CFD simulace míšení chladiva v reaktoru VVER-1000

Abstract

Různé provozní podmínky pro tlakovodní reaktory (PWR) jsou charakterizovány několika jevy míšení, které výrazně ovlivňují bezpečnostní analýzy provozních stavů. Modelování dynamiky kapalin (CFD) je nejvhodnější nástroj pro studium těchto jevů v detailu. Vzhledem k tomu existují velké nejistoty ve správném či vhodném aplikování výpočetních modelů turbulence pro dané případy, a proto validace CFD kódů aplikovaných na reaktorech vyžaduje dobře definované parametry experimentu. Cílem diplomové práce je provedení CFD simulace míšení chladiva v tlakovodním reaktoru VVER 1000/V320 od vstupních hrdel reaktorové nádoby až po vtoky do jednotlivých palivových souborů. K tomu budou použity vybrané výpočetní modely, z nichž se vyhodnotí nejvhodnější model pro středně hrubou polyhedrální výpočetní síť. Princip celého experimentu spočívá v simulaci jedné teplejší vstupní smyčky oproti třem ostatním a sledování vývoje teplotního pole v definované oblasti. Výsledná data budou poté vyhodnocena na dostupných datech získaných z experimentálního měření.

The operating conditions of the PWRs differs for different functional settings of the PWRs. Those settings are mainly characterized by several mixing procedures included in the process which significantly affects the safety of the process. The best way to analyze those procedures in detail is to use the CFD method. Considering this there is some uncertainty about how to apply the computational turbulence model on those specified cases. Therefore the experiment parameters for validation of the CFD codes which are applied on the reactors need to be defined correctly. The goal of this diploma project is a CFD simulation of the coolant mixing in the pressure water reactor VVER 1000/V320 beginning in the cold leg and continuing up to the inlets into each fuel assemblies. To realize the simulation several selected computational turbulence models will be used and then the most appropriate one for the polyhedral mesh by medium roughness is chosen. The principal of the experiment is a simulation of one inlet cold leg warmer than the other three inlet cold legs and the thermal field in the defined area is observed. Than the results of the experiment are evaluated by comparison with related data gained from previous experimental measuring.