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<dc:title>Neutrónica acoplada térmicamente de reactores de gas heterogéneos.</dc:title>
<dc:title_english>Neutronic-thermal coupled analysis of heterogeneous gas cooled reactors.</dc:title_english>
<dc:creator>Maturana, Roberto H.</dc:creator>
<dc:subject>Componentes y consideraciones de diseño de reactores</dc:subject>
<dc:subject>Control y funcionamiento de reactores</dc:subject>
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<dc:subject>Fuel cells</dc:subject>
<dc:subject>Celulas de combustibles</dc:subject>
<dc:subject>Generation four reactor</dc:subject>
<dc:subject>Reactores de cuarta generación</dc:subject>
<dc:description>Los reactores refrigerados por gas son actualmente una de las líneas
dominantes de estudio dentro de la familia de reactores llamada de cuarta generación.
En estos diseños, se asume como línea de desarrollo que los reactores térmicos a gas
están asociados a combustibles del tipo de partículas recubiertas. Esta suposición de
diseño necesariamente conlleva a dos consecuencias que limitan la economía del
concepto: núcleos neutrónicamente homogéneos y de baja densidad de potencia.
Hasta el presente se puede concluir que geometrías derivadas de reactores de
gas fuertemente heterogéneos llevan necesariamente a considerar criterios de
estabilidad para las configuraciones neutrónicas que requieren de diseños
simultáneos de la transferencia de calor y la cinética de los coeficientes de potencia.
En este trabajo se investiga y desarrolla una metodología para el estudio
neutrónico de celdas de reactores de gas heterogéneas, planteando explícitamente el
acople térmico de manera de analizar la estabilidad de las configuraciones.
Se generó una herramienta que permite calcular los perfiles de temperatura de
los distintos componentes que conforman el núcleo de un reactor tipo Advanced Gascooled
Reactor (AGR), refrigerado por dióxido de carbono y moderado por grafito.
Se utiliza el código de celda WIMS modelando la celda combustible del AGR,
para calcular el factor de multiplicación efectivo, para diferentes condiciones del
reactor, gracias al acople con el modelo termohidráulico desarrollado.
Utilizando el modelo acoplado neutrónico-térmico, se calcula el coeficiente de
potencia del AGR, en distintas posiciones dentro de un canal combustible promedio.
Se encontró que, bajo las aproximaciones realizadas, la configuración heterogénea
del reactor AGR es neutrónica y térmicamente estable.
El modelo desarrollado permite analizar a futuro nuevas configuraciones, en
especial de reactores avanzados, para llevarlas sistemáticamente a diseños
heterogéneos estables.
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<dc:description_english>At present, gas cooled reactors are one of the dominant lines of study within
the reactor family called generation four. In these designs it is assumed, as a
development line, that thermal gas cooled reactors are associated with fuel coated
particles.
This design assumption necessarily leads into two consequences that limit the
concept economy: neutronic homogeneous cores and low power density.
At present we can conclude that geometries derived from highly heterogeneous
gas reactors necessarily lead to consider stability criteria for neutronic configurations
that require simultaneous design of heat transfer and kinetic of power coefficients.
This work investigates and develops a methodology for neutronic study of
heterogeneous gas reactors cells, where the thermal coupling is explicitly posed in
order to analyze the stability of configurations.
A tool that calculates the temperature profiles of the various components
within the core of the Advanced Gas-cooled Reactor (AGR), carbon dioxide cooled
and graphite moderated, was developed.
The WIMS code for neutronic cell calculations is been utilized to model the
AGR fuel cell and to calculate the effective multiplication factor for different reactor
conditions, using the coupling thermal-hydraulic model developed.
Using the neutronic-thermal coupled model, the power coefficient of AGR was
calculated at different positions within an average fuel channel. It was found that
under the approximations made, the heterogeneous configuration of AGR reactor is
neutronic and thermally stable.
The developed model allows analyzing new configurations in future, especially
of advanced reactors, to lead them systematically to heterogeneous stable designs.</dc:description_english>
<dc:date>2011-11-04</dc:date>
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<dc:identifier>Maturana, Roberto H. (2011) Neutrónica acoplada térmicamente de reactores de gas heterogéneos. / Neutronic-thermal coupled analysis of heterogeneous gas cooled reactors. Maestría en Ingeniería, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro.</dc:identifier>
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