校企合作畢業(yè)設計

堵流事故下板狀燃料元件堆芯熔化過程分析

核工程與核技術(shù)

資助企業(yè): 中廣核研究院有限責任公司

資助年份: 2023

企業(yè)導師: 盧冬華

指導教師: 趙萌

項目成員: 馬銘杰,楊光

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項目簡介

項目概述

本課題以板狀燃料反應堆為研究對象,從熱工水力和燃料行為兩個方面對堵流事故進行研究。在燃料行為方面:使用嚴重事故程序RELAP5/SCDAP對板狀燃料反應堆系統(tǒng)進行建模,對堵流事故下板狀燃料元件堆芯熔化過程以及熔化燃料的行為機理進行分析,總結(jié)堵流事故板狀燃料堆芯的熔化過程,同時分析堵流事故下板狀燃料元件堆芯熔化過程中的燃料行為特性,揭示堵流事故板狀燃料堆芯熔化燃料行為機理,總結(jié)堵流事故下板狀燃料堆芯的熔化過程。在熱工水力方面,研究分析從流道發(fā)生堵塞到燃料板發(fā)生熔化之間的熱工水力過程,對單流道堵塞事故和燃料組件堵塞事故進行分別研究,探索其中的熱工水力原理。

項目目標

使用RELAP5/SCDAP程序?qū)Π鍫钊剂戏磻严到y(tǒng)進行詳細建模,分析板狀燃料元件堆芯堵流事故。

在熱工水力方面:分析堵流事故下板狀燃料元件反應堆熱工水力響應,揭示堵流事故影響板狀燃料反應堆熱工水力的機理,掌握堵流事故后板狀堆芯熱工水力的瞬態(tài)變化規(guī)律。

在燃料行為分析方面:對堵流事故下板狀燃料元件堆芯熔化過程中的燃料行為特性進行針對性分析,主要包括分析板狀燃料溫度變化、燃料熔化行為以及熔融物遷移過程等。同時,分析堵流組件熔化對周圍組件安全性的影響。

項目成果

    熱工水力方面,并分別對燃料組件堵塞與單通道堵塞事故進行不同堵塞率下的熱工水力瞬態(tài)特性分析,并給出極限堵塞率,最后總結(jié)了熱工水力參數(shù)隨堵塞率升高而變化的總體趨勢,并深入分析了特定過程中的熱工水力現(xiàn)象。熔化行為方面研究了以UO2-ZrU3Si2-FeCrAl為燃料基底的燃料組件在一盒燃料組件完全堵流情況下的堆芯熔化進程,并將兩者的現(xiàn)象進行對比分析,研究了UO2-ZrU3Si2-FeCrAl材料在堵流事故表現(xiàn)出的優(yōu)越性和不足。前者燃料基底的燃料組件在堵流事故前期事故進程發(fā)展較快,后者在事故發(fā)展中期發(fā)展更快。

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