Name: 研究用原子炉のサイフォン ブレーカー実験とシミュレーションに関する研究 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-09-26T12:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 45 s
Description: 学ぶサイフォンブレーカーの実験とシミュレーション手法。研究用原子炉の安全設計向上のため、サイフォン破壊現象を正確に解析する理論モデルとシミュレーションプログラムの構築方法を解説します。

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この作品は韓国の政府によって資金を供給された韓国 (NRF) グラントの国立研究財団によって支えられた (MSIP: 科学省、ICT および将来計画) (号NRF-2016M2B2A9911771)。

1。 実験手順 4 , 5 , 6 <ol><li>準備ステップ <ol><li>実験施設を確認します。テスト マトリックスをもとに、慎重にテスト マトリックス テスト条件、LOCA サイズ、SBL サイズ、サイフォン ブレーカーの種類、実験前にオリフィスの有無などを確認します。また、テスト データのノイズや誤動作することがなく計測および施設のコンポーネントが適切に動作することを確認する</li>。
		<li>下部タンクの内部にインストール リターン ポンプを使用して水で上部タンクを入力します</li>。
		<li>は、SBL 内の残留空気を削除します。SBL から残留空気を削除する真空ポンプとバッファーを使用します</li>。
		<li>は、上部タンクの初期水位を確認します。タンクに接続されている定規を使用します</li>。
	</ol></li> <li>テスト ステップ <ol><li>配管システムの終わりにバルブを開きます</li>。
		<li>サイフォン破壊現象の中に水位、流量、圧力の変化などの測定データをチェック制御室のデータ集録システムを使用しています。冷却水の流出が存在しない場合、最初の実験は終了します。最後に、特定のテスト条件で得られた実験結果を記録します</li>。
	</ol></li> <li>テストの変数 (SBL サイズ、LOCA サイズ、オリフィスのプレゼンス、およびロカ位置) を次のように変更します。
	<ol><li>変更 SBL のサイズを 2、2.5、3、4、5、および 6 に引き続いて; 指定された SBL が位置第 2 図 2 フランジ継手による主なパイプに接続されています 。
		注: SBL、LOCA サイズ、オリフィスの存在など、実験の変数は、ボルトとナットでフランジ継手を使用して変更されます。したがって、これらのプロセスは手動で実施します</li>。
		<li>1.1.1 - 1.2.2 すべて SBL サイズ実験が行われるまでの手順を繰り返します</li>。
		<li>位置 1、ロカとは、6、8、10、12、14、16 インチに引き続いてロカ サイズを変更; 指定された減速機は 図 2 の位置 3 にフランジ継手による主な管に接続されています</li>。
		<li>1.1.1 - 1.3.2 すべてロカ サイズ実験が行われるまでの手順を繰り返します</li>。
		<li>オリフィス (または削除、オリフィス) 上部タンクの下部フランジ継手によるメインのパイプに接続されているインストールします 。
		注: 前の手順の実験はオリフィスの不在 (有無) によって運ばれてきた。したがって、オリフィス必要がありますをインストール (または削除) 次の実験のため。
		<ol><li>にこの作業を行うには、上部タンクの中の水がないことを確保します</li>。
		</ol></li> <li>1.1.1 - 1.3.4 の手順を繰り返します。オリフィスの存在 (か不在) 下 SBL とロカのサイズの効果を確認するには、前の手順を繰り返します</li>。
		<li>は、ロカの位置 1 を前の手順の実験を行ったと位置は 2 にロカを変更します。次の実験のロカの位置を変更します 。
		注: 実験のセットアップでは、2 つのロカ位置が構築されます。分離バタフライ バルブ各ロカ パイプは、主配管システムに接続されます。
		<ol><li>ロカの位置を変更するロカ位置 1 分離バタフライ弁を閉じるし、ロカ位置 2 のバルブを開く</li>。
		</ol></li> <li>手順 1.1.1 - 1.3.6</li>。
	</ol></li></ol> 2。シミュレーション プログラムを実行する <ol><li>サイフォン ブレーカー シミュレーション プログラムを実行するプログラムのアイコンをクリックします 。
	メモ: 手順については 補足のビデオ 1 で説明します。示すように、シミュレーション プログラムの初期画面は 4 つのボタン (表示パラメーター、実行、マニュアル、および終了) で構成されます。ユーザーがクリックすると、&#39; パラメーターを表示 &#39; ボタン、新しいコマンド ウィンドウが開き、パラメーターのリストが含まれています。ユーザーは変更し、変数の数値を確認することができます。&#39; 実行 &#39; ボタンが含まれている式に入力パラメーターを代入して計算を実行します。&#39; マニュアル &#39; ボタンは、使用状況とプログラムのバージョンを通知するため、&#39; 出口 &#39; プログラムを終了するボタン。結果に示すように、&#39; 結果の表示 &#39; windows</li>。
	<li>をクリックして、&#34; をパラメーター &#34; ボタン</li>。
	<li>指定したシミュレーション条件を考慮した入力データを変更します</li>。
	<li>をクリックして、&#34; を実行 &#34; ボタン</li>。
	<li>水位グラフの形状を確認してください、&#39; 結果の表示 &#39; ウィンドウ。プログラムは、時間と、結果の値を整理し、自動的にグラフがプロットします。
	<ol><li>グラフの形状、サイフォンの破壊の可能性を視覚的に確認した; 速報サイフォンは与えられた条件の下で可能な水位または高さのクロスモダル最後まで同じ値を常にある場合。 図 3 を参照してください</li>。
	</ol></li> <li>その他の出力をチェックイン、&#39; 結果の表示 &#39; ウィンドウ。(水位、クロスモダル高さ、圧力、水の速度、風速、気液混合物の速度、数量、および摩擦) 出力をチェックする 8 つのオプションがあることに注意してください。チェック ボックスを使用してグラフの種類を選択します 。
	注: 時間のそれぞれの値の変更は、グラフを見ることができるので、一目でサイフォンの破壊現象を把握する簡単だ</li>。
	<li>をクリックして時間によって出力の特定の値を確認、&#34; 特定の時間で計算する &#34; ボタン。希望の時間を入力し、設定した時間に従って結果をチェックします</li>。
	<li>をクリックしてすべてのシミュレーション結果データを保存、&#34; データを保存 &#34; ボタン 。
	注: 結果は、テキスト ファイルの形式で保存され、シミュレートされた条件は一緒に保存されます</li>。
</ol>

