Desenvolvimento de modelos anal??tico e num??rico associados ao fen??meno de condensa????o por contato direto em tanque de al??vio de reator PWR

• Autor(a) principal: PACHECO, RAFAEL R.
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Tese
• Título da fonte: Repositório Institucional do IPEN
• Texto Completo: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29629
• topic: bwr type reactors; pwr type reactors; analytical solution; numerical solution; finite element method; mathematical models; turbulence; heat transfer; isentropic processes; vapor condensation; relief valves; reactor protection systems; reactor safety; safety engineering; systems analysis

O fen??meno de inje????o de vapor em tanques de al??vio ?? de relev??ncia no projeto de reatores de ??gua leve, sejam eles do tipo reator de ??gua pressurizada (PWR) ou reator de ??gua fervente (BWR). Este fen??meno permite a r??pida absor????o do vapor injetado em massa de ??gua, por meio de sua condensa????o, uma vez que este vapor pode conter contaminantes qu??micos ou radiol??gicos que n??o permitem o seu descarte diretamente no ambiente. Desta forma, facilita-se a coleta do vapor produzido por descarga de vapor da ??gua do resfriamento do reator, radiologicamente contaminada, e evita-se o que projeto de dispositivos e equipamentos necessite considerar a elevada press??o do vapor. A rapidez com que se d?? a condensa????o ?? fruto de processos f??sicos que ocorrem na interface de vapor e ??gua e que ainda n??o possuem modelo anal??tico e num??rico definido. Em 1972 um modelo semi-emp??rico foi proposto, o qual, desde ent??o, vem evoluindo. N??o obstante, at?? o presente momento, n??o h?? modelo definitivo que se proponha a abranger toda extens??o das condi????es experimentais. Estes modelos s??o fortemente dependentes do fluxo de massa que atravessa a interface de vapor e ??gua, entretanto, at?? a presente data, n??o h?? express??o que determine este fluxo de massa, de tal forma que o valor de 275 Kg/m2/s vem sendo assumido como "representativo da ordem de grandeza do fen??meno" at?? o presente momento. Neste trabalho, ?? proposto um m??todo de c??lculo anal??tico do fluxo de massa, considerando-se como premissa a isentropia da inje????o, e o desenvolvimento da 1?? e 2?? leis da Termodin??mica. Ainda, o fen??meno ?? analisado experimentalmente, por meio da an??lise dos dados produzidos no experimento do Circuito Termo Hidr??ulico de 150 bar (Loop 150), realizado nas depend??ncias do CENTRO TECNOL??GICO DA MARINHA EM S??O PAULO. Por fim, um modelo num??rico em software comercial foi desenvolvido para complementar a an??lise. Os resultados obtidos comprovam que a formula????o isentr??pica do fluxo de massa corrige de maneira satisfat??ria o fluxo de massa constante utilizado at?? ent??o nos modelos semi-emp??ricos. Tal comprova????o se deu atrav??s de an??lise num??rica e da confronta????o com dados experimentais obtidos na literatura.