Preliminary of thermo-hydraulic analysis of a pwr combustible rod with cross section in the form red blood cell in steady state conditions

Autor: Oliveira, Maria Vitória Aguiar de
Přispěvatelé: Melo, Paulo Fernando Ferreira Frutuoso e, Lapa, Celso Marcelo Franklin, Alvim, Antonio Carlos Marques
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2018
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFRJ
Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
instacron:UFRJ
Popis: Submitted by Marlon Silva (marlonviniciuspacheco@gmail.com) on 2021-02-12T13:18:47Z No. of bitstreams: 1 MariaVitoriaAguiarDeOliveira.pdf: 1110294 bytes, checksum: 76feadc44e96f77d3fb4a84c9bfcbafd (MD5) Made available in DSpace on 2021-02-12T13:18:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MariaVitoriaAguiarDeOliveira.pdf: 1110294 bytes, checksum: 76feadc44e96f77d3fb4a84c9bfcbafd (MD5) Previous issue date: 2018-02 Este trabalho tem como objetivo comparar as distribuições de temperatura entre varetas combustíveis vazadas de seção transversal circular e aquelas de seção transversal no formato de hemácia para reatores PWR. A ideia para o trabalho partiu da constatação que a forma dos glóbulos vermelhos permite que os gases de O2 penetrem até o centro da célula de forma homogênea e mais rapidamente. A equação da difusão dos gases em qualquer ambiente é muito semelhante à equação de difusão de calor (Lei de Fick e do Fluxo de Calor, Lei de Fourier, considerando a temperatura no lugar da concentração). Trabalhos anteriores compararam o formato de varetas combustíveis sólidos de seção circular e de seção no formato de célula vermelha, e mostraram que o novo formato melhorou o processo de transferência de calor, diminuindo-se a resistência térmica entre o centro da pastilha de UO2 e o revestimento. Assim foi possível um aumento significativo de 23% na potência específica do reator. Trabalhos recentes constataram que conjuntos 12x12 de varetas combustíveis anulares podem aumentar a potência específica do reator em pelo menos 20% quando comparadas às sólidas, sem afetar a segurança do reator. Neste trabalho estudaremos as varetas combustíveis vazadas com seções transversais no formato de glóbulo vermelho e, para isso, analisamos a distribuição da temperatura em função dos parâmetros físicos e geométricos, comparando com os resultados teóricos conhecidos na literatura sobre as varetas de combustíveis vazadas de seção circular no estado estacionário. Ao final, concluímos houve uma melhora na distribuição de temperatura entre o combustível e revestimento da vareta sem ultrapassar os limites de temperatura que garantem a integridade destes componentes. The objective of this work is to compare the temperature distributions between fuel cells with a circular cross-section and those of cross-section in the form of red cells for PWRs. The idea for the work came from the realization that the shape of the red blood cells allows the O2 gases to penetrate to the center of the cell homogeneously and more quickly. The gas diffusion equation in any environment is very similar to the heat diffusion equation (Fick’s Law and Heat Flow, Fourrier’s Law, considering the temperature at the place of the concentration). Previous work compared the shape of solid fuel rods of circular section and section in the red cell format, and showed that the new format improved the heat transfer process, reducing the thermal resistance between the center of the UO2 pellet and the coating. Thus, a significant increase of 23% in the specific power of the reactor was possible. Recent studies have found that 12x12 sets of annular fuel rods can increase the specific power of the reactor by at least 20% when compared to solid ones, without affecting the safety of the reactor. In this work we will study the fuel rods cast with cross sections in red globule format, for this we will analyze the temperature distribution in function of the physical and geometric parameters, comparing with the theoretical results known in the literature on the fuel rods of circular section stationary state. At the end, we concluded there was an improvement in the temperature distribution between the fuel and the coating of the rod without exceeding the temperature limits that guarantee the integrity of these components.
Databáze: OpenAIRE
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