多物理场耦合下FCM堆内行为研究

作     者：苗一非 刘仕超 李垣明 唐昌兵 路怀玉 Miao Yifei;Liu Shichao;Li Yuanming;Tang Changbin;Lu Huaiyu

作者机构：中国核动力研究设计院四川成都610041 

基　　金：四川省自然科学基金项目(2022NSFSC1199) 

出 版 物：《广东化工》 (Guangdong Chemical Industry)

年 卷 期：2024年第51卷第14期

页      码：15-19页

摘      要：为研究全陶瓷包覆弥散燃料(FCM)堆内行为,评价FCM芯块的安全性能,优化FCM芯块结构设计,本文采用二维特征模型模拟FCM芯块的热-力学行为,通过计算不同位置TRISO颗粒的内压,作为输入条件,模拟缓冲层的变形将核芯和缓冲层去除,解决了多颗粒映射的难题。通过调整FCM结构参数,计算了不同结构对FCM芯块性能的影响,实现了FCM芯块的结构优化。研究结果表明,在压水堆环境下,FCM芯块中基体最高温度随运行时间迅速增大,在100天左右时温度达到稳定最高温度约为1390K,低于SiC分解温度。SiC基体的环向应力较高,最高可达1200 MPa,远高于SiC的断裂强度,因此基体在运行过程中开概率率较大。TRISO颗粒中SiC层的环向应力较小,最大应力约为180 MPa,具有较低的失效概率(9×10^(-5)),保证了SiC层的结构完整性。此外,当无燃料区尺寸为400μm时,SiC层的失效概率约为2.0×10^(-5),保证了SiC层的完整性。因此,本研究建立的FCM芯块分析方法,为FCM芯块的工程应用和结构优化奠定了基础。

主 题 词：全陶瓷包覆弥散燃料(FCM) 热-力学行为 结构完整性 失效概率 

学科分类：0817[工学-轻工类] 08[工学] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1007-1865.2024.014.005

馆 藏 号：203130831...