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http://hdl.handle.net/1843/60595
Type: | Artigo de Periódico |
Title: | Thermal study of the modular high-temperature gas-cooled reactor |
Other Titles: | Estudo térmico do reator modular refrigerado a gás de alta temperatura |
Authors: | Mário C. Ramos Antonella Lombardi Costa Vitor V. A. Silva Claubia Pereira Bezerra Lima Maria Auxiliadora Fortini Veloso |
Abstract: | The Modular High-Temperature Gas-Cooled Reactor (MHTGR) is an advanced power plant being a coupling between a modular helium cooled reactor and a gas turbine. The gas-cooled reactor types are of great interest due to their potential to provide high-temperature process heat in addition to their high thermal-to-electric power conversion efficiency and inherent safety features. The MHTGR is helium-cooled, graphite-moderated and uses Triso-coated fuel particles immersed in a cylindrical-shaped graphite matrix. The annular core and fuel blocks are based on the FSV (Fort Saint Vrain) reactor design. In this work, a MHTGR model developed in the RELAP5-3D code is presented, as well as its verification for steady state calculations. The core simulations have been performed to three power values: 350, 450 and 600 MWth. The heat transfer along the blocks was investigated taking into account the diversion flow. The radial power distribution within the compact fuel was assumed to be uniform for the analysis. Radial and axial normalized power factors were specified for each axial segment in the heat structures that are coupled to the thermal hydraulic channels that shape the reactor core. In the analyses, coolant and fuel temperatures, pressure drop and mass flow rate were verified at steady state conditions. The results were very close to the reference ones demonstrating that the developed model is capable to reproduce the MHTGR core in steady state operation. |
Abstract: | O reator modular resfriado a gás de alta temperatura (MHTGR) é uma usina de energia avançada que é um acoplamento entre um reator modular resfriado a hélio e uma turbina a gás. Os tipos de reatores resfriados a gás são de grande interesse devido ao seu potencial para fornecer calor de processo em alta temperatura, além de sua alta eficiência de conversão de energia térmica em elétrica e recursos de segurança inerentes. O MHTGR é resfriado com hélio, moderado por grafite e usa partículas de combustível revestidas com Triso imersas em uma matriz de grafite de formato cilíndrico. O núcleo anular e os blocos de combustível são baseados no projeto do reator FSV (Fort Saint Vrain). Neste trabalho é apresentado um modelo MHTGR desenvolvido no código RELAP5-3D, bem como sua verificação para cálculos em estado estacionário. As simulações principais foram efetuadas para três valores de potência: 350, 450 e 600 MWth. A transferência de calor ao longo dos blocos foi investigada levando em consideração o fluxo de desvio. A distribuição radial de potência dentro do combustível compacto foi assumida como uniforme para a análise. Fatores de potência normalizados radiais e axiais foram especificados para cada segmento axial nas estruturas térmicas que são acopladas aos canais termo-hidráulicos que moldam o núcleo do reator. Nas análises foram verificadas temperaturas do líquido refrigerante e do combustível, queda de pressão e vazão mássica em condições de estado estacionário. Os resultados ficaram muito próximos dos de referência demonstrando que o modelo desenvolvido é capaz de reproduzir o núcleo MHTGR em operação em estado estacionário. |
Subject: | Reatores nucleares Análise térmica Engenharia nuclear |
language: | por |
metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
Publisher Initials: | UFMG |
metadata.dc.publisher.department: | ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA NUCLEAR |
Rights: | Acesso Aberto |
metadata.dc.identifier.doi: | https://doi.org/10.15392/2319-0612.2022.1879 |
URI: | http://hdl.handle.net/1843/60595 |
Issue Date: | 2022 |
metadata.dc.url.externa: | https://bjrs.org.br/revista/index.php/REVISTA/article/view/1879 |
metadata.dc.relation.ispartof: | Brazilian journal of radiation sciences |
Appears in Collections: | Artigo de Periódico |
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