Model investigation of fuel rod behaviour
Description
Thermal and mechanical behaviour of fuel rods can be explained but unsatisfactorily by models based of an axial symmetry concept. Recently developed models include, with respect to their thermal components, a simple method for the computation of the temperature distribution within the fuel, and they also take into account the influence of excentrically placed pellets for the computation of heat transfer in the cold gap. Additionally, a finite-element model is used to evaluate the effects of cracking and fragmentation on the thermal behaviour of pellets. The reaction of fuel and fuel cladding to external and internal loadings and the axial interaction between fuel and cladding are described in the mechanical portion of the model. A special case of axial coupling is the so-called random stacking interaction caused by fuel pellets placed excentrically at the cladding and sliding radially and axially. In the comparison of measurement results, both thermal and mechanical behaviour of different rods from the OECD Halden Reactor Project are subject to investigations. (RF)
Availability note (English)
MF available from INIS under the Report Number.Abstract (German)
Das thermische und mechanische Verhalten von Brennstaeben kann durch Modelle, die auf dem axialsymmetrischen Grundkonzept beruhen, nur unzulaenglich erklaert werden. Neuentwickelte Modelle enthalten im thermischen Teil einerseits ein einfaches Verfahren zur Berechnung der Temperaturverteilung im Brennstoff und erfassen andererseits bei der Berechnung des Waermeuebergangs im Spalt zwischen Brennstoff und Huelle den Einfluss exzentrisch liegender Brennstofftabletten. Weiterhin wird eine Finite-Elemente-Methode zur Behandlung der Auswirkungen von Rissbildung und Fragmentierung auf das thermische Verhalten der Tabletten entwickelt. Die Reaktion von Brennstoff und Huelle auf aeussere und innere Belastungen sowie die axiale Wechselwirkung zwischen Brennstoff und Huelle werden im Mechanikteil des Modells beschrieben. Ein Spezialfall der axialen Kopplung ist die sogenannte Random Stacking Wechselwirkung, die duch exzentrisch an der Huelle anliegende, radial und axial gleitende Brennstofftabletten entsteht. Beim Vergleich mit Messergebnissen wird sowohl das thermische als auch das mechanische Verhalten verschiedener Staebe aus dem OECD Halden Reactor Project untersucht. (RF)
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Additional details
Additional titles
- Subtitle (English)
- Final report
- Original title (German)
- Modelluntersuchungen zum Brennstab-Betriebsverhalten
- Original subtitle (German)
- Abschlussbericht.
Publishing Information
- Imprint Pagination
- 177 p.
- Report number
- IKH--152/85
INIS
- Country of Publication
- Germany
- Country of Input or Organization
- Germany
- INIS RN
- 17069257
- Subject category
- S21: SPECIFIC NUCLEAR REACTORS AND ASSOCIATED PLANTS; S21: SPECIFIC NUCLEAR REACTORS AND ASSOCIATED PLANTS; S22: GENERAL STUDIES OF NUCLEAR REACTORS;
- Descriptors DEI
- ANNULAR SPACE; ASYMMETRY; AXIAL SYMMETRY; BWR TYPE REACTORS; COMPUTER CALCULATIONS; CRACKS; ELONGATION; FINITE ELEMENT METHOD; FUEL CANS; FUEL PELLETS; FUEL RODS; FUEL-CLADDING INTERACTIONS; HIGH TEMPERATURE; MATHEMATICAL MODELS; MECHANICAL FRAGMENTATION; PWR TYPE REACTORS; RADIANT HEAT TRANSFER; REACTOR OPERATION; SLIDING FRICTION; STRAINS; STRESS ANALYSIS; TEMPERATURE DISTRIBUTION; THERMAL CONDUCTION; THERMAL CONDUCTIVITY; THERMAL EXPANSION; VERY HIGH TEMPERATURE
- Descriptors DEC
- CONFIGURATION; DEFORMATION; ENERGY TRANSFER; ENRICHED URANIUM REACTORS; EXPANSION; FRICTION; FUEL ELEMENTS; HEAT TRANSFER; NUMERICAL SOLUTION; OPERATION; PHYSICAL PROPERTIES; POWER REACTORS; REACTOR COMPONENTS; REACTORS; SYMMETRY; THERMAL REACTORS; THERMODYNAMIC PROPERTIES; WATER COOLED REACTORS; WATER MODERATED REACTORS
Optional Information
- Contract/Grant/Project number
- Contract I/38196
- Notes
- With 90 figs., 9 tabs.