基于MOOSE平台的燃料性能分析程序开发

发布时间：2022-01-24 20:48

　　为进行反应堆中子学、热工水力、燃料性能分析的多物理耦合研究,基于多物理耦合平台MOOSE开发了燃料性能分析程序NECP-CALF,对简化压水堆燃料棒进行了模拟;针对轴对称和非轴对称条件并存的燃料元件,程序实现了一种新的建模方法——混合维度法,可更好地兼顾精度与效率,之后使用混合维度法对发生堵流的超临界水冷堆燃料棒进行了模拟,分析了堵流对燃料性能的影响。结果表明,本文开发的程序可模拟燃料棒在堆内燃耗过程中的温度、应力和应变的变化,且此程序具备与燃料性能分析程序BISON、CAMPUS同等的计算精度;堵流会造成芯块最高温度显著升高,并使得包壳在堵流发生后立刻达到屈服极限,对燃料元件安全性极为不利。 

【文章来源】：核动力工程. 2020,41(S1)北大核心EICSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

混合维度方法示意图

从图2中可看出，燃料芯块中心线温度经历了上升-下降-上升-下降-上升的过程。这是由燃料的密实化、肿胀、热导率恶化及包壳蠕变、裂变气体释放等因素共同导致的；同时，NECP-CALF计算获得的芯块中心温度与程序BISON的最大偏差为50 K左右，在可接受范围之内；与程序CAMPUS的最大偏差较大为100 K左右，但也在可接受范围之内。从图3中可以看出，NECP-CALF与BISON的计算结果符合得很好，但与CAMPUS的偏差较大，这是因为CAMPUS计算得到的裂变气体开始释放的时间比NECP-CALF和BISON的更早。从图4中可以看出，NECP-CALF与BISON计算得到的裂变气体开始释放的燃耗基本相同，而CAMPUS明显早于NECP-CALF与BISON，与前述气腔压强的结果吻合；NECP-CALF与BISON、CAMPUS的偏差均较大，但考虑到裂变气体释放计算还具有比较大的不确定度[13]，这样的结果是可以接受的。从图5可以看到，NECP-CALF的气隙宽度与BISON、CAMPUS均符合得很好。图3 气腔压强随燃耗的变化

气腔压强随燃耗的变化

【参考文献】：
期刊论文
[1]数值反应堆多物理耦合关键技术[J]. 邓力,史敦福,李刚.  计算物理. 2016(06)



本文编号：3607275