WALMIR MAXIMO TORRES
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Relatório IPEN-doc 30505 Aferição dos termopares do Elemento Combustível Instrumentado - ECI-RMB (EC-250)2024 - TORRES, WALMIR M.Este relatório apresenta os resultados da aferição de um conjunto de 5 (cinco) termopares do tipo K com diâmetro externo de 1,5 mm, camisa de aço inox, nãoaterrados, com 10 m de comprimento, adquiridos da empresa ECIL – Produtos e Sistemas de Medição e Controle Ltda. Após aferição, 2 (dois) destes termopares serão escolhidos e deverão ser utilizados no Elemento Combustível Instrumentado ECIRMB (EC-250) para medir as temperaturas do fluido na entrada e saída do elemento. Para a aferição dos termopares foram utilizados dois fornos de calibração da ISOTECH, um RTD padrão de precisão da ISOTECH, uma ponte termométrica de precisão (Wheatstone) da ASL e um multímetro digital FLUKE. Foram verificados 9 (nove) pontos de temperatura: 23; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90 e 100 oC; e foram feitas 5 (cinco) leituras para cada ponto. Os resultados obtidos mostram que todos os termopares testados estão em boas condições de funcionamento e apresentaram comportamento compatível com o esperado, portanto, estão aptos para serem utilizados nos experimentos.Artigo IPEN-doc 30386 Verification and validation of seven turbulence models for a natural circulation loop under transient conditions2024 - ANGELO, G.; ANGELO, E.; SCURO, N.L.; TORRES, W.M.; ANDRADE, D.A.A numerical study of the vertical heater, vertical cooler (VHVC) natural circulation loop (NCL) at IPEN/CNEN-SP was conducted using a three-dimensional and transient mathematical model analyzed with the commercial software ANSYS CFX. The study focused on the stable and single-phase flow regime, with a Rayleigh number ranging from zero to 2.8×108. Seven turbulence models have been benchmarked: Zero Equation, Eddy Viscosity Transport Equation (EVTE), k−ω, k−ɛ, Shear Stress Transport (SST), Reynolds Stress (SSG), and Detached Eddy Simulation (DES). The results of these models were compared against each other and against experimental results obtained specifically for this purpose, focusing on the spatial distribution and temporal evolution of temperature at various points in the natural circulation loop. Among all tested models, the k−ɛ model demonstrated superior performance with the lowest average deviation, exhibiting lower initial turbulence production and buoyancy effects than the more complex models. This behavior suggests that the k−ɛ model is more accurate in predicting temperature distribution and is a better choice for transient flow analysis in natural circulation loops with similar geometries to those presented in this study.Relatório IPEN-doc 30382 Dispositivo de Remoção das Placas Combustíveis do Elemento Combustível Instrumentado ECI-RMB2024 - JUNQUEIRA, FERNANDO de C.; LIMA, JOSE R. de; TORRES, WALMIR M.; PRADO, ADELK de C.Este relatório apresenta e documenta o projeto mecânico do Dispositivo de Remoção das Placas Combustíveis do Elemento Combustível Instrumentado (ECIRMB). O projeto mecânico foi feito pelo CEENG e consiste de 6 desenhos técnicos de fabricação, que podem ser vistos em detalhes no ANEXO 1. Esse dispositivo permitirá a remoção e colocação das placas combustíveis removíveis no ECI-RMB. Ele também permitirá movimentar essas placas até o local onde serão realizados os seguintes testes: 1) inspeção visual, 2) medição de espessura e, 3) espectrometria gama dessas placas combustíveis. Estes testes visam a qualificação das mesmas sob radiação.Relatório IPEN-doc 30381 Haste dos Medidores SPND para o Elemento Combustível Instrumentado ECI-RMB2024 - JUNQUEIRA, FERNANDO de C.; LIMA, JOSE R. de; TORRES, WALMIR M.; PRADO, ADELK de C.Este relatório apresenta e documenta o projeto mecânico da Haste dos Medidores do SPND (Self Powered Neutron Detector) projetada para a utilização nos experimentos de irradiação do Elemento Combustível Instrumentado (ECI-RMB). O projeto mecânico consiste de 4 desenhos técnicos de fabricação, que podem ser vistos em detalhes no ANEXO 1. Essa haste permitirá a introdução e movimentação de um SPND na região central do ECI-RMB ao longo de seu comprimento ativo, permitindo assim um mapeamento do fluxo de nêutrons durante a sua irradiação no núcleo do reator IEA-R1. Essas medidas são muito importantes para cálculos neutrônicos e térmicos e validação de Códigos neutrônicos e termo-hidráulicos. As peças, exceto do desenho QC-010 (Prumo), estão sendo fabricada pela empresa TIME e deverão ser entregues em abril de 2024.Relatório IPEN-doc 30380 Haste de Movimentação do Elemento Combustível Instrumentado2024 - JUNQUEIRA, FERNANDO de C.; LIMA, JOSE R. de; TORRES, WALMIR M.; PRADO, ADELK de C.Este relatório apresenta e documenta o projeto mecânico da “HASTE DE MOVIMENTAÇÃO DO ELEMENTO COMBUSTÍVEL INSTRUMENTADO” projetada, pelo CEENG, para movimentar o Elemento Combustível Instrumentado e com placas RMB (ECI-RMB) na piscina do reator IEA-R1. Por se tratar de um elemento combustível fora do padrão dos ECs do IEA-R1 e com geometria levemente modificada, o ECI-RBM irá requerer uma ferramenta especial para a sua movimentação dentro da piscina. Além disso, o ECI-RMB é projetado para servir como uma ferramenta experimental (seção de testes) e por isso irá demandar muitas movimentações dentro da piscina ao longo de sua vida útil.Relatório IPEN-doc 30379 Teste de comissionamento da bomba B-101B do IEA-R12024 - TORRES, WALMIR M.Este relatório apresenta os resultados dos Testes de Comissionamento do novo Conjunto Moto-Bomba B-101B do circuito primário do reator IEAR1. Foram realizados Testes com o circuito primário alinhado com o Trocador de Calor A (IESA) e também com o Trocador de Calor B (CBC). São apresentados os resultados dos Testes referentes às condições de operação da bomba com tensão de alimentação trifásica constante e igual a 440 V e rotação constante do motor de 1780 rpm. As vazões através do circuito primário foram ajustadas pelo fechamento da válvula VP-09 do circuito. Foram realizados testes para uma fixa de vazão entre 3900 gpm (~886 m3/h) até a condição de vazão zero (Shutoff da bomba) com degraus de 400 gpm (~91 m3/h). O consumo energético específico de 0,0971 kW.h/m3 foi calculado para a condição de vazão de Operação Normal do reator de 3400 gpm (~773 m3/h) sem utilizar o inversor de frequência. Um segundo Teste foi realizado com as vazões através do circuito primário sendo estabelecidas pela variação da rotação da bomba usando o inversor de frequência do Conjunto Moto-Bomba, para a mesma faixa de vazão e degraus anteriores. Neste caso, todas as válvulas do circuito primário alinhado permaneceram totalmente abertas, diminuindo significativamente a perda de carga no circuito. A vazão de 3400 gpm (~773 m3/h) de Operação Normal foi obtida com uma tensão de alimentação trifásica de 340 V e uma rotação de 1360 rpm. Para essa condição, foi calculado o consumo energético específico de 0,0581 kW.h/m3, portanto uma redução aproximada de 47% no consumo de energia elétrica entre os dois casos. Essa diferença de consumo de energia era dissipada na válvula (VP-09) usada para o ajuste de vazão no circuito. Testes adicionais foram realizados para avaliar o tempo de abertura da Válvula de Circulação Natural (HEADER) para essa nova configuração de Conjunto Moto-Bomba com inversor de frequência. Foram realizados dois testes: (a) Desligamento Normal pelo Operador na Sala de Controle; e (b) Desligamento por queda de energia elétrica. Para o teste (a), o tempo de abertura da Válvula de Circulação Natural foi de 66 s e ocorreu para a vazão de 978 gpm (222,13 m3/h), enquanto que para o teste (b) o tempo de abertura da válvula foi de 35 s para a vazão de 981 gpm (222,81 m3/h). Ambos testes atendem ao requisito de um tempo de abertura maior que 24 s estabelecidos em [3].Artigo IPEN-doc 30370 Assessment of the IEA-R1 nuclear reactor using a nonstandard fuel assembly with six fuel plates of the Brazilian Multipurpose Reactor2024 - SOARES, HUMBERTO V.; TORRES, WALMIR M.; UMBEHAUN, PEDRO E.; BELCHIOR, ANTONIO; ANDRADE, DELVONEI A. deIn order to qualify the fuel plates of the Brazilian Multipurpose Reactor (RMB), a nonstandard Instrumented Fuel Assembly (IFA) was designed and is being constructed to be burned in the IEA-R1 nuclear research reactor. IFA has fuel plates of different uranium densities (10 fixed fuel plates of 3.0 gU/cm3 – IEA-R1 standard; 6 removable fuel plates of 3.7 gU/cm3 – RMB; and a central aluminum plate). This paper is the first step to demonstrate that IEA-R1 can safely operate with this IFA. To verify the IFA thermal behavior inside the IEA-R1 core during reactor operation and certify the no power peaks occurrence, the power distribution was calculated for each fuel plate. LEOPARD and HAMMER-TECHNION codes were utilized to calculate the core thermal neutron cross section and CITATION code to calculate the core power distribution. Calculations were performed for 5 MW reactor power considering the IFA placed in a core peripheral position. The RMB fuel plates average power was 4.73 % higher compared to IEA-R1 fuel plates. This was expected due to the higher density of uranium in these plates. The power of each IFA fuel plate was compared with a fresh IEA-R1 Fuel Assembly (FA) at the same core position. The power in the IFA hottest plate is only 6.79 % higher than the correspondent IEA-R1 fuel plate. The IFA power distribution was also compared to the hottest FA of the core. The power of each IFA fuel plate was below its correspondent hottest FA fuel plate. In addition, the total IFA power is 18.40 % less than the hottest FA in the core. No significant power peaks occur in the IFA during operation. As future works, thermal–hydraulic calculations will be performed considering this calculated power distribution and no hot spots are expected.Artigo IPEN-doc 29922 Análise de temperaturas em um elemento combustível do reator de pesquisas IEA-R1 durante evento de perda lenta de vazão com RELAP2023 - CAMPOS, ROGERIO C. de; BELCHIOR JUNIOR, ANTONIO; SOARES, HUMBERTO V.; UMBEHAUN, PEDRO E.; TORRES, WALMIR M.; ANDRADE, DELVONEI A. deO código RELAP (Reactor Excursion and Leak Analysis Program) é amplamente utilizado para realizar análises de acidentes em reatores nucleares de potência ou de pesquisa. O presente trabalho apresenta uma simulação do transiente de perda lenta de vazão no núcleo do reator a partir de um modelo com RELAP para o reator de pesquisas IEA-R1 contemplando a piscina, o núcleo do reator, toda tubulação e válvulas do circuito primário, o tanque de decaimento, bomba de circulação principal, trocador de calor e tubulação de retorno à piscina. A modelagem proposta conseguiu representar toda a fenomenologia do acidente, ou seja, o comportamento das temperaturas desde o início da perda de vazão, desligamento do reator, seguida da abertura da válvula de circulação natural até a reversão da direção do escoamento no núcleo do reator. A comparação com resultados experimentais mostrou diferenças de temperaturas de 2,3°C para o fluido e de até 4°C para o revestimento.Relatório IPEN-doc 29890 Reinstalação do sistema de aquisição e monitoração de gamagrafia do detector de germânio instalado no prédio do reator IPEN/MB-012023 - ANDRADE, DELVONEI A. de; UMBEHAUN, PEDRO E.; TORRES, WALMIR M.Este relatório apresenta os procedimentos adotados na reinstalação e recuperação do computador para a aquisição e monitoração de gamagrafia do detector de germânio instalado no prédio do reator IPEN/MB-01.Relatório IPEN-doc 29824 Cálculo das densidades de potência no elemento combustível ECI-RMB2023 - SOARES, HUMBERTO V.; YAMAGUCHI, MITSUO; BELCHIOR JUNIOR, ANTONIO; ANDRADE, DELVONEI A. de; UMBEHAUN, PEDRO E.; TORRES, WALMIR M.Este relatório apresenta a metodologia utilizada para o cálculo neutrônico e das densidades de potência no Elemento Combustível Instrumentado ECI-RMB. O projeto de avaliação do ECI-RMB tem como objetivo analisar o comportamento deste Elemento no núcleo do Reator IEA-R1, e posteriormente permitirá a realização de testes não destrutivos (espectrometria gama, medida de espessura e inspeção visual) das placas combustíveis removíveis, representativas do reator RMB. Essa primeira fase do projeto consiste em fazer cálculos computacionais utilizando os códigos TwoDB ou (2DB) e o CITATION, já utilizados no IPEN ao longo das últimas décadas. Com esses códigos, foi possível calcular a distribuição de potência individualmente nas placas combustíveis do ECI-RMB. Por se tratar de um Elemento Combustível fora do padrão dos ECs usados no IEA-R1 (3,0 gU/cm3) e que usa uma densidade de urânio maior (3,7 gU/cm3), o ECI-RMB terá comportamentos de geração de calor e termo-hidráulicos levemente diferentes. Os resultados de distribuição de potência nas placas combustíveis do ECI-RMB mostraram potências maiores, da ordem de 4,95% em média, nas placas RMB, como esperado, pois possui uma maior densidade de urânio. A princípio, essas potências maiores nas placas RMB não devem afetar na segurança do núcleo do IEA-R1 e do próprio ECI-RMB. Análises termo-hidráulicas serão realizadas com essa distribuição de potência para confirmação da segurança do núcleo e do ECI-RMB.