Abstract

ROJAS-VALDEZ, David  and  LOPEZ-REBOLLAR, Boris Miguel. Análisis mediante dinámica de fluidos computacional de la conducción de calor de un elemento combustible del reactor nuclear TRIGA MARK III. Ing. invest. y tecnol. [online]. 2021, vol.22, n.4, e1825.  Epub Jan 31, 2022. ISSN 2594-0732.  https://doi.org/10.22201/fi.25940732e.2021.22.4.028.

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 componen e interactúan con el reactor.

Keywords : CFD; TRIGA MARK III; elemento combustible; calor; simulación; reactor.