Simulación de un reactor BWR en estado estacionario para la evaluación del diseño de celdas de combustible

Montes Tadeo, José Luis
Ortiz-Servin, Juan José
Perusquía, Raúl
Castillo, Alejandro

2014

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En este trabajo se presenta la simulación de un reactor BWR con la finalidad de evaluar el desempeño un conjunto de ensambles de combustible bajo condiciones de estado estacionario en tres dimensiones (3D). Se evalúan 15 casos seleccionados de una base de datos con un total de 18225 casos. Los criterios principales de selección se basaron en los resultados de la fase de diseño de las celdas de potencia en dos dimensiones (2D) y un estudio inicial 3D. En los estudios 2D los parámetros que se usaron para calificar y seleccionar los diseños fueron básicamente el factor de pico de potencia local (FPPL) y el factor de multiplicación neutrónica (kinf) de cada celda de combustible. En el estudio inicial 3D las variables que definieron la calidad de los resultados, y a partir de los cuales se realizó la selección, son los márgenes a los límites térmicos de operación del reactor, así como el valor del factor de multiplicación efectiva (kef) al final del ciclo de operación. A partir de los resultados 2D y 3D de los estudios descritos se realiza un segundo estudio 3D en donde se realiza la optimización del patrón de recarga de combustible. Los resultados que se presentan en el presente trabajo corresponden a este segundo estudio 3D. Se encuentra que los diseños de celda de combustible se comportan de manera similar a los proporcionados por el proveedor de combustible del reactor BWR de referencia. En particular se destaca el impacto que tiene el patrón de recarga sobre el margen de apagado en frío (SDM). Se realiza además una estimación de los costos de operación del ciclo de referencia analizado con cada una de los lotes de recarga diseñado. Se encuentra una diferencia positiva (ganancia) de hasta 10.347 MUSD.

Artículo presentado en el XXV Congreso Anual de la Sociedad Nuclear Mexicana. XIII Congreso Nacional de la Sociedad Mexicana de Seguridad Radiológica. Boca del Río, Veracruz, México, del 31de Agosto al 4 de Septiembre de 2014.

Reactores Nucleares; BWR; Celdas de Combustible;