Sifon kırıcı deney ve simülasyon incelenmesi için bir araştırma reaktörü

Plaka tipi yakıt, Jordan araştırma ve eğitim reaktör (JRTR) ve KiJang araştırma reaktörü (KJRR) gibi kullanarak reaktörler sayısı son zamanlarda artmıştır. Plaka tipi yakıt kolayca bağlanmak için bir çekirdek aşağı akış araştırma reaktörü gerektirir. Araştırma reaktörleri birincil soğutma sistemi net pozitif emme başkanı gerektiren bu yana, bazı soğutma sistemi bileşenleri reaktör potansiyel olarak yüklenebilir. Ancak, reaktör aşağıda birincil soğutma sistemindeki boru rüptürü ortaya çıkarsa, sifon etkisi reaktör maruz hava neden olabilir soğutucu sürekli drenaj neden olur. Bu kalan ısı, hangi ciddi bir kaza neden olabilir kaldırılamaz olduğunu anlamına gelir. Bu nedenle, soğutucu kaza (LOCA) kaybı halinde, ciddi bir kaza engelleyebilirsiniz bir güvenlik aygıtı gereklidir. Bir sifon ayırıcısı böyle bir güvenlik cihazı var. Etkili bir Inrush hava kullanarak su drenaj önleyebilirsiniz. Tüm sistem sistem kırma sifon denir.

Araştırma reaktörü Emanet geliştirilmesi için çeşitli çalışmalar yapılmıştır. McDonald ve Marten¹ Vana bir aktif olarak faaliyet kırıcı olarak kırma bir sifon performansını onaylamak için bir deney taşıdı. Neill ve Stephens² küçük boyutlu boru pasif işletilen bir aygıt olarak bir sifon ayırıcısı kullanarak bir deneme yapılır. Sakurai³ nerede tamamen ayrı hava-su akışı modeli uygulandı kırma sifon çözümlemek için analitik bir model önerdi.

Dikkat edilmesi gereken birçok parametre olduğundan kırma sifon son derece karmaşıktır. Ayrıca, gerçek ölçekli araştırma reaktörleri için deneyler yapılan değil çünkü önceki çalışmalarda çağdaş araştırma reaktörleri için uygulamak zordur. Bu nedenle, önceki çalışmalarda kırma sifon için tatmin edici bir teorik model sundu değil. Bu nedenle, gerçek ölçekli deney teorik bir model kurmak için yapılmıştır.

Sifon kesici etkisi üzerinde bir araştırma reaktörü araştırmak için gerçek ölçekli doğrulama deneyler Pohang Üniversitesi bilim ve Teknoloji (POSTECH) ve Kore atom enerjisi Araştırma Enstitüsü (KAERI)^{4,5 tarafından gerçekleştirilmiştir ,6}. Şekil 1 sifon kırıcı deneme için gerçek bir tesistir. Şekil 2 bir şematik diyagramı tesisin gösterir ve tesis işareti içerir.

Şekil 1. Tesis gösteri deneyi kırma sifon için. Ana boru boyutu 16 ve bir akrilik pencere gözlem için yüklenir. Delik basınç düşüşü açıklamak için hazırlanan bir cihazdır. Bu nedenle, bir delik montaj bölümü üst deponun dibinde. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 2. Deney tesisi şematik diyagramı. Ölçüm noktaları konumunu sunulur. Sayıları bu alakalı yerlerde gösterir; 0 girişinde sifon ayırıcısı belirtir noktası, nokta 1 su seviyesi anlamına gelir, nokta 2 sifon ayırıcısı ve ana boru bağlantılı parçası anlamına gelir ve LOCA 3 ettiğinizi noktası yerleştirin. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Sifon kırıcı deneysel tesis üst bir tank, daha düşük bir tank, boru sistemi ve dönüş pompası oluşmaktadır. Üst tank kapasitesi 57.6 m³‘ tür. Alt alan ve derinlik 14.4 m² (4 m x 3.6 m) ve 4 m, sırasıyla vardır. Alt tank ve LOCA pozisyon üst deponun altında bulunduğu 8.3 m vardır. Alt tank kapasitesi 70 m³‘ tür. Alt tank deneme sırasında su depolamak için kullanılır. Alt tank için dönüş pompası bağlanır. Su içinde alt tank üst tankına pompalanır. 16 boru sisteminin ana boru boyutudur. Sifon kesici hat (SBL) bulunduğu 11.6 m alt boru yüksek sonudur rüptürü noktası. Buna ek olarak, akrilik windows için görselleştirme, boru şekil 1‘ de gösterildiği gibi yüklenir.

