| 姓名 |
郭力瑋(KOU-LI WEI)
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畢業系所 |
土木工程學系 |
| 論文名稱 |
用過核子燃料最終處置場之熱傳導多處置孔模型建立與空間異質性分析
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| 摘要(中) |
本研究以深地層處置概念為基礎並使用有限元素軟體ABAQUS模擬處置場內部之熱傳導分析，參考瑞典SKB報告等相關文獻進行等效模型建立網格簡化後並具同等效力之模型，探討緩衝材料與母岩的熱傳導係數關聯性以便進行後續分析。
利用上述等效模型概念以及關聯性建立多處置孔分析模型，建立四種不同的案例進行熱傳導分析並與文獻進行緩衝材料溫度變化結果的平行驗證。此外，利用代表體積單元概念以及關聯性建立設計參考圖表進行母岩熱傳導係數與處置罐間距對於處置孔內的峰值溫度影響。
最後，利用代表體積單元模型進行母岩熱傳導係數的空間異質性的熱傳導分析，並研究均質與非均質的母岩熱傳導係數之間的關聯性。
關鍵字：用過核子燃料、深地層處置、廢料罐間距、等效模型、多處置孔、空間異質性 |
| 摘要(英) |
This thesis is based on the concept for geological disposal and use the finite element software ABAQUS to simulate the final repository for spent nuclear fuel and carry out heat transfer analysis. The target include multiple disposal holes repository, design chart and spatial heterogeneity by establishing equivalent model.
For the multiple disposal holes repository, it need to establish four different case in order to verify with literature for the peak temperature of buffer. In addition, the influence of rock conductivity and the spacing of canister on peak temperature of buffer is carried out by using the representative volume unit concept to set up design chart, and to discuss the different between thesis and literature.
Finally, the relevance between homogeneous and spatial heterogeneous of rock thermal conductivity is studied. |
| 關鍵字(中) |
★ 用過核子燃料
★ 深層地質處置
★ 廢料罐間距
★ 等效模型
★ 多處置孔
★ 空間異質性
★ 設計參考圖表 |
關鍵字(英) |
★ heterogeneity
★ spent nuclear fuel
★ canister spacing
★ nomogragh
★ r-09-04
★ multiple disposal holes repository |
| 論文目次 |
摘要 I
ABSTRAC TII
誌謝 III
目錄 IV
表目錄 VIII
圖目錄 IX
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2研究動機與目的 2
1.3研究主題與方法 3
1.4論文內容 4
第二章 處置場配置與分析之相關文獻 5
2.1 用過核子燃料的最終處置 5
2.2 我國的最終處置評估相關研究 6
2.3 各國處置場概念現況 10
2.3.1瑞典 10
2.3.2芬蘭 12
2.3.3日本 14
2.3.4美國 16
2.3.5中國 18
2.4 我國處置場設施未來計畫及配置概念 20
2.5深地層處置設施耦合分析審查重點 23
第三章 熱傳導原理以及等效模型之建立 26
3.1前言 26
3.2熱傳分析與熱傳導原理 26
3.2.1熱傳分析原理 26
3.2.2 熱傳導理論 28
3.3 分析方法說明 31
3.4 熱傳導等效模型理論說明及建立 34
3.4.1 前言 34
3.4.2 熱傳導幾何模型建立 35
3.4.3 熱傳導分析材料參數介紹 36
3.4.4 熱傳導分析之初始條件與邊界條件 39
3.4.5 熱傳導分析之等效模型 40
3.4.6 熱傳導分析等效模型型態與參數介紹 41
3.4.7等效模型緩衝材料與母岩熱傳係數參數分析 43
第四章 三維多處置孔模型之熱傳導分析與文獻的平行驗證 45
4.1前言 45
4.2三維多處置孔模型建立與案例介紹 46
4.2.1網格配置與幾何模型建立 46
4.2.2熱傳導分析材料參數介紹 49
4.2.3初始條件以及邊界條件 52
4.3三維多處置孔模型熱傳導分析結果平行驗證 53
4.3.1三維多處置孔模型熱傳導分析案例介紹 53
4.3.2案例1熱傳導分析結果 54
4.3.3案例2與3熱傳導分析結果 57
4.3.4案例4熱傳導分析結果 64
4.4小節 69
第五章 設計參照圖建立 70
5.1前言 70
5.2三維熱傳導代表體積單元模型建立 70
5.2.1三維熱傳導模型尺寸介紹 72
5.2.2熱傳分析材料參數介紹 74
5.2.3初始與邊界條件 75
5.3文獻之解析解概念 75
5.4本文與文獻的設計參考圖分析結果對照 79
5.5相對差原因探討 84
第六章 處置場母岩空間異質性建立與探討 85
6.1前言 85
6.2母岩空間異質性建立 85
6.2.1空間異質性案例介紹 87
6.2.2空間異質性案例結果比較 93
6.3小節 94
第七章 結論與建議 95
7.1結論 95
7.2建議 97
參考文獻 98 |
| 參考文獻 |
[1] SKB， 「Strategy for thermal dimensioning of the final repository for spent nuclear fuel 」 , R-09-04,(2009b).
[2] 台灣電力公司，「用過核子燃料最終處置計畫 潛在處置母岩特性調查與評估階段-104年度成果報告」，2016。
[3] SKB，「Final disposal of spent nuclear fuel. Importance of the bedrock for safety」, SKB Technical Report 92-20, 1992.
[4] SKI，「Review of SKB’s Work on Coupled THM Precesses Within SR-CAN」 , SKI Report 2008：08 (2008)。
[5] 行政院原子能委員會，「國際高放射性廢棄物最終處置場址技術準則之研究」 ，2013
[6] 台灣電力公司，「用過核子燃料最終處置計畫書 2014修正 版」， 2015 。
[7] 原子力環境整備促進・資金管理センタ，(2017)，「諸外国にお
ける高レベル放射性廃棄物の処分について」。
[8] SKB，「Safe finctions, performance targets and technical design requirements for a KBS-3V repository」，2017。
[9] SKB，「Data report for the safety assessment SR-Site」 , TR-10-52 (2010)
[10] 黃偉慶， 「國際用過核子燃料阻置規劃階段成過報告審驗技術資訊研析」， 2015
[11] 林泓安，「用過核子燃料最終處置場之熱傳導等效模型建立及參數分析」， 2016
[12] KBS，「Final Storage of Spent Nuclear Fuel – KBS-3,Ⅰ
General ; Ⅱ Geology ; Ⅲ: Barriers ; Ⅳ Safety」, Swedish Nuclear Fuel Supply Co/Division KBS, 1983.
[13] JAEA，「Final Report on the Surface-based Investigation Phase(Phase I) at the Mizunami Undergroud Research Laboratory Project 」，2011 |
| 指導教授 |
張瑞宏
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審核日期 |
2017-7-28 |
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