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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.85.2008.tde-10062008-142241
Documento
Autor
Nome completo
Luiz Alberto Macedo
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2008
Orientador
Banca examinadora
Baptista Filho, Benedito Dias (Presidente)
Balino, Jorge Luis
Barroso, Antonio Carlos de Oliveira
Sabundjian, Gaianê
Simões-Moreira, José Roberto
Título em português
Atuação de um sistema passivo de remoção de calor de emergência de reatores avançados em escoamento bifásico e com alta concentração de não-condensáveis
Palavras-chave em português
Circulação Natural
Gases não-condensáveis.
Reatores Avançados
Resumo em português
A pesquisa e o desenvolvimento de sistemas passivos de resfriamento de emergência são necessários para os sistemas termo-nucleares de nova geração. Algumas informações fundamentais sobre a operação desses sistemas requerem a pesquisa de alguns processos relativos à circulação natural, principalmente em condições de escoamento bifásico envolvendo processos de condensação na presença não-condensáveis, pois muitas situações encontradas são novas. A bancada experimental de circulação natural (BCN) foi utilizada para a realização de testes com diversas concentrações de não-condensáveis e níveis de potência. O não-condensável presente no circuito diminui a taxa de transferência de calor para o secundário do trocador de calor, causando baixo desempenho do trocador de calor. A presença de altas concentrações de não-condensáveis no trocador de calor propicia elevadas variações de pressão, decorrentes do processo de condensação abrupto, determinando a inversão da vazão e de fortes vibrações e esforços nas tubulações do circuito. A concentração inicial de não-condensável e a geometria do circuito, na entrada do trocador de calor, determinam o estabelecimento de transitórios com escoamento bifásico. A BCN foi modelada com o código computacional de Análise de Acidentes e Termo-Hidráulica RELAP5/MOD3.3 e, os valores calculados foram comparados com os dados experimentais, apresentando boa concordância para menores concentrações de ar. Os valores calculados para maiores concentrações de não-condensável foram satisfatórios após o circuito ter atingido a temperatura de saturação no aquecedor elétrico.
Título em inglês
PERFORMANCE OF A PASSIVE EMERGENCY HEAT REMOVAL SYSTEM OF ADVANCED REACTORS IN TWO-PHASE FLOW AND WITH HIGH CONCENTRATION OF NON-CONDENSABLES
Palavras-chave em inglês
Circulação Natural
Gases não Condensáveis.
Reatores Avançados
Resumo em inglês
The research and the development of passive emergency cooling systems are necessary for the new generation of thermo-nuclear systems. Some basic information on the operation of these systems require the research of some relative processes to the natural circulation, mainly in conditions of two-phase flow involving processes of condensation in the presence of non-condensable gases, because many found situations are new. The experimental facility called Bancada de Circulação Natural (BCN) was used for the realization of tests with diverse concentrations of non-condensable and power levels. The non-condensable gas present in the circuit decreases the rate of heat transfer for the secondary of the heat exchanger, determining low efficiency of the heat exchanger. High concentration of non-condensable in the vapor condensation, determines negative pressure, and cause the inversion of the flow in the circuit. The initial concentration of non-condensable and the geometry of the circuit, in the inlet of the heat exchanger, determines the establishment of transitory with two-phase flow. The BCN was performed with the computational code of Analysis of Accidents and Thermal-Hydraulics RELAP5/MOD3.3 and, the calculated values had been compared with the experimental data, presenting good agreement for small non-condensable concentrations. The values calculated for high concentrations of non-condensable had been satisfactory after the circuit to have reached the temperature of saturation in the electric heater.
 
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Data de Publicação
2008-06-30
 
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