含钆堆芯平衡循环优化技术研究

作者：马兹容; 宿健; 周胜

来源：核动力工程, 2021, 42(03): 1-5.

DOI：10.13832/j.jnpe.2021.03.0001

• 燃料管理
• 可燃毒物
• 轴向功率分布

通过对平衡循环燃料管理技术进行分析,确定对钆棒采用两端装UO2芯块的轴向分区设计并提高UO2-Gd2O3芯块中235U富集度的优化方法。根据钆棒两端不同长度UO2芯块对堆芯轴向功率分布的影响初步确定了钆棒两端UO2芯块的长度,根据UO2-Gd2O3芯块中235U富集度对燃料经济性和制造的影响初步确定了UO2-Gd2O3芯块中的235U富集度。分析了钆棒轴向分区和提高UO2-Gd2O3芯块中235U富集度各自及综合相对于比较基准方案对堆芯功率分布的影响,优化方案相对于比较基准方案在Ⅰ和Ⅱ类反应性事故工况下对安全性的影响,并对优化方案中的UO2-Gd2O3芯块进行了安全验证。研究结果表明,通过在钆棒两端特定区域装载全富集的UO2芯块,能改善堆芯的轴向功率分布,降低UO2-Gd2O3芯块在Ⅱ类反应性事故工况下的最大线功率密度;优化方案UO2-Gd2O3芯块未超熔化限值且能提高含钆堆芯安全裕量约5.6%;优化技术能为每个含钆堆芯每循环节省燃料费约2300万元。因此,本研究提出的钆棒优化方法能用于大量运行机组的燃料管理改进。