Made available in DSpace on 2014-10-09T12:54:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:07:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 12782.pdf: 5810159 bytes, checksum: 89e60520369008e4796ebb925cf90bdb (MD5) / Muitos parâmetros nucleares são obtidos através da espectrometria gama de alvos irradiados no núcleo de um reator de pesquisa e este é o caso das folhas de ativação que possibilitam através da medida da atividade radioativa nelas induzidas, determinar o fluxo de nêutrons no local onde foram irradiadas. O nível de potência de operação do reator é um parâmetro diretamente proporcional ao fluxo médio de nêutrons no núcleo. Esse trabalho objetiva determinar a potência de operação do reator através da medida da distribuição espacial do fluxo de nêutrons no núcleo do reator IPEN/MB-01, através da irradiação de folhas de ouro infinitamente diluídas e criteriosamente posicionadas em seu interior. Essas folhas estão dispostas na forma de ligas metálicas em níveis de concentração tais, que fenômenos de perturbação de fluxo, como o fator de auto-blindagem, se tornem desprezíveis. As folhas de ativação possuem somente 1% de átomos de ouro dispersos numa matriz de alumínio contendo 99% deste elemento. As irradiações das folhas foram realizadas com e sem cobertura de cádmio. A total correlação entre fluxo de nêutrons térmico médio obtido pela irradiação das folhas de ativação infinitamente diluídas e a média dos valores digitais das correntes dos canais nucleares de potência 5 e 6 (câmaras de ionização não compensadas - CINC), permitem a calibração dos canais nucleares do reator IPEN/MB-01. / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:48:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:08:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 09626.pdf: 11035558 bytes, checksum: 15aa6dd9cdacdf9c6ea1b493f68aba84 (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

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Submitted by Marco Antonio Oliveira da Silva (maosilva@ipen.br) on 2017-05-25T12:51:29Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2017-05-25T12:51:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O objetivo deste trabalho é apresentar a base de dados que foi desenvolvida para armazenar dados técnicos e processar dados sobre operação, falha e manutenção de equipamentos dos reatores nucleares de pesquisa localizados no Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN), em São Paulo - SP. Os dados extraídos desta base poderão ser aplicados na Análise Probabilística de Segurança dos reatores de pesquisa ou em avaliações quantitativas menos complexas relacionadas à segurança, confiabilidade, disponibilidade e manutenibilidade destas instalações. Esta base de dados foi desenvolvida de modo a permitir que as informações nela contidas estejam disponíveis aos usuários da rede corporativa, que é a intranet do IPEN. Os profissionais interessados deverão ser devidamente cadastrados pelo administrador do sistema, para que possam efetuar a consulta e/ou o manuseio dos dados. O modelo lógico e físico da base de dados foi representado por um diagrama de entidades e relacionamento e está de acordo com os módulos de segurança instalados na intranet do IPEN. O sistema de gerenciamento da base de dados foi desenvolvido com o MySQL, o qual utiliza a linguagem SQL como interface. A linguagem de programação PHP foi usada para permitir o manuseio da base de dados pelo usuário. Ao final deste trabalho, foi gerado um sistema de gerenciamento de base de dados capaz de fornecer as informações de modo otimizado e com bom desempenho. / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

The newest European high performance material testing reactor, the Jules Horowitz Reactor, is under construction at CEA Cadarache research center in France. The reactor will support existing and future nuclear reactor technologies, with the first criticality expected at the end of this decade. The current/reference CEA methodology for simulating the thermalhydraulic behavior of the reactor gives reliable results. The CATHARE2 code simulates the full reactor circuit with a simplified approach for the core. The results of this model are used as boundary conditions in a three-dimensional FLICA4 core simulation. However this procedure needs further improvement and simplification to shorten the computational requirements and give more accurate core level data. The reactor’s high performance (e.g. high neutron fluxes, high power densities) and its design (e.g. narrow flow channels in the core) render the reactor modeling challenging compared to more conventional designs. It is possible via thermal-hydraulic or solely hydraulic Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations to achieve a better insight of the flow and thermal aspects of the reactor’s performance. This approach is utilized to assess the initial modeling assumptions and to detect if more accurate modeling is