多孔弥散微封装燃料元件多场耦合性能分析

作     者：李晨曦 李权 黄永忠 赵波 王浩煜 刘仕超 李垣明 陈平 LI Chenxi;LI Quan;HUANG Yongzhong;ZHAO Bo;WANG Haoyu;LIU Shichao;LI Yuanming;CHEN Ping

作者机构：中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室四川成都610213 

基　　金：中国科协青年人才托举工程 核技术研发课题(HNKF202316(48)) 四川省杰出青年科技人才项目(2024NSFJQ0036) 

出 版 物：《火箭推进》 (Journal of Rocket Propulsion)

年 卷 期：2024年第50卷第4期

页      码：110-116页

摘      要：高温气冷堆是核热推进的主力候选堆型之一,燃料元件的性能直接决定了反应堆的性能,高温气冷堆的燃料元件形式众多,高安全性的弥散微封装燃料在高温气冷堆中具有极高的应用前景。因此,有必要针对高温气冷堆用弥散微封装燃料开展研究。提出将TRISO燃料颗粒弥散于SiC基体的多孔弥散微封装燃料的设计方案,并基于有限元分析软件COMSOL建立了三维热流固耦合分析模型,初步实现了该燃料元件性能分析,开展了不同冷却剂流量下的燃料元件热力行为分析。结果表明:流量越高,燃料元件最高温度越低,分别为1340、1250、1180 K,远低于SiC材料熔点,无熔化风险;六棱柱内部的温度分布相对均匀,而六棱柱6个角处的温度分布相对不均匀;基体最大主应力出现在冷却剂流道周围,最大主应力最大值为95.6 MPa,其余位置整体最大主应力较小,最大主应力低于SiC材料断裂强度。本文建立的棱柱型弥散微封装燃料性能分析方法和研究结论,可为后续该型气冷堆燃料元件设计提供指导和参考。

主 题 词：棱柱型 多孔弥散微封装燃料 多场耦合 

学科分类：08[工学] 082701[082701] 0827[工学-食品科学与工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1672-9374.2024.04.011

馆 藏 号：203140259...