Cr涂层对板状燃料元件起泡特性影响数值模拟

XIANG Fengrui,HE Yanan,DENG Chaoqun,NIU Yuhang,GAO Shixin,WU Yingwei, CHEN Ping,TIAN Wenxi,QIU Suizheng,SU Guanghui

Atomic Energy Science and Technology（2023）

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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.

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