بررسی عددی اثر پره های مخلوط کننده در حضور جوشش مادون سرد در قلب راکتور ماژولار کوچک

با پیشرفتهای ایجاد شده در تکنولوژی راکتورهای هسته ای امروزه استفاده از راکتورهای ماژولار کوچک با اهدافی نظیر تولید پراکنده و تولید همزمان مورد توجه قرار گرفته است. در این راکتورها همانند راکتورهای قدرت در صورت دفع نامناسب حرارت از مجتمع سوخت، قلب راکتور دچار حادثه میشود . پره های مخلوط کننده یکی از تجهیزاتی است که بر روی شبکه اسپیسر 1 مجتمع سوخت نصب شده و انتقال حرارت قلب راکتور را بهبود میبخشند. با افزودن پره های مخلوط کننده به این شبکهها که وظیفه حفظ فاصله مناسب میان میله های سوخت را بر عهده دارند، میزان آشفتگی و اختلاط سیال عامل افزایش یافته و در پی آن ضریب انتقال حرارت بهبود می یابد . اگرچه در شرایط نرمال برای کارکرد راکتورهای ماژولار کوچک از نوع راکتور آبی تحت فشار ، سیال عامل در قلب راکتور می بایست در ناحیه تک فاز باشد، ولی در مجاورت میله سوخت دما میتواند از دمای اشباع فزونی یافته و سبب جوشش سیال بصورت موضعی شود که به این پدیده جوشش مادون سرد گفته میشود. در این مطالعه با استفاده از ابزار دینامی ک سیالات محاسباتی و بکمک نرمافزار انسیس سی .اف. ایکس 18 اثر پرههای مخلوط کننده نوع چرخشی بر انتقال حرارت در قلب راکتور ماژولار کوچک آبی تحت فشار در شرایط حضور جوشش مادون سرد بررسی شده است . برای مدلسازی جوشش مادون سرد از مدل جوشش دیواره ای آر.پی.آی 2 استفاده شده است. اعتبارسنجی بکمک داده های تجربی مربوط به جوشش مادون س رد در یک لوله صورت گرفته است . همچنین با توجه به هندسه تکرار شونده مجتمع های سوخت و بااستفاده از تقارن، بررسیها در یک زیرکانال 2×3 از قلب راکتور در فشار کاری 15 مگاپاسکال به انجام رسیده است . برای مدلسازی آشفتگی نیز از مدل کی- اپسیلون استفاده شده است. نتایج نشان دادبکارگیری پرههای مخلوط کننده چرخشی هرچند سبب افت فشارموضعی میشوند، ولی با کاهش متوسط سطحی دمای دیواره میله سوخت ظرفیت انتقال حرارت را افزایش میدهند.

کلیدواژه ها:

پره مخلوط کننده چرخشی ، جوشش مادون سرد ، راکتور ماژولارکوچک ، زیرکانال ، دینامیک سیالات محاسباتی