necessary. There were no CFD thermal-hydraulic publications available on the JHR prior to the current PhD thesis project. The improvement process is split into five steps. In the first step, the state-of-the-art CEA methodology for thermal-hydraulic modeling of the reactor using the system code CATHARE2 and the core analysis code FLICA4 is described. In the second and third steps, a CFD thermal-hydraulic simulations of the reactor’s hot fuel element are undertaken with the code STAR-CCM+. Moreover, a conjugate heat transfer analysis is performed for the hot channel. The knowledge of the flow and temperature fields between different channels is important for performing safety analyses and for accurate modeling. In the fourth step, the flow field of the full reactor vessel is investigated by conducting CFD hydraulic simulations in order to identify the mass flow split between the 36 fuel elements and to describe the flow field in the upper and lower plenums. As a side study a thermal-hydraulic calculation, similar to those performed in previous steps is undertaken utilizing the outcome of the hydraulic calculation as an input. The final step culminates by producing an improved, more realistic, purely CATHARE2 based, JHR model, incorporating all the new knowledge acquired from the previous steps. The primary outcome of this four year PhD research project is the improved, more realistic, CATHARE2 model of the JHR with two approaches for the hot fuel element. Furthermore, the project has led to improved thermal-hydraulic knowledge of the complex reactor (including the hot fuel element), with the most prominent findings presented. / <p>QC 20161208</p> / DEMO-JHR

O presente trabalho estudou o aumento de capacidade de tratamento de um reator UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) por meio da adição de material suporte para adesão celular (Biobob®), avaliando-se as eficiências de remoção de matéria orgânica (expressa como DQO demanda química de oxigênio) e sólidos em suspensão (expressos como SST sólidos em suspensão totais). O reator híbrido, no qual a biomassa está presente em suspensão e imobilizada no material suporte, foi submetido a baixos tempos de detenção hidráulica (TDH) e altas velocidades ascensionais (vs). A operação do reator anaeróbio, de volume útil igual a 12,5 m³, foi conduzida em duas etapas. Na primeira o sistema foi operado como um reator de manta de lodo e escoamento ascendente (UASB), com TDH de 8,8 h e velocidade ascensional de 0,63 m.h-1. Na segunda etapa, introduziu-se 5,0 m³ de material suporte Biobob® no leito reacional do reator, transformando-o em reator anaeróbio híbrido (HAnR). Nessa condição, variou-se a vazão de alimentação, tendo o TDH variado entre 7,4 h (vs de 0,66 m.h-1) a 3,9 h (vs de 1,25 m.h-1). Para ambas as etapas o sistema foi alimentado com esgoto sanitário à temperatura ambiente, após tratamento preliminar (gradeamento e caixa de areia). Para condições de operação similares, o reator anaeróbio híbrido (HAnR) apresentou melhor desempenho na remoção de DQO e SST que o reator UASB, acrescendo em até 18% e 30% a eficiência de remoção, respectivamente. Para a velocidade ascensional de 1,25±0,02 m.h-1 e TDH de 3,9±0,1 h, o HAnR apresentou concentrações médias no efluente tratado de 205±46 mg DQOt.L-1 e 73±30 mg SST.L-1 e eficiências de remoção de 55±9% DQOt e 63±14% SST. / The increase of the treatability capacity of a UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) reactor by introducing an innovative packing material (Biobob®) in its reaction zone was evaluated. The hybrid anaerobic reactor (HAnR) containing suspended and immobilized biomass was evaluated regarding its efficiency of removing organic matter (expressed as COD chemical oxygen demand) and suspended solids (expressed as TSS total suspended solids) under lower hydraulic detention time (HDT) and higher upflow velocities (v s). The anaerobic reactor operation, with 12.5 m³ of working volume, was conducted in two phases. In the first phase, the system was operated as a conventional UASB reactor with HRT of 8.8 h and vs of 0.63 m.h -1 . In the second phase, 5.0 m³ of packing material Biobob® was introduced inside the reaction bed, changing the reactor configuration from suspended growth to hybrid growth. In this condition, the hybrid anaerobic reactor (HAnR) was subjected to decreasing flowrates with HDT ranging from 7.4 h (vs of 0.66 m.h-1) to 3.9 h (vs of 1.25 m.h-1). For both phases, the feed was domestic wastewater (after screens and grit chambers) at ambient temperature. Under similar operation conditions, the HAnR performed better than the UASB reactor increasing at 18% and 30% the COD and TSS removal efficiencies, respectively. For vs of 1.25±0.02 m.h-1 and HDT of 3.9±1.0 h, the HAnR produced a very high quality effluent, with average COD and TSS concentration of 205±46 mg DQOt.L-1 and 73±30 mg SST.L-1 and removal efficiencies of 55±9% and 63±14% for CODt and SST, respectively.

