Simulación del control de un reactor nuclear de investigación

Abstract

Los Reactores Nucleares, deben tener un funcionamiento particularmente seguro, y varios sistemas, concurren a controlar las instalaciones. Las limitaciones hidráulicas y mecánicas sobre los equipos, así como las exigencias de transferencia de calor, definen un dominio de funcionamiento seguro para el núcleo. Donde el dominio de funcionamiento está definido en ciertos márgenes de seguridad, el sistema de control tiende a mantener el reactor dentro del dominio de funcionamiento. El objetivo del presente trabajo de tesis es realizar, la simulación digital del sistema de control de un Reactor Nuclear de investigación tipo piscina de 10MW de potencia nominal, destinado fundamentalmente a la producción de radioisótopos que tienen múltiples aplicaciones en medicina nuclear, agricultura e industria. Durante la operación del reactor nuclear, deberá mantenerse constante el flujo neutrónico "n" a través de largos periodos de tiempo debiéndose operarlo para compensar diversas acciones de apartamiento de su estado crítico a potencia nominal. A fin de automatizar las operaciones tendientes a lograr el mantenimiento de la potencia se diseñó un Sistema de Control Automático. Se elaboró un programa de simulación que incluye la cinética. del reactor, el sistema de control, la lógica de movimiento de barras de control, las ecuaciones de anti-reactividad debido al envenenamiento por Xenón y eventualmente el sistema térmico acoplado al reactor. Se han realizado varias simulaciones del comportamiento transitorio del reactor y del sistema de control de potencia para diversas perturbaciones y excitaciones de entrada variando los valores de diversos parámetros.