為進行反應堆中子學、熱工水力、燃料性能分析的多物理耦合研究,基于多物理耦合平臺MOOSE開發(fā)了燃料性能分析程序NECP-CALF,對簡化壓水堆燃料棒進行了模擬;針對軸對稱和非軸對稱條件并存的燃料元件,程序?qū)崿F(xiàn)了一種新的建模方法——混合維度法,可更好地兼顧精度與效率,之后使用混合維度法對發(fā)生堵流的超臨界水冷堆燃料棒進行了模擬,分析了堵流對燃料性能的影響。結(jié)果表明,本文開發(fā)的程序可模擬燃料棒在堆內(nèi)燃耗過程中的溫度、應力和應變的變化,且此程序具備與燃料性能分析程序BISON、CAMPUS同等的計算精度;堵流會造成芯塊最高溫度顯著升高,并使得包殼在堵流發(fā)生后立刻達到屈服極限,對燃料元件安全性極為不利。 

【文章來源】：核動力工程. 2020,41(S1)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

混合維度方法示意圖

從圖2中可看出，燃料芯塊中心線溫度經(jīng)歷了上升-下降-上升-下降-上升的過程。這是由燃料的密實化、腫脹、熱導率惡化及包殼蠕變、裂變氣體釋放等因素共同導致的；同時，NECP-CALF計算獲得的芯塊中心溫度與程序BISON的最大偏差為50 K左右，在可接受范圍之內(nèi)；與程序CAMPUS的最大偏差較大為100 K左右，但也在可接受范圍之內(nèi)。從圖3中可以看出，NECP-CALF與BISON的計算結(jié)果符合得很好，但與CAMPUS的偏差較大，這是因為CAMPUS計算得到的裂變氣體開始釋放的時間比NECP-CALF和BISON的更早。從圖4中可以看出，NECP-CALF與BISON計算得到的裂變氣體開始釋放的燃耗基本相同，而CAMPUS明顯早于NECP-CALF與BISON，與前述氣腔壓強的結(jié)果吻合；NECP-CALF與BISON、CAMPUS的偏差均較大，但考慮到裂變氣體釋放計算還具有比較大的不確定度[13]，這樣的結(jié)果是可以接受的。從圖5可以看到，NECP-CALF的氣隙寬度與BISON、CAMPUS均符合得很好。圖3 氣腔壓強隨燃耗的變化

氣腔壓強隨燃耗的變化

【參考文獻】：
期刊論文
[1]數(shù)值反應堆多物理耦合關鍵技術[J]. 鄧力,史敦福,李剛.  計算物理. 2016(06)



本文編號：3607275