一種壓水堆堆芯及其新組件換料裝載方法
2023-04-25 05:35:46 1
專利名稱:一種壓水堆堆芯及其新組件換料裝載方法
技術領域：
本發明涉及壓水堆核電站燃料管理領域，尤其是涉及一種壓水堆堆芯及其新組件換料堆芯裝載方法。
背景技術：
目前國內壓水堆核電站長周期換料，如18個月換料中，使用一種鈾富集度的新燃料組件來進行堆芯裝載方案設計。目前國內壓水堆核電站年度換料，也是使用一種鈾富集度的新燃料組件來進行堆芯裝載方案設計。
以百萬千瓦級壓水堆核電站18個月換料平衡循環裝載方案為例來說明。百萬千瓦級壓水堆核電站157組組件堆芯布置為15行*15列，其堆芯採用正方形橫截面直稜柱形組件。其堆芯四分之一橫截面布置如圖1所示，為8行*8列，其中每個方格代表一組組件。如圖1所示，目前國內壓水堆核電站長周期換料，如18個月換料中，只使用一種鈾富集度的新燃料組件來進行堆芯裝載方案設計。整個堆芯157組組件，其中新燃料組件72組，使用了鈾富集度4.45%的組件；堆芯中燃耗第二個循環的組件有68組，在其進行第一個循環燃耗入堆時鈾富集度同樣為4.45% ;堆芯中燃耗第三個循環的組件有16組，在其進行第一個循環燃耗入堆時鈾富集度同樣為4.45% ;另使用了一組組件作為中心組件。考慮同一批72組組件在堆芯內的使用情況，可以看出，只有16組組件將燃耗三個循環後卸出堆芯，其餘56組組件在燃耗二個循環後已卸出堆芯。由於同一批72組組件只使用了同一種鈾富集度4.45%，這樣，在卸出堆芯時，16組燃耗三個循環後卸出堆芯組件，燃耗較高，剩餘鈾富集度較少；而56組燃耗二個循環後組件燃耗較少，剩餘鈾富集度仍較高，造成了浪費。
發明內容
本發明要解決的技術問題在於，針對現有技術的上述的缺陷，提供一種壓水堆堆芯及其新組件換料裝載方法，降低燃料成本，且可提高燃料使用效率。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:構造一種壓水堆堆芯的新組件換料裝載方法，裝入一批新組件同時卸出同樣數量的已燃耗組件，對於同一批裝入的新組件，其中一部分新組件將在堆芯內燃耗N個循環後卸出堆芯，剩餘部分新組件將在堆芯內燃耗N+1個循環後卸出堆芯，其中，N為自然數，而且，所述一部分新組件在首次入堆時的鈾富集度低於所述剩餘部分新組件在首次入堆時的鈾富集度。
在本發明所述的壓水堆堆芯的新組件換料裝載方法中，所述N為2。
在本發明所述的壓水堆堆芯的新組件換料裝載方法中，所述一部分新組件在首次入堆時的鈾富集度為4.2%，所述剩餘部分新組件在首次入堆時的鈾富集度為4.45%。
在本發明所述的壓水堆堆芯的新組件換料裝載方法中，在所述新組件中加入可燃毒物。
在本發明所述的壓水堆堆芯的新組件換料裝載方法中，所述一部分新組件設置在壓水堆堆芯的以下位置:B08、B09、C09、D08、DIO、D12、E09、Ell、F10、F12、G09、GlU G13、G14、H12、H14 ;所述剩餘部分新組件設置在壓水堆堆芯的以下位置:B10、Cll、E13、F14，而且，全部堆芯的排布按上述位置呈1/4旋轉對稱。
本發明還構造一種壓水堆堆芯，所述壓水堆堆芯裝有一批新組件，其中一部分新組件將在堆芯內燃耗N個循環後卸出堆芯，剩餘部分新組件將在堆芯內燃耗N+1個循環後卸出堆芯，其中，N為自然數，而且，所述一部分新組件在首次入堆時的鈾富集度低於所述剩餘部分新組件在首次入堆時的鈾富集度。
在本發明所述的壓水堆堆芯中，所述N為2。
在本發明所述的壓水堆堆芯中，所述一部分新組件在首次入堆時的鈾富集度為
4.2%，所述剩餘部分新組件在首次入堆時的鈾富集度為4.45%。
在本發明所述的壓水堆堆芯中，所述新組件包含有可燃毒物。
在本發明所述的壓水堆堆芯中，所述一部分新組件設置在壓水堆堆芯的以下位置:B08、B09、C09、D08、DIO、D12、E09、EU、F10、F12、G09、Gil、G13、G14、H12、H14 ;所述剩餘部分新組件設置在壓水堆堆芯的以下位置:B10、Cll、E13、F14，而且，全部堆芯的排布按上述位置呈1/4旋轉對稱。
實施本發明的技術方案，新組件使用兩種富集度組件後，對燃耗較少循環的組件可使用較低富集度，降低燃料成本；而且，可降低其在卸出堆芯時剩餘鈾富集度，並提高燃料使用效率。
下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中:
圖1是現有技術中全部堆芯四分之一的橫截面圖；
圖2是本發明實施例一的全部堆芯四分之一的橫截面圖。
具體實施方式
壓水堆堆芯一般採用批換料的方式，即裝入一批新組件並同時卸出同樣數量的已燃耗組件，以保持堆芯燃料組件總數量不變，並在換料後循環初保證足夠的剩餘反應性。
