一种压水堆堆芯24个月换料周期燃料装载方法技术

本发明专利技术公开了一种压水堆堆芯24个月换料周期燃料装载方法，其特征在于，压水堆堆芯由177个燃料组件构成，堆芯的首循环采用24个月换料策略，堆芯从第二循环开始至平衡循环的各个循环的每次换料均采用两种超过5％U

【技术实现步骤摘要】
一种压水堆堆芯24个月换料周期燃料装载方法


[0001]本专利技术涉及核电厂反应堆
，具体涉及一种压水堆堆芯24个月换料周期燃料装载方法。

技术介绍

[0002]目前全世界的在役核电厂，尤其是在东亚的压水堆核电厂的主流循环长度均在18个月左右。针对目前功率越来越高的大型核电厂，由于线功率密度较高和富集度的限制，通常需要每次更换超过1/2的堆芯组件才能达到24个月的循环长度，导致燃料经济性指标反而不如18个月换料，所以24个月换料方式并没有得到广泛应用。
[0003]目前针对24个月换料堆芯装载方法，有人每次换料96个组件(堆芯共177个组件)，平均燃料成本高于年换料和18个月换料。有人24个月的换料组件数量达到116个组件(堆芯共221个组件)，平均批卸料燃耗也较18个月方案低。
[0004]综上，针对线功率密度较高的大型核电厂，目前24个月换料堆芯的装载方法的平均燃料成本高，平均批卸料燃耗也低于18个月换料周期的方案，导致经济性较低。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是针对百万千瓦级的大型核电厂，现有的24个月换料堆芯装载方法换料成本高、平均批卸料燃耗低，导致经济性低而无法得到广泛应用。目的在于提供一种压水堆堆芯24个月换料周期燃料装载方法，在过渡循环、平衡循环中采用超过5％富集度的新燃料组件，实现高功率核电厂24个月长周期换料设计的技术需求。
[0006]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0007]一种压水堆堆芯24个月换料周期燃料装载方法，所述压水堆堆芯由177个燃料组件构成，所述堆芯的首循环采用24个月换料策略，所述堆芯从第二循环开始至平衡循环的各个循环的每次换料均采用两种超过5％U
‑
235富集度的新燃料组件。
[0008]可选地，所述两种超过5％U
‑
235富集度的新燃料组件的富集度分别为5.45％、5.95％。
[0009]可选地，所述堆芯从第二循环开始至平衡循环的每次换料装入80组新燃料组件。
[0010]可选地，从第二循环至平衡循环的各循环的燃料组件采用低泄漏模式布置，已燃耗较深的旧燃料组件置于堆芯最外圈，新燃料组件与已燃耗过的旧燃料组件置于堆芯内圈并交叉间隔布置。
[0011]可选地，所述置于堆芯内圈的已燃耗过的旧燃料组件按燃耗深度呈交叉排列布置。
[0012]可选地，所有循环的固体可燃物均为一体化钆固体可燃物，其形式为载钆燃料棒，所述载钆燃料棒为由UO2‑
Gd2O3均匀混合在燃料芯块中形成；
[0013]首循环的载钆燃料棒的数量为8根或12根或16根或20根；
[0014]第二循环至平衡循环的各循环载钆燃料棒的数量为12根或16根或20根或24根。
[0015]可选地，所述第二循环至平衡循环的各循环的UO2‑
Gd2O3燃料芯块中U
‑
235富集度为2.5％、Gd2O3的重量百分比为10％。
[0016]可选地，首循环新燃料组件按U
‑
235的富集度分为4区装载，4个区的新燃料组件U
‑
235的富集度分别为3.1％、3.9％、4.45％和4.95％，U
‑
235的富集度为3.1％、3.9％、4.45％和4.95％的新燃料组件分别为69、36、36和36组，首循环新燃料组件采用高泄漏装载模式布置。
[0017]可选地，所述高泄漏装载模式为：富集度最高的新燃料组件置于堆芯最外圈，其余富集度的新燃料组件按照富集度高度相互搭配组合。
[0018]可选地，首循环中，U
‑
235的富集度为3.1％、3.9％、4.45％和4.95％的新燃料组件中的UO2‑
Gd2O3燃料芯块中U
‑
235的富集度分别为1.8％、2.2％、2.5％和2.5％，UO2‑
Gd2O3燃料芯块中Gd2O3的重量百分比为8％。
[0019]本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0020]本专利技术实施例提供的一种压水堆堆芯24个月换料周期燃料装载方法，从首循环即采用24个月换料策略，在过渡循环和平衡循环中每次换料通过采用两种超过5％U
