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新型锆合金包壳蠕变性能评价方法研究

邢硕 蒲曾坪 张坤 焦拥军 戴训 何梁

邢硕, 蒲曾坪, 张坤, 焦拥军, 戴训, 何梁. 新型锆合金包壳蠕变性能评价方法研究[J]. 核动力工程, 2023, 44(4): 234-239. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.04.0234
引用本文: 邢硕, 蒲曾坪, 张坤, 焦拥军, 戴训, 何梁. 新型锆合金包壳蠕变性能评价方法研究[J]. 核动力工程, 2023, 44(4): 234-239. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.04.0234
Xing Shuo, Pu Zengping, Zhang Kun, Jiao Yongjun, Dai Xun, He Liang. Study on Evaluation Method for Creep Performance of New Zirconium Alloy Cladding[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(4): 234-239. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.04.0234
Citation: Xing Shuo, Pu Zengping, Zhang Kun, Jiao Yongjun, Dai Xun, He Liang. Study on Evaluation Method for Creep Performance of New Zirconium Alloy Cladding[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(4): 234-239. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.04.0234

新型锆合金包壳蠕变性能评价方法研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2023.04.0234
基金项目: 国家自然科学基金(U2067221)
详细信息
    作者简介:

    邢 硕(1982—),女,高级工程师,现主要从事燃料元件设计及其分析手段的研究工作,E-mail: 154589027@qq.com

  • 中图分类号: TL352

Study on Evaluation Method for Creep Performance of New Zirconium Alloy Cladding

  • 摘要: 为建立可用于新型锆合金的蠕变模型,本文根据新型锆合金的蠕变试验数据,研究了新型锆合金包壳管在温度为593~673 K、应力在60~160 MPa条件下的堆内外蠕变行为,采用锆合金经典蠕变模型对新型锆合金包壳蠕变性能进行了预测研究,从蠕变行为本构方程出发,研究并建立了新型锆合金包壳蠕变的初步评价方法,并进行了初步验证。验证结果表明:预测值和测量值符合较好,最大相对偏差在25%以内,模型符合锆合金堆内蠕变行为的变化。本研究建立了新型锆合金包壳蠕变模型,表达了其堆内蠕变规律,为新型锆合金的堆内行为的预测提供了支持。

     

  • 图  1  不同温度条件下稳态蠕变速率预测值与测量值之间的比较

    Figure  1.  Comparison of Measured and Predicted Steady-state Creep Rates at Different Temperatures

    图  2  新型锆合金在623 K的蠕变曲线

    Figure  2.  Creep Curves of New Zirconium Alloy at 623 K

    图  3  Zr-4等合金堆内蠕变行为[4]

    Figure  3.  In-core Creep Behavior of Zircaloy-4

    图  4  新型锆合金包壳的堆内蠕变行为

    Figure  4.  In-core Creep Behavior of New Zirconium Alloy

    图  5  堆内蠕变应变预测值与测量值间的比较

    Figure  5.  Comparison of Measured and Predicted In-core Creep Strains

    图  6  新型锆合金包壳蠕变模型对未辐照材料蠕变性能的预测       

    Figure  6.  Prediction for Creep Behavior of Unirradiated Materials by New Zirconium Alloy Cladding Creep Model

    图  7  新型锆合金包壳模型对堆内蠕变性能的预测

    Figure  7.  Prediction for In-core Creep Behavior by New Zirconium Alloy Cladding Model

    表  1  弹性模量随温度的变化

    Table  1.   Change of Elastic Modulus with Temperature

    温度/K 593 623 653 673 723
    弹性模量/GPa 90.884 87.045 84.966 83.58 80.115
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    表  2  稳态蠕变速率计算值与测量值的比较(内压蠕变试验)      

    Table  2.   Comparison of Measured and Predicted Steady-state Creep Rates (Internal Pressure Creep Test)

    试验条件稳态蠕变速率/10−6 h−1
    预测值计算值
    623 K、90 MPa0.3830.365
    623 K、120 MPa0.9581.230
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-04-12
  • 修回日期:  2023-05-29
  • 刊出日期:  2023-08-15

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