Numerical study of fuel–clad mechanical interaction during long-term burnup of WWER1000

Imani, Morteza; Aghaie, M.; Zolfaghari, A.; Minuchehr, A.

doi:10.1016/j.anucene.2015.01.036

Cited by 14 publications

(6 citation statements)

References 10 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Hasil uji pasca iradiasi akan menjadi masukan bagi perbaikan desain peletUO 2 atau proses fabrikasinya sebagai tahapan awal dari siklus litbang bahan bakar berikutnya. Sebelum dilakukan uji iradiasi terhadap pelet UO 2 , perlu dilakukan terlebih dahulu pemodelan dan simulasi iradiasi pelet UO 2 untuk memprediksi prilaku termomekanik pelet UO 2 pada burn-up (fraksi bakar) tertentu yang akan menentukan umur pakainya dalam rangka pengoperasian bahan bakar yang selamat dan ekonomis di reaktor pengguna [1][2][3][4][5][6][7][8]. Hasil simulasi tersebut dapat memberikan gambaran unjuk kerja (keandalan) pelet UO 2 [4,[8][9] dan menjadi panduan bagi eksperimen iradiasi pin uji bahan bakarPWR pada parameter kondisi iradiasi di reaktor uji [1,3,10].…”

Section: Pendahuluanunclassified

“…Pemodelan dan simulasi unjuk kerja pelet UO 2 dilakukan dengan bantuan kode komputer termomekanik bahan bakar nuklir, satu diantaranya adalah FEMAXI [1][2][3][4][11][12]. Kode FEMAXI dapat digunakan untuk melakukan analisis termal seluruh panjang bahan-bakar dalam pin PWR.…”

Section: Pendahuluanunclassified

“…Kode FEMAXI dapat digunakan untuk melakukan analisis termal seluruh panjang bahan-bakar dalam pin PWR. Analisis termal yang dilakukan meliputi perhitungan perpindahan panas, distribusi temperatur, lepasan gas hasil fisi serta tekanan di dalam pin bahan bakar [1][2][3][4]. Pada modul analisis termal tersebut, dapat dilakukan analisis mekanik sederhana menggunakan variabel seperti konduktivitas panas yang dipengaruhi oleh mekanika dari pelet dan kelongsong.…”

Section: Pendahuluanunclassified

“…PCMI adalah fenomena tertutupnya celah (gap) yang ada diantara pelet UO 2 dan kelongsong zircaloy sehingga terjadi kontak antara pelet dan kelongsong. PCMI menjadi salah satu constraint (batas/limit) operasi pin PWR disamping DNB (Departure from Nucleate Boiling) dan pelelehan bahan bakarterkait keselamatan dan nilai ekonomis operasi PWR [1,4,11,13]. PCMI pada pin PWR akan menurunkan integritas kelongsong zircaloy dengan terjadinya mulur(creep) atau retak sehingga kelongsong gagal berfungsi sebagai penghalang penting kedua bagi terlepasnya hasil fisi ke lingkungan setelah matriks pelet UO 2 [5].…”

Section: Pendahuluanunclassified

See 3 more Smart Citations

Pemodelan Dan Simulasi Kinerja Pin Uji Bahan Bakar PWR Dengan Uo2 Diperkaya

Mutiara

Dewayatna

Yulianto

2019

urania

View full text Add to dashboard Cite

PEMODELAN DAN SIMULASI KINERJA PIN UJI BAHAN BAKAR PWR DENGAN UO2 DIPERKAYA. Pemodelan dan simulasi pin uji bahan bakar PWR telah dilakukan menggunakan kode komputer termomekanik FEMAXI-6. Simulasi dilakukan untuk memprediksi kinerja pin uji dengan variasi pengayaan pelet UO2. Dari simulasi ini diharapkan akan diperoleh data mengenai pengaruh tingkat pengayaan bahan bakar, fluks netron yang diterima pin uji, durasi iradiasi dan tingkat pencapaian burn-up pada awal terjadinya kontak antara pelet UO2 dengan kelongsong zircaloy (pellet cladding mechanical interaction, PCMI) pada pin uji. Data tersebut selanjutnya akan digunakan sebagai panduan pada perencanaan eksperimen iradiasi di reaktor RSG GAS Batan Serpong. Data masukan yang diterima kode FEMAXI-6 adalah geometri dan jenis material yang akan diiradiasi serta parameter kondisi iradiasi seperti flux neutron atau linear heat rate. Selanjutnya dilakukan perhitungan perpindahan panas, distribusi temperatur, lepasan gas hasil fisi serta tekanan di dalam pin bahan bakar untuk seluruh panjang bahan-bakar dalam pin uji. Distribusi temperatur yang dihasilkan dari modul analisis termal digunakan pada modul analisis mekanik rinci (PCMI, lebar gap). Hasil simulasi menunjukan kecenderungan bahwa semakin besar tingkat pengayaan uranium dalam pelet UO2, semakin cepat kontak pelet-kelongsong terjadi pada penggunaan tingkat pembangkitan daya yang relatif sama, tetapi dengan masukan Linear Heat Rate yang tinggi. PCMI belum terjadi pada iradiasi uranium alam untuk pencapaian 100% burn-up dengan daya penuh sedangkan pada pelet UO2 diperkaya 5%, PCMI telah terjadi pada 900 jam iradiasi meskipun tingkat dayanya sudah diturunkan menjadi separuhnya dengan pencapaian burn-up sekitar 4%.Kata kunci: PRTF, simulasi, pin PWR, FEMAXI, unjuk kerja.

show abstract

Section: Pendahuluanunclassified

See 2 more Smart Citations

Pemodelan Dan Simulasi Kinerja Pin Uji Bahan Bakar PWR Dengan Uo2 Diperkaya

Mutiara

Dewayatna

Yulianto

2019

urania

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…They also determined the time required for temperature variation to become steady from the transient state. Imani et al made a numerical study related to the thermomechanical behavior of fuel element during long‐term burnup. The investigation mainly focused on the interaction between the fuel element and cladding material during the time of volumetric energy generation.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Investigation of dimensionless parameters and geometry effects on heat‐transfer characteristics of liquid sodium flowing over a flat plate

Kaladgi¹,

Afzal²,

Ad³

et al. 2018

Heat Trans. Asian Res.

View full text Add to dashboard Cite

To improve the cooling performance of a nuclear fuel element, it is important to appraise the effect of dimensionless parameters and the geometry on heat‐transfer characteristic of sodium flowing over a nuclear fuel element. To fulfill this objective, the effects of geometry, Reynolds number (ReH), conductivity ratio ( N cc ), and dimensionless total heat generation parameter ( Qt) on a two‐dimensional steady flow of liquid coolant flowing over a nuclear fuel element are studied. For this purpose, the stream function‐vorticity formulation method is applied. Full Navier Stokes equations and energy equation for the fluid domain are solved concurrently with conduction equation of fuel element applying finite difference scheme. The pseudotransient form of the vorticity transport and energy equations is solved using the alternating direction implicit method. A line‐by‐line technique is used for other discretized equations. Isotherms are also plotted and studied in detail. From the obtained results it can be concluded that for fixed values of aspect ratio and Re H there exists a critical value of Qt and N cc beyond and below which peak temperature in the fuel element surpasses its tolerable limit. The results can also be applied to minimize the peak temperature in the nuclear fuel element (hot spots).

show abstract