田湾核电站1号机组第6循环堆芯装载策略及验证

田湾核电站1号机组第5次换料大修期间,根据燃料组件检查结果,开展了紧急换料设计。1号机组第6循环堆芯装载策略具有不同于正常换料的特点,例如燃料装载不对称、部分辐照过的燃料组件移动到对称象限、堆芯功率分布不对称等。另外,堆芯装载策略考虑了TVS-2M先导燃料组件的位置要求。经第6循环寿期初物理试验和堆内测量系统验证,堆芯装载方案设计结果满足各项测量准则要求,且堆芯运行参数符合设计预期。     

田湾核电站3、4号机组的长周期燃料管理

田湾核电站3、4号机组计划从首循环起使用TVS-2M组件,采用由年换料过渡到长周期换料的燃料管理方案,并且业主对平衡循环长度提出了更高的要求,目标是510 EFPD。本文使用KASKAD程序包,对从年换料快速过渡到长周期换料展开研究,并给出了两个燃料管理方案。对方案中堆芯的安全参数及其他重要参数进行了分析,并对平衡循环的经济性作了简单的分析评价。结果显示,2个燃料管理方案的安全参数均满足设计要求。该研究成果具有工程应用价值,可应用在田湾核电站3、4号机组和VVER-1000堆型中,提高电站经济性。     

田湾核电站1~4号机组堆芯燃料管理优化研究

采用KASKAD程序包对田湾核电站1~4号机组进行堆芯燃料管理优化研究,优化的燃料管理方案通过提高新组件的平均富集度减少了换料组件的类型和数量,并提高了平衡循环的循环长度。从燃料管理计算结果可以看出,堆芯各项安全参数均满足限值要求,同时具有很好的运行灵活性,提高了燃料利用率,提升了核电厂的经济效益,具有非常好的工程应用价值。      

田湾核电站18个月换料燃料管理策略

为实现田湾核电站1、2号机组长周期换料项目,制定了过渡到18个月换料的燃料管理策略。参考俄罗斯核电站管理经验,长周期换料项目需采用TVS-2M新型燃料组件。在正式向长周期燃料循环过渡前通过TVS-2M先导组件运行验证了混合堆芯相容性。TVS-2M组件入堆替换AFA组件将分成两个阶段,即前两个过渡循环装入带有包覆层的TVS-2M组件,后继循环装入不带包覆层的TVS-2M组件。田湾核电站两台机组经历4个过渡循环,逐步延长运行时间,最终达到480 EFPD的循环长度。过渡循环和平衡循环均采用部分低泄漏堆芯装载,降低了对反应堆压力容器的中子辐照。田湾核电站18个月换料燃料管理策略提高了机组能力因子和经济性并具有灵活的循环长度。     

157组组件堆芯燃料管理方案设计及其经济性分析

157组燃料组件组成堆芯的燃料管理方案有1/3堆芯年换料、1/4堆芯年换料、18个月换料等多种策略,本文给出了常见的5种燃料管理方案的平衡循环主要计算结果。然后对这5个燃料管理方案的平衡循环进行经济性分析计算,逐一介绍关系到电站收益的发电量的计算、关系到电站成本的燃料费用的计算以及由于燃料管理策略中换料周期的不一样导致的停堆维修频率不一样而产生的对电站成本的影响。通过这5个燃料管理方案设计及其经济性分析比较,推荐采用72组富集度为4.45%的长循环换料方案作为157组燃料组件堆芯燃料管理主推方案,实用性较强。     

157组组件堆芯燃料管理方案设计及其经济性分析

157组燃料组件组成堆芯的燃料管理方案有1/3堆芯年换料、1/4堆芯年换料、18个月换料等多种策略,本文给出了常见的5种燃料管理方案的平衡循环主要计算结果.然后对这5个燃料管理方案的平衡循环进行经济性分析计算,逐一介绍关系到电站收益的发电量的计算、关系到电站成本的燃料费用的计算以及由于燃料管理策略中换料周期的不一样导致的停堆维修频率不一样而产生的对电站成本的影响.通过这5个燃料管理方案设计及其经济性分析比较,推荐采用72组富集度为4.45％的长循环换料方案作为157组燃料组件堆芯燃料管理主推方案,实用性较强.     

