Nalaganje ...
Projekti / Programi vir: ARIS

Proces uparjanja med parno eksplozijo v z natrijem hlajenih hitrih reaktorjih

Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
2.13.01  Tehnika  Procesno strojništvo  Večfazni sistemi 

Koda Veda Področje
T160  Tehnološke vede  Jedrsko inženirstvo in tehnologija 

Koda Veda Področje
2.03  Tehniške in tehnološke vede  Mehanika 
Ključne besede
z natrijem hlajeni hitri reaktor, jedrska varnost, težke nesreče, parna eksplozija, večfazni tok, prenos toplote, uparjanje, numerična simulacija
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Raziskovalci (8)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  07025  dr. Leon Cizelj  Energetika  Raziskovalec  2017 - 2020  963 
2.  33540  dr. Martin Draksler  Energetika  Raziskovalec  2017 - 2020  108 
3.  05570  dr. Ivo Kljenak  Energetika  Raziskovalec  2017 - 2020  468 
4.  39407  dr. Rok Krpan  Mehanika  Mladi raziskovalec  2017 - 2020  45 
5.  14572  dr. Matjaž Leskovar  Energetika  Raziskovalec  2017 - 2020  436 
6.  35548  dr. Jure Oder  Energetika  Raziskovalec  2017 - 2020  58 
7.  08661  dr. Andrej Prošek  Energetika  Raziskovalec  2017 - 2020  603 
8.  29182  dr. Mitja Uršič  Procesno strojništvo  Vodja  2017 - 2020  265 
Organizacije (2)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  0106  Institut "Jožef Stefan"  Ljubljana  5051606000  91.351 
2.  1554  Univerza v Ljubljani, Fakulteta za matematiko in fiziko  Ljubljana  1627007  34.371 
Povzetek
V okviru varnostnih študij za inovativne z natrijem hlajene jedrske elektrarne je potrebno oceniti tudi potencialna tveganja ob morebitnih težkih nesrečah. Eno od pomembnejših vprašanj na področju taljenja sredice med hipotetično težko nesrečo v inovativnih z natrijem hlajenih jedrskih elektrarnah je povezano z verjetnostjo in posledicami nastanka parne eksplozije. Parna eksplozija se lahko razvije ob stiku staljene sredice in tekočega natrija. Dovolj močna parna eksplozija bi lahko imela za posledico porušitev celovitosti zadrževalnega hrama in s tem direktni izpust radioaktivnih snovi v okolje. Razumevanje pojava parne eksplozije je zelo pomembno za jedrsko varnost. Do sedaj opravljene raziskave z integralnimi eksperimenti so pokazale, da so parne eksplozije v natriju mogoče. Trenutno raziskovalci preverjamo uporabnost kompleksnih računalniških programov, ki so namenjeni proučevanju pojavov, povezanih z interakcijo taline s hladilom. Eden izmed ciljev preverjanja je izpostaviti potrebe po eksperimentalnih, analitičnih in numeričnih raziskavah v podporo razvoja kompleksnih računalniških programov, ki so namenjeni proučevanju pojava parne eksplozije v natriju. V skladu s temi prizadevanji je namen predlaganega projekta izboljšati razumevanje procesa uparjanja med parno eksplozijo v natriju. Tako sta na primer za izvedbo analitičnih raziskav eksplozijske faze s kompleksnimi računalniškimi programi, ki so namenjeni proučevanju interakcije taline z vodo, trenutno v uporabi dva koncepta: koncept globalnega uparjanja hladila, kjer sta hladilo in talina v termičnem ravnovesju, in koncept direktnega uparjanja v okolici taline. Zaradi pomembnih razlik v lastnostih vode in natrija, je potrebno raziskati uporabnost obeh konceptov za natrij.    V podporo raziskavam procesa uparjanja se lahko izvedejo tako analitične raziskave kakor tudi natančne numerične simulacije. Glavna cilja projekta sta tako: Analiza modeliranja procesa uparjanja. Analizirati je potrebno prenos toplote in uparjanje v okolici taline. Simulacija pare eksplozije v natriju. S pomočjo kompleksnih računalniških programov, ki so namenjeni modeliranju interakcije taline s hladilom, želimo oceniti vpliv mešalne faze na jakost parne eksplozije. Dodatno želimo s simuliranjem razpoložljivih eksperimentalnih podatkov preveriti uporabnost računalniških programov. S projektom bomo pridobili simulacijsko orodje, ki bo omogočalo bolj realistične simulacije eksperimentov in v prihodnosti bolj realistične ocene reaktorskih razmer ter posledično bolj realistične ocene ranljivosti z natrijem hlajenih jedrskih elektrarn.
Pomen za razvoj znanosti
Rezultati raziskav so pomembni za razvoj znanosti, saj parne eksplozije predstavljajo eno izmed pomembnejših nerešenih vprašanj na področju taljenja sredice med hipotetično težko nesrečo v obstoječih jedrskih elektrarnah in v inovativnih jedrskih elektrarnah četrte generacije. Da bi izboljšali razumevanje za jedrsko varnost pomembnega pojava parne eksplozije, bomo v okviru projekta izboljšali razumevanje procesa uparjanja in s kompleksnim računalniškim programom, namenjenim simuliranju interakcije taline s hladilom, izvedli prve prave simulacije parne eksplozije v natriju. S tem bo ustvarjena podlaga za natančnejše varnostne analize težkih nesreč v z natrijem hlajenih hitrih reaktorjih. Te varnostne analize bodo v prihodnosti omogočile vzpostavitev optimalnih varnostnih ukrepov v primeru težkih nesreč. Pričakovani rezultati projekta tako predstavljajo znanstveni prispevek na področju raziskav parnih eksplozij, povezanih z jedrsko varnostjo.
Pomen za razvoj Slovenije
S projektom bo ustvarjena podlaga za natančnejše varnostne analize težkih nesreč v z natrijem hlajenih hitrih reaktorjih. Varnostne analize bodo v prihodnosti omogočile vzpostavitev optimalnih varnostnih ukrepov v primeru težkih nesreč. Raziskave tako neposredno prispevajo k prihodnjemu trajnostnemu zagotavljanju stabilne dobave električne energije ter varovanju okolja in prebivalcev. Projekt nam omogoča aktivno sodelovanje pri razvoju reaktorjev četrte generacije. Raziskave v okviru projekta bodo potencialno omogočile sodelovanje v projektu PLINIUS2 (Platform for Improvements in Nuclear Industry and Utility Safety), ki ga izvaja CEA, Francija in je zanimiv s stališča varnostnih študij za izgradnjo demonstracijskega reaktorja ASTRID (Advanced Sodium Technological Reactor for Industrial Demonstration). Pričakujemo, da nam bo projekt odprl vrata za dodatna sodelovanja v prihodnjih klicih EU EURATOM v okviru projekta Obzorja 2020. Projekt bo utrdil naše sodelovanje z IRSN, Francija. Neposredno bodo rezultati projekta izboljšali tudi naše razumevanje pojava parnih eksplozij v vodi. Raziskave tako prispevajo tudi k ustvarjanju, ohranjanju in krepitvi lastnega strokovnega znanja ter omogočajo neodvisnost od tujine pri izdelavi ekspertiz v podporo varnemu obratovanju JE Krško in pri pomoči upravnemu organu pri nadzoru vzdrževanja in obratovanja JE Krško. Vse to prispeva k povečanju konkurenčnosti Slovenije.
Najpomembnejši znanstveni rezultati Vmesno poročilo, zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati Vmesno poročilo, zaključno poročilo
Zgodovina ogledov
Priljubljeno