{"id":47332,"date":"2019-11-04T01:47:34","date_gmt":"2019-11-04T00:47:34","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/o-que-e-ebulicao-no-reator-nuclear-definicao\/"},"modified":"2020-03-04T13:53:26","modified_gmt":"2020-03-04T12:53:26","slug":"o-que-e-ebulicao-no-reator-nuclear-definicao","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/pt-br\/o-que-e-ebulicao-no-reator-nuclear-definicao\/","title":{"rendered":"O que \u00e9 ebuli\u00e7\u00e3o no reator nuclear – Defini\u00e7\u00e3o"},"content":{"rendered":"
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Ebuli\u00e7\u00e3o no reator nuclear.\u00a0Nos BWRs, a ebuli\u00e7\u00e3o do l\u00edquido de refrigera\u00e7\u00e3o ocorre em opera\u00e7\u00e3o normal e \u00e9 um fen\u00f4meno muito desejado.\u00a0Para PWRs em opera\u00e7\u00e3o normal, tamb\u00e9m pode ocorrer a ebuli\u00e7\u00e3o nucleada.\u00a0Engenharia T\u00e9rmica<\/div>\n<\/div>\n
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Ebuli\u00e7\u00e3o em reatores nucleares<\/h2>\n<\/div>\n<\/div>\n
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Ebuli\u00e7\u00e3o em BWRs<\/h2>\n

Nos\u00a0<\/strong>BWRs, a<\/strong><\/a>\u00a0ebuli\u00e7\u00e3o do l\u00edquido de refrigera\u00e7\u00e3o ocorre em\u00a0opera\u00e7\u00e3o normal<\/strong>\u00a0e \u00e9 um fen\u00f4meno muito desejado.\u00a0As\u00a0qualidades<\/strong>\u00a0t\u00edpicas de\u00a0fluxo<\/strong>\u00a0nos\u00a0n\u00facleos BWR<\/strong><\/a>\u00a0s\u00e3o da ordem de 10 a 20%.\u00a0Um\u00a0reator de \u00e1gua fervente<\/strong>\u00a0\u00e9 resfriado e\u00a0moderado<\/a>\u00a0por \u00e1gua como um PWR, mas a uma\u00a0press\u00e3o mais baixa<\/strong>\u00a0(7MPa), que permite que a \u00e1gua\u00a0ferva dentro do vaso de press\u00e3o<\/strong>\u00a0produzindo o vapor que aciona as turbinas.\u00a0Portanto, a evapora\u00e7\u00e3o ocorre diretamente nos canais de combust\u00edvel.\u00a0Portanto, os BWRs s\u00e3o o melhor exemplo para essa \u00e1rea, porque a evapora\u00e7\u00e3o do l\u00edquido refrigerante ocorre na opera\u00e7\u00e3o normal e \u00e9 um fen\u00f4meno muito desejado.<\/p>\n

Nos BWRs, h\u00e1 um fen\u00f4meno que \u00e9 da\u00a0maior import\u00e2ncia na seguran\u00e7a do reator<\/strong>\u00a0.\u00a0Esse fen\u00f4meno \u00e9 conhecido como\u00a0\u201cseca\u201d<\/strong>\u00a0e est\u00e1 diretamente associado a\u00a0altera\u00e7\u00f5es no padr\u00e3o de fluxo<\/strong>\u00a0durante a evapora\u00e7\u00e3o na regi\u00e3o de alta qualidade.\u00a0Normalmente, a superf\u00edcie do combust\u00edvel \u00e9 efetivamente resfriada pelo l\u00edquido de refrigera\u00e7\u00e3o fervente.\u00a0No entanto, quando o fluxo de calor excede um\u00a0valor cr\u00edtico<\/strong>\u00a0(CHF – fluxo de calor cr\u00edtico), o padr\u00e3o de fluxo pode atingir as\u00a0condi\u00e7\u00f5es de secagem<\/strong>\u00a0(a pel\u00edcula fina de l\u00edquido desaparece).\u00a0A transfer\u00eancia de calor da superf\u00edcie do combust\u00edvel para o l\u00edquido de arrefecimento \u00e9 deteriorada, com o resultado de um\u00a0aumento dr\u00e1stico da temperatura da superf\u00edcie do combust\u00edvel<\/strong>\u00a0.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Ebuli\u00e7\u00e3o em PWRs<\/h2>\n