采用TVS-2M组件的VVER堆芯燃料管理研究

使用KASKAD程序包,对田湾核电站从首循环开始使用TVS-2M组件展开研究,提出相应的燃料组件设计。以此为基础展开燃料管理研究,提出3个燃料管理方案(年换料方案和两个长周期换料方案)。对每个方案中堆芯的安全参数及其他重要参数进行分析,结果表明各种安全参数均满足设计要求。长周期的换料方案是从首循环就开始使用TVS-2M组件,并且只经过2个循环的过渡,寿期长度便达到了长周期的要求。长周期换料方案可提高电厂的年均能力因子,并在整个堆芯寿期内减少大修次数,因而每年节约30.8%的大修费用,因此电厂的经济效益得以提高。     

采用TVS-2M组件的VVER堆芯燃料管理研究

使用KASKAD程序包,对田湾核电站从首循环开始使用TVS-2M组件展开研究,提出相应的燃料组件设计。以此为基础展开燃料管理研究,提出3个燃料管理方案(年换料方案和两个长周期换料方案)。对每个方案中堆芯的安全参数及其他重要参数进行分析,结果表明各种安全参数均满足设计要求。长周期的换料方案是从首循环就开始使用TVS-2M组件,并且只经过2个循环的过渡,寿期长度便达到了长周期的要求。长周期换料方案可提高电厂的年均能力因子,并在整个堆芯寿期内减少大修次数,因而每年节约30.8%的大修费用,因此电厂的经济效益得以提高。     

一体化先进压水堆小型核电站堆芯燃料管理设计

采用SCIENCE核程序包进行装载方案的设计计算,确定了满足设计准则的各个过渡循环至平衡循环的堆芯.选择合理的平衡循环堆芯燃料的富集度、换料燃料组件数以及各循环的装载和换料方式,使平衡循环达到预定的2 a换料循环长度.堆芯采用低泄漏"内-外"式布置,旧燃料组件布置于堆芯外区.第一循环堆芯,高富集度的组件置于堆芯外区,低富集度的组件排列在堆芯内区.第二循环堆芯装入44个富集度为4.95%的新燃料组件,同时卸出44个旧燃料组件,旧燃料组件布置于堆芯外区.第三循环开始到反应堆寿期内的所有堆芯,都只使用含0、12和20根载钆燃料棒的燃料组件.各循环燃料组件最大卸料燃耗满足设计准则要求.     

国内特别报道

<正>田湾核电站首次采用堆芯倒料获得成功2010年6月4日12时47分,随着田湾核电站2号机组最后一组新燃料组件被平稳地从乏燃料水池送往反应堆堆芯存放,田湾核电站首次采用堆芯倒料模式实施装换料操作宣告成功。(摘编自江苏核电有限公司网2010年6月9日报道)     

田湾核电站场内应急计划与准备的回顾

本文简要回顾了田湾核电站场内应急计划与准备的过程。包括田湾核电站场内应急计划的编制和审评、应急组织建立、应急执行程序编制、应急设施建设、应急培训和应急演习等方面,重点对准备过程中所取得的经验及教训进行了总结;提出了今后工作的重点和改进的方向,以期使田湾核电站的应急准备工作持续改进,也可供业内同行借鉴和参考。     

对田湾核电站首次装料前场内应急综合演习主要经验的讨论

本文对田湾核电站(1NPS)首次装料前场内应急综合演习准备过程中的实际做法和取得的主要经验进行了较为详细的说明和讨论,以便从中得到有益的启示。     

VVER燃料组件变形对象限功率倾斜的影响

本文以田湾核电厂VVER堆芯为参考对象,通过调整燃料棒栅距模拟组件弯曲变形,从而定量分析燃料组件的变形对象限功率倾斜的影响。研究表明：栅距变化引起的慢化效应和能谱变化引起的核素效应是导致组件反应性变化的关键因素,随燃耗加深而逐渐变形的燃料组件通过上述两个因素的共同作用来影响堆芯象限功率倾斜。     

