专利名称:一种压水堆堆芯及其新组件换料装载方法
技术领域：
本发明涉及压水堆核电站燃料管理领域，尤其是涉及一种压水堆堆芯及其新组件换料堆芯装载方法。
背景技术：
目前国内压水堆核电站长周期换料，如18个月换料中，使用一种铀富集度的新燃料组件来进行堆芯装载方案设计。目前国内压水堆核电站年度换料，也是使用一种铀富集度的新燃料组件来进行堆芯装载方案设计。
以百万千瓦级压水堆核电站18个月换料平衡循环装载方案为例来说明。百万千瓦级压水堆核电站157组组件堆芯布置为15行*15列，其堆芯采用正方形横截面直棱柱形组件。其堆芯四分之一横截面布置如图1所示，为8行*8列，其中每个方格代表一组组件。如图1所示，目前国内压水堆核电站长周期换料，如18个月换料中，只使用一种铀富集度的新燃料组件来进行堆芯装载方案设计。整个堆芯157组组件，其中新燃料组件72组，使用了铀富集度4.45%的组件；堆芯中燃耗第二个循环的组件有68组，在其进行第一个循环燃耗入堆时铀富集度同样为4.45% ;堆芯中燃耗第三个循环的组件有16组，在其进行第一个循环燃耗入堆时铀富集度同样为4.45% ;另使用了一组组件作为中心组件。考虑同一批72组组件在堆芯内的使用情况，可以看出，只有16组组件将燃耗三个循环后卸出堆芯，其余56组组件在燃耗二个循环后已卸出堆芯。由于同一批72组组件只使用了同一种铀富集度4.45%，这样，在卸出堆芯时，16组燃耗三个循环后卸出堆芯组件，燃耗较高，剩余铀富集度较少；而56组燃耗二个循环后组件燃耗较少，剩余铀富集度仍较高，造成了浪费。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述的缺陷，提供一种压水堆堆芯及其新组件换料装载方法，降低燃料成本，且可提高燃料使用效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种压水堆堆芯的新组件换料装载方法，装入一批新组件同时卸出同样数量的已燃耗组件，对于同一批装入的新组件，其中一部分新组件将在堆芯内燃耗N个循环后卸出堆芯，剩余部分新组件将在堆芯内燃耗N+1个循环后卸出堆芯，其中，N为自然数，而且，所述一部分新组件在首次入堆时的铀富集度低于所述剩余部分新组件在首次入堆时的铀富集度。
在本发明所述的压水堆堆芯的新组件换料装载方法中，所述N为2。
在本发明所述的压水堆堆芯的新组件换料装载方法中，所述一部分新组件在首次入堆时的铀富集度为4.2%，所述剩余部分新组件在首次入堆时的铀富集度为4.45%。
在本发明所述的压水堆堆芯的新组件换料装载方法中，在所述新组件中加入可燃毒物。
在本发明所述的压水堆堆芯的新组件换料装载方法中，所述一部分新组件设置在压水堆堆芯的以下位置:B08、B09、C09、D08、DIO、D12、E09、Ell、F10、F12、G09、GlU G13、G14、H12、H14 ;所述剩余部分新组件设置在压水堆堆芯的以下位置:B10、Cll、E13、F14，而且，全部堆芯的排布按上述位置呈1/4旋转对称。
本发明还构造一种压水堆堆芯，所述压水堆堆芯装有一批新组件，其中一部分新组件将在堆芯内燃耗N个循环后卸出堆芯，剩余部分新组件将在堆芯内燃耗N+1个循环后卸出堆芯，其中，N为自然数，而且，所述一部分新组件在首次入堆时的铀富集度低于所述剩余部分新组件在首次入堆时的铀富集度。
在本发明所述的压水堆堆芯中，所述N为2。
在本发明所述的压水堆堆芯中，所述一部分新组件在首次入堆时的铀富集度为
4.2%，所述剩余部分新组件在首次入堆时的铀富集度为4.45%。
在本发明所述的压水堆堆芯中，所述新组件包含有可燃毒物。
在本发明所述的压水堆堆芯中，所述一部分新组件设置在压水堆堆芯的以下位置:B08、B09、C09、D08、DIO、D12、E09、EU、F10、F12、G09、Gil、G13、G14、H12、H14 ;所述剩余部分新组件设置在压水堆堆芯的以下位置:B10、Cll、E13、F14，而且，全部堆芯的排布按上述位置呈1/4旋转对称。
实施本发明的技术方案，新组件使用两种富集度组件后，对燃耗较少循环的组件可使用较低富集度，降低燃料成本；而且，可降低其在卸出堆芯时剩余铀富集度，并提高燃料使用效率。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
图1是现有技术中全部堆芯四分之一的横截面图；
图2是本发明实施例一的全部堆芯四分之一的横截面图。
具体实施方式
压水堆堆芯一般采用批换料的方式，即装入一批新组件并同时卸出同样数量的已燃耗组件，以保持堆芯燃料组件总数量不变，并在换料后循环初保证足够的剩余反应性。
以百万千瓦级压水堆核电站157组组件堆芯布置为15行*15列，其堆芯采用正方形横截面直棱柱形组件。在这157组组件中，新燃料组件72组，其使用了两种铀富集度的组件，两种铀富集度分别为4.45%,4.2% ;堆芯中燃耗第二个循环的组件有68组，在其进行第一个循环燃耗入堆时铀富集度为4.2%或4.45% ;堆芯中燃耗第三个循环的组件有16组，在其进行第一个循环燃耗入堆时铀富集度同样为4.45%;另使用了一组组件作为中心组件。对于同一批72组新组件，在N=2时，其中16组组件将燃耗三个(N+1个)循环后卸出堆芯，该16组组件在首次入堆时的铀富集度为4.45%，其余56组组件在燃耗二个(N个)循环后已卸出堆芯，该56组组件在首次入堆时的铀富集度为4.2%。
在图2所示的全部堆芯四分之一的横截面图中，对于新组件，一部分新组件设置在压水堆堆芯的以下位置:B08、B09、C09、D08、D10、D12、E09、E11、F10、F12、G09、G11、G13、G14、H12、H14，而且这些位置的新组件在首次入堆时的铀富集度为4.2% ;剩余部分新组件设置在压水堆堆芯的以下位置:B10、Cll、E13、F14，而且，这些位置的新组件在首次入堆时的铀富集度为4.45%。应能理解，全部堆芯的排布按上述位置呈1/4旋转对称。[0022]实施该技术方案，新组件使用两种富集度组件后，对燃耗较少循环的组件可使用较低富集度，降低燃料成本；而且，可降低其在卸出堆芯时剩余铀富集度，并提高燃料使用效率。
优选地，还可在新组件中加入可燃毒物，例如，带有可燃毒物组件为8根、20根和24根钆棒燃料组件，而组件中的钆燃料棒，其芯块由U02-Gd203均匀混合烧结而成。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改、组合和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求
范围之内。
权利要求
1.一种压水堆堆芯的新组件换料装载方法，其特征在于，装入一批新组件同时卸出同样数量的已燃耗组件，对于同一批装入的新组件，其中一部分新组件将在堆芯内燃耗N个循环后卸出堆芯，剩余部分新组件将在堆芯内燃耗N+1个循环后卸出堆芯，其中，N为自然数，而且，所述一部分新组件在首次入堆时的铀富集度低于所述剩余部分新组件在首次入堆时的铀富集度。
2.根据权利要求
1所述的压水堆堆芯的新组件换料装载方法，其特征在于，所述N为2。
3.根据权利要求
2所述的压水堆堆芯的新组件换料装载方法，其特征在于，所述一部分新组件在首次入堆时的铀富集度为4.2%，所述剩余部分新组件在首次入堆时的铀富集度为 4.45%ο
4.根据权利要求
1所述的压水堆堆芯的新组件换料装载方法，其特征在于，在所述新组件中加入可燃毒物。
5.根据权利要求
1所述的压水堆堆芯的新组件换料装载方法，其特征在于，所述一部分新组件设置在压水堆堆芯的以下位置:B08、B09、C09、D08、DIO、D12、E09、Ell、F10、F12、G09、GlU G13、G14、H12、H14 ;所述剩余部分新组件设置在压水堆堆芯的以下位置:B10、C11、E13、F14，而且，全部堆芯的排布按上述位置呈1/4旋转对称。
6.一种压水堆堆芯，其特征在于，所述压水堆堆芯装有一批新组件，其中一部分新组件将在堆芯内燃耗N个循环后卸出堆芯，剩余部分新组件将在堆芯内燃耗N+1个循环后卸出堆芯，其中，N为自然数，而且，所述一部分新组件在首次入堆时的铀富集度低于所述剩余部分新组件在首次入堆时的铀富集度。
7.根据权利要求
6所述的压水堆堆芯，其特征在于，所述N为2。
8.根据权利要求
7所述的压水堆堆芯，其特征在于，所述一部分新组件在首次入堆时的铀富集度为4.2%，所述剩余部分新组件在首次入堆时的铀富集度为4.45%。
9.根据权利要求
6所述的压水堆堆芯，其特征在于，所述新组件包含有可燃毒物。
10.根据权利要求
6所述的压水堆堆芯，其特征在于，所述一部分新组件设置在压水堆堆芯的以下位置:B08、B09、C09、D08、D10、D12、E09、E11、F10、F12、G09、G11、G13、G14、H12、H14;所述剩余部分新组件设置在压水堆堆芯的以下位置:B10、C11、E13、F14，而且，全部堆芯的排布按上述位置呈1/4旋转对称。
专利摘要
本发明公开了一种压水堆堆芯及其新组件换料装载方法，该新组件换料装载方法包括装入一批新组件同时卸出同样数量的已燃耗组件，对于同一批装入的新组件，其中一部分新组件将在堆芯内燃耗N个循环后卸出堆芯，剩余部分将在堆芯内燃耗N+1个循环后卸出堆芯，其中，N为自然数，而且，所述一部分新组件在首次入堆时的铀富集度低于所述剩余部分新组件在首次入堆时的铀富集度。实施本发明的技术方案，新组件使用两种富集度组件后，对燃耗较少循环的组件可使用较低富集度，降低燃料成本；而且，可降低其在卸出堆芯时剩余铀富集度，并提高燃料使用效率。
文档编号G21C19/20GKCN103151084SQ201310055944
公开日2013年6月12日 申请日期2013年2月21日
发明者张洪 申请人:中科华核电技术研究院有限公司, 中国广东核电集团有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan