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

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 دماي میله سوخت شده، که از لحاظ ایمنی بسیار مورد توجه است.[2]اما نکتهاي که در استفاده از سوخت حلقوي وجود دارد، کاهش ضریب انتقال حرارت جابجایی خنککننده در سطح خارجی میله سوخت میباشد؛ که با استفاده از نانوسیال علاوه بر فائق آمدن بر این مشکل، میتوان ضمن کاهش دبی جرمی خنککننده، توان نیروگاه را هم افزایش داد4]،3و.[5در اینپژوهشقصد داریمبابررسیتغییراتغلظتشش نوع نانوذره، شامل آلومینا، آلومینیوم، اکسید مس، مس، زیرکونیا و تیتانیادر خنککننده یک نوع راکتور با مجتمع سوخت حلقوي که پیش از این با ایده از یک راکتورVVER-1000 طراحی شده است، اثراتآنرا برپارامتر نوترونیک ضریب تکثیر موثر((Keff بررسی کنیموضمن طراحی بهینه نوع و غلظت نانوسیال، اثر ته نشینی نانوذره بر روي غلاف سوخت را نیز مشاهده کنیم. به

21st Iranian Nuclear Conference 25-26Feb 2015 University of Isfahan


_ ت و ی_ ن ا س _ ه _ی ان

۶و۷ ا" د ماه ۳۹۳۱ دا+ گاه ) هان


اینمنظور،ازکدهاینوترونیک((WIMS & CITATIONکه توسط یک برنامه نوشته شده با زبان جاوا به یکدیگر ارتباط داده شدهانداستفادهکردهایم.قلب راکتوري که این نوع سوخت در آن استفاده شدهاست، مشابه یک راکتور VVER-1000، که شامل 163 عدد مجتمع سوخت شش ضلعی، که هرکدام از آنها داراي 311 میله سوخت حلقوي با قابلیت خنک کنندگی از داخل و خارج است،میباشد. همچنین قرصهاي سوخت از جنسUO2همراه با غلافی از جنس زیرکالوي میباشند.در جدول((1 مشخصات هندسی سوخت و در شکل (1) نمایی از میلهسوخت حلقوي و یک نوع مجتمع سوخت نشان داده شده است.

جدول -1 مشخصات میله

قطر خارجی غلاف خارجی 13/66 میلیمتر
ضخامت غلاف خارجی 0/87 میلیمتر
قطر داخلی غلاف خارجی 11/92 میلیمتر
ضخامت gap خارجی 0/05 میلیمتر
قطر خارجی سوخت 11/82 میلیمتر
قطر داخلی سوخت 9/2 میلیمتر
ضخامت gap داخلی 0/06 میلیمتر
قطر خارجی غلاف داخلی 9/08 میلیمتر
ضخامت غلاف داخلی 0/54 میلیمتر
قطر داخلی غلاف داخلی 8 میلیمتر


شکل -1 نمایی از یک میله سوخت حلقویو مجتمع

روش کار

-1 مدلسازي مجتمع هاي سوخت:

قلب راکتور از شش نوع مجتمع سوخت تشکیل شده است کهبا معرفی مشخصات هندسی میله ها، انواع مواد به کاررفته در آنها در کد محاسباتی wimsمدل شدهاند. با بکارگیري هندسه سوزنی، سلول معادل را براي سه نوع مجتمع سوخت با غناهاي متوسط 4/6،2/1 و3/6 درصد استنتاج کردیم تا کد معادله انتقال نوترون را با استفاده از روش احتمالات برخورد در شرایط cold & cleanحل کند.

در ضمن در وارد کردن خواص خنک کننده در کد از رابطه زیر براي دانسیته نانوسیال استفاده کردهایم:


21st Iranian Nuclear Conference 25-26Feb 2015 University of Isfahan


_ ت و ی_ ن ا س _ ه _ی ان

۶و۷ ا" د ماه ۳۹۳۱ دا+ گاه ) هان

nf (1 ) f p

که پارامترهاي آن به صورت زیر میباشند:

: چگالی جرمی، : کسر حجمی نانوذرات، : p نانوذرات، : f سیال پایه، : nf نانوسیال. -2 مدل سازي قلب راکتور:
در طول سیکل اول، 163مجتمع سوخت با آرایش شش ضلعی در کنار هم قرار گرفتهاند که به علت تقارن،ما در کد محاسباتی قلب (citation) براي محاسبات بحرانیت، یک ششم قلب را مانند شکل شماره((2با در نظرگرفتن 10 مش محوري مدل کردهایم.


