Termohydraulický návrh jaderných reaktorů

Podmínkou zápisu na předmět 17THAR je, že student získal v některém z předchozích semestrů zápočet z předmětu 17THYR

Garant předmětu:

Dušan Kobylka

Přednášející:

Dušan Kobylka

Cvičící:

Dušan Kobylka

Předmět zajišťuje:

katedra jaderných reaktorů

Anotace:

Předmět rozšiřuje teoretické vědomosti studentů získaných v předchozím studiu v oblasti problematiky termohydraulického výpočtu jaderných reaktorů a zaměřuje se zejména na jejich praktickou aplikaci. Studenti se dozvědí více o proudění v mříži palivových proutků, různých přístupech k numerickému termohydraulickému výpočtu aktivní zóny a jeho jednotlivých metodách. Podrobněji bude samostatně probíráno CFD řešení, subkanálová analýza i použití integrálních kódů. Pozornost bude rovněž věnována možnostem spojování těchto řešení do jednoho výpočtu popř. napojení na další výpočty aktivní zóny – termomechaniku paliva a neutronické výpočty (tzv. coupling). Teoretické přednášky doplní cvičení, na kterých budou studenti procvičovat probíranou látku na praktických úlohách řešených v SW nástrojích používaných na KJR: CFD ANSYS, ALTHAMC12, COBRA SFS a RELAP.

Požadavky:

Aktivní účast na cvičeních a průběžná kontrola výsledků řešení úloh.

Osnova přednášek:

1.Proudění v mříži palivových proutků a možnosti jeho řešení (2 přednášky): specifika proudění, fyzikální jevy doprovázející proudění v aktivní zóně, způsoby řešení.

2.CFD (3 přednášky): základy teorie, problematika tvorby geometrie a sítě, numerická nastavení výpočtu a jejich vliv na výsledky, analýza výsledků, citlivosti výsledků, výhody a nevýhody přístupu, vhodnost použití.

3.Subkanálová analýza (3 přednášky): základy teorie, numerická nastavení výpočtu, analýza výsledků, citlivosti výsledků, výhody a nevýhody přístupu, vhodnost použití.

4.Integrální kódy (3 přednášky): základy teorie, problematika nodalizace, numerická nastavení výpočtu, analýza výsledků, citlivosti výsledků, výhody a nevýhody přístupu, vhodnost použití.

5.Spojování různých přístupů řešení a problematika napojení na jiné výpočty aktivní zóny – coupling kódů (2 přednášky).

Osnova cvičení:

1.Výpočet úlohy pomocí CFD kódu (4 cvičení)

2.Výpočet úlohy pomocí subkanálové analýzy (4 cvičení)

3.Výpočet úlohy pomocí integrálního kódu (4 cvičení)

4.Vyhodnocení úloh a možnosti spojení výpočtů (1 cvičení)

Cíle studia:

Studijní materiály:

Povinná literatura:

[1]Lamarsh J.R., Baratta A.J.: Introduction to Nuclear Engineering. Londýn: Pearson, 2017. ISBN 978-0134570051

[2]D'Auria F. ed.: Thermal-Hydraulics of Water-Cooled Nuclear Reactors, Woodhead Publishing, 2017, ISBN: 9780081006627

[3]Čížek J.: ALTHAMC12 - Uživatelský a výcvikový manuál, technická zpráva, 17-20A-004-002, ALVEL, 2018

Doporučená literatura:

[4]Todreas N.E., Kazimi M.S.: Nuclear systems, volume II - Elements of Thermal Hydraulic Design, Tailor and Francis, 2001, ISBN 1-56032-079-6

[5]ANSYS: ANSYS help, on line dokumentace, dostupné na: https://ansyshelp.ansys.com

[6]The RELAP5 Development Team: RELAP5/MOD3.3 Code Manual - Code Structure, System Models and Solution Methods, NUREG/CR-5535/Rev P4, INEL, 2010

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Jaderné inženýrství - Jaderné reaktory (povinně volitelný předmět)