CFX számítások a BME NTI-ben Dr. Aszódi Attila igazgató, egyetemi docens
BME Nukleáris Technikai Intézet CFD Workshop, 2005. április 18. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
CFD Workshop, 2005. április 18.
1
Hűtőközeg-keveredés a pihentető medence - reaktor rendszerben – Átrakás alatti üzemzavari helyzet elemzése – 3D számítás az összekapcsolt rendszeren belüli természetes konvekcióra
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
CFD Workshop, 2005. április 18.
2
Hűtőközeg keveredés a pihentető medence - reaktor rendszerben
• •
Lehetséges rendszer kapcsolások vizsgálata. Biztonságnövelő átkötésre javaslat megfogalmazása a CFD számítások felhasználásával.
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
CFD Workshop, 2005. április 18.
3
Üzemzavart szenvedett tisztítótartály • INES-3 súlyos üzemzavar, Paks, 2003. április 10., AMDA berendezés
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
CFD Workshop, 2005. április 18.
4
A törmelék feltételezett eloszlása • Vízalatti kamerákkal végzett felvételekből hozzávetőlegesen ismert a kazettasérülések helye és mértéke • Rendelkezésre áll egy feltételezett eloszlás a hőtermelő üzemanyagtörmelékre • Nem ismert pontosan az álló kazetták áramlási ellenállása, valamint a törmelék porozitása és permeábilitása ¾ Széleskörű érzékenység-vizsgálatok Dr. Aszódi Attila, BME NTI
CFD Workshop, 2005. április 18.
5
A törmelék a CFX modellben
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
CFD Workshop, 2005. április 18.
6
A sérült üzemanyag geometriája
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
CFD Workshop, 2005. április 18.
7
Peremfeltételek • A tisztítótartály búvárszivattyúja: 20 t/h, 24ºC • A pihentető medence és az 1. sz. akna hűtőköre: 240 t/h, 24ºC
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
CFD Workshop, 2005. április 18.
8
Hálózás • 2 346 357 térfogatelemből álló strukturálatlan tetraéderes háló
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
CFD Workshop, 2005. április 18.
9
Néhány tipikus eredménymező • P07_NOV_KONZ_SZBE
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
CFD Workshop, 2005. április 18.
10
Néhány tipikus eredménymező • P07_NOV_KONZ_SZBE
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
CFD Workshop, 2005. április 18.
11
Kikapcsolt búvárszivattyú • P07_NOV_KONZ_SZKI
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
CFD Workshop, 2005. április 18.
12
Kikapcsolt búvárszivattyú • P07_NOV_KONZ_SZKI
Visszaáramlás az erősen csonkult kazettákban! Dr. Aszódi Attila, BME NTI
CFD Workshop, 2005. április 18.
13
Validáció • 2003. 10. 06.: mérési sorozat: axiális hőmérsékleteloszlások meghatározása 25.5
Measurement-2,7°C P07_NOV_CONS_PON P08_NOV_CONS_PON
Temperature[C]
25
24.5
24
Akna
Service pool
23.5 9.00
9.50
10.00
Above the upper Felső lemez fölött
Underlemez the upper Felső alatt
positioning plate
positioning plate
10.50
11.00
11.50
12.00
Cleaning Tisztítótartály tank
12.50
13.00
Deepness of the thermocouple position [m]
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
CFD Workshop, 2005. április 18.
14
EK-10 üzemanyag 3D elemzése – “full scale” numerikus modell egy teljes EK-10 kazettára
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
CFD Workshop, 2005. április 18.
15
Részletes CFD elemzés VVER-440 üzemanyag kazetta fejében lejátszódó hűtőközeg keveredésre a CFX-5.5 kóddal
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
CFD Workshop, 2005. április 18.
16
Geometria
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
CFD Workshop, 2005. április 18.
17
CFX geometriai modell
Mit mérnek a termoelemek? Dr. Aszódi Attila, BME NTI
CFD Workshop, 2005. április 18.
18
Hálózás Struktúrált
Struktúrálatlan
(380 000 cells)
(1 650 000 cells)
• 2GB memória • Állandósult számítás 400 külső iterációval 80 óra processzor idő. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
CFD Workshop, 2005. április 18.
19
Peremfeltételek • No-slip wall boundaries • Outlet: Average Static Pressure Boundary
• Inlet: 258 subchannels, USER FORTRAN: parameters calculated by the COBRA Dr. Aszódi Attila, BME NTI
CFD Workshop, 2005. április 18.
20
Eredmények - sebesség mező
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
CFD Workshop, 2005. április 18.
21
Eredmények - áramvonalak
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
CFD Workshop, 2005. április 18.
