燃料污垢对典型事故工况的影响研究

新版HAD 102/07—2020核动力厂反应堆堆芯设计中明确要求：设计分析应考虑反应堆冷却剂系统正常运行产生的腐蚀产物在包壳表面的沉积导致的燃料棒传热恶化。因此，有必要分析燃料污垢对事故工况下燃料棒传热性能的影响，特别是以燃料芯块温度和包壳温度为验收准则的典型事故工况。本文开发污垢计算模型，采用等效热导率关系式计算含污垢和氧化层的包壳热导率，即认为污垢、氧化层均匀分散在包壳层中，使得包壳热导率变化，该等效包壳层所引起的温度梯度与实际情况相同。随后，基于对“华龙一号”核动力厂事故分析结果，选取了典型非LOCA事故（弹棒事故、功率运行下单个控制棒失控抽出事故）和LOCA事故进行污垢影响研究。结果表明，考虑污垢后，事故过程中的燃料芯块中心峰值温度和包壳峰值温度均有显著上升，但依然满足事故验收准则要求。