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Dinkel, Christian ; Billenstein, Daniel ; Rieg, Frank:
Thermische Analyse gasgefüllter Spalte in Brennelementbehältern mittels Strömungssimulationen.
In: Brökel, Klaus ; Corves, Burkhard ; Grothe, Karl-Heinrich ; Lohrengel, Armin ; Müller, Norbert ; Nagarajah, Arun ; Rieg, Frank ; Scharr, Gerhard ; Stelzer, Ralph
(Hrsg.):
Digitalisierung und Produktentwicklung : Vernetzte Entwicklungsumgebungen. -
Bayreuth
: Universität Bayreuth, Lehrstuhl für Konstruktionslehre und CAD
,
2018
. - S. 35-44
. - (Gemeinsames Kolloquium Konstruktionstechnik
; 16
)
ISBN 978-3-00-059609-4
Abstract
Transport- und Lagerbehälter (T/L-Behälter) für abgebrannte, nukleare Brennelemente müssen zahl-reiche Anforderungen erfüllen, unter anderem den sicheren Abtransport der anfallenden Nachzerfallswärme. Dabei dürfen vorgeschriebene Maximaltemperaturen nicht überschritten werden, um die verwendeten Materialien nicht zu schädigen. Aus diesem Grund sind thermische Analysen derartiger Behälter in der Entwicklung essentiell. Kernpunkt der im Rahmen dieses Beitrags vorgestellten Untersuchungen zeigen den Einfluss gasgefüllter Spalte und deren Einfluss auf die Wärmeabfuhr aus T/L-Behältern auf. Im Mittelpunkt steht dabei ein kreisringförmiger Spalt, der sich zwischen innerem und äußerem Behälterteil befindet. Dieser geht im Falle eines liegenden Behälters in einen halbmondförmigen Spalt über und wird für die Wärmetransportmechanismen Leitung, Konvektion und Strahlung mittels Strömungssimulationen numerisch untersucht. Dabei wird sowohl der Einfluss der Wärmeübertragungsart als auch der der Spaltweite analysiert.
Abstract in weiterer Sprache
Transport- and storage casks for spent nuclear fuel elements have to fulfill several requirements, for example the safe dissipation of the decay heat. Thereby, mandatory maximum temperature must not be exceeded in order not to damage the used materials. Due to this, thermal analyses of such casks are essential during development. Main aspect within the frame of this paper is the examination of gas filled gaps and their influence on the heat dissipation out of the cask. Focus will be placed on an annular gap which is positioned between inner and outer part of the cask. In case of lying casks, the gap shows a crescent-shaped geometry. This kind of gap is examined numerically for the heat transfer mechanisms conduction, convection and radiation. By doing this, the influence of the heat transfer mechanism as well as the gap size is investigated.