<ol><li>McDonald, J., Marten, W. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMcDonald%2C+J+%22A+Siphon+Break+as+a+Blocking+Valve%22">A Siphon Break as a Blocking Valve</a>. , (1958).</li>
<li>Neill, D. T., Stephens, A. G. Siphon Breaker Design Requirements 12. Experimental and Analytical Study. , Available from:
 <a target="_blank" href="https://www.osti.gov/scitech/biblio/6623426">https://www.osti.gov/scitech/biblio/6623426</a> (1993).</li>
<li>Sakurai, F. JAERI-Research 99-016. Study for Improvements of Performance of the Test and Research Reactors. , (1999).</li>
<li>Kang, S. H., et al. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aKang%2C+SH+%22Final+Report+of+Experimental+Studies+on+Siphon+Breaker%22">Final Report of Experimental Studies on Siphon Breaker</a>. , Korea Atomic Energy Research Institute. (2011).</li>
<li>Kang, S. H., et al. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aKang%2C+SH+%22Experimental+Study+of+Siphon+breaker%22">Experimental Study of Siphon breaker</a>. , Korea Atomic Energy Research Institute. (2013).</li>
<li>Kang, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ndsl.kr/ndsl/search/detail/article/articleSearchResultDetail.do?cn=DIKO0013730764">Siphon Breaker Design on Research Reactor with Real-Scale Experiment</a>. , Pohang University of Science and Technology. (2015).</li>
<li>Fossa, M., Guglielmini, G. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0894177702001565">Pressure Drop and Void Fraction Profiles during Horizontal Flow through Thin and Thick Orifices.</a> Exp. Thermal Fluid Sci. 26, 513-523 (2002).</li>
<li>Lee, K. Y., Kim, W. S. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S030645491630305X">Development of siphon breaker simulation program for investing loss of coolant accident of a research reactor.</a> Ann. Nucl. Energy. 101, 49-57 (2017).</li>
<li>Lee, K. Y., Kim, W. S. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S002954931630334X">Theoretical Study on Loss of Coolant Accident of a Research Reactor.</a> Nucl. Eng. Des. 309, 151-160 (2016).</li>
<li>Lee, K. Y., Seo, K. W., Chi, D. Y., Yoon, J. H., Kang, S. H., Kim, M. H. Experimental and analytical studies on the siphon breakers in research reactor. European Research Reactor Conference. , Prague, Czech Republic. 18-22 (2012).</li>
</ol>

