本發(fā)明所述技術(shù)方案，尤其是針對由177個燃料組件構(gòu)成的反應(yīng)堆堆芯，實現(xiàn)了從首循環(huán)年換料設(shè)計逐步過渡到平衡循環(huán)的18個月長周期換料設(shè)計，平衡循環(huán)長度可達到470至500個等效滿功率天。該技術(shù)方法同時兼顧了堆芯功率分布又增加了后續(xù)循環(huán)堆芯的循環(huán)長度，確保了堆芯運行安全性，又提升了核燃料的利用率和電廠的運行經(jīng)濟性。
【主權(quán)項】
1.一種由177個燃料組件構(gòu)成的壓水堆堆芯的燃料管理方法，其特征在于，包括以下步驟: 首循環(huán)中，采用三種不同富集度的燃料組件，燃料組件的布置方式采用高泄漏裝載模式，首循環(huán)循環(huán)長度為年換料設(shè)計； 第二循環(huán)中，裝入的新燃料組件的富集度大于首循環(huán)中燃料組件的富集度且小于后續(xù)循環(huán)新燃料組件的的富集度； 從第三循環(huán)開始直至平衡循環(huán)，裝入的新燃料組件的富集度相同且大于第二循環(huán)中裝入的新燃料組件的富集度；平衡循環(huán)堆芯循環(huán)長度可達到470至500個等效滿功率天，實現(xiàn)18個月長周期換料設(shè)計； 從第二循環(huán)開始，堆芯裝載均采用低泄漏裝載方式。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由177個燃料組件構(gòu)成的壓水堆堆芯的燃料管理方法，其特征在于，所述的高泄漏裝載模式為堆芯采用的三種不同富集度的燃料組件中富集度最高的燃料組件布置在堆芯的最外圈，而其余的兩種富集度的燃料組件則布置在堆芯的內(nèi)部呈交叉棋盤式布置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由177個燃料組件構(gòu)成的壓水堆堆芯的燃料管理方法，其特征在于，所述的低泄漏裝載方式為每次裝入的新燃料組件全部布置于堆芯內(nèi)區(qū)，已燃耗過的燃料組件布置于堆芯外區(qū)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由177個燃料組件構(gòu)成的壓水堆堆芯的燃料管理方法，其特征在于，首循環(huán)中燃料組件中含有硼硅玻璃可燃毒物棒或載釓燃料棒，從第二循環(huán)開始，裝入的新燃料組件中含有載釓燃料棒。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種由177個燃料組件構(gòu)成的壓水堆堆芯的燃料管理方法，其特征在于，首循環(huán)中燃料組件中硼硅玻璃可燃毒物棒或載釓燃料棒的根數(shù)為8根、12根、16根、20根或24根; 從第二循環(huán)開始，裝入的新燃料組件中載釓燃料棒的根數(shù)為12根、16根或20根。6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種由177個燃料組件構(gòu)成的壓水堆堆芯的燃料管理方法，其特征在于，所述的載釓燃料棒為由一體化釓可燃毒物均勻混合在芯塊中形成，一體化釓可燃毒物中釓的存在形式U02-Gd203。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由177個燃料組件構(gòu)成的壓水堆堆芯的燃料管理方法，其特征在于，首循環(huán)中，采用三種不同且具有一定梯度富集度的燃料組件，所述三種的富集度為1.8%、2.4%、3.1%、3.7%、3.9%中任意具有一定梯度的三種。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由177個燃料組件構(gòu)成的壓水堆堆芯的燃料管理方法，其特征在于，從第三循環(huán)開始裝入的新燃料組件的富集度為4.45%，第二循環(huán)裝入的新燃料組件的富集度為3.9% ;或從第三循環(huán)開始裝入的新燃料組件的富集度為4.95%，第二循環(huán)裝入的新燃料組件的富集度為4.2%或4.45%。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種由177個燃料組件構(gòu)成的壓水堆堆芯的燃料管理方法，包括以下步驟：首循環(huán)中，采用三種不同富集度的燃料組件，燃料組件的布置方式采用高泄漏裝載模式，首循環(huán)循環(huán)長度為年換料設(shè)計；第二循環(huán)中，裝入的新燃料組件的富集度介于首循環(huán)和平衡循環(huán)新燃料之間；從第三循環(huán)開始直至平衡循環(huán)，裝入的新燃料組件的富集度相同且大于第二循環(huán)新燃料，實現(xiàn)18個月長周期換料設(shè)計；從第二循環(huán)開始，堆芯裝載均采用低泄漏裝載方式。本發(fā)明的有益效果是：實現(xiàn)了從首循環(huán)年換料過渡到平衡循環(huán)18個月長周期換料，實現(xiàn)的過程平緩，既保證了首循環(huán)堆芯的安全性，又能較快地過渡到長周期換料的設(shè)計，提高了電廠的可利用率及負荷因子。
【IPC分類】G21C7/30
【公開號】CN105139901
【申請?zhí)枴緾N201510397893
【發(fā)明人】劉啟偉, 李慶, 陳長, 周金滿, 吳磊, 李向陽, 于穎銳
【申請人】中國核動力研究設(shè)計院
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年7月9日