This thesis explored the thermal-hydraulic feasibility of using lead-cooled fast reactors (LFRs) on floating nuclear power plants (FNPPs) by examining the combination of Blykalla’s SEALER and Cefront’s hull design. The exploration starts with a literature review of existing computational fluid dynamics (CFD) and heat transfer studies. Furthermore, it conducts a thermalhydraulic analysis of the SEALER under forced and natural circulation conditions using traditional methods, such as the Isolated Subchannel Approach, the results of which are compared to COMSOL Multiphysics simulations for validation. Forbye, the impact on heat transfer properties due to oscillatory wave motions using experimental data from Cefront is studied through transient CFD simulations, ending with a statistical sensitivity analysis using ordinary least squares (OLS) regression and Sobol’ indices. The findings illustrate that oscillations in gravitational acceleration induce measurable temperature variations, but the amplitude of wave acceleration has a significantly larger effect than the period. The results show that it is possible to use COMSOL Multiphysics to analyse heat transfer in lead-cooled systems and give an insight into the viability of using LFRs on floating nuclear power plants.

Denna avhandling undersöker möjligheten att använda blykylda reaktorer (LFR) på flytande kärnkraftverk (FNPP) genom att analysera kombinationen av Blykallas SEALER och Cefronts skrovdesign. Studien inleds med en litteraturöversikt över befintliga studier inom computational fluid dynamics (CFD). Vidare genomförs en termohydraulisk analys av SEALER under tvångs- och naturlig cirkulation med traditionella metoder, vars resultat jämförs med simuleringar i COMSOL Multiphysics för validering. Därtill studeras vågrörelsers inverkan på värmeöverföringsegenskaper med hjälp av experimentella data från Cefront genom transienta CFD-simuleringar, följt av en statistisk känslighetsanalys med ordinär minsta kvadrat (OLS) regression och Sobol’-index. Resultaten visar att gravitationsoscillationer ger upphov till mätbara temperaturvariationer, men att amplituden på vågacceleration har en avsevärt större påverkan än perioden. Studien visar att COMSOL Multiphysics kan användas för att analysera värmeöverföring i blykylda system och ger en inblick i genomförbarheten av att använda LFR på flytande kärnkraftverk.