22
3.6%, normál kazetta, 145 mm külső kulcsméret, szimmetrikus belépés
Differences: +1.802 K Dr. Aszódi Attila, BME NTI
CFD Workshop, 2005. április 18.
23
“Mért” – Átlag = 1.802 K 590 588 586
Temperature [K]
584 582 580 578 576 574
Level of the thermocouple Inlet field Average
572 570 568 566 -100
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
Radius [mm]
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
CFD Workshop, 2005. április 18.
24
“Mért” – Átlag = 1.802 K 590 588 586
Temperature [K]
584 582 580 578 576 574
Level of the thermocouple Inlet field Average
572 570 568 566 -100
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
Radius [mm]
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
CFD Workshop, 2005. április 18.
25
“Mért” – Átlag = 1.802 K 590 588 586
Temperature [K]
584 582 580 578 576 574
Level of the thermocouple Inlet field Average
572 570 568 566 -100
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
Radius [mm]
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
CFD Workshop, 2005. április 18.
26
“Mért” – Átlag = 1.802 K 590 588 586
Temperature [K]
584 582 580 578 576 574
Level of the thermocouple Inlet field Average
572 570 568 566 -100
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
Radius [mm]
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
CFD Workshop, 2005. április 18.
27
“Mért” – Átlag = 1.802 K 590 588 586
Temperature [K]
584 582 580 578 576 574
Level of the thermocouple Inlet field Average
572 570 568 566 -100
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
Radius [mm]
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
CFD Workshop, 2005. április 18.
28
“Mért” – Átlag = 1.802 K 590
lokális minimum
588
átlag
586
Temperature [K]
584 582 580 578 576 574
Level of the thermocouple Inlet field Average
572 570 568 566 -100
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
Radius [mm]
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
CFD Workshop, 2005. április 18.
29
Eredmények összefoglalása • Hőmérséklet-különbségek: – belépő mező: 10.830 - 27.620 K; – termoelem szintjén: 2.444 - 17.147 K. ⇒ Nincs ideális keveredés a kazetta fejében.
• A termoelem nem a kilépő hűtőközeg átlagos hőmérsékletét méri. • Aszimmetrikus hőmérséklet mező: a termoelem nagy hőmérséklet-gradinesű helyen található.
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
CFD Workshop, 2005. április 18.
30
VVER-440 reaktortartályban lejátszódó hűtőközeg-keveredés elemzése a CFX-5.5 kóddal
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
CFD Workshop, 2005. április 18.
31
Részletes reaktortartály modell • Cél: szerkezeti elemek hatásának meghatározása • Részletes reaktortartály modell CFX-5.5.1-ben • Zóna és alsó elliptikus perforált lemez porózus közelítése • 100 000 - 4 000 000 térfogatelemes modellek Dr. Aszódi Attila, BME NTI
CFD Workshop, 2005. április 18.
32
Szerkezeti elemek Furat nélkül nagyobb visszaáramlás
Porózus modell paramétereinek számítása: egyszerűsített modell, 250 darab 8 cm-es furat (valóságban 1344 darab 4 cm-es furat). Dr. Aszódi Attila, BME NTI
CFD Workshop, 2005. április 18.
33
HA terelővállak
• Különböző modellek a vállak hatásának vizsgálatára • Nagy visszaáramlásos régió a vállak alatt Dr. Aszódi Attila, BME NTI
CFD Workshop, 2005. április 18.
34
Eredmények állandósult állapotra • Keveredési tényezők számítása • Hurkonként külön-külön skalár „szennyező”
Számított és mért keveredési tényezők Dr. Aszódi Attila, BME NTI
CFD Workshop, 2005. április 18.
35
Tranziens számítás a reaktortartály modellel • Nagynyomású ZÜHR téves indítása 1.20E+02
90
HA mass flow
Loop mass flow
1.00E+02
80
8.00E+01
70 60
6.00E+01
50
4.00E+01
40 2.00E+01
0.00E+00 800
30 800 850
900
950
TH60Z030 PI12_MIX_MA SS_FLOW
1000
1050
TH70Z030 PI12_MIX_MA SS_FLOW
850
900
950
1000
1050
1100
1100
Y A13D001 PU12_MIX_MASS_FLOW
YA 23D001 PU12_MIX_MA SS_FLOW
Y A33D001 PU12_MIX_MASS_FLOW
YA 43D001 PU12_MIX_MA SS_FLOW
Y A53D001 PU12_MIX_MASS_FLOW
YA 63D001 PU12_MIX_MA SS_FLOW
• PTS elemzés • Bórsavhígulási tranziens Dr. Aszódi Attila, BME NTI
CFD Workshop, 2005. április 18.
36
