Gallo, Jonathan (2018) Diseño y construcción de un sistema de posicionamiento automatizado para la caracterización hidrodinámica de elementos combustibles. / Desing and construction of an automated positioning system for the hydrodynamic characterization of fuel elements. Proyecto Integrador Ingeniería Mecánica, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro.
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| PDF (Tesis) Español 2229Kb |
Resumen en español
En la división Laboratorio de Termohidráulica del Centro Atómico Barilo-che se ha desarrollado una técnica para caracterizar el flujo en el interior de canales con geometría compleja. Dicha técnica proveerá información que será utilizada para la optimización de elementos combustibles, así como para la validación de códigos numéricos. Para esto se debe disponer de una sección de pruebas donde un símil elemento combustible forma parte de un circuito hidráulico, diseñado para alcanzar condiciones fluido-dinámicas similares a las presentes en el núcleo del reactor. Contribuyendo al trabajo mencionado se rediseñó y finalizó la construcción de una facilidad experimental, en la cual se caracterizará un sector de elemento combustible tipo CAREM-25. Una de las modificaciones realizadas en este trabajo fue la mejora del control sobre el caudal evitando la cavitación y ampliando el rango de operación, reduciendo las vibraciones mecánicas. Dado el nivel de detalle que permite la técnica antes mencionada, será necesario adquirir información de una gran cantidad de puntos geométricos dentro de la sección de pruebas. Para esto se desarrolló un sistema de posicionamiento automatizado que cumpla con las exigentes condiciones que establece el mencionado nivel de detalle. Durante este Proyecto Integrador se realizó el diseño, construcción y caracterización de un sistema de posicionamiento para la manipulación de cuatro vainas instrumentadas en simultáneo. Dicho sistema permite modificar la posición axial y angular de las vainas con una precisión de 1 mm y 3° respectivamente, logrando satisfacer los requerimientos necesarios para tal nivel de detalle. Otra característica importante es su robustez, dada por la elección de sensores, de actuadores y del diseño de piezas relativamente simples, aunque con las prestaciones adecuadas. Además, se desarrolló un software que comunica el controlador (una placa Arduino) con una PC. Dicho controlador será el responsable de la lógica establecida para el posicionamiento de las vainas instrumentadas. Finalmente se caracterizó el sistema de manera integral, para asegurar que se cumplan los requerimientos antes mencionados.
Resumen en inglés
In Thermohydraulic Laboratory division of Bariloche Atomic Center, a novel technique has been developed for characterizing the flow properties inside channels with complex geometry (such as those present in nuclear fuel assemblies). This technique will provide relevant information that will be used for fuel assembly’s optimization, as well as for numerical codes benchmarking. Thus, a test section should be available where a fuel element mockup is part of a hydraulic circuit, designed to get similar fluid-dynamic conditions to those present in the reactor core. In this work, we redesigned and finalized the construction of the loop, in which a CAREM-25 type fuel assembly sector will be characterized. A relevant modification was the improvement of the control over the flow rate, avoiding the cavitation and extending the operating range, also reducing the mechanical vibrations. Given the detail level allowed by the aforementioned technique, it will be necessary to gather information from a large number of geometric points within the test section. For it, it will be necessary to develop an automatic positioning system that allows the conditions established by the strict level of detail. In this Project the design, construction and characterization of an automatic positioning system for the manipulation of four instrumented rods, in simultaneous, was realized. The system allows modifying the axial and angular position of the rods with an accuracy of 1mm and 3 ° respectively. Another feature is its robustness, given by the used sensors, actuators and the design of mechanical parts, rela-tively simple. In addition, software was developed for controller-PC communica-tion (an Arduino board in this case). That controller will be responsible for the positioning logic established of the instrumented rods. Finally, the system was integrally characterized, to ensure that the established requirements are reached.
| Tipo de objeto: | Tesis (Proyecto Integrador Ingeniería Mecánica) |
|---|---|
| Palabras Clave: | Fule elements; Elementos combustibles; Number codes; Códigos numéricos |
| Referencias: | [1] Federico Baravalle, “Diseño y construcción de un circuito experimental para caracterización de elementos combustibles”. Tesis de grado en Ingeniería mecánica del Instituto Balseiro. Laboratorio de Termohidráulica. Centro Atómico Bariloche, Junio 2017. [2] Nalín, O.C.A. “Caracterización hidrodinámica y optimización de Elementos Combustibles en Reactores Nucleares de Potencia”. Tesis de Maestría en Ingeniería del Instituto Balseiro. Termohidráulica-Gerencia de Ingeniería Nuclear – Centro Atómico Bariloche, Febrero 2016. [3] Nalín, O.C.A., Marcel, C.P., Lazo, P., “Development of adetailed measurement technique for turbulent flow characterization in fuel boundless”. [4] https://blog.poscope.com/stepper-motor-driver/ |
| Materias: | Ingeniería mecánica > Diseño mecánico |
| Divisiones: | Gcia. de área de Energía Nuclear > Gcia. de Ingeniería Nuclear > Termohidráulica > Laboratorio de termohidráulica |
| Código ID: | 704 |
| Depositado Por: | Tamara Cárcamo |
| Depositado En: | 28 Aug 2018 15:15 |
| Última Modificación: | 28 Aug 2018 15:15 |
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