Dinámica de reactores Auto-presurizados, refrigerados por convección natural
En esta tesis, se desarrolla un modelo para la simulación de la dinámica de reactores auto-presurizados, refrigerados por convección natural. En particular, se toma como referencia el reactor CAREM-25. Para ello, se desarrollan modelos específicos que se aplican a un código numérico (HUARPE). Luego...
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| Autor principal: | |
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| Formato: | Tesis NonPeerReviewed |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2005
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/40/1/1Zanocco_2.pdf |
| Aporte de: |
| Sumario: | En esta tesis, se desarrolla un modelo para la simulación de la dinámica de reactores auto-presurizados, refrigerados por convección natural. En particular, se toma como referencia el reactor CAREM-25. Para ello, se desarrollan modelos específicos que se aplican a un código numérico (HUARPE). Luego se implementa un método de linealización numérica por pequeñas perturbaciones. Resulta entonces un código apropiado para el estudio del sistema y sus fenomenologías. El esquema numérico es adecuado para el análisis de estabilidad, combinando las facilidades del análisis lineal en el dominio de las frecuencias y la capacidad de estudio de comportamientos nolineales en el dominio de tiempo. Se estudia el efecto de los errores numéricos, fuertemente relacionados con la nodalización y paso de tiempo, evaluando su influencia en el análisis de estabilidad. Se implementa un esquema de nodalización adaptiva, con el fin de minimizar el error en la propagación de pequeñas perturbaciones a través de los volúmenes discretizados, especialmente los que se encuentran en el régimen de dos fases. Se estudian diferentes alternativas de integración temporal para mejorar la convergencia. En el dominio de las frecuencias, se estudia su impacto en la amplificación de oscilaciones. En el dominio de tiempo, se estudia su influencia en la amplitud de oscilaciones. El modelo es comparado en un amplio rango de títulos con un modelo analítico, el cual es estrictamente no-difusivo, verificándose un buen acuerdo. Luego, el análisis de estabilidad se concentra en el estudio de las oscilaciones que pueden desarrollarse en circuitos de convección natural a bajos títulos, condiciones bajo las cuales funciona el prototipo del reactor CAREM. Estas tienen su origen en la interacción entre la fuerza boyante y el caudal. El análisis en el dominio de las frecuencias permite una rápida visualización de la estabilidad lineal del sistema, mediante la confección de mapas de estabilidad. De esta forma se analiza la influencia de diferentes factores o hipótesis de modelado en la predicción de inestabilidades, incrementando la complejidad de forma gradual. En particular, se analiza el efecto del perfil de potencia, de la velocidad relativa entre fases, de los cambios de densidad en simple fase, del cambio de presión con la altura, de la dinámica de núcleo y de la auto-presurización. La evolución del sistema en condiciones inestables se analiza en el dominio de tiempo. Allí se identifican los principales factores no-lineales que son limitadores de la amplitud de oscilación: los límites de la chimenea y la existencia de varios frentes de ebullición. Se evalúa el efecto de diferentes factores en los ciclos límite y amplitud de oscilaciones, en particular aquellos relacionados con la dinámica de núcleo y la autopresurización: las oscilaciones resultan siempre menores al 1%, en condiciones nominales. La naturaleza de la auto-presurización se estudia durante un transitorio de reducción parcial de potencia removida por los generadores de vapor, utilizando el modelo desarrollado en este trabajo y el código RELAP, con dos alternativas de nodalización para el domo de vapor. Se verifica un buen acuerdo entre modelos. Mediante un estudio paramétrico, se estudia la dependencia de la evolución de presión con diversos procesos de ebullición y condensación, prestando especial atención al domo de vapor |
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