O presente trabalho teve como objetivo avaliar a viabilidade da aplicação de um reator anaeróbio híbrido &#40;RAnH&#41; em escala plena para tratamento de esgoto sanitário, contendo Biobob &#174; como meio suporte para imobilização celular. O reator possui volume útil igual a 2.495 m3 e foi resultado de uma adaptação de um reator UASB por meio da introdução de 1.000 m3 de material suporte Biobob&#174; em parte do volume reacional do reator, transformando-o em um reator anaeróbio híbrido com leito fixo e manta de lodo. O reator foi monitorado por 480 dias consecutivos, sendo avaliado seu desempenho frente ao aumento gradativo da vazão média e às vazões decorrentes de horários de pico e períodos com elevada pluviosidade. O reator apresentou bom desempenho durante todo o período operacional, mantendo a qualidade do efluente tratado &#40;DQO efluente média de 178 &#177; 30mg.L-1 e SST de 54 &#177; 25 mg.L-1&#41; mesmo quando submetido à elevadas cargas hidráulicas proporcionadas por períodos de alta pluviosidade, mostrando-se como uma excelente alternativa para aumento da capacidade de tratamento de reatores UASB sem a necessidade de ampliações físicas no reator. Para um TDH médio de 5,8 h, que corresponde a um período em que houve vários picos de vazão, o reator manteve-se estável durante todo o período, com valores no efluente de DQO e SST de 169 &#177; 24 mg.L-1 e 47 &#177; 17 mg.L-1, respectivamente. Aproximadamente 70&#37; do total da biomassa presente no reator encontra-se em suspensão no leito de lodo e 30&#37; encontra-se aderida aos meios suportes, sendo ambas as frações fundamentais para o bom desempenho e estabilidade do tratamento. O rendimento da produção de biomassa observada &#40;Yobs&#41; foi de 0,182 g SSV.g-1 DQOremovida. Considerando-se a carga orgânica removida por meio da DQO bruta afluente e da DQO filtrada efluente, o Y\'obs foi de 0,143 g SSV. g-1 DQOremovida. A produção de lodo &#40;considerando somente o descarte de sólidos pela via convencional &#41; foi de 0,073 g ST.g-1 DQO aplicada. Ambas as frações de biomassa &#40;suspensa e aderida&#41; apresentaram potencial metanogênico similar para condições com carga orgânica aplicada de 0,57 g DQO. g-1 SVT. A produção de energia elétrica estimada com o reaproveitamento do biogás gerado no RAnH, para a vazão média do período de 7.170 m3.d-1, foi de 31.798 kW.h.mês-1, o equivalente a 10 &#37; do consumo energético mensal atual da ETE. O aproveitamento dessa energia acarretaria em uma economia mensal de R&#36; 17.170,73. / This study aimed to assess the feasibility of implementing a hybrid anaerobic reactor &#40;HAnR&#41; at full scale for treating wastewater containing Biobob&#174; as a packing material for cell immobilization. The reactor volume is 2,495 m3 and was the result of an adaptation of a UASB reactor by introducing 1,000 m3 of packing material Biobob&#174; in the reaction volume of the reactor, turning it into a hybrid anaerobic reactor with fixed bed and sludge blanket. The reactor was monitored for 480 consecutive days and evaluated their performance with the gradual increase of the average flow and the flow resulting from peak hours and periods of high rainfall. The reactor showed good performance throughout the operational period, maintaining the quality of treated efluente &#40;COD effluent of 178 &#177; 30 mg. L-1 and TSS 54 &#177; 25 mg. L-1&#41; even when subjected to high hydraulic loads provided by rainy periods, showing up as an excellent alternative to increase the UASB treatment capacity without the need for expansion physical the reactor. For an average HRT of 5.8 h, which corresponds to a period in which there were several peaks flow, the reactor remained stable throughout the period, with values in the effluent COD and TSS of 169 &#177; 24 mg.L-1 and 47 &#177; 17 mg.L-1, respectively. Approximately 70&#37; of the total biomass present in the reactor was in suspension in the sludge bed and 30&#37; adhered to the support material, and both fractions fundamental to the performance and stability of the treatment. The observed yield of biomass production &#40;Yobs&#41; was 0.182 g CODr.VSS.g-1. Considering the organic load removed by the total COD of influent and effluent COD filtered, the Y\'obs was 0.143 g CODr.VSS.g-1. The sludge production &#40;considering only the disposal of solid by conventional means&#41; was 0.073 g COD.TS.g-1 .Both biomass fractions &#40;suspended and attached&#41; have similar potential to methanogenic conditions with organic load of 0.57 g COD.g-1 SVT. The production of electricity estimated to reuse biogas generated in HAnR, for the average flow of the period 7,170 m3.d-1, was 31,798 kW.h.mês-1, equivalent to 10&#37; of the current monthly energy consumption in the sewage treatment plant. The use of this energy would result in a monthly savings of R&#36; 17,170.73.

