دانلود مقاله محاسبه ضرایب دمایی همدما راکتور HTTRبه روش یقینی با استفاده از کدهای - DRAGON4 DONJON4و مقایسه نتایج با روشهای احتمالاتی ( مونتکارلو )

word قابل ویرایش
15 صفحه
21700 تومان

مقدمه:

راکتورهاي گازي دما بالا2 از گزینههاي مطرح در راکتورهاي نسل چهـارم محسـوب مـیشـود کـه از ویژگیهاي برجسته آن میتوان به ایمنی ذاتی بالا، هزینه ایمنـی پـایین، بـازدهی بـالا و کاربردهـاي دماي بالا اشاره کرد.مؤسسه انرژي ژاپن به منظور مطالعهي راکتورهاي دما بـالاي پیشـرفته، سـاخت راکتور دما بالاي آزمایشی را با دمـاي سیـال خروجی 950 درجه سانتـیگراد در دستـور کــار خـود قرار داد. راکتور HTTR3، راکـتور 30 مگاواتی با خنککننده گازي هلیم و کندکننـده گرافیـت مـی-باشدکه با اهداف ایجاد و ارتقاي دانش فنی راکتورهاي گازي دما بالاي پیشرفتهو انجام آزمایشهـاي تابشدهی مختلف براي نوآوريهاي دما بالا ساخته شده است. از چالشهاي پیش رو در توسـعه ایـن راکتورها، توسعه کدهاي مناسب به منظور استفاده در طـراحی، شبیهسازي عملکرد و تجزیه و تحلیل آنها میباشد. محاسبه ضرایب دمایی همدما از نقطه نظر ایمنی و قابلیت اطمینان حائز اهمیـت مـی-باشد و به منظور تامین ایمنی در قلب راکتورها، همواره این ضریب باید مقداري منفی باشد.این مقاله بخشی از پژوهش انجام گرفته در مرجع[5]است که در آن با در نظز گرفتن راکتور HTTR به عنـوان


Isothermal temperature coefficients

High Temperature Gas-Cooled Reactors (HTGR)

High Temperature Engineering Test Reactor

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

راکتور مرجع،محاسبات نوترونیک انجام شده و ضرایب دمایی نیـز همـدما بـه دسـت آمـده اسـت. از پژوهشهاي قبلی در زمینه محاسبه ضرایب دمایی همدمامیتوان به مراجع [2]و[3]اشاره کرد که بـا استفاده از کدهاي مختلف دیگر و همچنین با روش مونتکارلو انجام شـده اسـت.شـایان ذکـر اسـت محاسبه ضرایب دمایی همدما راکتورهاي منشوري دما بالا براي اولـین بـار در ایـران صـورت گرفتـه است. در این پژوهشبا مدلسازي ذرات سـوخت بـه صـورت غیـر همگـن درون میلـههـاي سـوخت، محاسبات به روش یقینی، توسط کدهاي پیشرفته محاسبات سلولی DRAGON4 و محاسـبات قلـب DONJON4 انجام شده است.

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

مشخصات راکتور مرجع:

جدول شماره (1) مشخصات قلب این راکتور رابه نمایش میگذارد. تعداد بلـوكهـاي سـوخت درون قلب 150 عدد میباشد. هر بلوك سوخت 31 یا 33 کانـال خنـک کننـده دارد کـه در آن میلـههـاي سوخت قرار میگیرند. میلههاي سوخت حاوي پوشش گرافیتیاند که هر یک 14 سوخت فشـرده4 را در بر میگیرد. هر سوخت فشرده حدودا 13000 ذره سوخت پوشـشدار5 درون خـود دارد کـه ایـن ذرات به صورت تصادفی6 درون یک ماتریس گرافیتی قرار گرفتهاند.[5]

جدول شماره : (1 ) مشخصات قلب راکتور مرجع[1]

قدرت حرارتی 30MW
دماي خنککننده خروجی 850-950 C
دماي خنککننده ورودي 395 C
فشار خنککننده مدار اولیه 4MP
ساختار قلب گرافیت
قطر معادل قلب 2.3m
ارتفاع موثر قلب 2.9M
چگالی قدرت متوسط 2.5W/cm3
غناي سوخت % 3-10
غناي متوسط % 6
نوع سوخت - UO2 نوع پین در بلوك)7ذرههاي سوخت پوششدار)
دوره فرسایش سوخت 660 روز
ماده خنککننده گاز هلیوم
جهت جریان در قلب از بالا به پایین
تعداد بلوكهاي سوخت 150
تعداد ستونهاي سوخت 30

یک ذره سوخت پوششدار از یک هسته سوخت کروي شامل اکسید اورانیوم به همـراه پوششـی از 4 لایه تشکیل شده است. سموم سوختنی8 از کربید بورون و کربن ساخته شدهاند که درون دو کانال از سه کانال تعبیه شده در بلوكهاي سوخت قرار میگیرند. شکل شـماره (1) نمـایی از بـرش افقـی و عمودي قلب راکتور مرجع را نشان میدهد. با توجه به شکل، تعداد بلوكهاي راهنماي میلـه کنتـرل


Fuel compact

Coated Fuel Particle (CFP)

Random

Pin-in-Block Type

Burnable Poison (BP)

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

در ناحیه سوخت 7 عدد و در ناحیه بازتابنده 9 عدد میباشد و در هر بلوك میلهها به صـورت جفـت وارد میشود.[5]

روش پژوهش:

محاسبه ضرایب دمایی همدما از اهمیت بسیاري در مسائل ایمنی و کنتـرل راکتـور برخـوردار اسـت. ضریب راکتیویته دمایی راکتور HTTR مربوط به ضریب دمایی سوخت و کندکننده میباشـد کـه در محاسبه ضریب دمایی همدما، دماي کل قلب یکسان در نظر گرفته میشود. ضریب دمایی به صـورت تغییرات راکتیویته به ازاي یک درجه تغییر دماي کل قلب تعریف میشود.

ضرایب دمایی همدما براي قلب تمام بارگذاري شده از ضریب تکثیر موثر با رابطه زیر محاسـبه مـی-شود.
(1) 1 Kn 1 kn n
Tn 1 Tn
K n 1kn
که در آن:

: n ضریب دمایی بین Tnو (∆k/k/K) Tn+1 :Tn دماي قلب در اندازهگیري n ام((k : Tn+1 دماي قلب در اندازهگیري n+1 ام((k :Kn ضریب تکثیر موثر در دمايTn

:Kn+1 ضریب تکثیر موثر در دمايTn+1

موقیعت بحرانی میلههاي کنترل با افزایش دما در راکتورهـاي قـدرت عملیـاتی تغییـر مـیکنـد امـا موقیعت میلههاي کنترل در این محاسبات جهت بدست آوردن اختلاف راکتیویته نباید تغییـريکنـد .[2] در این محاسبات موقیعت میلههاي کنترل در ارتفاع 177.5 سانتیمتـري از پـایین قلـب فعـال راکتور قرار دارد. در اینجا فاکتور ضریب تکثیر موثر براي دماهاي زیر محاسبه شده است:

480(K)،460 ،420 ،380 ،340 ،300 ،280

و ضریب دمایی براي دماهاي زیر از ضرایب تکثیر موثر با رابطه (1) مورد ارزیابی قرار گرفت.

470 (K) ،440 ،400 ،360 ،320 ،290


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


در این پژوهش به منظور استخراج نتایج بهتر از ظریفترین سـاختار انــرژي موجـود، بـا 361 گـروه انرژي بهره بردهایم. ساختار انرژي SHEM 361 به منظور چگالش9 گروههـاي انـرژي از طیـف نـوعی راکتورهاي دما بالا استفاده میکند. این ساختار انرژي در قالب DRAGON تهیه شده است و مربـوط به بانک دادههاي هستهاي آمریکا (ENDF7) میباشد.