‑
235富集度的新燃料组件，可以快速实现首循环、过渡循环和平衡循环的循环长度均达到24个月长周期换料设计需求，降低平均燃料成本，提高平均批卸料燃耗。实现了平衡后电厂可利用率达到92％；实现了平衡后每批燃料组件的平均批卸料燃耗达到58000MWd/tU，相对同堆型18个月燃料设计的最高批卸料燃耗提高约10000MWd/tU，可应用于采用177组堆芯的各新建电厂使用，具有极高的经济性。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：
[0022]图1为本专利技术实施例提供的一种压水堆堆芯24个月换料周期燃料装载方法的首循环堆芯的装载示意图；
[0023]图2为本专利技术实施例提供的一种压水堆堆芯24个月换料周期燃料装载方法的第二循环堆芯的装载示意图；
[0024]图3为本专利技术实施例提供的一种压水堆堆芯24个月换料周期燃料装载方法的第三循环堆芯的装载示意图；
[0025]图4为本专利技术实施例提供的一种压水堆堆芯24个月换料周期燃料装载方法的平衡循环堆芯的装载示意图。
[0026]其中，在图1中每个方格代表一个燃料组件，各个方格中的数值ZZZNN的含义为：ZZZ/100表征燃料组件富集度，NN为燃料组件中钆棒数目。以31008为例，表示该位置燃料组件为富集度3.10％的含8根钆棒的燃料组件。
[0027]图2中每个方格代表一个燃料组件，各个方格中代表含义为：m/100代表
燃料组件富集度，NEW代表此处放置的为新燃料组件，且新燃料组件共80组，符号n代表燃料组件中的钆棒数。其余的各方格如M13、P11等则代表已燃耗的旧燃料组件。
[0028]图3中的各方格及各方格中的代表的含义同图2。
[0029]图4中各个方格中的数值指各新燃料组件中载钆燃料棒根数，其中数值下有下划线的代表5.45％富集度的新燃料组件，其余是5.95％富集度的新燃料组件。浅色底纹的方格为燃耗过一个循环的可复用燃料组件，深色底纹的方格为燃耗过两个循环的可复用燃料组件。无底纹的方格则代表新燃料组件。
具体实施方式
[0030]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。
[0031]在以下描述中，为了提供对本专利技术的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压水堆堆芯24个月换料周期燃料装载方法，其特征在于，所述压水堆堆芯由177个燃料组件构成，所述堆芯的首循环采用24个月换料策略，所述堆芯从第二循环开始至平衡循环的各个循环的每次换料均采用两种超过5％U
‑
235富集度的新燃料组件。2.根据权利要求1所述的一种压水堆堆芯24个月换料周期燃料装载方法，其特征在于，所述两种超过5％U
‑
235富集度的新燃料组件的富集度分别为5.45％、5.95％。3.根据权利要求2所述的一种压水堆堆芯24个月换料周期燃料装载方法，其特征在于，所述堆芯从第二循环开始至平衡循环的每次换料装入80组新燃料组件。4.根据权利要求1所述的一种压水堆堆芯24个月换料周期燃料装载方法，其特征在于，从第二循环至平衡循环的各循环的燃料组件采用低泄漏模式布置，已燃耗较深的旧燃料组件置于堆芯最外圈，新燃料组件与已燃耗过的旧燃料组件置于堆芯内圈并交叉间隔布置。5.根据权利要求4所述的一种压水堆堆芯24个月换料周期燃料装载方法，其特征在于，所述置于堆芯内圈的已燃耗过的旧燃料组件按燃耗深度呈交叉排列布置。6.根据权利要求1所述的一种压水堆堆芯24个月换料周期燃料装载方法，其特征在于，所有循环的固体可燃物均为一体化钆固体可燃物，其形式为载钆燃料棒，所述载钆燃料棒为由UO2‑
Gd2O3均匀混合在燃料芯块中形成；首循环的载钆燃料棒的数量为8根或12根或16根或20根；第二循环至平衡循环的各循环载钆燃料棒的数量为12根或16根...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亮，刘同先，王晨琳，周金满，刘晓黎，李向阳，李天涯，肖鹏，廖鸿宽，彭星杰，陈长，蒋朱敏，蔡云，钟旻霄，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：