[发明专利]一种压水堆首循环含硼堆芯的18个月换料装载方法

说明书

本发明公开了一种压水堆首循环含硼堆芯的18个月换料装载方法，压水堆堆芯由121组燃料组件组成，首循环燃料组件按U‑235富集度分为4区，4区的U‑235富集度分别为1.9％、2.6％、3.1％和3.7％，燃料组件数分别为21、32、44和24组，首循环堆芯采用高泄漏装载模式，采用的固体可燃毒物为硼硅酸盐玻璃棒。本发明克服了3区布置难以获得符合要求的核焓升因子的困难，在确保反应堆具有较高安全性的同时，实现了首循环18个月长周期换料设计的技术需求，将循环长度由年换料的387个等效满功率天提高到473个等效满功率天。

技术领域

本发明涉及压水堆堆芯换料技术领域，具体涉及一种压水堆首循环含硼堆芯的18个月换料装载方法。

背景技术

压水堆堆芯燃料管理，一般指从首循环到平衡循环堆芯(通常堆芯经历5个或6个燃料循环便达到平衡状态)，确定堆芯所使用的燃料富集度、可燃毒物的类型及各种组件和毒物在堆芯内的布置等，使得反应堆堆芯的设计结果满足核设计准则和电厂总体要求。堆芯燃料管理的优劣直接影响核电厂的经济性和安全性，是后续安全分析或评价的基础。

目前，国内60万千瓦压水堆核电厂的首循环堆芯装载的传统方法主要为年换料装载方法。堆芯燃料组件分三区装载，三区燃料组件数目分别为41、40、40个，循环长度为387个等效满功率天。

采用上述方法的缺点在于循环长度短，电厂的可利用率低；而对于群堆厂址而言，可能会导致用电低谷时段多机组同时大修，而在高峰时段没有机组大修，对于电厂维修人员的需求波动很大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压水堆首循环含硼堆芯的18个月换料装载方法，解决现有装载方法导致的首循环换料周期短的问题，通过本发明所述装载方法能够快速且容易实现首循环18个月长周期换料的目标。

本发明通过下述技术方案实现：

一种压水堆首循环含硼堆芯的18个月换料装载方法，压水堆堆芯由121组燃料组件组成，首循环燃料组件按U-235富集度分为4区，4区的U-235富集度分别为1.9％、2.6％、3.1％和3.7％，燃料组件数分别为21、32、44和24组，首循环堆芯采用高泄漏装载模式，采用的固体可燃毒物为硼硅酸盐玻璃棒；所述高泄漏装载模式为最高富集度的燃料组件放在堆芯最外圈，而在堆芯内部把富集度较大的组件和富集度较低的组件相互搭配组合。

现有的堆芯燃料组件分三区装载，三区燃料组件数目分别为41、40、40个，对应的三种富集度分别为1.9％、2.6％、3.1％，循环长度为387个等效满功率天。采用该方法的缺点在于循环长度短，电厂的可利用率低；而对于群堆厂址而言，可能会导致用电低谷时段多机组同时大修，而在高峰时段没有机组大修，对于电厂维修人员的需求波动很大。

为了提高提高电厂的利用率，增大反应堆的经济性，需将反应堆的循环周期增加至18个月。堆芯组件如果继续采用3区装载，则需提高最高富集度燃料组件的数量或使用更高富集度的组件，该方法不利于堆芯径向功率分布的展平，难以获得符合设计准则要求的核焓升因子。核焓升因子是堆芯装载方案的重要设计指标之一，根据设计准则要求，核焓升因子应低于某一限值，这一要求可以使反应堆的安全性得到保证。

本发明通过将首循环燃料组件按U-235富集度分为4区，可以减少组件富集度大小的差别，利于堆芯径向功率分布的展平，从而获得符合设计准则要求的核焓升因子，确保反应堆具有较高的安全性。本发明将最高富集度的燃料组件放在堆芯最外圈，在堆芯内部把富集度较大的组件和富集度较低的组件相互搭配组合，在组件内插入硼硅酸盐玻璃棒作为可燃毒物，通过合理设置各区组件的数目，将循环长度由年换料的387个等效满功率天提高到473个等效满功率天，实现了首循环的换料周期达到18个月的目标。

进一步地，首循环中富集度为2.6％、3.1％的两种组件中加入硼硅酸盐玻璃棒作为可燃毒物；富集度为1.8％和3.9％两种组件不使用硼硅酸盐玻璃棒。