[发明专利]一种压水堆堆芯换料长周期燃料管理方法及应用

说明书

本发明公开了一种压水堆堆芯换料长周期燃料管理方法，平衡循环每次换料采用超过5％富集度的新燃料组件，每次换料的新燃料组件数量小于等于所述堆芯组件数的1/2；平衡循环为24个月换料周期。通过采用超过5％富集度的新燃料组件换料，且每次换料组件的数量均不超过堆芯组件数的1/2，可以有效提高燃料经济性，实现燃料经济性好的24个月换料周期的燃料管理方法，实现针对于大型核电厂的各种堆型的压水堆24个月换料方式的广泛应用。

技术领域

本发明涉及压水堆核电厂反应堆技术领域，具体涉及一种压水堆堆芯换料长周期燃料管理方法及应用。

背景技术

核压水堆堆芯燃料管理，一般指从首循环到平衡循环堆芯，确定堆芯所使用的燃料富集度、可燃毒物的类型及各种组件和毒物在堆芯内的布置等，使得压水堆堆芯的设计结果满足核设计准则和电厂总体要求。堆芯燃料管理的优劣直接影响核电厂的经济性和安全性，是后续安全分析或评价的基础。

目前全世界在役核电厂的主流循环长度均在18个月左右，在美国有少数几个应用了24个月换料策略的核电厂，都是上世纪70年代启用反应堆功率相对较低的核电厂，其线功率密度一般在145～170W/cm之间。而针对百万千瓦级功率的核电厂压水堆堆芯，由于线功率密度较高和富集度的限制，导致24个月的换料策略成本高，24个月的换料方式的燃料经济性指标还不如18个月换料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的压水堆堆芯换料长周期燃料管理方法成本高，经济性低，导致对于大型核电厂压水堆堆芯，长周期换料方式无法得到广泛应用。目的在于提供一种压水堆堆芯换料长周期燃料管理方法及应用，实现平衡循环24个月换料周期，并在堆芯达到平衡后，每批燃料组件的平均批卸料燃耗相对同堆型电厂目前18个月燃料设计大幅度提高，燃料利用率显著提升。

本发明通过下述技术方案实现：

本发明的第一个目的是提供一种压水堆堆芯换料长周期燃料管理方法，平衡循环换料采用超过5％富集度的新燃料组件，每次换料的新燃料组件数量小于等于所述堆芯组件数的1/2；平衡循环为24个月换料周期。

可选地，所述堆芯用轻水冷却和慢化，冷却剂中含有可溶性硼。

可选地，所述堆芯的平衡循环采用极低泄漏装载方式。

可选地，换料时所述新燃料组件与燃耗较浅的燃料组件置于堆芯的内区并交叉摆放，燃耗较深的燃料组件置于堆芯的最外圈。

可选地，所述新燃料组件的富集度有一种或多种。

可选地，所述新燃料组件的富集度可以为5.45％和/或5.95％。

可选地，每个所述新燃料组件按17×17的阵列布置，内装有264根燃料棒，24根导向管和一根堆内测量仪表管；

所述新燃料组件中的载钆燃料棒的数量为4根或8根或12根或16根或20根或24根。

可选地，所述新燃料组件中的UO₂-Gd₂O₃燃料芯块中U-235富集度为2.5％，Gd₂O₃的重量百分比为10％。

本发明的第二个目的是提供上述燃料管理方法的应用，用于各种主流堆型的压水堆长周期燃料管理设计。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明提供的一种压水堆堆芯换料长周期燃料管理方法，在平衡循环采用超过5％富集度的新燃料组件换料，且每次换料组件的数量均不超过堆芯组件数的1/2，平衡循环采用24个月换料周期，可以有效提高燃料经济性，实现燃料经济性好的24个月换料周期的燃料管理方法，实现针对于各种主流堆型的大型压水堆核电厂的24个月换料方式的广泛应用。

具体实施方式