Análisis Termohidráulico del núcleo del Reactor Nuclear RECH-1.

Comisión Chilena de Energía Nuclear
Análisis Termohidráulico del núcleo del
Reactor Nuclear RECH-1.
Víctor Martínez. (Tesista Ing. Civil Mecánica – PUCV)
Cristian Sepúlveda. (Evaluador Seguridad Nuclear - DSNR)
Ciro Cárdenas. (Evaluador Seguridad Nuclear - DSNR)
Clarence Cortes. (Evaluador Seguridad Nuclear - DSNR)
Objetivos
Modelar y caracterizar el desempeño termohidráulico del
núcleo del reactor nuclear RECH-1 a 5 MW y 6 MW.
Análisis de Seguridad.
Reactores de Potencia e Investigación
Gran Presión
Piscina
REACTOR PARA NUCLEOELECTRICIDAD
REACTOR PARA INVESTIGACIÓN
Chile no posee esta tecnología
Chile posee 2 reactores
3
Reactores de Potencia e Investigación
REACTOR DE POTENCIA
TIPO PWR
REACTOR DE INVESTIGACION
TIPO MTR
PRODUCTO DEL REACTOR
CALOR
NEUTRONES
POTENCIA TERMICA (MW)
3.400 MW
5 MW
PRESION NUCLEO EN
OPERACIÓN
155 atm
1 - 2 atm
TEMPERATURA AGUA EN
OPERACION
280°C
35°C
REFRIGERACIÓN DEL CALOR
DE DECAIMIENTO (APAGADO)
FORZADA (Bombas)
NATURAL (Convección Natural)
ELEMENTOS COMBUSTIBLES
157
32
CANTIDAD MATERIAL
NUCLEAR
100.000 Kg
35 Kg
CONSUMO ANUAL MATERIAL
35.000 Kg
1,5 Kg
SI
SI
FACTOR
TIENE EDIFICIO DE
CONTENCION
SEGURIDAD NUCLEAR
Objetivo
• El objetivo fundamental de la
seguridad es proteger a las
personas y el medio ambiente
contra los efectos nocivos de
las radiaciones ionizantes.
• Ley 18.302
Ley de Seguridad Nuclear
“… con el objeto de proveer a
la protección de la salud, la
seguridad y el resguardo de
las personas, los bienes y el
medio ambiente …”
Reactor Nuclear RECH-1
Elemento Combustible.
Caja Filtro.
Placas combustibles.
Boquilla.
Metodologia
• Identificación de los fenómenos físicos que pretenden
modelarse.
Perfil térmico de un elemento combustible a partir de un flujo
superficial de calor en las placas combustibles (W/m^2).
Hidrodinámica del refrigerante en un elemento combustible a partir
de un flujo másico (Kg/s).
Transferencia de Calor.
Pérdida de Carga.
Vorticidad y Turbulencia.
Metodología
Proceso utilizado para obtener los resultados.
Geometría
Mallado
Resolver
Física
Modelo
Validar
Resultados
Resultados.
Temperaturas Placas Combustibles.
5 MW
6 MW
Resultados.
Temperaturas Líquido Refrigerante en el elemento combustible.
5 MW
6 MW
Resultados.
Temperaturas en el elemento combustible.
5 MW
6 MW
Resultados.
Vorticidad.
Resultados.
Graficos de Turbulencia.
Resultados.
Modelo cuarto de Nucleo.
Resultados.
Modelo cuarto de Núcleo, Temperaturas de Salida del Refrigerante. 6 MW
Resultados.
Modelo cuarto de Núcleo, Temperaturas placas combustibles. 6 MW
Resultados.
Modelo cuarto de Núcleo, Obturación completa de un elemento combustible.
Resultados.
Parada de dos bombas.
Conclusión.
Los resultados Térmicos en el análisis del RECH-1 operando a
5MW concuerdan con lo esperado.
En el caso eventual de operación a 6 MW, se observaron
temperaturas máximas de 94°C, que están bajo el límite
operacional definido en 98°C (TONB=122,6 °C).
Respecto a los análisis de seguridad, en ningún caso estudiado,
las variables superan los valores máximos permitidos por el
RECH-1.