Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Scaling analysis of depressurized conduction cooldown event at the Oregon State Uniwersity High Temperature Test Facility

Izabela Gutowska

Abstract

The High Temperature Test Facility (HTTF), under construction at Oregon State University, is a scaled model of the MHTGR. The HTTF is being built for code validation purposes. As primary-pipe break accident is one of the design-basis failures of a high-temperature gas-cooled reactor (HTGR), it is objective to provide specific analyses on such accident. In the case of a LOCA (A loss-of-coolant accident), the first stage of the accident is a loss of helium with depressurization. This occurs until atmospheric conditions are reached. After depressurization there exists an air-helium mixture of higher density than the helium in the reactor vessel. This results in the air-helium mixture ingress into the reactor vessel through stratified flow. Once the pressures are at equilibrium, helium being lighter than air, the latter can enter the core very slowly by molecular and thermal diffusion (natural circulation). This thesis discusses the stratified flow which is a multi-dimensional phenomenon occurring in the large broken pipe in order to air ingress event during DCC event (Depressurized Conduction Cooldown). With CFD simulation the effects of the depressurization stage on the rest of the model will be quantified. Besides, scaling analyses for the HTTF will be examined. Numerical results of exchange flow timing will be compared with analytical results. Star ccm+ code was used to model air ingress events and UGS NX7.5 software was a tool to prepare HTTF simplified geometry.
Record ID
WUT67f2ff5fa61e4596bb37285e4621dceb
Diploma type
Master of Science
Author
Izabela Gutowska (FPAE/IHE) Izabela Gutowska,, The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Title in Polish
Analiza skalowania zjawiska gwałtownego spadku ciśnienia w testowej instalacji gazowego reaktora wysokotemperaturowego w Oregon State University w wyniku awarii typu LOCA
Supervisor
Nikołaj Uzunow (FPAE/IHE) Nikołaj Uzunow,, 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
02-07-2012
Issue date (year)
2012
Pages
85
Internal identifier
MEL; PD-1866
Reviewers
Nikołaj Uzunow (FPAE/IHE) Nikołaj Uzunow,, 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
Analiza skalowania zjawiska gwałtownego spadku ciśnienia w testowej instalacji gazowego reaktora wysokotemperaturowego w Oregon State University w wyniku awarii typu LOCA
Keywords in English
High Temperature Gas Cooled Reactor, Loss of Coolant Accident, Scaling Analysis, Depressurized Conduction Cooldown
Abstract in Polish
Reaktory jądrowe IV Generacji to wspólna nazwa projektów badawczo-rozwojowych przyszłościowych reaktorów jądrowych. Jednym z nich jest modułowy, gazowy reaktor wysokotemperaturowy (MHTGR). Wśród najważniejszych aspektów branych pod uwagę podczas projektowania i testowania przyszłych technologii jądrowych są bezpieczne parametry pracy reaktora. Realizowane analizy oraz symulacje wypadków typu LOCA (Lost of Coolant Accident), czyli wypadków utraty chłodziwa w rdzeniu reaktora, skupiają się między innymi na badaniu wydarzeń D-LOFC (Depressurized Loss of Forced Convection). Awaria ta związana jest z gwałtownym spadkiem ciśnienia i utratą chłodziwa w wyniku pęknięcia kanału doprowadzającego chłodziwo do rdzenia reaktora. W pracy skupiono się na cieplno-przepływowym modelowaniu zdarzeń typu LOCA, z uwzględnieniem specyfiki pracy reaktora MHTGR oraz wymagań wynikających z obecnego stanu wiedzy. Zostały przeprowadzone stosowne analizy wrażliwości modelu na zmiany parametrów początkowych oraz metod obliczeniowych. W wyniku analiz cieplno-przepływowych został określony wpływ początkowego etapu gwałtownego wyrównywania ciśnień w reaktorze do ciśnienia atmosferycznego na kolejne etapy, którymi są: stratyfikacja przepływu oraz dyfuzja molekularna powietrza i helu, które występują w kanale doprowadzającym chłodziwo oraz w rdzeniu reaktora. Uwidoczniona jest zmiana stężenia powietrza oraz helu w reaktorze podczas kolejnych etapów wypadku utraty chłodziwa w rozważanych przypadkach. Wyznaczony został czas, po którym powietrze wypełni dolną komorę mieszania w symulacji wydarzenia w instalacji testowej HTTF (High Temperature Test Facility) oraz w przeskalowanym modelu MHTGR. Sprawdzeniu uległ stosunek otrzymanych czasów w kontekście przeprowadzonego przez Oregon State University oraz Idaho National Laboratory raportu skalowania. Narzędziem projektowym służącym utworzeniu modelu reaktora było oprogramowanie: UGS NX 7.5. W celu przeprowadzenia analiz cieplno-przepływowych badanego zjawiska użyto programu Star ccm+.
File
  • File: 1
    Praca_Magisterska_Izabela_Gutowska.pdf
Request a WCAG compliant version

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/master/WUT67f2ff5fa61e4596bb37285e4621dceb/
URN
urn:pw-repo:WUT67f2ff5fa61e4596bb37285e4621dceb

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page