著者が明らかに何もありません。

サイフォン ブレーカーは、パイプの破断事故が発生したときに冷却剤の損失を防ぐために使用される受動的運営の安全装置。ただし、実機研究用原子炉の実験はないために、現代的な研究用原子炉に適用することは困難です。このため、POSTECH とえりで実大実験を行った。実験の目的は、サイフォン速報を実大のサイズで可能にして識別するために影響を与える要因を吸い上げる速報を確認するためだった。実験を行い、LOCA サイズと SBL サイズが主な因子のクロスモダルします。
考慮する必要があります多くのパラメーターがあるので、壊すサイフォンの計算は過度に複雑です。以前の研究は、サイフォンを壊すため満足な理論モデルを提示していません。このため、実際のサイホン破壊現象を分析できる理論モデルは実機サイフォン ブレーカー実験結果から設立されました。理論モデルは流体力学と二相流のチザム モデルに基づいていた。ベルヌーイの方程式から流れの速度が派生する可能性があります。さらに、二相流を考慮した理論モデルから体積流量、水位、クロスモダル高さなどの他の重要な変数を計算する可能性があります。
<p class="...

ヨルダンの研究と訓練リアクター (JRTR) キジャン研究炉 (KJRR) などの平板状燃料を使用して原子炉の数が最近増加しています。プレート型燃料を簡単に接続するためには、研究用原子炉は、コア下降流を必要とします。研究用原子炉では、一次冷却系の正味の正吸引頭を必要とするので、いくつかの冷却システムのコンポーネントは原子炉の下インストール潜在的でした。ただし、以下の原子炉の一次冷却装置のパイプ破断が発生すると、サイフォン効果は原子炉の空気への暴露につながる冷却水の連続的な排水を引き起こします。これは余熱できない削除し、重大な事故につながる可能性があることを意味します。したがって、冷却事故 (ロカ) 紛失は、重大な事故を防ぐことができる安全装置が必要です。サイフォンのブレーカーは、そのような安全装置です。それは、空気の流入を使用して排水を効果的に防ぐことができます。全体のシステムは、システムを破壊するサイフォンと呼ばれます。
研究炉の安全性の向上のためのいくつかの研究が行われています。マクドナルドとテン1は、積極的に営業のブレーカーとしてバルブを壊すサイフォンの性能を確認するために実験を行った。ニールとステファン2は、小型のパイプで受動的操作デバイスとしてサイフォンのブレーカーを使用して、実験を行った。櫻井3は、完全独立した空気水フロー モデルを適用した速報サイフォンを分析するための解析モデルを提案しました。
速報サイフォンは、考慮する必要があります多くのパラメーターがあるので非常に複雑です。さらに、実規模の研究用原子炉の実験が行われないために、現代的な研究用原子炉に先行研究を適用する困難です。したがって、以前の研究は、サイフォンを壊すため満足な理論モデルを提示していません。このため、理論的なモデルを確立する実大実験を行った。
浦項科学技術 (POSTECH)、韓国原子力研究所 (えり)4,5 大学によって行われた実規模検証実験研究用原子炉にサイフォン ブレーカーの影響を調べるためには、 ,6。図 1は、サイフォン ブレーカー実験のため実際の施設です。施設の概略図を図 2に示し、施設マークが含まれています。
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55972/55972fig1.jpg"> 
図 1。実証実験を壊すサイフォン施設。主配管サイズは 16 で、観察用アクリル ウィンドウがインストールされています。オリフィスは圧力損失を記述するための仕組みも用意です。したがって、上部タンクの下部にオリフィス アセンブリ部分があります。<a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55972/55972fig1large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55972/55972fig2.jpg"> 
