Modelling of fuel rod behaviour and recent advances of the transuranus code

Modelle zum Warmedurchgang im Bereich zwischen Hulle und Brennstoff eines Brenn-stabs werden kritisch untersucht. Es wird ein neues Modell entwickelt, das aus einem Spaltanteil hsp, einem Strahlungsanteil hst und einem Kontaktterm hk besteht. Dieses Modell beschreibt den Ubergang vom offenen Spalt zum Kontaktfall in sich konsistent, es enthalt nur leicht zugangliche Stoff- und Geometrieparameter, es weist eine sehr weitgehende Unabhangigkeit von verschiedenen Werkstoffpaarungen auf, und es enthalt keine Einschrankungen im Hinblick auf die Anwendung von schnell ablaufenden Storfallen. Das Modell wird an 388 Mespunkten unter Reaktorbedingungen geeicht. Fur Voruntersuchungen wurden weitere 274 Mespunkte an St-Stbzw. Al-Al-Paarungen verwendet. Im Spaltenanteil hsp werden sowohl Einflusse von Rauhigkeitsspitzen als auch von Welligkeiten naherungsweise berucksichtigt. Fur geringe Einflusse von Rauhigkeiten, wie sie beim Brennstab vorliegen, gehen die entwickelten Gleichungen in das klassische Modell fur den Warmedurchgang im offenen Spalt von Ross und Stoute uber, das somit bestatigt wird. Im Kontaktfall kann das vorliegende experimentelle Material auf sehr verschiedene Weise interpretiert werden. Eine neu entwickelte Korrelation unterscheidet sich wesentlich vom Kontaktterm hk wie er im Ross und Stoute-Modell verwendet wird und fuhrt zu besseren Korrelationskoeffizienten. Der gesamte entwickelte Formelapparat zur Berechnung des Warmedurchgangs eignet sich speziell fur den Einsatz im Rahmen von integralen Brennstab-Rechenprogrammen.

Zum Wärmedurchgang im Bereich zwischen Hülle und Brennstoff eines Brennstabes

Water reactor safety research

Preliminary comparison of URANUS-code results with results from EPRI modeling code evaluation project

The state-of-the-art in fuel rod structural analysis is discussed, and possible future developments in this field are outlined. The conclusion is drawn that the most important goal for future research is a deeper understanding of material behavior. It is suggested that a strategy of successive use of diverse models appropriate to the varying degrees of theoretical sophistication be followed in fuel rod structural analysis: preliminary work should be an analysis of the integral fuel rod with one-dimensional models, followed by local two-dimensional analyses. Finally, the deterministic analyses should be augmented by probabilistic work. All these modeling approaches are inevitably complementary in exhaustive fuel rod analysis, but they are, despite the tremendous theoretical efforts, no substitute for fuel rod performance tests. Nevertheless, analytical modeling will remain an indispensable tool for a long time to come, since with this theoretical background, the interpretation of experimental results is facilitated, and a better insight into fuel rod behavior is provided.

K. Lassmann

Papers

A Criticism on Fuel Rod Structural Analysis