طراحی ترموهیدرولیکی یک راکتور تحقیقاتی 20 مگاواتی و بررسی تحلیلی حادثه lofa در آن با استفاده از کد relap5

با توجه به کاربردهای فراوان راکتورهای تحقیقاتی و هم چنین تعداد کم این راکتورها در داخل کشور، در این پژوهش به شبیه سازی و طراحی ترموهیدرولیکی یکی از جدیدترین مدل های این نوع راکتورها پرداخته شده است. در واقع علت اصلی انتخاب این موضوع، نیاز کشور به این دسته از راکتورها که کاربردهای فراوانی در زمینه های مختلف آموزشی، پزشکی، تحقیقاتی و ... دارند، می باشد. راکتوری که در این پژوهش مورد بررسی قرار گرفته از نوع چندمنظوره می باشد. شکل کلی، ساختار قلب، داده های نوترونیک و مقداری از اطلاعات ترموهیدرولیکی این راکتور مربوط به راکتور تحقیقاتی هندی mprr می باشد که قابلیت تولید توان 20 مگاوات را دارا است. اما سایر اجزا و اکثر داده های ترموهیدرولیکی مورد نیاز از جمله پمپ ها، مبدل های حرارتی، خط لوله ها و ... در این پژوهش طراحی شده اند. پس از طراحی های انجام گرفته، کل قلب و مدار اولیه ی این راکتور با استفاده از کد ?relap شبیه سازی شده و سپس عملکرد راکتور در حالت دائم و گذرا بررسی شده است. با توجه به نکات مشترک فراوان این راکتور با راکتور هندی در پایان نتایج حاصل با تحلیل های موجود از راکتور mprr مقایسه شده و نتایج قابل قبولی به دست آمده است. نتایج حاصل از تحلیل ترموهیدرولیکی این راکتور در حالت دائم، بیان گر کارکرد مناسب این راکتور و کاهش چند درجه ای دمای سوخت و هم چنین غلاف و سیال خنک کننده نسبت به راکتور هندی است. فاصله ی زیاد بیشینه ی دمای سوخت تا حدود مجاز و دمای شروع جوشش هسته ای یکی دیگر از نکات مثبت قابل ذکر می باشد. هم چنین در تحلیل حالت گذرا، به بررسی حادثه ی lofa پرداخته شده است. در این قسمت سیستم ایمنی راکتور مورد بررسی قرار گرفته و توانایی این راکتور در حفظ ایمنی خود در برابر حادثه ی مذکور مورد تأیید قرار گرفته است. در این حادثه نرخ جریان در داخل قلب به علت از کار افتادن پمپ های اصلی کاهش می یابد که با تمهیدات در نظر گرفته شده پمپ های کمکی به موقع وارد عمل می شوند و تا حدودی این افت را کنترل می کنند. هم چنین با ورود میله های کنترل به داخل قلب و خاموش شدن راکتور در مدت زمان کمتر از 4 ثانیه پس از وقوع حادثه، افزایش دمای ناشی از افت نرخ جریان به خوبی مهار می شود. نتایج به دست آمده از شبیه سازی حادثه بسیار مشابه خروجی های حاصل از بررسی همین حادثه برای راکتور هندی می باشد و البته بازهم به مانند حالت دائم بیشینه ی دماها در این راکتور کمتر از نمونه ی هندی است. به طور کلی حاصل تحلیل های ترموهیدرولیکی صورت گرفته بر روی این راکتور تحقیقاتی 20 مگاواتی رضایت بخش بوده و به نظر می رسد در بعضی موارد حتی کارآیی بهتری نسبت به راکتور هندی دارد.