図 2。実験施設の概略図。測定ポイントの場所が表示されます。数字には、これらの関連する場所。サイフォン ブレーカーの入り口は 0 を返してポイント、ポイント 1 水レベルを示します、サイフォン ブレーカーとメイン配管との接続部分を意味する 2 ポイントおよびポイント 3 を意味する、LOCA を配置します。<a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55972/55972fig2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
サイフォン ブレーカーの実験施設は上部タンク、下部タンク、配管システム、およびリターン ポンプから成っています。上のタンクの容量は 57.6 m3です。下部エリアと深さは、それぞれ 14.4 m2 (4 m × 3.6 m) と 4 m。下部タンクとロカの位置は、上部タンクの下に位置する 8.3 m です。下のタンクの容量は 70 m3です。下部のタンクは、実験中に水を格納する使用されます。下部のタンクは、リターン ポンプに接続されます。下のタンクの水は、上部のタンクに注入されます。配管システムの主配管サイズは、16 です。サイフォン ブレーカー ライン (SBL) の最後は下段のパイプの上に位置する 11.6 m ポイントを破裂します。さらに、図 1に示すように、アクリル窓は可視化用のパイプにインストールされます。
いくつかのデバイスは、物理的な信号を測定するインストールされました。2 つの絶対圧力トランスデューサー (ピンズ) および 3 つの差動圧力トランスデューサー (Dpt) 使用されました。水の質量流量を測定するには、超音波流量計は使用されました。データ集録システムは、時間間隔 250 ms ですべての計測データを取得に使用されました。測定機器に加えて観測用カメラを設置、定規の水のレベルをチェックする、上部タンクの内壁についた。
実験では、様々 なロカとサイフォン ブレーカー (SB) サイズ、サイフォンのブレーカーの種類 (線/穴) と原子炉の燃料とパイプ破断点に関するオリフィスの存在を考えられていた。ロカと SBL のサイズ、ロカと SBL の様々 なサイズの効果を検証するために使用されました。16 で 2 〜 6 の SBL サイズで 6 〜 ロカ サイズ。実験では、サイフォン ブレーカーの線と穴の種類は、使用されたが、本研究の次のコンテンツのみを考慮して JRTR と KJRR で使用される SBL 型。実験結果の例としては、図 3は、圧力と水、流量データを含むグラフは。2013 年 10 月 4 日に実験を行った、実験データのサンプルは LN23 (ライン型 SB、ないオリフィス ロカ、SBL の 2.5 の 12)。
実験データからサイフォン現象を予測できる理論が設立されました。理論モデルはベルヌーイの式から始まります。流体の速度はベルヌーイの式から得られるし、体積流量はパイプ領域による流体の速度を乗算することによって取得できます。さらに、水のレベルは、体積流量を使用して取得できます。理論的なモデルの基本的なコンセプトは上記。ただし、サイフォン現象は二相流なので考慮すべき追加点があります。二相流解析モデルを検討するには、, 精度評価実験を行った.チザム モデルの均質なモデルよりもより正確な頃、チザム モデル現象を分析するため。チザム社のモデルによると二相乗算式は方程式 17として表されます。この方程式で ф 二相の乗数を表します、ρ は密度を表す、X は品質を表します。
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/55972/55972eq1.jpg">(1)
p クラス ="jove_content"> で、チザム モデル質量流量によって変化する係数 B が含まれていた。最終的に、チザム係数 B と原子炉設計条件の相関式の導出は、理論的モデルの重要なポイントです。つまり、実験のもう一つの目的は設計条件とチザム係数 b. 間の関係を確立するデータを取得、テスト結果から設計条件とチザム係数 B との相関式が設立されました。サイフォン現象をも破壊を予測する結果の理論的モデルが開発されました。
