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Steady- and transient-state analyses of fully ceramic microencapsulated fuel loaded reactor core via two-temperature homogenized thermal-conductivity model
저자
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2015
작성언어
-주제어
등재정보
SCI,SCIE,SCOPUS
자료형태
학술저널
수록면
283-296(14쪽)
제공처
소장기관
<P><B>Abstract</B></P> <P>Fully ceramic microencapsulated (FCM) fuel, a type of accident-tolerant fuel (ATF), consists of TRISO particles randomly dispersed in a SiC matrix. In this study, for a thermal analysis of the FCM fuel with such a high heterogeneity, a two-temperature homogenized thermal-conductivity model was applied by the authors. This model provides separate temperatures for the fuel-kernels and the SiC matrix. It also provides more realistic temperature profiles than those of harmonic- and volumetric-average thermal conductivity models, which are used for thermal analysis of a fuel element in VHTRs having a composition similar to the FCM fuel, because such models are unable to provide the fuel-kernel and graphite matrix temperatures separately.</P> <P>In this study, coupled with a neutron diffusion model, a FCM fuel-loaded reactor core is analyzed via a two-temperature homogenized thermal-conductivity model at steady- and transient-states. The results are compared to those from harmonic- and volumetric-average thermal conductivity models, i.e., we compare <I>k<SUB>eff</SUB> </I> eigenvalues, power distributions, and temperature profiles in the hottest single-channel at steady-state. At transient-state, we compare total powers, reactivity, and maximum temperatures in the hottest single-channel obtained by the different thermal analysis models. The different thermal analysis models and the availability of fuel-kernel temperatures in the two-temperature homogenized thermal-conductivity model for Doppler temperature feedback cause significant differences as revealed by comparisons.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> Fully ceramic microencapsulated fuel-loaded core is analyzed via a two-temperature homogenized thermal-conductivity model. </LI> <LI> The model is compared to harmonic- and volumetric-average thermal conductivity models. </LI> <LI> The three thermal analysis models show ∼100pcm differences in the <I>k<SUB>eff</SUB> </I> eigenvalue. </LI> <LI> The three thermal analysis models show more than 70K differences in the maximum temperature. </LI> <LI> There occur more than 3 times differences in the maximum power for a control rod ejection accident. </LI> </UL> </P>
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