Birkaç aygıt fiziksel sinyaller ölçmek için kuruldu. İki mutlak basınç güç çeviriciler (APTs) ve üç Diferansiyel Basınç güç çeviriciler (DPTs) kullanılmıştır. Su kitle akış oranı ölçmek için bir ultrasonik debimetre kullanıldı. Veri toplama sistemi zaman aralıkları 250 ms, tüm ölçüm verileri almak için kullanılan. Ek olarak cihazın ölçüm için kameralar gözlem için yüklü olan ve bir cetvel su seviyesini kontrol etmek için üst deponun iç duvarında bağlıydı.

Çeşitli LOCA ve sifon ayırıcısı (SB) boyutları, sifon kırıcı türleri (satır/delik) ve ağız reaktör yakıt ve boru kopma noktası ile ilgili varlığı denemede kabul edildi. LOCA ve SBL boyutu, LOCA ve SBL çeşitli boyutlarda etkisini doğrulamak için kullanılmıştır. LOCA boyutları 6 ‘ 16’ve 2’den 6’değişmekteydi SBL boyutları arasında değişiyordu. Deneyinde, çizgi ve delik türü sifon ayırıcılarını kullanılmıştır ama bu çalışmada aşağıdaki içeriği yalnızca JRTR ve KJRR kullanılan SBL türü dikkate alır. Deneysel sonuçlar bir örnek olarak, şekil 3 baskı ve su akış hızı verisi içeren bir grafiktir. 4 Ekim 2013 yapılan ve LN23 deneysel veriler örneğidir (satır tipi SB, hiçbir delik 12 LOCA, SBL 2.5 ‘).

Deney verileri, kırma fenomenin sifon tahmin edebilirsiniz teorik modeli kurulmuştur. Teorik modeli Bernoulli denklemi ile başlar. Akışkan hızının Bernoulli denklemi elde edilir ve hacimsel Debi sıvı boru alanına göre hızı çarpılarak elde edilebilir. Ayrıca, su seviyesi hacimsel Debi kullanılarak elde edilebilir. Temel teorik modeli olarak kavramdır yukarıda. Ancak, kırma fenomenin sifon iki aşamalı bir akışı olduğu için dikkate alınması gereken ek puan vardır. İki aşamalı akış analizi modeli göz önünde bulundurulacak, bir doğruluk doğrulama test gerçekleştirildi. Chisholm modeli daha homojen bir modeli daha doğru olduğu için Chisholm modeli fenomen analiz etmek için kullanılır. Chisholm modeline göre iki aşamalı çarpanı formül Denklem 1⁷olarak ifade edilir. Bu denklemdeki ф iki aşamalı çarpanı temsil eder, ρ yoğunluk temsil eder ve X kalite temsil eder.

(1)

p sınıf “jove_content” = > içinde Chisholm modeli, kütle akış ile değişir bir katsayısı B dahil. Sonuçta, Chisholm katsayısı B ve reaktör tasarımı koşullar arasında bir korelasyon formül türetme teorik modelin önemli bir noktadır. Başka bir deyişle, başka bir amaç için deneme Chisholm katsayısı B. ve tasarım koşulları arasında ilişki kurmak için veri elde edildi Test sonuçlarından, tasarım koşulları ve Chisholm katsayısı B arasında bir korelasyon formül kurulmuştur. Elde edilen teorik modeli fenomen de kırma sifon tahmin etmek için geliştirilmiştir.

Ayrıca, bir simülasyon programı bir grafik kullanıcı arabirimi (GUI) ile geliştirilmiştir. Şekil 3‘ deki mutlak basınç verilerinizi geçiş tarafından üç aşamada fenomen ayrılabilir: Soğutucu (tek fazlı akış), sifon kırma (iki aşamalı akış) ve kararlı duruma kaybı. Bu nedenle, ana hesaplama işlemi algoritma gerçek fenomen üç aşama karşılık gelen üç adımlı bir işlemi içerir. Hesaplama işlemi de dahil olmak üzere, simülasyon işlemi açıklamak için tüm algoritması şekil 4⁸‘ de gösterilmiştir.

