Az SCWR-FQT tesztszakaszának CFD analízise: a be- és kilépő rész vizsgálata



Hasonló dokumentumok
Az SCWR-FQT tesztszakaszának CFD analízise: a be- és kilépő rész vizsgálata

Az SCWR-FQT tesztszakaszának CFD analízise: a belépési hatás vizsgálata

Az SCWR-FQT tesztszakasz be- és kilépő részének CFD analízise

KÍSÉRLETEK AZ ANCARA MÉRŐKÖRÖN

Aktuális CFD projektek a BME NTI-ben

Aktuális CFD projektek a BME NTI-ben

CFX számítások a BME NTI-ben

MERVAY BENCE TDK DOLGOZAT

SCWR ÜZEMANYAGBAN LEJÁTSZÓDÓ TERMOHIDRAULIKAI FOLYAMATOK MODELLEZÉSE AZ ANSYS CFX 10.0 KÓDDAL

A Nukleáris Technikai Intézet és az atomenergetikai

Szívókönyökök veszteségeinek és sebességprofiljainak vizsgálata CFD szimuláció segítségével

CFD vizsgálatok az ALLEGRO kerámia kazetta belső szubcsatornájára

A HPLWR tanulmányozásához használt csatolt neutronfizikai-termohidraulikai programrendszer továbbfejlesztése

IV. generációs reaktorok kutatása. Czifrus Szabolcs BME NTI

A mikroskálájú modellek turbulencia peremfeltételeiről

A Nukleáris Technikai Intézet és az atomenergetikai képzések

MERVAY BENCE TDK DOLGOZAT

Tar Dániel, Baranyai Gábor, Ézsöl György

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem (BME) Természettudományi Kar (TTK) Nukleáris Technikai Intézet (NTI)

Atomreaktorok generációi

Overset mesh módszer alkalmazása ANSYS Fluent-ben

VVER-440 ÜZEMANYAG-KAZETTÁKBAN LEJÁTSZÓDÓ HŰTŐKÖZEG-KEVEREDÉS MODELLEZÉSE A CFX KÓD SEGÍTSÉGÉVEL. Ph.D. tézisfüzet TÓTH SÁNDOR

Atomenergetikai alapismeretek

BME HDS CFD Tanszéki beszámoló

Gázturbina égő szimulációja CFD segítségével

Kutatási téma Energetika MSc hallgatóknak BME NTI

VVER-440 kazettafej modell előzetes validációs számításai

Technikai áttekintés SimDay H. Tóth Zsolt FEA üzletág igazgató

ALLEGRO Reaktorral Kapcsolatos Reaktorfizikai Kihívások XV. MNT Szimpózium

Beszámoló az. Új nukleáris energiatermelési módszerek technológiai elemeinek fejlesztése (NUKENERG)

Forrócsatorna számítások a csatolt KIKO3D- COBRA kóddal az új blokkok biztonsági elemzéseihez

HÍDTARTÓK ELLENÁLLÁSTÉNYEZŐJE

Ipari és kutatási területek Dr. Veress Árpád,

Az ALLEGRO reaktor kerámia kazetta sarok régiójának CFD vizsgálata

A diplomaterv keretében megvalósítandó feladatok összefoglalása

235 U atommag hasadása

Beszámoló az. Új nukleáris energiatermelési módszerek technológiai elemeinek fejlesztése (NUKENERG) pályázatról szeptember augusztus 31

Az ALLEGRO gyors reaktor kerámia kazettájának vizsgálata CFD módszerrel. TDK dolgozat

ÚJ NUKLEÁRIS ENERGIATERMELÉSI MÓDSZEREK TECHNOLÓGIAI ELEMEINEK FEJLESZTÉSE

A HPLWR szuperkritikus nyomású reaktor egyensúlyi kampányszámítása

Fenntartható városi mobilitási tervek és programok

ALLEGRO: gázhűtésű gyorsreaktor Közép-Európában. Czifrus Szabolcs BME Nukleáris Technikai Intézet

AES Balogh Csaba

SZAKDOLGOZAT VIRÁG DÁVID

Biomechanika előadás: Háromdimenziós véráramlástani szimulációk

ALLEGRO gázhűtésű gyorsreaktor CATHARE termohidraulikai rendszerkódú számításai

I. A CFD alkalmazási területei Néhány érdekes korábbi CFD projekt

A teljesítménysűrűség térbeli eloszlása

Füst- és hőterjedés numerikus áramlástani modellezése járműipari létesítményekben

Dinamikus modellek felállítása mérnöki alapelvek segítségével

v GÁZ = o D 2 π Rendezetlen halmazokon történő fluidum ( gáz ) átáramlásának leírására lamináris esetre: ismerjük az összefüggést!

