Submitted by Natalia de Souza Gonçalves (natalia.goncalves@ufpe.br) on 2016-09-20T14:36:52Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese 129 - Samira Ruana Vidal do Nascimento.pdf: 3914240 bytes, checksum: fbc696f48e2db90a5851abb2d5401ad4 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-20T14:36:52Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese 129 - Samira Ruana Vidal do Nascimento.pdf: 3914240 bytes, checksum: fbc696f48e2db90a5851abb2d5401ad4 (MD5) Previous issue date: 2016-02-25 / CAPES / Os Small Modular Reactors, SMRs, são reatores modulares compactos variantes dos reatores de geração III+ que apresentam características atrativas, como a simplicidade, maior segurança e são economicamente competitivos. Atualmente, há muitos projetos de SMRs com características estruturais distintas, como potência, tipo de combustível e frequência de abastecimento. O SMR em estudo é um reator do tipo PWR (reator de água pressurizada) que possui o sistema integrado (iPWR). Esse sistema é caracterizado pela inclusão de todo o sistema primário dentro do vaso de pressão, incluindo o gerador de vapor e o pressurizador. Em um iPWR, o pressurizador está localizado no topo do vaso do reator; esta configuração envolve mudanças técnicas como, por exemplo, alteração no mecanismo de circulação adotado para a homogeneização das concentrações de Boro. Assim, o presente trabalho representa uma contribuição para a concepção de uma instalação experimental planejada para fornecer dados relevantes para estudar os fenômenos de homogeneização de Boro no pressurizador de um reator modular compacto. Para isso, foi montada uma instalação experimental com uma seção de teste em aço inoxidável com escala de 1:200, referente a ¼ do pressurizador de um iPWR. Trabalhos anteriores determinaram os principais parâmetros para a construção de um modelo em escala reduzida para análise de dispersão de Boro no pressurizador de um reator com a configuração integral. Esses parâmetros, como medidas dos orifícios e vazão de circulação, foram a base para a execução do projeto referente a montagem experimental. Além da seção de teste, a instalação experimental dispõe de duas bombas rotativas, 5 medidores de vazão e 3 tanques em aço inoxidável, com capacidades de, aproximadamente, 70, 143 e 216 litros. A montagem foi realizada de modo que a seção de teste fosse alimentada com água ou com uma solução com concentração diferente, representando cenários de boração ou deboração. Para determinar a concentração na entrada e na saída da seção de teste, foram realizadas coletas de amostras, a cada 10 minutos, durante os experimentos que representavam alguns cenários (boração/deboração). Utilizando um condutivímetro de bancada, a condutividade elétrica dessas amostras foi determinada e convertida em concentração do elemento traço utilizado. Após a montagem, com as devidas instalações, testes de operação e execução dos experimentos, foi possível comprovar a viabilidade de empregar a montagem experimental, de maneira confiável, para obter valores que possam analisar o fenômeno de homogeneização de Boro em um pressurizador de um reator modular compacto. / The Small Modular Reactors, SMRs, are compact variants modular reactors of generation III + reactors that feature attractive features such as simplicity, enhanced security and are economically competitive. Currently, there are many SMRs projects with distinct structural characteristics such as power, fuel type and supply frequency. The SMR in the study, is a PWR (pressurized water reactor) reactor type that integrated (iPWR). This system is characterized by the inclusion of the entire primary system inside the pressure vessel, including a steam generator and the pressurizer. In one iPWR, the pressurizer is located at the top of the reactor vessel; this configuration change involves techniques such as, for example, change in the movement mechanism adopted for the mixing of boron concentrations. The present work is a contribution to the design of an experimental installation designed to provide relevant data to study the boron homogenization phenomena pressurizer in a compact modular reactor. For this, we assembled an experimental installation with a test section in stainless steel with scale of 1:200, referring to ¼ of the pressurizer of a iPWR. Previous work has determined the key parameters for the construction of a small-scale model for analysis boron dispersion in a reactor pressurizer with the full configuration. These parameters, such as measures of circulation orifices and flow were the basis for the implementation of the design related to the experimental setup. In the test section, the experimental apparatus has two rotary pumps, 5 flow meters and 3 stainless steel tanks with capacities of approximately 70, 143 and 216 liters. The fitting was performed so that the test section was fed with water or a solution with different concentration, or boration scenarios representing deboration. To determine the concentration at the inlet and outlet of the test section, samples have been collected every 10 minutes during the experiments representing some scenarios (boration/deboration). Using a benchtop conductivity, the electrical conductivity of these samples was determined and converted to the concentration of the trace element used. After assembly, with the operation testing and execution of experiments, it was possible to prove the viability of using the experimental setup, reliably, for values that can analyze the boron homogenization phenomenon in a pressurizer of a compact modular reactor.

