İTÜ Triga Mark II reaktörünün soğutma probleminin analizi ve çözüm önerileri

Abstract

ÖZET İ.T.Ü. TRIGA Mark-II reaktörü, 11 Mart 1979 tarihinde 54. TRIGA reaktörü olarak kritik yapılmış açık tank tipi, hafif su soğutuculu bir reaktördür. Reaktör eğitim ve araştırma amacıyla kullanılmak üzere inşa edilmiştir. Yaklaşık 20 yıldan beri kullanılmakta olan reaktörün soğutma sisteminin gücünün yetersiz kalması nedeniyle, özellikle yüksek sıcaklık ve nemin olduğu hava şartlarında, yapılan deney ve ışınlamalar, zaman zaman reaktör tank suyu sıcaklığının, üst sınır değere ulaşması nedeniyle kesilmek zorunda kalınmaktadır. Böylece zaman ve yakıt, sonuç alınamayan çalışmalar için harcanmaktadır. Bunun yanısıra tank suyu sıcaklığının yüksek değerlerde seyretmesi başka sakıncaların da doğmasına neden olmaktadır. Yüksek su sıcaklığı ve bunun sonucu yükselen nem oranı nedeniyle, reaktör elemanlarında korozyon ve arıza riski yükselmektedir. Bunun yanında bu şartlar, tank havuzunda alg ve benzeri oluşumların ortaya çıkmasına ve ayrıca demineralizör reçinesinin bozulmasına uygun bir ortam oluşturmaktadır. Bu çalışmada, yukarıda anlatılan sakıncaların ortadan kaldırılabilmesi amacıyla, soğutma sisteminin matematik modeli kurulmuş ve bu model kullanılarak soğutma gücünü etkileyen parametreler incelenmiştir. Bu incelemeler sırasında uzun süreden beri içersine bakım yapılmamış olan ısı değiştiricisinin borularının dış yüzeyinde bir birikinti tabakasının oluşmuş olabileceği gösterilmiştir. Bu birikinti tabakasının temizlenmesi halinde, ortalama tank suyu sıcaklığının yaklaşık 3 °C düşebileceği gösterilmiştir. Bu temizleme işleminin yanında mevcut soğutma kulesine özdeş bir soğutma kulesinin paralel bağlanması durumunda ise ortalama tank suyu sıcaklıklarında 8 °C'lik bir düşme olacağı hesaplanmıştır. Yapılmak istenen ışınlama ve deneylerin sonuçlanıp sonuçlanamayacağının öngörülebilmesi amacıyla, çeşitli güçler için reaktör işletmenlerinin kullanabileceği sıcaklık-zaman tablosu hazırlanmıştır.

SUMMARY I.T.U. TRIGA Mark-II reactor has been built as a 54. TRIGA reactor at 1 1 March 1979. It is an open pool type reactor with light water coolant. It has been built for the aims of training and research. Cooling system of the reactor, which has been used for twenty years, becomes insufficient especially under the high temperature and humidity conditions of air. Therefore, some experiments and irradiation operations can not be completed since the temperature of tank water exceeds the given operation limits. Consequently, time and fuels are spent for uncompleted works. Furthermore, high temperature of tank water causes to appear some disadvantages. Trouble risk and corrosion of reactor components increase due to the high water temperature and so high humidity. These bad conditions constitute a suitable environment for biological forms such as alg etc.. Moreover, demineralizer resin loses their properties under these conditions. In this thesis, in order to remove these disadvantages, mathematical model of cooling system is derived and parameters which effect the cooling power are examined. During these examinations, it is shown that there is possibly dirty layer on the outer surface of pipes of heat exchanger which has not been maintained for a long time. It is seen that mean temperature of tank water decreases approximately 3 °C when this dirty layer is cleaned. In case that an identical cooling tower is connected to the present cooling tower as a parallel tower, it is shown that mean temperature of tank water also decreases approximately 8 °C after the dirty layer is cleaned. In order to predict whether the experiments and irradiation processes can be completed, temperature-time table for different powers is prepared for the reactor administrators. vie vüKSL>'*` ft^wi'ti*:` insiyi iRiAoauJI MERKEZİ XI