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反応度事故条件下における高燃焼度PWR燃料の挙動,2; RANNSコードによる被覆管変形挙動解析

High burnup PWR fuel behavior under RIA conditions, 2; RANNS code analysis on cladding deformation

宇田川 豊  ; 鈴木 元衛; 杉山 智之 ; 更田 豊志

Udagawa, Yutaka; Suzuki, Motoe; Sugiyama, Tomoyuki; Fuketa, Toyoshi

反応度事故(RIA)時燃料挙動解析コードRANNSを用いて、高燃焼度PWR燃料を対象に行ったNSRR実験MR-1を解析し、RANNSの一次元及び二次元有限要素力学計算モデルによる局所的な応力及びひずみの予測精度を検証した。RANNSの入力として、NSRR実験時の線出力履歴及び燃料棒内圧履歴,通常運転時燃料挙動解析コードFEMAXI-6により得られた被覆管及びペレット内の応力及びひずみ,ギャップ,酸化膜厚さ等の燃料状態を与えた。また解析におけるペレット変形の駆動力としては固体熱膨張のみを考慮した。解析結果によれば、線出力ピーク時のPCMI接触応力は100MPaを超えており、測定された燃料棒内圧の最大値2.1MPaをはるかに上回った。したがって、被覆管に生じた永久変形は、主としてペレット熱膨張を駆動力とするPCMIによるもので、内圧はほとんど影響していないものと判断できる。一次元解析と二次元解析により得られた被覆管表面周方向塑性歪みはほぼ等価であり、パルス前後の被覆管外径プロファイル実測値から算出されたひずみを適切に評価するものであった。また二次元解析結果は、ペレット胴部に対応する位置でひずみが大きい傾向を再現した。

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