Published April 1984 | Version v1
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Theoretical and experimental research of natural convection in the core of the high temperature pebble bed reactor

Description

The physical model of the developed THERMIX-2D-code for computing thermohydraulic behaviour of the core of high temperature pebble bed reactors is verified by experiments with natural convection flow. Such fluid flow behaviour can be of very high importance for the real reactor in the case of natural heat removal decay. The experiments are performed in a special set up testing-stand with pressures up to 30 bars and temperatures up to 3000C by using air and helium as fluid. In comparison with the experimental data the numerical results show that a good and useful simulation is given by the program. Pure natural convection flow in packed pebble beds is calculated with a very high degree of reliability. The investigation of flow stability demonstrate that radial-symmetric relations are not given temporarily when national convection is overlayed by forced convection flow. In the discussion it is explained when and to what extent the program leds to useful results in such situations. The test of the effective heat conductivity lambdasub(eff) results in an improvement of the lambdasub(eff)-data used so far for temperatures below 13000C. (orig.)

Availability note (English)

MF available from INIS under the Report Number.

Abstract (German)

Das zur Beschreibung thermohydraulischer Vorgaenge im Kugelhaufen-Hochtemperaturreaktor entwickelte Rechenprogramm THERMIX-2D wird hinsichtlich des zugrunde gelegten physikalischen Modells ueberprueft. Grundlage dieser Untersuchungen sind mittels einer eigens eingerichteten Versuchsanordnung speziell durchgefuehrte Experimente zu Naturkonvektionsstroemungen, die im Reaktor im Fall der Nachwaermeabfuhr von entscheidender Bedeutung sein koennen. Die Experimente wurden mit Druecken bis zu 30 bar und Temperaturen bis zu 3000C unter Einsatz der Gase Luft und Helium gefahren. Die numerischen Ergebnisse zeigen im Vergleich mit dem experimentellen Befund, dass bei Kenntnis der erforderlichen Randbedingungen eine gute und brauchbare Simulationsfaehigkeit durch das Programm gegeben ist. Reine Naturkonvektionsstroemungen in Kugelhaufenwerken lassen sich mit einem hohen Mass an Zuverlaessigkeit rechnerisch darstellen. Die Untersuchung der Stroemungsstabilitaet zeigt, dass bei Ueberlagerung von freier und erzwungener Konvektion rotationssymmetrische Verhaeltnisse zeitweise nicht mehr gegeben sein koennen. In der Diskussion wird dargelegt, wann und inwieweit das Programm aber dennoch in solchen Faellen zu brauchbaren Ergebnissen fuehrt. Die Ueberpruefung der effektiven Ruhewaermeleitfaehigkeit lambdasub(eff) liefert eine Verbesserung der bislang verwendeten lambdasub(eff)-Werte fuer Temperaturen unterhalb von 13000C. (orig.)

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Original title (German)
Theoretische und experimentelle Untersuchungen der Naturkonvektion im Kern des Kugelhaufen-Hochtemperaturreaktors

Publishing Information

Imprint Pagination
118 p.
Report number
Juel--1912