परमाणु ऊर्जा विज्ञान और विद्युत उत्पादन प्रौद्योगिकी जर्नल

FRAPCON का उपयोग करके बर्न अप एक्सटेंशन के साथ ईंधन रॉड प्रदर्शन पर रिम संरचना प्रभाव

जियांगुओ यू, होंगबिन झांग

लाइट वाटर रिएक्टर (LWR) की अधिकृत ईंधन बर्न अप सीमा का विस्तार करना परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की वाणिज्यिक प्रतिस्पर्धात्मकता को बढ़ाने के लिए सबसे आशाजनक तरीकों में से एक है। उच्च बर्न अप के लाभों में रखरखाव और ईंधन चक्र लागत में कमी, कम ईंधन भरने के संचालन जिससे उच्च क्षमता कारक प्राप्त होते हैं, और उत्पादित ऊर्जा के लिए सामान्यीकृत व्यय ईंधन की मात्रा में कमी शामिल है। हालांकि, उच्च बर्न अप ईंधन के साथ ईंधन छड़ों की अखंडता सुनिश्चित करने के लिए, अभी भी कई मुद्दे हैं जिन्हें दूर करने की आवश्यकता है। उदाहरण के लिए, उच्च बर्न अप संरचना (HBS) या रिम संरचना का निर्माण संभवतः LWR में बर्न अप विस्तार के साथ छर्रों के ढेर के रिम पर सबसे महत्वपूर्ण पुनर्गठन प्रक्रिया है और ईंधन के तापीय भौतिक या यांत्रिक गुणों पर HBS का प्रभाव विस्तारित बर्न अप के सफल कार्यान्वयन को सुनिश्चित करने के लिए एक महत्वपूर्ण आवश्यकता है। इस बात का समर्थन करने के लिए स्वतंत्र रूप से प्रायोगिक साक्ष्य हैं कि HBS ईंधन के तापीय और यांत्रिक गुणों को एक साथ प्रभावित करता है। लेकिन यह अभी भी अच्छी तरह से समझा नहीं गया है कि इस तरह के HBS ईंधन के तापीय-भौतिक या यांत्रिक गुणों को कैसे प्रभावित करते हैं। इस कार्य में, सामान्य परिचालन स्थितियों के तहत ईंधन की छड़ों के विखंडन गैस व्यवहार पर एचबीएस गठन के प्रभाव का मूल्यांकन किया गया था। सामान्य परिचालन स्थितियों के तहत FRAPFGR मॉडल के माध्यम से एचबीएस गठन और मैसिह मॉडल के माध्यम से रिम संरचना के बिना पूर्ण लंबाई वाली ईंधन की छड़ों के विखंडन गैस से संबंधित गुणों का अनुकरण करने के लिए ईंधन प्रदर्शन कोड FRAPCON-4.0 का उपयोग किया गया था। यह पाया गया है कि जैसे-जैसे बर्न अप 62 की वर्तमान सीमा से बढ़कर 75 GWd/MTU की प्रस्तावित नई सीमा तक पहुंचता है, प्लेनम दबाव और विखंडन गैस रिलीज में फ्लैट पावर हिस्ट्री प्रोफाइल के साथ और एचबीएस प्रभावों पर विचार किए बिना केवल मामूली वृद्धि होती है। हालांकि यह वृद्धि तब अधिक स्पष्ट होती है जब पावर हिस्ट्री प्रोफाइल में उच्च पीकिंग कारक होते हैं और जब एचबीएस गठन के योगदान को ध्यान में रखा जाता है।