تحلیل نیروهای ارتعاشی القایی غیردائم وارد بر یک مجتمع سوخت هسته ای در جریان محوری مغشوش

در قلب (مرکز راکتور) یک نیروگاه های هسته ای، مجموعه ای از میله های سوخت که توسط شبکه های نگهدارنده در کنار هم نگه داشته شده اند، یک مجتمع سوخت را تشکیل می دهند. عبور جریان خنک کننده از اطراف میله ها و ایجاد آشفتگی جریان، به خصوص در اطراف شبکه های نگهدارنده، نیروهای عرضی، ارتعاشی و غیردائم به میله ها اعمال می کند. تنش دوره ای ناشی از این ارتعاشات، علاوه بر خوردگی سایشی غلاف میله ها، باعث خستگی و کاهش استحکام مکانیکی آن ها خواهد شد. در این پژوهش، اندازه، دامنه و شدت نوسانات این نیروها به دست آمده و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. برای بررسی اثر پره های مغشوش کننده موجود روی شبکه های نگهدارنده، شبیه سازی ها برای دو نوع شبکه نگهدارنده با پره های مغشوش کننده و بدون پره های مغشوش کننده انجام شده است. مقایسه نتایج به دست آمده با نتایج تجربی، تطابق خوبی را نشان می دهد. نتایج نشان می دهد که وجود پره های مغشوش کننده باعث افزایش حدود ۱۷% در افت فشار می شود. نیروهای واردشده بر شبکه نگهدارنده که در پایین دست جریان قرار دارد، ۱۰% کمتر از نیروهای واردشده به شبکه نگهدارنده بالادستی است. آنالیز نوسانات نیروهای واردشده به مجتمع سوخت نشان می دهد که دامنه ارتعاشات در فرکانس های کمتر از ۳۰۰ هرتز، نسبتا بالاست.

Keywords:

Fluid Induced Vibration (FIV) , Nuclear Fuel Rod Bundle , Spacer Grids , Mixing Vanes , ارتعاشات القایی جریان , مجتمع سوخت هسته ای , شبکه نگهدارنده , پره های مغشوش کننده