以百萬千瓦級壓水堆核電站157組組件堆芯布置為15行*15列，其堆芯採用正方形橫截面直稜柱形組件。在這157組組件中，新燃料組件72組，其使用了兩種鈾富集度的組件，兩種鈾富集度分別為4.45%,4.2% ;堆芯中燃耗第二個循環的組件有68組，在其進行第一個循環燃耗入堆時鈾富集度為4.2%或4.45% ;堆芯中燃耗第三個循環的組件有16組，在其進行第一個循環燃耗入堆時鈾富集度同樣為4.45%;另使用了一組組件作為中心組件。對於同一批72組新組件，在N=2時，其中16組組件將燃耗三個(N+1個)循環後卸出堆芯，該16組組件在首次入堆時的鈾富集度為4.45%，其餘56組組件在燃耗二個(N個)循環後已卸出堆芯，該56組組件在首次入堆時的鈾富集度為4.2%。
在圖2所示的全部堆芯四分之一的橫截面圖中，對於新組件，一部分新組件設置在壓水堆堆芯的以下位置:B08、B09、C09、D08、D10、D12、E09、E11、F10、F12、G09、G11、G13、G14、H12、H14，而且這些位置的新組件在首次入堆時的鈾富集度為4.2% ;剩餘部分新組件設置在壓水堆堆芯的以下位置:B10、Cll、E13、F14，而且，這些位置的新組件在首次入堆時的鈾富集度為4.45%。應能理解，全部堆芯的排布按上述位置呈1/4旋轉對稱。[0022]實施該技術方案，新組件使用兩種富集度組件後，對燃耗較少循環的組件可使用較低富集度，降低燃料成本；而且，可降低其在卸出堆芯時剩餘鈾富集度，並提高燃料使用效率。
優選地，還可在新組件中加入可燃毒物，例如，帶有可燃毒物組件為8根、20根和24根釓棒燃料組件，而組件中的釓燃料棒，其芯塊由U02-Gd203均勻混合燒結而成。
以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改、組合和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的權利要求
範圍之內。
權利要求
1.一種壓水堆堆芯的新組件換料裝載方法，其特徵在於，裝入一批新組件同時卸出同樣數量的已燃耗組件，對於同一批裝入的新組件，其中一部分新組件將在堆芯內燃耗N個循環後卸出堆芯，剩餘部分新組件將在堆芯內燃耗N+1個循環後卸出堆芯，其中，N為自然數，而且，所述一部分新組件在首次入堆時的鈾富集度低於所述剩餘部分新組件在首次入堆時的鈾富集度。
2.根據權利要求
1所述的壓水堆堆芯的新組件換料裝載方法，其特徵在於，所述N為2。
3.根據權利要求
2所述的壓水堆堆芯的新組件換料裝載方法，其特徵在於，所述一部分新組件在首次入堆時的鈾富集度為4.2%，所述剩餘部分新組件在首次入堆時的鈾富集度為 4.45%ο
4.根據權利要求
1所述的壓水堆堆芯的新組件換料裝載方法，其特徵在於，在所述新組件中加入可燃毒物。
5.根據權利要求
1所述的壓水堆堆芯的新組件換料裝載方法，其特徵在於，所述一部分新組件設置在壓水堆堆芯的以下位置:B08、B09、C09、D08、DIO、D12、E09、Ell、F10、F12、G09、GlU G13、G14、H12、H14 ;所述剩餘部分新組件設置在壓水堆堆芯的以下位置:B10、C11、E13、F14，而且，全部堆芯的排布按上述位置呈1/4旋轉對稱。
6.一種壓水堆堆芯，其特徵在於，所述壓水堆堆芯裝有一批新組件，其中一部分新組件將在堆芯內燃耗N個循環後卸出堆芯，剩餘部分新組件將在堆芯內燃耗N+1個循環後卸出堆芯，其中，N為自然數，而且，所述一部分新組件在首次入堆時的鈾富集度低於所述剩餘部分新組件在首次入堆時的鈾富集度。
7.根據權利要求
6所述的壓水堆堆芯，其特徵在於，所述N為2。
8.根據權利要求
7所述的壓水堆堆芯，其特徵在於，所述一部分新組件在首次入堆時的鈾富集度為4.2%，所述剩餘部分新組件在首次入堆時的鈾富集度為4.45%。
9.根據權利要求
6所述的壓水堆堆芯，其特徵在於，所述新組件包含有可燃毒物。
10.根據權利要求
6所述的壓水堆堆芯，其特徵在於，所述一部分新組件設置在壓水堆堆芯的以下位置:B08、B09、C09、D08、D10、D12、E09、E11、F10、F12、G09、G11、G13、G14、H12、H14;所述剩餘部分新組件設置在壓水堆堆芯的以下位置:B10、C11、E13、F14，而且，全部堆芯的排布按上述位置呈1/4旋轉對稱。
專利摘要
本發明公開了一種壓水堆堆芯及其新組件換料裝載方法，該新組件換料裝載方法包括裝入一批新組件同時卸出同樣數量的已燃耗組件，對於同一批裝入的新組件，其中一部分新組件將在堆芯內燃耗N個循環後卸出堆芯，剩餘部分將在堆芯內燃耗N+1個循環後卸出堆芯，其中，N為自然數，而且，所述一部分新組件在首次入堆時的鈾富集度低於所述剩餘部分新組件在首次入堆時的鈾富集度。實施本發明的技術方案，新組件使用兩種富集度組件後，對燃耗較少循環的組件可使用較低富集度，降低燃料成本；而且，可降低其在卸出堆芯時剩餘鈾富集度，並提高燃料使用效率。
文檔編號G21C19/20GKCN103151084SQ201310055944
公開日2013年6月12日 申請日期2013年2月21日
發明者張洪 申請人:中科華核電技術研究院有限公司, 中國廣東核電集團有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan