NB-T20708-2023压水堆核电厂燃料棒性能分析方法与模型要求.docx

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1、ICS27.120.20F69NB中华人民共和国能源行业标准NB.207082023压水堆核电厂燃料棒性能分析方法与模型要求2023-10-11发布Performanceana1.ysismethodandmode1.requirementsforfue1.rodsinPWRnuc1.earpowerp1.ants2024-04-11实施国家能源局发布前言I1.1三2规范性引用文件3术语和定义4燃料棒性能分析模型要求4.1 箍里总体说明4.2 燃料芯块和包克物性14.3 径向功率分布：4.4 燃料中的燃耗分布：4.5 燃料和包光甜度分布：4.6 裂变气体的产生和林放：4.7 燃料芯块相包壳的尺

2、寸变化：4.8 燃料棒内气体压力24.9 包壳腐蚀和吸乳25燃料棒性能分析计算接口35.1 堆芯物理数据35.2 热工水力数据35.3 燃料棒结构蛰数36燃料棒性能分析方法36.1 分析假设36.2 分析对象36.3 性能评价36.4 名义计律465不确定性计算466各准则计算分析4本文件按照GR，T1.1-2020彳标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草境则3的规定起草，请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的di任，本文件由能源行业核电标准化技术委员会提出.本文件由核1：业标准化研究所归口.本文件起草单位：中国核动力研究设计院、上海核工程研究设计院有取公

3、司、中广核研究院有限公本文件主婪笈草人；张坤、丁阳、周毅、邢硕、龚辛、林少芳、何梁、叶臣、AK永博、韦享南,压水堆核电厂燃料棒性能分析方法与模型要求本文件规定了压水堆核电厂燃料棒性能分析的设计基准、设计准则、分析模鞭的基本要求、计算接口及分析方法.本文件适用于压水堆核电厂1、II类工况条件卜的燃料棒性能分析,燃料棒类型为粘合金作包壳管、IQ芯块和或）1GGd/）,芯块或涂ZrBZ的UOJ芯块作燃料的JK水堆及棒状燃料.聚川其他包壳和燃料材料的圆棒状燃料可参考执行，2提范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规莅性引用而构成本文件必不可少的条款，其中，注口期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文

4、件；不注日期的引用文件，其鼓新版本包括所有的修改单）适用于本文ft.NBT20035-20112014RK）压水堆核电厂工况分类燃同级NNB/T20057.3-2012压水堆核电厂反应堆系统设计堆芯第3部分3术语和定义下列术语和定义适用于本文件.f1.tfK*Iiaitingrod在某准则下评价燃料棒的性能时，针时该准则的计律结果最为极限的燃料棒,bumup1.eadingrod具有灭大棒平均燃耗的燃料棒,*5fc1.tPCTW1.eadingrod所经历循环中具有首循环M大平均功率的燃料棒.4麒科雌能分析酗晏求1.1 模型总体说明本文件只对燃料棒性能分析中所用模型应包括的现象进行了要求,这些

5、现象间存在的相互影响及模型间的耦合应在燃料棒性能分析中综合考虑。1.2 2BmKMX4ttt燃料棒性能分析模型应包含粗照及温度等环境条件对燃料芯块及包无物性的影响.1.3 径向功率分布燃料棒性能分析模型应包含与富集度和燃耗相关的燃料径向功率分布，1.4 W中的减分布燃料棒性能分析模理应包含燃料功率分布所引起的燃耗分布，1.5 分布燃料棒性能分析模型应能计算获得然料芯块和包壳中的径向温反分布,模型中应包含:a)b)c)D包壳和冷却剂间的换热系数：水垢的厚度和热林率；氧化层厚度和热导率：包克热导率：燃料芯块到包壳的传热系数：燃料芯块热导率，1.6 裂变气体的产生和馨鼓燃料棒性般分析模型应包含裂变气

