一种压水堆核电站过渡循环用燃料棒的制作方法

本发明属于核燃料组件，具体涉及一种压水堆核电站过渡循环用燃料棒。

背景技术：

1、核燃料是核电站的能量来源，压水堆核电站的核燃料存储在燃料组件中，其由多根燃料棒组成。燃料棒内装载有一定富集度的燃料芯块，在芯块中发生裂变反应从而释放能量。因此，核电站发电能力主要取决于核燃料的装载量。为进一步提升核电站运行的经济效益，增加发电量，可以采用提升功率或延长换料周期等技术改进措施，这些技术改进措施均需要增加反应堆中的核燃料装载量。一种核燃料装载量的增加方式是直接增加燃料棒中的uo2装量，即在燃料棒直径不发生变化的情况下，燃料棒中装载uo2的区域(一般称为：活性区)高度增加。

2、因为压水堆核电站采用分区域、分批次换料的方式进行核燃料的装载，即一批次核燃料组件可使用2-4个燃料循环，每次换料只需要卸出燃料燃耗接近限值的燃料组件。由于部分技术改进措施需要直接增加uo2装量，存在由装载低uo2装量到高uo2装量的过渡过程，即由短活性区增长到长活性区，因此，将会出现同时装载不同活性区长度的燃料组件的混合堆芯。

3、因活性区长度不一致，导致出现堆芯轴向功率的畸形分布，进而影响核电站的安全、稳定运行。本发明专利提出一种压水堆核电站过渡循环用燃料棒设计，在反应堆中装载不同活性区长度的燃料组件时，展平堆芯功率分布，确保混合堆芯的安全、稳定运行。

技术实现思路

1、发明目的

2、本发明针对现有技术不足，提出一种压水堆核电站过渡循环用燃料棒，能够在反应堆装载不同活性区长度的燃料组件时，展平堆芯功率分布，确保混合堆芯的安全、稳定运行。

3、本发明技术方案：

4、一种压水堆核电站过渡循环用燃料棒，包括上端塞、燃料棒包壳、燃料芯块安装区、弹簧及下端塞，所述燃料芯块安装区设置在燃料棒包壳内部，燃料芯块安装区上方设有弹簧；燃料棒包壳顶端设有上端塞，燃料棒包壳底端设有下端塞。

5、所述燃料芯块安装区内设有两个贫铀区和一个浓缩铀区。

6、所述浓缩铀区设于两个贫铀区之间。

7、所述浓缩铀区内装载有浓缩铀燃料芯块，浓缩铀区内为短活性区燃料组件。

8、所述贫铀区内装载有富集度较低的贫铀燃料芯块，贫铀区内为长活性区燃料组件。

9、所述贫铀燃料芯块为圆柱体陶瓷芯块，由二氧化铀(uo2)粉末烧结而成，陶瓷芯块中间开有中心孔；所述贫铀燃料芯块u235采用天然铀，富集度为0.711％。

10、所述弹簧将燃料芯块安装区内的燃料芯块保持在指定位置。

11、本发明的有益效果：

12、1.通过在燃料棒设置贫铀区，改善过渡循环堆芯的轴向功率分布；

13、2.通过装载由设计的燃料棒组成的燃料组件，实现反应堆堆芯由短活性区向长活性区的平稳过渡，确保反应堆安全、稳定运行；

技术特征：

1.一种压水堆核电站过渡循环用燃料棒，其特征在于：包括上端塞(1)、燃料棒包壳(2)、燃料芯块安装区、弹簧(3)及下端塞(5)，所述燃料芯块安装区设置在燃料棒包壳(2)内部，燃料芯块安装区上方设有弹簧(3)；燃料棒包壳(2)顶端设有上端塞(1)，燃料棒包壳(2)底端设有下端塞(5)。

2.根据权利要求1所述的一种压水堆核电站过渡循环用燃料棒，其特征在于：所述燃料芯块安装区内设有两个贫铀区(6)和一个浓缩铀区(4)。

3.根据权利要求2所述的一种压水堆核电站过渡循环用燃料棒，其特征在于：所述浓缩铀区(4)设于两个贫铀区(6)之间。

4.根据权利要求3所述的一种压水堆核电站过渡循环用燃料棒，其特征在于：所述浓缩铀区(4)内装载有浓缩铀燃料芯块。

5.根据权利要求3所述的一种压水堆核电站过渡循环用燃料棒，其特征在于：所述贫铀区(6)内装载有富集度较低的贫铀燃料芯块。

6.根据权利要求1所述的一种压水堆核电站过渡循环用燃料棒，其特征在于：所述贫铀燃料芯块为圆柱体陶瓷芯块(7)由二氧化铀(uo2)粉末烧结而成，陶瓷芯块(7)中间开有中心孔(8)；所述贫铀燃料芯块u235富集度为0.711％。

7.根据权利要求1所述的一种压水堆核电站过渡循环用燃料棒，其特征在于：所述弹簧(3)将燃料块安装区内的燃料芯块保持在指定位置。

技术总结本发明属于核燃料组件技术领域，具体涉及一种压水堆核电站过渡循环用燃料棒，包括上端塞、燃料棒包壳、燃料芯块安装区、弹簧及下端塞，所述燃料芯块安装区设置在燃料棒包壳内部，燃料芯块安装区上方设有弹簧。燃料棒顶端设有上端塞，燃料棒底端设有下端塞。本发明能够在反应堆装载不同活性区长度的燃料组件时，展平堆芯功率分布，确保混合堆芯的安全、稳定运行。技术研发人员：蔡骏驰,杨兴旺,叶刘锁,王伟,杨晓强受保护的技术使用者：江苏核电有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/23