用于将核燃料组件装载到核电站反应堆芯内的方法及其装置

摘要

本发明涉及一种方法，所述方法包括以下步骤：通过专门为此设计的装载机或移动构件的辅助柱，在芯板的第二对角线上定位三联导引模块(1)；然后，在芯板的相邻的对角线中的每一条的位置定位导引模块(4)，所述导引模块(4)包括对角进行安装的六个连续的导引铺设，使得允许一个一个地安装一至七个燃料组件；然后，在与组件定位的起始角相对的角处，在倒数第二条对角线上定位三联导引模块(1)并且定位两个单位导引模块(5，6)，以便允许将六个燃料组件安装到倒数第二条对角线上；然后，将两个单位导引模块(5，6)定位到最后一条对角线上，以便允许在倒数第二条对角线上安装五个燃料组件；最后，在去除所述单位导引模块(5，6)后，在剩余的两个部位处安装最后两个核燃料组件。

说明书

本发明涉及一种将核燃料组件装载到核电站反应堆芯内的方法。

本发明还涉及一种用于实施该方法的装置。

按照已公知的方式，核电站反应堆芯包括多个核燃料组件，所述核燃料组件并排放置在被称作“芯板”的支承板上。

这种板具有多个通常为方形的部位其按照大体上规则的八边形几何形状并排放置。

每个燃料组件被放置在准确的部位上，为此所述部位具有一些定位凸耳，和一些用于循环冷却液，特别是水的孔或孔口。

这些燃料组件的个数取决于反应堆的功率。

按照惯例，反应堆芯借助能够在所述腔室上方移动的添加机从腔室的顶部进行装载。该组件利用由燃料添加机致动的垂直伸缩柱被相互邻近地以单位方式定位在芯板上，所述柱的端部设有夹紧所述燃料组件顶端的夹具。

核电站的操作人员所面对的主要问题之一在于：考虑到需要进行的操作的重复性，更换反应堆芯需要相对较长的时间。

事实上，更换反应堆芯需要关闭核电站几周的时间并不少见，相应地限制了电能的生产。

与装载和卸载反应堆相关的该段时间不仅为燃料组件的严格意义上的操作所固有，而且为将所述燃料组件准确定位到芯板上所固有。

为此目的，已开发出尺寸与每一组件的尺寸基本上相对应的导引模块，所述引导模块被定位在芯板上，更具体而言，被定位在紧邻要安装的组件的所述部位的部位处，该模块特别用于在行程端部时确保在对应部位的适当凸耳上导引组件。

这些模块通过燃料添加机的主柱被安装好，也就是说，所述柱确保所述燃料组件的严格意义上的操作。因此，所述模块在装载所讨论的组件之前被置于适当的位置处。由此，在反应堆芯的几乎所有部位处重复该操作。

为优化该装载方法，已建议(例如在FR-A-2 704 085中)使用多个导引模块，由此使得有可能减少芯板内所述模块移动的次数。尽管如此，所述多个模块不允许完整装载所述反应堆芯，特别是在所述芯的周边，要求进行多次组件的单个安装，由此显著增加了装载时间。

还已经提出在行程的端部借助在芯板上单独进行移动的自动装置引导所述组件的自由端。不幸的是，无疑使其有可能在并行的操作时间中进行工作并进入芯板角中的该装置成本高、维修费用高、放射剂量高并且，并且还有时可能具有可靠性问题。

本发明的根本目的是在减少核电站非生产时间的同时，允许装载整个核反应堆芯。

用于为核反应堆芯在芯板上装载核燃料组件的方法，所述组件具有棱柱形形状且具有方形截面，被定位在方形截面的多个相邻位置处，每个部位具有定位凸耳和用于循环冷却液，特别是水的凹孔，在该方法中，所述核燃料组件借助被称为燃料添加机的操作工具并且借助可拆卸的导引模块进行安装，能够被定位在芯板的每个部位处，其特征在于，

-借助专用于该目的的燃料添加机或移动构件的辅助柱在芯板的第二对角线上定位三联导引模块，并由此允许在所述部位的第一对角线上安装两个燃料组件；

-然后，借助燃料添加机或专用构件的主柱在芯板的相邻对角线中的每一条上定位导引模块，所述导引模决包括对角进行安装的六个连续的导引铺设块，使得允许一个一个地沿一条对角线一条对角线地安装一至七个燃料组件，并沿同一条对角线移动所述模块，以达到后者的全长；

-然后，在与组件定位起始拐角相对的角处，借助辅助柱将三联导引模块定位在倒数第二条对角线上，并且借助燃料添加机的辅助柱或专用构件定位两个单位导引模块，以便允许将六个燃料组件安装到倒数第三条对角线上；

