Computational modelling for nuclear reactor thermal hydraulics

核反应堆热工水力计算模型

基本信息

  • 批准号:
    EP/R045194/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.12万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2018 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

To accomplish government's plan of increasing the role of nuclear energy in the future low-carbon United Kingdom's energy sector, new reactors that increase the overall nuclear generating capacity will be built in the forthcoming decades. As obvious as it might sounds, it is of uttermost importance for these new reactors to reach the highest possible safety standards. The proposed piece of work aims at contributing to two of perhaps the most important safety-related areas of research while establishing strong research links with two esteemed overseas research groups active in the areas: - As the recent events in Fukushima have demonstrated, there is an enormous benefit in being able to provide the necessary cooling of the plant even in absence of any active power. This can be achieved by relying on passive cooling methods that happens as a consequence of natural-occurring phenomena and does not require any active power intervention. In a nuclear plant, passive cooling can be safely and efficiently provided by natural convection. However, effectiveness and reliability of natural convection is significantly difficult to be predicted with accuracy. The research proposed aims at advancing accuracy and reliability of the methods we use to predict the effectiveness of passive cooling. This part of the work will be accomplished by actively collaborating with researchers from the Nuclear Reactors Group of Politecnico di Milano, in Italy.- Almost all water cooled reactors exploit boiling as a very efficient cooling method. Boiling is a very efficient heat transfer mechanism as long as the heated surface remains wetted by water. Otherwise heat transfer deteriorates dramatically, eventually compromising the integrity of the fuel rods and the safety of the plant. This part of the work deals with our understanding and ability to predict one of the most relevant aspect of boiling flows, which is the behaviour of the bubbles in the bulk of the flow. Main objective is to further develop computational methods available and validate their predictions against bubbly flows as a fundamental step to increase our ability to predict boiling flows. Research will be accomplished by actively collaborating with researchers from the Institute of Fluid Dynamics at Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, in Germany.
为了实现政府提高核能在未来低碳英国能源部门中的作用的计划,将在未来几十年内建造新的反应堆以提高整体核发电能力。听起来显而易见,对于这些新反应堆来说,达到尽可能高的安全标准至关重要。拟议的工作旨在为两个可能是最重要的安全相关研究领域做出贡献,同时与活跃在这些领域的两个受人尊敬的海外研究小组建立牢固的研究联系: - 正如福岛最近发生的事件所表明的那样,即使在没有任何有功功率的情况下,也能够为工厂提供必要的冷却,从而带来巨大的好处。这可以通过依靠自然发生现象产生的被动冷却方法来实现,不需要任何主动电源干预。在核电站中,可以通过自然对流安全有效地提供被动冷却。然而,自然对流的有效性和可靠性很难准确预测。这项研究旨在提高我们用来预测被动冷却有效性的方法的准确性和可靠性。这部分工作将通过与意大利米兰理工大学核反应堆小组的研究人员积极合作来完成。几乎所有水冷反应堆都利用沸腾作为一种非常有效的冷却方法。只要受热表面保持被水润湿,沸腾就是一种非常有效的传热机制。否则传热会急剧恶化,最终损害燃料棒的完整性和工厂的安全。这部分工作涉及我们对沸腾流最相关的方面之一的理解和预测能力,即大部分流中气泡的行为。主要目标是进一步开发可用的计算方法并验证其对气泡流的预测,作为提高我们预测沸腾流的能力的基本步骤。研究将通过与德国亥姆霍兹德累斯顿罗森多夫中心流体动力学研究所的研究人员积极合作来完成。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Benchmarking of computational fluid dynamic models for bubbly flows
气泡流计算流体动力学模型的基准测试
  • DOI:
    10.1016/j.nucengdes.2021.111075
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Colombo M
  • 通讯作者:
    Colombo M
Large eddy simulation for the modelling of the dynamic behaviour of the DYNASTY natural circulation loop
用于 DYNASTY 自然循环回路动态行为建模的大涡模拟
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Battistini A.
  • 通讯作者:
    Battistini A.
Benchmarking of CFD modelling closures for two-phase turbulent bubbly flows
两相湍流气泡流 CFD 建模闭包的基准测试
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Colombo M
  • 通讯作者:
    Colombo M
Multi-Fluid Computational Fluid Dynamic Predictions of Turbulent Bubbly Flows Using an Elliptic-Blending Reynolds Stress Turbulence Closure
使用椭圆混合雷诺应力湍流闭合对​​湍流气泡流进行多流体计算流体动力学预测
  • DOI:
    10.3389/fenrg.2020.00044
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Colombo M
  • 通讯作者:
    Colombo M
Requirements of LES modelling in natural circulation loops: Preliminary study in a pipe geometry
自然循环回路中 LES 建模的要求:管道几何形状的初步研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Introini C
  • 通讯作者:
    Introini C
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    F. Piramide;D. Amparore;E. Checcucci;S. De Cillis;A. Piana;G. Volpi;G. Busacca;Marco Colombo;M. Mandaletti;M. Manfredi;C. Fiori;F. Porpiglia
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