Embora os projetos mais antigos do n\u00facleo assumissem que a ebuli\u00e7\u00e3o da superf\u00edcie n\u00e3o poderia ser permitida nas\u00a0PWRs<\/strong><\/a>\u00a0, essa suposi\u00e7\u00e3o foi logo rejeitada e a transfer\u00eancia de calor em duas fases \u00e9 agora um dos mecanismos normais de transfer\u00eancia de calor de opera\u00e7\u00e3o tamb\u00e9m nas PWRs.\u00a0Para PWRs em opera\u00e7\u00e3o normal, h\u00e1\u00a0\u00e1gua l\u00edquida comprimida<\/a>\u00a0dentro do n\u00facleo do reator, loops e geradores de vapor.\u00a0A press\u00e3o \u00e9 mantida em aproximadamente\u00a016MPa<\/strong>\u00a0.\u00a0A essa press\u00e3o, a \u00e1gua ferve a aproximadamente\u00a0350 \u00b0 C<\/strong>\u00a0(662 \u00b0 F).\u00a0Como foi\u00a0calculado no exemplo<\/a>\u00a0, a temperatura da superf\u00edcie T\u00a0Zr, 1<\/sub>\u00a0= 325 \u00b0 C garante que mesmo a ebuli\u00e7\u00e3o sub-resfriada n\u00e3o ocorra.\u00a0Observe que, a ebuli\u00e7\u00e3o sub-resfriada requer T\u00a0Zr, 1<\/sub>\u00a0= T\u00a0sat<\/sub>.\u00a0Como as temperaturas de entrada da \u00e1gua s\u00e3o geralmente de cerca de\u00a0290 \u00b0 C<\/strong>\u00a0(554 \u00b0 F), \u00e9 \u00f3bvio que este exemplo corresponde \u00e0 parte inferior do n\u00facleo.\u00a0Em eleva\u00e7\u00f5es mais altas do n\u00facleo, a temperatura a granel pode atingir at\u00e9 330 \u00b0 C.\u00a0A diferen\u00e7a de temperatura de 29 \u00b0 C causa a fervura sub-resfriada (330 \u00b0 C + 29 \u00b0 C> 350 \u00b0 C).\u00a0Por outro lado, a\u00a0ebuli\u00e7\u00e3o nucleada<\/strong>\u00a0na superf\u00edcie interrompe efetivamente a camada estagnada e, portanto, a ebuli\u00e7\u00e3o nucleada aumenta significativamente a capacidade de uma superf\u00edcie de transferir\u00a0energia t\u00e9rmica<\/a>\u00a0para o fluido a granel.\u00a0Como resultado, o coeficiente de transfer\u00eancia de calor por convec\u00e7\u00e3o aumenta significativamente e, portanto, em eleva\u00e7\u00f5es mais altas, a diferen\u00e7a de temperatura (T\u00a0Zr,\u00a0<\/sub>volume\u00a0<\/sub>1<\/sub>\u00a0– T\u00a0) diminui significativamente.<\/p>\n

No caso de\u00a0PWRs<\/a>\u00a0, a quest\u00e3o cr\u00edtica de seguran\u00e7a \u00e9 denominada\u00a0DNB<\/strong>\u00a0(\u00a0partida da ebuli\u00e7\u00e3o nucleada<\/strong>\u00a0), que causa a forma\u00e7\u00e3o de uma\u00a0camada de vapor local<\/strong>\u00a0, causando uma redu\u00e7\u00e3o dr\u00e1stica na capacidade de transfer\u00eancia de calor.\u00a0Esse fen\u00f4meno ocorre na regi\u00e3o sub-resfriada ou de baixa qualidade.\u00a0O comportamento da crise de ebuli\u00e7\u00e3o depende de muitas condi\u00e7\u00f5es de fluxo (press\u00e3o, temperatura, taxa de fluxo), mas a crise de ebuli\u00e7\u00e3o ocorre em fluxos de calor relativamente altos e parece estar associado \u00e0 nuvem de bolhas adjacentes \u00e0 superf\u00edcie.\u00a0Essas bolhas ou filme de vapor reduzem a quantidade de \u00e1gua que entra.\u00a0Como esse fen\u00f4meno deteriora o coeficiente de transfer\u00eancia de calor e o fluxo de calor permanece, o calor\u00a0acumula-se<\/strong>na barra de combust\u00edvel, causando\u00a0aumento dram\u00e1tico<\/strong>\u00a0do revestimento e da\u00a0temperatura do<\/strong>\u00a0combust\u00edvel\u00a0.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Satura\u00e7\u00e3o no pressurizador<\/h2>\n
\"Propriedades<\/a>
Propriedades extensivas e intensivas do meio no pressurizador.<\/figcaption><\/figure>\n

