Análisis Estructural Del Tanque Reflector Para El Rrrp.

Abstract

El Tanque Reflector es un componente tecnológico complejo de fundamental
importancia para el cumplimiento de las distintas prestaciones requeridas en el RRRP
(Replacement Research Reactor Project) para la organización nuclear australiana, que
implica esfuerzos coordinados de diseño, ingeniería, análisis y fabricación. Las principales
funciones del tanque son, entre otras: servir de reflector neutrónico al núcleo del reactor –
alojado en su interior-, permitir un alto flujo neutrónico para irradiación de muestras y los
haces externos, servir de segundo sistema de parada del reactor. El tanque es de Zircalloy y
contiene agua pesada, excepto en su chimenea central en la que aloja al núcleo, y posee
decenas de perforaciones para permitir la refrigeración del núcleo, la derivación de haces de
neutrones, la irradiación de Silicios y diferentes blancos, fuentes fría y caliente de neutrones,
etc. Su diseño implica la interacción con el cálculo estructural, así como con el cálculo
neutrónico, termohidráulico, ciencia de materiales, posibilidades de fabricación y montaje,
frecuentemente con requerimientos contrapuestos que deben ser satisfechos simultáneamente.
En la presente comunicación se presentan los modelos de elementos finitos utilizados para la
revisión y verificación del diseño (modelo global, chimenea, guías de haces), y el tratamiento
dado al análisis de los diferentes casos de carga y de restricciones de vínculo. El análisis
estructural contempla las cargas de presión y temperatura en operación normal y en distintas
condiciones especiales –como accionamiento del segundo sistema de parada-, cálculo
sísmico, crecimiento de Zircaloy por irradiación, esfuerzos resultantes de tolerancias de
montaje, etc. También se consideran los comportamientos no lineales de algunos vínculos. Se
confirma que los desplazamientos y tensiones máximas, y los factores de seguridad a pandeo,
se encuentran dentro de valores admisibles. Se describe la compatibilización de
requerimientos térmicos, neutrónicos, estructurales y de fabricación en el proceso de diseño
de la chimenea del tanque reflector. Los análisis presentados fueron parcialmente validados
con las pruebas hidráulicas –requeridas por norma- de la chimenea y el tanque.