Markku Puustinen.

Esitys aiheesta: "Markku Puustinen."— Esityksen transkriptio:

1 Markku Puustinen

2 POOLEX projekti SAFIR-puoliväliseminaari , Espoo

3 POOLEX höyrypuhalluskokeet
SAFIR/POOLEX projektissa tutkitaan höyrypuhalluksen ilmiöitä BWR-laitoksen lauhdutusallasta mallintavalla koelaitteistolla Kuplan dynamiikka synty, kasvu, irtoaminen, hajoaminen, lauhtuminen Höyryn nopea lauhtuminen altaan veteen aiheuttaa paineiskuja, joista seuraa rasituksia rakenteille (taajuus ja amplitudi mitataan) Kuplan käyttäytymiseen ja lauhtumiseen liittyvien laskentamallien parantaminen kokeiden tuottaman mittaustiedon avulla Vertailudataa CFD- ja rakenneanalyysiohjelmille (venymämittauksia) SAFIR-puoliväliseminaari , Espoo

4 POOLEX höyrypuhalluskokeet
Laitoksella 16 kappaletta halkaisijaltaan 600 mm olevaa alaspuhallusputkea johtaa ylemmästä kuivatilasta välitason ja märkätilan kaasutilan läpi lauhdutusaltaaseen Alaspuhallusputkien päät ovat 6,5 m lauhdutusaltaan vedenpinnan alapuolella Putket on suunniteltu kuljettamaan suojarakennuksen sisäpuolisen reaktorin primääripiirin putkimurtuman tapahtuessa vapautuva höyry/vesiseos ylemmästä kuivatilasta lauhdutusaltaaseen SAFIR-puoliväliseminaari , Espoo

5 POOLEX höyrypuhalluskokeet
Kun putket ovat tyhjentyneet vedestä, alkaa suojarakennuksessa olevaa (typpi)kaasua virrata lauhdutusaltaaseen Vuodon jatkuessa alaspuhallusputkien läpi purkautuva kaasu sisältää yhä enemmän höyryä (ja mahdollisesti myös vettä) Jonkun ajan kuluttua kaasun osuus virtauksesta supistuu merkityksettömäksi Edeltävässä FINNUS/TOKE projektissa tutkittiin kaasukuplan käyttäytymistä ja vaikutusta imusihtien ja ECC pumpun toimintaan SAFIR-puoliväliseminaari , Espoo

6 POOLEX höyrypuhalluskokeet
Altaan korkeus 5 m ja halkaisija 2.4 m - vesitilavuus kokeiden aikana n. 15 m3 Instrumentointia ja tiedonkeruun nopeutta parannettu koesarjojen edetessä Tallennustaajuus on kasvanut 20 Hz:stä jopa 10 kHz:iin Suurnopeuskamera höyrykuplan käyttäytymisen kuvaamiseen SAFIR-puoliväliseminaari , Espoo

7 POOLEX höyrypuhalluskokeet
SAFIR-puoliväliseminaari , Espoo

8 POOLEX höyrypuhalluskokeet
Kokeita on tehty kolmella eri putkikoolla (DN80, DN100 ja DN200) Puhalluksia enimmäkseen kylmään (10-30°C) veteen DN200 putkella myös lämpimään (50-75°C) veteen Höyryn virtaukset kg/m2s nopeudet 6-90 m/s Höyryn tila-arvot sen saavuttaessa puhallusputken yläpään ovat luokkaa MPa ja °C SAFIR-puoliväliseminaari , Espoo

9 POOLEX höyrypuhalluskokeet
Höyryn massavuon ja altaan lämpötilan mukaan rakennetulla lauhtumiskartalla (Lahey & Moody) tehdyt kokeet sijoittuvat putkessa tapahtuvan lauhtumisen, chugging ilmiön, condensation oscillations, quasi-steady oscillations ja transition alueille DN200 putkella PACTEL laitteiston höyryntuotto mahdollisti vain pääasiassa alueille 1 ja 2 pääsemisen DN80 ja DN100 putkilla pystyttiin kattamaan lähes koko x-akseli SAFIR-puoliväliseminaari , Espoo

10 POOLEX höyrypuhalluskokeet
SAFIR-puoliväliseminaari , Espoo

11 POOLEX höyrypuhalluskokeet
Puhallettaessa DN200 putkella kylmään (n. 10 °C) veteen havaittiin nopean lauhtumisen aiheuttamia alipainejaksoja (0.5 s) putken sisällä ja tästä johtuvia vesi-iskuja - massavuo noin 10 kg/m2s - ei kuplaa putken suulla Suurimmat painepulssit mitattiin putken alapäässä (max 4.8 MPa) SAFIR-puoliväliseminaari , Espoo

12 POOLEX höyrypuhalluskokeet
Suurimmat rasitukset altaan rakenteille vesitulpan iskeytymisestä pohjaan Vesitulpan aiheuttamat paineiskut altaan pohjalla 6-7 kertaa suurempia höyrykuplien lauhtumisen aiheuttamiin painepulsseihin nähden - max 390 kPa SAFIR-puoliväliseminaari , Espoo

13 POOLEX höyrypuhalluskokeet
Suurimmat venymäarvot niin ikään vesitulpan iskeytymisestä pohjaan - pyöristyksen alapuolelta - kehän suunnassa - 330 S Höyrykuplan romahtamisesta syntyvät rasitukset max 240 S Signaalin taajuus n. 10 Hz - sama kuin pohjan paineanturilla SAFIR-puoliväliseminaari , Espoo

14 POOLEX höyrypuhalluskokeet
Puhallettaessa lämpimään veteen käyttäytyminen muuttuu Chugging vs. condensation oscillations raja epämääräinen (transition region) Kuplat suurempia ja ne ehtivät lähteä nosteen vaikutuksesta nousuun ennen lauhtumista Putken sisällä painepulsseja esiintyy vain lähellä putken suuta pulssien amplitudi murto-osa kylmän veden tilanteeseen nähden SAFIR-puoliväliseminaari , Espoo

15 POOLEX höyrypuhalluskokeet
SAFIR-puoliväliseminaari , Espoo

16 POOLEX höyrypuhalluskokeet
SAFIR-puoliväliseminaari , Espoo

17 POOLEX höyrypuhalluskokeet
SAFIR-puoliväliseminaari , Espoo

18 POOLEX höyrypuhalluskokeet
SAFIR-puoliväliseminaari , Espoo

19 POOLEX höyrypuhalluskokeet
Tapahtunutta: Höyry lauhtui joko putken sisällä tai höyrykuplia muodostui putken suulle (DN200 putki) altaan veden lämpötilalla merkittävä vaikutus Rajuja painepulsseja putken sisällä puhallettaessa kylmään veteen Höyrykuplien suurin havaittu koko noin 2 x puhallusputken halkaisija Antureiden ja tiedonkeruun nopeudet saatu riittävälle tasolle SAFIR-puoliväliseminaari , Espoo

20 POOLEX höyrypuhalluskokeet
Jatko: Chugging vaiheen tarkempi tutkiminen Kiinni lauhtumisnopeuteen suurnopeuskameralla (objektiivi, valotusaika) Altaaseen syntyvän lämpötilakerrostumisen mittaaminen TIFANY-projektille (APROS-mallin kehitystyö) Kokeet kahdella alaspuhallusputkella SAFIR-puoliväliseminaari , Espoo