Submitted by Almir Azevedo (barbio1313@gmail.com) on 2013-12-04T12:50:22Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_mestrado_ien_2013_05.pdf: 1528233 bytes, checksum: f68d87785bc45e2f76ceb65d2ba1ef23 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-12-04T12:50:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_mestrado_ien_2013_05.pdf: 1528233 bytes, checksum: f68d87785bc45e2f76ceb65d2ba1ef23 (MD5) Previous issue date: 2013 / Programa: Ciência e Tecnologia Nucleares – IEN/CNEN A reatividade de um reator refrigerado a água é controlada utilizando-se barras de controle ou diluição de boro na água do refrigerante do circuito primário. O boro 10 (10B) é considerado um absorvedor de nêutrons eficiente, principalmente quando utilizado na absorção de nêutrons térmicos. Estudos transitórios com deficiência na homogeneização de boro em reatores PWR tornam-se importante, pois a solução de ácido bórico é adicionada ao refrigerante do circuito primário auxiliando no controle das taxas de fissão no núcleo do reator. Após desligamento do reator, o boro presente no refrigerante tem a função de manter o reator no estado de subcriticalidade. Caso haja a introdução de água borada com baixa concentração no circuito primário, torna-se necessário fazer um aumento da concentração desta solução e assegurar que o refrigerante esteja bem homogeneizado, evitando que água com pouca quantidade de boro atinja o núcleo. O objetivo deste trabalho é simular a homogeneização do boro no pressurizador de um reator nuclear avançado. É utilizada uma seção de testes, que representa ¼ de um pressurizador de um reator nuclear modular. Através da utilização do código CFX, programa computacional que permite análises termohidráulica de diferentes tipos de escoamento, foram simulados três exemplos em diferentes condições de operação. A partir destes resultados foram analisados parâmetros que podem influenciar nesta homogeneização. Estudos de casos como variação das dimensões da tubulação de entrada e saída, variação da vazão e mudança de posicionamento das entradas e saídas, foram feitos com o objetivo de encontrar parâmetros que podem auxiliar na otimização da homogeneização do boro. Os resultados encontrados mostram que os fatores analisados podem ser alterados no projeto a fim de se obter melhores condições de operação. / The reactivity of a water cooled reactor is controlled using control rods or boron dilution in water of the primary circuit. The boron-10 (10B) is an efficient neutron absorber, especially when used in the absorption of thermal neutrons. Transient studies with disabilities in the homogenization of boron in PWR reactors become important as the boric acid solution is added to the primary circuit coolant in order to help control the rate of fission in the reactor core. After the reactor shutdown, the boron present in the coolant has the function of maintaining reactor subcriticality. If low concentrated boron solution enters in the primary circuit, it becomes necessary to inject boron and to assure that the coolant will be well homogenized in order to increase the concentration and thus preventing water with small amounts of boron to reach the core. The aim of this study is to simulate the boron homogenization in the pressurizer of an advanced nuclear reactor. It is used a test section, which represents a quarter of a modular nuclear reactor pressurizer. By using the CFX code, a computer program that allows thermal hydraulic analysis of different types of flow, three examples were simulated using different operating conditions. With the results, it was analyzed the parameters that could influence this homogenization. Case studies such as variation of the dimensions of the water inlet and outlet tubes, flow variation and change in positioning of entrances and exits were made with the goal of finding parameters that could help the optimization of the homogenization of boron. The results confirm that the issues analyzed can be changed in the project in order to obtain the best operating condition.

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:17:11Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9135_1.pdf: 868310 bytes, checksum: c74d26a320fa92804fb354db0f3516eb (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / Todo reator PWR é provido de um componente chamado pressurizador, cuja finalidade é fornecer a alta pressão necessária para sua operação e conter as variações de pressão no sistema de refrigeração. Este trabalho destina-se a determinar mudanças nas variáveis de interesse frente às perturbações provocadas nos principais parâmetros do modelo que constitui o código MODPRESS. Tal procedimento é conhecido como análise de sensibilidade. Para a referida análise, o pressurizador foi tratado como um sistema termodinâmico constituído de três volumes de controle, sendo dois deles de água e um de vapor. O volume líquido inferior foi considerado fixo e a pressão uniforme em todos os volumes. As análises de sensibilidade foram realizadas para transitórios de mesma natureza e utilizando-se dois pressurizadores PWR de geometrias diferentes: o NEPTUNUS (seção de teste) e o pressurizador do reator IRIS. A validade do modelo foi comprovada por meio da comparação entre uma simulação numérica da temperatura de saturação versus tempo obtida por meio do código MODPRESS e o resultado experimental obtido no pressurizador NEPTUNUS (teste U47 experimental). A pressão final e o volume de controle final da região intermediária foram as variáveis consideradas de maior interesse e os parâmetros perturbados foram às taxas de surge e o nível inicial de água no volume de controle intermediário, pois suas variações são bastante influentes nos processos termodinâmicos relativos ao modelo. Os resultados mostraram que o volume do líquido intermediário foi a grandeza mais afetada, e a altura relativa do nível da água neste mesmo volume foi o parâmetro mais influente nas suas perturbações para todos os casos analisados. Para a variável pressão final, variações impostas ao insurge foram mais influentes quando comparadas com os efeitos das variações do outsurge. Ficou ainda comprovado que o código MODPRESS foi capaz de reproduzir satisfatoriamente os transitórios nos dois tipos de pressurizador, demonstrando sua confiabilidade na simulação deste dispositivo