Diseño y validación de un modelo que simula las condiciones de la contención en caso de LOCA en un PWR

El presente trabajo fin de grado consiste en el análisis y la simulación de una instalación de ensayos termodinámicos que se emplea para probarequipos a unas determinadascondiciones de presión y temperatura. En primer lugar, en la introducción, se analizará brevemente la instalación. Se pondrá especial énfasisen explicar el accidente que se simula en la mismay en estudiar los componentes del sistema. A continuación, se hará una definición de objetivos para este Trabajo Fin de Grado y se aportará una justificación para el mismo. El principal objetivo será el de simular los transitorios de presurización y despresurización de la cámara de ensayos estudiada de manera fidedigna y desarrollar una aplicación informática de utilización sencilla que, al ejecutarse, resuelva estos transitorios con ayuda del modelo matemáticopreviamente calculado. Seguidamente, desarrollaremos el modelo. Para ello, plantearemos primero las hipótesis en las que nos basaremos y el fundamento teórico que emplearemos para realizar el modelo. Una vez hecho esto, pasaremos a aplicarestos conceptosdirectamente al caso de nuestra instalación, con el fin de obtener un modelo matemático que luego podamos implementar en una función de MatLab. A la hora de modelar, habrá que encargarse tanto del transitorio de presurizacióncomo del de despresurización y habrá que pensar también en cómo sería un modelo matemático para cualquier estado en el que se encuentrela cámara. Acabada la parte de introducción, entraremos con la metodología seguida para la realización de este Trabajo Fin de Grado. En la sección de metodología, lo primero que haremos será representar los datos reales de los que disponemos, compararlos con los ensayos habituales pedidos por los clientes y relacionarlos con el modelo que se realizará. Una vez hecho lo anterior, entraremos a resolver las ecuaciones diferenciales que gobiernan el comportamiento del sistema. Debido a la complejidad del sistema de ecuaciones diferenciales formado por la ecuación de conservación de la masa y la ecuación de conservación de la energía de la mezcla de aire con agua en equilibrio líquido vapor que se encuentra en la cámara, la solución que obtendremos en este apartado será una solución numérica, pues una solución analítica sería inviable, por la dificultad para obtenerla y, una vez obtenida, para trabajar con ella. También en el apartado de metodología se hará una breve explicación de los programas por medio de los cuales se ha implementado el modelo en MatLab. Consideramos importante esta subsección, pues es la base de la aplicación informáticaa la que daráfruto del modelo. Precisamente con el desarrollo de la aplicación informática, una guíay una breve descripción de la misma cerraríamos la sección de metodología. Una vez dispongamos de las herramientas paraello, pasaremos a la sección en la que obtendremos losresultados. En esta sección se representarán múltiples transitorios, tanto de presurización como de despresurización ylos cambios sufridos por estosante diversas variaciones de las condiciones iniciales y se estudiará cómo afectan estos cambios a los valores de las magnitudes de interés de los ensayos. Aun así, siempre nos moveremos dentro de unas ciertas limitaciones que definiremos al comienzo de la sección. A partir de esos resultados, pasaremos a la validación de los mismos con transitorios de presurización y despresurización reales. Al realizar la validación, variaremos los parámetros de nuestro modelo para aproximarnos todo lo posible a la realidad, siempre sin alterar las bases del modelo ya desarrollado. Así con todo, se plantearán aquí cambios en las hipótesis de partida que podrían ser beneficiosos para el funcionamiento del modelo en caso de implementarse. La validación se realizará tanto del transitorio de presurización como del transitorio de despresurización. De acuerdo a todo lo hechohasta este punto, realizaremos un análisis del impacto del trabajo. En la primera parte del análisis se analizarán las aplicaciones y los beneficios quepuede tener nuestro modelo matemático y la aplicación desarrollada en base al mismo. Posteriormente, se propondrán líneas futuras de investigación que deja abiertas este Trabajo Fin de Grado. Estas víashabrán de centrarse en tres puntos: Mejorar el modelo. Afinar especialmente las hipótesis de partida que puedan causar imprecisiones en el mismo. Mejorar la aplicación. Programar la aplicación de tal manera que sea más flexible, permita al usuario realizar cálculos más complejos y sea capaz de calcular las magnitudes de interés para ensayos más largos. Todo esto se ha de hacer siempre sin renunciar a la simplicidad y a lo intuitiva que es,de origen,la aplicación. Predecir los valores de las magnitudes de interés con más exactitud y ser capaz de evaluarmejoras en la instalación. Finalmente, reflexionaremos sobre lo que ha supuesto este TFG y analizaremos si hemos cumplido o no con los objetivos que nos habíamos planteado en un principio