[发明专利]一种核电站燃料联合配置方法

说明书

技术领域

本发明涉及燃料联合配置方法，更具体地说，涉及一种提高燃料利用率的核电站燃料联合配置方法。

背景技术

核能发电是一种新型能源。从廿世纪50年代第一座核电站建成以来越来越受到人们重视。据统计，截止2002年底世界上已有30多个国家和地区建成约441座核电站，发电容量约为3.6亿千瓦。正在建造中的约有40座，计划建造的约60座，全部建成装机容量将近5亿千瓦，约占那时世界发电量的20％左右。原子核反应堆通常以铀或钚作核燃料，可控地进行链式裂变反应，并持续不断地将裂变能量带出作功的一种特殊的原子锅炉。

现在在核电站不同堆型之间有核燃料联合配置研究，由于不同堆型之间燃料元件的外形各不相同，所以核燃料在不同堆型之间联合配置时燃料元件有一个解体重组的过程；但在可互换燃料元件的同种堆型的多个机组之间，堆芯核燃料配置设计是相对独立的，缺乏统一的协调优化。

在这种堆芯核燃料配置设计相对独立的条件下，首炉堆芯(对停堆换料堆型即第一循环堆芯)所使用的燃料元件通常均为新燃料元件。新燃料元件的富集度通常采用三种，以大亚湾核电站首炉堆芯为例，三种新燃料元件的富集度分别为1.8％、2.4％和3.1％。

西屋公司的一项专利技术(申请号200510071705.3)提出了一种参照平衡循环堆芯中的反应性分布来优化布置首炉堆芯新燃料元件富集度和数量的方法，以便节省铀资源并更快达到平衡循环。其首炉堆芯设计是完全独立的，仍然全部采用新燃料元件，只是富集度范围更大、新燃料元件种类更多并采用了低泄漏装载方式。

东芝公司的一项专利技术(昭61-66988)提出了一种在沸水堆首炉堆芯中使用运行机组已不能再使用的燃耗过的旧燃料元件代替天然铀新燃料元件的方法，可以节省天然铀新燃料元件的天然铀费用、新燃料制造费用和乏燃料处理费用。但这种方法具有很大的局限性，因为在如压水堆的首炉堆芯中，使用的新燃料元件富集度通常较高(如大亚湾核电站首炉堆芯使用的新燃料元件最低富集度为1.8％，比天然铀的富集度0.71％高得多)，在新启动机组的首炉堆芯中运行机组已不能再使用的燃耗过的旧燃料元件没有合适的替代对象，导致其适用范围小，对其它堆型没有实用价值；对沸水堆也仅节省了天然铀新燃料元件的费用，相对首炉费用而言效果不大。其首炉堆芯设计仍然是完全独立的，只使用了运行机组已不能再使用的燃耗过的旧燃料，对已运行机组的堆芯设计没有互动、没有影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中可互换燃料元件的同种堆型的多个机组之间，堆芯核燃料配置设计相对独立，缺乏统一的协调优化，燃耗利用率低等缺陷，提供一种核电站燃料联合配置方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种核电站燃料联合配置方法，包括在至少一个运行机组和至少一个新启动机组之间进行燃料元件联合配置的步骤：

(S1)针对至少一个运行机组，基于平衡循环或过渡循环堆芯设计，在所述至少一个运行机组中增设至少一个新燃料元件，其中，对不停堆换料堆型，增设意为在一段时间内多换入新燃料元件；

(S2)在运行一个燃烧循环后，基于所述步骤(S1)中增设的新燃料元件，从所述至少一个运行机组中获得比平衡循环或原过渡循环堆芯设计更多的一次旧燃料元件，供备用；其中，对停堆换料堆型，在运行一个燃烧循环后，基于所述步骤(S1)中增设的新燃料元件，从所述至少一个运行机组中获得比平衡循环或原过渡循环设计方案更多的燃耗过一次的旧燃料元件，供备用；对不停堆换料堆型，所述至少一个运行机组在运行一段时间后，基于所述步骤(S1)中增设的新燃料元件，获得比平衡循环或原过渡循环设计方案更多的部分燃耗的旧燃料元件，供备用；

(S3)针对至少一个新启动机组，取预定数量的新燃料元件、以及从所述步骤(S2)中得到的备用的一次旧燃料元件，设置在所述至少一个新启动机组的首炉堆芯中，其中，针对至少一个新启动机组，对停堆换料堆型，取预定数量的新燃料元件、以及从所述步骤(S2)中得到的备用的燃耗过一次的旧燃料元件，设置在所述至少一个新启动机组的首炉堆芯中；对不停堆换料堆型，取预定数量的新燃料元件以及从所述步骤(S2)中得到的备用的部分燃耗的旧燃料元件，设置在至少一个新启动机组的首炉堆芯中。