O presente trabalho teve como objetivo avaliar a viabilidade da aplicação de um reator anaeróbio híbrido &#40;RAnH&#41; em escala plena para tratamento de esgoto sanitário, contendo Biobob &#174; como meio suporte para imobilização celular. O reator possui volume útil igual a 2.495 m3 e foi resultado de uma adaptação de um reator UASB por meio da introdução de 1.000 m3 de material suporte Biobob&#174; em parte do volume reacional do reator, transformando-o em um reator anaeróbio híbrido com leito fixo e manta de lodo. O reator foi monitorado por 480 dias consecutivos, sendo avaliado seu desempenho frente ao aumento gradativo da vazão média e às vazões decorrentes de horários de pico e períodos com elevada pluviosidade. O reator apresentou bom desempenho durante todo o período operacional, mantendo a qualidade do efluente tratado &#40;DQO efluente média de 178 &#177; 30mg.L-1 e SST de 54 &#177; 25 mg.L-1&#41; mesmo quando submetido à elevadas cargas hidráulicas proporcionadas por períodos de alta pluviosidade, mostrando-se como uma excelente alternativa para aumento da capacidade de tratamento de reatores UASB sem a necessidade de ampliações físicas no reator. Para um TDH médio de 5,8 h, que corresponde a um período em que houve vários picos de vazão, o reator manteve-se estável durante todo o período, com valores no efluente de DQO e SST de 169 &#177; 24 mg.L-1 e 47 &#177; 17 mg.L-1, respectivamente. Aproximadamente 70&#37; do total da biomassa presente no reator encontra-se em suspensão no leito de lodo e 30&#37; encontra-se aderida aos meios suportes, sendo ambas as frações fundamentais para o bom desempenho e estabilidade do tratamento. O rendimento da produção de biomassa observada &#40;Yobs&#41; foi de 0,182 g SSV.g-1 DQOremovida. Considerando-se a carga orgânica removida por meio da DQO bruta afluente e da DQO filtrada efluente, o Y\'obs foi de 0,143 g SSV. g-1 DQOremovida. A produção de lodo &#40;considerando somente o descarte de sólidos pela via convencional &#41; foi de 0,073 g ST.g-1 DQO aplicada. Ambas as frações de biomassa &#40;suspensa e aderida&#41; apresentaram potencial metanogênico similar para condições com carga orgânica aplicada de 0,57 g DQO. g-1 SVT. A produção de energia elétrica estimada com o reaproveitamento do biogás gerado no RAnH, para a vazão média do período de 7.170 m3.d-1, foi de 31.798 kW.h.mês-1, o equivalente a 10 &#37; do consumo energético mensal atual da ETE. O aproveitamento dessa energia acarretaria em uma economia mensal de R&#36; 17.170,73. / This study aimed to assess the feasibility of implementing a hybrid anaerobic reactor &#40;HAnR&#41; at full scale for treating wastewater containing Biobob&#174; as a packing material for cell immobilization. The reactor volume is 2,495 m3 and was the result of an adaptation of a UASB reactor by introducing 1,000 m3 of packing material Biobob&#174; in the reaction volume of the reactor, turning it into a hybrid anaerobic reactor with fixed bed and sludge blanket. The reactor was monitored for 480 consecutive days and evaluated their performance with the gradual increase of the average flow and the flow resulting from peak hours and periods of high rainfall. The reactor showed good performance throughout the operational period, maintaining the quality of treated efluente &#40;COD effluent of 178 &#177; 30 mg. L-1 and TSS 54 &#177; 25 mg. L-1&#41; even when subjected to high hydraulic loads provided by rainy periods, showing up as an excellent alternative to increase the UASB treatment capacity without the need for expansion physical the reactor. For an average HRT of 5.8 h, which corresponds to a period in which there were several peaks flow, the reactor remained stable throughout the period, with values in the effluent COD and TSS of 169 &#177; 24 mg.L-1 and 47 &#177; 17 mg.L-1, respectively. Approximately 70&#37; of the total biomass present in the reactor was in suspension in the sludge bed and 30&#37; adhered to the support material, and both fractions fundamental to the performance and stability of the treatment. The observed yield of biomass production &#40;Yobs&#41; was 0.182 g CODr.VSS.g-1. Considering the organic load removed by the total COD of influent and effluent COD filtered, the Y\'obs was 0.143 g CODr.VSS.g-1. The sludge production &#40;considering only the disposal of solid by conventional means&#41; was 0.073 g COD.TS.g-1 .Both biomass fractions &#40;suspended and attached&#41; have similar potential to methanogenic conditions with organic load of 0.57 g COD.g-1 SVT. The production of electricity estimated to reuse biogas generated in HAnR, for the average flow of the period 7,170 m3.d-1, was 31,798 kW.h.mês-1, equivalent to 10&#37; of the current monthly energy consumption in the sewage treatment plant. The use of this energy would result in a monthly savings of R&#36; 17,170.73.

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