Análise numérica e projeto de experimento em escala do sistema da camada de água quente do Reator Multipropósito Brasileiro

• Autor(a) principal: Fernando Lage Araujo Schweizer
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9UPMCK
• topic: Mecânica dos fluidos computacional; Camada de Água Quente (CAQ); Reator Multipropósito Brasileiro (RMB); Engenharia nuclear

O Reator Multipropósito Brasileiro (RMB) consiste em um reator de pesquisa do tipo piscina aberta com 30 MW de potência e está atualmente em seu projeto básico. O RMB tem a finalidade de produzir um fluxo de nêutrons aplicado à irradiação de materiais para a produção de radioisótopos, testes de materiais e combustíveis nucleares. Para proteção contra a radiação emitida pelo reator, este se encontra imerso em uma piscina de água que atua como uma blindagem e proteção térmica. Para reatores de pesquisa de alta potência como o RMB, é utilizado um sistema de filtragem e aquecimento da água no topo da piscina que cria uma camada de água quente (CAQ) estratificada e purificada que evita que a água contaminada da piscina, próxima ao núcleo do reator, atinja a sua superfície, reduzindo a dose de radiação na sala do reator. Nesta dissertação é realizado um estudo do comportamento desta camada durante as primeiras horas de funcionamento do reator, em que perturbações provocadas devido aos circuitos de refrigeração e o aquecimento da piscina provocam uma agitação na CAQ, o que reduz a sua proteção. Simulações numéricas utilizando mecânica dos fluidos computacional foram realizadas para a estimativa da taxa de dose de radiação teórica durante a operação do reator, possibilitando o um prévio dimensionamento e posicionamento dos componentes do sistema, reprodução em escala 1/10 da piscina do reator, aplicando análise adimensional e um teste de malha, como forma inicial de verificação do código comercial Ansys CFX 14.0. Concomitante a etapa de simulação numérica, são definidos equipamentos e sensores necessários ao projeto de uma bancada experimental capaz de validar a aplicação do código comercial pela comparação dos resultados das simulações com valores experimentais.