Simulación CFD del Núcleo de un Pequeño Reactor Modular Refrigerado por Plomo

Abstract

Los pequeños reactores modulares (SMR) se definen como reactores nucleares avanzados que ofrecen hasta 300 MW de potencia eléctrica. Un importante diseño de SMR que está siendo desarrollado por KTH y LeadCold, es el SEALER (reactor de plomo avanzado sueco), que es un pequeño reactor nuclear refrigerado por plomo de 8MWth. En el presente trabajo, se utilizó la dinámica de fluidos computacional (CFD) para investigar la capacidad de extracción de calor del núcleo y el comportamiento del flujo de fluidos de la región central del núcleo del reactor SEALER. Las características geométricas y los parámetros operativos, como el caudal de refrigerante y las distribuciones de potencia axial y radial del núcleo, se aplicaron al modelo de acuerdo con el diseño original publicado de SEALER. El refrigerante plomo líquido se modeló con propiedades termofísicas dependientes de la temperatura y se utilizó el enfoque de medios porosos para modelar los elementos combustibles. Además, se presentan los resultados para los campos de velocidad, temperatura y presión, especialmente el comportamiento y patrones de flujo en el pleno superior, debido a las influencias de la flotabilidad y la convección natural en esta región de gran volumen. Se realizó un extensos análisis de los resultados y se llegan a conclusiones prometedoras.