Original title: CFD Analýza procesu stratifikace v horizontálním parním generátoru jaderné elektrárny s reaktorem VVER
Translated title: CFD Analysis of the Stratification Process in a Horizontal Steam Generator of a VVER reactor unit of Nuclear Power Plant
Authors: Koudelková, Kateřina ; Frélich, Jan (referee) ; Elcner, Jakub (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2026
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract: [cze] [eng]
Tato diplomová práce se věnuje CFD analýze termohydraulických procesů v horizontálním parogenerátoru jaderné elektrárny s reaktorem VVER-440/213, se specifickým zaměřením na jev teplotní stratifikace během havárie typu SGTR (prasknutí teplosměnné trubky). Cílem práce je nasimulovat chování sekundárního média v zasaženém parogenerátoru při aplikaci havarijního postupu E-3, kdy dochází k obrácení tepelného toku a následnému formování teplotní stratifikace, která hraje důležitou roli v udržení tlakového rozdílu mezi zasaženými a nezasaženými parogenerátory. Pro simulaci byl využit software ANSYS Fluent, přičemž okrajové podmínky byly odvozeny ze systémového kódu RELAP5 (model RELEDU-4.3). Práce obsahuje parametrickou studii vlivu výšky hladiny na intenzitu stratifikace a účinnost kondenzace páry na hladině. Výsledky simulací potvrzují vznik stabilní stratifikované vrstvy vody nad trubkovnicí, která účinně izoluje teplosměnný svazek od parního prostoru. Analýza ukázala nelineární charakter kondenzace páry, přičemž bylo zjištěno, že zvyšování hladiny nad hodnotu 600 mm přináší už jen minimální benefit z hlediska odvodu tepla a kondenzace. This thesis is focused on a CFD analysis of thermohydraulic processes in a horizontal steam generator of a nuclear power plant equipped with a VVER-440/213 reactor, with a specific focus on the phenomenon of temperature stratification during an SGTR (steam generator tube rupture) accident. The objective of this thesis is to simulate the behavior of the secondary coolant in the affected steam generator during the application of emergency procedure E-3, when heat flux reversal occurs and subsequent temperature stratification forms, which plays an important role in maintaining the pressure difference between the affected and unaffected steam generators. ANSYS Fluent software was used for the simulation, with boundary conditions derived from the RELAP5 system code (RELEDU-4.3 model). The work includes a parametric study of the effect of water level height on the intensity of stratification and the efficiency of steam condensation at the water surface. The simulation results confirm the formation of a stable stratified water layer above the tube bundle, which effectively isolates the heat exchange bundle from the steam space. The analysis revealed the nonlinear nature of steam condensation, and it was found that raising the water level above 600 mm yields only minimal benefits in terms of heat removal and condensation.
Keywords: ANSYS Fluent; CFD; Dual Cell Heat Exchanger; porous medium; SGTR; steam generator; temperature stratification; VVER-440; ANSYS Fluent; CFD; Dual Cell Heat Exchanger; parogenerátor; porézní médium; SGTR; teplotní stratifikace; VVER-440

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/257766

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-774286


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses