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Previous issue date: 2010 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Nos últimos anos, a crescente demanda por fontes renováveis de energia que
atendam ao novo paradigma de desenvolvimento sustentável tem impulsionado a
pesquisa e o desenvolvimento de um espectro mais amplo de fontes alternativas de
energia. Diante disso, a energia nuclear ressurge como uma das opções mais
viáveis e estes aspectos se refletem nos requisitos de segurança de centrais
nucleares.
Assim, com a experiência adquirida em mais de 40 anos no desenvolvimento
de reatores PWR (Pressurized Water Reactor), a Companhia Westinghouse, em
uma parceria internacional com centros de pesquisa e indústrias em 10 países,
desenvolve o projeto de um reator nuclear a água leve com configuração integral,
modular e de média potência conhecido como IRIS (International Reactor Innovative
and Secure). Uma das principais características do reator IRIS é que a maior parte
de seus componentes encontra-se no interior do vaso de pressão, reduzindo a
probabilidade de acidentes.
Em reatores a água leve, uma solução de ácido bórico é utilizada no
refrigerante do circuito primário para absorver nêutrons com a finalidade de ajustar a
reatividade do reator. Uma variação significativa na concentração de boro no núcleo
do reator pode levar a uma variação considerável de potência.
Vários estudos envolvendo reatores PWR apontam cenários que podem
conduzir o reator a excursões de potência devido a deficiências da homogeneização
do ácido bórico diluído no refrigerante.
O reator IRIS, devido a sua configuração integral, não possui um sistema de aspersão para homogeneização de boro, o que pode causar transitórios de potência.
O presente trabalho tem como objetivo o estudo e desenvolvimento de um
modelo dinâmico para o reator IRIS, implementado no programa SIMULINK do
MATLAB, para simular os transitórios de potência devidos às variações de
concentração de boro no circuito primário do reator IRIS.
A metodologia compreendeu o desenvolvimento de um conjunto de equações
diferenciais de balanço neutrônico e termoidráulico que descrevem a dinâmica do
circuito primário e um conjunto de equações diferenciais que descrevem o balanço
termoidráulico do circuito secundário. As equações e os parâmetros de inicialização
a plena potência foram implementados no SIMULINK, e o código foi validado com
um transitório de redução de entrada de água nos geradores de vapor realizado com
o código RELAP. Em seguida, um modelo homogêneo de variação da concentração
de ácido bórico foi implementado no programa e os casos de interesse simulados.
Os resultados encontrados para transitórios operacionais de boração e
deboração se mostraram confiáveis e representaram o comportamento esperado
para as grandezas analisadas.
O código MODIRIS desenvolvido em SIMULINK se mostrou muito eficiente
nos processos com constantes de tempo próximas, ao passo que em processos com
constantes de tempo com muitas ordens de grandeza de diferença o desempenho
do código se mostrou fortemente dependente da máquina, o que representa uma
pequena desvantagem
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/9361 |
| Date | 31 January 2010 |
| Creators | MAGALHÃES, Mardson Alencar de Sá |
| Contributors | LIRA, Carlos Alberto Brayner de Oliveira |
| Publisher | Universidade Federal de Pernambuco |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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