一种177堆芯压水堆的控制棒束分组布置及其束内布置方法技术

技术编号：44567871 阅读：1 留言：0更新日期：2025-03-11 14:25

本申请属于控制棒布置技术领域，公开了一种177堆芯压水堆的控制棒束分组布置及其束内布置方法，在保证堆芯安全的前提下，增强控制棒的调节控制能力，满足各类负荷变化的控制要求。该束内布置方法，将4根强吸收体棒分别布置在所述栅阵内坐标(4，4)的位置及其绕仪表管栅元旋转90°、180°、270°的位置；该分组布置方法在177组燃料组件的堆芯中分为T棒组、S棒组和AO棒组布置控制棒束。本申请提供的技术方案能在保证堆芯安全的前提下，增强控制棒的调节控制能力，满足各类负荷变化的控制要求。在指定的强吸收体、弱吸收体数量配比下，本申请提供的技术方案控制能力强，对局部功率分布扰动小。

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【技术实现步骤摘要】

本申请属于控制棒布置，尤其涉及一种177堆芯压水堆的控制棒束分组布置及其束内布置方法。

技术介绍

1、mode-c运行与控制模式是我国自主研发的压水堆运行控制模式。采用这种运行模式时，反应堆具有较强的负荷跟踪能力，允许堆芯根据电网负荷的变化，快速降低或提高反应堆功率水平。反应堆能在90％循环长度内进行功率变化形式为14-2-6-2(典型示例值)的日负荷跟踪，即反应堆在14小时满功率运行后在2小时内功率线性变化到50％fp，在50％fp工况下运行6小时后又在2小时内功率线性增长到满功率水平，以适应电网日负荷变化的要求。

2、目前，mode-c运行与控制模式的核电站反应堆维持正常运行是通过如下技术手段实现：

3、(1)在基负荷运行及其它不要求反应堆功率作频繁调节的运行期间，仅ao棒组插入堆芯，控制堆芯冷却剂平均温度，通过操作员手动操作控制轴向功率偏差；

4、(2)在负荷跟踪运行及其它要求反应堆功率作频繁调节的运行期间，t棒组和ao棒组均插入堆芯，t棒组通过控制堆芯冷却剂平均温度来补偿功率反馈和瞬态氙等效应引起的反应性变化，ao棒组仅控制轴向功率偏差；

5、(3)使用可溶硼补偿较长时期的燃料和可燃毒物燃耗效应并控制灰棒组在期望的运行区间内。

6、上述各场景下反应堆的控制均大量依靠控制棒实现堆芯反应性的快速调节，这对控制棒的布置提出了较高的要求，如下：

7、要求1：控制棒组的总控制价值应足够大，以满足快速调节大范围功率变化的反应性控制能力需求；

8、要求

9、对于要求1，受限于硬件结构，堆芯能布置的控制棒束数量是有限的，需在数量有限和价值尽量大之间进行最优设计。

10、对于要求2，需对单控制棒束、单控制棒组的价值加以限制，避免局部功率畸变幅度大。同时，对于一定行程的控制棒移动，应通过方案设计使得移动过程中对功率分布的影响尽量小。

11、可见，堆芯控制棒布置是一个在需求与限制之间寻求优化、平衡的过程。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种177堆芯压水堆的控制棒束分组布置及其束内布置方法，在保证堆芯安全的前提下，增强控制棒的调节控制能力，满足各类负荷变化的控制要求。

2、为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

3、第一方面，本申请提供一种177堆芯压水堆的控制棒束内布置方法，在组件17*17的栅阵的中心位置布置仪表管栅元，将4根强吸收体棒分别布置在所述栅阵内坐标(4，4)的位置及其绕所述仪表管栅元旋转90°、180°、270°的位置。

4、在一些实施例中，将12根弱吸收体棒分别布置在所述栅阵内坐标(6，3)、(9，3)、(12，3)的位置及其绕所述仪表管栅元旋转90°、180°、270°的位置；将8根弱吸收体棒分别布置在所述栅阵内坐标(6，6)、(9，6)的位置及其绕所述仪表管栅元旋转90°、180°、270°的位置。

5、在一些实施例中，将4根强吸收体棒分别布置在所述栅阵内坐标(6，6)的位置及其绕所述仪表管栅元旋转90°、180°、270°的位置。

6、在一些实施例中，将12根弱吸收体棒分别布置在所述栅阵内坐标(6，3)、(9，3)、(12，3)的位置及其绕所述仪表管栅元旋转90°、180°、270°的位置；将4根弱吸收体棒分别布置在所述栅阵内坐标(9，6)的位置及其绕所述仪表管栅元旋转90°、180°、270°的位置。

7、在一些实施例中，将12根强吸收体棒分别布置在所述栅阵内坐标(6，3)、(9，3)、(12，3)的位置及其绕所述仪表管栅元旋转90°、180°、270°的位置；将4根强吸收体棒分别布置在所述栅阵内坐标(9，6)的位置及其绕所述仪表管栅元旋转90°、180°、270°的位置。

