A gázhűtésű gyorsreaktor (Gas-cooled Fast Reactor, GFR) egyike a IV. generációs atomreaktor típusoknak. A 2400 MWth teljesítményű koncepció, illetve egy 75 MWth teljesítményű demonstrációs reaktor (ALLEGRO) fejlesztése jelenleg is folyik hazai és nemzetközi projektek keretein belül. A szükséges technológia kifejlesztésére, és a koncepció működőképességének bemutatására szolgál az ALLEGRO reaktor.
A cikk célja bemutatni, hogy az ALLEGRO kerámia fűtőelem-kazetta sarokpálcáinak hőmérséklete hogyan csökkenthető. A probléma vizsgálatához az ANSYS CFX programot használtuk. A sarok régió leírására korábbi tanulmányainkban kidolgozott modellek álltak rendelkezésünkre. A modellek megmutatták, hogy a sarok csatornában a burkolat hőmérséklete lényegesen magasabb, mint a kazetta többi részében.
A sarok részben kialakuló hőmérséklet maximum csökkentésére egyik megoldás a sarokpálca teljesítményének csökkentése, amely a fűtőelemben levő hasadóképes izotópok arányának csökkentésével valósítható meg. Jelen esetben azt vizsgáltuk, hogy mi történik, ha 10, 20 vagy 30 százalékkal csökkentjük a sarokpálca teljesítményét. A modellek eredményei alapján meghatároztuk azt a sarokpálca teljesítményt, amely esetén a pálcaburkolat hőmérséklete körülbelül megegyezik a belső régióban levő pálcák burkolatának hőmérsékletével.

IMPROVEMENT OF TEMPERATURE UNIFORMITY IN ALLEGRO CERAMIC FUEL ASSEMBLY

Gas-cooled Fast Reactor is one of the generation IV reactor concepts. The fast neutron spectrum and high outlet temperature of the core make this reactor type a contributor to sustainability of nuclear technology. Before construction of an electricity producer GFR (2400 MWth), a reactor must be built, which will demonstrate the feasibility of the concept. In order to achieve the above goal, construction of an experimental reactor of 75 MWth (ALLEGRO) is planned. The development is currently underway within the framework of national and international projects.
The main issue of this study is to decrease the thermal maximum of the corner rods of the ceramic assembly of the GFR demonstrator, ALLEGRO. Detailed CFD models for the corner regions of this assembly have been developed with the code ANSYS CFX in order to analyse their thermal hydraulics. These models have shown that the most critical regions of the ceramic fuel assemblies are the corners because of the high temperature of the fuel rod claddings.