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Simulation of set into operation experiments of the Karlsruhe Sodium Laboratory

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2017-03-01
Defense date
2017-07-03
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The purpose of this bachelor thesis is the simulation and analysis of loss of coolant accidents for KASOLA, a facility built at the KIT research centre, in the Institute for Neutron Physics and Reactor Technology (INR), and created for the analysis of sodium as working fluid in nuclear and solar thermal power plants. In this work, three different experiments for loss of coolant will be modelled and simulated using the TRACE code with the help of the SNAP interface. The model of KASOLA is obtained from previous projects and improvements and changes have been done. In this way, throughout the simulations, the evolution of the flow of sodium out of the facility can be studied in order to evaluate the damage of the accident and to elaborate prevention and safety measures. With the available components of the software, the different scenarios have been modelled and simulated. They consist on a small break in the piping system, a larger one that takes the flow of sodium through the thermal insulation into consideration and a small break of an instrumentation pipe. Finally, the results are monitored with the AptPlot software and the amount of lost sodium is for each scenario studied. These are only theoretical tests, and lack of experimental validation. However, the contribution of this project is important at the time of facing accidents or setbacks.
El presente trabajo de fin de grado tiene por objetivo la simulación y análisis de accidentes de pérdidas de refrigerante en KASOLA, una instalación construida en el centro de investigación de la universidad Karlsruhe Institute of Technology, en el Insituto de Física de Neutrones y Técnica de Reactores (INR), y creada para el estudio del sodio como fluido de trabajo en centrales nucleares y solares térmicas. En este trabajo, se modelarán tres casos de pérdida de refrigerante distintos utilizando el código TRACE mediante la interfaz SNAP. El modelo de KASOLA se obtiene de proyectos previos y el cual será modificado y optimizado para llevar a cabo simulaciones que permitirán analizar la evolución del flujo de sodio fuera de la instalación. El interés del trabajo reside en la posibilidad de predecir daños en accidentes y elaborar medidas de seguridad y prevención más fiables en el futuro. Con los componentes disponibles en el software empleado, los distintos escenarios se han modelado y simulado. Ellos consisten en una rotura pequeña en el sistema principal de tuberías, una rotura grande donde se tiene en cuenta el flujo a través del material aislante de la instalación y una rotura pequeña en una tubería de instrumentación. Finalmente los resultados serán monitorizados con el software AptPlot y la cantidad de sodio perdido será estudiado para cada caso. Se trata, pues, de pruebas teóricas carentes de validación experimental. Sin embargo, la contribución de este proyecto es importante a la hora de afrontar accidentes y contratiempos ya que plantea consideraciones a tener en cuenta en la operación de KASOLA.
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Keywords
Simulation, Loss of coolant, Analysis of sodium, Fluid dynamics
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