[发明专利]一种VVER核电站反应堆堆芯非对称装载方法

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VVER核电站反应堆堆芯非对称装载方法。

背景技术

在反应堆运行过程中会出现组件破损的情况，在破损组件在下一循环还将装入堆芯的情况下，需要改变原计划的堆芯装载，采用新组件替换破损组件。对于VVER堆芯，常规的燃料管理方式是采用1/6对称组件布置，并且要求燃料组件只能在装入堆芯时的1/6象限内调整位置。

堆芯有1组燃料组件破损的情况下，如果采用堆芯1/6对称布置，则需要对破损组件对称的其他5个位置的可用组件也进行替换，这样做导致堆芯经济性变差。若只采用1组新组件替换破损燃料组件，对燃料组件只在1/6象限内位置调整，无法满足堆芯设计准则，如功率分布等。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种VVER核电站反应堆堆芯非对称装载方法，从而提高堆芯的经济性。

本发明的技术方案如下：一种VVER核电站反应堆堆芯非对称装载方法，当至少一组燃料组件发生破损的情况下，在新循环开始时，采用新燃料组件替换破损的燃料组件，其余燃料组件继续保留使用，并在全堆芯范围内重新调整燃料组件的位置，展平堆芯功率分布，使堆芯象限功率倾斜保持在安全运行水平。

进一步，如上所述的VVER核电站反应堆堆芯非对称装载方法，其中，将新燃料组件放置在靠近中心组件的位置，降低堆芯功率分布的不对称性。

进一步，如上所述的VVER核电站反应堆堆芯非对称装载方法，其中，在六个象限内调整燃料组件，使得每个象限内燃料组件的总反应性接近。

进一步，如上所述的VVER核电站反应堆堆芯非对称装载方法，其中，在全堆芯范围内重新调整燃料组件的位置时，将相对的两个1/6象限区域内的部分燃料组件互换，降低卸料组件棒燃耗。

本发明的有益效果如下：本发明通过采用不对称堆芯装载，并且打破组件只在1/6区域内位置调整的传统做法，满足只采用新燃料组件替换破损燃料组件的要求，设计堆芯的计算参数满足设计限值的要求，减小功率象限倾斜，减小组件内燃耗分布不均匀性，并且减小卸料组件燃料棒燃耗。另外，如果采用只替代破损组件的做法，相比对称位置全部替换，还可以减少新燃料组件的数目，从而提高堆芯经济性。

附图说明

图1为本发明实施例中VVER核电站（田湾核电站1号机组第6循环）采用非对称堆芯装载方案示意图，图中颜色越深的组件表示燃耗越大。

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。

本实施例中，以田湾核电站1号机组作为描述对象，对本方法进行介绍。田湾核电站为一种采用VVER堆型的核电站，田湾核电站1号机组第5循环有1组燃料组件出现气密性丧失，在第6循环采用1组新燃料组件替换破损组件。为了满足堆芯设计限值要求，堆芯采用非对称装载方法，并且允许燃料组件在全堆芯范围内调整位置。

田湾核电站1号机组第6循环只采用1组新燃料组件替换破损组件。这样破损组件对称的其他5个位置的组件保留在第6循环的堆芯装载中，减少替换的新燃料组件数目，提高了堆芯运行的经济性。由于只采用1组新燃料组件替换破损组件，堆芯原有的1/6对称装载模式发生改变。

针对堆芯设计限值和安全性，有以下几方面的技术考虑：

1.为了减小新燃料组件对堆芯不对称性的影响，将新燃料组件放置在靠近中心组件的位置，可将功率分布不对称性局限在小的区域内。

2.对于堆芯运行安全，还要求堆芯象限功率倾斜保持着一定范围内。因此，需要在六个象限内调整燃料组件，使得每个象限内燃料组件总反应性接近。例如，在装入新组件的右上1/6象限，由于新燃料组件反应性较大，为了展平堆芯象限反应性，在98和111位置分别装入反应性为0.99和0.96的燃料组件，而在其他5个对称区域，则装入反应性分别为（0.99，1.03）、（0.96，1.03）、（0.96，1.03）、（0.96，1.03）、和（1.03，0.99）的燃料组件。

3.在全堆芯范围内调整燃料组件的位置，可以减小组件内燃耗分布不均匀性，从而降低卸料组件棒燃耗。如果燃料组件只在1/6堆芯内移动，那么靠近堆芯中心一面的燃料棒燃耗将大于远离堆芯中心一面的棒燃耗。因此，可以通过相对1/6区域燃料组件互换降低卸料组件棒燃耗。例如，第157位置和第7位置交换，第102位置和第62位置交换等。

田湾核电站1号机组第6循环采用非对称堆芯装载方式，满足只采用1组新燃料组件替换破损组件的要求，并且计算结果满足所有设计限值要求。最终的设计方案参见附图1的所示。