さらに、シミュレーション プログラムのグラフィック ユーザー インターフェイス (GUI) が開発されました。図 3に絶対圧データの移行による現象は 3 つの段階に分けることができます: クーラント (単相流)、サイフォン速報 (二相流)、および定常状態の損失。したがって、アルゴリズムの主な計算プロセスには、実際の現象の 3 つの段階に対応する 3 つの手順が含まれます。計算過程を含むシミュレーション プロセスを記述する全体のアルゴリズムは図 48に表示されます。
ソフトウェアを使用して (ビデオの補足 1参照) シミュレーションを開始するには、ユーザーが入力した設計条件に対応する入力パラメーターと入力パラメーターは固定値として格納されます。ユーザーは、パラメーターを入力後シミュレーションを続行、プログラムは最初のステップの計算を実行します。最初のステップは、サイフォン効果によりクーラントのパイプ破断後の損失計算は、単相の計算です。変数 (ベルヌーイの式、質量流量保存、等) のように理論的なモデルによって自動的に計算し、計算を実行して、ユーザーによって入力されたパラメーターから。計算結果は、ユーザーの指定した時間単位によるとコンピューターのメモリに順次格納されます。
場合は水位下がる位置 0 に、それは空気がこの瞬間、SBL に突入だすのでを単相流れを終了することを意味します。したがって、単相流の最初のステップは、水レベル 0 の位置に到達するまで続行されます。水のレベルは、0 の位置には、場合、undershooting の高さはゼロ。Undershooting の高さは、サイフォンの中断の後、SBL の入り口、上部タンクの水位の高低差です。つまり、高さのクロスモダル速報サイフォンの中にどのくらい水位が減少したことを示します。したがって、undershooting の高さは冷却材喪失量の直接定量法が許可されるため、重要なパラメーターであります。その結果、プログラムは、undershooting の高さによると最初のステップの計算の終わりを決定します。
Undershooting の高さが 0 より大きい場合、プログラムは二相流をシミュレートすることができます 2 番目のステップの計算を実行します。ステージを壊すサイフォンで水と空気の流れがあるために、両流体の物性を考慮されなければなりません。そのため、二相の乗数、品質、およびボイド率の値はこの計算手順でと見なされます。特別に、ボイド率の値は、終了 2 番目のステップの計算の基準として使用されます。空隙率は、空気の合計に空気の流れと水の流れの比率として表現できます。ボイド率 (α) 値が 0.9 以上になるまで、2 番目のステップの計算が行われます。Α が 0.9 以上と、3 番目のステップ計算を実行して定常状態を表します。Α はサイフォンを破る終了基準に理論的には、この時点でパイプ内の空気だけが存在するために 1 を =。しかし、このプログラムを壊すサイフォンの終了条件は α = 0.9 計算プロセスに任意のエラーを回避します。したがって、結果の部分的な損失は避けられないが、このエラーは無視することができます。
定常計算は、ユーザーによって設定された時間中に行われます。以上、変更は、定常状態の特徴として、計算結果の値は、常に一定。サイフォンの破壊に成功した場合、上部タンクの水の最後のレベル特定の値は、ゼロではないのままになります。しかし、サイフォン速報が正常に実行されない場合、クーラントがほとんど失われる、水の最終的なレベル値がゼロに近づきます。したがって、定常状態における水位値 0 の場合、指定された設計条件がサイフォンの破壊を完了するのに十分ではないことを示します。
計算後、ユーザーはさまざまな方法で結果を確認できます。結果は、サイフォンを破り、進行状況、および特異性を壊すサイフォンのステータスを表示します。シミュレーション プログラムは、予測し現象を現実的に分析し、サイフォン ブレーカー システムの設計を支援できます。この紙、実験プロトコル、実験とシミュレーション プログラムのアプリケーションの結果が掲載されています。