نتایج

شکل -2 نماییکششمقلبراکتوربوشهردرشرایط cold &

ضریب تکثیر موثر (Keff) یکی از کلیدي ترین فاکتورها براي کارکرد و کنترل راکتور میباشد. هر تغییري در خواص مواد به کاررفته در قلب راکتور، موجب تغییر بحرانیت قلب و از این رو تغییر در Keff میشود.

مطالعات قبلی بیانگر این نکته است که وجود درصدهاي حجمی کم نانوذره در خنککننده راکتورهاي آب سبک، به علت شفافیت نوترون نسبت به ذرات نانو، کمترین اثر را بر فعالسازي خنککننده دارد.[4] همچنینبراي درصدهاي حجمی بسیار کوچک، کمترین تاثیر بر نرخ انتقال حرارت مشاهده شده است.[4]از طرف دیگر با افزایش درصد حجمی نانوذرات، کاهش ضریب تکثیر قلب و اثرات ته نشینی ذرات نانو بر روي غلاف میله سوخت پراهمیت می شوند.

ما براي شش نوع نانوذره انتخابی، شش مقدار کسر حجمی مختلف 0/0001) تا (0/1 را به کار بردهایم.

نتایج در شکل((3 نشان میدهد که با افزایش کسرحجمی نانوذرات در خنککننده، ضریب تکثیر موثر قلب کاهش مییابد که نتایج آن شبیه مطالعات قبلی میباشد که بر روي سوخت توپر صورت گرفتهاست.[4] در ضمن کمترین کاهش در دو نانوذره Al2O3و ZrO2 مشاهده شده است.


21st Iranian Nuclear Conference 25-26Feb 2015 University of Isfahan

_ ت و ی_ ن ا س _ ه _ی ان


۶و۷ ا" د ماه ۳۹۳۱ دا+ گاه ) هان

شکل -3 نمودارضریبتکثیرموثربرحسب درصد حجمی نانوذرات مختلف


شکل((3 بیانگر این نکته نیز است که اگر جنبههاي ایمنی راکتور مدنظر باشد، نانوذره Cu مناسبترینمیباشد؛چون که بیشترین کاهش را در ضریب تکثیر داشته است.

اثر مهم دیگرکهباید در بهکارگیري نانوسیال به عنوان خنککننده در قلب راکتور در نظر گرفته شود، ته نشینی ذرات نانو بر روي غلاف سوخت می باشد. لازم به ذکر است که ته نشینی ذرات نانو با غلظتهاي کم بر روي غلاف از نقطهنظر ترموهیدرولیکی میتواند موجب افزایش شار حرارتی بحرانی((CHF در برخی راکتورها شود. که علت آن ایجاد یک ناحیه متخلخل بر روي سطح و در نتیجه افزایش جوشش هستهاي باشد. راکتور مورد بررسی ما در فاز مایع کار میکند، اما نباید از اثر تهنشینی نانوذره بر روي بحرانیت راکتور غافل شد. به اینمنظور ما در این مقاله براي دو نانوذره Al2O3وZrO2که در شکل شماره (3) رفتار خوبی را از خود در کاهشندادن ضریب تکثیر نشان دادهاند، در سه درصد حجمی مختلف، با مدل کردن یک لایه از آنها بر روي سطوح غلاف خارجی و داخلی سوخت حلقوي، اثرات ته نشینی آنها را بر روي ضریب تکثیر موثر مشاهده کردهایم. نتایج به صورت نمودار در شکل((4آورده شدهاست.

