Determinación preliminar del flujo mínimo de refrigerante para la operación del núcleo del reactor FBNR (Reactor Nuclear de Lecho Fijo), a través de una simulación en un modelo digital validado experimentalmente en un lecho fijo a escala de laboratorio

Abstract

Resumen .- Se determinó preliminarmente el flujo mínimo de refrigerante para la operación del núcleo del reactor FBNR y se estudió los procesos termo-hidráulicos desarrollados en este, mediante una simulación (CFD). Para garantizar la validez de los resultados de la simulación, se comparó los mismos, con los de mediciones experimentales, para lo cual se construyó un lecho fijo a escala de laboratorio, en el cual se desarrolló mediciones experimentales; los errores porcentuales promedio obtenidos fueron de 8,40 % para la caída de presión, de 11,5% para los perfiles de temperatura y de 19,70% para el coeficiente de transferencia de calor. Estos errores fueron menores al 20%, por lo que se consideró validada la simulación. Una vez validados los resultados, se analizó la influencia de la porosidad del núcleo de reactor en los procesos termo-hidráulicos, para lo cual se crearon modelos digitales de lechos con porosidades de 0,53, 0,33 y 0,28, con configuraciones pseudo aleatoria, BCC y FCC, respectivamente. Los resultados obtenidos mostraron que en el lecho de menor porosidad (0,28) se produjo la mayor transferencia de calor, caída de presión y además el mayor se requirió el mayor flujo mínimo de refrigerante. Abstract .- The minimum coolant flow to operation of the core of reactor FBNR was preliminarily determined, and the thermo-hydraulic processes developed in this were studied, through a simulation (CFD). To ensure the validity of the simulation results, these were compared with the experimental measurements, for which a fixed bed laboratory scale was built, in the fixed bed experimental measurements were developed; the average percentage errors obtained were 8.40% for the pressure drop, 11.5% for the temperature profiles and 19.70% for the heat transfer coefficient. These errors were less than 20%, which was considered validated simulation. Once we validated the results, the influence of the porosity of the core reactor´s in the thermo-hydraulic process which was analyzed, to digital models of beds with porosities of 0.53, 0.33 and 0.28 were created, with configurations pseudo random, BCC and FCC respectively. The results showed that, the highest heat transfer, pressure drop and minimum coolant flow were obtained in the bed with the lower porosity (0.28).