Acoples de códigos neutrónicos con códigos termohidráulicos y estudio de transitorios de cinética puntual vs, cinética espacial / Coupling of Neutronics and Thermal-Hydraulics Codes and a Study of Spatial-Kinetics vs. Point-Kinetics Transients

Basualdo Perelló, Joaquín R. (2010) Acoples de códigos neutrónicos con códigos termohidráulicos y estudio de transitorios de cinética puntual vs, cinética espacial / Coupling of Neutronics and Thermal-Hydraulics Codes and a Study of Spatial-Kinetics vs. Point-Kinetics Transients. Maestría en Ingeniería, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro.

[img]
Vista previa
PDF (Tesis) - Versión publicada
Español
11Mb

Resumen en español

El CAREM-25 es un reactor de baja potencia —100MW térmicos— diseñado íntegramente en Argentina. Este reactor está basado en un concepto original. Con un diseño integrado y sistemas de apagado y refrigeración pasivos en caso de accidentes se posiciona en la categoría de los reactores de Generación III+. Una de las características principales de este reactor es su funcionamiento auto-presurizado, cuya dinámica hace de la realimentación de la neutrónica y la termohidráulica un punto fundamental para entender la física del reactor. En este trabajo se desarrollaron los acoples de los códigos PUMA-THERMIT y PUMA-FLUENT. Ambos acoples arrojaron resultados coherentes y esperados. Los resultados del acople PUMA-THERMIT se compararon con los del acople CITVAP-THERMIT — acople usado en la línea de cálculo actual — observándose un buen ajuste. El acople PUMA-THERMIT queda entonces disponible para ser utilizado como línea secundaria o como alternativa al acople CITVAP-THERMIT. Continuando con un trabajo previo se avanzó con el estudio del código neutrónico PARCS que tiene la capacidad de simular transitorios con cinética espacial y se desarrollaron modelos de Atucha II y del CAREM que presentan un buen ajuste con los modelos existentes de PUMA. Usando el código PARCS se estudiaron los casos de inserción y eyección de una barra de control con cinética espacial y se desarrolló un modelo de cinética puntual para estudiar las diferencias de ésta con la cinética espacial. Como resultado se ve la conveniencia de usar una curva S generada de forma dinámica en cálculos de cinética puntual.

Resumen en inglés

CAREM-25 is a small power reactor —100MWth— fully designed by Argentina. The CAREM reactor is based on an original concept with an integrated design, a passive shut down and cooling systems ranking it as a III+ Generation reactor. A main characteristic of this reactor is its self-pressurized operation point making neutronic and thermal-hydraulics feedback a key point in the understanding of the reactor behavior. In this work a code coupling for PUMA-THERMIT and FLUENT-THERMIT was developed. The results obtained are compared with the results of the coupling CITVAP-THERMIT which are current coupled codes used in calculations. Good agreement in the results of PUMA-THERMIT and CITVAPTHERMIT are observed. As a result, the coupling of the codes PUMA-THERMIT is available as an alternative to CITVAP-THERMIT. We also carried out the study of the neutronics code PARCS, which is capable of simulating spatial kinetics. We developed Atucha II and CAREM neutronic models. Comparisons of these models with PUMA models give good agreement. In order to compare spatial kinetics vs. point kinetics a point kinetics model was developed. Using PARCS we studied the control rod insertion and ejection transients. Interesting results were observed when comparing spatial kinetics vs. point kinetics mainly in the generation of the S curve where we see the convenience of using spatial kinetics for its calculation.