8、第二方面，本申请提供一种177堆芯压水堆的控制棒束分组布置方法，在177组燃料组件的堆芯中分为t棒组、s棒组和ao棒组布置控制棒束，所述t棒组用于控制水温或功率，所述s棒组用于紧急停堆时提供充足负反应性，所述ao棒组用于控制轴向功率分布，其中，

9、所述t棒组中的控制棒束采用所述的177堆芯压水堆的控制棒束内布置方法布置；

10、所述s棒组和所述ao棒组中的控制棒束采用所述的177堆芯压水堆的控制棒束内布置方法布置；

11、并对所述t棒组设置重叠步。

12、在一些实施例中，所述t棒组分为t1棒组、t2棒组、t3棒组、t4棒组、ta棒组、tb棒组；所述ta棒组和所述tb棒组采用所述的177堆芯压水堆的控制棒束内布置方法布置。

13、在一些实施例中，所述t1棒组、所述t2棒组、所述t3棒组、所述t4棒组间依次重叠90步(典型值)，重叠高度占总行程的1/3～1/2。

14、在一些实施例中，将所述t棒组按如下布置：

15、将所述t1棒组的4个棒束分别布置在堆芯第6行第8列、第8行第6列、第8行第10列、第10行第8列的位置；

16、将所述t2棒组的4个棒束分别布置在堆芯第4行第4列、第4行第12列、第12行第4列、第12行第12列的位置；

17、将所述t3棒组的4个棒束分别布置在堆芯第2行第8列、第8行第2列、第8行第14列、第14行第8列的位置；

18、将所述t4棒组的4个棒束分别布置在堆芯第6行第6列、第6行第10列、第10行第6列、第10行第10列的位置；

19、将所述ta棒组的4个控制棒束分别布置在堆芯第4行第8列、第8行第4列、第8行第12列、第12行第8列的位置；

20、将所述tb棒组的8个控制棒束分别布置在堆芯第2行第6列、第2行第10列、第6行第2列、第6行第14列、第10行第2列、第10行第14列、第14行第6列、第14行第10列的位置。

21、在一些实施例中，所述s棒组分为sa棒组、sb棒组、sc棒组、sd棒组；

22、将所述sa棒组的8个棒束分别布置在堆芯第5行第5列、第5行第11列、第7行第7列、第7行第9列、第9行第7列、第9行第9列、第11行第5列、第11行第11列的位置；

23、将所述sb棒组的8个棒束分别布置在堆芯第5行第7列、第5行第9列、第7行第5列、第7行第11列、第9行第5列、第9行第11列、第11行第7列、第11行第9列的位置；

24、将所述sc棒组的8个棒束分别布置在堆芯第3行第7列、第3行第9列、第7行第3列、第7行第13列、第9行第3列、第9行第13列、第13行第7列、第13行第9列的位置；

25、将所述sd棒组的8个棒束分别布置在堆芯第3行第5列、第3行第11列、第5行第3列、第5行第13列、第11行第3列、第11行第13列、第13行第5列、第13行第11列的位置。

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【技术保护点】

1.一种177堆芯压水堆的控制棒束内布置方法，在组件17*17的栅阵的中心位置布置仪表管栅元，其特征在于，将4根强吸收体棒分别布置在所述栅阵内坐标(4，4)的位置及其绕所述仪表管栅元旋转90°、180°、270°的位置。

2.根据权利要求1所述的177堆芯压水堆的控制棒束内布置方法，其特征在于，将12根弱吸收体棒分别布置在所述栅阵内坐标(6，3)、(9，3)、(12，3)的位置及其绕所述仪表管栅元旋转90°、180°、270°的位置；将8根弱吸收体棒分别布置在所述栅阵内坐标(6，6)、(9，6)的位置及其绕所述仪表管栅元旋转90°、180°、270°的位置。

3.根据权利要求1所述的177堆芯压水堆的控制棒束内布置方法，其特征在于，将4根强吸收体棒分别布置在所述栅阵内坐标(6，6)的位置及其绕所述仪表管栅元旋转90°、180°、270°的位置。

4.根据权利要求3所述的177堆芯压水堆的控制棒束内布置方法，其特征在于，将12根弱吸收体棒分别布置在所述栅阵内坐标(6，3)、(9，3)、(12，3)的位置及其绕所述仪表管栅元旋转90°、180°、2

5.根据权利要求3所述的177堆芯压水堆的控制棒束内布置方法，其特征在于，将12根强吸收体棒分别布置在所述栅阵内坐标(6，3)、(9，3)、(12，3)的位置及其绕所述仪表管栅元旋转90°、180°、270°的位置；将4根强吸收体棒分别布置在所述栅阵内坐标(9，6)的位置及其绕所述仪表管栅元旋转90°、180°、270°的位置。

6.一种177堆芯压水堆的控制棒束分组布置方法，其特征在于，在177组燃料组件的堆芯中分为T棒组、S棒组和AO棒组布置控制棒束，所述T棒组用于控制水温或功率，所述S棒组用于紧急停堆时提供充足负反应性，所述AO棒组用于控制轴向功率分布，其中，

