Ergimiş tuz reaktöründe kullanılacak gövde borulu ısı değiştirici tasarımı

Abstract

Isı değiştiriciler birçok sektörde büyük öneme sahip mühendsilik cihazlardır. Tez kapsamında gövde borulu ısı değiştirici tasarımı ele alınmıştır. Çaışma kapsamında Gövde borulu ısı değiştirici tasarımını oluşturan geometrik parametreler detaylı olarak anlatılmıştır.Gövde borulu ısı değiştiricinin ısı transfer katsayısı ve basınç kaybı hesabı için yöntem belirlenmiş olup ilgili korelasyonlar açıklanmıştır.Tasarımı yapılacak olan gövde borulu ısı değiştirici ısı kapasitesi 10 MW olan bir Ergimiş Tuz reaktörünün birinicil soğutma devresi ısı değiştiricisi olarak kullanılacaktır. Tasarım parametlerei belirlenen gövde borulu ısı değiştiricinin Bell Dalaware yöntemi ile ısı transfer ve basınç kaybı hesaplamaları yapılmıştır. Ele alınan referans tasarım üzerinde yapılan hesaplamalar sonrasında tasarımı oluşturan geometrik parametrelerin tekil etkileri detaylı olarak incelenmiştir. İnceleme kapsamında kaçak ve kısa devre parametreleri, gövde iç çapı, boru yerleşim adımı ve açısı , şaşırtma levhası kesmesi ve aralığı incelenmiştir. 347 mm gövde çapına sahip ısı değiştiricide 90° yerleşim açısı ve 21 mm aralık düzenine sahip 179 adet boru bulunmaktadır.Çalışma kapsamında 10 MW ısı yük altında ergimiş tuz reaktörünün birincil soğutma devresinde kullanılmak üzere gövde borulu ısı değiştirici tasarımı önerilmiştir.Anahtar Kelimeler: Isı transferi, Tasarım parametreleri, Bell-Dalaware

In this study, the design and thermal analysis of the shell and tube heat exchanger used in the cooling of the fuel salt coming out of the reactor in the molten salt nuclear reactor are emphasized. In the heat exchanger design, the design parameters of the body, pipe and baffle plate were determined by taking into account the existing TEMA standards. It has been determined that the pipe pitch and pipe layout are an effective geometric parameter on the heat transfer coefficient and pressure loss, and 30°, 45° and 90° layouts are examined step by step. In addition, the design parameters that create the leakage flow are also examined. The heat transfer coefficient and pressure loss calculations were made using Bell-Dalaware method on the shell and tube heat exchanger proposed for the design. Then, the effects of the design parameters on the heat transfer coefficient and pressure loss were examined with the Bell-Dalaware method, and the proposed shell-and-tube heat exchanger design was optimized. Within the scope of the study, a shell and tube heat exchanger has been proposed to be used in a molten salt reactor under 10 MW heat load.Key Words; Heat Transfer, Design Parameters, Bell-Dalaware