[发明专利]压力容器的堆芯结构及堆芯装载方法

说明书

技术领域

本发明涉及核电领域，更具体地说，涉及一种压力容器的堆芯结构及堆芯装载方法。

背景技术

在现有技术方案中，通常一个核反应堆堆芯1中装载的燃料组件11，其裂变材料类型和富集度、可燃毒物富集度等可能不同，即燃料棒包壳内装载的材料可能每个组件不同，但构成每个组件的上管座、核堆芯1部件压制组件、下管座、定位格架、导向管、仪表管(个别类型燃料组件11无仪表管)和燃料棒等，通常其尺寸和材料所有组件都一样。

通常，每个燃料组件11内设置有264根燃料棒，在同一个燃料组件11内燃料棒的材料、结构和尺寸是完全相同的。

图1描述了目前核电站在现有技术方案中15*15反应堆堆芯1内燃料组件11布置及压力容器2位置示意图。从反应堆中心线出发，径向依次有堆芯1、围板、反射层水和成型板、吊篮、水层、热屏蔽、辐照监督管、水层、反应堆压力容器2等。

压力容器2(RPV)寿命主要取决于能量高于0.1MeV的快中子对其的辐照效应，而能量高于1MeV的快中子对材料的辐照损伤脆化起主导作用。

压力容器2内圈周向上的快中子注量分布不均，会导致压力容器2周圈局部位置会提前脆化，导致整个压力容器2的寿命降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种压力容器的堆芯结构及堆芯装载方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种压力容器的堆芯装载方法，所述压力容器内排布有若干燃料组件，所述方法包括以下步骤：

得出快中子注量在所述压力容器内表面圆周方向的分布情况，确定在周向上的峰值区间；

将所述峰值区间对应的外圈的燃料组件部分或全部替换为带有屏蔽作用的屏蔽燃料组件。

优选地，根据堆芯的结构和类型，对反应堆压力容器快中子注量进行计算，得出快中子注量的分布情况。

优选地，所述屏蔽燃料组件为将燃料组件中的燃料棒部分或全部替换为屏蔽材料的燃料组件。

优选地，所述屏蔽燃料组件为将燃料组件中的燃料棒部分或全部替换为屏蔽材料制成的屏蔽棒的燃料组件。

优选地，所述屏蔽棒包括不锈钢棒。

优选地，在所述压力容器内表面周向上分布有若干个所述峰值区间。

优选地，部分或全部所述峰值区间分别设置一个屏蔽燃料组件，且该屏蔽燃料组件位于与所述峰值区间最大值位置对应的相同的角度上。

优选地，部分或全部所述峰值区间分别设置两个屏蔽燃料组件，两个所述屏蔽燃料组件位于最大值位置对应的燃料组件的两侧。

优选地，部分或全部所述峰值区间分别设置三个屏蔽燃料组件，其中一个位于与所述峰值区间最大值位置对应的相同的角度上，另外两个位于最大值位置对应的屏蔽燃料组件的两侧。

本发明还构造一种压力容器的堆芯结构，所述压力容器内排布有若干燃料组件，在所述压力容器内表面圆周方向排布的燃料组件中部分或全部为带有屏蔽作用的屏蔽燃料组件。

优选地，所述屏蔽燃料组件为将燃料组件中的燃料棒部分或全部替换为屏蔽材料的燃料组件。

优选地，所述屏蔽燃料组件为将燃料组件中的燃料棒部分或全部替换为屏蔽材料制成的屏蔽棒的燃料组件。

优选地，在所述压力容器内表面周向上分布有至少一个快中子注量的峰值区间，所述屏蔽燃料组件设置在所述峰值区间对应的范围内。

优选地，在所述压力容器内表面周向上分布有若干个快中子注量的峰值区间，部分或全部所述峰值区间分别设置一个屏蔽燃料组件，且该屏蔽燃料组件位于与所述峰值区间最大值位置对应的相同的角度上。

优选地，在所述压力容器内表面周向上分布有若干个快中子注量的峰值区间，部分或全部所述峰值区间分别设置两个屏蔽燃料组件，两个所述屏蔽燃料组件位于最大值位置对应的燃料组件的两侧。

优选地，在所述压力容器内表面周向上分布有若干个快中子注量的峰值区间，部分或全部所述峰值区间分别设置三个屏蔽燃料组件，其中一个位于与所述峰值区间最大值位置对应的相同的角度上，另外两个位于最大值位置对应的屏蔽燃料组件的两侧。

实施本发明的压力容器的堆芯结构及堆芯装载方法，具有以下有益效果：本发明的堆芯结构及装载方法使压力容器圈周向上的快中子注量分布更加的均匀，降低压力容器所受快中子注量；对已投入运营的核电厂，在压力容器及堆内构件无法改造增设屏蔽结构时，本方法仍可较容易的通过布置带有屏蔽作用的屏蔽燃料组件来实施屏蔽，降低了成本。

附图说明