华龙一号“177堆芯”特点分析

华龙一号（HPR1000）压水堆核电厂最显著的技术特征是反应堆采用由177个燃料组件构成的堆芯（简称“177堆芯”）,具有完全的自主知识产权。为深入分析其特点,本文介绍了“177堆芯”的主要技术特征,并在燃料组件及控制棒组件数目方面与157个燃料组件构成的堆芯（简称“157堆芯”）进行了对比分析;对2种典型反应堆堆芯（“177-A堆芯”与“177-B堆芯”）装载方案的异同进行了叙述和评价。结果表明,与“157堆芯”相比,“177堆芯”在安全性和经济性方面更有优势;2种典型堆芯的首循环装载布置各有所长,在可燃毒物选材上,“177-B堆芯”优于“177-A堆芯”。最后,从取消堆芯中央位置控制棒组件、设置堆芯径向金属反射层、实施无中子源启动、分批装载自主化燃料组件以及优化堆芯活性段长度等5个方面给出了HPR1000反应堆堆芯的优化建议。      

MOX燃料组件装入现役M310堆芯对堆芯核设计的影响研究

国际上的MOX燃料技术目前已较为成熟,且已有在压水堆中运行的工程经验。本文对MOX燃料组件的中子学性能进行了分析,对其在我国现役M310堆芯应用的可行性进行了研究,得到了M310堆芯由全部使用UO2燃料组件向使用30%的MOX燃料组件过渡的堆芯燃料管理方案,并对使用MOX燃料组件的堆芯的部分中子学参数进行了初步分析。结果表明:使用30%的MOX燃料组件的堆芯可达到与全UO2堆芯相当的循环长度;堆芯反应性控制能力可满足要求;慢化剂温度系数、Doppler温度系数、Doppler功率系数、氙和钐的动态特性均趋向使堆芯运行更加安全和稳定。本文的研究结果可为MOX燃料在M310堆芯中应用的进一步研究提供参考。     

日本为首台全堆芯MOX燃料机组签署燃料供应合同

日本电力开发公司（J-Power）已与全球核燃料日本公司（GNF-J）签署了一份混合氧化物（MOX）燃料组件供应合同，这批MOX燃料组件将供位于13本青森县的大间（Ohma）核电机组使用。     

ACP1000中MOX燃料组件管理初步研究

使用SCIENCE程序包对MOX燃料组件进行了初步设计和研究。在此基础上,对采用部分MOX燃料组件的ACP1000堆芯开展燃料管理研究,得到由全堆装载UO₂燃料组件向部分MOX燃料组件堆芯过渡的燃料管理方案,并对MOX燃料组件和部分MOX燃料组件堆芯的安全参数及其他重要参数进行分析和比较。分析结果表明,各种安全参数均满足设计要求,证明在ACP1000堆芯应用MOX燃料是可行的,并为进一步研究提供了参考。     

177燃料组件堆芯反应堆机械补偿控制策略研究

177燃料组件堆芯反应堆通常采用G模式运行,负荷跟踪期间需要调整堆芯硼浓度。受硼回收系统能力限制,仅在85%寿期内具备负荷跟踪能力。为改善177燃料组件堆芯反应堆负荷跟踪能力,扩大可进行负荷跟踪的寿期范围,基于177燃料组件堆芯进行了机械补偿控制策略的研究。设计了不同控制棒组布置方案,从控制棒组价值、对功率峰的影响、负荷跟踪过程中控制能力等方面进行了分析。基于优化的控制棒组布置方案和机械补偿控制策略,进行了全寿期基负荷运行、90%寿期末日负荷循环负荷跟踪以及启动过程模拟。结果表明,在适当的控制棒组布置方案下,177燃料组件堆芯可实施机械补偿控制策略,负荷跟踪能力达到了国际先进水平。      

