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Nüssel, Philipp:
Thermische Analyse von gasgefüllten Spalten bei Brennelementbehältern mittels Strömungssimulation : M15/17.
Bayreuth
,
2017
(Masterarbeit,
2017
, Universität Bayreuth, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Lehrstuhl Konstruktionslehre/CAD)
Abstract
Der Lehrstuhl für Konstruktionslehre und CAD bearbeitet Grundsatzfragen zur Verallgemeinerung des Wärme- und Strömungsmanagements. In diesem Zusammenhang wird ein Berechnungsprogramm auf Basis des Finite-Elemente-Programms Z88 entwickelt, nach welchem für Brennelementbehälter eine Temperaturverteilung berechnet werden kann. Eine besondere Herausforderung stellt ein mit Heliumgas gefüllter Ringspalt dar, welcher sich zwischen dem Tragkorb für die Brennelemente und der Außenhülle befindet. Der Behälter wird in der Regel stehend gelagert, wobei sich der Ringspalt konzentrisch verhält. Zu diesem Problem liegt bereits eine Bearbeitung vor. Die nachfolgende Arbeit konzentriert sich auf den Transportvorgang. Die Behälter sollen in diesem Zusammenhang liegend transportiert werden, wobei der Tragkorb auf der Unterseite des Außenbehälters aufliegt und der Heliumspalt eine Halbmondform bildet. In der vorliegenden Arbeit erfolgt zunächst eine Betrachtung von Brennelementbehältern. Anschließend wird ein Einblick in Strömungen und die Arten der Wärmeübertragung gewährt. Im Anschluss wird am Beispiel von zwei verschiedenen Brennelementbehältern ein CAD-Modell erstellt und eine thermische Strömungssimulation mittels Computational Fluid Dynamics (CFD) durchgeführt.