台灣核廢料地下處置場之熱傳導及熱應變分析

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吳育弘(Yu-Hung Wu) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

台灣核廢料地下處置場之熱傳導及熱應變分析
(Analysis of heat conduction and heat strain in Taiwan deep geological disposal of spent nuclear fuels)

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摘要(中)

由於核廢料長期衰變熱會對我們的環境造成影響，各國未來核廢料的處理方式傾向以深層地質處置(deep geological disposal)法作為最終處置設施，本研究即在此概念下進行分析。
研究中採用台灣核能研究所，所規範的台灣核廢料地下掩埋處置場模型，以有限元素分析法，並配合對稱、體積單元等概念化簡模型。分析過程中，本研究主要針對處置場的兩種參數進行比較，一種是等面積參數分析法，同時改變長向與短向距離，以固定的面積尺寸，研究不同面積下處置場的最高溫度情形。另一種研究則是以文獻中(謝馨輝，2003)提到的熱間隙之熱傳導係數，以改變熱傳導係數值來觀察在不同位置上是否滿足SKB對處置孔之溫度設計規範，以此來進行安全性驗證。以上兩種分析，前者可以提供未來設計尺寸的參考數據，後者可以模擬地下處置設施的各個時期真實情形。

摘要(英)

Due to the long-term decay heat of the nuclear waste material which will cause influence on our environment, all of the most countries tend to handle the nuclear waste material by the way of the deep geological disposal, which as the final treatment facilities with deep geology. This research is analysed under this concept promptly.
In this article, I adopt the module conception from the nuclear energy research institute of Taiwan. Meanwhile, using the method of Finite Element, conception of symmetry, and represent volume unit to simplify the complicated modules. In the process of the analysis, I concentrate on two parameters as the main topics. One is the method of fixed area parameters. By changing the long direction size and short direction size but keep the same area at the same time, I could research the maximum temperature in the module. The other one is the method of the variety of the heat conductivity of the air gap. By changing it, I could find out that whether the maximum temperature in the certaion location satisfy the safty rules of SKB or not. The above-mentioned two kinds of analysis, the former could offer the reference data in designing the module size in the future , the latter could imitate the true situation of each periods of the underground treatment facilities .

關鍵字(中)

★ 衰變熱
★ 深層地質處置
★ 等面積參數分析
★ 熱間隙

關鍵字(英)

★ fixed area
★ deep geological disposal
★ decay heat
★ air gap

論文目次

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
第二章相關文獻介紹及分析方法 7
2.1放射性廢棄物處置安全性之相關研究及近場遠場 7
2.2近場內之工程障壁組成項目及其功用 8
2.3現階段我國處置場設施配置概念 11
2.4處置場的熱傳分析 12
2.5核廢料處置場熱傳導相關參數 13
2.6處置場分析相關文獻 14
第三章熱傳分析理論與數值模擬方法及驗證 18
3.1前言 18
3.2熱力學分析理論 18
3.2.1熱傳導 18
3.2.2熱對流 21
3.3數值分析理論 22
3.3.1有限元素法 22
3.3.2代表體積單元 25
3.4 分析工具 26
第四章分析結果與討論 34
4.1前言 34
4.2模型幾合、材料性質以及熱外力 36
4.3.網格收斂性探討以及時間步長的選擇 36
4.3.1網格收斂 36
4.3.2時間步長之決定 37
4.4 等面積參數分析 38
4.5 熱間隙之熱傳導係數分析 39
4.6 塑性區分析 41
第五章結論與建議 55
5.1結論 55
5.2建議 56

參考文獻

參考文獻
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指導教授

張瑞宏(Jui-Hung Chang)

審核日期

2004-7-14

推文