首循环采用一种富集度的燃料组件的堆芯装载方法

摘要

本发明涉及反应堆设计技术，具体涉及一种首循环采用一种富集度的燃料组件的堆芯装载方法。所述的堆芯由177组燃料组件组成，在首循环中，所有燃料组件均采用富集度为2.2%的AFA3G燃料组件。本发明将堆芯外圈的富集度由原来的3.1％降到2.2％，其中子注量泄漏减少了，提高了燃料的利用率，而且首循环采用一种富集度的燃料组件，减少了燃料组件的富集度种类。

说明书

技术领域

本发明涉及反应堆设计技术，具体涉及一种首循环采用一种富集度的燃料 组件的堆芯装载方法。

背景技术

在由177组燃料组件组成的压水堆核电站反应堆堆芯首循环燃料组件布置 中，传统的布置方法是：将堆芯燃料组件按照富集度的不同分为三区布置，这 三区的富集度分别为1.8％、2.4％、3.1％，其中富集度为1.8％的燃料组件不 含固体可燃毒物，富集度为2.4％和3.1％的燃料组件中可能含有固体可燃毒物， 在首循环中使用的固体可燃毒物为硼硅酸盐玻璃。传统的布置方法是将富集度 高（3.1％）的燃料组件布置在堆芯外圈，其中子注量泄漏较大。如果采用一种 接近传统首循环的平均富集度（2.38％）的燃料组件，堆芯外圈的富集度降低 了，其中子注量泄漏减少，提高了燃料的利用率。而且如果采用一种富集度的 燃料组件，能减少燃料组件的富集度种类。

发明内容

本发明的目的在于提供一种177组燃料组件组成的反应堆堆芯首循环装 载方法，旨在解决首循环中高富集度的燃料组件布置在堆芯外圈造成的中子 注量泄漏较大的问题。

本发明的技术方案如下：首循环采用一种富集度的燃料组件的堆芯装载 方法，堆芯由177组燃料组件组成，在首循环中，所有燃料组件均采用富集 度为2.2%的燃料组件。

进一步，如上所述的首循环采用一种富集度的燃料组件的堆芯装载方法， 其中，所述的燃料组件的燃料棒按17×17方阵排列，包含264根燃料棒、24 根导向管和1根仪表管。

更进一步，如上所述的首循环采用一种富集度的燃料组件的堆芯装载方 法，其中，所述堆芯的燃料活性段高度为365.76cm，等效直径为322.8cm， 高径比为1.13。

更进一步，如上所述的首循环采用一种富集度的燃料组件的堆芯装载方 法，其中，首循环堆芯的燃料组件含有4根、8根、20根或24根硼可燃毒物 棒。

本发明的有益效果如下：本发明将堆芯外圈的富集度由原来的3.1％降 到2.2％，其中子注量泄漏减少了，提高了燃料的利用率，而且首循环采用 一种富集度的燃料组件，减少了燃料组件的富集度种类，而且，燃料组件的 设计方案完全满足安全准则。

附图说明

图1为本发明实施例提供的177组燃料组件组成的反应堆堆芯首循环装载 方法中堆芯燃料组件布置的示意图，图中燃料组件内的数字表示组件中含硼可 燃毒物棒的数目。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

本发明实施例，在177组燃料组件组成的反应堆堆芯首循环中，使用一种 富集度为2.2％的燃料组件，选取合适的可燃毒物棒布置，重新布置燃料组件在 堆芯内的位置，使首循环达到年换料要求。

177组燃料组件组成的反应堆堆芯由177组全M5材料的AFA3G燃料组件构 成，堆芯燃料活性段高度为365.76cm，等效直径为322.8cm，高径比为1.13。 每个全M5AFA3G燃料组件的燃料棒按17×17方阵排列，包含264根燃料棒、 24根导向管和1根仪表管。

一个17×17燃料组件的导向管内，可以含有4根、8根、12根、16根、20 根或24根硼可燃毒物棒，给设计带来较大的灵活性。本发明实施例中，首循环 堆芯的燃料组件根据硼可燃毒物棒的数量分为四种类型如下：含4根、8根、20 根或24根硼可燃毒物棒。

首循环中，初始堆芯燃料组件都是新燃料组件，富集度为2.2％。

图1是本发明实施例提供的177组燃料组件组成的堆芯首循环装载方法中 堆芯燃料组件布置的示意图，其中燃料组件内的数字表示组件中含硼可燃毒物 棒的数目。

横坐标从右往左依次由A-R排列，纵坐标从上往下依次由1－15排列。在 首循环中，初始堆芯的C04、C12、D03、D13、M03、M13、N04、N12位置布置的 燃料组件含有4根硼可燃毒物棒；初始堆芯的B07、B09、G02、G14、J02、J14、 P07、P09位置布置的燃料组件含有8根硼可燃毒物棒；初始堆芯的C06、C08、 C10、D05、D07、D09、D11、E04、E06、E08、E10、E12、F03、F05、F11、F13、 G04、G12、H03、H05、H11、H13、J04、J12、K03、K05、K11、K13、L04、L06、 L08、L10、L12、M05、M07、M09、M11、N06、N08、N10位置布置的燃料组件含 有20根硼可燃毒物棒；初始堆芯的F07、F09、G06、G08、G10、H07、H09、J06、 J08、J10、K07、K09位置布置的燃料组件含有24根硼可燃毒物棒。

堆芯装载优化设计布置是在基本安全准则的前提下，综合考虑了燃料管理 性能参数得出的。首循环的燃料管理计算结果如表一所示。

表一燃料管理计算结果

以上首循环中的初始堆芯装载方案满足基本设计参数：F_DH≤1.65；F_Q≤2.45 和基本安全准则，其中F_DH为焓升因子，F_Q为热点因子。从表一的计算结果可以 得出此方案首循环中对新燃料组件的设计方案完全满足安全准则。

采用该方案首循环装载方法后，外围组件相对功率从传统布置时的0.6～ 1.0降到0.5～0.8。传统布置时外围富集度为3.1％组件的累积平均相对功率为 0.84，采用该方案后的相应位置组件的累积平均相对功率为0.72，即外围组件 的相对功率降低了17％，减少了中子泄漏，减少了压力壳的中子注量率，能延 长压力壳的使用寿命。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本 发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利 要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。