<table><tbody><tr><td>絶対圧力変換器</td><td>センサーテクニクス</td><td>CTE9000</td><td>0.05% フルスケール誤差</td></tr><tr><td>差圧変換器</td><td>Setra</td><td>C230</td><td>0.25% フルスケール誤差</td></tr><tr><td>超音波流量計</td><td>東京計</td>器 <td>UFP-20</td><td>分解能 0.01m^3/h</td></tr><tr><td>Visual Studio 2012</td><td>Microsoft</td><td>Windows 8</td><td>マイクロソフト Foundation</td></tr><tr><td>Class E.R.W. 鋼パイプ</td><td>ヒュンダイ ハイスコ</td><td>KS D 3507(SPP)</td><td>400A(外径)×7.9mm(厚さ)</td></tr></tbody></table>

研究用原子炉のサイフォン ブレーカー実験とシミュレーションに関する研究

Study of Siphon Breaker Experiment and Simulation for a Research Reactor

研究用原子炉の設計条件下で配管破断によるサイフォン現象は、水の連続的な外へ向かう流れを可能性があります。この流出を防ぐためには、制御装置が必要です。サイフォン ブレーカーは、冷却水の損失を効果的に制御することが出来、安全装置の一種です。
速報サイフォンの特性を分析し、実大実験を行った。実験の結果からサイフォン現象に影響を与えるいくつかの設計要素があることが分かった。したがって、予測、様々 な設計条件下での現象を速報サイフォンを分析することができる理論的なモデルを開発する必要があります。実験データを使用して、進行状況、サイフォン現象を速報の結果を正確に予測する理論モデルを定式化することが可能だった。確立された理論モデルは流体力学に基づいており、二相流の解析チザム モデルが組み込まれています。ベルヌーイの式、速度、量、高さ、水位、圧力、摩擦係数、および二相流に関連する要因のクロスモダルでしたが取得または計算されました。さらに、本研究で確立モデルを利用するサイフォン ブレーカー解析・設計プログラムを開発しました。シミュレーション プログラムは、理論モデルに基づいて動作し、グラフとして結果を返します。ユーザーは、グラフの形状を確認することによって壊すサイフォンの可能性を確認できます。さらに、全体のシミュレーションの結果の保存が可能、システムを破壊する本物サイフォンを分析するため、リソースとして使用されることができます。
結論として、ユーザーは、サイフォンを壊すと本研究で開発したプログラムを使用してサイフォン ブレーカー システム設計の状態を確認できます。

速報サイフォンの全体のプロセスは、3 つの段階で構成されます。最初の段階は、サイフォン効果により冷却材の流出です。第二段階は、サイフォンの破壊と呼ばれる、冷却剤の損失をブロックする SBL の空気の流入を開始するプロセスです。サイフォン破壊現象は、図 3の絶対圧の急激な増加として見なすことができます。絶対圧が急速に増加し後、水位低下によりそれが徐々 に減少します。サイフォン上部のタンクに戻っていくつかの残留水の流れ以来を破り、末の絶対圧は再び増加します。サイフォンの破壊を完了すると、冷却水のもれはありませんし、この状態は「定常状態」と呼ばれます。さらに、状態の変更は、絶対圧力が一定も維持されます。最初の段階で高い値で維持された流量は開始を壊すサイフォンとして徐々 に減少します。速報サイフォンは、正常に完了すると、クーラント漏れが徐々 に減少、停止ビデオ 1に示すように。図3 差圧は、サイフォン速報開始後着実に増加傾向を示...

サイフォン現象を実験し、理論的なモデルを提案しました。理論的モデルに基づくシミュレーション プログラムを開発し、プログラムのシミュレーション結果は実験結果と比較した.シミュレーション プログラムの結果の実験結果がよく一致することがわかった。

Under the design conditions of a research reactor, the siphon phenomenon induced by pipe rupture can cause continuous outward flow of water. To prevent ...

この実験とシミュレーションの全体的な目標は、研究用原子炉のサイフォンブレーカーの設計と解析を改善するために、サイフォンの破損現象を調査することです。このエピソードは、事故の再発を防ぐ方法など、研究用原子炉の安全に関するいくつかの質問に答えるのに役立ちます。この手法の主な利点は、サイフォンの破壊現象を簡単かつ正確に分析できることです。この実験のデータは、浦項科学技術大学の二相流研究室で収集されました。この回路図では、その機能と監視に使用される機器の概要を示します。容量57.6立方メートルの上部タンクがあります。オプションのオリフィスアセンブリが含まれています。下部タンクは上部タンクから8.3メートル下にあり、容量は70立方メートルです。そこに堆積した水は、リターンポンプで再利用できます。配管システムには16インチのパイプがあります。下部と上部の両方に、冷却材損失事故(LOCA)サイトと呼ばれる破断点があります。サイフォンブレーカーラインは、下部パイプの破断点から11.6メートル上の上部タンクで終わります。2つの絶対圧力トランスデューサと3つの差圧トランスデューサがシステムを監視します。超音波流量計もあります。4台のカメラが観測窓を通じて実験の領域を記録します。この実験では、LOCAのサイズ、サイフォンブレーカーのラインサイズ、サイフォンブレーカーの種類、オリフィスの存在など、さまざまな影響を調査しました。本装置は、韓東グローバル大学の1/8スケール模型で、実験プロトコルのデモンストレーションに利用されます。その概略図を元の施設の概略図と比較します。関連するすべての機能が整っていますが、管理可能な規模です。実験の準備として、すべてのモニタリング機器が設置され、操作の準備ができていることを確認します。次に、研究する実験条件の範囲を考えます。このデモンストレーションでは、1/2インチと1/4インチのサイフォンブレーカーラインを使用します。さらに、LOCAサイトには、適切なパイプを取り付けることによって作成される1インチまたは2インチの開口部があります。この装置には実験条件が設定されています。1/2インチのサイフォンブレーカーラインが所定の位置にあり、タンクからLOCAにつながるパイプに接続されています。最初の実験では、このパイプの端にある下部のLOCAを使用します。実験は、1インチのLOCAサイズから始まります。すべての準備が完了したら、上部タンクに水を入れます。先に進む前に、初期水位を確認してください。楽器を録音したら、下部のLOCAサイトに戻ります。そこで、バルブを開いて水の流れを開始し、テストを開始します。下部タンクへの水の流れが止まるまでデータを収集します。続行する前に、下部LOCAバルブを閉じてください。収集したデータを保存したら、次のテスト条件の準備をします。これには、LOCA サイズを設定するパイプを取り外す必要があります。計画されたテストのために、パイプを次のパイプ径と交換します。この場合は、開口部が2インチのもの。上部タンクが再び満たされたら、下部の LOCA サイトを開いて、この構成でデータを収集します。3 番目のテストでは、サイフォン ブレーカー ラインを交換する必要があります。1/2インチの線をその位置から取り外します。これらのテストの次の直径のラインである1/4インチのサイフォンブレーカーラインと交換します。もう一度、上部タンクを満たしてテストを実行します。必要に応じて、LOCAの位置の変更を含むすべての構成のテストを引き続き実施します。次のステップは、コンピュータシミュレーションによる実験の研究です。サイフォンブレーカーシミュレーションプログラムの初期画面です。パラメータを確認するには、[パラメータの表示]ボタンをクリックします。新しい画面には、シミュレーションに使用されたパラメーターが表示されます。必要に応じて入力を変更した後、[OK]をクリックして初期画面に戻ります。次に、[実行]ボタンをクリックします。プロンプトが表示されたら、シミュレーションがカバーする時間間隔を入力します。[OK]をクリックして、水位グラフに移動します。グラフでは、水位は選択した時間間隔の時間の関数として表示されます。グラフを分析して、指定されたパラメーターでサイフォンの破損が発生しているかどうかを判断します。他の出力を確認するには、プロットの下にある適切なチェック ボックスをオンにします。圧力プロットの場合は、p2ボックスをクリックします。水位ボックスをクリックして、元のプロットを削除します。流量を表示するには、q12ボックスをクリックします。圧力プロットを削除するには、p2を再度クリックします。完了したら、[データの保存] ボタンをクリックして、データ テキスト ファイルを作成します。ポップアップダイアログボックスでアクションを確認します。[OK]をクリックしてホーム画面に戻ります。次に、[終了]をクリックしてプログラムを終了します。データファイルは、シミュレーションプログラムと同じディレクトリにあります。その内容は、数値シミュレーション結果を詳細に研究することができます。これらは、浦項理工科大学の二相流研究室での実物大実験のデータです。黒い円は差圧データを表しています。灰色の三角形は絶対圧データを表します。どちらのセットも左の縦軸を参照します。赤い十字は水流量データで、右縦軸を使用しています。実験には3つの段階があります。1つ目はクーラントの損失です。2つ目はサイフォンの破損です。3つ目は定常状態です。このプロットでは、水の流量の実験結果とソフトウェアシミュレーションからの出力を比較できます。青い四角形は 12 インチの LOCA 開口部のデータで、青い線は関連するシミュレーションのデータです。16インチのLOCA開口部のデータは赤い丸で示し、赤い線はシミュレーション結果です。これがモデルの別のテストです。黒い円の水平位置は、実験的に測定されたアンダーシュート高さです。垂直位置は、シミュレーションのアンダーシュート高さです。青い線は、実験とシミュレーションの値が等しい場合に対応します。プロットは、このモデルがサイフォンの破断の解析に使用できることを示唆しています。この手法の意味するところは、パイプの破裂による事故が再発した場合に、プログラムがサイフォンの破損のデモンストレーション全体を予測できるため、研究用原子炉の安全性の診断にまで及びます。一度マスターすれば、各シミュレーションは適切に実行すれば5分で完了します。シミュレーションの入力パラメータは、サイフォン ブレーカーの設計条件に入力する必要があることを覚えておくことが重要です。この開発において、この技術は、サイフォンブレーカー設計の分野の研究者が研究用原子炉の安全性を探求する道を開きました。このビデオを見れば、研究用原子炉のサイフォンブレーカーの設計方法と解析方法について十分に理解できるはずです。

