Simple formulas for conservatively calculating the fuel rod cladding strains due to RIA
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G. Sauer
Abstract
A set of formulas for conservatively computing the fuel rod cladding strains caused by short and intense energy pulses is presented. Such pulses may be the consequence of a RIA. The formulas are based on the theory of stresses and deformations of tubes loaded by internal pressure and stressed beyond the elastic limit. The known solutions of this theory are applied to compute the cladding strains due to the intense interaction between fuel and cladding during a RIA. Simple and easy to evaluate expressions for the strains are obtained. They enable to quickly assess the impact of any energy pulse for any burn-up state. The actual burn-up state of the fuel rod at the moment in which the occurrence of a RIA shall be simulated is described by only three data. These data can be calculated in an enveloping sense in advance and then be used to study energy pulses of any intensity. Besides the cladding strains induced by the fuel-cladding interaction the significance of the gas pressure in the rod and of gas swelling for the cladding strains is also addressed.
Kurzfassung
Ein Satz Formeln zur konservativen Berechnung der durch kurze und heftige Energiepulse verursachten Hüllrohrdehnungen von Brennstäben wird vorgestellt. Solche Energiepulse können die Folge eines Reaktivitätsstörfalls sein. Die Formeln gründen auf der Theorie der Spannungen und Verformungen von Rohren, die durch Innendruck inelastisch beansprucht werden. Die bekannten Lösungen dieser Theorie werden benutzt, um die Hüllrohrdehnungen infolge der intensiven Wechselwirkung zwischen Brennstoff und Hülle zu berechnen. Es werden einfache und leicht auszuwertende Ausdrücke für die Dehnungen erhalten. Sie ermöglichen es, die Wirkung jeglichen Energiepulses für alle Abbrandzustände zu bewerten. Zur Beschreibung des Abbrandzustandes des Stabes für den Zeitpunkt, in dem das Eintreten eines Reaktivitätsstörfalls simuliert werden soll, werden nur drei Größen benötigt. Diese Größen können einhüllend im Voraus bestimmt and dann zur Untersuchung von Energiepulsen beliebiger Intensität verwendet werden. Neben den von der Brennstoff-Hüllrohr-Wechselwirkung hervorgerufenen Hüllrohrdehnungen wird auch die Bedeutung des Gasdrucks im Brennstab und des Gasschwellens für die Hüllrohrdehnungen angesprochen.
References
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© 2004, Carl Hanser Verlag, München
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- Technical Contributions/Fachbeiträge
- Sensitivity analysis of the Peach Bottom Turbine Trip 2 experiment
- Theoretical and experimental investigations into natural circulation behaviour in a simulated facility of the Indian PHWR under reduced inventory conditions
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- Current international activities to increase fire protection knowledge for nuclear power plants
- Simple formulas for conservatively calculating the fuel rod cladding strains due to RIA
- Accelerator driven systems for transmutation and energy production: challenges and dangers
- A method for in-situ quantification of oxygen in oil using fast neutron activation analysis
- The time-dependent effect of the biological component of 137Cs soil contamination
- Letter to the Editor
- Remarks on pulsed neutron activation
- On the critical radius of reflected spheres
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