Yazılımı kullanarak (bkz. ek Video 1) simülasyonu başlamak için kullanıcı tasarım koşuluna karşılık gelen giriş parametreleri girer ve giriş parametreleri sabit değerler olarak depolanır. Kullanıcı parametreleri girdikten sonra simülasyon ile devam eder, programın ilk adım hesaplama gerçekleştirir. İlk adım bir hesaplama kaybı için soğutucu sifon etkisi nedeniyle boru rüptürü sonra tek fazlı hesaplamasıdır. Değişkenleri teorik modeli (olduğu gibi Bernoulli’nin denklemi, kütle akış koruma, vb) tarafından otomatik olarak hesaplanır ve hesaplama parametreleri giriş kullanıcı tarafından alınan devam eder. Hesaplama sonuçları sıralı olarak kullanıcı tarafından belirlenmiş zaman birimine göre bilgisayar bellekte depolanır.

Su seviyesi damla 0 konumlandırırsanız, hava SBL şu anda acele başlar çünkü tek fazlı akış sona ereceğini, demektir. Su seviyesi pozisyon 0 ulaşıncaya kadar bu nedenle, tek fazlı akış için ilk adım devam eder. Su seviyesi konumunda 0 olduğunda, bu undershooting yükseklik sıfır olduğu anlamına gelir. Undershooting SBL giriş ve üst tank su seviyesi arasındaki yükseklik farkı sifon kırma sonra yüksekliktir. Başka bir deyişle, yükseklik undershooting kırma sifon sırasında ne kadar su seviyesi azalma gösterir. Bu nedenle, undershooting yükseklik önemli bir parametre, çünkü soğutucu kaybı miktarını doğrudan belirlenmesi izin vermezler. Sonuç olarak, program undershooting yükseklik göre ilk adım hesaplama sonuna belirler.

Undershooting yüksekliği sıfırdan büyükse program iki aşamalı akış simülasyonu ikinci bir adım hesaplama gerçekleştirir. Su ve hava akışı Sahne Alanı’ndaki sifon mevcut olduğundan, her iki akışkanların fiziksel özellikleri dikkate alınmalıdır. Bu nedenle, iki aşamalı çarpanı, kalite ve void kesir değerleri bu hesaplama adımda kabul edilir. Özel olarak, geçersiz kesir değer ölçütü ikinci adım hesaplama biten olarak kullanılır. Geçersiz kesir hava toplamına hava akışı ve su akışı oranı olarak ifade edilebilir. Geçersiz kesir (α) değeri 0,9 üzerinde bu kadar ikinci adım hesaplama gerçekleştirilir. α 0,9 üzerinde olduğunda, üçüncü adım hesaplama kararlı duruma açıklayan devam eder. Teorik olarak, bitiş kırma sifon için α kriterdir sadece hava boru içinde şu anda var yana = 1. Bu programda, kırma sifon bitiş ölçütlerini ise α = 0,9 hesaplama işleminin herhangi bir hatayı önlemek için. Bu nedenle, sonuçları kısmi kaybı kaçınılmaz olduğunu, ancak bu hata ihmal edilebilir olabilir.

Kararlı duruma hesaplama kullanıcı tarafından ayarlanan süre boyunca devam eder. Değişiklik yok çünkü hesaplama sonuç değerlerini her zaman sabittir ki kararlı duruma karakterizedir. Kırma sifon başarılı olursa, su içinde üst tank son seviyesi belirli bir değerde değil sıfır kalır. Ancak, sifon kırma başarıyla gerçekleştirilir, soğutucu neredeyse kaybolacak ve su son seviyesi sıfır değerini yaklaşıyor. Su seviyesi değeri sabit durumda sıfıra eşitse, bu nedenle, belirli tasarım koşulları sifon kırma tamamlamak yeterli olmadığını gösterir.

Hesaplamadan sonra kullanıcı çeşitli şekillerde sonuçları onaylamak. Sonuçlar kırma, sifon ilerleme ve tekillik sifon durumunu gösterir. Simülasyon programı tahmin ve gerçekçi fenomen analiz ve sifon kırıcı sistem tasarımında yardımcı olmak. Bu kağıt, deney protokolü, deney ve uygulama simülasyon programı sonuçlarını sunulmaktadır.