Tipo de objeto:Tesis (Maestría en Ingeniería)
Palabras Clave:CAREM 25; Puma-fluent coupling; Puma-thermit coupling
Referencias:[1] J. R. Basualdo. Modelado del núcleo de la Central Nuclear Atucha 2 con el código neutrónico de cinética 3D PARCS: casos estacionarios y transitorios. Junio 2007. [2] A. Tarazaga C. Grant. PROGRAMA CINETICO ESPACIAL (3D CON 2 GRUPOS DE ENERGIA) PARA EL ESTUDIO DEL COMPORTAMIENTO NEUTRONICO DEL NULCOE DE LA CENTRAL NUCLEAR ATUCHA II - MANUAL DE USO. CNEA, 2008. [3] T. Downar, D. Lee, Y. Xu, and T. Kozlowski. PARCS v2.6 U.S NRC Core Neutronics Simulator - Theory Manual (Draft), June 2004. [4] T. Downar, Y. Xu, and V. Seker. PARCS v2.7 U.S NRC Core Neutronics Simulator User Manual, August 2006. [5] James J. Duderstadt and Louis J. Hamilton. Nuclear Reactor Analysis. John Wiley & Sons, 1976. [6] C. Lecot E. Villarino and I. Mochi. CITVAP v3.5 - Reactor Calculation Code. INVAP S.E., 2008. [7] Hj. Matzke et al. Specific heat of UO2-based SIMFUEL. 247, 1997. [8] Volkan Seker et al. Reactor physics simulations with coupled monte carlo calculation and computational fluid dynamics. June 2007. [9] D. Ferraro and A.Weir. ACTUALIZACIÓN DE CÁLCULOS A NIVEL DE CELDA PARA EL REACTOR CAREM 25- in-carem25n-5-b1010 - rev.0. junio 2009. [10] FLUENT User’s Manual. Fluent Inc., 2006. [11] Carlos Grant. Manual del código PUMA versión 4. CNEA, 2004. [12] Allan F. Henry. Nuclear Reactor Analysis. The MIT Press, 1986. ISBN 0- 262-08081-8. [13] M. Schivo M. Rivero G. Theler J. Di Césare, R. Garbero. DESARROLLO Y ACOPLE DE CÓDIGOS DE CÁLCULO PARA SIMULACIÓN DE TRANSITORIOS DE OPERACIÓN DE LA CENTRAL NUCLEAR ATUCHA II. NASA, TECNA, XXXVI Reunión Anual AATN, Noviembre 2009. [14] J. E. Kelly and M. S. Kazimi. DEVELOPMENT AND TESTING OF THE THREE DIMENSIONAL, TWO-FLUID CODE THERMIT FOR LWR CORE AND SUBCHANNEL APPLICATIONS. Report, December 1979. [15] CRISSUE-S - WP2 Neutronics/Thermal-hydraulics Coupling in LWR Technology: State of the art Report. NEA, 2004. [16] CRISSUE-S - WP3 Neutronics/Thermal-hydraulics Coupling in LWR Technology: Achievements and Recommendations Report. NEA, 2004. [17] Karl O. Ott and Robert J. Neuhold. Introductory Nuclear Reactor Dynamics. American Nuclear Society, 1985. [18] R. J .J. Stamm´ler and M. J. Abbate. Methods of Steady-State - Reactor Physics in Nuclear Design. Academic Press, 1983. [19] Basualdo, J. Informe técnico de tareas, Octubre 2008. [20] Kostadin N. Ivanov et al. PRESSURISED WATER REACTOR MAIN STEAM LINE BREAK (MSLB) BENCHMARK - Volume I: Final Specifications. USNRC - OECD/NEA, April 1999. [21] M. A. Ventura. Conducción de calor radial en un elemento combustible de un reactor de potencia. Technical report, ARN, 1998. [22] R. A. Verrall and P. G. Lucuta. Specific heat measurements of UO2 and SIMFUEL. 228, 1996. [23] Eduardo Villarino. CONDOR v2.61 - Neutronic Calculation Code. INVAP S.E., June 2008. [24] Y. Xu and T. Downar. GenPMAX - Code for Generating the PARCS Cross Section Interface File PMAX, December 2005.
Materias:Ingeniería nuclear > Ingeniería de reactores
Ingeniería
Ingeniería nuclear > Control y funcionamiento de reactores
Divisiones:Energía nuclear > Ingeniería nuclear > Física de reactores y radiaciones
Código ID:102
Depositado Por:Marisa G. Velazco Aldao
Depositado En:21 May 2010 15:11
Última Modificación:13 Sep 2010 10:03

Personal del repositorio solamente: página de control del documento