Ing. Bogdálek JanEnergetický ústav FSI VUT

BrnoOdbor energetického

inženýrství

Analýza teplot reaktorový sál J.E. Dukovany

Analýza teplotukázka některých částí kontejneru

Analýza teplot

Analýza teplot

Některé parametry kontejneru CASTOR

Hmotnost prázdného k. 94,7 t

Hmotnost naplněného k. 116,3 t

Výška kontejneru 4080 mm

Průměr kontejneru 2660 mm

Max teplota povrchu 85 °C

Min. životnost 40 let

Analýza teplot

Modelový stav

Válcový kontejner

Materiál tělesa je izotropní

Litina s kuličkovým grafitem GGG40

Tepelná vodivost materiálu:λ=36W/

mK Kontejner pro 78 vyhořelých kazet o

zbytkovém výkonu: P= 13560

W

Analýza teplot

Teorie vedení tepla

Fourierova diferenciální rovnice pro nestacionární děj vedení tepla v prostoru:

nebo

Operátor nabla má pro cylindrické souřadnice tvar:

vqTcT

2)(

Analýza teplot

Teorie vedení tepla pro stacionární děj vedení tepla v prostoru:

ustálené vedení tepla ve válcové stěně se zanedbatelným axiálním vedením bez tepelných zdrojů je

zintegrováním

měrný tepelný tok přenášený vedením je přímo úměrný velikosti teplotního gradientu a má opačné znaménko než tento gradient:

nebo

01

dr

dTr

dr

d

r 21 )ln(*)( CrCrT

gradTS

Qq * Tq

Analýza teplot Fourierova okrajová podmínka III.

druhu

r

C

dr

dT 1 )(

TTdr

dTout

Rr out

outin RrR

r

RTT

RTrT in

outout

in ln)()(

Po úpravě pak pro

Analýza teplot

Určení teploty na povrchu vychází zNewtonova vztahu pro přenos konvekcí

kde

Teplota vnější stěny pak bude

Součinitel přestupu tepla α určujeme z Nusseltova kritéria

LDS out

)( okolout TTSQ

okolout

out TLD

QT

v

LNu

Analýza teplot

Prostým výpočtem tedy dostaneme teplotu na povrchu

TLD

QT

outout

out

inout

outoutin R

RTT

RTT ln)(

Analýza teplot

Výpočtový model pro program Ansys

Tokol αv αd αs q Q

°C W*m-2K-1 W*m-2K-1 W*m-2K-1 W m-2 W

1 20 6 3 8-12 608,5 13593

2 20 6 3 8-12 608,5 8723/4880

3 28 6 3 8-12 608,5 8723/4880

Analýza teplot

Rozložení zdroje tepla

Analýza teplot

Rozložení součinitele přestupu tepla

Analýza teplotRozložení teplotního pole

varianta 1 varianta 2

Analýza teplot

Varianta 3

Analýza teplot

Porovnání výsledků

Tout [°C] Tin [°C]

Matematický výpočet 59,05 53,2

AnSYS

1 64,1 58,2

2 51,3 45,6

3 58,7 53,0

Analýza teplot

Děkuji za pozornostPrezentace byla vytvořena jako práce pro předmět Systémy

CAD II

V práci byly použity fota jejichž zdrojem jsou www stránky společnosti ČEZ a.s.; Škoda J.S. a.s.

Analýza teplot