Investigação Numérica do Reator de Alta Temperatura (VHTR)

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS
ESCOLA DE ENGENHARIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA

INICIAÇÃO À PESQUISA EM ENGENHARIA MECÂNICA

TRABALHO FINAL DE CURSO

Investigação Numérica do Reator de Alta Temperatura (VHTR)

Belo Horizonte, Junho de 2014
1. IDENTIFICAÇÃO DA PROPOSTA

Título: Investigação Numérica do Reator de Alta Temperatura (VHTR)
Proponentes:

2. OBJETIVO

O objetivo desse trabalho é estabelecer a validação e verificação do procedimento usado na simulação numérica, usando códigos CFD, do escoamento em regime turbulento, no núcleo de reatores avançados. Com ênfase no modelo prismático anular do VHTR. Além disso, a comparação entre esse estudo e outro sobre o modelo prismático multi-furos também é meta do trabalho.

3. INTRODUÇÃO

A necessidade de fontes de energia que não emitem gases agravadores do efeito estufa é cada vez maior. Em um futuro próximo os reatores nucleares refrigerados a gás de temperatura muito elevada (VHTR, do inglês Very High Temperature Reactor) tem uma boa chance de serem usados para atender a essa necessidade devido à alta eficiência e capacidade de fornecer uma fonte de alta temperatura para a indústria que poderá ser utilizada na produção de hidrogênio [2].

O conceito de reatores que trabalham a altas temperaturas, como o VHTR, é relativamente novo e listado como uma promessa dos reatores da Geração IV devido a sua segurança inerente. O reator é moderado com grafite, refrigerado a hélio e consegue fornecer ao gás de saída uma temperatura de aproximadamente 1000 ºC. As partículas de combustível, urânio, localizam-se em uma esfera central e são cobertas com TRISO (TRIstructural ISOtropic), formado por camadas de carbono poroso (PyC) e carbonato de silício (SiC). A planta de demonstração do VHTR, Fig. 1, é composta por um reator, um trocador de calor intermediário externo, um sistema de circulação de gás refrigerante com um trocador de calor