Naslov
Model izračuna reaktorske faze teških nesreća u nuklearnoj elektrani
(Calculational Model for In-Vessel Phase of Severe Accidents in Nuclear Power Plant)

Autori
Šadek, Siniša

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Fakultet elektrotehnike i računarstva

Mjesto
Zagreb

Datum
29.03

Godina
2010

Stranica
169

Mentor
Debrecin, Nenad

Ključne riječi
teška nesreća; reaktorska faza; oštećenje jezgre; rastaljeni materijal; donji plenum; prirodna cirkulacija coriuma; prijenos topline; metoda konačnih elemenata; računalna mehanika fluida; izmjena topline zračenjem
(severe accident; in-vessel phase; core degradation; molten material; lower plenum; corium natural circulation; heat transfer; finite element method; computational fluid dynamics; radiation heat exchange)

Sažetak
Analiza teške nesreće u nuklearnoj elektrani provodi se sa svrhom kvantificiranja posljedica taljenja jezgre i ispuštanja fisijskih produkata. S obzirom na multidisciplinarnost problema, izračun je proveden u nekoliko faza pri čemu je korišteno više računalnih alata. Prva faza izračuna koja obuhvaća procese u reaktorskoj jezgri provedena je korištenjem programa SCDAP/RELAP5 i MAAP4. Radilo se o integralnom izračunu jer je bilo potrebno modelirati kompletni primarni i sekundarni krug elektrane kako bi se osigurali adekvatni termohidraulički rubni uvjeti (tlak, temperatura i protok rashladnog fluida). Rezultati ovih izračuna bili su sastav i masa rastaljenog materijala ispuštenog u donji plenum. Druga faza je bila kombinirana CFD i FEM analiza donjeg plenuma. CFD analiza prirodne cirkulacije rastaljenog materijala provedena je s ciljem određivanja njegove konfiguracije i temperaturne raspodjele. Detaljni FEM model donjeg plenuma razvijen je kako bi se što preciznije odredila temperatura stijenke reaktorske posude na temelju čega se ocijenilo mjesto i vrijeme do pucanja, odnosno taljenja posude. Jedno od nedovoljno istraženih područja je izmjena topline zračenjem između rastaljenog materijala i struktura u donjem plenumu. Potporna ploče jezgre direktno je izložena toplinskom zračenju. Njezino bi pregrijanje i eventualni kolaps izazvao propadanje kompletne jezgre i struktura u gornjem plenumu. Model radijacijske izmjene topline implementiran je u postojeći SCDAP/RELAP-ov FEM modul COUPLE. Dodatno je razvijen model potporne ploče jezgre, a rezultati su pokazali da postoji mogućnost njezinog taljenja. Propadanje preostalih neoštećenih struktura u donji plenum dodatno bi mehanički opteretilo reaktorsku posudu i povećalo vjerojatnost pucanja posude.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Elektrotehnika

POVEZANOST RADA