Um\u00a0\u00a0pressurizador<\/strong><\/a>\u00a0\u00a0\u00e9 um componente de um\u00a0\u00a0reator de \u00e1gua pressurizada<\/a>\u00a0.\u00a0A press\u00e3o no circuito prim\u00e1rio\u00a0<\/strong>\u00a0dos PWRs \u00e9 mantida por um\u00a0\u00a0pressurizador<\/strong>\u00a0, um vaso separado que \u00e9 conectado ao circuito prim\u00e1rio (perna quente) e parcialmente preenchido com \u00e1gua que \u00e9 aquecida at\u00e9 a\u00a0\u00a0temperatura de satura\u00e7\u00e3o<\/strong>\u00a0\u00a0(ponto de ebuli\u00e7\u00e3o) para a press\u00e3o desejada por\u00a0energia el\u00e9trica<\/strong>\u00a0submersa.\u00a0\u00a0aquecedores<\/strong>.\u00a0A temperatura no pressurizador pode ser mantida a 350 \u00b0 C (662 \u00b0 F), o que fornece uma margem de sub-resfriamento (a diferen\u00e7a entre a temperatura do pressurizador e a temperatura mais alta no n\u00facleo do reator) de 30 \u00b0 C.\u00a0A margem de sub-resfriamento \u00e9 um par\u00e2metro de seguran\u00e7a muito importante dos PWRs, pois a ebuli\u00e7\u00e3o no n\u00facleo do reator deve ser exclu\u00edda.\u00a0O projeto b\u00e1sico do\u00a0\u00a0reator de \u00e1gua pressurizada\u00a0<\/strong>\u00a0inclui tal requisito que o l\u00edquido de refrigera\u00e7\u00e3o (\u00e1gua) no sistema de refrigera\u00e7\u00e3o do reator n\u00e3o deve ferver.\u00a0Para conseguir isso, o l\u00edquido de refrigera\u00e7\u00e3o no sistema de refrigera\u00e7\u00e3o do reator \u00e9 mantido a uma press\u00e3o suficientemente alta para que a ebuli\u00e7\u00e3o n\u00e3o ocorra nas temperaturas do l\u00edquido de refrigera\u00e7\u00e3o experimentadas enquanto a planta est\u00e1 em opera\u00e7\u00e3o ou em um transiente analisado.<\/p>\n

Fun\u00e7\u00f5es<\/span><\/h2>\n

A press\u00e3o<\/strong>\u00a0\u00a0no pressurizador \u00e9 controlada variando a temperatura do l\u00edquido de refrigera\u00e7\u00e3o no pressurizador.\u00a0Para esses fins, dois sistemas est\u00e3o instalados.\u00a0Sistema de pulveriza\u00e7\u00e3o de \u00e1gua<\/strong>\u00a0\u00a0e\u00a0\u00a0sistema de aquecimento el\u00e9trico<\/strong>\u00a0.\u00a0O volume do pressurizador (dezenas de metros c\u00fabicos) \u00e9 preenchido com \u00e1gua nos par\u00e2metros de satura\u00e7\u00e3o e vapor.\u00a0O sistema de pulveriza\u00e7\u00e3o de \u00e1gua (\u00e1gua relativamente fria – da perna fria) pode diminuir a press\u00e3o no recipiente,\u00a0\u00a0condensando o vapor\u00a0<\/strong>\u00a0nas gotas de \u00e1gua pulverizadas no recipiente.\u00a0Por outro lado, os aquecedores el\u00e9tricos submersos s\u00e3o projetados para aumentar a press\u00e3o por\u00a0\u00a0evapora\u00e7\u00e3o da \u00e1gua<\/strong>\u00a0\u00a0no vaso.\u00a0A press\u00e3o da \u00e1gua em um sistema fechado rastreia a temperatura da \u00e1gua diretamente;\u00a0conforme a temperatura aumenta, a press\u00e3o aumenta.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Ebuli\u00e7\u00e3o no gerador de vapor<\/h2>\n
\"Gerador<\/a>
Gerador de vapor – vertical<\/figcaption><\/figure>\n

Geradores de vapor<\/strong><\/a>\u00a0s\u00e3o\u00a0\u00a0trocadores de calor<\/strong>\u00a0\u00a0usados \u200b\u200bpara converter\u00a0\u00a0\u00e1gua de alimenta\u00e7\u00e3o em vapor a<\/strong>\u00a0\u00a0partir do calor produzido no\u00a0n\u00facleo de<\/a>\u00a0um\u00a0\u00a0reator nuclear<\/a>\u00a0.\u00a0O vapor produzido aciona a turbina.\u00a0Eles s\u00e3o usados \u200b\u200bnas usinas mais nucleares, mas existem muitos tipos de acordo com o\u00a0\u00a0tipo de reator<\/a>\u00a0.<\/p>\n

