دانلود مقاله آنالیز نوترونیک قلب ترکیبی راکتور تهران با جایگزینی مجتمع سوخت کنترلی با سوخت میله ای جدید

word قابل ویرایش
6 صفحه
21700 تومان


مقدمه

به دلیل پیچیدگی ساخت سوخت صفحه ای در داخل کشوردر سال 89، بررسی در مورد ساخت نوع ساده تری از

سوخت مد نظر قرار گرفتهشد. مخصوصاً در آن زمان که راکتور تهران با اتمام سوخت از نوع کنترلی (CFE) مواجه گشت و با توجه به استفاده از سوخت میله ای در راکتورهای تحقیقاتی، در مورد راکتور تهران نیز تبدیل سوخت بعنوان

یک راهکار در نظر گرفته شد. در این مقاله فقط جایگزینی CFE مورد توجه است به طوری که قلب، ترکیبی از سوخت های SFE صفحه ای و CFE میله ای می باشد. در مطالعه اولیه با حفظ پارامترهای اساسی قلب راکتور تهران و درنظرگرفتن حداقل تغییرات در ساختار قلب نتایج استفاده از سوخت میله ای در CFE بصورت جایگزینی فقط یک
CFE میله ای یا چهار CFE میله ای در قلب بررسی شده است. در اواخر سال 90 این سوخت برای اولین بار جهت

تست های عملکردی در قلب راکتور قرار گرفت و به عنوان اولین سوخت تولیدی کشور در کنار سوخت های صفحه ای، ابتدا در حاشیه قلب و سپس به جای CFE صفحه ای جایگزین شد. لذا از آنجا که هر قلبی که در راکتور تهران یا هر راکتوری چیدمان می شود باید کلیه معیارهای ایمنی بهره برداری را چه به لحاظ نوترونیک، ترموهیدرولیک و آنالیز

حوادث برآورده سازد. و با توجه به اهمیت پارامترهای دینامیکی و سینتیکی در تحلیل حوادث پایه طراحی و یا حوادث

فرضی اولیه و آنالیز حساسیت پارامترهای ایمنی نظیر ماکزیمم دمای سوخت، غلاف و 1DNBR نسبت به تغییرات

قلب راکتور نظیر برناپ سوخت، تغییر در چیدمان و نوع سوخت محاسبه این پارامتر لازم و ضروری به نظر می رسد.

برای محاسبه پارامترهای نوترونیک قلب راکتور شامل پارامترهای دینامیکی و سینتیکی دو سناریوی کلی در نظر گرفته شده است:

سناریوی اول مربوط به شرایط واقعی و عملیاتی در مدیریت سوخت قلب راکتور تهران بوده است. در این حالت مجتمع

سوخت میله ای در طول 4سیکل کاری از حاشیه قلب تا نهایتاً در محل یکی از مجتمع های سوخت CFE صفحه ای و محل ورود میله کنترل تنظیمی جابجا شده است. این شرایط گذار از قلب ترکیبی شماره 1 شروع شده و با قلب های ترکیبی2و 3ادامه می یابد و نهایتاً در قلب ترکیبی4 به محل موردنظر یعنی به جای یک مجتمع سوخت CFE صفحه ای

1- Departure from nucleat boiling (DNBR)

722

منتقل می شود.در سناریوی دوم، به منظور بررسی دقیق تر و آنالیزهای حساسیت و مقایسه ای، قلبی از راکتور تهران به نام قلب تعادلی مرجع را انتخاب نموده و آنالیزهای دقیق مربوط به تغییرات پارامترهای نوترونیک قلب راکتور شامل پارامترهای سینتیکی و دینامیک صورت گرفته است. نخستین گام مدلسازی راکتور با استناد به اطلاعات جمع آوری شده از [1] SAR راکتور توسط کدهای WIMSD5[2]، CITVAP v3,2[3]وBORGES v3,0[4] از مجموعه ی MTR-PC[5] صورت می گیرد.