Design of a boiling water reactor core based on an integrated blanket–seed thorium–uranium concept

This paper is concerned with the design of a boiling water reactor (BWR) equilibrium core using thorium as a nuclear material in an integrated blanket–seed (BS) assembly. The integrated BS concept comes from the fact that the blanket and the seed rods are located in the same assembly, and are burned out in a once-through cycle. The idea behind the lattice design is to use the thorium conversion capability in a BWR spectrum, taking advantage of the ²³³U build-up. A core design was developed to achieve an equilibrium cycle of 365 effective full power days in a standard BWR with a reload of 104 fuel assemblies designed with an average ²³⁵U enrichment of 7.5 w/o in the seed sub-lattice. The main operating parameters, like power, linear heat generation rate and void distributions were obtained as well as the shutdown margin. It was observed that the analyzed parameters behave like those obtained in a standard BWR. The shutdown margin design criterion was fulfilled by addition of a burnable poison region in the fuel assembly.     

压水堆象限功率倾斜研究

根据大亚湾核电站实测数据及法国电力公司（ＥｄＦ）提供的某些数据,从反应性平衡方程出发,应用核设计软件分析研究引起象限功率倾斜比超限的根本原因。针对此根本原因提出了降低三环路压水堆核电站换料堆芯象限功率倾斜的方法,并在大亚湾核电站第４循环的设计中得到证实。发展了一种模拟象限功率倾斜的数值模型及预测换料堆芯象限倾斜比的方法。与实测数据相比,预测值的精度是令人满意的。     

Intelligent soft computing in nuclear engineering in Brazil

Nuclear reactor design and operation often involve important human cognition and decisions. Design optimization, transient diagnosis and core reload optimization, are examples of complex tasks faced during a nuclear reactor design or operation. In order to handle such kind of tasks expert knowledge is required. Due to the complexity involved in the cognition and decisions to be taken, computerized systems have been intensely explored in order to aid design and operation. Following hardware advances, soft computing has been improved and, nowadays, intelligent technologies, such as evolutionary programming, neural networks, expert systems and fuzzy systems are being used to support design and operation. This work presents applications of intelligent Soft Computing (ISC) to three important cognition problems which are: the nuclear reactor design, the core reload optimization and transient diagnosis.     

Design and optimization of an equilibrium reload with MOX fuel with minor actinides

In this work the design and optimization of an equilibrium core for a boiling water reactor (BWR), loaded with fuel composed of plutonium and minor actinides (Np, Am and Cm), is presented. The plutonium and minor actinides are obtained from the recycling of the spent fuel of a BWR, and are mixed with depleted uranium obtained from the enrichment tails. The design and optimization of the equilibrium reload is achieved in two steps. In the first step, the fuel assembly is adjusted and the reload pattern is designed, in order to obtain the target cycle length. In order to improve the shutdown margin, two actions were taken: to increase the boron-10 content in the control rods, and to add a burnable absorber (gadolinia) in some fuel rods. In the second step, the reload pattern, obtained in the first step, is optimized to maximize the energy, under the thermal and reactivity margins constraints; a system based on Genetic Algorithms was used in the optimization process. Results show that 5% more energy was obtained with the optimized reload.     

大亚湾核电站第九循环堆芯换料设计

大亚湾核电站第九循环堆芯是自提高燃产组件富集度后实现18个月换料的第一个循环堆芯。堆芯换料设计采用SCIENCE核程序包进行计算，辅以HADES－II处理程序，自动生成一维模型和综合法程序输入数据，并且自动生成换料设计报告。本报告介绍了堆芯换料设计需提交给核电站的设计文件和所用的计算机辅助，并对启动物理试验实测值与设计预计值进行了比较分析。