Sismo de Desligamento Seguro

SANTOS, MARCELO M. dos; MATTAR NETO, MIGUEL

Sismo de Desligamento Seguro

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Data

2021

Autores IPEN

MIGUEL MATTAR NETO

MARCELO MORAES DOS SANTOS

É parte de

Prestação de Serviços Tecnológicos (Reator Multipropósito Brasileiro)

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Resumo

1. O escopo deste documento corresponde à apresentação, análise e comparação dos resultados de oito análises − sendo quatro do tipo “Estática Equivalente” (A.E.E.) e outras quatro do tipo “Espectro de Resposta” (A.E.R.) −, onde foram simuladas situações cujos carregamentos são de origem sísmica (Sismo de Desligamento Seguro – SDS) que fazem parte das condições a que o Elemento Combustível (E.C.) do Reator Multipropósito Brasileiro (R.M.B.) deve resistir. 2. Nas quatro A.E.E. são simuladas situações nas quais o E.C. do R.M.B. está sujeito apenas aos valores máximos de aceleração nas três direções cartesianas (X, Y e Z), provenientes dos espectros de resposta sísmica do R.M.B relativos ao SDS. Os valores considerados como máximos para as acelerações, em cada eixo cartesiano, são mostrados abaixo: • Eixo X: 33,04 m/s². • Eixo Y: 25,12 m/s². • Eixo Z: 32,44 m/s². 3. O procedimento de desenvolvimento das quatro A.E.E. é descrito na referência [1], sendo a única alteração, no presente documento, a adição de uma análise estática equivalente de superposição entre os valores positivos das acelerações sísmicas máximas. 4. Nas quatro A.E.R. são simuladas situações nas quais o E.C. do R.M.B. está sujeito a todo o espectro de resposta relativo ao SDS em suas bases de apoio (contato E.C./G.N. e E.C./F.E.C.) nas três direções cartesianas (X, Y e Z). Os espectros considerados são mostrados abaixo: • Eixo X: espectro de resposta em X. • Eixo Y: espectro de resposta em Y. • Eixo Z: espectro de resposta em Z. 5. De maneira geral, o desenvolvimento das A.E.R., no contexto do E.C., tem o seguinte objetivo: • Proporcionar um procedimento de análise dinâmica menos conservador do que o da análise estática equivalente apresentada na referência [1], uma vez que as características intrínsecas ao sistema de análise Response Spectrum®, utilizado para as A.E.R. são mais adequadas às simulações de eventos sísmicos (no caso, o Sismo de Desligamento Seguro -SDS). • A principal característica do sistema de análise citado é a de considerar que as acelerações se propagam para o E.C. a partir de suas áreas de restrição que estão em contato com as estruturas internas do reator. Nominalmente, tratam-se dos contatos E.C./G.N. e E.C./F.E.C. As análises estáticas equivalentes consideram, conservadoramente, que as acelerações máximas dos espectros de resposta são aplicadas em todo o volume do E.C., o que as pode tornar muito conservadoras. 6. Os espectros de resposta citados − que servem de dados de entrada nas A.E.R., e por meio dos quais foram extraídos os valores máximos de aceleração das A.E.E. −, consistem em tabelas contendo valores de aceleração nas três direções cartesianas, em uma faixa de frequência que varia de 0,1 Hz até 100 Hz. Os valores presentes nestas tabelas foram extraídos do Apêndice A da referência [1]. 7. Como mencionado anteriormente, o presente relatório é constituído por oito análises. Abaixo, são apresentadas as suas definições, abreviações e acelerações/espectros (carregamentos). Neste documento, as análises são referidas pelas suas iniciais. 8. As quatro análises de cada tipo foram desenvolvidas com o objetivo de haver entre elas uma correspondência, relativa à direção dos carregamentos. As análises de cada tipo caracterizadas com o número 1 referem-se às que levam em consideração a superposição dos carregamentos. As caracterizadas com os números 2, 3 e 4 levam em consideração, respectivamente, os carregamentos nas direções X, Y e Z, totalizando oito análises. Desta maneira, a comparação das oito análises é feita de acordo com a seguinte correlação: • A.E.E. 1 versus A.E.R. 1 → Superposição dos carregamentos. • A.E.E. 2 versus A.E.R. 2 → Carregamentos no Eixo X. • A.E.E. 3 versus A.E.R. 3 → Carregamentos no Eixo Y. • A.E.E. 4 versus A.E.R. 4 → Carregamentos no Eixo Z. 9. Os valores resultantes são obtidos em cada uma das análises citadas, e depois comparados de acordo com o apresentado anteriormente. Estes resultados são obtidos primeiramente de maneira quantitativa e, posteriormente, qualitativa; estes consideram, primeiramente, o E.C. completo e, posteriormente, apenas as placas combustíveis. As variáveis que compõem estes resultados são cinco, apresentadas abaixo. • Tensão pontual pelo critério de Von Mises (em MPa). • Deslocamento total (em m). • Deslocamento direcional com relação ao eixo X (em m). • Deslocamento direcional com relação ao eixo Y (em m). • Deslocamento direcional com relação ao eixo Z (em m). 10. Os resultados qualitativos são apresentados através de oitenta figuras, cujas escalas em cor mostram as regiões de maior ou menor valor da variável em questão. Tratam-se de dez resultados para cada uma das análises (cinco relativos ao E.C. completo e cinco relativos às placas combustíveis). 11. Como mencionado na referência [1], para o desenvolvimento das A.E.E. é empregado o sistema de análise Static Structural® do software Ansys®. 12. Para o desenvolvimento das A.E.R., são empregados os sistemas de análise Modal® e Response Spectrum®, do software Ansys®, em conjunto. 13. No presente documento são utilizadas as unidades, múltiplos e submúltiplos do Sistema Internacional de Unidades (SI), sem exceções. 14. No presente documento é adotado um sistema cartesiano de coordenadas, no qual os eixos horizontais são denominados como X e Z, e o eixo vertical é denominado como Y.

Como referenciar

SANTOS, MARCELO M. dos; MATTAR NETO, MIGUEL. Sismo de Desligamento Seguro. São Paulo: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - CEENG, Maio, 2021. (IPEN-CEN-PSE-RMB-006-00-RELT-011-00). Restrito. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/31986. Acesso em: 26 Apr 2024.

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