گزینههاي انتخاب شده به منظور تولید سطح مقاطع در این پژوهش شامل موارد زیر است:

-1 اصلاح معادله ترابرد (transport) بر اساس غیر همسانگردي خطی (P1) در پراکندگی گروه مـورد استفاده به منظور اصلاح کتابخانه سطح مقاطع

-2 محاسبات خودحفاظی بر اساس روش زیر گروه (Subgroup method)

-3 در نظر گرفتن دو هتروژنی اعمالی در سوخت فشرده((Double heterogeneity

-4 استفاده از روش احتمال برخورد (Collision probability) با مدل نشت P1جهت حل شـار در 361 گروه -5 همگنسازي فضایی و چگالش انرژي به 4 گروه

-6 استفاده از مدولهاي LIB, GEO, ASM, FLU, USS, EDI, SYBILT به منظور مدلسازي بلوك-هاي سوخت

در محاسبات قلب DONJON4، کل قلب راکتور با استفاده از تقارن یک سوم مدل شده و جهت حـل معادله پخش از ماژول TRIVAT: ، همراه با روش حـل المـان محـدود10و چنـد جملـهاي مکعبـی11 استفاده شده است.

condensation

finite elements

Mixed-dualCubic

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


_


شکل شماره : (1 ) نمایی از برش افقی (سمت چپ) و برش عمودي (سمت راست) قلب راکتور مرجع .[1]

نتایج پژوهش:

جداول شماره (3)و((4و شکل شماره (2) نتایج این پژوهش، و مقایسه با نتایجدیگر مراجـع را نشـان میدهند. براي محاسبه ضرایب دمایی همدما نیاز به محاسبه ضریب تکثیر موثر در دماهـاي مختلـف میباشد، در جدول شماره (2) ضریب تکثیر موثر براي قلب تمام بارگذاري شده در دماهـاي مختلـف در بازه دمایی [300 480]کلوین با روش یقینی(محاسبه شده)، روش احتمالاتی(مونتکارلو) و دیگـر مراجع بینالمللی آورده شده است.نتایج محاسبه شده با کدهاي DRAGON4-DONJON4در مقایسه با کدهاي DELIGHT-CITATIONنتایج تقریباً مشابهی دارد اما در مقایسه با کدهاي دیگر اخـتلاف قابل توجهی را نشان میدهد،همچنین مقایسه نتایج محاسبه شـده بـا دو نتیجـه حاصـل از کـدهاي DRAGON4-HEXPEDITE با شرایط مرزي متفاوت از مرجع [3] نتیجه بینابینی را نشان مـیدهـد.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 21700 تومان در 15 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع

دانلود مقاله ارزیابی انواع روشهای مقاومسازی سازههای زیرزمینی در برابر تهدیدات ناشی از انفجار با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی AHP

word قابل ویرایش
10 صفحه
21700 تومان
دسته بندی : مقالات گوناگون
پیشگفتاربا توجه به اهمیت عملکردهای حیاتی و راهبردی نظیر مراکز داده، مراکز مخابراتی، مراکز صنعتی با اهمیت، مراکز کنترل و فرماندهی و پناهگاههای ویژه در ایجاد امنیت و پایداری ملی در زمان جنگ، ایجاد سازههای زیرزمینی برای این عملکردها امری اجتنابناپذیر است. در طراحی سازههای مراکز زیرزمینی،معمولاً یک تهدید را به عن ...

مقاله بررسی عملکرد روشهای دمایی در برآورد تابش خورشیدی ماهانه و تعیین تبخیر و تعرق مرجع

word قابل ویرایش
9 صفحه
27700 تومان
دسته بندی : مقالات گوناگون
*** اين فايل شامل تعدادي فرمول مي باشد و در سايت قابل نمايش نيست *** بررسی عملکرد روشهای دمایی در برآورد تابش خورشیدی ماهانه و تعیین تبخیر و تعرق مرجع چکیده: تابش خورشیدی رسیده به سطح زمین از پرکاربردترین پارامترهای مورد استفاده در پروژهها و مدلسازیهای هیدرولوژیکی، کشاورزی، هواشناسی و اقلیمی می باشد که تن ...

