شبیه سازی ضریب هدایت حرارتی و انتقال حرارت سوخت پراکنده با استفاده از نرم افزارFluent

استفاده بهینه از سوخت هسته ای درون قلب راکتور، با توجه به کمبود منابع اورانیوم طبیعی، هزینه های تولید و فرآوری اورانیوم مورد استفاده، همواره از مهترین مسائل در امر مدیریت سوخت می باشد.برای استفاده حداکثری از سوخت راکتور باید مصرف سوخت را افزایش داد.،علاوه بر این دانسیته قدرت قابل حصول از یک راکتور بستگی به مقدار انتقال حرارتی دارد که بدون آسیب رساندن به مواد ساختاری راکتور و یا میله های سوخت حاصل می شود.بنابریان شرکت های طراحی سوخت همواره به دنبال راهکاری هستند که بتوانند به افزایش دانسیته توان دست یابند. یکی از راه های دستیابی به این مهم، تغییر حالت شیمیایی سوخت، و یا افزایش ضریب هدایت حرارتی میله های سوخت می باشد. برای رسیدن به این هدف می توان به جای استفاده از سوخت معمول uo۲، از سوخت های سرامیکی پراکنده دی اکسید اورانیوم با دیگر عناصر نظیر زیرکونیوم وآهن استفاده نمود. در تحقیق حاضر با استفاده از نرم افزار Fluent شبیه سازی حالت های مختلف سوخت پراکنده نظیر uo۲-zr، uo۲-Fe، انجام شده است .این موضوع نشان می دهدکه استفاده از سوخت پراکنده تاثیر بسزایی در افزایش ضریب هدایت حرارتی سوخت راکتور دارد.بنابراین دانسیته توان حرارتی راکتورهای نسل فعلی بنحو قابل ملاحظه ای افزایش می یابد،علاوه بر این با نشت کمتر پاره های شکافت، طول سیکل راکتور نیز افزایش می یابد.

Keywords:

راکتور هسته ای , سوخت سرمت , هدایت حرارتی موثر , میله سوخت , راکتور Nuscale , نرم افزار Fluent