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工学

パワー超音波に提出した液体中の音響キャビテーションは音ルミネセンスとして知られる、珍しい化学反応性と発光の起源である崩壊泡、内部の過渡的な極端な条件を作成します。希ガスの存在下では、非平衡プラズマが形成されている。 「ホット」粒子と崩壊する気泡によって生成された光子は、溶液中の化学種を励起することができる。...

分子、イオン、および音響キャビテーションと固体粒子を活性化

微生物の硫酸塩の減少は、環境バイオテクノロジーにおいて非常に重要なプロセスです。硫化反応器の成功は、他の要因の中でもとりわけ、スラッジの微生物組成に依存します。ここでは、還元的脱塩素化の目的で、UASB反応器の熱水噴出孔堆積物から硫化性汚泥を開発するためのプロトコルを紹介します。...

上向流嫌気性スラッジブランケット炉内の海洋堆積物やトリクロロエチレンの削減からSulfidogenic汚泥の開発

私たちは、海底の熱水噴出孔で形成される自然の化学庭園システムの実験室シミュレーションを可能にする注射実験を通じて、化学庭園の形成を記述します。...

ケミカル・ガーデンフロースルーリアクターのシミュレーション自然熱水系など

この記事では、精製とアップグレードのプロセスをエミュレートすることを目的とした、さまざまな温度と圧力条件下での石油サンプルのin...

製油所のプロセス条件下で油試料の相挙動のその場可視化で

ここでは、テストし、小型のホール型スラスターに基づく宇宙推進システムを最適化するためのプロトコルを提案する.

最適化、テストおよび小型ホールスラ スターの診断

この研究では、理論、概念、式の可視化、3次元(3次元)仮想試験装置による実験プロセスの可視化、チャートやカメラなどのウィジェットを用いた制御・監視システムの可視化など、可視化された実験を提供するオンライン実験システムについて説明する。...

工学教育・研究のためのインタラクティブで可視化されたオンライン実験システム

この研究では、医薬品やパーフルオロアルキル物質およびポリフルオロアルキル物質(PFAS)を含む水中の微小汚染物質を分解するために、双曲線渦プラズマ反応器内で6種類のプラズマ放電を生成する方法論を提示します。...

水中の微小汚染物質を除去するための双曲線渦プラズマ反応器の実装

このプロトコルは、テラヘルツメタマテリアルアブソーバーのシミュレーション、製造、および特性評価の概要を示しています。このような吸収体は、適切なセンサーと組み合わせると、テラヘルツイメージングおよび分光法に応用できます。...

テラヘルツメタマテリアルアブソーバのシミュレーション、作製と評価

軍事用途の高爆薬の開発試験には、小規模な配合、安全性試験、そして最終的には理論計算を検証するための爆発性能試験が含まれます。このホワイトペーパーでは、デトネーション速度とデトネーション圧力の測定に関連する典型的な開発テストを共有します。...

高性能爆薬の研究開発

そのため、パラジウム、金とコバルトの重要性と広範な使用の ハイテク機器における金属は、その回収・リサイクルは重要な産業の課題となっています。本明細書に記載の金属回収装置は、簡単​​、低コストで効果的な検出、除去、都市鉱山からこれらの金属を回収するための手段です。...

検出とパラジウムの回収は、都市鉱山からの金やコバルト金属は、ナノスケールワゴンホイール形の細孔を有する指定小説センサ/吸着剤を使用しました

学ぶサイフォンブレーカーの実験とシミュレーション手法。研究用原子炉の安全設計向上のため、サイフォン破壊現象を正確に解析する理論モデルとシミュレーションプログラムの構築方法を解説します。

研究用原子炉のサイフォンブレーカー実験とシミュレーションに関する研究

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