کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6763375 511735 2013 14 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Studies of various single phase natural circulation systems for small and medium sized reactor design
ترجمه فارسی عنوان
مطالعات مختلف سیستمهای تک فاز طبیعی برای طراحی راکتور کوچک و متوسط
ترجمه چکیده
ایمنی منفعل یک انگیزه اصلی در توسعه راکتورهای کوچک و متوسط ​​خنک کننده های مختلف است. پس از حادثه فوکوشیما، افزایش علاقه به وابستگی راکتور هسته ای به سیستم های ایمنی غیر فعال وجود دارد. اکثر سیستم های منفعل موجود، صرف نظر از نوع راکتور، از نیروی شناوری برای رانندگی جریان خنک استفاده می کنند. از این رو، ضروری است که آیا جریان خنک کننده به طور طبیعی تولید شده برای حفظ درجه حرارت گرم عناصر سوخت زیر سطح طراحی کافی باشد. ارزیابی جریان های منفعل منفعل می تواند در هر دو سیستم فازی طبیعی دو فاز و همچنین در سیستم های تک طبیعی طبیعی یک چالش جدی باشد. کارهای قبلی تحقیقاتی را دریافت کرده اند که انتقال حرارت یک فاز می تواند ضعیف شود و زمانی که نیروی محرکه سیستم از نیروی خارجی (اجباری اجباری) به نیروی شناوری خود تولید شده یا ترکیبی از هر دو (انتقال طبیعی یا مخلوط) منتقل می شود، نامشخص می شود. در این مقاله، راکتورهای گاز، آب و مایع تک فاز با سیستم های منفعل به طور خلاصه بررسی می شوند. تجزیه و تحلیل نظری ساده هر نوع راکتور برای پیدا کردن گرایش تغییر در رژیم انتقال حرارت عملیاتی به منطقه آسیب دیده انجام می شود. نتایج تجزیه و تحلیل نشان می دهد که سیستم آب تک فاز می تواند عملیات در رژیم کنترلی مجاز را حفظ کند، اما رژیم عملیاتی به رژیم انتقال حرارت می افتد، زیرا اندازه فیزیکی این سیستم از یک نیروگاه هسته ای بزرگ به مقیاس رآکتور کوچک و متوسط ​​کاهش می یابد. سیستم خنک کننده گاز، زمانی که نیروی محرکه از حالت مجبور به خنثی شدن تغییر می کند، گرایش بیشتری به کار در رژیم انتقال حرارت دارد. در عین حال سیستم مایع فلزی دارای حاشیه بیشتری برای کار در خارج از منطقه انتقال حرارت تضعیف شده در مقایسه با دو سیستم دیگر مایع است. با این حال مطالعات بیشتری لازم است که به وضوح مرزهای رژیم انتقال حرارت را برای هر خنک کننده تعریف کنیم زیرا خسارت به شدت به تغییرات خواص ترموفیزیکی خنک کننده و جریان جریان نزدیک دیواره خنک کننده نسبت به تغییر دما بستگی دارد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی انرژی مهندسی انرژی و فناوری های برق
پیش نمایش مقاله
مطالعات مختلف سیستمهای تک فاز طبیعی برای طراحی راکتور کوچک و متوسط
چکیده انگلیسی
Passive safety is a primary motive behind the development of small and medium sized reactors of various coolants. After the Fukushima accident, there is an increased interest in a nuclear reactor's reliance on passive safety systems. Most of the existing passive systems, regardless of the reactor type, utilize buoyancy force to drive the cooling flow. Hence, it is essential to evaluate if the naturally developed cooling flow is sufficient to maintain the heated surface temperature of the fuel elements below the design limit. Evaluating passively driven flows can be quite a challenging task in both two phase natural circulation systems and also in single phase natural circulation systems. Previous research works have found that single phase heat transfer can be deteriorated and becomes uncertain when the driving force of a system is shifted from external force (forced convection) to self generated buoyancy force or a combination of both (natural or mixed convection). In this paper, single phase gas, water, and liquid metal reactors with passive systems are reviewed briefly. A simple theoretical analysis of each reactor type is performed to find the tendency of the shift in the operating heat transfer regime into the deteriorated region. The analysis results show that single phase water system can maintain operation within the forced convection regime but the operating regime gets closer to the deteriorating heat transfer regime as the system's physical size reduces from a large nuclear power plant to the small and medium reactor scale. The gas cooled system has a high tendency to operate in the deteriorated heat transfer regime when the driving force changes from forced to natural. Meanwhile the liquid metal system demonstrates more margins to operate outside from the deteriorated heat transfer region compared to the two other fluid systems. However further studies are needed to clearly identify the boundaries of the deteriorated heat transfer regime for each coolant since the deterioration greatly depends on the thermophysical properties variation of the coolant and the near-wall flow behavior of the coolant with respect to temperature change.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Nuclear Engineering and Design - Volume 262, September 2013, Pages 390-403
نویسندگان
, , , , ,