Nalaganje ...
Projekti / Programi vir: ARIS

POSKUS IN SIMULACIJA ZGOREVANJA VODIKA V EKSPERIMENTALNI NAPRAVI ZADRŽEVALNEGA HRAMA JEDRSKE ELEKTRARNE

Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
2.03.02  Tehnika  Energetika  Goriva in tehnologija za konverzijo energije 

Koda Veda Področje
T160  Tehnološke vede  Jedrsko inženirstvo in tehnologija 

Koda Veda Področje
2.11  Tehniške in tehnološke vede  Druge tehniške in tehnološke vede 
Ključne besede
jedrska varnost, zadrževalni hram, zgorevanje, vodik
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Raziskovalci (18)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  33647  Sandi Cimerman    Tehnični sodelavec  2012 - 2014 
2.  07025  dr. Leon Cizelj  Energetika  Raziskovalec  2011 - 2014  963 
3.  34611  Raphael Stephae Connes  Procesno strojništvo  Raziskovalec  2012 - 2014 
4.  22322  dr. Samir El Shawish  Energetika  Raziskovalec  2011 - 2014  151 
5.  34612  Romain Claude Henry  Energetika  Raziskovalec  2012 - 2014  23 
6.  35547  dr. Tadej Holler  Procesno strojništvo  Raziskovalec  2012 - 2014  32 
7.  05570  dr. Ivo Kljenak  Energetika  Raziskovalec  2011 - 2014  468 
8.  16435  dr. Boštjan Končar  Energetika  Raziskovalec  2011 - 2014  367 
9.  14572  dr. Matjaž Leskovar  Energetika  Raziskovalec  2011 - 2014  436 
10.  02852  dr. Borut Mavko  Energetika  Vodja  2011 - 2014  930 
11.  35548  dr. Jure Oder  Energetika  Raziskovalec  2012 - 2014  58 
12.  21181  Zoran Petrič  Energetika  Raziskovalec  2011 - 2014  15 
13.  08661  dr. Andrej Prošek  Energetika  Raziskovalec  2011 - 2014  603 
14.  35549  dr. Matej Tekavčič  Procesno strojništvo  Raziskovalec  2012 - 2014  94 
15.  12057  dr. Iztok Tiselj  Energetika  Raziskovalec  2011 - 2014  471 
16.  32599  dr. Mihaela Irina Uplaznik  Elektronske komponente in tehnologije  Raziskovalec  2011 - 2014  23 
17.  29182  dr. Mitja Uršič  Procesno strojništvo  Raziskovalec  2011 - 2013  265 
18.  26470  dr. Andrija Volkanovski  Procesno strojništvo  Raziskovalec  2011 - 2014  169 
Organizacije (2)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  0106  Institut "Jožef Stefan"  Ljubljana  5051606000  91.408 
2.  1554  Univerza v Ljubljani, Fakulteta za matematiko in fiziko  Ljubljana  1627007  34.374 
Povzetek
Projekt bo obravnaval eksperimentalno in teoretično raziskovanje zgorevanja vodika v zadrževalnem hramu jedrske elektrarne. Ta problematika je še zlasti aktualna za razumevanje dogajanj med nesrečo v jedrski elektrarni v Fukušimi na Japonskem, marca 2011.   Poskus zgorevanja vodika bo izveden v eksperimentalni napravi zadrževalnega hrama HYKA A2 v Karlsruhe Institute of Technology (KIT, Nemčija). Naprava HYKA A2 je v osnovi velika, navpično postavljena, cilindrična posoda, podobne notranje oblike kot zadrževalni hram jedrske elektrarne, s prostornino 220 m3. Poskus bo izveden pri naslednjih referenčnih začetnih pogojih: tlak 1,5 bar, temperatura 90°C, homogena koncentracija vodne pare 25 vol.%, in homogena koncentracija vodika 10 vol.%. Plinska mešanica bo vžgana pri dnu posode v osi, tako, da se bo plamen širil navzgor in v vodoravni (radialni) smeri. Merili bomo rezultirajoče časovne poteke tlaka in temperature. Poleg tega bomo opazovali tudi širjenje plamena.   Pri eksperimentu bo izvedenih več testov, s spreminjanjem začetnih pogojev v okolici referenčnih vrednosti. Na ta način bo preverjena zanesljivost eksperimentalnih rezultatov in zagotovljeno, da dobljeni rezultati ne ustrezajo morebitni singularnosti.   