„Termohidraulinių procesų, vykstančių branduolių sintezės įrenginiuose šilumnešio praradimo atveju, tyrimas“

Autorius, institucija: Tadas Kaliatka, Lietuvos energetikos institutas

Mokslo sritis, kryptis: Technologijos mokslai, energetika ir termoinžinerija

Apie autorių:

Disertacijos santrauka:

Mokslinis vadovas – prof. habil. dr. Eugenijus UŠPURAS (Lietuvos energetikos institutas, technologijos mokslai, energetika ir termoinžinerija – 06T).

Energetikos ir termoinžinerijos mokslo krypties disertacijos gynimo taryba:

prof. habil. dr. Stasys ŠINKŪNAS (Kauno technologijos universitetas, technologijos mokslai, energetika ir termoinžinerija – 06T) – pirmininkas,

prof. habil. dr. Juozas AUGUTIS (Vytauto Didžiojo universitetas, technologijos mokslai, energetika ir termoinžinerija – 06T),

prof. habil. dr. Rimantas KAČIANAUSKAS (Vilniaus Gedimino technikos universitetas, technologijos mokslai, mechanikos inžinerija – 09T),

dr. Raimondas PABARČIUS (Lietuvos energetikos institutas, technologijos mokslai, energetika ir termoinžinerija – 06T),

dr. Gediminas STANKŪNAS (Lietuvos energetikos institutas, technologijos mokslai, energetika ir termoinžinerija – 06T).

Oficialieji oponentai:

prof. dr. Gvidonas LABECKAS (Aleksandro Stulginskio universitetas, technologijos mokslai, energetika ir termoinžinerija – 06T),

prof. habil. dr. Gintautas MILIAUSKAS (Kauno technologijos universitetas, technologijos mokslai, energetika ir termoinžinerija – 06T).

Anotacija:

Šiuo metu pasaulyje veikia ir konstruojama keletas naujų eksperimentinių branduolinės sintezės įrenginių. Jais siekiama išmokti valdyti lengvųjų branduolių susijungimo procesus. Deja, daugelis procesų, vykstančių tuose įrenginiuose, dar nėra pakankamai ištirti. Viena tokių procesų grupių – termohidrauliniai procesai, vykstantys branduolių sintezės įrenginių vidinių elementų aušinimo sistemose ir vakuuminiuose induose. Sistemingi ir išsamūs eksperimentiniai ir skaitiniai tyrimai yra būtini branduolinės sintezės įrenginių saugai. Termohidrauliniams procesams, vykstantiems branduolių sintezės įrenginių vidinių elementų aušinimo sistemose ir vakuuminiuose induose šilumnešio praradimo atveju, modeliuoti pasirinktas RELAP5 programų paketas ir sukurti skaitiniai modeliai. Skaitinių modelių, atkuriančių vykstančius procesus vakuuminiame inde, validacijai panaudoti vandens įtekėjimo į vakuuminį indą eksperimentų duomenys. Atlikta skaičiavimo rezultatų jautrumo ir neapibrėžtumo analizė. Taikant vandens įtekėjimo į vakuuminį indą eksperimentų modeliavimuose įgytą patirtį, sukurtas W7-X eksperimentinio įrenginio skaitinis modelis. Sprendžiant kompleksinį uždavinį, parodyta: slėgio didėjimo sparta vakuuminiame inde priklauso nuo ištekančio iš aušinimo sistemos vandens kiekio, procesų (garavimo dėl slėgio skirtumų ir sąveikos su karštais paviršiais) vykstančių vakuuminiame inde ir apsaugos nuo slėgio padidėjimo sistemoje vykstančios garo kondensacijos.

Annotation:

One of the most potential future nuclear energy is the energy received from the collision of light nuclei – nuclear fusion energy. Several experimental devices around the world are already constructed or under construction. These experimental devices are designed in order to study the process occurring during energy generation in the nuclear fusion devices. The thermal hydraulic processes in cooling system of in-vessel components and vacuum vessel of nuclear fusion devices are not widely studied. Therefore, systematic and detailed experimental and numerical studies are important and relevant. In order to study the processes which occur in cooling systems of in-vessel components and vacuum vessels of nuclear fusion devices, the best estimate code RELAP5 was selected and numerical models were developed. For the validation of the models which represents the processes in the vacuum vessel the experimental data received from Ingress of Coolant Event experimental facility were used. The uncertainty and sensitivity analysis was provided for the calculation results of the ingress of water into vacuum vessel experiment. Using the experience gained from the modelling of Ingress of Coolant Event experiments, the numerical model of W7‑X experimental device was developed. Dealing with a complex analysis it was shown: the pressure increase rate in the vacuum vessel depends on the quantity of water ingress form the cooling system, processes in the vacuum vessel (evaporation due to pressure differences and the interaction with the hot surfaces) and steam condensation in the pressure increase protection system.