螺旋十字燃料棒束热力耦合特性研究

丛腾龙; 刘峪洁; 郭辉; 肖瑶; 顾汉洋

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螺旋十字燃料棒束热力耦合特性研究

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螺旋十字燃料(Helical-Cruciform Fuel,HCF)是一种革新形式的燃料组件,具有比传热面大、导热距离短、旋流交混强、无须格架支撑的特点,可提高堆芯功率密度。然而,HCF组件自支撑位置可能发生应力集中,导致包壳产生塑性变形甚至破裂。本文研究不同工况下HCF棒束热力耦合响应,以包含中心目标棒及周围的3×3棒束单元为计算域进行热力耦合分析,获得HCF组件的应力应变响应,评价包壳完整性。结果表明:HCF包壳外表面von Mises应力和塑性变形最大值总是出现在相邻燃料的接触位置;翼片顶部包壳应力受接触约束和包壳内外表面温差影响,肋部凹槽区域的应力与包壳径向温度梯度有关;相对于单相工况,饱和沸腾工况下HCF包壳塑性变形大但von Mises应力小;反应性引入事故和破口失水事故下,包壳的von Mises应力和塑性应变分别低于350 MPa和0.04,且包壳温度低于锆水反应温度。

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来源
《核技术》 |2023年第5期|127-139|共13页
作者
丛腾龙; 刘峪洁; 郭辉; 肖瑶; 顾汉洋;
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作者单位

上海交通大学核科学与工程学院;

上海200240;

哈尔滨工程大学核科学与技术学院;

哈尔滨150009;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类燃料元件和组件;
关键词
螺旋十字燃料; 热力耦合分析; 燃料性能;

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