CFX számítások a BME NTI-ben

CFX számítások a BME NTI-ben Dr. Aszódi Attila igazgató, egyetemi docens BME Nukleáris Technikai Intézet CFD Workshop, 2005. április 18. Dr. Aszódi Attila, BME NTI CFD Workshop, 2005. április 18. 1

Hűtőközeg-keveredés a pihentető medence - reaktor rendszerben Átrakás alatti üzemzavari helyzet elemzése 3D számítás az összekapcsolt rendszeren belüli természetes konvekcióra Dr. Aszódi Attila, BME NTI CFD Workshop, 2005. április 18. 2

Hűtőközeg keveredés a pihentető medence - reaktor rendszerben Lehetséges rendszer kapcsolások vizsgálata. Biztonságnövelő átkötésre javaslat megfogalmazása a CFD számítások felhasználásával. Dr. Aszódi Attila, BME NTI CFD Workshop, 2005. április 18. 3

Üzemzavart szenvedett tisztítótartály INES-3 súlyos üzemzavar, Paks, 2003. április 10., AMDA berendezés Dr. Aszódi Attila, BME NTI CFD Workshop, 2005. április 18. 4

A törmelék feltételezett eloszlása Vízalatti kamerákkal végzett felvételekből hozzávetőlegesen ismert a kazettasérülések helye és mértéke Rendelkezésre áll egy feltételezett eloszlás a hőtermelő üzemanyagtörmelékre Nem ismert pontosan az álló kazetták áramlási ellenállása, valamint a törmelék porozitása és permeábilitása Széleskörű érzékenység-vizsgálatok Dr. Aszódi Attila, BME NTI CFD Workshop, 2005. április 18. 5

A törmelék a CFX modellben Dr. Aszódi Attila, BME NTI CFD Workshop, 2005. április 18. 6

A sérült üzemanyag geometriája Dr. Aszódi Attila, BME NTI CFD Workshop, 2005. április 18. 7

Peremfeltételek A tisztítótartály búvárszivattyúja: 20 t/h, 24ºC A pihentető medence és az 1. sz. akna hűtőköre: 240 t/h, 24ºC Dr. Aszódi Attila, BME NTI CFD Workshop, 2005. április 18. 8

Hálózás 2 346 357 térfogatelemből álló strukturálatlan tetraéderes háló Dr. Aszódi Attila, BME NTI CFD Workshop, 2005. április 18. 9

Néhány tipikus eredménymező P07_NOV_KONZ_SZBE Dr. Aszódi Attila, BME NTI CFD Workshop, 2005. április 18. 10

Néhány tipikus eredménymező P07_NOV_KONZ_SZBE Dr. Aszódi Attila, BME NTI CFD Workshop, 2005. április 18. 11

Kikapcsolt búvárszivattyú P07_NOV_KONZ_SZKI Dr. Aszódi Attila, BME NTI CFD Workshop, 2005. április 18. 12

Kikapcsolt búvárszivattyú P07_NOV_KONZ_SZKI Visszaáramlás az erősen csonkult kazettákban! Dr. Aszódi Attila, BME NTI CFD Workshop, 2005. április 18. 13

Validáció 2003. 10. 06.: mérési sorozat: axiális hőmérsékleteloszlások meghatározása 25.5 25 Measurement-2,7 C P07_NOV_CONS_PON P08_NOV_CONS_PON Temperature[C] 24.5 24 Akna Felső Above lemez the upper fölött Felső Under lemez the upper alatt Tisztítótartály Cleaning Service pool positioning plate positioning plate tank 23.5 9.00 9.50 10.00 10.50 11.00 11.50 12.00 12.50 13.00 Deepness of the thermocouple position [m] Dr. Aszódi Attila, BME NTI CFD Workshop, 2005. április 18. 14

EK-10 üzemanyag 3D elemzése fullscale numerikus modell egy teljes EK-10 kazettára Dr. Aszódi Attila, BME NTI CFD Workshop, 2005. április 18. 15

Részletes CFD elemzés VVER-440 üzemanyag kazetta fejében lejátszódó hűtőközeg keveredésre a CFX-5.5 kóddal Dr. Aszódi Attila, BME NTI CFD Workshop, 2005. április 18. 16

Geometria Dr. Aszódi Attila, BME NTI CFD Workshop, 2005. április 18. 17

CFX geometriai modell Mit mérnek a termoelemek? Dr. Aszódi Attila, BME NTI CFD Workshop, 2005. április 18. 18

Hálózás Struktúrált (380 000 cells) Struktúrálatlan (1 650 000 cells) 2GB memória Állandósult számítás 400 külső iterációval 80 óra processzor idő. Dr. Aszódi Attila, BME NTI CFD Workshop, 2005. április 18. 19

Peremfeltételek No-slip wall boundaries Outlet: Average Static Pressure Boundary Inlet: 258 subchannels, USER FORTRAN: parameters calculated by the COBRA Dr. Aszódi Attila, BME NTI CFD Workshop, 2005. április 18. 20

Eredmények - sebesség mező Dr. Aszódi Attila, BME NTI CFD Workshop, 2005. április 18. 21

