Projekti / Programi
Proces uparjanja med parno eksplozijo v z natrijem hlajenih hitrih reaktorjih
| 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 |
z natrijem hlajeni hitri reaktor, jedrska varnost, težke nesreče, parna eksplozija, večfazni tok, prenos toplote, uparjanje, numerična simulacija
Raziskovalci (8)
Organizacije (2)
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
