Conductancia térmica UO2-vaina

• A. Chamero Ferrer ^[1]
  1. [1] Junta de Energía Nuclear, Madrid
• Localización: Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio, ISSN 0366-3175, Vol. 23, Nº. 2, 1984, págs. 113-118
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Conductance thermique UO2 - enveloppe
  • Thermische Leitfähigkeit UO2 - Hülse
  • Thermal conductance UO2 - sheath
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• Resumen
  • español

    Se requiere un conocimiento muy preciso de la transmisión de calor entre la pastilla de UO2 y la vaina para determinar el gradiente térmico del combustible y estimar así la vida de un reactor nuclear en operación. Tal conocimiento requiere el cálculo de la conductancia térmica de contacto entre ambas superficies, definida como cociente entre el flujo térmico a través de la interfase y el gradiente de temperatura.

    En el presente trabajo se presenta un nuevo equipo para la medida de la conductancia térmica entre el UO2 y la vaina de acero inoxidable, tomando como variables la presión de contacto, la atmósfera de trabajo, la conductividad térmica del material y la temperatura.

    Se encuentra que, para presiones bajas, la conductancia térmica es pequeña, debido a la dureza de las superficies en contacto y a la conductividad térmica del UO2, típica de un aislante térmico. Se comprueba igualmente la influencia marcada del gas helio, que mejora notablemente la transmisión de calor.

  • Deutsch

    Man braucht eine sehr genaue Kenntnis übender Wärmeübertragung zwischen der UO2 - Tablette und der Hülse, um den thermischen Gradienten des Brennstoffes, und so das Leben eines nuklearen Reaktors zu bestimmen.

    Solche Kenntnis erfordert die Berechnung der termischen Berührungsleitfáhigkeit zwischen des beiden Oberflächen. Sie wird als der Quotient zwischen den thermischen Fluss durch die Interphase und den Temperatur-gradienten definiert.

    In dieser Arbeit wird eine neue Ausrüstung für die Messung der thermischen Leitfähigkeit zwischen UO2 und der rostfreien Hülse vorgestellt, in der als Variablen der Berührungsdruck, die Arbeitsatmosphäre, die thermische Leitfähigkeit des Materials und die Temperatur genommen werden.

    Es wird herausgefunden, dass für niedrigen Druck die thermische Leitfähigkeit klein ist, wegen der Härte der Berührungsoberflächen und der thermischen Leitfähigkeit des UO2, die typisch für einen thermischen Isoliermaterial ist. Der Einfluss des Heliumgases, der wesentlich die Wärmeübertragung verbessert, wird auch festgestellt.

  • français

    On a besoin d'une connaissance très précise de la transmission de chaleur entre la pastille de UO2 et l'enveloppe pour déterminer le gradient thermique du combustible et estimer ainsi la vie d'un réacteur nucléaire en founctionnement. Une telle conaissance exige le calcul de la conductance thermique de contact entre les deux superficies, définie comme quotient entre le flux thermique á través l'interphase et le gradient de température.

    Dans ce travail-ci, on présente une équipe nouvelle pour la mesure de la conductance thermique entre le UO2 et l'enveloppe en acier inoxydable, prenant la pression de contact, l'atmosphère de travail, la conductivité thermique du matériel et la température, comme variables.

    On trouve que, pour les basses pressions, la conductance thermique est petite, du à la dureté des superficies en contact et a la conductivité thermique du UO2, propre d'un isolant thermique. On vérifie également l'influence marquée du gas hélium, qui améliore notablement la transmission de chaleur.

  • English

    A very precise knowledge of the heat transfer between a pellet of UO2 and the sheath is required for determining the heat gradient of the fuel and thus estimate the life of a Nuclear Reactor in operation.

    Such knowledge requires calculation of the thermal conductance of contact between both surfaces. This is defined as the ratio of the thermal flux through the interphase to the temperature gradient.

    This work presents a new equipment for the measurement of thermal conductance between the UO2 and the stainless steel sheath, considering the contact pressure, working atmosphere, thermal conductivity of material and temperature as variables.

    It has been found that, for low pressures, thermal conductance is small due to the hardness of surfaces in contact and also to the thermal conductivity of UO2, typical of and heat insulator. It has also been shown the strong influence of helium gas, which substantially improves the transmission of heat.