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Type: Dissertação
Title: Análise de remolhamento de vareta combustível PWR utilizando a formulação aperfeiçoada de parâmetros concentrados
Author(s)/Inventor(s): Pereira, Gustavo Domingos
Advisor: Jian, Su
Abstract: Este trabalho desenvolve um modelo analítico utilizando a formulação aperfeiçoada de parâmetros concentrados com aproximações de Hermite de modo a determinar o comportamento de varetas combustível de um Reator de Água Pressurizada típico ao serem remolhadas após um acidente com perda de refrigerante postulado. Primeiramente, a vareta combustível foi representada por um cilindro com geração volumétrica de calor uniforme, com a presença do interstício e do revestimento modelada por um coeficiente global de transferência de calor convectiva. Considerando a velocidade de remolhamento constante, o problema de remolhamento foi transformado num problema de condução de calor estacionária no sistema de referencia solidário com a frente de remolhamento. Aplicando a formulação de parâmetros concentrados na direção radial e considerando a simetria aziumutal, o modelo matemático reduziu-se á equação de condução de calor unidimensional na direção longitudinal da vareta. As soluções foram obtidadas analiticamente para as distribuições na parte molhada e na parte seca, e a velocidade de remolhamento foi determinada através da combinação das soluções na frente de remolhamento. O número de Péclet baseado na velocidade de remolhamento foi obtido em função dos números de Biot e na taxa adimensional de geração volumétrica do calor. As soluções obtidas compararam-se favoravelmente com as soluções disponíveis na literatura. Por último, o problema de vareta combustível foi modelado em duas regiões, o combustível e o revestimento, com a presença de interstício. Soluções analíticas foram obtidas para as distribuições de temperatura nas duas partes da vareta usando-se a formulação de parâmetros concentrados.
Abstract: This work develops an analytical model using the improved lumped parameter formulation with Hermite approximations to determine the behavior of fuel rods of a typical PWR reactor when being rewetted after a postulated LOCA. Firstly, the fuel rod was represented by a cylinder with uniform volumetric heat generation, with the presence of the gap and the cladding modeled by a global coefficient of convective heat transfer. Considering the constant rewetting velocity, the rewetting problem was transformed into a steady-state heat conduction problem in the reference system fixed with the rewetting front. Applying the lumped parameter formulation in the radial direction and considering the azimuthal symmetry, the mathematical model was reduced to the one-dimensional heat conduction equation in the longitudinal direction of the fuel rod. The solutions were obtained analytically for temperature distributions in the wet and dry parts, and the rewetting velocity was determined by combining the solutions at the rewetting front. The number of Peclet based on the rewetting velocity was obtained as a function of the Biot numbers and of the dimensionless of volumetric heat generation rate. The obtained solutions compared favorably with available solutions in the literature. Finally, the problem of fuel rod was modeled in two regions, the fuel and the cladding, with the presence of the gap. Analytical solutions were obtained for the temperature distributions on the two parts of the fuel rod using the lumped parameter formulation.
Keywords: Engenharia Nuclear
Vareta combustível PWR
Análise de remolhamento
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA NUCLEAR
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Nuclear
Department : Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Sep-2017
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Appears in Collections:Engenharia Nuclear

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