Details

Атомные электростанции являются неотъемлемой частью хорошо сбалансированной структуры производства электроэнергии, тем самым способствуя энергетической безопасности. Однако отработанное ядерное топливо должно храниться в условиях, разработанных в соответствии с правилами, поскольку отработанное ядерное топливо выделяет теплоту распада, которая может нарушить целостность топливного элемента, если не принять меры предосторожности. В данной работе была смоделирован "сухой" контейнер для хранения, который является распространенным решением для хранения отработанного ядерного топлива. На основе данных, полученных в результате обзора литературы, была создана трехмерная модель со структурированной сеткой. После этого для вычислительного моделирования были сделаны упрощающие допущения, не снижающие точность модели. Затем была создана математическая база с граничными условиями для моделирования. Основной анализ был проведен с помощью Ansys Fluent при условиях окружающей среды 25 °C и 1 атм. Еще четыре симуляции были проведены для изучения влияния модели турбулентности, более тонкой сетки и изменения температуры окружающей среды. Максимальная температура 358,67 K наблюдалась для базового варианта, и большая часть тепла распада была отведена конвекцией. Кроме того, было замечено, что результаты в основном не зависят от используемой модели турбулентности или более тонкой сетки, но на них существенно влияет температура окружающего воздуха.

Nuclear power plants form an inseparable part of well-balanced electricity generationmix, thereby contributing to energy security. However, spent nuclear fuel shall bestored under conditions designed in accordance with regulations, as spent nuclear fuelemits decay heat, which may damage the integrity of fuel element, if precautions arenot taken. In this work, a dry storage cask, which is a widespread solution for storage of spentnuclear fuel, has been modelled. Based on data obtained through literature review, a3-D model has been generated with structured meshing. After that, simplifyingassumptions, without compromising the accuracy of model, were made forcomputational modelling. Following that, mathematical basis with boundaryconditions for modelling has been set up. Main analysis was conducted through Ansys Fluent with ambient conditions of 25 °Cand 1 atm. Four more simulations were done to investigate the effect of turbulencemodel, finer meshing and ambient temperature variation. Maximum temperature of358.67 K has been observed for the base case, and most of the decay heat wasrejected by convection. Furthermore, it has been observed that results remain mostlyunaffected by turbulence model used or finer meshing, but they were significantlyinfluenced by ambient air temperature.