Background Image
 1 / 12 Next Page
Information
Show Menu
1 / 12 Next Page
Page Background

Моделирование поведения топлива тепловыделяющих элементов…

1

УДК 621.039.53

Моделирование поведения топлива

тепловыделяющих элементов реакторов ВВЭР и РБМК

с использованием компьютерной технологии MARC

© Г.В. Кулаков

1

, Ю.В. Коновалов

2

, А.А. Косауров

1

,

Б.А. Каширин

1

, А.В. Кузнецов

1

1

АО «Высокотехнологический научно-исследовательский институт

неорганических материалов им. А.А. Бочвара», Москва, 123098, Россия

2

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана,

Москва, 105005, Россия

Представлены конечно-элементные модели, описывающие термомеханическое по-

ведение тепловыделяющих элементов (твэлов) легководных реакторов и получен-

ные с помощью программного комплекса MARC, разработанного корпорацией MSC

Software (США). Приведены результаты расчетов напряженно-деформированного

состояния методом конечных элементов в упруговязкопластической постановке

с учетом распухания топлива под облучением, а также примеры и результаты

расчетного моделирования поведения твэлов контейнерного (таблеточного) типа

для реакторов ВВЭР и РБМК.

Ключевые слова:

ядерный реактор, тепловыделяющий элемент, напряженно-

деформированное состояние, метод конечных элементов.

Введение.

В нашей стране для получения электроэнергии на АЭС

используют водо-водяные реакторы на тепловых нейтронах ВВЭР

и РБМК. В качестве топлива в них применяют компактный (в виде

таблеток) диоксид урана, оболочку тепловыделяющих элементов

(твэлов) изготовляют из цирконий-ниобиевого сплава Э110.

Необходимым элементом обоснования безопасной эксплуатации

АЭС является анализ поведения топлива твэлов [1]. В настоящей ра-

боте для моделирования поведения топлива под облучением исполь-

зован программный комплекс MARC, разработанный компанией

MSC Software (США). Расчеты напряженно-деформированного со-

стояния выполнены методом конечных элементов в упруговязкопла-

стической постановке с учетом распухания топлива под облучением.

С применением программного комплекса MARC может быть

смоделировано поведение локальных участков конструкции при про-

ектных нестационарных режимах работы реактора (пуск, всплеск

энерговыделения), а также в аварийных ситуациях: LOCA (Loss-Of-

Coolant Accident — авария с потерей теплоносителя и осушением

твэлов), non-LOCA (аварийный режим без нарушения герметичности

первого контура) и RIA (Reactivity Initiated Accident — аварийная си-

туация, связанная со всплеском энерговыделения).