全堆芯燃料棒性能分析软件FUPAC-CORE的研发

燃料元件是核电站反应堆的核心部件,模拟燃料棒堆内热/力学行为的分析软件对于燃料棒的性能评价和设计准则验证具有重要意义。目前全堆芯燃料棒性能分析计算存在大量的手动工作,为实现全堆芯燃料棒性能分析自动计算,在燃料棒性能分析软件FUPAC的基础上,研发了全堆芯燃料棒性能分析软件FUPAC-CORE,通过计算数据前处理、执行调度、计算数据后处理3大模块,实现了上游中子学数据读取、不确定性分析、瞬态分析的自动化进行。突破了全堆芯输入文件自动生成、并发执行调度、海量数据三维可视化等关键技术。初步验证结果表明,FUPACCORE软件能够正确生成各燃料棒计算输入文件,计算结果符合预期,满足工程使用需求。

燃料棒设计关键参数敏感性分析

在新燃料设计中,为更好保证燃料棒完整性,提出燃料棒设计准则中影响燃料棒内压和燃料温度的关键参数和分析模型。以田湾核电站5、6号机组长燃料循环堆芯燃料管理为背景,采用自主研发的燃料性能分析程序FUPAC,模拟稳态和Ⅱ类瞬态工况下燃料棒热-力学行为,分析模型及制造参数对设计准则验证过程的影响。完善了棒状燃料元件内压及温度设计验证过程的评价分析方法。

CF燃料棒高燃耗下的性能评价

本文首先介绍了FUPAC软件中与N36合金包壳相关的计算模型,后针对高燃耗情况下,采用FUPAC软件对CF燃料棒的性能进行理论分析,结果表明:在CF燃料棒燃耗达到60000 MWd/t,寿期内Ⅰ、Ⅱ类运行工况下,其结构完整性能够得到保持。

数值拟合方法评价燃料芯块制造参数对燃料棒性能的影响

从理论计算模型出发,分析出与燃料棒性能相关的芯块制造参数,并采用自主研发的FUPAC燃料棒性能分析软件,逐一针对这些参数进行敏感性分析,筛选影响燃料棒性能的关键参数。基于大量敏感性分析计算数据,采用数值拟合的方法获得了关键参数与燃料棒性能间的变化关系函数,实现了对芯块制造参数所致燃料棒性能影响的快速、准确评价。对数值拟合方法与专业软件分析的结果进行对比验证,结果表明:数值拟合方法可以高效地分析燃料芯块制造参数对燃料棒性能的影响。