Modeling of thermal-hydraulics in a KAROLINA calorimeter for its calibration methodology validation

Aleksandra Luks , Krzysztof Pytel , Mikołaj Tarchalski , Nikołaj Uzunow , Tomasz Krok

Abstract

Results of numerical calculations of heat exchange in a nuclear heating detector for nuclear reactors are presented in this paper. The gamma radiation is generated in nuclear reactor during fission and radiative capture reactions as well as radioactive decay of its products. A single-cell calorimeter has been designed for application in the MARIA research reactor in the National Centre for Nuclear Research (NCBJ) in Świerk near Warsaw, Poland, and can also be used in the Jules Horowitz Reactor (JHR), which is under construction in the research centre in Cadarache, France. It consists of a cylindrical sample, which is surrounded by a gas layer, contained in a cylindrical housing. Additional calculations had to be performed before its insertion into the reactor. Within this analysis, modern computational fluid dynamics (CFD) methods have been used for assessing important parameters, for example, mean surface temperature, mean volume temperature, and maximum sample (calorimeter core) temperature. Results of an experiment performed at a dedicated out-of-pile calibration bench and results of numerical modelling validation are also included in this paper.
Author Aleksandra Luks ITC
Aleksandra Luks,,
- The Institute of Heat Engineering
, Krzysztof Pytel
Krzysztof Pytel,,
-
, Mikołaj Tarchalski
Mikołaj Tarchalski,,
-
, Nikołaj Uzunow ITC
Nikołaj Uzunow,,
- The Institute of Heat Engineering
, Tomasz Krok
Tomasz Krok,,
-
Journal seriesNukleonika, ISSN 0029-5922
Issue year2016
Vol61
No4
Pages453-460
Publication size in sheets0.5
Abstract in PolishPrzedstawiono wyniki obliczeń numerycznych wymiany ciepła w detektorze ciepła jądrowego reaktorów jądrowych. Promieniowanie gamma jest wytwarzane w reaktorze jądrowym podczas reakcji rozszczepienia i wychwytywania radiacji, jak również rozpadu promieniotwórczego jego produktów. Kalorymetr został zaprojektowany do stosowania w reaktorze badawczym MARIA w Narodowym Centrum Badań Jądrowych w Świerku pod Warszawą, a także może być stosowany w reaktorze Jules Horowitz (JHR), który jest w budowie w ośrodku badawczym w Cadarache we Francji. Składa się on z cylindrycznej próbki, która jest otoczona warstwą gazową, zawartą w cylindrycznej obudowie. Przed wprowadzeniem do reaktora konieczne było przeprowadzenie dodatkowych obliczeń. W ramach tej analizy wykorzystano nowoczesne metody obliczeniowe dynamiki płynów (CFD) do oceny ważnych parametrów, na przykład średniej temperatury powierzchniowej, średniej temperatury objętościowej i maksymalnej temperatury próbki (rdzeń kalorymetru). Wyniki kalibracji kalorymetru w przeprowadzonym eksperymencie oraz wyniki walidacji modelowej numerycznej są również zawarte w niniejszym dokumencie.
DOIDOI:10.1515/nuka-2016-0074
URL http://www.ichtj.waw.pl/nukleonikaa/?p=1256
Languageen angielski
File
LUKS Artykuł-Nukleonika_v61n4.pdf / 413.83 KB / LUKS Artykuł-Nukleonika_v61n4.pdf 413.83 KB
Score (nominal)15
ScoreMinisterial score = 15.0, 28-11-2017, ArticleFromJournal
Ministerial score (2013-2016) = 15.0, 28-11-2017, ArticleFromJournal
Publication indicators WoS Impact Factor: 2016 = 0.76 (2) - 2016=0.512 (5)
Citation count*0
Cite
Share Share



* presented citation count is obtained through Internet information analysis and it is close to the number calculated by the Publish or Perish system.
Back