基于COMSOL的板状燃料组件流道堵塞事故研究

板状燃料组件结构紧密,冷却剂流道狭窄,各流道中的冷却剂无法交混,发生流道堵塞事故将引起堆芯局部温度升高,并可能导致堆芯熔毁.为了研究板状燃料组件发生流道堵塞事故后的严重性,选取国际原子能机构的材料测试堆标准燃料组件作为对象,应用COMSOL软件模拟堵塞条件下燃料组件内的热工水力特性的变化.结果表明,稳态运行条件下,冷却剂和燃料板温度沿着流动方向逐渐上升,组件底部区域温度达到342.73 K;单流道发生不完全堵塞将造成冷却剂流动情况发生改变,堵塞流道内形成的涡流将影响传热;相比不完全堵塞,单流道发生完全堵塞造成的传热恶化更严重,燃料包壳的最高温度为362.74 K,仍处于安全范围之内.计算结果为板状燃料组件的尺寸设计和流道堵塞事故预防提供了参考依据.