Turbulens áramlás modellezése háromszög elrendezésű csőkötegben

A hazai nukleáris kapacitás hosszú távú biztosítása

Műtárgyvizsgálatok Fővárosi Vízművek Zrt-nél

HŐHIDAK. Az ÉPÜLETENERGETIKÁBAN. Energetikus/Várfalvi/

A CFD elemzés minőségéről és megbízhatóságáról. Modell fejlesztési folyamata. A közelítési rendszer. Dr. Kristóf Gergely Október 11.

Numerikus szimuláció a városklíma vizsgálatokban

AGÓRA-PROGRAM BÉKÉSCSABA

MŰSZAKI HŐTAN II. EXTRA PÓTZÁRTHELYI. Hőközlés. Név: Azonosító: Terem Helyszám: Q-II- Munkaidő: 120 perc

Gamma-röntgen spektrométer és eljárás kifejlesztése anyagok elemi összetétele és izotópszelektív radioaktivitása egyidejű elemzésére

HŐÁTADÁS MODELLEZÉSE

Hidrosztatikai problémák

Épületszerkezeti elemekbe integrálható héjszerkezetű kollektorok

Beszámoló az. Új nukleáris energiatermelési módszerek technológiai elemeinek fejlesztése (NUKENERG)

Adatmodellezés CityGML használatával

WATER SYSTEMS FOR HYDROPONICS AND GARDENING. ECO GROW 240 L/h

Hogyan mûködik? Mi a hõcsõ?

Belsőégésű motor hengerfej geometriai érzékenység-vizsgálata Geometriai építőelemek változtatásának hatása a hengerfej szilárdsági viselkedésére

Hő- és füstelvezetés, elmélet-gyakorlat

Első magreakciók. Targetmag

A magyar nukleáris biztosítéki támogató program bemutatása. Stefánka Zsolt, Horváth Kristóf, Szőllősiné Földesi Erzsébet, Vincze Árpád

Kutatási jelentés. BME Áramlástan Tanszék március 22.

LEVEGŐZTETETT HOMOKFOGÓK KERESZTMETSZETI VIZSGÁLATA NUMERIKUS ÁRAMLÁSTANI SZIMULÁCIÓVAL

SZUPERKRITIKUS NYOMÁSÚ VÍZZEL HŰTÖTT REAKTOR CSATOLT REAKTORFIZIKAI - TERMOHIDRAULIKAI ELEMZÉSE

Atomenergetikai alapismeretek

HPLWR zónatervezési számítások

Ellenáramú hőcserélő

Perturbációk elméleti és kísérleti vizsgálata a BME Oktatóreaktorán

Bordázott csatornában kialakuló áramlás vizsgálata

A paksi kapacitás-fenntartási projekt bemutatása

Vízgyűjtő-gazdálkodási Terv A Duna-vízgyűjtő magyarországi része háttéranyag: Felszíni víztestek kijelölésének felülvizsgálata

Hő- és füstelvezetés, elmélet-gyakorlat

MUNKATERV/BESZÁMOLÓ. György Hunor Sándor Ph.D. hallgató 5. szemeszter (2014/2015 tanév 1. félév)

687 ö. P Pö 808. ÁTG számítási gyakorlat, 1. példa. H13 (12.1) Egy fogaskerék szivattyú jelleggörbéje Q[

SZIMULÁCIÓ ÉS MODELLEZÉS AZ ANSYS ALKALMAZÁSÁVAL

MSZ EN :2015. Tartalomjegyzék. Oldal. Előszó Alkalmazási terület Rendelkező hivatkozások...10

A mérnöki módszerek alkalmazásának lehetőségei a hő- és füstelvezetésben

MŰSZAKI HŐTAN II. Hőátvitel és hőcserélők. Kovács Viktória Barbara Hőátvitel és Hőcserélők 2014 Műszaki Hőtan II. (BMEGEENAEHK) K

Pályázati felhívás az EGT Finanszírozási Mechanizmus es időszakában a Megújuló Energia

A szén-dioxid megkötése ipari gázokból

Ellenörző számítások. Kazánok és Tüzelőberendezések

VVER-440 ÜZEMANYAG-KAZETTÁKBAN LEJÁTSZÓDÓ HŰTŐKÖZEG-KEVEREDÉS MODELLEZÉSE A CFX KÓD SEGÍTSÉGÉVEL. Ph.D. értekezés TÓTH SÁNDOR

Fotovillamos és fotovillamos-termikus modulok energetikai modellezése

A CORONA Projekt két részből áll: 1. CORONA ( ) EU FP-7-es projekt, 2. CORONA II ( ) EU H2020-as projekt (azonosító száma: ).

