一种计算乏燃料包壳破损的临界应变能密度的方法技术

本发明专利技术属于乏燃料包壳破损的临界应变能密度技术领域，具体涉及一种计算乏燃料包壳破损的临界应变能密度的方法，包括如下步骤：步骤S1，选取一段乏燃料包壳作为待测试样；步骤S2，在待测试样上截取若干测量段用于测量包壳氢含量、包壳腐蚀层厚度和径向氢化物比例；余下部分作为乏燃料包壳压缩试样，用于环向压缩试验，得到环向压缩试验发生破损时的压缩位移；步骤S3，通过有限元分析软件建立乏燃料包壳模型，乏燃料包壳模型的尺寸参照乏燃料包壳压缩试样的测量值；步骤S4，乏燃料包壳模型施加位移载荷的大小为环向压缩试验的压缩位移的数值，得到的乏燃料包壳模型的最大应变能密度，最大应变能密度即为乏燃料包壳破损的临界应变能密度。

A method for calculating critical strain energy density of spent fuel cladding breakage

The invention belongs to the technical field of critical strain energy density for spent fuel cladding damage, and specifically relates to a method for calculating the critical strain energy density for spent fuel cladding damage, including the following steps: 1) selecting a section of spent fuel cladding as a test sample; 2) intercepting several measurement sections on the test sample for measurement; The hydrogen content of cladding, the thickness of cladding corrosion layer and the ratio of radial hydride in cladding; the remaining part is used as the compression sample of spent fuel cladding for circumferential compression test to obtain the compression displacement when the circumferential compression test is damaged; and through the finite element analysis software, the spent fuel cladding model is established, and the dimension parameters of the spent fuel cladding model are obtained. According to the measured value of the spent fuel cladding compression sample; Firstly, the magnitude of the displacement load applied to the spent fuel cladding model is the compression displacement of the circumferential compression test, and the maximum strain energy density of the spent fuel cladding model is the critical strain energy density of the spent fuel cladding damage.

【技术实现步骤摘要】
一种计算乏燃料包壳破损的临界应变能密度的方法
本专利技术属于乏燃料包壳破损的临界应变能密度
，具体涉及一种计算乏燃料包壳破损的临界应变能密度的方法。
技术介绍
压水堆核电厂使用的核燃料被封装在圆柱形燃料棒包壳内，并以燃料棒包壳作为核电厂包容放射性产物的第一道安全屏障。经反应堆消耗后卸出的核燃料称为乏燃料。乏燃料从堆内卸出后可能会经历湿法贮存、干法贮存和转运/运输等过程。乏燃料包壳在堆内运行过程中会积聚一定量的氢，可能会在上述燃料后端操作过程中发生氢化物应力再取向，从而导致包壳性能脆化，影响转运/运输过程的安全。氢化物应力再取向是影响乏燃料转运/运输安全的主导性机理。对于压水堆中运行的燃料棒包壳，溶解度范围的氢以固溶方式溶解在包壳内，多余的氢以氢化物的形式存在。当燃料卸料并存入乏燃料水池中后，包壳的平均温度在数年的时间内会维持在50℃以下，大部分在卸料前固溶的氢会析出并形成锆的氢化物。氢化物在燃料棒横截面沿环向分布，如图1所示。当燃料组件从乏燃料水池的湿法贮存转移到干法贮存容器中后，包壳会经历一个温度上升的过程，一部分在乏燃料水池温度下出现的氢化物就会溶解。随着干法贮存过程中环境本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种计算乏燃料包壳破损的临界应变能密度的方法包括如下步骤：步骤(S1)，选取具有径向氢化物的一段乏燃料包壳作为待测试样；步骤(S2)，从所述乏燃料包壳截取若干测量段用于测量包壳氢含量、包壳腐蚀层的厚度和径向氢化物比例；所述乏燃料包壳截取所述测量段后余下的部分做为乏燃料包壳压缩试样(1)，用于环向压缩试验，得到所述乏燃料包壳压缩试样(1)在所述环向压缩试验发生破损时的压缩位移；步骤(S3)，通过有限元分析软件建立乏燃料包壳模型(3)，所述乏燃料包壳模型(3)的几何尺寸参照所述乏燃料包壳压缩试样(1)的测量值；所述乏燃料包壳模型(3)的外径需要在所述乏燃料包壳压缩试样(1)的测量值的基础上减去...

【技术特征摘要】
1.一种计算乏燃料包壳破损的临界应变能密度的方法包括如下步骤：步骤(S1)，选取具有径向氢化物的一段乏燃料包壳作为待测试样；步骤(S2)，从所述乏燃料包壳截取若干测量段用于测量包壳氢含量、包壳腐蚀层的厚度和径向氢化物比例；所述乏燃料包壳截取所述测量段后余下的部分做为乏燃料包壳压缩试样(1)，用于环向压缩试验，得到所述乏燃料包壳压缩试样(1)在所述环向压缩试验发生破损时的压缩位移；步骤(S3)，通过有限元分析软件建立乏燃料包壳模型(3)，所述乏燃料包壳模型(3)的几何尺寸参照所述乏燃料包壳压缩试样(1)的测量值；所述乏燃料包壳模型(3)的外径需要在所述乏燃料包壳压缩试样(1)的测量值的基础上减去所述包壳腐蚀层的厚度；步骤(S4)，向所述乏燃料包壳模型(3)施加位移载荷，所述位移载荷的大小即为所述压缩位移的数值，得到的所述乏燃料包壳模型(3)的最大应变能密度，所述最大应变能密度即为所述乏燃料包壳破损的临界应变能密度。2.如权利要求1所述的方法，其特征是：还包括步骤(S5)，针对不同的所述乏燃料包壳，重复所述步骤(S1)至所述步骤(S4)，得到不同的所述氢含量和所述径向氢化...

【专利技术属性】
技术研发人员：申腾，贺楷，朱思阳，江小川，杨伟，宋子凡，刘臣伟，
申请(专利权)人：中国核电工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11