SAFIR2014 Strategiaseminaari

Transkriptio

1

2 YLEISTÄ Kokemukset Mitä on LUT LUT näkökohtia Infrastruktuuri CFD ja muu laskenta NETNUC Jatko-opiskelu ja tutkimus

3 Kokemukset Hyvät kokemukset aiemmista ja nykyisestä tutkimusohjelmasta Loppukäyttäjät aktiivisemmiksi vuosittaisen suunnittelun kommentoinnissa, jopa ideoinnissa Tutkimusohjelma tärkeä LUT:lle

4 Mitä on LUT Opetusta ja tutkimusta Noin 20 henkeä, professori+tutkimus-/opetushenkilökunta Henkilötyövuosijakauma: 1/4 opetukseen liittyviä tehtäviä, josta ulkopuolisille 1/5 1/4 SAFIR /4 Suomen Akatemia ja EU 1/4Tekes/teollisuushankkeet

5 INFRASTRUKTUURI Koelaitteistokanta PACTEL / VVER nykykuntoon PWR PACTEL PPOOLEX LABRIG (suunnitelma lepäämässä) Erilliskoelaitteistot FIN6-7-tarpeisiin? Mittausvälineet/instrumentointi PACTEL tiedonkeruu, vaakahöyrystimet PIV-mittaukset 2-faasi/aukko-osuus

6 CFD JA MUU LASKENTA opetus & tieteellinen ohjelmien kirjo säilytettävä Fluent, NEPTUNE CFD, TransAT, OpenFOAM laskentataito ja sen ylläpito sekä kehittäminen vaativat kokeellisen tutkimuksen Laskentavalmiuksia kehitetään tai hyödynnetään myös hankkeissa NETNUC (SA) NURISP ja THINS (EU) PAOLA (PWR PACTEL) mm. APROS ja TRACE

7 TUTKIMUS & JATKO-OPISKELU SAFIR-projektit tärkeitä, mutta väitöstyön valmistelua ajatellen niiden volyymin ja pitkäjänteisyyden riittävyys haasteellista - alalla hyvin rajoitetut opetus/ohjausresurssit jatko-opintotasollekin Suomen Akatemian yleisestä määrärahasta professori voi tieteellisin kriteerein erittäin kilpaillusti hakea 4 vuoden projektirahoja ja niillä palkata jatko-opiskelijan SA:lla henkilöiden haettavissa eri post doctor -tasoilla myös hyvin kilpailtuja nelivuotisia rahoituksia tieteellisin perustein

8 UUDET OPETUSHAASTEET Professuuri tarkoittaa käytännössä professoria ja muutaman tutkijan/tutkijaopettajan ryhmää, jotta se pystyy elämään nykyyliopistossa - tiedeyliopistoissa tutkimus etusijalla OPM ei suuntaa rahoituksia tiettyjen alojen soveltavaan opetukseen Yliopistojen rahoitus on tänä vuonna vähentynyt reaalisesti = menotyyppejä lisää, muttei rahoitusta (poikkeus: Aalto) Lahjoitusprofessuurit/lahjoitustutkijaopettajat?

9 NETNUC Suomen Akatemian projekti NETNUC kestävän energian tutkimusohjelmassa SusEn LUT vetää & Aalto ja VTT Yhteensä 7 htv/vuosi neljänä vuona Tärkeä perustutkimusprojekti: ei tietoa jatkosta Safety Sustainability Efficient use of fuel resources Cost-effective reduction of GHG emission Safe nuclear waste management & disposal Proliferation resistance New Type Nuclear Reactors (NETNUC) Health and safety, social impacts, economics High operational safety Low disturbance to man & environment 2. Safety and security 4. Reactor 3. Reactor material physics, performance dynamics and and fuel thermal materials hydraulics 5. Advanced and future power plant Research processes partners LUT, TKK, VTT opinnäytteet, jatkoopinnot 1. Systems, nuclear fuel cycle and socioeconomic issues Sustainability Efficiency New nuclear energy applications Combined production of different energy carriers (heat, electricity hydrogen)

10 Reactor generations EARLY PROTOTYPES COMMERCIAL POWER REACTORS NEW GENERATION LWR- PLANTS + HTR GENERATION IV Magnox (1956) Shippingport (1957) Dresden (1959) RBMK (1963) FBR (1963) HTR (1966) LWR: PWR ja BWR CANDU, AGR Economically more competitive evolution types VVER-1000, ABWR EPR SWR-1000, EP-1000 ESBWR-1500 Very competitive New application, such as process heat Enhanced/inherent safety features Reduced waste generation Improved proliferation resistance 50 MW 500 MW MW MW (200) MW Generation I Generation II Generation III III+ Generation IV Commissioning of present 4 units (Loviisa & Olkiluoto) Olkiluoto3 commissioned Decommissioning of present plants after years lifetime

11 Generation IV reactor concepts

12 NETNUC - LUT Research at LUT concentrates on the modelling of pebble-bed hightemperature reactors. Thermal-hydraulics of the reactor core were investigated with CFD and reported in a Master s Thesis. Packing and flow of spherical fuel elements are studied using Discrete element methods. Core physics analyses with Monte Carlo code Serpent of VTT. Coupling of the above mentioned methods. Thermal-hydraulic experiments at LUT, such as condensation pool experiments, and related numerical activities also contribute to the SCWR research.

13 NETNUC - Aalto Serpent reactor physics burnup calculation code of VTT is used and further developed at Aalto. - Modelling of the microstructure of the fuel. - THERMOSSS code for calculating temperature distribution in a fuel pellet. SCWR modeling with APROS. Economic investigations, thorium fuel cycle Studies on SFR and LFR. New transmutation methods. GEN4 education

14 NETNUC - VTT Developing burnup calculation methods in Serpent (CRAM). ERANOS code is learned and used for Gen IV reactor analyses. APROS and TRAB-3D/SMABRE modelling (HPLWR). Studies on utilizing the heat from a Gen IV reactor to be used in a biorefinery. Materials: Conductivity of oxide films under SCW conditions. Modelling of oxide structure and composition. Creep and fatique experiments. x, bm < 10 % x, H 2SO 4 < 10 % T = 220 C p = 25 bar t = 10 s T = 190 C p = 14 bar t = 20 min HP steam

15 Kiitos!