Limity chlazení první stěny fúzních reaktorů tlakovou vodou
Typ dokumentu
habilitační prácehabilitation thesis
Autor
Zácha, Pavel
Instituce přidělující hodnost
České vysoké učení technické v Praze. Fakulta strojní.Metadata
Zobrazit celý záznamAbstrakt
Jedním z kandidátů na blanket fúzních energetických reaktorů je vodou
chlazený blanket WCLL. Konstrukčním materiálem blanketu je feriticko martenzitická ocel Eurofer97 se sníženou aktivací a chladivem je tlaková voda
za podmínek typických pro reaktory typu PWR. Podle odhadů se očekává, že
první stěna, tj. stěna blanketu vystavená plazmatu, bude zatížena špičkovým
tepelným tokem až 7 MW·m-2, přičemž maximální provozní teplota oceli
Eurofer97 nesmí překročit 550 °C. Předchozí studie ukázaly, že základní
navrhovaný koncept rovinné první stěny dokáže při uvedeném teplotním limitu
oceli Eurofer97 odvádět tepelný tok pouze do výše 0,75 MW·m-2, a tedy je
nutné hledat jiné cesty jak odvádět vyšší tepelný tok bez překročení
materiálových limitů. Tato práce se zabývá způsoby možného zvýšení
tepelného toku za stanovených podmínek. Jedná se o zvyšování přestupu tepla
na straně chladiva pomocí promotérů turbulence, geometrickou úpravu první
stěny a snížení teploty tlakové vody na vstupu do chladicího kanálu. Pro studii
tepelné zátěže jednotlivých modifikací první stěny byl využit CFD výpočetní
program ANSYS Fluent. Na základě provedených simulací byly výsledky
zpracovány, analyzovány a vyhodnoceny. Studie ukázala, že maximální využití
všech analyzovaných způsobů řešení umožňuje zvýšit tepelný tok do první
stěny WCLL modulu až na 1,69 MW·m-2, což představuje navýšení o 125 %.
Ani všechny použité návrhy úprav však nejsou dostatečné pro zajištění odvodu
předpokládaného maximálního tepelného toku do první stěny.
Kolekce
K tomuto záznamu jsou přiřazeny následující licenční soubory: