含掉块缺陷燃料棒的热力性能模拟研究

来源：核动力工程杂志2017年第6期北京时间：

作者：唐昌兵, 陈平, 周毅, 陈亮, 李伟, 王璐

单位：中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室, 成都, 610213；

摘要：燃料棒制造过程中会不可避免地产生芯块掉块(MPS)缺陷,该缺陷有可能导致运行过程中燃料包壳局部应力超过受力限值,产生包壳失效。本研究借助ABAQUS软件,通过编写相应的用户自定义子程序,将燃料棒相关的辐照效应、热效应、间隙热传导模型等引入数值模拟计算,完成了对具有MPS缺陷燃料棒热力性能的分析。对比具有不同MPS缺陷尺寸燃料棒的热力学性能模拟结果,完成MPS缺陷尺寸对燃料棒热力性能的敏感性分析。模拟结果表明,MPS缺陷会造成燃料棒中心温度升高,并且在包壳内外表面上出现拉压应力交替的现象;MPS缺陷尺寸越大,该影响越显著。较大的掉块尺寸会对反应堆运行过程中燃料棒的结构完整性造成威胁,应引起注意。

关键词：燃料棒, MPS缺陷, 热力性能, 数值模拟

基金资助：国家自然科学基金资助(11675161)