O l\u00edquido de arrefecimento prim\u00e1rio quente (\u00a0\u00e1gua 330 \u00b0 C; 626 \u00b0 F; 16MPa<\/strong>\u00a0) \u00e9 bombeado para\u00a0\u00a0o gerador de vapor\u00a0<\/strong>\u00a0atrav\u00e9s da entrada prim\u00e1ria.\u00a0A alta press\u00e3o do l\u00edquido de arrefecimento prim\u00e1rio \u00e9 usada para manter a \u00e1gua no estado l\u00edquido.\u00a0A ebuli\u00e7\u00e3o do l\u00edquido de arrefecimento prim\u00e1rio n\u00e3o deve ocorrer.\u00a0<\/strong>\u00a0A \u00e1gua l\u00edquida flui atrav\u00e9s de centenas ou milhares de tubos (geralmente 1,9 cm de di\u00e2metro) dentro do gerador de vapor.\u00a0A \u00e1gua de alimenta\u00e7\u00e3o (circuito secund\u00e1rio) \u00e9 aquecida de\u00a0\u00a0~ 260 \u00b0 C a 500 \u00b0 F<\/strong>\u00a0\u00a0at\u00e9 o ponto de ebuli\u00e7\u00e3o desse fluido\u00a0\u00a0(280 \u00b0 C; 536 \u00b0 F; 6,5MPa)<\/strong>\u00a0.\u00a0O calor \u00e9 transferido atrav\u00e9s das paredes desses tubos para o l\u00edquido de refrigera\u00e7\u00e3o secund\u00e1rio de baixa press\u00e3o localizado no lado secund\u00e1rio do trocador, onde o l\u00edquido de refrigera\u00e7\u00e3o evapora para vapor pressurizado\u00a0(vapor saturado 280 \u00b0 C; 536 \u00b0 F; 6,5 MPa)<\/strong>\u00a0.\u00a0O vapor pressurizado sai do gerador de vapor atrav\u00e9s de uma sa\u00edda de vapor e continua at\u00e9 a turbina a vapor.\u00a0A transfer\u00eancia de calor \u00e9 realizada sem a mistura dos dois fluidos para impedir que o l\u00edquido de arrefecimento secund\u00e1rio se torne radioativo.\u00a0O l\u00edquido de arrefecimento prim\u00e1rio sai\u00a0\u00a0(\u00e1gua 295 \u00b0 C; 563 \u00b0 F; 16MPa)<\/strong>\u00a0\u00a0do gerador de vapor atrav\u00e9s da sa\u00edda prim\u00e1ria e continua atrav\u00e9s de uma perna fria at\u00e9\u00a0\u00a0uma bomba de l\u00edquido de refrigera\u00e7\u00e3o do reator<\/a>\u00a0\u00a0e depois para o reator.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Este artigo \u00e9 baseado na tradu\u00e7\u00e3o autom\u00e1tica do artigo original em ingl\u00eas. Para mais informa\u00e7\u00f5es, consulte o artigo em ingl\u00eas. Voc\u00ea pode nos ajudar. Se voc\u00ea deseja corrigir a tradu\u00e7\u00e3o, envie-a para: translations@nuclear-power.com ou preencha o formul\u00e1rio de tradu\u00e7\u00e3o on-line. Agradecemos sua ajuda, atualizaremos a tradu\u00e7\u00e3o o mais r\u00e1pido poss\u00edvel. Obrigado.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Ebuli\u00e7\u00e3o no reator nuclear.\u00a0Nos BWRs, a ebuli\u00e7\u00e3o do l\u00edquido de refrigera\u00e7\u00e3o ocorre em opera\u00e7\u00e3o normal e \u00e9 um fen\u00f4meno muito desejado.\u00a0Para PWRs em opera\u00e7\u00e3o normal, tamb\u00e9m pode ocorrer a ebuli\u00e7\u00e3o nucleada.\u00a0Engenharia T\u00e9rmica Ebuli\u00e7\u00e3o em reatores nucleares Ebuli\u00e7\u00e3o em BWRs Nos\u00a0BWRs, a\u00a0ebuli\u00e7\u00e3o do l\u00edquido de refrigera\u00e7\u00e3o ocorre em\u00a0opera\u00e7\u00e3o normal\u00a0e \u00e9 um fen\u00f4meno muito desejado.\u00a0As\u00a0qualidades\u00a0t\u00edpicas de\u00a0fluxo\u00a0nos\u00a0n\u00facleos BWR\u00a0s\u00e3o … Ler mais<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[14],"tags":[],"yoast_head":"\nO que \u00e9 ebuli\u00e7\u00e3o no reator nuclear - Defini\u00e7\u00e3o<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Ebuli\u00e7\u00e3o no reator nuclear. 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