उच्च दबाव में: कैमरे के सामने जल-भाप प्रवाहित होती है

परीक्षण कक्ष चरम धाराओं को दृश्यमान बनाता है

5 मेगावाट (50 गुना सामान्य दबाव) और 264 ° C पर भाप-पानी का प्रवाह, FZD के TOPFLOW सुविधा में नोट किया गया © FZD
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264 डिग्री सेल्सियस के 50 बार के सामान्य दबाव में पाइप के माध्यम से पानी और भाप का प्रवाह कैसे होता है, इसका कोई भी प्रत्यक्ष रूप से निरीक्षण नहीं कर पाया है। लेकिन अब शोधकर्ताओं ने एक विशेष परीक्षण कक्ष विकसित किया है जो इस तरह के चरम धाराओं को दिखाई देता है। यह महत्वपूर्ण है, उदाहरण के लिए, परमाणु ऊर्जा संयंत्र में रिसाव की स्थिति में शीतलन जल के व्यवहार का आकलन करने के लिए।

तरल-गैस के प्रवाह में रासायनिक, तेल और ऊर्जा उद्योगों में कई अनुप्रयोग हैं। परमाणु प्रतिष्ठानों में, पौधों की सुरक्षा का आकलन करने के लिए प्रवाह प्रक्रियाओं का ज्ञान विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। उदाहरण के लिए, पहले चक्र में एक दबाव वाले पानी के रिएक्टर में, आमतौर पर केवल उच्च दबाव में और लगभग 300 डिग्री सेल्सियस तापमान पर पानी बहता है।

गर्मी ऊर्जा के रूप में रिएक्टर में जारी गर्मी को पानी से अवशोषित किया जाता है और भाप जनरेटर में एक दूसरे सर्किट में पहुंचाया जाता है, जो भाप के साथ टर्बाइनों की आपूर्ति करता है। यदि पहले चक्र में रिसाव होता था, तो संबंधित दबाव ड्रॉप के परिणामस्वरूप बाद में भाप उत्पन्न होगी। इस तरह की दुर्घटना में रिएक्टर कोर के सुरक्षित स्विचिंग और कूलिंग को सुनिश्चित करने के लिए कई सक्रिय और निष्क्रिय उपाय प्रदान किए जाते हैं।

70x वायुदाब पर प्रयोग

Forschungszentrum Dresden-Rossendorf (FZD) में इंस्टीट्यूट फॉर सेफ्टी रिसर्च के कार्यों में से एक है, परमाणु शीतलन सर्किट के कुछ हिस्सों में पानी-भाप के प्रवाह के लिए प्रायोगिक रूप से जांच और मॉडल प्रवाह घटना। चूंकि लागत कारणों के लिए 1: 1 पैमाने पर इस तरह के प्रयोग नहीं किए जा सकते हैं, प्रवाह प्रक्रियाओं के परिष्कृत कंप्यूटर सिमुलेशन को स्केल किए गए पायलट पौधों के प्रयोगात्मक परिणामों को वास्तविक पैमाने पर अनुवाद करने में मदद करनी चाहिए।

इस तरह के प्रयोगों के लिए, FFLOW प्रणाली FZD पर उपलब्ध है। TOPFLOW "ट्रांसिएंट टू-फेज फ्लो" का संक्षिप्त नाम है और फोर्सचुंगज़ेंट्रम जूलीच में बड़ी शोध सुविधाओं में से एक है। सिस्टम का उपयोग भाप-पानी और वायु-जल प्रवाह की प्रयोगात्मक जांच के लिए किया जाता है। 4 मेगावाट की क्षमता वाला एक इलेक्ट्रिक स्टीम जेनरेटर, 7 मेगापिक्सल पर प्रति सेकंड 1.5 किलोग्राम तक की भाप की अनुमति देता है, यानी सामान्य वायु दबाव का 70 गुना। प्रदर्शन

