Tutkimustoiminta Lappeenrannassa Tänään ja huomenna

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Tutkimustoiminta Lappeenrannassa Tänään ja huomenna"

Kirsti Pääkkönen
8 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Tutkimustoiminta Lappeenrannassa Tänään ja huomenna Arto Ylönen Dr. sc. ETH Zurich Lappeenrannan teknillinen yliopisto

2 Sisältö 1. Johdanto 2. Tutkimustoiminta tänään Kokeellinen tutkimus Laskennallinen mallinnus 3. Tutkimustoiminta huomenna Haasteet Mahdollisuudet Visio Yhteenveto ATS Syysseminaari 2

3 OrganisaaNo Ydinvoimatekniikan laboratorio (Opetus ja tutkimus) Professori RiiVa Kyrki- Rajamäki Professori Juhani Hyvärinen Tutkijatohtori, 5 jatko- opiskelijaa, yliopisto- opevaja, laboratorioinsinööri Ydinturvallisuuden tutkimusyksikkö (Tutkimus) Tutkimusjohtaja Heikki Purhonen Tutkijatohtori, 7 tutkijaa, tutkimusapulainen, suunniveluinsinööri, 2 teknikkoa ATS Syysseminaari 3

laboratorioinsinööri Ydinturvallisuuden tutkimusyksikkö (Tutkimus) Tutkimusjohtaja Heikki

4 Opetustoiminta VuosiVain uuva energiatekniikan opiskelijaa, joista noin kolmannes suuntautuu ydinvoimalaitostekniikkaan Opintojaksoja esim.: Ydinenergian yleiskurssi Ydinvoimatekniikan perusteet Ydinvoimatekniikka I & II YdinonneVomuuksien hallinta Ydinreaktorien fysiikka Ydinvoimalaitosten termohydrauliikan mallinnus Säteilysuojelu LuoteVavuustekniikka Kansallinen ydinturvallisuuskurssi YK (>70 hlöä/v) YTERA- tohtoriohjelma (yhdessä Aallon ja Helsingin yliopiston kanssa) ATS Syysseminaari 4

: Ydinenergian yleiskurssi Ydinvoimatekniikan perusteet Ydinvoimatekniikka I & II YdinonneVomuuksien hallinta Ydinreaktorien

5 Tutkimustoiminta tänään Kokeellinen toiminta aloitevu jo luvulla Useita kansallisia ja kansainvälisiä tutkimusprojekteja Viime aikoina panostevu tutkimusinfrastruktuurin kehivämiseen hankkimalla uusia mivauslaiveistoja (PIV, HSC, WMS) ATS Syysseminaari 5

Viime aikoina panostevu tutkimusinfrastruktuurin kehivämiseen

6 SAFIR2014- tutkimusohjelman projeknt EXCOP (BWR- suojarakennuksen käyväytyminen) PAX (PWR PACTEL laitosmallin kokeellinen toiminta) PCCS (Suojarakennuksen passiivinen jäähdytys) ELAINE (Tutkimusinfrastruktuurin kehiväminen) ATS Syysseminaari 6

kokeellinen toiminta) PCCS (Suojarakennuksen passiivinen

7 MiVaustekniikan uudet mahdollisuudet Koejärjestely Par<cle Image Velocimetry (PIV) NopeuskenVä (2D/3D) PIV Koetulosten analysoinn WMS HSC CFD- tasoinen kelpoistamisdata Lanka- anturitekniikka (WMS) Aukko- osuus Pitoisuus Suurnopeuskamera (HSC) Näkyvien (ja nopeiden) virtausilmiöiden tarkastelu ATS Syysseminaari 7

kelpoistamisdata Lanka- anturitekniikka (WMS) Aukko- osuus Pitoisuus

8 ParNcle Image Velocimetry (PIV) State- of- the- art mivausmenetelmä Soveltuu nopeuskenien mivaamiseen Useimmiten käytetään ilma- ja vesivirtausten tutkimiseen ATS Syysseminaari 8

9 Lanka- anturitekniikka (WMS) State- of- the- art mivausmenetelmä Soveltuu sekoivumis- ja kaksifaasivirtausten tutkimiseen Etuina nopeus (jopa 10k ruutua/s) ja mivauksen 3D- luonne Lankaväli ( resoluuno ) yleensä > 1 mm HIPE- koelaiveisto x 32 Lanka- anturi (DEMO) ATS Syysseminaari 9

ruutua/s) ja mivauksen 3D- luonne Lankaväli ( resoluuno ) yleensä > 1 mm

10 Esimerkki: Lanka- anturimivauksia sauvanipussa Yksifaasivirtaus (tukihilan kanssa) Kaksifaasivirtaus (ilman tukihilaa) Lähde: SUBFLOW- kokeet, Arto Ylönen, PSI/ETH, Sveitsi ATS Syysseminaari 10

