search query: @keyword nuclear reactor / total: 3
reference: 1 / 3
« previous | next »
Author:Kättö, Joonas
Title:Corrosion and its modeling in nuclear reactor fuel cladding
Ydinreaktorin polttoainesauvan suojakuoren korroosio ja sen mallinnus
Publication type:Master's thesis
Publication year:2013
Pages:(7) + 80      Language:   eng
Department/School:Energiatekniikan laitos
Main subject:Energiatalous ja voimalaitostekniikka   (Ene-59)
Supervisor:Syri, Sanna
Instructor:Tulkki, Ville
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark Aalto  6208   | Archive
Keywords:corrosion
modeling
fuel cladding
nuclear reactor
korroosio
mallinnus
polttoainesauvan suojakuori
ydinreaktori
Abstract (eng): The aim of this thesis is to create a model describing fuel cladding waterside corrosion in steady-state reactor environment.
This model will then be programmed as a part of the ENIGMA fuel performance code that is used in nuclear fuel research for simulating nuclear fuel behaviour.

In order to create the model, a literature survey about fuel cladding corrosion and existing corrosion models was conducted.
In addition, oxidation data was collected from previous experiments that were conducted in three different reactors.
It was found that the most important parameter affecting fuel cladding corrosion is the metal-oxide interface temperature.
Therefore this parameter, together with the exposure time, are the parameters recognized by the most corrosion models, including the one created in this study.
The constants of the model were decided by fitting the model in the data collected from previous cladding corrosion experiments.

Validation of the model created in this study showed clear improvements over the old ENIGMA corrosion model.
It was observed that the old ENIGMA corrosion model systematically underestimated oxide layer accumulation on the cladding surface, and the average relative error of the model was as high as 55%.
The new model, instead, did not show this kind of behaviour, and the average relative error of the new model is 25%.

In conclusion, the model created in this study is a useful update to ENIGMA fuel performance code.
However, future work is required to gain more understanding about the many parameters affecting corrosion kinetics in reality and the complex interactions between these parameters.
This will help in developing more mechanistic and accurate corrosion models in future.
So far, the use of simple models recognizing only the key parameters is justified.
Abstract (fin): Tämän työn tarkoituksena on kehittää malli, joka kuvaa ydinpolttoaineen suojakuoren jäähdytepuolen korroosiota normaalitilassa toimivassa reaktorissa.
Tämä malli ohjelmoidaan osaksi ENIGMA-nimistä polttoainekoodia, jota käytetään ydinpolttoaineen tutkimuksessa polttoaineen käyttäytymisen simulointiin.

Mallin rakentamista varten tehtiin kirjallisuusselvitys sekä suojakuoren korroosiosta että olemassa olevista korroosiomalleista.
Lisäksi oksidoitumisdataa kerättiin kolmessa eri reaktorissa suoritetuista suojakuoren korroosiokokeista.
Näiden perusteella huomattiin, että tärkein polttoaineen suojakuoren korroosioon vaikuttava tekijä on lämpötila oksidikerroksen ja suojakuoren pinnan välillä.
Tämä parametri sekä altistumisaika ovatkin tekijöitä, jotka otetaan huomioon käytännössä kaikissa ydinpolttoaineen suojakuoren korroosiomalleissa myös tässä työssä kehitetyssä mallissa.
Korroosiomallin vakiokertoimet selvitettiin sovittamalla malli aikaisemmista korroosiokokeista kerättyyn dataan.

Tässä työssä kehitetyn mallin validointi osoitti selkeitä parannuksia aikaisempaan ENIGMAn korroosiomalliin nähden.
Aikaisempi ENIGMAn korroosiomalli systemaattisesti aliarvioi polttoaineen suojakuoren pinnalle kehittyneen oksidikerroksen paksuutta, ja mallin keskimääräinen suhteellinen virhe oli 55 %.
Uudella mallilla saadut tulokset eivät sen sijaan osoittaneet tällaista käyttäytymistä, ja mallilla saatujen tulosten keskimääräinen suhteellinen virhe on 25 %.

Kaiken kaikkiaan tässä työssä kehitetty malli on hyödyllinen päivitys ENIGMA-polttoainekoodiin.
Tulevaisuudessa vaaditaan kuitenkin lisää työtä, jotta ymmärretään paremmin eri tekijöiden vaikutus polttoaineen suojakuoren korroosioon, sekä näiden tekijöiden keskinäiset vuorovaikutussuhteet.
Näiden ymmärtäminen mahdollistaa kuvaavampien ja tarkempien mallien kehittämisen tulevaisuudessa.
Siihen asti yksinkertaisempien mallien käyttö on perusteltua.
ED:2013-10-21
INSSI record number: 47365
+ add basket
« previous | next »
INSSI