दबाव कक्ष अब तक अपारदर्शी

अब तक, बड़े क्षेत्र में उच्च दबाव और उच्च तापमान पर पानी और भाप के प्रवाह की कल्पना करना असंभव हो गया है, क्योंकि सिस्टम घटकों को ऐसे दबावों का सामना करना पड़ता है जो आमतौर पर ठोस स्टील से बने होते हैं, अर्थात वे इसके लिए उपयुक्त हैं कैमरे अभेद्य। FZD में विकसित एक प्रायोगिक तकनीक एक दबाव कक्ष में परमाणु रिएक्टरों में अधीनस्थ तूफानों पर प्रयोग करने की अनुमति देती है। इस चैम्बर में, वास्तविक परीक्षण खंड और कंटेनर का वातावरण दबाव के समीकरण में है, ताकि प्रायोगिक सेट-अप के डिज़ाइन घटकों को उच्च दबाव के अंतर के संपर्क में न आए।

अब प्रत्यक्ष अवलोकन संभव है

यह घटकों की दीवारों को बड़ी अवलोकन खिड़कियों के साथ प्रदान करने की अनुमति देता है, जो उच्च गति वाले वीडियो कैमरों के उपयोग की अनुमति देता है। इस प्रकार प्राप्त डेटा उनके उच्च स्थानिक और लौकिक रिज़ॉल्यूशन के कारण अद्वितीय हैं और इस बीच अंतरराष्ट्रीय स्तर पर मांग के बाद भी हैं। वीडियो अवलोकन विशेष रूप से मूल्यवान हैं क्योंकि वे उच्च अस्थायी और स्थानिक संकल्प में डेटा प्रदान करते हैं। इसलिए, उनका उपयोग लंबे समय से किया गया है, उदाहरण के लिए, परिवेश के दबाव में प्लेक्सिग्लस चैनलों में वायु-जल प्रवाह की जांच में। नए दबाव कक्ष की सहायता से, पानी-भाप के प्रवाह को अब उच्च दबाव में फिल्माया जा सकता है

सुरक्षा विश्लेषण के लिए डेटा

एफजेडडी में, दुनिया भर में पहली बार, उच्च गति वाले वीडियो कैमरा के साथ 5 मेगापास्कल तक के जटिल भाप-जल प्रवाह (लगभग एक मीटर एक समय में) देखा गया था। ज्यामिति जर्मन दबाव वाले पानी रिएक्टर के तथाकथित गर्म तार पर आधारित है। यह बड़ी पाइपलाइन के लिए शब्द है जिसमें गर्म ठंडा पानी रिएक्टर से भाप जनरेटर तक बहता है। इस लाइन में भाप और पानी एक साथ गिरने की स्थिति में विपरीत दिशाओं में बहेंगे और एक-दूसरे में बाधा डालेंगे। भाप प्रवाह अधिकतम संभव जल प्रवाह को सीमित करता है, जो रिएक्टर कोर में वापस बहता है और कोर के ठंडा होने में योगदान देता है। सुरक्षा विश्लेषण के लिए जल प्रवाह की इस सीमा का सटीक ज्ञान महत्वपूर्ण है।

डेटा सिमुलेशन कार्यक्रमों के आगे के विकास के लिए एक महत्वपूर्ण आधार बनाता है और अंततः परमाणु ऊर्जा संयंत्रों और अन्य तकनीकी प्रतिष्ठानों के डिजाइन, अनुकूलन और सुरक्षा विश्लेषण के लिए उपयोग किया जा सकता है। केवल जब कंप्यूटर प्रोग्राम सही ढंग से जटिल भाप-जल प्रवाह की गणना कर सकते हैं, तो कोई भी इस तरह के विस्तृत प्रयोगों के बिना कर पाएगा।

(रिसर्च सेंटर ड्रेसडेन रॉसडॉर्फ, 08.05.2009 - NPO)