Santa Fe, jueves 23 de mayo de 2019
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Proyectos de Investigación: Mecánica de Fluidos Computacional Aplicada a la Ingeniería Nuclear: Simulación Termo-hidráulica de un Reactor Mediante un Modelo 1/3D1 (CAI+D)

Proyecto Mecánica de Fluidos Computacional Aplicada a la Ingeniería Nuclear: Simulación Termo-hidráulica de un Reactor Mediante un Modelo 1/3D1
Convocatoria 2011
Director Ramajo, Damián
Programa al que pertenece Métodos Numéricos en Ingenierías
Director del programa: Sonsogni, Victorio
Resumen Se desarrollará un modelo computacional 3D acoplado con un código 1D para modelar el circuito de refrigeración de un reactor nuclear. El objetivo es modelar con un código 1D los canales de refrigeración (CC) y en forma 3D los conductos de ingreso y egreso (cold y hot legs), el downcomer y los plenos inferior y superior (lower y upper plenums) reproduciendo el circuito completo. A la fecha se ha desarrollado un modelo 0/3D del recipiente de presión de Atucha II (CNA II), en el cual los 451 CC se modelan con fuentes/sumideros puntuales (sink/source points o SSP) de masa y momento y cada CC se evalúa en forma 0D acoplada al flujo 3D de los plenos y en tiempo de corrida. El modelado 0D se realiza con un código fortran que toma las condiciones termo-hidráulicas (presión y temperatura) en los puntos de ingreso y egreso de cada CC y calcula el caudal, la velocidad y la temperatura del fluido. El modelo actual es monofásico y no permite estimar la fracción de vapor en los CC. En estos reactores la evaporación de refrigerante no es deseable pero si factible de producirse en ciertos CC comprometidos del núcleo. La presencia de vapor afecta el flujo neutrónico y la seguridad de operación del reactor. Por ello, se prevén las siguientes actividades de desarrollo: 1a- Discretización de los CC en forma 1D: mediante un esquema 1D será posible evaluar la presión y temperatura a lo largo de los CC y aplicar perfiles de distribución axial de potencia. 2a- Incorporación de un modelo multifásico liquido-vapor: introducir las ecuaciones del modelo de dos fluidos (euleriano-euleriano). Considerar la transferencia de momento y calor entre fases. 3a- Introducción de un modelo de evaporación: incorporar un modelo fenomenológico para la estimación de la tasa de transferencia en los CC bajo subcooled boiling. También se prevén las actividades de aplicación: 1b- Modelado de puesta en marcha de CNA II: el modelo 0/3D ya desarrollado será empleando para evaluar una condición de puesta en marcha durante el encendido de las bombas de circulación. Esta prueba para dar licenciamiento a la central, se realiza bajo condiciones muy diferentes a las de operación (agua liviana y pres. 34 bar en lugar de 122.3. Temp. 50ºC en lugar de 277ºC y sin elementos combustibles). 2b- Modelado multifásico: la incorporación del código 1D multifásico permitirá conocer la generación de vapor en función de la potencia del reactor para distintas configuraciones de quemado de combustible (burnup).