Published 2009 | Version v1
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Thermohydraulic calculations in rectangular channels for RA-6 type reactors with transition regime

  • 1. Comision Nacional de Energia Atomica, Centro Atomico Bariloche, San Carlos de Bariloche, Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas (Argentina)
  • 2. Comision Nacional de Energia Atomica, Centro Atomico Bariloche, San Carlos de Bariloche (Argentina)

Description

In August 2000 and within the framework of the RA-6 core conversion from high to low enrichment (20%), a preliminary analysis was performed to evaluate the maximum power that the reactor could operate with the new kernel without makeing substantial changes. This meant keeping intact, for example, the concrete shield of the pool and the nucleus inlet and outlet pipes embedded in the walls. Preliminary results indicated that for these boundary conditions a maximum power of about 3 MWt could be achieved. In August 2005 the project was resumed and new calculations performed taking as a starting point the ECBE plate fuel element(U3O8-Al). A core was developed with cooling channle widths of 2.6 mm for the control fuel elements and 2.7 mm for standard fuel elements. The thermo-hydraulic calculation puts in evidence that coolant flow into the core was in the transitional regime for the vast majority of configurations. While TERMIC code, used for thermo-hydraulic design, has been extensively tested and validated for use in research reactors under turbulent and laminar flows, this is not so for transition conditions. The transition regime is strongly dependent on conditions such as flow inlet characteristics, channel geometry, etc.. and therefore there are no reliable correlations for general use. For this reason we found it convenient to carry out experiments simulating the working conditions in order to adjust the code results with experimental data. In the present work we show the experimental results, the simulation of the experiences using the TERMIC code, and the adjustments made to the correlations used by the code so that it can be applied to the thermo-hydraulic design of the new core.

Abstract (Spanish)

En agosto del 2000, dentro del marco del proyecto de conversion del nucleo del RA-6 de alto a bajo enriquecimiento (20%), se realizaron analisis preliminares para evaluar la potencia maxima a la que se podia operar el reactor con el nuevo nucleo sin realizar cambios mayores. Esto significaba mantener intactos, por ejemplo, el blindaje de hormigon de la pileta y el diametro de las canerias empotradas de entrada y salida del nucleo. Resultados preliminares indicaron, que para dichas condiciones de contorno se podia extraer una potencia maxima del orden de 3 MWt. En agosto del 2005 se retoma el proyecto y se realizan nuevos calculos tomando como punto de partida el elemento combustible ECBE (U3O8-Al) de placas. Surge un nucleo formado por Elementos combustibles de Control con un espesor entre canales de 2.6 mm y por Elementos Combustibles estandar de 2.7 mm. El calculo termo-hidraulico evidencia que el escurrimiento del refrigerante dentro del nucleo se encontraba en regimen de transicion para la gran mayoria de las configuraciones. Si bien el codigo TERMIC, empleado para el diseno termo-hidraulico, ha sido extensamente verificado y validado para su aplicacion en reactores experimentales en regimen turbulento y laminar, no es asi para condiciones de transicion. El regimen de transicion es fuertemente dependiente de condiciones tales como las caracteristicas del flujo a la entrada del canal, de la geometria, etc., por lo que no existen correlaciones confiables de uso general. Por este motivo se encontro conveniente realizar experiencias simulando las condiciones de trabajo a fin de ajustar los resultados del codigo con los datos experimentales obtenidos. En el presente trabajo se muestran los resultados experimentales, la simulacion de las experiencias empleando el codigo TERMIC y el ajuste realizado a las correlaciones que emplea el codigo a fin de poder emplearlas para el diseno termo-hidraulico.

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Original title (Spanish)
Calculo termo-hidraulico en canales rectangulares para reactores tipo RA-6 con regimen de transicion

Publishing Information

Publisher
AATN
Imprint Place
Buenos Aires (Argentina)
Imprint Pagination
13 p.
Report number
INIS-AR-V--269

Conference

Title
36. Annual meeting of the Argentine Association of Nuclear Technology: Nuclear energy in the present world
Original Conference Title
AATN 2009: 36. Reunion anual de la Asociacion Argentina de Tecnologia Nuclear (AATN): La energia nuclear en el mundo actual
Acronym
AATN 2009
Dates
16-20 Nov 2009
Place
Buenos Aires (Argentina)

Optional Information

Notes
10 refs., 10 figs.,4 tabs.