双面冷却环形燃料元件的几何尺寸优化

针对双面冷却环形燃料元件,建立了计算元件内流量分配、温度场分布和径向最高温度位置沿元件轴向分布的相关数学物理模型,编制了热工水力计算程序,制定了评估环形燃料元件几何设计优劣性的3个评价指标,获得了双面冷却环形燃料元件的最优尺寸设计范围。计算结果表明,优化后的环形燃料元件具有良好的热工水力特性,优化后的几何尺寸与麻省理工学院选择的尺寸吻合良好,验证了程序的可靠性和正确性。

多层结构包壳和非刚体芯块力学建模及应用

针对事故容错燃料(ATF),基于有限差分法开发了多层圆柱体力学模型。将新模型植入FRAPCON4.0程序中,并替换了原有Fracas模型。通过对相同对象计算,对比了新旧模型的特点并验证了新模型的合理性和先进性。对比发现,大部分参数结果吻合良好,佐证了非刚体芯块假设对于传统燃料具有一定合理性,但旧模型对接触压力的预测过于保守,改进后程序的预测结果更合理。最后,分析总结了所开发新型多层结构包壳模型和改进后FRAPCON 4.0在燃料性能分析中潜在的应用。

基于蒙特卡罗方法的碳化硅包壳失效概率论评价

碳化硅(SiC)包壳是一种极具前景的反应堆事故容错包壳。本文基于大量实验数据,考虑尺寸效应开发了单相SiC材料、SiCf-SiC复合材料、多层SiC包壳的失效预测模型。基于此,采用核燃料性能分析程序开展了压水堆燃料pin-by-pin性能分析和包壳失效概率计算,完成了全堆芯尺度包壳安全特性不确定性评价,并以失效概率最大的燃料棒为例,通过蒙特卡罗模拟计算深入剖析了包壳应力和安全状态的关键影响因素。