شبیه سازی و تحلیل آزمایش اختلاط سیال خنک کننده در محفظه فشار راکتور نیروگاه هسته ای بوشهر با استفاده از نرم افزار ANSYS CFX ۱۸.۰

در راکتورهای PWR عوامل مختلفی مانند افزایش یا کاهش برداشت حرارت از مدار اولیه، باعث بروز پدیده اختلاط سیال خنک کننده در محفظه فشار راکتور می شود. تعیین میزان اختلاط شکل گرفته از حیث حفظ ایمنی و کنترل راکتور بسیار حائز اهمیت است. در این پژوهش تست ترموهیدرولیکی اختلاط سیال خنک کننده در محفظه تحت فشار راکتور نیروگاه هسته ای بوشهر با نرم افزار ANSYS CFX ۱۸.۰ به صورت سه بعدی شبیه سازی شده است. در این تست، اختلاط سیال ناشی از کاهش برداشت حرارت از مدار اولیه توسط مدار ثانویه بررسی می شود. هدف این پژوهش محاسبه توزیع دمای سیال خنک کننده، ضرایب اختلاط (درصد اختلاط) بین حلقه های مدار اولیه و هم چنین تمام پارامترهای ترموهیدرولیکی سیال خنک کننده در تمام نقاط راکتور از جمله قلب که بسیار حائز اهمیت است، می باشد. بدین منظور هندسه کامل راکتور و اجزای داخلی آن به صورت دقیق مدل می شود و با استفاده از نرم افزار CFX، معادلات جریان داخل راکتور حل می گردد. معادلاتی که برای جریان حل می شوند، معادلات ناویر- استوکس متوسط گیری شده توسط رینولدز به همراه معادلات مدل آشفتگی دو معادله ای SST k-ω می باشد. با مقایسه نتایج به دست آمده حاصل از شبیه سازی و نتایج تجربی حاصل از تست راه اندازی مربوطه در نیروگاه بوشهر، متوسط خطای به دست آمده در محاسبه ضرایب اختلاط بین حلقه ها ۶/۴۵ درصد و برای ورودی قلب ۱۰/۹۲ درصد می باشد. این درصد خطا با توجه به کارهای مشابه و هم چنین ساده سازی های صورت گرفته در حین شبیه سازی، مطلوب و قابل اعتماد است.