Basit öğe kaydını göster

dc.contributor.advisorKOCAR, CEMİL
dc.contributor.authorMercan, Ahmet Kağan
dc.date.accessioned2017-07-10T06:53:46Z
dc.date.available2017-07-10T06:53:46Z
dc.date.issued2017-06-28
dc.date.submitted2017-06-05
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11655/3675
dc.description.abstractToday, current nuclear reactors’ future depends on uranium reserves. Researches for materials that can be replaced with uranium or can be used with uranium to obtain similar performances with uranium or better performances than uranium are being done in whole world. Thorium element takes important part in these researches because of creating fissile material. The aim of this thesis is using different concentrated uranium-thorium mixtures in VVER-1000 reactor that is very common in world and calculating thermal performance of these fuels. According to results of these analysis, some accident analysis are examined for the concentration that will give the worst scenario. With this thesis, a basis information is aimed for thorium usage in nuclear reactors. A unit cell is created by using the geometry of VVER-1000 reactor in calculations. Thermal conductivity and heat capacitance were calculated for different concentrated homogenous Th-U mixturesfor fuel that created inside unit cell. Calculated thermal conductivity and heat capacitance parameters were applied to COBRA-TF code and performance of different concentrations was observed. Also performance of fuels were tested with different heat profiles. In addition to this, concentration which showed the worst performance was chosen and 10% decrease of flow, reactivity insertion accidentthat increases and decreases the power by 20% cases were applied. Pump coastdown with reactor shutdown accident at the hottest channel conditionwas also performed. The results show that the highest fuel centerline temperatures are calculated for concentration that includes %40 Th w/o percent, which is 1190 K for average channel conditions and cosine heat skew. Calculated fuel centerline temperature is approximately 103.5 K higher than normal uranium used case. iv When 10% flow decrease case for the sample that includes 40% thorium is observed, about 6 K rise is observed. Positive reactivity insertion to the system leads to increase of the highest fuel centerline temperature by 1367.7 K for thorium and 1184 K for uranium. Negative reactivity insertion case results with approximately 150 K decline of the highest fuel centerline temperature for thorium and about 170 K decline for uranium. In case of pump coastdown with reactor shutdown, the highest fuel centerline temperature increases to 600 K which is 580 for Th included fuel without coastdown for maximum working conditions. According to calculations, if varied concentrated thorium is inserted to the system, system works under limits. System also works under limits when the flow decrease and reactivity insertion accident scenarios exist. In case of pump coastdown at the hottest channel conditions, despite overly decreased flow, system can handle decay heat.tr_TR
dc.description.tableofcontentsÖZET ...................................................................................................................................... i ABSTRACT ......................................................................................................................... iii TEŞEKKÜR .......................................................................................................................... v İÇİNDEKİLER ..................................................................................................................... vi ÇİZELGELER .................................................................................................................... viii ŞEKİLLER ........................................................................................................................... ix SİMGE VE KISALTMALAR ............................................................................................. xii 1. GİRİŞ ............................................................................................................................. 1 1.1 Tezin Amacı ............................................................................................................ 1 1.2 Tezin Şeması ........................................................................................................... 1 1.3 Literatür Özeti ......................................................................................................... 2 2. MODELLEME VE ANALİZLER ................................................................................ 3 2.1 Kullanılan Tasarım ................................................................................................. 3 2.2 COBRA-TF Modellemesi ....................................................................................... 4 2.3 Isıl İletkenlik Analizi .............................................................................................. 