İTÜDERGİSİ/d, Cilt 6, Sayı 4 (2007)

Yazı Büyüklüğü:  Küçük  Orta  Büyük

Kaynar sulu nükleer reaktörlerde eksenel akı modlarının paralel kanal kararsızlıklarına etkileri

Demirel AKTAŞ, Melih GEÇKİNLİ

Özet


Kaynar sulu reaktörlerdeki kaynama olayı bu sistemlerin, kararlılık açısından zayıf noktasını oluşturur. Nötronik ile kuple olan termalhidrolik olaylar problemi daha karmaşık yapar. Genelde BWR (kaynar sulu reaktör) kararsızlıkları güç salınımlarının şekline göre global ve yerel (zıt-fazlı) olarak sınıflandırılırlar. Global salınımlarda bütün bölgesel güç monitörlerinden alınan sinyaller hep birlikte salınım yapmaktadırlar; halbuki zıt-fazlı güç kararsızlıklarında monitörlerin kaydettiği sinyaller birbirilerine göre belirli bir faz ilişkisi içinde iken; ortalama güç monitörleri büyük boyutlardaki bu sapma olaylarını tespit edemezler. Reakör akısının temel mod dışındaki tüm uzaysal harmonikleri kritik altıdır. Temel prensiplerden başlayarak modal nokta kinetik denklemleri türetilebilir. Bu denklemler termalhidrolik pertürbasyonların bölgesel veya üniform olmayan davranışları nedeniyle kupledir. Reaktör operatörleri tarafından rapor edilen, çok sayıda beklenmedik güç salınım olayı vardır. Güncel reaktör kodları ile kararsızlıkların benzeşimleri iyi bir şekilde yapılmaktadır; ancak analitik modeller olayın fiziksel yorumunda daha yararlı olmaktadır. Reaktör kararlılık analizi için önerilen en eski modellerden biri paralel kanal kararsızlığıdır; bu isim uygulanan hidrolik sınır koşullarından kaynaklanır ve global kararsızlık analizinde kullanılabilir. Bu çalışmada sözü edilen model, temel akı moduna birinci eksenel harmoniği de ilave ederek geliştirilmiş, böylece yeni bir kararsızlık modu önerilmiş ve analizi yapılmıştır. Analiz lineer denklemlerle frekans domeninde gerçekleştirilmiştir. Kaynama sınırının hareketi, modal nokta kinetik denklemler üzerinden reaktivite geri besleme etkisi yaratmaktadır. Sonuçlar, net bir şekilde, akının doğal birinci eksenel harmoniğinin reaktör kararlılığını etkilediğini göstermiştir.

Anahtar Kelimeler: BWR kararlılığı, zıt fazlı güç salınımları, modal kinetik denklemler.


Tam Metin: PDF