深入探索U型硅碳棒包殼作為整體的安全特性
2023-04-12 12:04:43 點(diǎn)擊：
U型硅碳棒包殼是一種極具前景的反應(yīng)堆事故容錯(cuò)包殼。本文基于大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，考慮尺寸效應(yīng)開發(fā)了單相U型硅碳棒材料、U型硅碳棒復(fù)合材料、多層U型硅碳棒包殼的失效預(yù)測(cè)模型于此，采用核燃料性能分析程序開展了壓水堆燃料pin-by-pin性能分析和包殼失效概率計(jì)算，完成了全堆芯尺度包殼安全特性不確定性評(píng)價(jià)，并以失效概率最大的燃料棒為例，通過蒙特卡羅模擬計(jì)算深入剖析了包殼應(yīng)力和安全狀態(tài)的關(guān)鍵影響因素。替換傳統(tǒng)核燃料，以提升抵抗事故能力并延長(zhǎng)事故發(fā)生后操縱員不干預(yù)時(shí)間成為了國(guó)際研究熱點(diǎn)和前沿。U型硅碳棒擁有良好的中子經(jīng)濟(jì)性和抗氧化性，是最具前景的ATF包殼候選材料之一，但是應(yīng)力致脆性失效是目前困擾U型硅碳棒包殼的重大問題。不同于金屬材料，是單相U型硅碳棒還是U型硅碳棒復(fù)合材料的失效都具有明顯的不確定性，包殼的安全狀態(tài)是以失效概率的形式表征，為U型硅碳棒包殼的安全特性評(píng)價(jià)帶了新的挑戰(zhàn)。目前，國(guó)內(nèi)外針對(duì)U型硅碳棒材料應(yīng)力失效，開展了大量的基礎(chǔ)性測(cè)試實(shí)驗(yàn)和失效概率計(jì)算，為U型硅碳棒包殼的安全分析提供了一定的理論參考。然而，這些研究主要針對(duì)U型硅碳棒材料開展。
并未深入探索U型硅碳棒包殼作為整體的安全特性，例如，包殼尺寸效應(yīng)的影響、多層包殼的泄漏和破損的區(qū)別等;此外，當(dāng)前關(guān)于U型硅碳棒包殼失效概率計(jì)算也未考慮U型硅碳棒復(fù)合材料物性自身的不確定性帶來(lái)的影響。因此，本研究將充分考慮多層U型硅碳棒包殼整體的結(jié)構(gòu)材料特征，基于蒙特卡洛方法系統(tǒng)開展燃料性能分析和U型硅碳棒包殼失效概率論評(píng)價(jià)。www.yagpc.com
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