شبیه سازی و تحلیل جریان در مولد بخار افقی نیروگاه هسته ای بوشهر

Abstract

مولدهای بخار به عنوان رابط میان مدار اول و دوم نیروگاه‌های هسته‌ای آبی تحت فشار در تولید بخار لازم برای حرکت توربین و در نتیجه تولید برق از اهمیت بسزایی برخوردار می‌باشند. تحلیل ترموهیدرولیک با هدف ایجاد مدلی مناسب در پیش‌بینی پراکندگی بخار در فضای مولد بخار می‌تواند طراحی و بررسی این جزء مهم از نیروگاه را تحت تاثیر قرار دهد. در این گونه مدلسازی‌های ترموهیدرولیکی، شبیه‌سازی و آنالیز جریان دوفازی عبوری از دسته لوله‌ها در طراحی و آنالیزهای ایمنی از اهمیت بالایی در طراحی مولدهای بخار برخوردار است. پیچیدگی بالا در هندسه مولد بخار در کنار تعداد زیاد لوله ها بر دشواری هر چه بیشتر تحلیل‌های عددی می‌افزاید. در شبیه سازی حاضر بکمک دینامیک سیالات محاسباتی دسته لوله‌ها به عنوان جسم متخلخل مدل شده است و در تحلیل معادلات حاکم بر جسم متخلخل از معادلات مرتبط به نیروی درگ و نیروی مقاوم ناشی از دیواره‌ی دسته لوله‌های مولد بخار بکمک معادلات تجربی موجود در پژوهش های مشابه بهره گرفته شده است. در تحلیل حاضر انتقال حرارت از مدار اول به مدار دوم به صورت سه بعدی و با استفاده از چشمه‌ی انرژی در مولد بخار در نظر گرفته شده است. در کنار صحت سنجی مطالعه‌ی میدان جریان بکمک تئوری جسم متخلخل، کاهش دامنه محاسباتی با اعمال شرایط مرزی مناسب مورد بررسی قرار گرفته است. مشاهده گردید که کسر حجمی بخار بدست آمده با در نظر گرفتن شرایط مرزی خروجی مناسب در مقایسه با فعالیت‌های عددی مشابه تطبیق مناسبی را نسبت به نتایج تجربی ارائه می‌نماید.