11 Suurnopeuskuvaus (HSC) State- of- the- art mivausmenetelmä Soveltuu nopeiden ja näkyvien ilmiöiden havainnoimiseen Hahmontunnistusalgoritmeja on kehitevy kuplien parametrien arvioinnin MiVausjärjestelmässä kolme modernia suurnopeuskameraa (Phantom) Pohja Sivu 1 Sivu ATS Syysseminaari 11

on kehitevy kuplien parametrien arvioinnin MiVausjärjestelmässä kolme

12 Tilaustutkimustoiminta Esimerkkeinä: Sumppikokeet (Fortum) Paineakkujen sulkupallojen Niveys (Fortum) Pinnankorkeuden mivauksen diversifioinn (TVO) ATS Syysseminaari 12

13 Laskennallinen mallinnus (EU, SAFIR ja Akatemia) CFD- mallinnus (Fluent, NEPTUNE_CFD, OpenFOAM, TransAT) DEM- laskenta (in- house, LIGGGHTS) Systeemikoodi (APROS, TRACE) Monte Carlo - reaktorifysiikka (Serpent) ATS Syysseminaari 13

laskenta (in- house, LIGGGHTS) Systeemikoodi (APROS, TRACE)

14 Lauhdutusallasmallinnus (NEPTUNE_CFD, TransAT) ATS Syysseminaari 14

15 Serpent- CFD kytkevy laskenta: Kuulakekoreaktori Kytkentäkaavio DEM Serpent ATS Syysseminaari 15

16 Tutkimustoiminta huomenna (1/2) 3D- virtausilmiöiden kokeellinen ja analyyinen tutkiminen Tehonkorotuksiin liivyvät haasteet Kriiinen lämpövuo Höyryneroimien ja - kuivainten toiminta Järjestelmien termohydrauliikan karakterisoinnit Pysty/vaakahöyrysNmet Passiivisten jäähdyimien toiminta Mallinnus + epävarmuudet (user effects yms.) AES- PACTEL? ATS Syysseminaari 16

Järjestelmien termohydrauliikan karakterisoinnit Pysty/vaakahöyrysNmet Passiivisten

17 Tutkimustoiminta huomenna (2/2) DEM- laskennan käytännön sovelluskohteet ja termohydraulinen kytkentä Pienet modulaariset reaktorit (SMR) GEN4- reaktorit 5 ässää = Safety, Safeguards, Security, Sustainability, Society ATS Syysseminaari 17

modulaariset reaktorit (SMR) GEN4- reaktorit 5 ässää = Safety,

18 Haasteet Sukupolvenvaihdos Teollisuus vs. akatemia VAI teollisuus ja akatemia? Infrastruktuurin kehiväminen (henkilöstö/laiveisto) TutkimussuunNen linjaus Kansainvälisyys ATS Syysseminaari 18

19 Mahdollisuudet KansainvälisesN korkealaatuinen kokeellinen tutkimus MiVausteknisten ratkaisujen kehiväminen ja toteuvaminen Pieni ja dynaaminen organisaano Kokeellisen ja analyyisen toiminnan sujuva yhdistäminen Koulutustoiminta Tutkimusaihe Esilaskenta (Systeemi/CFD- koodit) Kokeiden toteutus Jälkilaskenta Jälkitarkastelut RaportoinN Tieteelliset julkaisut (Lehdet/konferenssit) ATS Syysseminaari 19

yhdistäminen Koulutustoiminta Tutkimusaihe Esilaskenta (Systeemi/CFD- koodit) Kokeiden toteutus

20 Visio 2020 Vuonna 2020 olemme aknivinen ja arvostevu toimija kansallisesn ja kansainvälisesn ydinturvallisuustutkimuksen alalla. Toimimme kiinteässä yhteistyössä tutkimus/yrityspartneriemme kanssa. Toiminnassa yhdistämme sujuvasn kokeellisen ja analyyisen tutkimuksen. Pystymme vastaamaan ydintekniikan alan koulutustarpeisiin ATS Syysseminaari 20

Toimimme kiinteässä yhteistyössä tutkimus/yrityspartneriemme kanssa.

21 Yhteenveto Pitkä historia koulutuksessa ja kokeellisessa tutkimuksessa Useita käynnissä olevia kansallisia ja kansainvälisiä projekteja AkNivinen Nlaustutkimustoiminta PanosteVu laajamivaisesn tutkimusinfrastruktuurin kehivämiseen Tulevaisuudessa monia haasteita ja mahdollisuuksia ATS Syysseminaari 21

22 Kiitos!

Samankaltaiset tiedostot

Infrastruktuuritarpeet energia-alalla Riitta Kyrki-Rajamäki Lappeenrannan teknillinen yliopisto

Infrastruktuuritarpeet energia-alalla Riitta Kyrki-Rajamäki Lappeenrannan teknillinen yliopisto Tutkimusinfrastruktuurin nykytila ja tulevaisuus Helsinki 2.10.2013 Energia yksi ihmiskunnan suurista haasteista