بررسی عددی عملکرد ترمو-هیدرولیکی میله های مولد گرمای توپر و توخالی احاطه شده در آب جاری فشار بالا

برای تعیین کسر توان خروجی از سطح میله های سوخت به کانال های سیال خنک کننده داخلی و خارجی یک برنامه کامپیوتری به زبان فرترن تهیه شد تا پس از تعیین کسر توان ورودی به هر کانال، با مشخصه های ترموهیدرولیکی مدل پیشنهاد شده استفاده از کد cobra-en، مورد بررسی قرار گیرد. این پیشنهاد بر روی راکتور هسته ای آبی تحت فشار وستینگهاوس با توان حرارتی 3411 مگاوات مورد بررسی قرار گرفته و پس از انجام محاسبات کسر توان ورودی به کانال های داخلی و خروجی به ترتیب 43% و 57% شده است. برای سیال عبوری در کانال های داغ مشاهده می شود که نتایج حاصله برای سوخت های توپر و توخالی بسیار به هم نزدیک هستند. مقدار کیفیت سیال عبوری در کانال داغ از %6/9 در میله سوخت توپر به %2/9 در کانال داخلی و %5/11 در کانال خارجی رسیده است. ضمن افزایش دمای سیال جاری، حداقل مقدار میزان انحراف از جوشش هسته ای از 1/446 در سوخت توپر به 1/318 در بخش داخلی سوخت توخالی رسیده است. دمای مرکز میله سوخت از مقدار 2650 به 980 درجه کلوین با %100 توان کاهش یافته است. با افزایش توان و دبی سیال عبوری در قلب به %150 مقدار اسمی آنها مشاهده شد که برای میله سوخت توپر حداکثر دمای میله سوخت به بالاتر از 3000 درجه کلوین رسیده است که باعث می گردد قرص سوخت در خطر ذوب شدن قرار بگیرد، اما حداکثر این مقدار در میله سوخت توخالی به مقدار 1256 درجه کلوین رسیده است. نتایج حاصله برای میله سوخت توخالی نشان می دهد که مدل پیشنهادی در این پژوهش ضمن افزایش انتقال گرما، توانایی تولید توان بیشتری را در قلب راکتور دارد که باعث افزایش توانایی کارایی راکتورهای هسته ای می گردد.