Isı borulu mikro reaktörün termal hidrolik analizi
Thermal hydraulic analysis of heat pipe micro reactor
- Tez No: 1003752
- Danışmanlar: PROF. DR. CEMİL KOCAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Nükleer Mühendislik, Nuclear Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Nükleer Enerji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Nükleer Enerji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, soğutma sistemi olarak ısı boruları kullanan MegaPower mikro reaktörünün termal hidrolik analizi yapılmıştır. Çift fazlı akış prensibine göre çalışan ısı borularının fiziksel davranışı termal direnç modeli kullanılarak hesaplanmıştır. Bu yaklaşım temel alınarak, farklı yakıt malzemeleri (UO$_2$, UN, U-10Zr, U$_3$Si$_2$), farklı yansıtıcı malzemeleri (Al$_2$O$_3$, BeO, MgO) ve farklı çalışma akışkanları (potasyum, sodyum) kullanılarak oluşturulan modeller üzerinden reaktörün termal performansı analiz edilmiştir. Bu analiz için, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yazılımlarından biri olan ve sonlu hacimler yöntemine dayanan ANSYS Fluent kullanılmıştır. Yapılan hesaplamalar kararlı durumda gerçekleştirilmiş olup hem normal çalışma koşulları hem de ısı borusu kaza senaryosu durumlarını içermektedir. Bu kapsamda, her bir yakıt, yansıtıcı ve çalışma akışkanı kombinasyonu için sıcaklık dağılımları ve ısı borusunun ısıl yükleri hesaplanmıştır. Son olarak, ısı borusunda kullanılan iki farklı çalışma akışkanının maksimum ısı taşıma kapasitesini belirlemek üzere çalışma limitleri hesaplanmış ve bu reaktörde kullanılması uygun görülen çalışma akışkanı seçilmiştir. Hem normal işletme hem kaza senaryosu için gerçekleştirilen analizlerin sonucunda, elde edilen sıcaklık değerleri güvenli işletme limitlerinin altında kalmıştır ve ısı borularının maksimum ısı taşıma kapasite değerleri ısı borusu için belirlenen çalışma limitleri sınırlarına yaklaşmamıştır. Bu durum reaktörün güvenli bir şekilde çalıştığını göstermiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, the thermal hydraulic analysis of the MegaPower microreactor, which uses heat pipes as its cooling system, has been carried out. The physical behavior of the heat pipes operating based on the two-phase flow principle was calculated using a thermal resistance model. Based on this approach, the reactor's thermal performance was analyzed using models constructed with different fuel materials (UO$_2$, UN, U-10Zr, U$_3$Si$_2$), different reflector materials (Al$_2$O$_3$, BeO, MgO), and different working fluids (potassium, sodium). For this analysis, ANSYS Fluent, one of the Computational Fluid Dynamics (CFD) software tools based on the finite volume method, was used. The calculations were performed under steady-state conditions and covered both normal operation and heat-pipe failure accident scenarios. In this context, the temperature distributions and the heat pipe heat loads were calculated for each combination of fuel, reflector, and working fluid. Finally, the operating limits of the two different working fluids used in the heat pipe were calculated to determine their maximum heat transport capacity, and the working fluid deemed suitable for use in the reactor was selected.As a result of the analyses conducted for both normal operation and accident scenarios, the obtained temperature values remained below the safe operating limits, and the maximum heat transport capacities of the heat pipes did not approach the operating limit thresholds specified for the heat pipe. The results demonstrated that the reactor operated safely.
Benzer Tezler
- Heat pipe reactor lifetime optimization and conceptual core design
Isı borusu reaktörü ömür optimizasyonu ve kavramsal çekirdek tasarımı
ÖMER FARUK ERDEM
- Mikro ölçekli bir güneş enerjili absorpsiyonlu soğutma sisteminin tasarımı ve performans analizi
Design and performance analysis of a micro scale solar assisted absorption chiller
KORAY SEVİNÇ
- Farklı kanal geometrisine sahip ısı değiştiricilerde ısıl performansın incelenmesi
Investigation of thermal performance of heat exchangers with different channel geometries
SELÇUK KARAGÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL TEKE
- Yoğuşturucularda iki fazlı akış mekanizmalarının ve ısı geçişinin farklı eğim açılarında teorik ve deneysel analizi
Theoretical and experimental investigation of two-phase flow mechanism and heat transfer in condensers under different inclination angle
GÖKHAN ARSLAN
Doktora
Türkçe
2013
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. NURDİL ESKİN
- Hassas döküm yöntemiyle alüminyum A356 alaşımdan açık gözenekli (hücreli) metal köpük üretimi ve ısı eşanjörüne uygulanması
Production of open cell metal foam by investment casting method from aluminium A356 alloy and application to heat exchanger
KORAY DÜNDAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN USTA
DR. LEVENT TURHAN
