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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.85.2020.tde-11092020-163914
Document
Author
Full name
André Luiz Candido da Silva
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2020
Supervisor
Committee
Silva, Antonio Teixeira e (President)
Motta, Claudia Giovedi
Pacheco, Rafael Radé
Title in Portuguese
Análise e comparação de programas computacionais para análise do desempenho sob irradiação de placas de combustível de urânio-molibdênio e varetas cilíndricas de dióxido de urânio em reatores a água leve pressurizada
Keywords in Portuguese
desempenho do combustível nuclear
reatores de potência
simulação computacional
Abstract in Portuguese
O objetivo deste trabalho é apresentar uma análise comparativa em termos do desempenho sob irradiação de varetas de combustível cilíndricas de dióxido de urânio e placas de combustível monolíticas de urânio molibdênio em reatores à água leve pressurizada. Para analisar o desempenho das placas de combustível monolíticas de urânio molibdênio quando submetidas a condições operacionais de estado estacionário em reatores de água leve pressurizada foi utilizado o programa de computador PADPLAC-UMo, que realiza análises térmicas e mecânicas do combustível levando em consideração os efeitos físicos, químicos e de irradiação a que esse combustível está submetido. Para a análise das varetas cilíndricas de dióxido de urânio foi utilizado o código FRAPCON, que é uma ferramenta analítica que verifica o comportamento sob irradiação de uma vareta de combustível de reatores à água leve pressurizada, quando as variações de potência e as condições de contorno são suficientemente lentas para que o termo regime permanente seja aplicado. A análise para um reator nuclear de pequeno porte, apesar da maior densidade de potência aplicada na placa de combustível em relação à vareta de combustível, mostrou que as placas de combustíveis apresentam menores temperaturas e menores liberações de gases ao longo do histórico de potência analisado, proporcionando a utilização de um núcleo mais compacto sem ultrapassar os limites de projeto impostos ao combustível nuclear.
Title in English
Analysis and comparison of computer programs to analyze the irradiation performance of uranium molybdenum monolithic fuel plates and uranium dioxide cylindrical fuel rods in power reactors
Keywords in English
computational simulation
nuclear fuel performance
power reactors
Abstract in English
The aim of this work is to present a comparative analysis in terms of the irradiation performance of cylindrical uranium dioxide fuel rods and monolithic uranium molybdenum fuel plates in pressurized light water reactors. To analyze the irradiation performance of monolithic uranium molybdenum fuel plates when subjected to steady state operating conditions in light water pressurized reactors, the computer program PADPLAC-UMo was used, which performs thermal and mechanical analysis of the fuel taking into account the physical , chemicals and irradiation effects to which this fuel is subjected. For the analysis of the uranium dioxide fuel rods, the code FRAPCON was used, which is an analytical tool that verifies the irradiation perfomance of fuel rods of pressurized light water reactor, when the power variations and the boundary conditions are slow enough for the term permanent regime to be applied. The analysis for a small nuclear power reactor, despite the higher power density applied to the fuel plate in relation to the fuel rod, showed that the fuel plates present lower temperatures and lower fission gas releases throughout the analyzed power history, allowing the use of a more compact reactor core without exceeding the design limits imposed on nuclear fuel.
 
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2020SilvaAnalise.pdf (15.19 Mbytes)
Publishing Date
2020-09-22
 
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