Título do projeto: Prestação de Serviços Tecnológicos (Reator Multipropósito Brasileiro)

Abstract: 1. O escopo deste documento corresponde a uma verificação do comportamento do Elemento Combustível (E.C.) do Reator Multipropósito Brasileiro (R.M.B.) quando sujeito a todos os carregamentos superpostos provenientes da condição normal de operação deste reator, como descrito na análise B5 da referência [1], com uma condição de restrição específica, que se caracteriza na consideração de um suporte fixo localizado no contato E.C./G.N. Esta análise é denominada como Análise B5 Modificada, por ser similar em todos os parâmetros, com exceção das condições de restrição. 2. De maneira geral, os objetivos desta verificação são os seguintes: a) Fazer uma comparação entre duas condições de restrição distintas (entre a análise B5 da referência [1] e a análise B5 Modificada que será apresentada neste documento). Esta comparação tem por objetivo verificar se a inserção de um suporte fixo no modelo de análise do E.C., na análise B5 Modificada, altera significativamente os valores resultantes das tensões e deslocamentos, em comparação com os valores resultantes documentados na análise B5 da referência [1]. b) Caso seja observado que as alterações nos valores máximos de tensão e deslocamento são pequenas na análise B5 Modificada, em comparação com a análise B5 da referência [1], pode-se afirmar que a análise B5 Modificada serve de base para futuras análises complementares que, em conjunto, dão origem a uma análise precisa e completa de um terremoto SSE no software Ansys®. Deve ser salientado que só é possível prosseguir com as análises complementares, no software Ansys®, caso exista a condição de restrição de suporte fixo nesta análise estrutural estática. c) De maneira resumida, neste relatório será respondido o seguinte questionamento: ➢ Em comparação com a análise B5, da referência [1], existem diferenças significativas, em termos dos valores resultantes das tensões e deslocamentos máximos, no comportamento do E.C. ao considerar a condição de restrição de suporte fixo no contato E.C./G.N.? 3. A presente análise é do tipo estática estrutural. Para o seu desenvolvimento, é empregado o sistema de análise Static Structural®, do software Ansys®. As características básicas desta análise são: a) Se trata de uma análise estática linear, ou seja, um tipo de análise que considera a rigidez da estrutura como constante. b) Os carregamentos atuantes na estrutura são os provenientes da condição normal de operação do R.M.B., descritos na análise B5 da referência [1]. c) A condição de restrição aplicada no modelo de elementos finitos do E.C. é um suporte fixo no contato do E.C. com a Grelha do Núcleo (contato E.C./G.N.). Como mencionado anteriormente, esta é a única diferença entre a presente análise e a descrita na referência [1]. 4. Assim como consta na referência [1], o procedimento de verificação da Análise B5 Modificada conta com as seguintes etapas: a) Para avaliar a integridade mecânica do E.C. do R.M.B. são verificados os requisitos funcionais presentes na norma ANSI/ANS 57.5-1996 [2]. b) A verificação destes requisitos funcionais é feita através da observação dos valores resultantes máximos das tensões e deslocamentos obtidos por meio da análise descrita no presente relatório. c) Os requisitos de tensão são verificados de acordo com a norma ASME III, divisão 1, subseção NB [3]. Os valores resultantes das tensões são obtidos em termos de S.I., ou Stress Intensity (critério de Tresca). Estes valores resultantes são comparados com o limite admissível Sm, o mais conservador presente na norma citada. d) Os requisitos de deslocamento são verificados de acordo com a distância entre E.C. vizinhos (0,001 m) e entre placas combustíveis vizinhas (0,00245 m). 5. No presente documento são utilizadas as unidades, múltiplos e submúltiplos do Sistema Internacional de Unidades (SI), sem exceções. 6. 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.

Palavras-Chave: reactors; fuel elements; fuel plates; finite element method; stress intensity factors

SANTOS, MARCELO M. dos; MATTAR NETO, MIGUEL. Análise B5 X B5 Modificada. São Paulo: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - CEENG, Março, 2021. (IPEN-CEN-PSE-RMB-006-00-RELT-010-00). Restrito. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/31985. Acesso em: $DATA.

Esta referência é gerada automaticamente de acordo com as normas do estilo IPEN/SP (ABNT NBR 6023) e recomenda-se uma verificação final e ajustes caso necessário.

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Título do projeto: Prestação de Serviços Tecnológicos (Reator Multipropósito Brasileiro)

Abstract: 1. É feita uma verificação, por meio de cálculo analítico, da tensão de assentamento na área de contato entre o elemento combustível (E.C.) e a grelha do núcleo (G.N.), contato denominado como E.C./ G.N. Da mesma maneira, é realizada uma verificação, por meio de um cálculo analítico, da tensão de assentamento na área de contato do elemento combustível com o fixador de elementos combustíveis (F.E.C.), contato denominado como E.C./ F.E.C. 2. Explica-se que a relevância de uma análise de tensão nos contatos do E.C. se dá pela possibilidade de se verificar a sua condição de montagem no núcleo do reator. 3. Os critérios de aceitação foram extraídos do tópico NB-3227.1 da norma ASME III, Divisão 1, Subseção NB [3]. 4. De acordo com os resultados mostrados neste documento é possível afirmar que as tensões calculadas atendem ao critério estabelecido no tópico NB-3227.1 da norma ASME III, Divisão 1, Subseção NB [3].

Palavras-Chave: fuel elements; rmb reactor; evaluation; tensile properties; aluminium; grids; standards

SANTOS, MARCELO M. dos; MATTAR NETO, MIGUEL. Avaliação da condição de montagem do elemento combustível do RMB – tensão de assentamento nos contatos do E.C.. São Paulo: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - CEENG, Janeiro, 2020. (IPEN-CEN-PSE-RMB-006-00-RELT-004-00). Restrito. Disponível em: http://200.136.52.105/handle/123456789/31705. Acesso em: $DATA.

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Título do projeto: Prestação de Serviços Tecnológicos (Reator Multipropósito Brasileiro)

Abstract: 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.

Palavras-Chave: seismic detection; reactors; fuel elements; fuel plates; aluminium; uranium silicates; functional models; finite element method

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: $DATA.

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