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基于LOCUST程序的事故容错燃料大破口失水事故安全分析

熊怡然 马泽华 梁任 林支康 琚忠云 彭振驯

熊怡然, 马泽华, 梁任, 林支康, 琚忠云, 彭振驯. 基于LOCUST程序的事故容错燃料大破口失水事故安全分析[J]. 核动力工程, 2024, 45(S1): 138-144. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.S1.0138
引用本文: 熊怡然, 马泽华, 梁任, 林支康, 琚忠云, 彭振驯. 基于LOCUST程序的事故容错燃料大破口失水事故安全分析[J]. 核动力工程, 2024, 45(S1): 138-144. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.S1.0138
Xiong Yiran, Ma Zehua, Liang Ren, Lin Zhikang, Ju Zhongyun, Peng Zhenxun. Safety Analysis on Accident-tolerant Fuel during LBLOCA Based on LOCUST Code[J]. Nuclear Power Engineering, 2024, 45(S1): 138-144. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.S1.0138
Citation: Xiong Yiran, Ma Zehua, Liang Ren, Lin Zhikang, Ju Zhongyun, Peng Zhenxun. Safety Analysis on Accident-tolerant Fuel during LBLOCA Based on LOCUST Code[J]. Nuclear Power Engineering, 2024, 45(S1): 138-144. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.S1.0138

基于LOCUST程序的事故容错燃料大破口失水事故安全分析

doi: 10.13832/j.jnpe.2024.S1.0138
基金项目: 中国博士后科学基金项目(2022M712983)
详细信息
    作者简介:

    熊怡然(1996—),女,工程师,现主要从事核反应堆事故安全分析研究,E-mail: xiong.xyr@qq.com

  • 中图分类号: TL33

Safety Analysis on Accident-tolerant Fuel during LBLOCA Based on LOCUST Code

  • 摘要: 事故容错燃料(ATF)旨在提高核燃料在正常运行工况和事故工况下的安全特性。为评估ATF在大型商业压水堆大破口失水事故(LBLOCA)中的安全性能,本研究基于LOCUST程序,对采用UO2-Cr涂层锆合金包壳燃料的华龙一号(HPR1000)在LBLOCA不同阶段的主要热工水力现象和关键影响参数进行了分析和说明。结果表明,相比传统的UO2-Zr燃料,UO2-Cr涂层锆合金包壳燃料能降低LBLOCA下的包壳峰值温度(PCT)和包壳氧化膜厚度,提升了事故安全裕量,具有更好的事故容错性。

     

  • 图  1  HPR1000 RCS节点图

    SG—蒸汽发生器

    Figure  1.  HPR1000 RCS Nodalization

    图  2  归一化热导率

    Figure  2.  Normalized Heat Conductivity

    图  3  归一化体积比热

    Figure  3.  Normalized Volumetric Heat Capacity

    图  4  归一化径向热膨胀系数

    Figure  4.  Normalized Radial Thermal Expansion Coefficient

    图  5  归一化弹性模量

    Figure  5.  Normalized Young’s Modulus of Elasticity

    图  6  LBLOCA工况下瞬态关键参数变化

    Figure  6.  Evolution of Key Parameters during the LBLOCA Transient

    图  7  归一化热点包壳温度

    Figure  7.  Normalized Cladding Temperature of the Hot Spot

    图  8  归一化包壳氧化释热率

    Figure  8.  Normalized Oxidation Heat Release Rate of Cladding

    图  9  归一化包壳氧化膜厚度

    Figure  9.  Normalized Oxide Film Thickness of Cladding

    表  1  瞬态燃料关键参数

    Table  1.   Key Fuel Parameters during the Transient

    参数 锆合金包壳 Cr涂层锆合金包壳
    PCT1/K 1443 1432
    PCT2/K 1431 1269
    PCT3/K 1461 1410
    瞬态局部最大氧化膜厚度/μm 35.7 19.5
    总产氢量/kg 1.03 1.64×10−3
      注:①瞬态结束时单根燃料棒同一高度位置上包壳内、外表面瞬态生成的氧化膜厚度之和的最大值;②其中包壳外表面氧化膜厚度为0.09 μm
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-05-20
  • 修回日期:  2024-04-15
  • 刊出日期:  2024-06-15

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