| Journal: | Ingeniería. investigación y tecnología |
| Database: | PERIÓDICA |
| System number: | 000447542 |
| ISSN: | 1405-7743 |
| Authors: | Rojas Valdez, David1 López Rebollar, Boris Miguel2 |
| Institutions: | 1Universidad Autónoma del Estado de México, Facultad de Ingeniería, Toluca, Estado de México. México 2Universidad Autónoma del Estado de México, Instituto Interamericano de Tecnologías y Ciencias del Agua, Toluca, Estado de México. México |
| Year: | 2021 |
| Season: | Oct-Dic |
| Volumen: | 22 |
| Number: | 4 |
| Country: | México |
| Language: | Español |
| Document type: | Artículo |
| Approach: | Analítico, descriptivo |
| Spanish abstract | La conducción de calor de un elemento combustible del reactor nuclear TRIGA MARK III fue simulada usando el método de dinámica de fluidos computacional (CFD). El objetivo fue obtener los perfiles de temperatura y de la conducción de calor que se generan en un elemento combustible nuclear bajo diferentes niveles de potencia térmica de operación del reactor (0.5, 0.8 y 1 MW). Actualmente no se han desarrollado investigaciones que aborden la simulación del proceso de la conducción de calor en un elemento combustible de reactores tipo TRIGA mediante CFD, por este motivo, la metodología estableció una validación de los resultados obtenidos mediante CFD, comparándolos con los datos reportados en el informe de seguridad del reactor simulados con RELAP5 (Reactor Excursion Leak Analysis Program 5) (ININ, 2008), con el análisis se obtuvo una variación de 3.36 % en el perfil radial de temperatura. Los resultados de este trabajo muestran el comportamiento térmico en el perfil radial del elemento combustible, el cual varía según la potencia térmica de operación del reactor, esta también influye en la distribución axial de calor en el elemento combustible. Se concluyó que las simulaciones realizadas mediante CFD concuerdan con los valores obtenidos utilizando herramientas computacionales especializadas en sistemas nucleares, no obstante, CFD tiene la bondad de mostrar de manera específica los cambios de temperatura en la geometría del elemento combustible. Es importante mencionar que CFD presenta un manejo más simple dentro de su interfaz gráfica, lo que proporciona mayor simplicidad al momento de simular algún fenómeno. Finalmente, mediante el análisis con CFD es posible interactuar con otros análisis de tipo estructural o de fluidos, gracias al enlace multifísico entre fenómenos. Por tal motivo, los resultados obtenidos en este trabajo proporcionaran fundamentos para realizar análisis posteriores de dispositivos y procesos que compone |
| English abstract | The heat conduction of a fuel element of the TRIGA MARK III nuclear reactor was simulated using the computational fluid dynamics (CFD) method. The objective was to obtain the profiles of temperature and heat conduction that are generated in a nuclear fuel element under different levels of thermal power of operation of the reactor (0.5, 0.8 and 1 MW). Currently, no investigations have been developed that address the simulation of the heat conduction process in a fuel element of TRIGA reactors by means of CFD, for this reason, the methodology established a validation of the results obtained by means of CFD, comparing them with the data reported in the safety report of the reactor simulated with RELAP5 (Reactor Excursion Leak Analysis Program 5) (ININ, 2008), with the analysis a variation of 3.36 % in the radial temperature profile was obtained. The results of this work show the thermal behavior in the radial profile of the fuel element which varies according to the thermal power of operation of the reactor, this also influences the axial distribution of heat in the fuel element. It was concluded that the simulations carried out using CFD agree with the values obtained using specialized computational tools in nuclear systems, however, CFD has the goodness of specifically showing the temperature changes in the geometry of the fuel element. It is important to mention that CFD presents a simpler handling within its graphical interface, which provides greater simplicity when simulating a phenomenon. Finally, through CFD analysis it is possible to interact with other structural or fluid analyzes thanks to the multiphysical link between phenomena. For this reason, the results obtained in this work will provide the basis for further analysis of the devices and processes that make up and interact with the reactor |
| Disciplines: | Ingeniería |
| Keyword: | Ingeniería de energéticos, Combustibles, Conducción de calor, Dinámica de fluidos computacional (CFD), Reactores nucleares, Modelos de simulación |
| Keyword: | Energy engineering, Fuels, Heat conduction, Computational fluid dynamics (CFD), Nuclear reactors, Simulation models |
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