Az ALLEGRO gyorsreaktor kerámia kazettájának vizsgálata CFD módszerrel
Egy hélium gázzal hűtött gyorsreaktor jelentős fenntarthatósági előnyöket nyújt, azonban megvalósítása komoly kihívást jelent a tervezésben résztvevő szakembereknek. Az ALLEGRO demonstrációs reaktor a technológia megvalósíthatóságát hivatott bemutatni. A magas kilépő hűtőközeg hőmérséklet (850 °C), és a kemény neutronspektrum a legfőbb előnye a reaktor típusnak. A magas munkaközeg hőmérséklet nagy erőművi hatásfokot eredményez (43-48%) [1]. A koncepció innovatív, mivel még sohasem építettek olyan reaktort, mint az ALLEGRO, és kihívásokkal teli a hűtőközeg kedvezőtlen termikus tulajdonságai miatt. A fentiek miatt fontos a zónában kialakuló áramlási és hőmérsékleti viszonyok minél pontosabb ismerete.
A dolgozat témája az ALLEGRO reaktor kerámia pálcákból álló kazettájában levő két közbenső szubcsatornájának vizsgálata. Ehhez a feladathoz az ANSYS CFX 14.0 programot használtam, amellyel lehetőségem nyílt egy egyre részletesebb modell felépítésére, és a modellek eredményeinek ellenőrzése mérési korrelációk alapján [2]. Munkám során először izotermikus esetben vizsgáltam a szabad, távtartórácsot nem tartalmazó csatornában kialakuló áramlást. Majd egy távtartórács részt tartalmazó szegmens vált vizsgálatom tárgyává, amelynek segítségével a távtartórács nyomásesését és áramlásra gyakorolt hatását tudtam leírni. A rész modell felhasználásával olyan modelleket fejlesztettem, melyek a hőtranszportot is figyelembe veszik a teljes pálcaszakasz mentén. A múltban már végeztek erre a kazettára vonatkozó szimulációkat, de az a kazetta egyharmadát tartalmazó lényegesebb nagyobb modellt alkalmazott. Ezen számítások azt mutatták, hogy a kazettafal jelenléte miatt a szélső szubcsatornákban a pálcafal mentén nagyon magas hűtőközeg hőmérséklet (1313,2 °C) tud kialakulni [3]. Ezen modell viszont nem volt képes a belső szubcsatornákat pontosan leírni.
Irodalom:
1. L. Bělovský, Project ALLEGRO, He-Cooled Fast Reactor Demonstrator, Nordic-Gen4 Seminar,Lappeenranta,Finland, September 4-5, 2014
2. Neil E. Todreas, Mujid S. Kazimi NUCLEAR SYSTEMS I,Thermal Hydraulic Fundamentals, Massachusetts Institute of Technology,1990
3. S. Tóth, B. Kiss, E. Gyuricza and A. Aszódi, CFD INVESTIGATION OF ALLEGRO FUEL ASSEMBLIES, The 15th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal - Hydraulics, NURETH-15, Pisa, Italy, May 12-17, 2013
szerző
-
Orosz Gergely Imre
Energetikai mérnöki alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc)