整个堆芯都采用MOX燃料的大间ABWR的堆芯设计

【日本《原子能视野》1999年10月刊第64～67页报道】1.整个堆芯采用MOX燃料的ABWR堆芯概要1.1基本考虑整个堆芯都采用MOX燃料的ABWR的燃料与堆芯设计的基本方针是,不改变以前ABWR的热功率、燃料组件的件数、控制棒的根数等基本规格,也不对以前的装铀燃料堆芯做大的变更。MOX燃料组件的基本构造与到目前为止已取得很好实绩的高燃耗8×8铀燃料(II级燃料)一样,在燃料组件的中央配置一根大口径挤水棒,在挤水棒周围配置排成8列8行的60根燃料棒。关于堆芯装MOX燃料组件问题,起初先装0～264根MOX燃料,然后阶段性地逐渐增加MOX燃料的比…     

日本开始使用MOX燃料

【世界核新闻网站2009年11月5日报道】日本九州电力公司（Kyushu）2009年11月5日宣布,装有混合氧化物（MOX）燃料组件的玄海3号机组已于当日重新启动。     

一批MOX燃料运抵日本

<正>【世界核新闻网站2010年7月5日报道】2010年4月初从欧洲发出的一批混合氧化物(MOX)燃料已于6月底运抵日本。这批燃料中共有32个燃料组件,其中12个组件将供高滨4号机组使用,另外20个组件将供玄海3号机组使用。     

大型压水堆装载50% MOX燃料方案初步研究

在保持堆内构件设计、燃料组件机械设计以及控制棒设计和布置不变的前提下,对大型压水堆应用MOX燃料进行初步研究。在遵守与UO_2堆芯相同的核设计准则的基础上,开展装载50%MOX燃料的堆芯燃料管理方案研究及核特性分析。分析结果表明,堆芯主要物理参数满足设计准则要求,能够实现堆芯运行和控制相关要求,具备装载50%MOX燃料的能力。混合堆芯的有效缓发中子份额比UO_2堆芯有所减小,其对弹棒事故的影响应予以重点关注。     

日本又一机组开始使用MOX燃料

<正>【日本原子能产业协会2010年1月12日报道】2009年12月25日,四国(Shikoku)电力公司宣布,该公司的伊方3号机组在装入混合氧化物(MOX)燃料后,将于2010年2月投运。21个MOX燃料组件已由法国阿海珐集团(Areva)于2009年5月27日交付给四国电力公司。     

百万千瓦级环形MOX燃料堆芯设计

对环形UO2燃料及环形MOX燃料组件参数的计算方法进行了研究。设计了包含193盒环形UO2和MOX燃料组件的混合型长周期(18个月)堆芯方案。对设计的堆芯的重要物理参数进行了分析,并对各循环进行了燃耗计算。结果表明,装载约30%MOX组件的堆芯可在百万千瓦功率下实现长周期换料。堆芯从初装载可安全过渡到平衡循环,各循环的重要物理参数均满足设计要求,说明设计的堆芯及燃料管理方案是安全可行的。     

基于CFD的燃料组件上管座阻力特性数值模拟研究

基于计算流体力学(CFD)对燃料组件上管座内冷却剂的流动进行数值研究,形成了上管座阻力特性数值模拟方法,结合整体水力学实验中上管座阻力系数实验结果,验证了计算方法的合理性。基于CFD对燃料组件上管座的阻力特性进行了分析和评价,说明了阻流塞是实验测量结果与参考数据存在差异的主要原因,并给出了上管座阻力系数的取值建议。     

Transport of Fresh MOX Fuel Assemblies for the MONJU Initial Core

Abstract

Transport of fresh MOX fuel assemblies for the prototype FBR MONJU initial core started in July 1992 and ended in March 1994. As many as 205 fresh MOX fuel assemblies (109 assemblies for an inner core, 91 assemblies for an outer core and 5 assemblies for testing) were transported in nine transport missions. The packaging for fuel assemblies, which has shielding and shock absorbing material inside, meets IAEA regulatory requirements for Type B(U) packaging including hypothetical accident conditions such as the 9 m drop test, fire test, etc. Moreover, this packaging design features such advanced technologies as high performance neutron shielding material and an automatic hold-down mechanism for the fuel assemblies. Every effort was made to carry out safe transport in conjunction with the cooperation of every competent organisation. This effort includes establishment of, the transport control centre, communication training, and accompanying the radiation monitoring expert. No transport accident occurred during the transport and all the transport missions were successfully completed on schedule.     