Eredmények - áramvonalak Dr. Aszódi Attila, BME NTI CFD Workshop, 2005. április 18. 22

3.6%, normál kazetta, 145 mm külső kulcsméret, szimmetrikus belépés Differences: +1.802 K Dr. Aszódi Attila, BME NTI CFD Workshop, 2005. április 18. 23

Mért Átlag = 1.802 K 590 588 586 584 Temperature [K] 582 580 578 576 574 572 570 568 Level of the thermocouple Inlet field Average 566-100 -80-60 -40-20 0 20 40 60 80 100 Radius [mm] Dr. Aszódi Attila, BME NTI CFD Workshop, 2005. április 18. 24

Mért Átlag = 1.802 K 590 588 586 584 Temperature [K] 582 580 578 576 574 572 570 568 Level of the thermocouple Inlet field Average 566-100 -80-60 -40-20 0 20 40 60 80 100 Radius [mm] Dr. Aszódi Attila, BME NTI CFD Workshop, 2005. április 18. 25

Mért Átlag = 1.802 K 590 588 586 584 Temperature [K] 582 580 578 576 574 572 570 568 Level of the thermocouple Inlet field Average 566-100 -80-60 -40-20 0 20 40 60 80 100 Radius [mm] Dr. Aszódi Attila, BME NTI CFD Workshop, 2005. április 18. 26

Mért Átlag = 1.802 K 590 588 586 584 Temperature [K] 582 580 578 576 574 572 570 568 Level of the thermocouple Inlet field Average 566-100 -80-60 -40-20 0 20 40 60 80 100 Radius [mm] Dr. Aszódi Attila, BME NTI CFD Workshop, 2005. április 18. 27

Mért Átlag = 1.802 K 590 588 586 584 Temperature [K] 582 580 578 576 574 572 570 568 Level of the thermocouple Inlet field Average 566-100 -80-60 -40-20 0 20 40 60 80 100 Radius [mm] Dr. Aszódi Attila, BME NTI CFD Workshop, 2005. április 18. 28

Mért Átlag = 1.802 K Temperature [K] 590 588 586 584 582 580 578 576 574 572 570 568 lokális minimum Level of the thermocouple Inlet field Average 566-100 -80-60 -40-20 0 20 40 60 80 100 Radius [mm] átlag Dr. Aszódi Attila, BME NTI CFD Workshop, 2005. április 18. 29

Eredmények összefoglalása Hőmérséklet-különbségek: belépő mező: 10.830-27.620 K; termoelem szintjén: 2.444-17.147 K. Nincs ideális keveredés a kazetta fejében. A termoelem nem a kilépő hűtőközeg átlagos hőmérsékletét méri. Aszimmetrikus hőmérséklet mező: a termoelem nagy hőmérséklet-gradinesű helyen található. Dr. Aszódi Attila, BME NTI CFD Workshop, 2005. április 18. 30

VVER-440 reaktortartályban lejátszódó hűtőközeg-keveredés elemzése a CFX-5.5 kóddal Dr. Aszódi Attila, BME NTI CFD Workshop, 2005. április 18. 31

Részletes reaktortartály modell Cél: szerkezeti elemek hatásának meghatározása Részletes reaktortartály modell CFX-5.5.1-ben Zóna és alsó elliptikus perforált lemez porózus közelítése 100 000-4 000 000 térfogatelemes modellek Dr. Aszódi Attila, BME NTI CFD Workshop, 2005. április 18. 32

Szerkezeti elemek Furat nélkül nagyobb visszaáramlás Porózus modell paramétereinek számítása: egyszerűsített modell, 250 darab 8 cm-es furat (valóságban 1344 darab 4 cm-es furat). Dr. Aszódi Attila, BME NTI CFD Workshop, 2005. április 18. 33

HA terelővállak Különböző modellek a vállak hatásának vizsgálatára Nagy visszaáramlásos régió a vállak alatt Dr. Aszódi Attila, BME NTI CFD Workshop, 2005. április 18. 34

Eredmények állandósult állapotra Keveredési tényezők számítása Hurkonként külön-külön skalár szennyező Számított és mért keveredési tényezők Dr. Aszódi Attila, BME NTI CFD Workshop, 2005. április 18. 35

Tranziens számítás a reaktortartály modellel Nagynyomású ZÜHR téves indítása 1.20E+02 1.00E+02 HA mass flow 90 80 Loop mass flow 8.00E+01 70 6.00E+01 60 4.00E+01 50 2.00E+01 40 0.00E+00 800 850 900 950 1000 1050 1100 TH60Z030 PI12_MIX_MASS_FLOW TH70Z030 PI12_MIX_MASS_FLOW 30 800 850 900 950 1000 1050 1100 YA13D001 PU12_MIX_MASS_FLOW YA23D001 PU12_MIX_MASS_FLOW YA33D001 PU12_MIX_MASS_FLOW YA43D001 PU12_MIX_MASS_FLOW YA53D001 PU12_MIX_MASS_FLOW YA63D001 PU12_MIX_MASS_FLOW PTS elemzés Bórsavhígulási tranziens Dr. Aszódi Attila, BME NTI CFD Workshop, 2005. április 18. 36