-然后，借助燃料添加机的辅助柱或专用构件将两个单位导引模块定位到最后一条对角线上，以便允许在倒数第二条对角线上安装五个燃料组件；

-最后，在去除所述导引模块后，在剩余的两个部位处安装最后两个核燃料组件，对此不可能进行辅助操作。

换句话说，本发明在于：使用三种类型的导引模块，并且一方面确保将它们操作在燃料添加机的主柱上或者在专用于此目的的移动构件上，该移动构件也可被称作Z1，如所述用于确保对燃料组件的操作，与燃料添加机或者所述专门的构件相连的被称作Z3的辅助柱，用于安装单位导引模块或者三联模块。

该辅助柱传统上存在于功率为1300和1450兆瓦的核电站燃料添加机中，且通常用于允许在反应堆芯顶部部分中存在的串和塞子交换。

根据本发明的所述柱在长度方面进行改变，以便允许单位导引模块在反应堆芯的底部进行操作，并且另一方面，该柱的自由端提供适合于所述导引模块的夹具。

根据本发明所述的方法，这样做就有可能通过这种引导模块实现反应堆芯的100％的装载。

本发明还涉及用于实施该方法的装置。根据本发明，该装置包括装备有用于操作核燃料组件的主柱和至少一个辅助柱的燃料添加机，该装置包括三种不同类型的模块，分别为单位导引模块，用于引导至少两个燃料组件的三联模块，最后是用于允许安装一至七个燃料组件的具有六个铺设块的导引模块。

这些导引模块为前述文献FR-A-2 704 085中所述类型的导引模块，所述专利文献的内容在此作为参考而被本发明所引用。一方面，每个单位模块，在其用于与芯板接触的底面上，具有用于与定位销配合的孔，另一方面，被连接到倾斜的导引部分上的两个垂直相邻的壁部。这些模块可分别三个或六个地进行多个组装，以便形成集合体，所述模块通过与所述芯板的对角线相对应的它们的梅花形顶部中的一个而被连接在一起。

组装单位模块的装置包括由两个翼形成的直角件，所述翼分别为用于将模块连接在一起的水平翼，和垂直加强翼。

结合附图，通过以下仅为示例性的而非限制性的典型实施例，实施本发明的方式和从其中得到的优点得到更好地体现。

图1-8示出了根据本发明所述的方法的实施方式，并且特别是示出了在该实例中功率为1300兆瓦的反应堆芯中的不同部位。

在所述实例中，芯板中包括193个截面为方形的部位，每个部位用于接收核燃料组件。这些部位大体上呈八边形分布。根据主要尺寸，可以数出15个部位沿水平方向用A-R表示，垂直方向用1-15表示。

首先(图1)安装三联导引模块1，也就是说，模块借助燃料添加机的辅助柱在芯板的对角线B4-C3-D2上设有三个导引铺设块。每个导引铺设块对应于芯板部位的尺寸。

当已安装导引模块时，两个燃料组件2，3被一个一个地安装在部位C2和B3处，随后借助所述三联模块(图2)进行引导。

随后，在撤回三联模块1后，使用主柱，传统上被叫做燃料添加机的Z1，包括六个导引铺设块的模块4被安装在对角线的起点A6处，并且终止于F1处(图2)。

随后，燃料组件被一个一个地安装在对角线A5-E1上(图2)。

包括六个导引铺设块的模块4被移动至下一条对角线并且通过一个一个地定位六个燃料组件(图3)而继续这一程序。所述模块4在同一条对角线上移动(参见箭头)，以在对角线A6上引导和定位最后一个组件(图4)。

通过移动所述包括六个导引铺设块的模块4，重新开始这些不同的操作，相应地总共进行39次移动并且允许插入178个燃料组件(图5)。为此，所述导引模块4在每一条实施铺设的对角线上移动1-3次。

为在最后三条对角线上安装燃料组件，以下列方式执行所述程序(图6-图8)。

首先，使用燃料添加机的辅助柱将前述三联模块1安装在对角线M14-P12上，并且在该对角线的两个端部L15和R11处，同样使用燃料添加机的辅助柱Z3定位两个单位导引模块5、6。然后，六个燃料组件被安装到对角线K5-R10上(图6)。

在下一个步骤中，所述三联导引模块1被去除，并且仍然使用燃料添加机的辅助柱Z3将所述两个单位导引模块5、6定位在端部N14和P13上(图7)，并且五个燃料组件被安装到对角线L15-R11上。

然后，这两个单位导引模块5、6被去除，并且将最后两个燃料组件安装到其位置，即N14和P13处(图8)。

由此，可以理解根据本发明所述的装载反应堆芯的方法的全部价值意义。

首先，由于所使用的导引模块个数的减少(三个)，尤其是通过将所使用的单位导引模块减少，为完整装载反应堆芯节省出大量的时间。

这样就减少了装卸操作的次数和与其相关的风险。

这些装载操作可节省大量的时间，这是由于使用本发明所述的方法，通常装载1300兆瓦反应堆芯所需的时间少于32小时，由此可减少核电站关闭的时间，由此优化了相应的电能生产。