FUELSIM 轻水堆燃料棒分析系统
FUELSIM可以预测轻水堆燃料棒在一般运行工况下的行为,包括延长燃耗燃料(高达 65 GWd/MTU)的影响。该软件使用户能够在不同的复杂性维度模拟燃料棒。使用较为简单的模型,用户可以快速的进行边界分析;而使用较为复杂的模型,比如可变芯块变形模型,分析人员可以检查燃料芯块变形的详细影响。评估模型提供了一种使用保守假设计算燃料棒性能的方法。该软件计算燃料棒的温度、压力和变形,作为与时间相关的燃料棒功率和冷却剂边界条件的函数。
FUELSIM软件模拟的现象包括如下:
1) 通过燃料和包壳的热传导
2) 包壳弹性和塑性变形
3) 燃料包壳相互作用
4) 裂变气体释放
5) 燃料棒内部气压
6) 燃料与包壳之间的热传递
7) 包壳氧化
8) 从包壳到冷却剂的热传递。
FUELSIM软件还包含必要的材料属性、水物性和传热关系式。 燃料棒材料的材料特性模型来自两个来源,MATPRO 和高燃耗模型。水物性使用简单的多项式关系式计算,而两种传热关系式分别用于强制对流和泡核沸腾。FUELSIM软件也可以选择和RELAP/SCDAPSIM或者ASYST软件集成,这样它的热工水力边界条件就可以由RELAP5或者ASYST软件提供。
现在大多数轻水堆都在高燃耗水平下运行并且正在寻求获得更高燃耗水平的批准,因此模拟高燃耗燃料棒行为的能力变得越来越重要。FUELSIM中用于解释扩展燃耗水平的模型包括:有限元热传导模型、裂变气体释放模型、燃料热导率模型、燃料膨胀模型、燃料重定位模型、径向功率分布模型、包壳腐蚀和水化模型、包层力学性能模型和包层轴向生长模型。
FUELSIM是一种快速运行的先进工具,用于分析反应堆一般运行工况下的燃料行为,其模型可处理大多数运行中的轻水堆使用的扩展燃耗工况。