AP培训-堆芯设计.ppt

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1、AP1000教材堆芯设计生产准备处目录目的堆芯设计整体特点反应堆结构堆芯设计引用资料目的介绍AP1000核电站堆芯及堆芯设计相关知识芯-》堆芯-》AP1000的堆芯AdvancedPassiveLWR先进的非能动的轻水堆第三代核电站第三代核电站的概念：相对实现了系列化和标准化的第二代技术而言具有更高的安全性和经济性，满足UtilityRD（美国用户要求文件）和EUR要求的先进性机组URD对新建电站的主要要求：更大的功率（100~150万千瓦）更高的安全性更长的寿命（60年）更短的建设周期（48~52个月）更好的经济性第三代核电站（续）更高的安全目标堆芯热工安全裕量＞15%（19%）堆芯融化

2、概率≤1.0*10E-5/堆（5.08*10E-7/堆）大量放射性向环境释放概率≤1.0*10E-6/堆（5.94*10E-8/堆）可利用因子＞87%（93%）第三代核电站（续）更高的经济目标造价大大降低约为1200美元/KWe（批量化后大幅降低造价）(2200/1760)生产成本大大降低约3.4美分/KWhAP1000堆芯设计整体特点AP1000的堆芯保持了传统压水堆（314）的堆芯构造(比利时的Doel4和Tihange3)；堆芯核设计依据与第二代压水堆基本相同；从首炉料开始就实现18个月长燃料循环；设计方法和设计内容与第二代压水堆相比有一定改进；达到第三代压水堆的要求；具备不调硼负荷

3、跟随能力。反应堆结构堆芯压力容器剖面图堆芯田湾表示，共计42个通道MA：MSHIM灰棒组AMB：MSHIM灰棒组BMC：MSHIM灰棒组CMD：MSHIM灰棒组DM1：MSHIM黑棒组1M2：MSHIM黑棒组2AO：A.O.控制棒组SD1：停堆棒组1SD2：停堆棒组2SD3：停堆棒组3SD4：停堆棒组4堆芯相关信息反应堆堆芯由燃料组件、离散式可燃毒物组件、黑体控制棒组件（RCCA）、灰体控制棒组件（GRCA）、中子源组件构成AP1000堆芯有157组燃料组件（163）堆芯活性区高度为4.267m（3.55）42个堆芯测量通道69束控制棒组件组件田湾田湾燃料组件相关信息燃料组件由上管座、下管

4、座、燃料棒、导向管、仪表管和定位格架组成(ROBUST，2.35~4.45)组件中燃料棒采用17x17排列（括264根燃料棒，24根控制棒导向管和1根仪表管）（311+18+1）仪表管位于中间位置，为堆芯中子通量测量和温度测量探测器提供测量通道导向管提供黑棒RCCA、灰棒GRCA和中子源组件、可燃毒物组件和阻力塞组件的插入通道每个燃料组件有2个顶部和底部格架，8个中间格架，4个中间搅混格架和一个底部保护格架初始堆芯燃料组件内的燃料棒富集度是53x2.35+52x3.40+52x4.45使用1558根硼玻璃可燃毒物棒和8832根IFBA可燃毒物棒；69束控制棒（16束灰棒，53束黑棒）每束灰

5、棒由4根Ag-In-Cd棒和20根不锈钢棒组成黑棒则由24根Ag-In-Cd棒组成17X1714英尺（426.72厘米）Robust燃料组件；具备不调硼负荷跟随能力最大燃料组件卸载燃耗58,000MWD/TU和最大燃料棒燃耗62,000MWD/TU燃料棒燃料棒相关信息燃料棒是由ZIRLO包壳管(低锡低铁无铬加铌锆合金)、二氧化铀陶瓷芯块、压紧弹簧、上端塞和下端塞组成燃料芯块是圆柱体，芯块端面为碟形，以允许有更多的轴向膨胀和增加裂变气体的贮存空间燃料棒的空腔和间隙可以容纳燃料释放的裂变气体，补偿包壳和燃料之间不同的热膨胀和辐照期间燃料密度的改变一些AP1000燃料棒还包含一体化燃料可燃吸收

6、体（IFBA），IFBA是包覆硼化物层的芯块或二氧化铀和氧化钆混合的燃料芯块控制棒布置控制棒组件控制棒相关信息控制棒组件按棒束中吸收体的材料和功能分为两类：RCCA黑棒和GRCA灰棒RCCA（银-铟-镉合金）分为三类：温度控制棒、轴向功率分布控制棒和停堆棒灰棒用于负荷跟踪操作，提供机械补偿替代使用改变硼浓度的化学补偿可燃毒物组件和中子源组件可燃毒物由环形薄壁的氧化铝芯块组成，氧化铝(Al2O3)芯块中含有作为碳化硼(B4C)材料的B10反应堆中有2个初级和2个次级中子源组件初级源棒含有一个放射性材料，在初始堆芯装料、启动和初始堆芯运行初期自发地发射中子次级中子源棒含有一个稳定的中子源材料，

7、在堆内运行期间被活化，材料被活化后会释放中子堆芯设计基准在工况I和工况II下不希望发生燃料破损，也就是燃料棒包壳压力边界被破坏。可能会发生少量的燃料破损，但必须处于核电厂净化系统的净化能力之内并与电厂设计基准保持一致在出现工况III后，仅有少量燃料棒破损，反应堆能返回安全状态。在发生工况IV后，反应堆能重建一个安全状态，即维持堆芯次临界并保持冷却堆芯的几何形状堆芯设计基准燃料组件应能经承受运输、操作和堆芯装载中引起的非运