6 2.4 Kaza Analizleri ....................................................................................................... 7 2.4.1 Akış Azalması Kazası ...................................................................................... 7 2.4.2 Reaktivite Tanıtılması Kazası .......................................................................... 7 2.4.3 Pompa Durması ............................................................................................. 12 3. SONUÇLAR ve DEĞERLENDİRME ........................................................................ 14 3.1 Isıl İletkenlik Değerlerinin Karşılaştırılması ........................................................ 14 3.2 GEÇİŞ VE KAZA ANALİZLERİ ........................................................................ 27 3.2.1 Kütle akış oranının azalması ......................................................................... 27 3.2.2 Sisteme reaktivite girişi ................................................................................. 34 3.2.3 Pompa durması .............................................................................................. 38 4. TARTIŞMA ................................................................................................................. 43 KAYNAKLAR .................................................................................................................... 44 ÖZGEÇMİŞ ......................................................................................................................... 45tr_TR
dc.language.isoturtr_TR
dc.publisherFen Bilimleri Enstitüsütr_TR
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccesstr_TR
dc.subjecttoryum-uranyum yakıt, COBRA-TF, ısıl performans analizitr_TR
dc.titleVVER REAKTÖRÜNDE TORYUM-URANYUM YAKITLARIN ISIL-HİDROLİK PERFORMANS ANALİZİtr_TR
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/masterThesistr_TR
dc.description.ozetGünümüzde mevcut olan nükleer reaktörlerin geleceği uranyum rezervleriyle sınırlıdır. Bu yüzden dünyada uranyumun yerine geçebilecek yada uranyumla birlikte kullanılarak benzer veya daha iyi performans gösteren malzeme elde etme çalışmaları yapılmaktadır. Toryum elementi de fisil madde üretebildiği için bu araştırmalarda önemli bir yer tutmaktadır. Bu tezin amacı, dünyada yaygın olarak kullanılan VVER-1000 reaktöründe homojen olarak çeşitli konsantrasyonlarda uranyum-toryum karışımlarının kullanılması ve bu konsantrasyonların ısıl-hidrolik performanslarının incelenmesidir. Bu analizlerden çıkan sonuçların ışığında en kötü senaryoyu verecek konsantrasyon için çeşitli kaza analizleri incelenmiştir. Bu tez sayesinde nükleer reaktörlerde olası Th kullanımları için bir temel oluşturulması hedeflenmektir Hesaplamalarda VVER-1000 reaktörü için geometri kullanılarak birim hücre oluşturulmuştur. Oluşturulan birim hücre içindeki yakıtta çeşitli konsantrasyonlarda U-Th homojen karışımlar için ısıl iletkenlik ve ısı kapasiteleri hesaplanmıştır. Hesaplanan ısıl iletkenlik ve ısı kapasitesi parametreleri ile reaktör birim hücresi COBRA-TF koduna girdi olarak verilerek farklı konsantrasyonların performansları izlenmiştir. Yakıtların konsantrasyonları farklı ısı profilleri ile de test edilmiştir. Bunun yanı sıra en kötü performanslı konsantrasyon örneği seçilip bu örnekte %10 akış azalması, güçte %20’lik artış ve azalış sağlayacak reaktivite girişi kazaları işletim koşulları için uygulanmıştır. En sıcak kanal koşulları içinreaktör kapanarak pompa durması kazası da incelenmiştir. ii Yapılan analizlerin sonuçları incelendiğinde en yüksek yakıt merkez sıcaklığı kütlece %40 Th içeren örnekte ortalama kanal koşullarında kosinüs ısı akışı için 1190 K olarak hesaplanmıştır.Hesaplanan yakıt merkez sıcaklığı normal uranyum kullanımından 103,5 K daha yüksektir. %40 toryum içeren örnek içeren yakıtta %10 akış azalması durumu incelendiğinde sıcaklıkta ortalama kanal koşulları altında 6 K’e yakın artış gözlenmektedir. Sisteme negatif reaktivite girişi olduğunda en yüksek yakıt merkez sıcaklığı toryum içeren örnek için 1367,7 K, uranyum içeren örnek için 1184 K’e yükselmektedir. Pozitif reaktivite girildiği koşulda ise sıcaklık düşüşü toryum için yaklaşık 150 K, uranyum için yaklaşık 170 K olmuştur. Reaktör kapanması ile birlikte pompa durması gerçekleştiğindeen yüksek yakıt merkez sıcaklığı maksimum çalışma koşulları için durma yokken Th içeren örnek için 580 Kiken kaza sonrası 600 K olmuştur. Yapılan hesaplamaların sonucunda, sistemin içine değişik konsantrasyonlarda Th katıldığında sistem belirlenen isletim sınırlarının altında kalmıştır. Sistem akış azalması ve reaktivite girişi kaza senaryolarında güvenli limitlerde kalmıştır. En sıcak kanal koşullarında pompa yavaşlaması durumunda sistem aşırı düşen akışa rağmen bozunum ısısını karşılamıştır.tr_TR
dc.contributor.departmentNükleer Enerji Mühendisliğitr_TR
dc.contributor.authorID10153166tr_TR


Bu öğenin dosyaları:

Bu öğe aşağıdaki koleksiyon(lar)da görünmektedir.

Basit öğe kaydını göster