6、体的产生和择放,包括：a）由于燃料裂变所产生和择放的裂变气体：b）采用一体化可燃毒物弓I起的额外的气体秣放.如ZrB2.1.7 呻芯块和色克的尺寸变化a)mc)d)e)ox)燃料柞性能分析模里应能计知燃料芯块和包壳的尺寸变化，模型中应包括:由于温次变化引起的燃料芯块和包壳的热膨胀：由于密实化引起的燃料芯块体积变化：由于燃料芯块肿胀引起的燃料体积变化:由F燃料芯块重定位引起的燃料体积变化；由于包克辐照生长引起的包克轴向K度的变化：由于包壳烧变引起的包壳尺4变化：由于应力引起的其他包壳弹塑性尺寸变化.1.8 峰内气体压力燃料棒性能分析模型应能计得到燃料棒内气体压力，模型中应考虑如下因素对气体压力的

7、贡献:a）燃料棒顼充气体：b）裂变气体择放；c）燃料棒内空腔体积变化：d）燃料棒气控温度，1.9 包充他和吸氢惚料棒性能分析模型应包含包壳腐蚀和吸辄模型，能够计算包克：a）氧化膜厚度;b）投乳景.5岬务性能分析计算入5 .11.*Stt9KS燃料棒性能分析应将堆内运行期间的堆芯物理数据作为基本输入，这些数据应反映如下内容：a）燃料棒燃耗：b）燃料棒轴向功率分布；O燃料棒径向功率分布；d）燃料棒峰糠功率：。）燃料棒所受快中子注StEXMoY）.5.1 热:DK力敷握燃料棒性能分析应将堆内运行期间的热工水力数据作为基本输入，这些数据应反映如卜.内容：a）冷却剂温度：b）冷却剂压力：c）冷却剂流速.

8、5.2 a”败燃料棒性能分析应招燃料棒结构数据作为基本输入.这当数据应包括：a）芯块结构参数；b）芯块富集度：O包壳结构参数：d）燃料棒活性段长度：e）气腔相关结构参数.6 性能分析方法在NHrr20035-2011中5.1规定的正常运行及NB/T2OO35-2O11中5.2规定的中等频率事件条件下应通过分析验证燃料棒设计符合NB，T2005732012中第4章规定的准则要求，6.1 分析假设燃料棒堆内运行期间的堆芯物理数据、热工水力数据、燃料棒结构参数的选取应是保守的。a）对于所分析的燃料棒，其所选取的燃耗、功率应包络该燃料棒的实际情况：b）热工水力数据的选取应考虑所分析燃料棒承受最恶劣的热

9、工水力条件.O燃料棒结构参数的选取应使得在相应准则验证燃料棒承受更为恶劣的考脸.6.2 分析对象在燃料棒的性能分析中不必针对全堆芯燃料棒进行分析,宜根战燃料棒设计准则筛选合适的极限棒,以极限林为分析对望.通过极限棒的分析以物证全堆芯燃料棒性能.6.3 性!好愉一般情况下，燃料蟀性能评价在在完成名义计尊及不确定性计算后，在名义计扰结果上通加不确定性，与设计准则限假进行对比来开展，6.4 名义计算性能分析中首先应进行名义计W,名义计算使用燃料捺结构参数的名义位，最佳估打模型，不考虑不峋定带来的影响.65不确定性计算性能分析中应考虑制造参数和模型带来的不确定性.不隔定性因素制造参数或模型）收上限还是

10、下限应根擀燃料杵的堆内行为进行考虑.对某一性能参数指内乐、包克应力等表征燃料棒性能的参数）.考虑不醐定性因素的影响后可采用包络的方法或平方和的平方根方法进行不确定性计算，包络的方法是将对性能参数影响明显的不确定应因素同时考虑，性能参数总的不确定性按公式（1）计娃：x三JZ（X-x式中：x性使参数总的不确定性：Xnan一性能参数的名义计算值；X;一不确定性因素i的性能参数计算值。66各准则计算分析6.6.1包先自立准则该准则分析中的堆芯环境条件为寿期初或热态水IK试验中.保守愧设为：a）包克温度为冷却剂温度：b）见大冷却剂压力和用小燃料棒内压Ic）最小的包克厚度,最大的包克平均半径及初始最大椭圆

11、度.不确定性的考虑宜针对上述保守假设采用包络的分析方法进行计算.6.62包天结变圻塌准则谖准则分析中的堆芯环境条件为全寿期,直选取功率领先棒作为极限Hh保守忸设为ra）展大的内外乐差：b不考Jg芯块提供的支撑：O考虑酸大的包壳外径，G小壁黑及城大椭明度：d）考虑最大的包壳蛾变速率.不确定性的考虑宜针对上述保守假设采用包排的分析方法进行计算.6.6.3包克应力准则该准WJ分析中的堆芯环境条件为全寿期,保守假设为：a）最小的预充压；b）芯块一呆小的燃料热导：一最小的燃料密实化：一最大芯块外径：-报太芯块密度。C）包壳一最大的包壳雄变：最小的包壳内径：一考虑最大的包壳腐蚀.不确定性的考虑宜针对上述保

12、守假设采用平方和的平方根方法进行计算，6.6.4 包完则该准则分析中的堆芯环境条件为全寿期，保守假设为：a）最小的预充压：b）芯块一最小的燃料热导率：-最小的燃料密实：一最大芯块外径：-最大芯块诙度。c）包光一最大的包壳螭变：一最小的包壳内径一考虑最大的包壳腐蚀.不确定性的考虑宜针对上述保守假设采用平方和的平方根方法进行计算.6.6.5 包充蝮劳准则该准则分析中的堆芯环境条件为全存期.宜选取燃耗最深棒作为极限棒，一般情况下，负荷跟踪模式会使得疲劳计算更为极限；保守假设为：a）最小的预充压：b）最小的中子注量：O芯块参数包括：-G大的芯块外径：一最大芯块密度：一最小的芯块密实.包壳参数包括：股小

13、包无内径：一址大的包光蜻变；最大的幅照生长：一爆大的包壳腐馋。不确定性的考虑宜针对上述保守假设采用平方和的平方根方法进行计算，1.1.2 6.6包克愉准则该准则分析中的堆芯环境条件为全寿期，宜选取燃耗燃深棒作为极限棒；保守假设生大的包壳腐蚀速率.不确定性的考虑宜付对上述保守假设采用包络的分析方法进行计算.6.6.7 包克MM该准则分析中的堆芯环境条件为全港期,评估燃耗应能包络燃料棒最大燃耗：保守假设为：a）最大的冷却剂横向及釉向流速：b）最小的初始夹持力：OAi大的格架松弛d）最大的格架榻元；e）揖小包克直径.不确定性的考虑宜针对上述保守假设采用包络的分析方法进行计算,6.6.8 ttU三M该

14、准则分析中考虑的堆芯环境条件为全年期.宜选取燃新出深棒作为极限棒；保守假设H大的包克腐蚀速串,不确定性的考虑在曾对上述保守假设采用包络的分析方法进行计tr6.6.9 燃ImUt则该准则分析中的堆芯环境条件为全瘠期，在选取功率领先卵和寿期末高功率熟料棒作为极限棒；保守假设为：a）芯块鎏数包括：- 最小燃料热导率：一H小芯块外径；一皎大的燃料密实化：- 量小的燃料密度.b）包光参数包括，- H大包壳内径：- 最小的包壳蛹变。不确定性的考虑宜曾对上述保守假设采用平方和的平方根方法进行计完.6.6.10 f1.MM*Wff*H该准则分析中考虑的保守假设为：a） Ai大的芯块摞版此b） Ai小的弹簧刚度IO呆小的弹箭小爆盘：d）最小弹资丝径。不确定性的考虑宜计对上述保守假设采用包结的分析方法进行计%.6.6.11 Mme内ADM该准则分析中考虑的地芯环境条件为全寿期，宜选取燃耗最深棒作为极限栋：保守假设为：a）用小的气腔体机Ib）城大的预充压；O芯块卷致包括：-最小芯块外径：-最小的燃料密实化:外大的裂变气体择放。d）包壳忿数包括：最大的包壳齿变：一呆大的包无内径。不确定性的考虑宜针对上述保守假设采用平方和的平方根方法进行计算.