روش کار

در این قسمت همانطور که در شکل (1) مشاهده می شود، مشخصات مجتمع سوخت کنترل جدید با سوخت میله ای آورده شده است. طراحی به گونه ای است که ابعاد هندسی مجتمع جدید مطابق با مجتمع های کنترلی فعلی راکتور تهران به لحاظ ابعاد بیرونی مجتمع و گام شبکه در قلب راکتور باشد و ابعاد دقیق محل قرارگیری میله های کنترل راکتور رعایت گردد تا نیازی به تغییر در شرایط عملیاتی و سیستم خنک کننده راکتور تهران نباشد. به گونه ای که با حفظ پارامترهای اساسی قلب راکتور تهران امکان تست سوخت های تولیدی در شرایط کارکرد با توان کامل در قلب را فراهم آورد و کلیه پارامترهای ایمنی قلب راکتور تهران را براورده سازد. در ضمن برای طراحی ترکیب و غنای سوخت سعی شده است تا سوخت تولیدی کشور با چگالی موردنظر تا غنای 3/1 در صد طراحی شود تا میزان بارگذاری سوخت اورانیوم 235 در مجتمع های جدید مطابق با سوخت قبلی باشد. مجتمع سوخت کنترل جدید دارای 12میله سوخت به قطر خارجی 1/36 cmمی باشد.غلاف میله های سوخت از جنس Zr-Nb1% و با ضخامت 0/95mm درنظرگرفته است . ارتفاع فعال میله های سوخت 60 cm می باشد که تقریبا شامل 42 قرص سوخت به ارتفاع 14 mm است. تیغه های کنترلی حاوی In-Cd-Ag همانند CFE قبلی در طرفین و سوخت در وسط قرار گرفته است. مجتمع CFE جدید دارای همان گام شبکه فعلی یعنی 7/71cm × 8/1 cm است قلب ترکیبی جدید (Mixed-core) همانند قلب فعلی و مطابق با سیستم خنک کننده موجود با مقدار دبی 500 m3/h برای کارکرد در حالت پایدار با توان 5 MW درنظر گرفته شده است.

در جدول (1) نیز میزان بارگذاری سوخت جدید با سوخت صفحه ای مقایسه شده است.


شکل .1 نمای کلی ازمجتمع سوخت کنترلی جدید


723


جدول .1 مقدار سوخت مورد نیاز برای ساخت مجتمع سوخت کنترلی CFE و مقایسه آن با مقدار سوخت صفحه ای

U3O8-Al UO2× CFE×
20 % 3,1% Enrichment

1,66 kg 6,724 kg Meat×
1,07 kg 5,928 kg U×
214,2 gr 197gr U-235
856 gr 5,720 kg U-238

برای محاسبه پارامترهای نوترونیک قلب راکتور شامل پارامترهای دینامیکی و سینتیکی دو سناریوی کلی در نظر گرفته شده است:

الف ) سناریوی اول: سناریوی اول مربوط به شرایط واقعی و عملیاتی در مدیریت سوخت قلب راکتور تهران بوده است. در این حالت همانطور که در شکل های 1 الی 4 نشان داده شده است، مجتمع سوخت میله ای در طول 4 سیکل کاریز ا حاشیه قلب تا نهایتاً در محل یکی از مجتمع های سوخت CFE صفحه ای و محل ورود میله کنترل تنظیمی جابجا شده است.

قلب ترکیبی شماره 1 قلب ترکیبی شماره 2


قلب ترکیبی شماره 3 قلب ترکیبی شماره 4 شکل .2 آرایش قلب های ترکیبی


724


محاسبه پارامترهای سینتیکی و دینامیکی برای 4 قلب ترکیبی

در این قسمت پارامترهای سینتیکی و دینامیکی چهار قلب ترکیبی محاسبه و به همراه متوسط برناپ قلب ها در جدول (2) آورده شده است. همانطور که مشاهده می شود، از قلبی به قلب دیگر با توجه به تغییر آرایش و ترکیب قلب، متوسط برناپ قلب کاهش یافته و با کاهش برناپ، عمر نوترون های آنی کاهش و کسر نوترون های تأخیری افزایش می یابد، که در جدول زیر نیز این روند مشهود می باشد.

محاسبات پارامترهای دینامیکی نیز برای 4 قلب ترکیبی با در نظر گرفتن میزان برناپ انجام گرفته است و نتایج در جدول (2) آورده شده است. ضرایب راکتیویته دمایی سوخت برای چهار قلب ترکیبی با ثابت در نظر گرفتن کلیه پارامترها و تغییر دمای سوخت در محدوده ی دمایی 20 -3400C با گام 200C محاسبه شده و برای کندکننده نیز محاسبات با تغییرات همزمان دما (در محدوده ی دمایی 20-1400C با گام ( 50C و چگالی (با محدوده ی (0,927 - 0,9982 gr/cm3 انجام شده و نتایج در جدول (2) آورده شده است. همانطور که مشاهده می شود میانگین ضریب راکتیویته دمایی سوخت برابر با (-1,51to-1,56 pcm/0C) محاسبه شده است، که در محدوده ی ذکر شده در (-1, 4 to - 2,0 pcm/0C) SAR [1] قرار دارد و میانگین ضریب راکتیویته دمایی کندکننده برابر با (-21to -23 pcm/0C) محاسبه شده است و محدوده ی ذکر شده در SAR [1 ]، -) 15,8 to - 28,6pcm/0C) می باشد.

جدول.2 نتایج حاصل از محاسبات پارامترهای سینتیکی و دینامیکی برای 4 قلب ترکیبی
پارامتر قلب ترکیبی 1 قلب ترکیبی 2 قلب ترکیبی 3 قلب ترکیبی 4
عمر نوترونهای آنی((Sec 6,15E-05 6,11E-05 E-0506,1 5,90E-05
کسر نوترونهای تأخیری 7,18E-03 7,20E-03 7,20E-03 7,24E-03
ضریب راکتیویته دمایی سوخت((pcm/0C -1,54 -1,53 -1,51 -1,57
ضریب راکتیویته دمایی کندکننده((pcm/0C -23,04 -23,12 -22,96 -21,56
متوسط برناپ (درصد) 33,04 32,60 32,14 29,13

ب) سناریوی دوم: در این قسمت به سناریوی دوم پرداخته می شود، در این سناریو به منظور بررسی دقیق تر و آنالیزهای حساسیت و مقایسه ای، قلبی از راکتور تهران را که به نام قلب تعادلی مرجع در محاسباتSAR 1] [ راکتور تحقیقاتی تهران که توسط شرکت آرژانتینی INVAP ارائه شده، انتخاب نموده و آنالیزهای دقیق مربوط به تغییرات پارامترهای نوترونیک قلب راکتور شامل پارامترهای سینتیک و دینامیک صورت گرفته است .قلب تعادلی مرجع دارای 28 مجتمع سوختی بوده ولی از این 28 مجتمع سوختی4 عدد مجتمع سوخت کنترلی می باشد که آرایش آن در شکل (3) نشان داده شده است.

محاسبه پارامترهای دینامیکی و سینتیکی برای قلب تعادلی مرجع با ورود مجتمع سوخت میله ای

در این قسمت پارامترهای دینامیکی و سینتیکی قلب تعادلی مرجع ابتدا در شرایطی که تمامی مجتمع های سوخت صفحه ای باشند (NoRod) محاسبه شده سپس این محاسبات با ورود مجتمع سوخت میله ای در

725


موقعیتهای مختلف ( E4,C4 , C2 و (D3 و همچنین در شرایطی که مجتمع سوخت میله ای در دو ، سه تا چهار موقعیت وارد شود صورت گرفته و نتایج در جدول (3) آورده شده است. برای هریک از حالت های ورود مجتمع سوخت میله ای،ضرایب راکتیویته دمایی برای سوخت با ثابت در نظر گرفتن کلیه پارامترها و تغییر دمای سوخت در محدوده ی دمایی 20 -3400C با گام 200C محاسبه شده و برای کندکنندهنیز محاسبات با تغییرات همزمان دما (در محدوده ی دمایی 20-1400C باگام ( 50C و چگالی(با محدوده ی 0,927- 0,9982 (gr/cm3 انجام شده است.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 21700 تومان در 6 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع

دانلود مقاله بررسی اثرات نوترونیک استفاده از نانوسیال در راکتورVVER - 1000همراه با مجتمع های سوخت حلقوی با قابلیت خنک کنندگی ازداخل وخارج

word قابل ویرایش
6 صفحه
21700 تومان
دسته بندی : مقالات گوناگون
مقدمه:مطالعات اخیر نشان میدهد که استفاده از سوخت حلقوي در نیروگاههاي هستهاي، موجب بهبود نرخ برداشت حرارت از میلههاي سوخت میشود.به این منظورمطالعاتی در زمینههاي نوترونیک و ترموهیدرولیک این نوع سوختها و خنک کنندهاي که همراه آن به کار می رود،صورت گرفته است.[1]این عمل علاوه بر افزایش سطح انتقال حرارت، موجب کاهش د ...

دانلود مقاله آنالیز ایمنی ترموهیدرولیکی در شرایط تست مجتمع سوخت میله ای با غنای طبیعی در راکتور تهران

word قابل ویرایش
6 صفحه
21700 تومان
دسته بندی : مقالات گوناگون
.1 مقدمهانجام تستهای در حین تابش دهی و پس از آن، بر روی سوختهای تولید شده در داخل کشور برای حصول اطمینان از عملکرد ایمن این سوخت ها در معرض شار نوترون درون قلب راکتور، بسیار ضروری بوده و جایگاه ویژه ای در تکمیل موفقیت آمیز چرخه سوخت هسته ای و پروسه تولید سوخت هسته ای در داخل کشور خواهد داشت. بررسی مدارک و مقا ...