V. Moldex3D Szeminárium - econ Felhasználói Találkozó

MŰSZAKI HŐTAN I. 1. ZÁRTHELYI. Termodinamika. Név: Azonosító: Helyszám: Munkaidő: 80 perc I. 50 II. 50 ÖSSZ.: 100. Javította: Képzési kódja:

Nagynyomású csavarással tömörített réz - szén nanocső kompozit mikroszerkezete és termikus stabilitása

Égés és oltáselmélet I. (zárójelben a helyes válaszra adott pont)

Statikus GPS mérés referencia állomás nélkül

Folyadékok áramlása Folyadékok. Folyadékok mechanikája. Pascal törvénye

Átírás:

Az SCWR-FQT tesztszakaszának CFD analízise: a be- és kilépő rész vizsgálata Kiss Attila, Vágó Tamás és Prf. Dr. Aszódi Attila BME, Nukleáris Technikai Intézet kissa@reak.bme.hu XII. Nukleáris Technikai Szimpózium Budapest, 2013. december 5-6. 1 Tartalm 1. Az SCWR kncepció 2. A hűtőközeg termhidraulikai tulajdnságai 3. Az SCWR-FQT prjekt 4. CFD mdellek 5. Hálófüggetlenségi vizsgálat 6. A belépési szakasz vizsgálata 7. A kilépési szakasz vizsgálata 8. Knklúzió 2 1

Az SCWR kncepció Az SCWR egyike a hat IV. generációs reaktr kncepciónak 3 Az SCWR kncepció A hűtőközeg szuperkritikus nymású könnyűvíz Termikus neutrnspektrumú Termikus hatásfk ~44% A hőközlés srán nincs fázisátalakulás Egyszerűbb felépítés a LWR-eknél (nincs szükség: térfgatkmpenzátrra, gőzfejlesztőre, gőzleválasztóra) Elméletileg alacsnyabb beruházási költség 4 2

Az SCWR kncepció Műszaki nehézségek, nyittt kérdések: Extrém magas nymás, magas hőmérséklet - anyagtechnlógiai kérdések (szerkezeti anyagk) DHT (Deteratin Heat Trasfer) jelenség, a tömegáram fluxushz képest relative magas hőfluxusk esetén a hőátadási tényező elszlás elfajulása. Szerepe? Tervezéshez mérések és új eszköz használata (CFD kódk)? Validáció szükséges! 5 Az SCWR kncepció jelene A világn száms SCWR kncepció létezik: Európai: Kanadai: Kínai: Orsz: Japán: High Perfrmance Light Water Reactr (HPLWR) P th =2300 MWth P e =1000 MWe SC CANDU Nymtt csövek a reaktrtartályban P th =2500 MWth P e =1200 MWe Több különböző reaktrterv Szuperkritikus VVER (VVER-SCP) P th =3830 MWth P e =~1600 MWe Több kncepció: Super LWR, Super Fast Reactr Intenzív kutatásk flynak Dél-Krában és Indiában is ECCS nzzle clsur e head pr t ect ive pipes blck inlet nzzle ut let nzzle F A riz e r F A d w n c m e r b a ffle vessel separating baffle shaf t 6 3

A hűtőközeg termhidraulikai tulajdnságai Termdinamikai kritikus pnt: T kr =374 C P kr =22,064 Mpa A termfizikai tulajdnságk jelentős váltzása ennél a pntnál Magasabb nymásn újra jelentkezik ez a váltzás. Erős csatlás: A hűtőközeg mzgás és energia egyenletei között A termhidraulikai és a reaktrfizikai egyenletek között [1] [2] [1]: C.R. Nave, Hyperphisics, Gergia State University: http://web.inc.bme.hu/csnka/csg/ktat/english/phasediag.htm [2]: Aziz Belmiludi: Heat Transfer Theretical Analysis, Experimental Investigatins and Industrial Systems; ISBN 978-953-307-226-5 7 Az SCWR-FQT prjekt SCWR Fuel Qualificatin Test (SCWR-FQT): EU-kínai közös prjekt Üzemanyag minősítési teszt berendezés, Řež-ben Csehrszágban 40 fűtőelem pálcás kazetta mdellezése 4 pálcás köteggel (lásd jbbra) HPLWR kazetta SCWR-FQT teszthurk 8 4

