haku: @keyword kalorimetri / yhteensä: 3
viite: 2 / 3
| Tekijä: | Mikkonen, Janne Petteri |
| Työn nimi: | Ydinpolttoaineen jälkilämpötehon mittaamiseen käytettävän kalorimetrin suunnittelu |
| Development of a calorimeter for measuring the residual heat of a nuclear fuel | |
| Julkaisutyyppi: | Diplomityö |
| Julkaisuvuosi: | 2012 |
| Sivut: | (8) + 106 Kieli: fin |
| Koulu/Laitos/Osasto: | Koneenrakennustekniikan laitos |
| Oppiaine: | Koneensuunnitteluoppi (Kon-41) |
| Valvoja: | Juhanko, Jari |
| Ohjaaja: | Launiainen, Sampsa |
| Digitoitu julkaisu: | https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/100395 |
| OEVS: | Digitoitu arkistokappale on julkaistu Aaltodocissa
|
| Sijainti: | P1 Ark Aalto 6954 | Arkisto |
| Avainsanat: | nuclear fuel residual heat measuring of a heat output calorimeter ydinpolttoaine jälkilämpö lämpötehon mittaaminen kalorimetri |
| Tiivistelmä (fin): | Ydinvoimayhtiö on velvollinen huolehtimaan ydinjätteen loppusijoituksesta. Käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitus tehdään kallioperään louhittavaan tunneliverkostoon. Polttoaineen asettelua loppusijoitustilaan rajoittaa sen tuottama jälkilämpöteho, sillä kapselin pinnalle joutuva vesi voi kiehuessaan saostaa suoloja ja vaarantaa kapselin pitkäaikaisen tiiviyden. Jälkilämpötehon suuruus voidaan arvioida laskennallisesti, mutta laskentamenetelmän tulosten oikeellisuus täytyy validoida kokeellisesti ennen loppusijoituksen aloittamista. Kokeellisiin mittauksiin käytetään kalorimetria, jonka sisään tutkittava polttoaine asetetaan. Kalorimetri on lämpötiivis astia, jonka lämpötekniset ominaisuudet tunnetaan. Mittaamalla polttoaineen aiheuttama lämpötilan muutos mittauspiiristä saadaan tietoon kappaleen lämpöteho. Työn tavoitteena on kehittää konsepti mittauksiin käytettävästä kalorimetrista ja arvioida sen kykyä suoriutua mittauksista. Taustaselvityksessä tehdään katsaus ydinvoima-alalla käytettyihin jälkilämpötehon mittausmenetelmiin. Kalorimetrin toimintaperiaatteen kehittämisessä hyödynnetään alan parhaita käytäntöjä. Kehitettyjä konsepteja verrataan toisiinsa valmistettavuuden, käytettävyyden ja mittauksen toteutettavuuden perusteella. Kaksi parasta konseptia valitaan jatkokehitykseen, jonka lopputuloksena valitaan lupaavin konsepti. Valitun konseptin päämitat määritetään lujuusopillisen tarkastelun avulla. Mittoja käytetään rakenteen lämpöhäviöiden ja -kapasiteettien määrittämiseen. Rakenteen soveltuvuutta mittauskäyttöön arvioidaan simulointimallin avulla. Työn lopputuloksena esitetään rakennemalli, joka täyttää sille asetettavat vaatimukset ja on kykenevä lämpötehon mittaamiseen. |
| Tiivistelmä (eng): | Due to the Finnish nuclear energy act, a nuclear power company is obligated to take care of final disposal of nuclear waste. The final disposal of the nuclear fuel is intended to commit at tunnels in bedrock. The residual heat of spent fuel is limiting the density of disposal tunnels. If the disposal canister overheats, the groundwater can boil and precipitate salts on a surface of the canister. Salts can accelerate the corrosion of the canister and endanger its long term gas-tightness. The quantity of residual heat can be estimated by numerical methods, but calculation code must be validated prior to the final disposal. Validation can be performed by experimental measurements, taken by a calorimeter. Calorimeter is a heat-tight container, which thermal properties are known. By placing the spent nuclear fuel inside the container and measuring the rate of heat change of the container, the heat output of the fuel can be determined. The object of this master's thesis is to develop a concept of a calorimeter and evaluate its capability to perform the measurements. A literature review to methods used in the measurements of residual heat is made in a research chapter. The aim of the review is to understand the level of the technology used in measurements. Generated concepts are compared between manufacturing, usability and ability to perform the measurements. Two concepts were selected for further development. The outcome of development is the selection of the most promising concept. The concept's principal dimensions are determined by strength analysis. Dimensions are used to specify structure's heat losses and heat capacity. Structures suitability for measurements is evaluated with a simulation model. The result of the thesis is the model of the calorimeter, which fulfils demands and is capable to execute the required measurements. |
| ED: | 2012-12-05 |
INSSI tietueen numero: 45689
+ lisää koriin
INSSI