[发明专利]破损燃料组件燃耗预测方法

说明书

本发明公开了一种破损燃料组件燃耗预测方法，包括：S1、确定燃料组件的最大设计燃耗、燃耗步长、富集度以及铀的质量；S2、计算获得燃料组件中裂变产物在不同燃耗点的质量；S3、提取裂变产物中Cs‑134和Cs‑137在不同燃耗点的质量，计算获得Cs‑134和Cs‑137在不同燃耗点的质量比值；S4、结合Cs‑134和Cs‑137的半衰期和质量数，计算两者的放射性活度比值；S5、根据Cs‑134和Cs‑137的放射性活度比值获得其随燃耗的变化趋势，得到燃料组件的燃耗与Cs‑134和Cs‑137的放射性活度比值的对应关系。本发明能够在机组运行期间提前预判破损燃料组件的燃耗，找出其在堆芯位置，有利于提前制定大修啜吸及紧急换料设计预案，确保在大修期间采取及时有效的检查策略，以减少人员受照剂量和大修关键路径。

技术领域

本发明涉及核燃料技术领域，尤其涉及一种破损燃料组件燃耗预测方法。

背景技术

核燃料组件是反应堆设计的重要组成部分，燃料包壳是构成反应堆安全的重要屏障，正常运行期间燃料所产生裂变产物包容在燃料组件包壳中。反应堆运行过程中燃料包壳如果发生破损，则包容在包壳中的裂变产物会释放到一回路中。

当燃料组件发生破损后，目前电厂通用的做法是：在大修期间通过啜吸试验定位破损组件的燃耗和堆芯位置，若破损组件在原换料设计方案中需要再入堆，则需要启动紧急换料设计，使用其他乏燃料组件替代破损组件，确保破损组件不再入堆。但是，大修啜吸和紧急换料设计周期长，将延长电厂大修关键路径，产生不必要的经济损失。并且，破损组件啜吸现场操作风险大，人员剂量高；紧急换料设计时间短，搜索难度大，难以搜出最佳的换料设计方案。

因此，在运行过程中提前预测破损燃料组件的燃耗及堆芯位置范围，对减少电厂大修人员受照剂量，缩短大修关键路径，有非常重要意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种能够在机组运行期间提前预判破损燃料组件的燃耗的破损燃料组件燃耗预测方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种破损燃料组件燃耗预测方法，包括以下步骤：

S1、确定燃料组件的最大设计燃耗、燃耗步长、富集度以及铀的质量；

S2、通过衰变热软件计算获得燃料组件中裂变产物在不同燃耗点的质量；

S3、提取裂变产物中Cs-134和Cs-137在不同燃耗点的质量，计算获得Cs-134和Cs-137在不同燃耗点的质量比值；

S4、结合Cs-134和Cs-137的半衰期和质量数，计算两者的放射性活度比值；

S5、根据Cs-134和Cs-137的放射性活度比值获得其随燃耗的变化趋势，得到燃料组件的燃耗与Cs-134和Cs-137的放射性活度比值的对应关系。

优选地，步骤S1中，所述燃料组件的最大设计燃耗为57GWd/MTU，燃耗步长为2GWd/MTU,富集度为1.8％-5％，铀的质量为1000kg。

优选地，步骤S2中，在衰变热软件中输入燃料组件的辐照历史，将燃料组件的多个循环的辐照历史合并在所述衰变热软件的计算单元中；输入燃料组件的铀重量、富集度、辐照天数、燃耗步长、衰变天数，选取核数据库，选择用于计算的燃耗点和输出数据类型，完成输入输出设置，计算获得燃料组件中裂变产物在不同燃耗点的质量。

优选地，步骤S3、S4中，Cs-134的放射性活度与其质量的关系如下式(一)：