Sıcaklık geri-beslemeli reaktör dinamiğinin benzetişimi
Simulation of reactor dynamics with temperature feedback
- Tez No: 97807
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HALUK UTKU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2000
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 187
Özet
Ill ÖZET Nükleer bir reaktörün tasarımında öncelikli kaygı güvenli dimamilc davranışının güvenilir analizidir. Böylelikle beklenen veya beklenmeyen durumlar karşısındaki davranış, kontrol sistemi ve diğer tasarım parametreleri ile birlikte ele alınır ve tasarımın sınırlama şartlan belirlenir. Bu amaçla kullanılan temel araçlar, kalp nükleer davranışım öngörmek için benzetişimde kullanılan ve çeşitli bilgisayar kodlarıyla gerçekleştirilen birtakım modellerden meydana gelir. Bu benzetişim çalışmasında, basınçlı su reaktörleri için lineer olmayan sistem dinamiği, sonlu elemanlar yöntemi iM gruplu, üç boyutlu reaktör dinamiği denk lemlerine uygulanarak modellenmiştir. Model, uzay aynklaştırmasmda Galerkin yöntemine, zaman aynklaştırmasmda ise zamansa! alt- bölge yöntemine dayanır. Hem Galerkin hem de zamansa! alt- bölge yöntemi ağırlaştırılmış kalıntılar yön temleri olarak adlandırılan daha kapsamlı yaklaşımın özel durumlarıdır. Galerkin yönteminde sistem uzayı, zamansa! alt- bölge yönteminde ise zaman bölgesi, sonlu eleman olarak adlandırılan alt- bölgelere ayrılır. Sistem uzayındaki her sonlu elemanda, uzay bağımlı şekil fonksiyonlarının bilinmeyen katsayılan, nötron grup akılan şekil fonksiyonlarının kalıntı integrasyonunda ağırlık fonksiyonu olarak kullanılmasıyla belirlenmiştir. Zamansa! alt- bölge yönteminde ise, şekil fonksiyonlarının zamana bağlı bilinmeyen katsayıları kalıntının adım fonksiyo nuna dik olması sağlanarak belirlenmiştir. Problemin uzay bağimlığında sistem üç boyutlu kartezyen koordinat sisteminde formüle edilmiştir. Nötron akılan dikdörtgensel prizması şeklinde olan her sonlu eleman içinde bilineer polinom- larla temsil edilmiştir. Saçılma ve fisyon matrislerinin oluşturulmasında uyumluIV kaynak yaklaşımı, elde edilen evrensel matrislerin dağınık (sparse) olması ve dolayısı ile bellek sorununa kolaylık getirmesi nedeni ile tercih edilmiştir. Geri- besleme etkilerinin incelenmesinde, kısa zaman arahğındaki değişimlerin benzetişiminden dolayı sadece yakıt ve soğutucu sıcaklıklarındaki değişimlerden gelen katkılar gözönûne alınmıştır. Malzeme tesir kesitlerindeki değişimden, Xenon'un etkisi ve benzer değişimlerden gelen geri- besleme katkıları böyle kısa bir zaman aralığında gözönûne alınamayacak kadar küçüktür. Yakıt ve soğutucu sıcaklığı değişimlerinin geri- besleme mekanizmalarını dahil etmek için ortalama yakıt ve soğutucu sıcaklıkları her termal- hidrolik bölgede hesaplanmıştır. Geliştirilen yazılımla hem statik hem de dinamik problemler için çeşitli nümerik sınamalar yapılmıştır. Sınamaların sonuçlan diğer bilgisayar kodlarıyla elde edilenlerle karşüaştırıhmştır. Karşılaştırmalar, aynı sayıdaki düğüm noktası için, hem statik hem de dinamik problemlerin sonuçlarının karşılaştırılan kodların sonuçları ile iyi bir uyum içinde olduklarım göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Prior concern of a nuclear reactor design is the reliable analysis of its safe dy namic behavior. Hence, response against expected or unexpected events is han dled together with the control system and other design parameters, and design constraint conditions are determined. The principal tools used for such purpose consist of a number of models that are implemented by various computer codes used in simulations to predict the nuclear behavior of the core. In this simulation study, nonlinear system dynamics for Pressurized Water Re actors was modeled by applying the finite element method to the two- group reactor dynamics equations in three- dimensions. The model is based on the Galerkin method in space- discretization and based on the temporal subdomain method in the discretization of time variable. Both Galericin and temporal sub- domain methods are special cases of more broad approach called weighted - residual methods. In the Galerkin's method, system space, and in the tem poral subdomain method, time domain, are subdivided into subdomains called finite elements. Within each finite element of system space, unknown coeffi cients of space dependent shape functions are determined by making use of the shape functions of the neutron grup fluxes as weighting functions in residual integration. In the case of temporal subdomain method, unknown coefficients of time dependent shape functions are determined by making the residual or thogonal to the step function. Spatial aspect of the problem was formulated in a three- dimensional Cartesian coordinate system. Neutron fluxes are rep resented by bilinear polynomials in each reactangular prismatic finite element.VI In the construction of scattering and fission matrices the consistent approxima tion is preferred for the easiness of storage problems since the resulting global matrices are sparse. In the study of feedback effects, due to the simulation of short tarnsients, only contributions from fuel and coolant temperature changes were taken into ac count. The feedback contributions due to change in material cross- sections, effect of Xenon and similar changes are negligibly small to account for in such a short time interval. To include feedback mechanisms of fuel and coolant temper ature variations, average fuel and coolant temperatures are calculated in each thermal- hydraulic region. ' With the developed code several numerical tests were performed both for static and dynamic problems. The results of the tests were compared with those obtained by other computer programs. The comparison reveals that, for the same number of mesh points, results of both static and dynamic problems are in good agreement with the results of those compared codes.
Benzer Tezler
- Point kinetics simulation of nuclear reactors with temperature feedback
Başlık çevirisi yok
NİHAT GÜZELDERE
- Laboratuvar ölçekli merkezi ısıtmalı biyogaz reaktörü tasarımı, yapımı ve işletilmesi: mekanik karıştırma sürelerinin biyogaz üretim verimine etkisi
Laboratory-scale centrally heated biogas reactor design, construction and operation: the effect of mechanical stirring times on biogas production efficiency
UMMARE DÜDEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
ZiraatIsparta Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiTarım Makineleri ve Teknolojileri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KAMİL EKİNCİ
- Üniversite yerleşkesinde oluşan yemekhane atıkları ile gerçek ölçekli biyometanizasyon tesisinde biyogaz üretimi
Biogas production at full scale biomethanizition plant from food waste generated at university campus
ENES AĞUŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MAHMUT ALTINBAŞ
- Biological and physical-chemical treatment of olive oil mill wastewaters
Zeytinyağı üretim atıksularının biyolojik ve fiziksel-kimyasal arıtılması
ALİ NEVZAT TUNCA
Doktora
İngilizce
2004
Çevre MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FÜSUN ŞENGÜL
- Biyokömür üretimi ve dolaşımlı akışkan yataklı bir yakma sisteminde linyit ve biyokömürün oksijence zengin ortamda birlikte yakılmasının incelenmesi
Investigation of biocoal production and combustion of coal-biocoal mixtures in circulating fluidised bed under oxygen enri̇ched environment
BABAK KEIVANI