Prediction of thermophysical characteristics of fuel rods based on calculations

Abstract

Проаналізовано умови експлуатації та розрахунки теплофізичних характеристик твелів ВВЕР-1000 у чотирирічному паливному циклі для уніфікованої активної зони. Подано короткий опис моделей розрахунку газовиділення, тиску газів під оболонкою твелів, розпухання і теплопровідності палива, провідності зазору “паливо – оболонка”. Теплофізичний стан твелів у активній зоні реактора є одним із основних факторів, що визначають їхню працездатність. Напружено-деформований стан оболонок твелів у проєктних режимах експлуатації тісно пов’язаний із рівнем температур у паливі, розпуханням, газовиділенням із паливних таблеток і характером їх зміни упродовж кампанії та під час перехідних режимів. Крім того, вивчення цих параметрів є самостійною метою досліджень, оскільки їх граничні значення регламентовано системою проєктних критеріїв. У роботі подано результати розрахункового моделювання теплофізичного стану твелів сучасної конструкції в умовах чотирирічної експлуатації в активній зоні реактора ВВЕР-1000.

The paper analyzes operating conditions, thermophysical characteristics were calculated as applied to WWER-1000 fuel rods in a four-year cycle for unified core. The paper gives a summary of models for calculating gas release, pressure of gases within fuel rod cladding, fuel swelling and thermal conductivity, fuel-cladding gap conductance. The thermophysical condition of fuels in a reactor core is one of the main factors that determine their serviceability. The stress-strained condition of fuel claddings under design operating conditions is closely related to fuel rod temperature, swelling, gas release from fuel pellets and the mode in which they change during the cycle and transients. Aside from this, those parameters are an independent goal of studies since their ultimate values are governed by the system of design criteria.