دانلود مقاله طراحی و تحلیل ترموهیدرولیکی محفظه ویژه پرتودهی صفحات سوخت مینیاتوری در راکتور تحقیقاتی تهران

word قابل ویرایش
7 صفحه
21700 تومان
دسته بندی : مقالات رشته فیزیک
-1 مقدمه:به منظور اطمینان یافتن از کارایی و دوام سوختهای تولید شده در هر مجتمع تولید سوخت هستهای وتضمین کیفیت آنها، تستهای مختلفی بر روی سوختها میبایست انجام گیرد.[1] تستهای پس از پرتودهی یا PIE (Post Irradiation Examination) گستره وسیعی از تستها و آزمایشات مخرب و غیر مخرب را در بر میگیرد که پس از قراردادن سو ...

دانلود مقاله تحلیل ترموهیدرولیکی مجتمع سوخت راکتور IR - 40 به روش CFD

word قابل ویرایش
8 صفحه
21700 تومان
دسته بندی : مقالات رشته فیزیک
Baglietto مطالعات گسترده ای در رابطه با بهبود و توسعه روشهای محاسباتی برای شبیه سازی میله های سوخت انجام دادند.[1] در سال Lee , 2007 و Choi عملکرد دو پره مخلوط کننده از نوع ورتکس مقیاس بزرگ LSVF را با دو پره مخلوط کننده از نوع ورتکس مقیاس کوچک SSVF را در آرایش 17در 17 میله های سوخت راکتور PWR مورد مقایسه قرار ...

دانلود مقاله بررسی حادثه تزریق راکتیویته در راکتور زیربحرانی آب سبک طراحی شده با استفاده از مجتمع های سوخت میله ای ساخته شده در ایران

word قابل ویرایش
6 صفحه
21700 تومان
دسته بندی : مقالات رشته فیزیک
مقدمهراکتورهای زیربحرانی، راکتورهاییکاملاً آموزشی و تحقیقاتی هستند. ایمنی ذاتی بالا، کم حجم بودن و تأسیسات جانبی کم مورد نیاز، ساخت این راکتورها را در موسسات دانشگاهی و پژوهشی امکان پذیر ساخته و به تحقق دانش هسته ای در ایران کمک زیادی خواهد کرد. با توجه به مزیت های ذکر شده در مورد این نوع از راکتورها، یک راکت ...

دانلود مقاله محاسبات نوترونیک و طراحی مجتمع سوخت با هندسهی هگزاگونال برای راکتورهای تحقیقاتی از نوع MTR

word قابل ویرایش
5 صفحه
21700 تومان
دسته بندی : مقالات رشته شیمی
مقدمهدر اکثر راکتورهای تحقیقاتی از نوع MTR از سوختهای صفحهای تخت استفاده می گردد، که استفاده از این نوع سوخت برای انتقال حرارت مناسب و رسیدن به قلبی شبه همگن و دارا بودن بالاترین سطح شار نوترون میباشد. هندسه قلب به دلیل تخت بودن سوخت در این نوع از راکتورها مربعی میباشد، که این هندسه نسبت به هندسه دایرهای، باع ...

دانلود مقاله آنالیز نوترونیک - ترموهیدرولیک مجموعه سوخت راکتور بوشهر با کوپل CFD و MCNP

word قابل ویرایش
6 صفحه
21700 تومان
دسته بندی : مقالات رشته شیمی
1مقدمهدر راکتورهای آبی سیال کاری، نقش دوگانه ی خنک کننده و کند کننده را دارد. انتقال حرارت دائم ازمیله های سوخت راکتورهسته ای می بایست بگونه ای باشد که دمای سطح میله سوخت همواره درمحدوده ایمن قرار گیرد. یکی ازمهمترین چالشهای طراحی راکتورها از نقطه نظرایمنی و کارکرد ایمن آنها، شناخت صحیح رفتار ترموهیدرولیکی سی ...

مقاله شبیه سازی عددی انتقال حرارت و میدان جریان سه بعدی آشفته بر روی دسته میله های سوخت همراه با پره های مخلوط کننده درون قلب یک راکتور آبی تحت فشار

word قابل ویرایش
21 صفحه
27700 تومان
دسته بندی : مقالات گوناگون
شبیه سازی عددی انتقال حرارت و میدان جریان سه بعدی آشفته بر روی دسته میله های سوخت همراه با پره های مخلوط کننده درون قلب یک راکتور آبی تحت فشار چکیده در این مطالعه اثر اسپیسر سوخت هسته ای و پره های مخلوط کننده آن بر روی توزیع خطوط جریان و انتقال حرارت بین میله های سوخت و سیال خنک کننده در یک کانال عبور سیال ...