專利名稱:一種不置信硼的乏燃料水池格架臨界安全控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及針對反應(yīng)堆或離堆的乏燃料貯存設(shè)施的臨界安全控制方法，具體涉及一種不置信硼的乏燃料水池格架臨界安全控制方法。
背景技術(shù)：
目前我國在堆或離堆的乏燃料貯存設(shè)施一般采用濕法貯存的方式，在乏燃料水池中放置一定數(shù)量以及一定形式的貯存格架，將乏燃料組件放置于貯存格架當(dāng)中，以貯存間距、放置中子毒物等手段來保證乏燃料水池的次臨界安全。為了適應(yīng)當(dāng)前貯存的乏燃料組件趨于高初始富集度、高燃耗能力的特點，同時滿足核電廠對經(jīng)濟性的要求，在保證核安全的前提下，乏燃料貯存水池使用了高密度貯存的管理方式。通常對乏燃料的貯存采用分區(qū)策略，II區(qū)采用燃耗信任制策略用于貯存滿足燃耗裝載曲線的乏燃料組件，并在可信事故下置信池水中一定量的硼保證次臨界安全，I區(qū)用于不滿足II區(qū)貯存條件的乏燃料組件和新燃料組件的貯存。
在我國標(biāo)準(zhǔn)HAD102/15-2007中關(guān)于次臨界度有如下要求“……如果池水中包含可溶性中子吸收劑，則只有假設(shè)無法提供能夠引起池水稀釋的補給水時，才可在研究次臨界度時加以考慮。可溶性中子吸收劑和燃耗兩種信用不應(yīng)同時應(yīng)用于相同的貯存區(qū)域?！睋?jù)此，目前我國乏燃料貯存水池的II區(qū)設(shè)計存在不滿足該標(biāo)準(zhǔn)要求的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決上述在乏燃料貯存區(qū)域同時采用可溶性中子吸收劑和燃耗兩種置信方法的不足，提供一種乏燃料水池格架臨界安全控制方法，實現(xiàn)貯存區(qū)域僅使用燃耗信任制而不置信可溶硼來保`證次臨界安全。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種不置信硼的乏燃料水池格架臨界安全控制方法，在乏燃料貯存格架周邊設(shè)置隔離區(qū)，降低燃料組件跌落事故帶來的反應(yīng)性增加，同時增加乏燃料組件的貯存間距，降低整個系統(tǒng)的反應(yīng)性。
進(jìn)一步，如上所述的不置信硼的乏燃料水池格架臨界安全控制方法，其中，所述的乏燃料貯存格架周邊隔離區(qū)的設(shè)置方法是針對可能緊靠一組跌落的新燃料組件的格架，將格架最外側(cè)的貯存孔道封閉，以增加跌落的新燃料組件與貯存格架內(nèi)乏燃料之間的間距。
進(jìn)一步，如上所述的不置信硼的乏燃料水池格架臨界安全控制方法，其中，所述的增加乏燃料組件的貯存間距至250mm。
本發(fā)明的有益效果如下采用本發(fā)明的技術(shù)方案之后乏燃料貯存水池可以實現(xiàn)在正常和可信事故工況下依靠添加固體中子毒物和置信乏燃料組件的燃耗的手段在保證臨界安全的要求的情況下實現(xiàn)高密度貯存，無需同時置信池水中的可溶硼。

[0009]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中密集貯存區(qū)格架整體布置圖；
圖2為圖1所示的密集貯存區(qū)域的乏燃料裝載曲線圖；
圖3為本發(fā)明的密集貯存區(qū)格架整體布置圖；
圖4為圖3所示的密集貯存區(qū)域的乏燃料裝載曲線圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
對乏燃料貯存水池進(jìn)行臨界安全設(shè)計和分析時，必須考慮正常貯存工況和事故貯存工況，要求在各種工況下考慮各種不確定性影響因素之后均滿足krff小于O. 95的安全限值。所考慮的事故工況主要有池水中的硼水密度因溫度升高而密度減小、新燃料組件跌落在貯存格架的上方、新燃料組件跌落在貯存格架外、新燃料組件誤裝入貯存格架位置以及地震事故引起的格架間間距減小等。
以一個M310堆型的乏燃料貯存水池II區(qū)為例，該區(qū)格架的整體布置圖如圖1所示，貯存格架以硼鋼作為固體中子毒物，貯存單元內(nèi)采用L型的布置方式，乏燃料貯存間距為240mm。正常工況下，該密集貯存區(qū)域的乏燃料裝載曲線如圖2所示，屬于曲線上方的乏燃料組件，即一定初始富集度下燃料組件的燃耗深度應(yīng)達(dá)到對應(yīng)曲線上的燃耗深度或高于此燃耗深度才能放入該區(qū)格架中進(jìn)行貯存。對于該貯存區(qū)考慮了上述的一些事故工況，其中最嚴(yán)重的事故工況為一組新燃料組件跌落在格架外的事故，通過比較該事故下格架系統(tǒng)的反應(yīng)性和正常工況下格架系統(tǒng)的反應(yīng)性可得知該事故向系統(tǒng)中引入的正反應(yīng)性Z keff,通過置信水中一定量的硼濃度來抵消事故帶來的反應(yīng)性增加量。
