Análisis del conjunto combustible típico de un reactor nuclear refrigerado por agua supercrítica

Resumen

El reactor de agua ligera de alto desempeño (HPLWR) es uno de los conceptos más prometedores de los reactores de Generación IV, debido a su alta eficiencia térmica y considerable simplificación de la planta. El uso de agua supercrítica como refrigerante implanta desafíos significativos en su diseño y operación. Los fuertes cambios en las propiedades termofísicas del agua supercrítica provocan la ocurrencia de un fenómeno conocido como deterioro de la transferencia de calor (HTD). Este fenómeno produce un aumento de la temperatura en la superficie de la envoltura de los elementos combustibles. En el HPLWR la temperatura en la superficie de la envoltura de los elementos combustibles es un parámetro límite de diseño para evaluar su integridad por lo que en el presente trabajo se estudiaron,
utilizando códigos de la dinámica de fluidos computacional (CFD), alternativas para mejorar el desempeño termohidráulico del HPLWR. Para el estudio se tuvo en cuenta variaciones en el radio de curvatura de los subcanales localizados en las esquinas de los conjuntos combustibles debido a que en las cercanías de estas regiones se alcanzaban los máximos valores de temperatura. Se evaluó la aparición del HTD y se obtuvo que para un radio de curvatura de 3,75 mm los valores alcanzados por la temperatura en la superficie de las envolturas no superan los valores límites.