中僅給出了四分之一堆芯的布置，橫坐標(biāo)從外圈 向里圈依次由A-H排列，縱坐標(biāo)從里圈向外圈依次由08-15排列，圖中的方塊代表了燃料組 件，填充有背景色的方塊代表了新燃料組件，新燃料組件方塊中上排數(shù)字代表該新燃料組 件中含有載鉺燃料棒的根數(shù)，下排數(shù)字代表載鉺燃料棒中鉺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。但本發(fā)明的堆芯 并不局限于該種堆芯布置，圖5中堆芯布置僅僅給出了本發(fā)明提出概念的一種實(shí)施例。下 面結(jié)合圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0030] 如圖5所示，一種采用鉺可燃毒物的24個(gè)月?lián)Q料堆芯裝載方法，換料裝載采用低 泄漏堆芯裝載模式，新燃料組件置于堆芯里圈，堆芯最外圈放置已燃耗過(guò)的舊組件，新燃料 組件中裝有載鉺燃料棒，載鉺燃料棒布置在堆芯中功率峰較高的位置。本領(lǐng)域技術(shù)人員能 夠容易地根據(jù)具體堆芯裝載方案的功率分布計(jì)算結(jié)果確定堆芯中功率峰較高的位置。
[0031] 24個(gè)月長(zhǎng)循環(huán)的換料裝載方式需要堆芯中裝入富集度較高的燃料組件，因此堆芯 壽期初的剩余反應(yīng)性很大，且堆芯內(nèi)的功率峰因子較高。載鉺燃料棒布置在堆芯中功率峰 較高的位置，一方面用于控制堆芯壽期初的剩余反應(yīng)性，降低堆芯的硼濃度，另一方面可以 展平過(guò)高的功率峰。故本發(fā)明可滿足核電廠向24個(gè)月長(zhǎng)循環(huán)燃料管理過(guò)渡的需求，能夠滿 足24個(gè)月燃料管理策略，可減少機(jī)組大修次數(shù)，降低年均大修費(fèi)用，提高核電機(jī)組的能力 因子，提高年負(fù)荷因子，增加年度電量，有利于經(jīng)濟(jì)性的提高，可在年換料和18個(gè)月?lián)Q料的 基礎(chǔ)上進(jìn)一步提尚核電廠運(yùn)彳丁的經(jīng)濟(jì)性。
[0032] 堆芯燃料組件中裝有的載鉺燃料棒，使用Er2O3作為固體可燃毒物，用于控制堆芯 剩余反應(yīng)性，載鉺燃料棒中UO 2-Er2O3均勻混合在燃料芯塊中。
[0033] 如圖5所示，本實(shí)施例所述的堆芯由177組燃料組件構(gòu)成，圖5給出了一個(gè)典型的 平衡循環(huán)堆芯的裝載示意圖，每次加入96組新燃料組件。對(duì)于換料設(shè)計(jì)，一般來(lái)說(shuō)，每批加 入堆芯的新組件富集度越高、數(shù)量越少、循環(huán)長(zhǎng)度越長(zhǎng)，則燃料經(jīng)濟(jì)性就越高。但是受目前 國(guó)內(nèi)監(jiān)管限制，新燃料組件富集度不能超過(guò)5%，為實(shí)現(xiàn)24個(gè)月?lián)Q料的循環(huán)長(zhǎng)度，需要每循 環(huán)加入較多的新燃料組件。本發(fā)明目前描述的新組件數(shù)量為96組，對(duì)應(yīng)于670EFH)的循環(huán) 長(zhǎng)度。如在此基礎(chǔ)上增減新組件數(shù)量，則循環(huán)長(zhǎng)度也會(huì)相應(yīng)延長(zhǎng)或縮短。
[0034] 所述的新燃料組件中較高富集度或含鉺毒物較少的新燃料組件置于堆芯的次外 圈，較低富集度或含鉺毒物較多的新燃料組件放在堆芯里圈部分，堆芯最外圈放置舊組件， 堆芯里圈的已燃耗過(guò)的舊組件與新組件相互搭配組合，優(yōu)選的，堆芯里圈已燃耗過(guò)的組件 按燃耗深度的不同呈交叉排列方式，新燃料組件中所帶載鉺燃料棒的數(shù)量及鉺的質(zhì)量分 數(shù)，根據(jù)展平堆芯功率分布的需要而加以確定。新燃料組件中較高富集度或含鉺毒物較少 的新燃料組件的初始反應(yīng)性較高，而較低富集度或含鉺毒物較多的新燃料組件初始反應(yīng)性 較低，將初始反應(yīng)性較高的組件放置于堆芯的次外圈、將初始反應(yīng)性較低的組件放置于堆 芯內(nèi)圈有利于展平堆芯的功率峰，以滿足安全要求。堆芯最外圈放置舊組件有利于降低堆 芯外圈的中子通量，降低堆芯中子泄漏，有利于提高堆芯中子經(jīng)濟(jì)性，降低壓力容器中子輻 照，以滿足壓力容器壽命要求，因?yàn)閴毫θ萜鞯膲勖緵Q定了整個(gè)核電廠的壽命。
[0035] 所述的載鉺燃料棒中鉺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%~5%，優(yōu)選的，載鉺燃料棒中鉺的質(zhì)量分 數(shù)為2%、3%及5%，所述的新燃料組件均由17 X 17個(gè)柵格位置的組件單元構(gòu)成，新燃料組件 中含有載鉺燃料棒的數(shù)量為64根、104根、128根或156根，新燃料組件中不含可燃毒物的 燃料棒U-235富集度為4. 95%，載鉺燃料棒的U-235富集度為4. 75%或4. 45%。對(duì)于特定循 環(huán)長(zhǎng)度的反應(yīng)堆，換料時(shí)加入的新燃料組件富集度越高，所需加入的新燃料組件數(shù)量就越 少，燃料經(jīng)濟(jì)性就越高。從這個(gè)角度上應(yīng)盡可能提高燃料組件的富集度。但受監(jiān)管限制，富 集度不能超過(guò)5%，因此選擇不含可燃毒物的燃料棒U-235富集度為4. 95%。載鉺燃料芯塊 與不含可燃毒物的芯塊相比，其熱導(dǎo)率和熔點(diǎn)會(huì)有所下降，因此適當(dāng)降低了載鉺燃料芯棒 的富集度，以避免載鉺燃料芯棒功率過(guò)高造成安全隱患。降低燃料棒的富集度會(huì)導(dǎo)致循環(huán) 長(zhǎng)度縮短或特定循環(huán)長(zhǎng)度所需要的換料新組件數(shù)量增加，經(jīng)濟(jì)性下降，但并不表示富集度 是不可降低的。
[0036] 如圖1所示，為本發(fā)明所述的應(yīng)用64根載鉺燃料棒3的新燃料組件，新燃料組件 中含有載鉺燃料棒3的數(shù)量為64根，新燃料組件的17 X 17個(gè)柵格位置的組件單元中：有1 個(gè)柵格位置的組件單元為儀表管4,位于燃料組件的中心；有24個(gè)柵格位置的組件單元為 導(dǎo)向管2,間隔布置于燃料組件中；有64個(gè)柵格位置的組件單元為載鉺燃料棒3,呈1/8對(duì) 稱布置于燃料組件中。載鉺燃料棒3對(duì)稱布置有利于獲得均勻的組件內(nèi)徑向功率分布，其 余柵格位置的組件單元為不含鉺燃料棒1。
[0037] 如圖2所示，為本發(fā)明所述的應(yīng)用104根載鉺燃料棒3的新燃料組件，新燃料組件 中含有載鉺燃料棒3的數(shù)量為104根，新燃料組件的17X 17個(gè)柵格位置的組件單元中：有 1個(gè)柵格位置的組件單元為儀表管4,位于燃料組件的中心；有24個(gè)柵格位置的組件單元為 導(dǎo)向管2,間隔布置于燃料組件中；有104個(gè)柵格位置的組件單元為載鉺燃料棒3,呈1/8對(duì) 稱布置于燃料組件中。載鉺燃料棒3對(duì)稱布置有利于獲得均勻的組件內(nèi)徑向功率分布，其 余柵格位置的組件單元為不含鉺燃料棒1。
[0038] 如圖3所示，為本發(fā)明所述的應(yīng)用128根載鉺燃料棒3的新燃料組件，新燃料組件 中含有載鉺燃料棒3的數(shù)量為128根，新燃料組件的17X 17個(gè)柵格位置的組件單元中：有 1個(gè)柵格位置的組件單元為儀表管4,位于燃料組件的中心；有24個(gè)柵格位置的組件單元為 導(dǎo)向管2,間隔布置于燃料組件中；有128個(gè)柵格位置的組件單元為載鉺燃料棒3,呈1/8對(duì) 稱布置于燃料組件中。載鉺燃料棒3對(duì)稱布置有利于獲得均勻的組件內(nèi)徑向功率分布，其 余柵格位置的組件單元為不含鉺燃料棒1。
[0039] 如圖4所示，為本發(fā)明所述的應(yīng)用156根載鉺燃料棒3的新燃料組件，新燃料組件 中含有載鉺燃料棒3的數(shù)量為156根，新燃料組件的17X 17個(gè)柵格位置的組件單元中：有 1個(gè)柵格位置的組件單元為儀表管4,位于燃料組件的中心；有24個(gè)柵格位置的組件單元為 導(dǎo)向管2,間隔布置于燃料組件中；有156個(gè)柵格位置的組件單元為載鉺燃料棒3,呈1/8對(duì) 稱布置于燃料組件中。載鉺燃料棒3對(duì)稱布置有利于獲得均勻的組件內(nèi)徑向功率分布，其 余柵格位置的組件單元為不含鉺燃料棒1。
[0040] 如上所述，可較好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種采用鉺可燃毒物的24個(gè)月?lián)Q料堆芯裝載方法，其特征在于，換料裝載采用低泄 漏堆芯裝載模式，新燃料組件置于堆芯里圈，堆芯最外圈放置已燃耗過(guò)的舊組件，新燃料組 件中裝有載鉺燃料棒，載鉺燃料棒布置在堆芯中功率峰較高的位置。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用鉺可燃毒物的24個(gè)月?lián)Q料堆芯裝載方法，其特征在 于，堆芯燃料組件中裝有的載鉺燃料棒，使用Er 2O3作為固體可燃毒物，用于控制堆芯剩余 反應(yīng)性，載鉺燃料棒中UO2-Er 2O3均勻混合在燃料芯塊中。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用鉺可燃毒物的24個(gè)月?lián)Q料堆芯裝載方法，其特征在 于，所述的堆芯由177組燃料組件構(gòu)成，每次加入96組新燃料組件。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用鉺可燃毒物的24個(gè)月?lián)Q料堆芯裝載方法，其特征在 于，所述的載鉺燃料棒中鉺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%~5%。5. 根據(jù)權(quán)利要求1中任意一項(xiàng)所述的一種采用鉺可燃毒物的24個(gè)月?lián)Q料堆芯裝載方 法，其特征在于，所述的新燃料組件均由17X 17個(gè)柵格位置的組件單元構(gòu)成，新燃料組件 中含有載鉺燃料棒的數(shù)量為64根、104根、128根或156根，新燃料組件中不含可燃毒物的 燃料棒U-235富集度為4. 95%，載鉺燃料棒的U-235富集度為4. 75%或4. 45%。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用鉺可燃毒物的24個(gè)月?lián)Q料堆芯裝載方法，其特征在 于，所述的新燃料組件中較高富集度或含鉺毒物較少的新燃料組件置于堆芯的次外圈，較 低富集度或含鉺毒物較多的新燃料組件放在堆芯里圈部分，堆芯最外圈放置舊組件，堆芯 里圈的已燃耗過(guò)的舊組件與新組件相互搭配組合。7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種采用鉺可燃毒物的24個(gè)月?lián)Q料堆芯裝載方法，其特征在 于，載鉺燃料棒中鉺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%、3%及5%。8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種采用鉺可燃毒物的24個(gè)月?lián)Q料堆芯裝載方法，其特征在 于，載鉺燃料棒呈1/8對(duì)稱布置于燃料組件中。9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種采用鉺可燃毒物的24個(gè)月?lián)Q料堆芯裝載方法，其特征在 于，堆芯里圈已燃耗過(guò)的組件按燃耗深度的不同呈交叉排列方式。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種采用鉺可燃毒物的24個(gè)月?lián)Q料堆芯裝載方法，換料裝載采用低泄漏堆芯裝載模式，新燃料組件置于堆芯里圈，堆芯最外圈放置已燃耗過(guò)的舊組件，新燃料組件中裝有載鉺燃料棒，載鉺燃料棒布置在堆芯中功率峰較高的位置。本發(fā)明的有益效果是：能夠滿足24個(gè)月燃料管理策略，可減少機(jī)組大修次數(shù)，降低年均大修費(fèi)用，提高核電機(jī)組的能力因子，提高年負(fù)荷因子，增加年度電量，有利于經(jīng)濟(jì)性的提高，可在年換料和18個(gè)月?lián)Q料的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高核電廠運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。
【IPC分類】G21D3/16, G21C5/14
【公開(kāi)號(hào)】CN105139900
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510398020
【發(fā)明人】王金雨, 李慶, 陳長(zhǎng), 劉啟偉, 巨海濤, 李向陽(yáng), 于穎銳
【申請(qǐng)人】中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院
【公開(kāi)日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年7月9日