模拟MOX燃料粉末混合均匀性研究

进行了模拟MOX (UO2-10%CeO2)燃料粉末的球磨混合和烧结实验,讨论了行星式高能球磨工艺参数对模拟MOX燃料粉末的混合均匀性(或变异系数CV)和模拟MOX烧结芯块中Ce分布均匀性的影响,以及可能存在的粉末球磨混合机理.采用优化的粉末球磨混合工艺参数,可使模拟MOX粉末的混合均匀度达到98%以上,主要的混合机理是扩散.电子探针(EPMA)分析证明,烧结芯块中Ce元素也达到了微观均匀分布.     

含MOX燃料堆芯衰变热及裂变产物积存量的特性研究

我国尚无MOX燃料的工程经验,需开展大量的论证工作。以国内M310型堆芯为对象,对使用30%MOX燃料的堆芯燃料管理方案进行分析,比较含MOX燃料堆芯和全UO2堆芯的衰变热、乏燃料水池热负荷和堆芯裂变产物积存量的特性差异。结果表明,堆芯衰变热、乏燃料水池热负荷变化较小,都不会超过原来的15%,堆芯裂变产物积存量中少量核素偏差较大,135Xe、136Cs等超过40%,其余核素变化较小。研究表明,含MOX燃料堆芯的辐射特性存在一定差异,但变化非常有限,不会对电厂的运行和安全产生影响。     

燃料组件典型栅元湍流激振数值研究

为掌握全长范围内的燃料棒振动响应特性,以用于燃料棒微动磨损寿命分析,本研究运用计算流体动力学（CFD）方法,对燃料组件典型栅元的湍流激振进行数值模拟分析,并通过棒表面的瞬态脉动压力分布开展不同夹持力下的单棒瞬态动力学分析。研究表明:格架上游的截面平均湍动能约为0.1 m2/s2,格架临近出口位置湍动能达到峰值的0.65 m2/s2,格架的存在显著增强了流场的湍流强度,这是造成燃料棒湍流激振的主要原因;通过瞬态动力学分析确定了均方根振幅最大的定位格架位置,并建立了该格架的均方根振幅和振动速度随夹持力变化的关联式。本研究将为后续微动磨损理论计算及实验验证奠定基础。      

M310改进型核电机组年换料堆芯装料操作方案研究

M310改进型核电机组年换料堆芯在装料操作过程中存在困难，通过M310改进型核电机组年换料堆芯的布置、燃料组件变形形式和装载措施的研究，福清核电厂1号机组第2次大修堆芯装料操作方案为例，基于对燃料组件变形特性的分析和装载基本假设，对现有的“蛇形”装料法进行深入分析，提出修正最后3排燃料组件的装载次序的优化改进方案。经实际装料验证，优化后的年换料堆芯装料操作方案是可行的，能显著提高装料的安全性与效率。      

MOX乏燃料衰变热计算方法研究

目前,铀钚混合氧化物(MOX)燃料已成为一种可用于商业核电厂成熟再循环核燃料。经过燃耗过的燃料在正常停堆或事故后停堆时会产生大量的衰变余热,而乏燃料衰变热是事故分析、余热排出系统和乏燃料池冷却系统设计的重要输入参数之一。UOX乏燃料中裂变产物主要来自于U和Pu等可裂变核素的裂变,U贡献最大;MOX乏燃料裂变产物主要来自于U、Pu和Am等可裂变核素的裂变,Pu贡献最大。UOX乏燃料衰变热可使用ANS—5.1的方法进行计算,但ANS—5.1中的衰变热计算方法不完全适用于MOX燃料。MOX燃料是核燃料可持续发展的重要途径,因此必须研究采用新方法计算MOX乏燃料的衰变热。该文研究使用ANS—5.1计算MOX乏燃料裂变产物衰变热,再使用ORIGEN—S程序计算MOX乏燃料的重核衰变热贡献份额,综合得到MOX乏燃料的总衰变热。