7.根据权利要求6所述的177堆芯压水堆的控制棒束分组布置方法，其特征在于，所述T棒组分为T1棒组、T2棒组、T3棒组、T4棒组、TA棒组、TB棒组；所述TA棒组和所述TB棒组采用如权利要求5所述的177堆芯压水堆的控制棒束内布置方法布置。

8.根据权利要求7所述的177堆芯压水堆的控制棒束分组布置方法，其特征在于，所述T1棒组、所述T2棒组、所述T3棒组、所述T4棒组间依次重叠90步，重叠高度占总行程的1/3～1/2。

9.根据权利要求7或8所述的177堆芯压水堆的控制棒束分组布置方法，其特征在于，将所述T棒组按如下布置：

10.根据权利要求6所述的177堆芯压水堆的控制棒束分组布置方法，其特征在于，所述S棒组分为SA棒组、SB棒组、SC棒组、SD棒组；

11.根据权利要求6所述的177堆芯压水堆的控制棒束分组布置方法，其特征在于，将所述AO棒组的9个控制棒束布置在堆芯第4行第6列、第4行第10列、第6行第4列、第6行第12列、第8行第8列、第10行第4列、第10行第12列、第12行第6列、第12行第10列的位置。

12.根据权利要求6所述的177堆芯压水堆的控制棒束分组布置方法，其特征在于，在177组燃料组件的堆芯中共在69个位置布置控制棒束，各控制棒束均不邻边布置。

13.一种177堆芯压水堆的控制棒束，其特征在于，包括布置在组件17*17的栅阵内坐标(4，4)的位置及其绕所述仪表管栅元旋转90°、180°、270°位置的4根强吸收体棒。

14.根据权利要求13所述的177堆芯压水堆的控制棒束，其特征在于，包括布置在所述栅阵内坐标(6，3)、(9，3)、(12，3)的位置及其绕所述仪表管栅元旋转90°、180°、270°位置的12根弱吸收体棒，以及布置在所述栅阵内坐标(6，6)、(9，6)的位置及其绕所述仪表管栅元旋转90°、180°、270°位置的8根弱吸收体棒。

15.根据权利要求13所述的177堆芯压水堆的控制棒束，其特征在于，包括布置在所述栅阵内坐标(6，6)的位置及其绕所述仪表管栅元旋转90°、180°、270°位置的4根强吸收体棒。

16.根据权利要求15所述的177堆芯压水堆的控制棒束，其特征在于，还包括布置在所述栅阵内坐标(6，3)、(9，3)、(12，3)的位置及其绕所述仪表管栅元旋转90°、180°、270°位置的12根弱吸收体棒，以及布置在所述栅阵内坐标(9，6)的位置及其绕所述仪表管栅元旋转90°、180°、270°位置的4根弱吸收体棒。

17.根据权利要求15所述的177...

【技术特征摘要】

4.根据权利要求3所述的177堆芯压水堆的控制棒束内布置方法，其特征在于，将12根弱吸收体棒分别布置在所述栅阵内坐标(6，3)、(9，3)、(12，3)的位置及其绕所述仪表管栅元旋转90°、180°、270°的位置；将4根弱吸收体棒分别布置在所述栅阵内坐标(9，6)的位置及其绕所述仪表管栅元旋转90°、180°、270°的位置。

6.一种177堆芯压水堆的控制棒束分组布置方法，其特征在于，在177组燃料组件的堆芯中分为t棒组、s棒组和ao棒组布置控制棒束，所述t棒组用于控制水温或功率，所述s棒组用于紧急停堆时提供充足负反应性，所述ao棒组用于控制轴向功率分布，其中，

7.根据权利要求6所述的177堆芯压水堆的控制棒束分组布置方法，其特征在于，所述t棒组分为t1棒组、t2棒组、t3棒组、t4棒组、ta棒组、tb棒组；所述ta棒组和所述tb棒组采用如权利要求5所述的177堆芯压水堆的控制棒束内布置方法布置。

8.根据权利要求7所述的177堆芯压水堆的控制棒束分组布置方法，其特征在于，所述t1棒组、所述t2棒组、所述t3棒组、所述t4棒组间依次重叠90步，重叠高度占总行程的1/3～1/2。

9.根据权利要求7或8所述的177堆芯压水堆的控制棒束分组布置方法，其特征在于，将所述t棒组按如下布置：

10.根据权利要求6所述的177堆芯压水堆的控制棒束分组布置方法，其特征在于，所述s棒组分为sa棒组、sb棒组、sc棒组、sd棒组；

11.根据权利要求6所述的177堆芯压水堆的控制棒束分组布置方法，其特征在于，将所述ao棒组的9个控制棒束布置在堆芯第4行第6列、第4行第10列、第6行第4列、第6行第12列、第8行第8列、第10行第4列、第10行第12列、第12行第6列、第12行第10列的位置。

13.一种177堆芯压水堆的控制棒束，其特征在于，包括布置在组件17*17的栅阵内坐标(4，4)的位置及其绕所述仪表管栅元旋转90°、180°、270°位置的4根...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐传宝，崔怀明，王晨琳，刘同先，刘晓黎，陈长，周金满，李向阳，陈亮，李天涯，张渝，辛素芳，熊夫睿，曹锐，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：

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