Cr涂层对板状燃料元件起泡特性影响数值模拟

• 作者: 向烽瑞 贺亚男 邓超群 牛钰航 高士鑫 巫英伟 陈平 田文喜 秋穗正 苏光辉
• 来源期刊: 原子能科学技术
• 关键词: 板状燃料元件 起泡 Cr涂层 蠕变 数值模拟
• 年，卷（期）: 2023,（06）
• 所属期刊栏目: 反应堆工程
• 页码范围: 165-174
• 页数: 10页
• 语种: 中文

摘要

鉴于Cr涂层能够有效地缓解棒状燃料元件包壳在失水事故时的鼓胀现象，本文提出将Cr涂层应用于板状燃料元件以抑制其起泡的方案。为研究Cr涂层对板状燃料元件起泡现象的抑制作用，本文采用有限元分析工具，分别添加Zr和Cr涂层的材料物性，并根据起泡现象的特征，考虑了Zr和Cr的热蠕变和受辐照硬化后的塑性行为。采用开发的工具对起泡退火实验进行了模拟，分析了温度和厚度对Cr涂层抑制作用的影响。研究结果表明：Cr涂层的屈服极限较低，在起泡现象发生时容易进入塑性阶段，从而不能有效地阻止起泡现象的产生；但其在大于700 K的高温下，较低的蠕变率能够降低起泡的高度，且温度越高降低的效果越明显。因此，Cr涂层可以抑制包壳的蠕变以降低起泡的高度。