Mitigación de riesgos de hidrógeno en reactores nucleares de agua ligera: una simulación CFD de la distribución y concentración
Autores: Amponsah, Joseph; Archibong-Eso, Archibong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Mitigación de riesgos de hidrógeno en reactores nucleares de agua ligera: una simulación CFD de la distribución y concentración
Categoría
Energía
Subcategoría
Energías renovables
Palabras clave
Accidentes
Hidrógeno
PARs
Distribución
Reactores
Contención
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Durante accidentes severos en reactores nucleares de agua ligera, la liberación de hidrógeno plantea riesgos significativos para la integridad de la contención y la infraestructura circundante. Para abordar esto, se han adoptado recombinadores autocatalíticos pasivos (PAR) en varios países. Sin embargo, sigue siendo un desafío eliminar la producción de combinaciones inflamables y el potencial de explosiones de llama locales, incluso con los PAR instalados. Por lo tanto, comprender la distribución y concentración de hidrógeno generado, particularmente en reacciones de refrigerante de combustible revestido al 100%, es crucial. En este estudio, se realizan investigaciones numéricas utilizando ANSYS CFX, un código disponible comercialmente, para analizar la generación y distribución de hidrógeno en una planta de energía nuclear de 1000 MWe. Los resultados muestran la efectividad de los PAR a través de una evaluación comparativa de reactores con PAR y sin PAR instalados. El escenario simulado involucró la liberación de hidrógeno del recipiente de presión del reactor, lo que resultó en una reducción de la concentración máxima de hidrógeno liberado del 17.85% en el modelo de contención sin PAR a 9.72% en el modelo de contención con PAR instalados después de 22,000 s. Estos hallazgos destacan la importancia de comprender y controlar la distribución de hidrógeno en reactores nucleares de agua ligera durante accidentes severos. Este estudio es útil para informar la estrategia de mitigación de riesgos para la liberación de hidrógeno en reactores nucleares de agua ligera.
Descripción
Durante accidentes severos en reactores nucleares de agua ligera, la liberación de hidrógeno plantea riesgos significativos para la integridad de la contención y la infraestructura circundante. Para abordar esto, se han adoptado recombinadores autocatalíticos pasivos (PAR) en varios países. Sin embargo, sigue siendo un desafío eliminar la producción de combinaciones inflamables y el potencial de explosiones de llama locales, incluso con los PAR instalados. Por lo tanto, comprender la distribución y concentración de hidrógeno generado, particularmente en reacciones de refrigerante de combustible revestido al 100%, es crucial. En este estudio, se realizan investigaciones numéricas utilizando ANSYS CFX, un código disponible comercialmente, para analizar la generación y distribución de hidrógeno en una planta de energía nuclear de 1000 MWe. Los resultados muestran la efectividad de los PAR a través de una evaluación comparativa de reactores con PAR y sin PAR instalados. El escenario simulado involucró la liberación de hidrógeno del recipiente de presión del reactor, lo que resultó en una reducción de la concentración máxima de hidrógeno liberado del 17.85% en el modelo de contención sin PAR a 9.72% en el modelo de contención con PAR instalados después de 22,000 s. Estos hallazgos destacan la importancia de comprender y controlar la distribución de hidrógeno en reactores nucleares de agua ligera durante accidentes severos. Este estudio es útil para informar la estrategia de mitigación de riesgos para la liberación de hidrógeno en reactores nucleares de agua ligera.