همانطور که از شکل (4) مشاهده میشود، با افزایش ضخامت نانوذرهاي که روي سطوح ته نشین شدهاست، مقدار ضریب تکثیر موثر کاهش یافته است؛ به طوریکه این کاهش در غلضت هاي زیادتر ذرات نانو در خنککننده بیشتر

21st Iranian Nuclear Conference 25-26Feb 2015 University of Isfahan

_ ت و ی_ ن ا س _ ه _ی ان


۶و۷ ا" د ماه ۳۹۳۱ دا+ گاه ) هان


شکل -4 نمودارضریبتکثیرموثربرحسب ضخامت ته نشینی دو نانوذره Al2O3و

دیده میشود. با مقایسه نتایج حاصله و کارهاي مشابه صورت گرفته بر روي سوخت توپر[4]، اثر کاهشی ضریب تکثیر در اثر ته نشینی براي سوخت حلقوي محسوس تر میباشد که به علت سطح تماس بیشتري که نانوسیال با سوخت در این حالت دارد، همین انتظار را هم باید داشته باشیم.

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

word قابل ویرایش
6 صفحه
21700 تومان
دسته بندی : مقالات گوناگون
مقدمهبه دلیل پیچیدگی ساخت سوخت صفحه ای در داخل کشوردر سال 89، بررسی در مورد ساخت نوع ساده تری ازسوخت 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 بعنوانیک راهک ...

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 فایل پاورپوینت بررسی عوامل موثر بر استفاده ازکارت اعتباری تلفن همراه

PowerPoint قابل ویرایش
19 صفحه
23700 تومان
--- پاورپوینت شامل تصاویر میباشد ---- اسلاید 1 : بیان مسئله رشد و گسترس استفاده از فن آوری های مبتنی بر تلفن همراه، بویژه کارت اعتباری تلفن همراه mobile credit card بعنوان یکی از جدیدترین ابزارهای بانکی، فرصت های بیشماری را جهت نوآوری برای بانک ها فراهم آورده است. کارت اعتباری تلفن همراه، یک روش پرداخ ...

مقاله بررسی کیفیت پساب تصفیه خانه فاضلاب شهر سراب به منظور استفاده مجدد درکشاورزی

word قابل ویرایش
11 صفحه
27700 تومان
دسته بندی : مقالات گوناگون
بررسی کیفیت پساب تصفیه خانه فاضلاب شهر سراب به منظور استفاده مجدد درکشاورزی چکیده: امروزه با توجه به مشکل کمبود آب در کشور ایران، استفاده از فاضلاب تصفیه شده در کشاورزی برای غلبه بر مشکلات کم آبی به ویژه در مناطق دارای کمبود آب امری معمول و متداول است. استفاده مجدد از فاضلاب به منظور تامین نیازهای روز افزون ...

مقاله بررسی اثرات رسوب بر عملکرد حرارتی بویلرهای بازیاب نیروگاه سیکل ترکیبی فارس

word قابل ویرایش
20 صفحه
27700 تومان
دسته بندی : مقالات گوناگون
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست *** بررسی اثرات رسوب بر عملکرد حرارتی بویلرهای بازیاب نیروگاه سیکل ترکیبی فارس چکیده با توجه به نیاز روز افزون بشر به انرژی الکتریکی از یک سو و نیز کاهش منابع انرژی فسیلی در جهان از سوی دیگر، نیاز به استفاده بهینه از منابع انرژی مورد توجه ج ...

مقاله ارزیابی قابلیت اطمینان خودروهای الکتریکی با استفاده از مدل مارکوف

word قابل ویرایش
14 صفحه
27700 تومان
دسته بندی : مقالات گوناگون
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست *** ارزیابی قابلیت اطمینان خودروهای الکتریکی با استفاده از مدل مارکوف چکیده مطالعات قابلیت اطمینان از جمله بمنظور تعیین احتمال کارکرد یا آمادگی سیستمهای مهندسی مختلف صورت میگیرد. این مطالعات همچنین میتواند مبنایی برای مقایسه ساختارهای مختلف ی ...

مقاله مدلسازی جریان و انتقال حرارت یک نانوسیال در کانالهای خنک کننده لوله جنگ افزار توپ

word قابل ویرایش
41 صفحه
27700 تومان
دسته بندی : مقالات گوناگون
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست *** مدلسازي جریان و انتقال حرارت یک نانوسیال در کانالهاي خنک کننده لوله جنگ افزار توپ -1 چکیده یکی از راههاي بهبود کارایی سلاح، کنترل دماي لوله آن میباشد. در طول زمان شلیک مقدار زیادي از گرماي ناشی از انفجار به لوله و سایر قطعات منتقل میشود. ...