Submitted by Irene Nascimento (irene.kessia@ufpe.br) on 2016-04-15T15:29:12Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação ata de aprovação não assinada.pdf: 3482813 bytes, checksum: 4876953faed7877569d66f85cdf9be4d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-15T15:29:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação ata de aprovação não assinada.pdf: 3482813 bytes, checksum: 4876953faed7877569d66f85cdf9be4d (MD5) Previous issue date: 2015-08-31 / Capes / Usinas nucleares são sistemas físicos de natureza não-linear. E, devido as grandes variações de potência no regime de trabalho, um regime transitório se desenvolverá onde a pressão e a temperatura média do circuito primário irão sofrer variações significativas. Com a finalidade de inibir variações de pressão e manter o sistema pressurizado, o Pressurizador tem a função de controlar as variações que ocorrem no sistema primário do reator. Este trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de um Controlador PID (Proporcional Integral Derivativo) baseado em lógica Fuzzy para atuação em um Pressurizador de um Reator Nuclear de Água Pressurizada. Um Controlador Fuzzy foi desenvolvido através do processo de fuzzificação, inferência e defuzzificação das variáveis de interesse para um Pressurizador, em seguida este controlador foi acoplado a um Controlador PID formando um Controlador PID regido pela lógica Fuzzy, ou seja, um Controlador PID-Fuzzy. Este foi, validado experimentalmente em uma Planta de Simulações no qual foram atribuídos transitórios semelhantes à um Pressurizador de um Reator Nuclear, observado e ajustado para melhores respostas e resultados. Os resultados desta validação foram comparados com Controladores Simples (on/off) e PID, também de forma experimental. Após a validação o Controlador PID-Fuzzy foi desenvolvido para atuar no Código MODPRESS, que simula matematicamente o Pressurizador NEPTUNUS de um Reator. Neste Código também foi feita uma comparação entre os Controladores PID e o Controlador PID-Fuzzy. Os resultados obtidos demonstraram que o Controlador PID-Fuzzy apresentou melhor desempenho e precisão, com respostas suaves, o que representa menor stress mecânico, agregando maior robustez na condução e controle do Pressurizador, dando mais confiabilidade e segurança no Reator Nuclear / Nuclear power plants are physical systems of nonlinear nature. Because of large power variations in operational conditions, transient situations will develop where the pressure and temperature average of the primary circuit coolant will undergo significant variations. In order to inhibit pressure fluctuations and maintain the pressurized system, the Pressurizer has the function of controlling the variations that occur in the primary reactor system coolant. This work aims at the development of a PID controller (Proportional Integral Derivative) based on fuzzy logic to operate in a Pressurizer of a Nuclear Pressurized Water Reactor. A fuzzy controller was developed using the process of fuzzification, inference and defuzzification of the variables of interest for a Pressurizer then this controller was connected to a PID controller forming a PID controller, but driven by fuzzy logic, that is, a PID-Fuzzy controller. This was validated experimentally on a plant simulations in which transients were assigned similar to the one Pressurizer of a Nuclear Reactor, observed and adjusted for best results. The results of this validation were compared with Simple Controllers (on/off) and PID also on an experimental basis. After validation the PID-Fuzzy Controller is designed to operate in MODPRESS Code, which mathematically simulates a Pressurizer NEPTUNUS of a reactor. In this code a comparison between PID and PID-Fuzzy Controllers was also made. The results showed that the PID-Fuzzy Controller demonstrated better performance and accuracy, with smooth responses, which means less mechanical stress, adding more robustness in the conduction and control of Pressurizer, giving more reliability and safety in Nuclear Reactor.

The main purpose of this thesis is the modification of the original flange gasket of the VVER1000 pressurizer manhole. Then the construction and function of the pressurizer itself is described, together with detailed calculations of the original and new modified gasket to meet the ČSN EN 1591 standard together with a description of the legislation that has to be followed in the calculations. The comparisons of both gasket types together with main conclusions are placed in the last section of this thesis.