مقاله مروری بر روشهای محاسبه تبخیر - تعرق با استفاده از سنجش از دور

word قابل ویرایش
18 صفحه
27700 تومان
دسته بندی : مقالات گوناگون
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست *** مروری بر روشهای محاسبه تبخیر - تعرق با استفاده از سنجش از دور چکیده تبخیر- تعرق گیاهان یکی از متغیرهای اصلی در محاسبه بیلان آب و انرژی سطح زمین محسوب میگردد. اغلب مدلهای موجود جهت محاسبه این مؤلفه، غیر مکانی بوده و غالباً با استفاده از دا ...

مقاله روشهای فراوری برگ و میوه بلوط و استفاده بهینه از آن در تغذیه نشخوارکنندگان

word قابل ویرایش
8 صفحه
27700 تومان
دسته بندی : مقالات گوناگون
روشهای فراوری برگ و میوه بلوط و استفاده بهینه از آن در تغذیه نشخوارکنندگان چکیده شرایط اقلیمی خشک و نیمه خشک و کمبود نزولات آسمانی در ایران همراه با کاهش تولیدات زراعی موجب شده است تا تغذیه دام بخش قابل توجهی از هزینه دامپروری را به خود اختصاص دهد و درآمدهای ناشی از تولید فراوردههای دامی را متأثر سازد. همچن ...

مقاله بررسی عددی معادله لایه مرزی بلازیوس با استفاده از روشهای اختلاف محدود

word قابل ویرایش
16 صفحه
27700 تومان
دسته بندی : مقالات گوناگون
***  این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست  *** بررسی عددی معادله لایه مرزی بلازیوس با استفاده از روشهای اختلاف محدود خلاصه هدف این مقاله بررسی معادله غیرخطی لایه مرزی بلازیوس بوسیله روشهای اختلاف محدود عددی با استفاده از نرمافزار برنامهنویسی فُرترن میباشد. معادله غیرخطی لایه مرزی صف ...

مقاله مقایسه کمی و کیفی روشهای مختلف استخراج ماده بیهوشی دهنده از گیاه میخک

word قابل ویرایش
19 صفحه
27700 تومان
دسته بندی : مقالات گوناگون
مقایسه کمی و کیفی روشهای مختلف استخراج ماده بیهوشی دهنده از گیاه میخک چکیده: هدف از این پژوهش ،آنالیز عددی و کیفی جداسازی اوژنول به همراه دو حلال آب و اتانول است.در این آزمایش به کمک حلال اتانولی عصاره گیری و به کمک آب اسانس گیری شد از گیاه میخک .سپس عصاره و اسانس با کمک دستگاه GC-MS (کروماتوگرافی گازی- طیف ...

مقاله بررسی مقایسه ایی شاخص های قابلیت اطمینان میکروگریدها در حالت جزیره ای در سیستم توزیع با استفاده از روش مونت کارلو

word قابل ویرایش
19 صفحه
27700 تومان
دسته بندی : مقالات گوناگون
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست *** بررسی مقایسه ایی شاخص های قابلیت اطمینان میکروگریدها در حالت جزیره ای در سیستم توزیع با استفاده از روش مونت کارلو خلاصه هدف این پژوهش معرفی مجموعه ای از معیارهای جدید برای ارزیابی قابلیت اطمینان میکروگریدها در حالت جزیره ای در سیستم توز ...

مقاله کنترل دمای کوره دندانپزشکی جهت تعقیب منحنی های دمایی مرجع با استفاده از یک روش پیش بین تطبیقی

word قابل ویرایش
8 صفحه
27700 تومان
دسته بندی : مقالات گوناگون
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست *** کنترل دمای کوره دندانپزشکی جهت تعقیب منحنیهای دمایی مرجع با استفاده از یک روش پیش بین تطبیقی چکیده کنترل کوره به دلیل دارا بودن دینامیک غیر خطی از درجه بالا و نیز تأخیر زیاد و متغیر این سیستم حرارتی، از دشواری زیادی برخوردار است در بسیاری ...