Análisis y modelización de las pérdidas de calor en la instalación PKL con el código termohidráulico TRACE5

Abstract

En las últimas décadas ha crecido el número de instalaciones a pequeña escala (test facilities) que permiten reproducir experimentos, situaciones accidentales en las centrales nucleares tomadas como modelo en su diseño. Paralelamente, las bases de datos generadas durante los experimentos se utilizan para la validación de los códigos termohidráulicos empleados en el licenciamiento de los sistemas de seguridad de las centrales nucleares. Dada la importancia de estos códigos, la Organization for Economical Cooperation and Development (OECD) ha promovido diversos proyectos internacionales (OECD-PKL, OECD-ATLAS y OECD-ROSA) orientados al análisis y simulación de secuencias accidentales en reactores nucleares. En este marco, en el Trabajo Fin de Master propuesto se realiza un estudio del calorifugado de la instalación experimental PKL (Primärkreislauf-Versuchsanlage), y su modelado mediante el código termohidráulico TRACE5. Este estudio se realiza a partir de tests de carácter integral y diferencial, documentados en los informes Determination of Thermal Losses in the PKL Test Facility y Determination of Heat Losses in the PKL III Test Facility de Areva y Framatome, respectivamente. En el enfoque integral, se analizan las pérdidas de calor considerando la instalación como dos subsistemas, circuito primario y secundario. En el enfoque diferencial, sólo se considera el circuito primario, el cual se divide en 11 secciones para estudiar las pérdidas de calor locales. Asimismo, en los experimentos se consideran diferentes modos de operación de la planta y un amplio rango de temperaturas del fluido. Estos tests se reproducen mediante un modelo de TRACE5 de la instalación, en el que se caracterizan las pérdidas de calor mediante coeficientes de convección y la geometría de las paredes de los conductos y otros componentes. A partir de los resultados de las simulaciones se desarrolla un único modelo de pérdidas de calor, verificado con valores experimentales de la instalación, y válido para la simulación de transitorios.