Page 302 - 智库丛书第五卷

ᇏݓނିྛြᇆ९՗඀čֻ໴जĎ

自 1999 年起，我国在基本掌握大亚湾核电厂 M310 型压水堆堆芯设计技术的
基础上，以 157 个燃料组件构成的 M310 型压水堆堆芯为研究对象（简称“157 堆
芯”），在堆芯外区 4 个象限各增加 5 个燃料组件，共计 20 个燃料组件，形成了 177

个燃料组件构成的堆芯（简称“177 堆芯”）。本文作者与导师章宗耀先生共同将
此“177 堆芯”以《一种核电站的核反应堆堆芯》为名，于 2006 年 9 月 15 日申

请了国家发明专利，2009 年 3 月 11 日获得国家知识产权局的正式授权，专利号
为 ZL 2006 1 00218628。该发明专利所述内容属于中国自己的独有原创技术，具有
完全的自主知识产权。

为深入分析 HPR1000“177 堆芯”的主要技术特征，本文在燃料组件及控制
棒组件数目方面将其与“157 堆芯”进行了对比分析；同时对 2 种典型的反应堆
堆芯（分别简称为“177-A 堆芯”和“177-B 堆芯”）在燃料组件布置和可燃毒

物方面的异同进行了评价；本文还在 HPR1000 反应堆设计基础上，首次提出“华
龙二号”的设想，建议“华龙二号”反应堆采用增加堆芯活性段长度、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、装载自主化燃

料组件等优化改进。其中的一些优化改进内容也可用于对 HPR1000 反应堆堆芯
设计。

1 “177 堆芯”与“157 堆芯”对比分析

1.1 燃料组件

大亚湾核电厂 M310 型反应堆热功率为 2 895 MW，采用了“157 堆芯”设
计（见图 1），此堆芯由 157 个 AFA3G 燃料组件构成，燃料组件呈 17×17 方形排

列，包含 264 根燃料棒、24 根可放置控制棒、中子源或阻流塞组件的 M5 合金导向
管以及 1 根 M5 合金测量管。堆芯活性段高度（冷态）为 365.8 cm，等效直径为
304.0 cm，堆芯高径比为 1.20。为了展平堆芯功率分布，首循环堆芯燃料按 235 U 富

集度分 3 区装载，富集度为 1.80%、2.40% 和 3.10% 的燃料组件数分别为 53、52

288