UMo/Zr单片式燃料板堆内热力耦合行为研究

来源：核动力工程杂志2018年第2期北京时间：

作者：孔祥喆, 丁淑蓉, 田旭

单位：复旦大学航空航天系, 力学与工程仿真研究所, 上海, 200433；

摘要：UMo/Zr单片式燃料板在堆内辐照环境下会经历复杂的多场耦合及多尺度关联的行为。针对均匀辐照的堆内工况条件,建立了对UMo/Zr单片式燃料板的堆内行为进行多尺度模拟的方法,并计算分析了元件的温度场、变形和主要应力场随燃耗演化的规律,获得了芯体与包壳界面层间应力的分布与演化规律。研究结果表明,芯体的最高温度会随着辐照时间持续增长;芯体厚度随着辐照时间而增大,在靠近芯体的边界附近厚度增长较多,与辐照后相关检测结果相符;芯体的Mises应力要远小于包壳中的Mises应力;芯体和包壳界面正应力最大值位于靠近芯体角部的位置,界面角部区域较大的界面拉应力易导致此处首先产生界面破坏。

关键词：有限元法, 单片式燃料元件, 辐照肿胀, 界面应力

基金资助：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项目 国家自然科学基金(11572091,11772095) 国家重点研发计划(2016YFB0700103)