V okviru skupnega izvajanja eksperimenta s KIT bodo sodelavci Instituta »Jožef Stefan« pripravili teoretične analize pred izvajanjem poskusa ter njegovo natančno specifikacijo. Pri eksperimentu bodo prav tako tudi sami sodelovali. Po izvedbi poskusa bodo sodelavci IJS analizirali rezultate ter pripravili zaključno poročilo o eksperimentu.   Po izvedbi eksperimenta se bo projekt nadaljeval s teoretičnimi raziskavami. Prvi del teoretičnih raziskav bo zajemal analizo samih rezultatov poskusa. Le-ti bodo uporabljeni za določitev hitrosti širjenja plamena v različnih smereh v prostoru. Rezultati bodo primerjani z eksperimentalnimi rezultati, dobljenimi na podobnih eksperimentalnih napravah pri podobnih pogojih.   Drugi del teoretičnih raziskav bo zajemal simulacijo izvedenega eksperimenta z računalniškimi programi. Eksperiment bo prvo simuliran z evropskim nič-razsežnim programom za simulacijo težkih nezgod ASTEC. Pri tem pristopu je prostor razdeljen na manjše volumne, v katerih so razmere modelirane kot homogene. Simulacija izvedenega eksperimenta s programom ASTEC bo omogočila razvoj primerne metodologije za ustrezno simulacijo širjenja plamena v velikem prostoru. Metodologija bo uporabna za varnostne analize pravih jedrskih elektrarn.   Eksperiment bo simuliran tudi s programom za računsko dinamiko tekočin, ki rešuje transportne enačbe mehanike tekočin in dodatne konstitucijske relacije na lokalni trenutni skali. Simulacija bo omogočila preverjanje fizikalnih modelov in tako prispevala k splošnim teoretičnim raziskavam pojava zgorevanja.
Pomen za razvoj znanosti
Na področju raziskav osnovnih pojavov je predlagani projekt prispeval raziskavam (tako eksperimentalnim kot teoretičnim) pojava zgorevanja (specifično deflagracije). Izvedeni poskus je med redkimi, ki so bili izvedeni v posodah tega reda velikosti, in je omogočil določitev tlaka, temperature ter navpične in vodoravne hitrosti širjenja plamena pri zgorevanju v velikem prostoru. Simulacija s programom za računsko dinamiko tekočin (Computational Fluid Dynamics – CFD) omogoča preverjanje in nadaljnji razvoj konstitucijskih relacij za širjenje plamena. Na specifičnem področju jedrske tehnike je predlagani projekt prispeval k znanju o deflagraciji vodika v zadrževalnem hramu jedrske elektrarne pri pogojih težke nezgode.
Pomen za razvoj Slovenije
Pridobljena znanja za simulacijo zgorevanja vodika z nič-razsežnim programom lahko uporabljamo pri simulacijah težkih nezgod v jedrski elektrarni Krško (predvidoma za Upravo RS za jedrsko varnost, za podjetje GEN Energija, in za samo jedrsko elektrarno Krško). Varnostne analize jedrske elektrarne Krško, pri katerih bodo uporabljena pridobljena znanja za simulacijo zgorevanja vodika z uporabo nič-razsežnih programov, bodo: — povečale nivo jedrske varnosti v Sloveniji, — omogočile jedrski elektrarni Krško, da zadosti zahtevam državnih in mednarodnih organov, ter nadaljuje z varno proizvodnjo električne energije. Boljša napoved pričakovanih posledic tekom hipotetične težke nezgode je prav tako uporabna za nadaljnji razvoj t.i. smernic za obvladovanje težkih nezgod (Severe Accident Management Guidelines).
Najpomembnejši znanstveni rezultati Letno poročilo 2011, 2012, 2013, zaključno poročilo, celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati Letno poročilo 2011, 2012, 2013, zaključno poročilo, celotno poročilo na dLib.si
Zgodovina ogledov
Priljubljeno