CFD mdellek BME NTI feladata termhidraulikai analízisek végzése az aktív szakaszban: Belépő és kilépő hatás vizsgálata: A kazetta kialakításának ptimalizálása stabil és hmgén áramlási mező érdekében a belépésnél (inlet), valamint megfelelő keveredés biztsítása a kilépésnél (utlet) (Termhidraulikai vizsgálatk a rekuperátr szakaszra) [3] Szuperkritikus tesztkör az LVR-15 reaktrba [3]: T. Schulenberg, Strategy and First Analysis f the Safety System, SCWR-FQT Eurpean Kick-ff Meeting in Karlsruhe, 2011 9 CFD mdellek Az aktív szakasz egy bnylult cső a csőben gemetriával rendelkezik FQT vizsgált szakasza: üzemanyagpálcák és a környezetük Speciális elem: helikális távtartók a keveredés elősegítésére 10 5

CFD mdellek Kezdeti és peremfeltételek Peremfeltételek: Tömegáram: 0,253 kg/s T in =375,64 C Üzemanyagpálca hőfluxusa prfilírztt (alul csúcss) SCW tulajdnságai az IAPWS-IF97 ipari szabvány alapján Δp=11.000 Pa (nymáskülönbség a vizsgált szakasz belépése és kilépése között) T ut =383,26 C Turbulencia mdell: BSL-Reynlds Stress (szakirdalmi ajánlás) Belépő keresztmetszetre Inlet, kilépő keresztmetszetre Outlet peremfeltétel Kezdeti feltételek: Azns hálón készült állandósult állaptbéli eredmények interplálása. Szimulációs idő: 1,2 s Időlépés 0,025 s A szilárd elemek hővezetését figyelembe vettük, de a hősugárzást elhanyagltuk 11 Hálófüggetlenségi vizsgálatk Négy különböző numerikus rácst használtunk fel mindegyik rács az előző rácshz képest megközelítőleg kétszer lyan sűrű vlt. 12 6

A belépési szakasz vizsgálata: stabilitás Nagy örvény alakult ki a belső vezető cső talpkialakítása és a 180 -s áramlási irányváltzás miatt Ez inhmgén és instabil belépő áramképet jelent Az instabilitásk a hőátadási tényező elfajulásáhz vezethetnek 3 különböző csőlezárási gemetriát vizsgáltunk Cél: stabil és hmgén áramlási mező biztsítása a kazetta belépésénél! 13 A belépési szakasz vizsgálata: stabilitás Cél: stabil és hmgén áramlási mező biztsítása a kazetta belépésénél! 14 7

A belépési szakasz vizsgálata: stabilitás Cél: stabil és hmgén áramlási mező biztsítása a kazetta belépésénél! 15 A belépési szakasz vizsgálata: hmgenitás Cél: stabil és hmgén áramlási mező biztsítása a kazetta belépésénél! 16 8

A belépési szakasz vizsgálata: hmgenitás Cél: stabil és hmgén áramlási mező biztsítása a kazetta belépésénél! 17 A belépési szakasz vizsgálata: stabilitás Cél: stabil és hmgén áramlási mező biztsítása a kazetta belépésénél! 18 9

3. Sík 2. Sík 1. Sík A kilépési szakasz vizsgálata 1. Sík 2. Sík 4. Sík t=1.2 s Egyre hmgénebb a hőmérsékletmező a kilépés felé ΔT=1,4 K @ 4. Sík, ami hmgén hőmérséklet elszlást jelez! 3. Sík 4. Sík Cél: megfelelő keveredés biztsítása a kilépésnél: hmgén és stabil T (K) mező! 19 3. Sík 2. Sík 1. Sík A kilépési szakasz vizsgálata 4. Sík Szimulációs idő: 1.2 s Időben stabil a hőmérsékletmező a kilépésnél ΔT =0,2 K a szimuláció alatt, ami stabil hőmérséklet elszlást jelez! Cél: megfelelő keveredés biztsítása a kilépésnél: hmgén és stabil T (K) mező! 20 10

Knklúzió Termhidraulikai szempntból megvizsgáltuk az SCWR-FQT teszt szakaszának belépési és kilépési részét kereskedelmi CFD kóddal Két prblémát tártunk fel: Nagy örvények létrejötte a frdítókamrában Alacsny sebességű zónák a ft piece után Megldásukra módsítttuk a frdító kamra alját és a ft piece-t és így hmgénebb és időben stabilabb belépő áramképet kaptunk A kilépő szakasznál demnstráltuk a megfelelő keveredést 21 Köszönöm a figyelmet! 22 11