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SISTEMAS PASSIVOS DE RESFRIAMENTO

Leon Lima

04/02/2015Seminário PPG-EMLeon LimaSeminário PPG-EM04/02/2015

Leon LimaSeminário PPG-EMLeon LimaSeminário PPG-EM04/02/2015

Leon LimaSeminário PPG-EM

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SUMÁRIO

•Motivação•Conceitos fundamentais•Estabilidade•Sistemas monofásicos

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MOTIVAÇÃO

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MOTIVAÇÃO

Solução:Unidade Complementar de Armazenamento de Elementos Combustíveis Irradiados

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MOTIVAÇÃO

Elementos Combustíveis Irradiados seguem emitindo calor

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MOTIVAÇÃO

O maior aprimoramento nos projetos atuais de instalações nucleares é a incorporação de sistemas passivos, por serem inerentemente seguros.

Dentro desta tendência:Unidade Complementar de Armazenamento de Elementos Combustíveis Irradiados com Sistema Passivo de Resfriamento

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MOTIVAÇÃO

Fotos_LUKA

Universidade Técnica de Dresdenmaio a outubro de 2014

Sistema Passivo de Resfriamento

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MOTIVAÇÃO

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Sistemas Passivos de Resfriamento

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CONCEITOS FUNDAMENTAIS

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CONCEITOS FUNDAMENTAIS

Sistemas Passivos de Resfriamento não são uma tecnologia nova

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CONCEITOS FUNDAMENTAIS

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CONCEITOS FUNDAMENTAIS

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PROJETO DE SISTEMASPASSIVOS DE RESFRIAMENTOObjetivo: remover uma dada carga térmica dentro de uma diferença máxima de temperaturas entre fonte quente e fonte fria

Balanço: eficiência dos trocadores de calor x perdas de carga

•Materiais resistentes a corrosão

•Custo baixo

•Sistema compacto

•Facilidade de manutenção

•Sistema estável

•Monofásicos

•Bifásicos

•Supercríticos

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INSTABILIDADES TERMO-HIDRÁULICAS

Variação de densidade

Transferência de Calor Variação de vazão

feedback

Variação de densidade

Variação de vazão

feedback

Variação de densidade

feedback

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INSTABILIDADES TERMO-HIDRÁULICAS

•Dado um sistema em equilíbrio, a introdução de uma perturbação vai gerar oscilações que poderão crescer ou decair.

•A defasagem entre uma perturbação na vazão e a variação do ∆T pode crescer de tal forma que o sistema não recupera o estado inicial.

•Do ponto de vista matemático, o entendimento é mais amplo: instabilidades estão associadas à multiplicidade de soluções.

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TIPOS DE INSTABILIDADE

•Boure et al., 1973: Review of Two-phase Flow Instability

•Leuba e Rey, 1993: Coupled thermohydraulic-neutronic instabilities in boiling water nuclear reactors: a review of the state of the art

•Durga Prasad et al., 2007: Review of research on flow instabilities in natural circulation boiling systems

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TIPOS DE INSTABILIDADE

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SISTEMAS MONOFÁSICOS

•A princípio não se esperava que pudessem apresentar instabilidades

•Welander, 1967: On the oscillatory instability of a differentiallyheated fluid loop

•Creveling et al., 1975: Stability characteristics of a single-phase free convection loop

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SISTEMAS MONOFÁSICOS

•BARC (Bhabha Atomic Research Centre): P. K. VijayanVijayan e Austregesilo, 1994

•Universidade de Pisa: Walter AmbrosiniAmbrosini et al., 2004

•Indian Institute of Technology Kharagpur: Dipankar N. BasuBasu et al., 2013

•IPEN (Instituto de Pesquisas Energéticas de Nucleares – SP)Angelo et al., 2012

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SISTEMAS MONOFÁSICOS

•Influência de efeitos 3D

•Correlação para o fator de atrito

•Medida de estabilidade

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FLUIDOS SUPERCRÍTICOS

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FLUIDOS SUPERCRÍTICOS

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obrigado!

FIM!