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为了压水堆核电厂安全、经济的运行,需要开展堆芯燃料管理的工作。燃料管理的主要内容是确定核电厂运行时各个循环的堆芯装载方案。合理的堆芯装载方案,能够保证核电厂运行的安全性,并且能够提高核燃料的利用率、降低核燃料循环成本、提高核电厂运行的经济性。1980年前后,为了在与其他类型电厂的竞争中保持优势,世界各国开展了大量改进堆芯燃料管理策略的工作,提高了堆芯循环长度和燃料组件平均卸料燃耗。主要的改进方向有提高换料新燃料组件富集度,采用低泄漏堆芯装载方式,采用先进可燃毒物,减少轴向中子泄漏等。为进一步精确的控制燃料组件的平均卸料燃耗,提高核电厂燃料的利用率,实现核电厂机组运行的机动性要求,本文开展了压水堆混合富集度燃料管理策略研究和燃料管理方案设计。本文基于157组燃料组件的百万千瓦级核电厂,完成了大量多循环燃料管理方案的计算。根据燃料管理的计算结果,对换料新燃料组件富集度ε、换料新燃料组件数N、循环长度T、组件平均卸料燃耗BUavg、最大组件燃耗BUmax开展了分析计算。计算结果表明,采用混合富集度燃料组件的燃料管理能够精确匹配核电厂循环长度需求,可运行的循环长度范围更广泛,实际运行时能够实现循环长度精确灵活的控制,能够精确的控制燃料组件平均卸料燃耗,提高核电厂运行的经济性。其次,本文在搜索了大量的混合富集度燃料管理方案的基础上,最终优化得到了可工程应用的混合富集度燃料管理方案。该燃料管理方案包括3个过渡循环方案,1个平衡循环方案及4个机动循环方案,其平衡循环换入32组富集度4.45%和36组富集度4.49%的新燃料组件,循环长度达到506EFPD,其中4.49%富集度燃料组件的平均和最大卸料燃耗达到48013MWd/tU和51486MWd/tU,实现了堆芯的长循环运行,加深了燃料组件的平均卸料燃耗,提高了核电厂运行的经济性和竞争力。最后,针对已完成的混合富集度燃料管理方案,开展了8个循环的通用关键安全参数的包络分析评价和功率能力分析,分析结果表明该燃料管理方案初步满足核电厂运行的安全性的要求。