Análisis de sensibilidad y optimización de acople neutrónico-termohidráulico de un reactor CANDU /
María Camila Soria.
- Buenos Aires: Centro Argentino de Ingenieros, 2022.
- 97 p. ; il. : 30 cm. + CD Rom
En el siguiente trabajo se muestran los resultados y conclusiones obtenidos a partir de múltiples análisis de sensibilidad y optimización del modelo acoplado neutrónica y termohidráulicamente de un reactor CANDU6 desarrollado por CNEA en el marco del problema estándar de colaboración internacional (ICSP, por sus siglas en ingl´es) de IAEA Numerical Benchmarks for Multiphysics Simulation of Pressurized Heavy Water Reactor Transients. Dicho problema surge para subsanar la falta de benchmarks num´ericos para contrastar resultados y validar códigos referidos a transitorios acoplados en reactores de tipo PHWR. Se realizó un análisis de sensibilidad de la discretización espacial y temporal del problema neutrónico desacoplado desarrollado en PUMA simulando tres transitorios: la falla de una bomba del circuito primario, la rotura de un header de entrada y la extracción de dos barras de ajuste. Se halló que un mallado fino puede compensar el efecto cúspide y desfasajes en los valores finales obtenidos, sin embargo implica mayores tiempos de cómputo. Por otro lado, se hallaron los pasos de tiempo óptimos para cada transitorio teniendo en cuenta la convergencia de los valores finales y requerimientos computacionales. Se determinó entonces que el mallado propuesto en el ICSP es aceptable dentro de estos parámetros analizados. Luego, se trabajó con el modelo termohidráulico desacoplado desarrollado en el código de planta RELAP5. El análisis de sensibilidad se enfocó en parámetros de control de tiempo, como ser el paso de tiempo entre cada iteración y el esquema de evolución temporal. Se halló que los esquemas semi implícito e implícito convergen dentro de un buen margen para un rango variado de pasos de tiempo. Respecto a los pasos de tiempo, se determinó que utilizar la limitación por el número de Courant resultaba más eficiente en términos computacionales. Finalmente, se analizó el esquema de acople y se realizaron modificaciones en la interfaz de comunicación utilizando el módulo de Python pumapy, que se encarga de la ejecución y comunicación de PUMA de manera más eficiente, y el módulo relappy, que implementa rutinas de una versión de RELAP5 que introduce mejoras en la comunicación con programas externos. Como consecuencia de la optimización, los tiempos de cómputo disminuyen sensiblemente.
Instituto de Tecnología Nuclear Dan Beninson Universidad Nacional de San Martín Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA)