bnpp
در نشریات گروه فیزیک-
در این مقاله، استفاده از سوخت حلقوی به جای سوخت توپر در قلب راکتور بوشهر بررسی شده است. در هندسه حلقوی، سوخت دو کانال داخلی و خارجی و دوسطح تبادل دمای سوخت با خنک کننده دارد. پنج نوع هندسه حلقوی با شعاع های داخلی و خارجی متفاوت به انضمام سوخت توپر فعلی مورد استفاده در راکتور بوشهر، در کد هسته ای MCNPX.2.6.0 شبیه سازی شده است. پس از صحت سنجی شبیه سازی، برخی پارامترهای نوترونی برای سوخت های با هندسه حلقوی توسط کد محاسبه شده است. با تحلیل نتایج، هندسه حلقوی بهینه معرفی و پیشنهاد شده است. پس از تحلیل نوترونی، هندسه حلقوی انتخاب شده از دیدگاه ترموهیدرولیکی در کد کبرا و نرم افزار فلوئنت مورد بررسی قرار گرفته است. طبق نتایج به دست آمده، استفاده از سوخت حلقوی سبب می شود مقدار سوختن در حدود 01/4 واحد نسبت به سوخت توپر افزایش یافته و از مقدار 33/12 در سوخت توپر، به 34/16 در واحدهای GWd/MTU برسد. همچنین خنک شوندگی بهتر، سبب می شود که بیشینه دمای مرکز سوخت 300 کلوین کاهش یابد. علاوه بر آن، سبب می شود که حاشیه ایمنی MDNBR از مقدار 7/1 در سوخت توپر، به مقدار 5/2 در غلاف بیرونی، و به مقدار 7/3 در غلاف داخلی، افزایش یابد.کلید واژگان: سوخت حلقوی، سوخت توپر، نیروگاه اتمی بوشهر BNPP، مصرف سوخت، سوختن، MCNPX، انسیس فلوئنتIn this article, the use of annular fuel instead of solid fuel is investigated in the core of the Bushehr reactor. In annular geometry, the fuel has two internal and external channels and two surfaces for temperature exchange. The current solid fuel used in the Bushehr reactor and five types of annular geometries were simulated in the MCNPX.2.6.0 nuclear code. After validating the simulation, some neutronic parameters have been calculated by the code. By analyzing the results, the optimal annular geometry has been introduced and suggested. After the neutronic analysis, the chosen annular geometry has been analyzed from the thermohydraulic point of view in the COBRA code and FLUENT software. According to the obtained results, the use of annular fuel, the burnup increases by about 4.01 GWd/MTU. Also annular fuel usage decreases the maximum temperature of the fuel center by about 300 K. It also increases the safety margin of MDNBR from 1.7 in solid fuel, to 2.5 in the outer cladding, and to 3.7 in the inner cladding of annular fuel.Keywords: Annular Fuel, BNPP, Burnup, MCNPX, FLUENT
-
در راکتورهای PWR عوامل مختلفی مانند افزایش یا کاهش برداشت حرارت از مدار اولیه، باعث بروز پدیده اختلاط سیال خنک کننده در محفظه فشار راکتور می شود. تعیین میزان اختلاط شکل گرفته از حیث حفظ ایمنی و کنترل راکتور بسیار حایز اهمیت است. در این پژوهش تست ترموهیدرولیکی اختلاط سیال خنک کننده در محفظه تحت فشار راکتور نیروگاه هسته ای بوشهر با نرم افزار ANSYS CFX 18.0 به صورت سه بعدی شبیه سازی شده است. در این تست، اختلاط سیال ناشی از کاهش برداشت حرارت از مدار اولیه توسط مدار ثانویه بررسی می شود. هدف این پژوهش محاسبه توزیع دمای سیال خنک کننده، ضرایب اختلاط (درصد اختلاط) بین حلقه های مدار اولیه و هم چنین تمام پارامترهای ترموهیدرولیکی سیال خنک کننده در تمام نقاط راکتور از جمله قلب که بسیار حایز اهمیت است، می باشد. بدین منظور هندسه کامل راکتور و اجزای داخلی آن به صورت دقیق مدل می شود و با استفاده از نرم افزار CFX، معادلات جریان داخل راکتور حل می گردد. معادلاتی که برای جریان حل می شوند، معادلات ناویر- استوکس متوسط گیری شده توسط رینولدز به همراه معادلات مدل آشفتگی دو معادله ای SST k-ω می باشد. با مقایسه نتایج به دست آمده حاصل از شبیه سازی و نتایج تجربی حاصل از تست راه اندازی مربوطه در نیروگاه بوشهر، متوسط خطای به دست آمده در محاسبه ضرایب اختلاط بین حلقه ها 6/45 درصد و برای ورودی قلب 10/92 درصد می باشد. این درصد خطا با توجه به کارهای مشابه و هم چنین ساده سازی های صورت گرفته در حین شبیه سازی، مطلوب و قابل اعتماد است.
کلید واژگان: اختلاط سیال، محفظه فشار راکتور، نیروگاه هسته ای بوشهر، توزیع دمای خنک کننده، ضرایب اختلاط، CFXThere are different parameters such as increase or decrease of heat removal from primary circuit which affect the coolant mixing phenomena in the vessels of pressurized water reactors (PWRs). Determination of mixing level is very important from reactor safety and control aspects. In this study, the thermal hydraulic test of coolant mixing within the reactor pressure vessel of Bushehr nuclear power plant (BNPP) has been simulated (3-D modeling) using ANSYS CFX 18.0. In this test, the fluid mixing due to primary circuit heat removal decrease has been investigated and the goal of this research has been defined as finding the coolant temperature distribution, computing the primary circuit loops mixing coefficients and other thermal hydraulic parameters of coolant in the whole reactor zones specially the reactor core which is the most important. To achieve this, the geometry of whole reactor considering all components have been modeled and the governing equations of reactor flow field (the Reynolds Averaged Navier-Stokes equations utilizing SST k-ω turbulence model) have been solved in CFX. Comparison of simulation results and experimental results of BNPP startup test shows the average error of 6.45 % and 10.92 % for mixing coefficient of loops and core inlet, respectively. According to the implemented simplifications, the results have good accuracy.
Keywords: Coolant mixing, Reactor pressure vessel, BNPP, Coolant temperature distribution, Mixing coefficient, CFX
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.