PCRELAP5 - Programa de cálculo para os dados de entrada do código RELAP5 [thesis]

Larissa Jácome Barros Silvestre
Dissertação apresentada como parte dos requisitos para obtenção do grau de Mestre em Ciências na Área de Tecnologia Nuclear -Reatores Orientadora: Dra. Gaianê Sabundjian Versão Corrigida Versão Original disponível no IPEN São Paulo 2016 i Dedico este trabalho às minhas filhas, Raíssa e Thainá, por me ensinarem, a cada dia, a essência mais pura do amor. ii Agradecimentos Agradeço primeiramente a Deus por sua fidelidade e bondade, renovando as minhas forças a cada manhã. Em cada passo desta
more » ... a passo desta trajetória eu presenciei o seu cuidado e a sua proteção. Faço um agradecimento especial à minha querida orientadora e amiga, Gaianê Sabundjian, pelo acolhimento em São Paulo, por acreditar em mim e por enfrentar todos os desafios ao meu lado, sempre com paciência e alegria. Desejo ter a sua amizade e a de sua família para sempre. Ao meu esposo Abimael, pelo incentivo e compreensão em todos os momentos.Sem o seu apoio eu não teria chegado até aqui. Essa vitória é nossa! Às minhas filhas, dádivas de Deus, por compreenderem a minha ausência em tantos momentos. Obrigada por terem sido o bálsamo que alegrava o meu coração nas horas de tensão e por me mostrarem a simplicidade da vida, sob o olhar de suas lentes. Aos meus pais, pela educação, incentivo e amor sem limites dedicados por toda a minha vida, razão da minha homenagem e agradecimento eterno. A vocês, que muitas vezes, renunciaram os seus sonhos para que eu pudesse realizar os meus, partilho a alegria deste momento. À minha irmã e melhor amiga Janaina, que não permitiu que a distância amenizasse a nossa união, mas esteve sempre me ajudando em qualquer situação e torcendo pelas minhas conquistas. Aos meus queridos avós, Neide e Costinha, por todo o amor a mim dedicado, motivo da minha gratidão e saudades. Como eu gostaria de abraçálos neste momento especial! Aos meus amigos, Gabi, André, Thompson e Raquel, pela parceria em todos os momentos. À amiga Claudinha, pelo carinho e pelas conversas descontraídas. À irmã em Cristo, Fayrouz, por ter me ensinado tantas lições com um simples olhar e por sua casa ter sido o lugar que me acolheu tantas vezes. Ao ITPAC PORTO, por me conceder a oportunidade de realizar esse grande sonho. iii Ao Fernando Moreira e André Senna, pela dedicação e apoio em todas as etapas dessa jornada. Ao Dr Delvonei Andrade, que acompanhou desde o início a evolução deste trabalho, sempre tecendo ricas contribuições, decisivas para o aperfeiçoamento do mesmo. À Patrícia Paladino, que contribuiu para a construção do alicerce deste trabalho. À amiga Dra Ana Cecília Lima, pessoa admirável, que me cativou com sua simplicidade e solidariedade. Às amigas do Ipen, Talita, Rita, Francine e Roberta, por me receberem com tanto carinho. À CNEN, pelo auxílio financeiro com a concessão de uma bolsa de estudos. iv PCRELAP5 -Programa de Cálculo dos Dados de Entrada para o Código RELAP 5 Larissa Jácome Barros Silvestre RESUMO Após os acidentes nucleares ocorridos no mundo, critérios e requisitos extremamente rígidos para a operação das instalações nucleares foram determinados pelos órgãos internacionais que regulam essas instalações. A partir da ocorrência destes eventos, as operadoras de plantas nucleares necessitam simular alguns acidentes e transientes, por meio de programas computacionais específicos, para obter a licença de operação de uma planta nuclear. Com base neste cenário, algumas ferramentas computacionais sofisticadas têm sido utilizadas como o Reactor Excursion and Leak Analysis Program (RELAP5), que é o código mais utilizado para a análise de acidentes e transientes termo-hidráulicos em reatores nucleares no Brasil e no mundo. Uma das maiores dificuldades na simulação usando o código RELAP5 é a quantidade de informações geométricas da planta necessárias para a análise de acidentes e transientes termo-hidráulicos. Para a preparação de seus dados de entrada é necessário um grande número de operações matemáticas para calcular a geometria dos componentes. Assim, a fim de realizar estes cálculos e preparar dados de entrada para o RELAP5, um pré-processador matemático amigável foi desenvolvido, neste trabalho. O Visual Basic for Applications (VBA), combinado com o Microsoft Excel, foi utilizado e demonstrou ser um instrumento eficiente para executar uma série de tarefas no desenvolvimento desse pré-processador. A fim de atender as necessidades dos usuários do RELAP5, foi desenvolvido o Programa de Cálculo do RELAP5 -PCRELAP5onde foram codificados todos os componentes que constituem o código, neste caso, todos os cartões de entrada inclusive os opcionais de cada um deles foram programados. Adicionalmente, uma versão em inglês foi criada para PCRELAP5. Também um design amigável do PCRELAP5 foi desenvolvido com a finalidade de minimizar o tempo de preparação dos dados de entrada e diminuir os erros cometidos pelos usuários do código RELAP5. Nesse trabalho, v a versão final desse pré-processador foi aplicada com sucesso para o Sistema de Injeção de Emergência (SIE) da usina Angra 2. ABSTRACT Nuclear accidents in the world led to the establishment of rigorous criteria and requirements for nuclear power plant operations by the international regulatory bodies. By using specific computer programs, simulations of various accidents and transients likely to occur at any nuclear power plant are required for certifying and licensing a nuclear power plant. Based on this scenario, some sophisticated computational tools have been used such as the Reactor Excursion and Leak Analysis Program (RELAP5), which is the most widely used code for the thermo-hydraulic analysis of accidents and transients in nuclear reactors in Brazil and worldwide. A major difficulty in the simulation by using RELAP5 code is the amount of information required for the simulation of thermal-hydraulic accidents or transients. The preparation of the input data requires a great number of mathematical operations to calculate the geometry of the components. Thus, for those calculations performance and preparation of RELAP5 input data, a friendly mathematical preprocessor was designed. The Visual Basic for Application (VBA) for Microsoft Excel demonstrated to be an effective tool to perform a number of tasks in the development of the program. In order to meet the needs of RELAP5 users, the RELAP5 Calculation Program (Programa de Cálculo do RELAP5 -PCRELAP5) was designed. The components of the code were codified; all entry cards including the optional cards of each one have been programmed. In addition, an English version for PCRELAP5 was provided. Furthermore, a friendly design was developed in order to minimize the time of preparation of input data and errors committed by users. In this work, the final version of this preprocessor was successfully applied for Safety Injection System (SIS) of Angra 2. vii
doi:10.11606/d.85.2016.tde-13052016-104652 fatcat:ln7vuomchbealenhos22kncd7a