Determinação dos parâmetros de uma seção de testes para o pressurizador do reator nuclear IRIS

Abstract

Um reator nuclear integral, modular e de média potência, conhecido como IRIS, encontra-se em fase de desenvolvimento pela Companhia Westinghouse e por centros de indústria e de pesquisa. Uma das principais características do reator IRIS é que a maior parte de seus componentes encontra-se no interior do vaso de pressão, minimizando a probabilidade de acidentes. Devido a essa configuração integral, não há um sistema de aspersão para homogeneização de boro, o que pode causar transitórios de potência. A homogeneização de boro deve, pois, ser investigada. O presente trabalho tem como objetivo estabelecer as condições sob as quais uma seção de testes deve ser construída para análise da dispersão do boro no pressurizador do reator IRIS. Através de uma nova metodologia de similaridade conhecida como Análise de Escala Fracional, os principais parâmetros de uma seção de testes são obtidos. Combinando-se a Análise de Escala Fracional com uma escala local do número de Froude densimétrico e um fator de escala volumétrica previamente estabelecido, obtêm-se as medidas dos orifícios de recirculação, da temperatura da água de entrada na seção de testes, do fator de escala temporal e da vazão de recirculação na seção de testes (modelo) para que esta represente, de maneira fiel, a distribuição de boro no pressurizador do reator IRIS (protótipo). Como comprovação da validade da metodologia empregada, soluções analíticas são utilizadas com base nos valores obtidos pela Análise de Escala Fracional e, quando os resultados simulados no modelo são comparados aos do protótipo, a concordância entre tais sistemas é absoluta. A potência térmica total também influencia na distribuição de boro no interior da seção, sendo tal potência determinada pelas leis de condensação no interior da região de vapor e de correlações para convecção livre, considerando-se, ainda, as frações necessárias para elevação da entalpia da água de recirculação e da formação de vapor