阅读说明：本技术 一种高温气冷堆堆芯装料达临界的方法 (Method for achieving criticality of reactor core charge of high-temperature gas cooled reactor ) 是由 姚尧 武方杰 康祯 祁沛垚 韩传高 常重喜 李志容 赵峰 于德 赵敬锴 梁舒婷 于 2021-09-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高温气冷堆堆芯装料达临界的方法,包括以下步骤：1)进行准备工作；2)向堆芯中装入三分之一理论临界装载量的混合燃料；3)向堆芯装入理论临界装载量与当前已装入混合燃料装载量之间差值的三分之一的混合燃料；4)确定下一步的装载量,再进行堆芯的装载,然后转至步骤3),直至最小外推临界装载量与当前装载量之间的差值小于N个混合燃料,然后转至步骤5)；5)下插一组控制棒至Mmm高度处,再在上一次外推临界装载量的基础上增加K个混合燃料,然后送入堆芯；待所有混合燃料装入堆芯后,逐步提起已经下插的一组控制棒,直到堆芯外核测仪表显示反应堆达到临界状态为止,该方法能够使得高温气冷堆堆芯装料达临界。(The invention discloses a method for achieving criticality of reactor core loading of a high-temperature gas cooled reactor, which comprises the following steps of: 1) carrying out preparation work; 2) filling one third of mixed fuel with theoretical critical loading capacity into a reactor core; 3) loading mixed fuel with one third of difference between the theoretical critical loading capacity and the current loaded mixed fuel loading capacity into the reactor core; 4) determining the next loading capacity, loading the reactor core, then turning to the step 3) until the difference between the minimum extrapolated critical loading capacity and the current loading capacity is less than N mixed fuels, and then turning to the step 5); 5) inserting a group of control rods downwards to Mmm height, adding K mixed fuels on the basis of the last extrapolation critical loading amount, and then feeding the K mixed fuels into a reactor core; after all mixed fuel is loaded into the reactor core, the group of control rods inserted downwards are gradually lifted until the nuclear gauge outside the reactor core displays that the reactor reaches a critical state, and the method can enable the reactor core of the high-temperature gas cooled reactor to reach the critical state.)

一种高温气冷堆堆芯装料达临界的方法

技术领域

本发明属于高温气冷堆领域，具体涉及一种高温气冷堆堆芯装料达临界的方法。

背景技术

目前压水堆、沸水堆和重水堆等水冷反应堆依靠控制棒组的提升来进行反应堆堆芯达临界。球床式高温气冷堆堆芯由于其结构和水冷反应堆完全不一样，燃料元件为石墨包覆颗粒球形燃料元件，堆芯燃料元件需要装入一定数量后才能进行反应堆临界操作。如果球床式高温气冷堆在堆芯装料初期通过提升控制棒进行反应堆达临界，存在一定的风险：一是在反应堆装料初期堆芯内无裂变毒物，燃料剩余反应性大，提升控制棒引入的反应性较快，不利于反应堆的安全；二是反应堆控制棒未进行反应性价值的标定，因此在临界外推计算可能和实际临界棒位有明显差距，给反应堆临界操作带来不确定性风险。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种高温气冷堆堆芯装料达临界的方法，该方法能够使得高温气冷堆堆芯装料达临界，且安全性较高。

为达到上述目的，本发明所述的高温气冷堆堆芯装料达临界的方法包括以下步骤：

1)进行准备工作；

2)向堆芯中装入三分之一理论临界装载量的混合燃料，记录堆芯外核测仪表的中子计数率；

3)向堆芯装入理论临界装载量与当前已装入混合燃料装载量之间差值的三分之一的混合燃料，记录堆芯外核测仪表的中子计数率；

4)根据步骤3)记录的堆芯外核测仪表的中子计数率及步骤2)记录的堆芯外核测仪表的中子计数率计算外推临界装载量，取计算得到的外推临界装载量和理论临界装载量之间较小的，再与当前混合燃料装载量进行作差，然后将作差结果的三分之一作为下一步的装载量，再进行堆芯的装载，然后转至步骤3)，直至最小外推临界装载量与当前装载量之间的差值小于N个混合燃料，然后转至步骤5)；

5)下插一组控制棒至Mmm高度处，再在上一次外推临界装载量的基础上增加K个混合燃料，然后送入堆芯；

待所有混合燃料装入堆芯后，逐步提起已经下插的一组控制棒，直到堆芯外核测仪表显示反应堆达到临界状态为止。

N＝800。

M＝6000。

K＝450。

步骤1)的具体操作过程为：

在球床式高温气冷堆堆芯达临界过程中，将吸收球全部吹入堆芯上部储球罐内，将所有控制棒均提升至堆芯的顶部上限位置，堆芯处于常压，堆芯一回路为空气气氛。

所有控制棒包括停堆棒、调节棒及补偿棒。

混合燃料包括4.2％富集度的燃料元件及石墨球，其中，4.2％富集度的燃料元件与石墨球的份数比为7:8。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的高温气冷堆堆芯装料达临界的方法在具体操作时，擦用混合燃料替代传统的燃料球，堆芯燃料剩余反应性更小，更容易控制，同时采用逐步填入的方式，并当最小外推临界装载量与当前装载量之间的差值小于N个混合燃料，下插一组控制棒，再在上一次外推临界装载量的基础上增加K个混合燃料，然后送入堆芯；待所有混合燃料装入堆芯后，逐步提起已经下插的一组控制棒，直到堆芯外核测仪表显示反应堆达到临界状态为止，使得高温气冷堆堆芯装料达临界，且安全性较高。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1，本发明所述的高温气冷堆堆芯装料达临界的方法包括以下步骤：

1)在球床式高温气冷堆堆芯达临界过程中，将吸收球全部吹入堆芯上部储球罐内，将所有控制棒均提升至堆芯的顶部上限位置，堆芯处于常压，堆芯一回路为空气气氛；

2)向堆芯中装入三分之一理论临界装载量的混合燃料，记录堆芯外核测仪表的中子计数率；

3)向堆芯装入理论临界装载量与当前已装入混合燃料装载量之间差值的三分之一的混合燃料，记录堆芯外核测仪表的中子计数率；

4)根据步骤3)记录的堆芯外核测仪表的中子计数率及步骤2)记录的堆芯外核测仪表的中子计数率计算外推临界装载量，取计算得到的外推临界装载量和理论临界装载量之间较小的，再与当前混合燃料装载量进行作差，然后将作差结果的三分之一作为下一步的装载量，再进行堆芯的装载，然后转至步骤3)，直至最小外推临界装载量与当前装载量之间的差值小于800个混合燃料，然后转至步骤5)；

5)下插一组控制棒至6000mm高度处，再在上一次外推临界装载量的基础上增加450个混合燃料，然后送入堆芯；待所有混合燃料装入堆芯后，逐步提起已经下插的一组控制棒，直到堆芯外核测仪表显示反应堆达到临界状态为止。

实施例一

本实施例的具体过程为：

1)将吸收球停堆系统中的吸收球全部吹入堆芯上部储球罐内，所有控制棒(停堆棒、调节棒、补偿棒)均提升至堆芯顶部上限位置，堆芯处于常压，一回路为空气气氛；

2)向堆芯装入三分之一理论临界装载量的混合燃料，记录堆芯外核测仪表的中子计数率，混合燃料中燃料元件与石墨球的比例为7:8，即，7份4.2％富集度的燃料元件：8份石墨球；

3)再向堆芯装入理论临界装载量与当前已装入混合燃料装载量之间差值的三分之一的混合燃料，记录堆芯外核测仪表的中子计数率；

4)根据步骤2)中记录的堆芯外核测仪表的中子计数率以及步骤3)中记录的堆芯外核测仪表的中子计数率计算外推临界装载量；

5)选取理论临界装载量和外推临界装载量的最小值，再与当前混合燃料装载量作差结果的三分之一作为下一步的装载量；

6)根据步骤5)确定的装载量进行堆芯的装载，再转至步骤5)，直至最小外推临界装载量与当前装载量之间的差值小于800个混合燃料，然后转至步骤7)；

7)将一组控制棒下插至堆芯的6000mm高度处；

8)向堆芯中装载上一次最小外推临界装载量加450的数目的混合燃料；

9)逐步提起已下插的一组控制棒，直到堆芯外核测仪表监测显示反应堆达到临界状态。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。