Basınçlı su reaktörlerinde U-borulu buhar üreteçlerinin doğrusal olmayan dinamik modellenmesi

Basınçlı Su Reaktörlerinde yer alan U-Borulu Buhar Üreteçleri için dinamik model ve kontrol çalışmalarında kullanılmak üzere yeni bir model ve çözüm yöntemi önerilmiştir. Buhar üreteci 14 düğüm noktasına bölünmüştür. Bu düğüm noktaları diferansiyel formda kütle ve enerji korunumu denklemleri uygulanarak incelenmiştir. Doğrusal olmayan diferansiyel denklem sistemi elde edilmiştir. Bu denklem sistemi dördüncü dereceden Runge-Kutta yöntemi ile Julia programlama dili kullanılarak sayısal olarak çözümlenmiştir. Termodinamik özellikler için anlık doğru veriler Coolprop kütüphanesinden alınmıştır. Modelde kontrol sistemi olarak üç elemanlı PI kontrol uygulanmıştır. Besleme suyu kütlesel debisi, buhar çıkış kütlesel debisi, birincil kısım akışkanın giriş kütlesel debisi, besleme suyu giriş sıcaklığı ve birincil kısım akışkanın giriş sıcaklığındaki değişimler incelenmiş ve buhar üretecinin tepkisi geliştirilen model kullanılarak simüle edilmiştir. Önerilen modelin U-borulu buhar üreteçleri için literatürdeki çalışmalarla karşılaştırılabilir sonuçlar verdiği ve dinamik model ile kontrol simülasyonlarında kullanılabileceği görülmüştür. Basınçlı Su Reaktörleri ve geliştirilen U-borulu Buhar Üreteci modelinin termodinamik performans analizi için ekserji analizi uygulanmıştır. Tipik bir basınçlı su reaktörünün her bir bileşeni ve geliştirilen U-borulu buhar üreteci modelinin tüm düğüm noktaları için ekserji yıkımı ile verimliliği hesaplanmış ve karşılaştırılmıştır. Birincil kısım akışkanın giriş kütlesel debisi, besleme suyu giriş sıcaklığı, birincil kısım akışkanın giriş sıcaklığı ve U-boru çap oranındaki değişimler incelenmiş ve buhar üretecinin tepkisi geliştirilen modelle sunulmuştur. Basınçlı su reaktörleri ekserji analizinde en fazla ekserji yıkım oranının reaktör (%61,80), yoğuşturucu (%14,27) ve türbinlerde (%8,28) olduğu görülmüştür. U-borulu buhar üreteci ekserji analizinde ise ekserji yıkım oranının iniş kanalı ve kaynama bölgesi düğüm noktalarında daha fazla olduğu belirlenmiştir.