Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Investigation of temperature reactivity coefficient in EOLE reactor

Katarzyna Borowiec

Abstract

The following paper focuses on investigation of the influence of temperature changes on the reactor behavior. For this purpose the EOLE reactor was examined. The EOLE reactor is experimental reactor able to achieve operating conditions of large Pressurized Water Reactor. To investigate change in reactivity with varying temperature, a three dimensional model in Serpent, continuous energy Monte Carlo reactor physics code, was created. The results of the simulation were compared with experimental data from EOLE reactor and results achieved using Benchmark model. The experiment CREOLE (Coefficient of Reactivity in EOLE) was performed in temperature range of 20 ºC to 300ºC. The effects of changes in reactivity due to temperature and density modification in the experiment was measured by doubling time technique. Simulation was performed for twenty four temperature values, the change of density of water, fuel and material in the experimental loop was accounted for. As the result of simulation the keff was achieved for each temperature with the confidence interval. Those data were used for calculation of reactivity of the reactor, third order polynomial was chosen to approximate data points from the simulation. The Temperature Reactivity Coefficient (TRC) was calculated in four temperature ranges and compared with experimental and Benchmark data. The temperature ranges were set to be: – first range 20-111oC, – second range 111-186oC, – third range 186-242oC, – fourth range 242-289oC. The results in those four temperature ranges are as follows, in the brackets the resulting TRC from the experiment is presented: – first range: TRC= -2.38±0.22 pcm/°C (-2.61±0.12 pcm/°C), – second range: TRC= -3.60±0.22 pcm/°C (-3.76±0.14 pcm/°C), – third range: TRC= -4.54±0.30 pcm/°C (-4.44±0.16 pcm/°C), – fourth range: TRC= -5.27±0.48 pcm/°C (-5.33±0.18 pcm/°C). Observation of the results and associated confidence intervals, shows that the achieved values are good estimates of the expected value, which can be concluded with the usage of three sigma statistical test.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Katarzyna Borowiec (FPAE) Katarzyna Borowiec,, Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Title in Polish
Wyznaczanie temperaturowego współczynnika reaktywności dla reaktora EOLE
Supervisor
Konrad Wojdan (FPAE/IHE) Konrad Wojdan,, The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Certifying unit
Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Affiliation unit
The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)
Study subject / specialization
, Energetyka (Power Engineering)
Language
(en) English
Status
Finished
Defense Date
18-02-2016
Issue date (year)
2016
Pages
47
Internal identifier
MEL; PD-3565
Reviewers
Konrad Wojdan (FPAE/IHE) Konrad Wojdan,, The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE) Konrad Świrski (FPAE/IHE) Konrad Świrski,, The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Keywords in Polish
Temperaturowy Współczynnik Reaktywności, Fizyka Rektorów, Serpent, CREOLE
Keywords in English
Temperature Reactivity Coefficient, Reactor Physics, Serpent, CREOLE.
Abstract in Polish
Niniejsza praca ma na celu zbadanie wpływu zmian temperatury w reaktorze, na wartość reaktywności. Do przeprowadzenia analizy wybrany został reaktor EOLE. Reaktor EOLE jest to reaktor badawczy w którym możliwe jest osiągnięcie parametrów występujących w dużych reaktorach wodnych ciśnieniowych. Aby zbadać wpływ temperatury na pracę reaktora stworzony został model reaktora w Serpencie, jest to kod bazujący na metodzie Monte Carlo pozwalającym na zadanie geometrii w trzech wymiarach. Otrzymane wyniki porównane zostały z wynikami eksperymentu. Dodatkowo przedstawione zostały wyniki otrzymane z modelu wzorcowego. Eksperyment CREOLE (ang. Coefficient of Reactivity in EOLE), współczynnik reaktywności w EOLE, został przeprowadzony w temperaturach z zakresu 20-300oC. Reaktywność jako funkcja temperatury została otrzymana poprzez pomiar czasu podwojenia mocy reaktora. Symulacja została wykonana dla dwudziestu czterech temperatur, w obliczeniach uwzględniono zmianę gęstości wody, paliwa i materiałów znajdujących się w centralnej części reaktora. W wyniku przeprowadzenia symulacji uzyskano keff wraz z przedziałem ufności dla każdej z temperatur. Przy użyciu otrzymanych wyników symulacji obliczono wartość reaktywności. Wielomian trzeciego stopnia został dopasowany do otrzymanych wyników. Następnie Temperaturowy Współczynnik Reaktywności (TRC) został wyznaczony dla czterech przedziałów temperaturowych. Wynik porównany został z wartością otrzymaną doświadczalnie jak również z rezultatami symulacji modelu wzorcowego. Przedziały temperatury które zostały wybrane to: – przedział pierwszy 20-111oC, – przedział drugi 111-186oC, – przedział trzeci 186-242oC, – przedział czwarty 242-289oC. Temperaturowy Współczynnik Reaktywności w przedstawionych powyżej przedziałach wynosi odpowiednio, wartość w nawiasie jest to wynik doświadczalny: – pierwszy przedział: TRC= -2.38±0.22 pcm/°C (-2.61±0.12 pcm/°C), – drugi przedział: TRC= -3.60±0.22 pcm/°C (-3.76±0.14 pcm/°C ), – trzeci przedział: TRC= -4.54±0.30 pcm/°C (-4.44±0.16 pcm/°C), – czwarty przedział: TRC= -5.27±0.48 pcm/°C (-5.33±0.18 pcm/°C). Biorąc pod uwagę otrzymane wartości i przedziały ufności z nimi związane można stwierdzić na podstawie testu statycznego trzy sigma że otrzymane wartości dobrze estymują wartość oczekiwaną.
File
  • File: 1
    Katarzyna_Borowiec.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 9291

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUTf232ecd7da904df78732ed475b52bc7f/
URN
urn:pw-repo:WUTf232ecd7da904df78732ed475b52bc7f

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page