在新燃料組件跌落格架旁事故的假設(shè)下，跌落的燃料組件與格架內(nèi)存放的乏燃料組件產(chǎn)生了中子耦合的效應(yīng)，因此將導(dǎo)致整個系統(tǒng)的反應(yīng)性增加，本發(fā)明將上述的貯存格架改為在可能發(fā)生新燃料組件跌落事故的格架的外圈增加隔離區(qū)。對于本實施例而言，如圖3所示，組成拐角的一個6 X 9格架、6 X 12格架和9 X 10格架的外側(cè)(即圖3中A區(qū)域)有可能緊靠一組跌落的新燃料組件，在此三個格架的外側(cè)貯存孔道封閉，在本實施例中，為了實現(xiàn)封閉孔道后實際可用的貯存單元不發(fā)生大的改變，將6X9格架改為6X 10型，以增加水池中貯存格架的貯存單元的數(shù)量(若不考慮孔道封閉后導(dǎo)致的實際貯存單元數(shù)量的下降可仍保持為6X9格架)。通過將6X10格架、6 X 12格架和9X10格架外側(cè)的貯存孔道封閉，這樣即使發(fā)生一組新燃料組件的跌落事故時，該跌落的組件與貯存格架之間有近300_的間距，兩者的中子耦合效應(yīng)可以忽略，有效降低了該事故所帶來的反應(yīng)性影響。同時將格架的燃料貯存間距改為250mm，進(jìn)一步降低了其他諸如新燃料組件誤插入格架事故、地震導(dǎo)致格架間距減小等事故所引入的正反應(yīng)性。經(jīng)過實施本發(fā)明中所采用的技術(shù)方案，該M310乏燃料貯存水池II區(qū)在正常工況下的裝載曲線如圖4所示，最嚴(yán)重的事故工況下系統(tǒng)的keff也滿足臨界安全的接受準(zhǔn)則，即可以在不置信水池中的可溶硼的情況下保證乏燃料貯存區(qū)的次臨界安全。
通過上述的實施例可知，在格架中設(shè)置一定的隔離區(qū)，可以防止新燃料組件跌落時過于靠近貯存區(qū)的燃料，從而降低該跌落事故對貯存格架區(qū)的反應(yīng)性影響。通過少量增加燃料貯存間距可降低新燃料組件誤差入格架和地震事故等反應(yīng)性的影響。通過上述措施的結(jié)合可以有效降低乏燃料貯存格架的反應(yīng)性，實現(xiàn)乏燃料水池不置信水池中的可溶硼也滿足臨界安全的要求。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若對本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求
及其同等技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種不置信硼的乏燃料水池格架臨界安全控制方法，其特征在于在乏燃料貯存格架周邊設(shè)置隔離區(qū)，降低燃料組件跌落事故帶來的反應(yīng)性增加，同時增加乏燃料組件的貯存間距，降低整個系統(tǒng)的反應(yīng)性。
2.如權(quán)利要求
1所述的不置信硼的乏燃料水池格架臨界安全控制方法，其特征在于所述的乏燃料貯存格架周邊隔離區(qū)的設(shè)置方法是針對可能緊靠一組跌落的新燃料組件的格架，將格架最外側(cè)的貯存孔道封閉，以增加跌落的新燃料組件與貯存格架內(nèi)乏燃料之間的間距。
3.如權(quán)利要求
1所述的不置信硼的乏燃料水池格架臨界安全控制方法，其特征在于所述的增加乏燃料組件的貯存間距至250mm。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種不置信硼的乏燃料水池格架臨界安全控制方法，在乏燃料貯存格架周邊設(shè)置隔離區(qū)，降低燃料組件跌落事故帶來的反應(yīng)性增加，同時增加乏燃料組件的貯存間距，降低整個系統(tǒng)的反應(yīng)性。采用本發(fā)明的技術(shù)方案之后乏燃料貯存水池可以實現(xiàn)在正常和可信事故工況下依靠添加固體中子毒物和置信乏燃料組件的燃耗的手段在保證臨界安全的要求的情況下實現(xiàn)高密度貯存，無需同時置信池水中的可溶硼。
文檔編號G21C19/07GKCN103065697SQ201210574788
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月26日
發(fā)明者易璇, 霍小東, 楊海峰, 邵增 申請人:中國核電工程有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan